張　翔 , 王彥輝 , 趙　波 , 馮永濤

(開封龍宇化工有限公司 , 河南 開封　475200)

預(yù)處理+A2/O工藝在聚甲醛廢水處理中的應(yīng)用

張翔 , 王彥輝 , 趙波 , 馮永濤

(開封龍宇化工有限公司 , 河南 開封475200)

摘要：針對(duì)實(shí)際應(yīng)用效果并結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),闡述了預(yù)處理+A2/O工藝在處理聚甲醛工業(yè)廢水過(guò)程中的優(yōu)缺點(diǎn),分析了該工藝在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中存在的各種影響因素及相對(duì)應(yīng)的最佳工藝控制指標(biāo)和部分代表性問(wèn)題的處理對(duì)策,對(duì)國(guó)內(nèi)外相關(guān)行業(yè)的研究有著很大的實(shí)際參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：預(yù)處理 ； A2/O法 ； 聚甲醛 ； 工業(yè)廢水

1預(yù)處理+A2/O工藝的基本原理

預(yù)處理+A2/O工藝主要由甲醛預(yù)處理、厭氧處理、好氧處理三區(qū)域組成,如圖1所示。即需處理的污水從甲醛預(yù)處理反應(yīng)池前端進(jìn)入,利用大量抗甲醛的微生物來(lái)降低高濃度甲醛含量、抵抗高濃度甲醛沖擊,為后續(xù)生物段處理提供較好的環(huán)境。厭氧反應(yīng)池利用厭氧菌厭氧消化去除水中高濃度有機(jī)物,厭氧過(guò)程可分為水解、酸化和產(chǎn)甲烷階段。好氧反應(yīng)池是在不投加有機(jī)物的條件下,對(duì)污泥進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的曝氣,活性污泥進(jìn)行有氧呼吸,進(jìn)一步把有機(jī)物分解成無(wú)機(jī)物,使污泥中的可生物降解部分被氧化去除,被氧化的物質(zhì)變成二氧化碳、水等物質(zhì),氨氮隨著消化作用的進(jìn)行而逐步被氧化為硝酸鹽[1]。

圖1　聚甲醛工業(yè)廢水處理工藝流程圖

2在聚甲醛廢水處理中的優(yōu)缺點(diǎn)

2.1　預(yù)處理+A2/O法應(yīng)用中的優(yōu)點(diǎn)

①工藝簡(jiǎn)單,容易操作,危險(xiǎn)性低。②產(chǎn)生的沼氣可作為燃料。 ③裝置長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行,處理過(guò)程成本較低。

2.2　預(yù)處理+A2/O法應(yīng)用中的缺點(diǎn)

①因工藝廢水COD高、甲醛濃度高、生物毒性強(qiáng)、甲醛聚合物如TOX、DOX等濃度高,水溫高pH值低,因而對(duì)設(shè)備要求高。②系統(tǒng)受沖擊后恢復(fù)周期較長(zhǎng)(20 d左右)。③水下設(shè)備較多,出現(xiàn)故障不易被發(fā)現(xiàn),檢修難度較大。

3在聚甲醛廢水處理中的最佳控制指標(biāo)

①溫度：由于微生物活性受溫度影響較大,在高溫下容易造成菌種癱瘓或大量死亡,低溫下的去除效率又不如在中溫下的效率高[3],所以廢水處理池必須保持在合適的溫度條件下,經(jīng)長(zhǎng)期實(shí)踐監(jiān)測(cè),生物段的最佳溫度控制范圍為30～38 ℃。②pH值：進(jìn)水水質(zhì)屬于酸性水質(zhì),甲醛預(yù)處理反應(yīng)池(以下統(tǒng)稱為甲池)內(nèi)的微生物對(duì)酸性、堿性水質(zhì)有自身適應(yīng)能力,但需要注意的是不能突然變化,不然易對(duì)微生物菌種造成沖擊。進(jìn)水pH值通常控制在3～5的范圍內(nèi),出水pH值在6～9的范圍內(nèi)波動(dòng),經(jīng)長(zhǎng)期運(yùn)行數(shù)據(jù)分析得知進(jìn)水pH均值為3.7,出水平均值pH為8.65。③甲醛濃度：王志海等[2]研究發(fā)現(xiàn)甲醛廢水之所以難處理,一方面是因?yàn)榧兹┍旧硎且环N殺菌劑,對(duì)微生物的具有抑制作用；另一方面則是因?yàn)榧兹┙到庖?jīng)歷產(chǎn)脂肪酸、pH值降低的過(guò)程,甲醛初始濃度越高,這一過(guò)程中的pH值就越低,且持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng),而過(guò)低的pH值同樣會(huì)抑制微生物的活性。因此要注意控制進(jìn)水中甲醛的含量,含量太高容易對(duì)甲池造成沖擊,并且會(huì)導(dǎo)致pH值急速下降。案例：在2013年3月份的一次開停車檢修過(guò)程中,污水站進(jìn)水甲醛濃度由639 mg/L突然漲至7 451 mg/L,導(dǎo)致甲池pH值由7.83下降到4.51,甲池COD由1 013 mg/L漲至2 195 mg/L。④COD濃度：由于有機(jī)物含量高容易引發(fā)處理系統(tǒng)癱瘓,且恢復(fù)周期較長(zhǎng),因此生產(chǎn)過(guò)程中要緊密關(guān)注進(jìn)水中COD值有效防止系統(tǒng)發(fā)生故障[4]。通過(guò)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中對(duì)日常數(shù)據(jù)總結(jié)分析。

在同等滿負(fù)荷(55 t/h)條件下運(yùn)行,進(jìn)水COD控制范圍在4 000、4 500 mg/L左右時(shí),經(jīng)本工藝處理系統(tǒng)處理后COD的去除率為99.25%、98.78%；進(jìn)水COD超過(guò)5 000 mg/L時(shí)易對(duì)本處理系統(tǒng)造成沖擊。

4實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中的問(wèn)題及對(duì)策

4.1　進(jìn)水COD、甲醛濃度突然變化時(shí)的對(duì)策

污水站工藝設(shè)計(jì)要求聚甲醛工藝廢水正常時(shí),直接進(jìn)污水處理系統(tǒng)處理,但在實(shí)際運(yùn)行期間因生產(chǎn)不正常、系統(tǒng)波動(dòng)、誤操作、檢修需要等原因造成的進(jìn)水COD、甲醛濃度突然變化時(shí),不正常工藝廢水直接進(jìn)入到處理系統(tǒng)后,會(huì)對(duì)微生物菌種造成不同程度的沖擊進(jìn)而出現(xiàn)大量死亡的現(xiàn)象,一旦系統(tǒng)受到?jīng)_擊造成癱瘓,將影響外排水出水指標(biāo)[5]。針對(duì)長(zhǎng)期實(shí)際運(yùn)行中每次出現(xiàn)的不同問(wèn)題進(jìn)行分析和改進(jìn),及時(shí)改變對(duì)策和對(duì)理論知識(shí)的不斷深入,當(dāng)數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時(shí)可從五個(gè)方面進(jìn)行調(diào)整：①及時(shí)將高濃度廢水切入事故水池并降低處理負(fù)荷,同時(shí)快速降低進(jìn)水濃度；②當(dāng)處理系統(tǒng)受到?jīng)_擊造成癱瘓時(shí),及時(shí)向生物處理系統(tǒng)投加所需藥劑來(lái)恢復(fù)其活性；③外排數(shù)據(jù)超標(biāo)時(shí)需停止外排,將回流調(diào)整至內(nèi)循環(huán)狀態(tài),根據(jù)處理系統(tǒng)的恢復(fù)情況,逐步提升處理能力[6]；④向生物池內(nèi)投加葡萄糖藥劑或糞肥(豬糞),葡萄糖藥劑的投加量為450 kg/d,糞肥的投加量為3 t/d,使其能快速恢復(fù)活性；⑤增加重要數(shù)據(jù)的分析頻次,操作人員根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)的各項(xiàng)數(shù)據(jù),及時(shí)采取有效的處理措施。

4.2　進(jìn)水pH值發(fā)生變化時(shí)的對(duì)策

工藝設(shè)計(jì)生產(chǎn)區(qū)生活污水進(jìn)入污水站,生產(chǎn)區(qū)現(xiàn)場(chǎng)地溝水通過(guò)管網(wǎng)也匯集到生活污水,再由集水井提升泵直接進(jìn)入到生物處理系統(tǒng)。在現(xiàn)場(chǎng)打掃衛(wèi)生、檢修作業(yè)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)物料會(huì)順著地溝進(jìn)入到生活污水集水井,當(dāng)pH值不穩(wěn)定時(shí)可對(duì)生物處理系統(tǒng)造成不同程度的沖擊。通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工藝的技術(shù)改造和創(chuàng)新,加快提升崗位人員操作技能,現(xiàn)通過(guò)技術(shù)改造可將生活污水集水井提升泵出口切入到事故水池內(nèi)備用,增加了對(duì)數(shù)據(jù)的化驗(yàn)頻次并新增在線監(jiān)測(cè)設(shè)備,通過(guò)人工化驗(yàn)數(shù)據(jù)和在線實(shí)事監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)相結(jié)合的措施,確保進(jìn)水水質(zhì)嚴(yán)格按照指標(biāo)要求進(jìn)入到生物處理系統(tǒng),同時(shí)加強(qiáng)對(duì)崗位人員操作規(guī)范的培訓(xùn),避免因誤操作造成的生產(chǎn)事故[7-9]。

4.3　好氧池出現(xiàn)泡沫現(xiàn)象的對(duì)策

運(yùn)行過(guò)程中好氧池出現(xiàn)泡沫的情況最多,原因多樣。其中最常見的原因是污泥齡過(guò)高,這時(shí)就需要加大排泥量,降低污泥齡,降低曝氣池的污泥濃度,提高負(fù)荷；其次,氣溫和水溫的變化幅度太大也會(huì)引起此現(xiàn)象,需通過(guò)提高風(fēng)機(jī)負(fù)荷來(lái)解決,但要保證溶解氧在控制范圍內(nèi)；此外,當(dāng)進(jìn)水中工業(yè)廢水和有毒物質(zhì)含量高到一定程度時(shí),需及時(shí)切斷進(jìn)水降低有毒物質(zhì)的含量。出現(xiàn)泡沫后我們最常用的輔助方法是向好氧池內(nèi)投加消泡劑,投加量為12.5 kg/d結(jié)合以上措施效果比較顯著。

4.4　二沉池出現(xiàn)跑泥現(xiàn)象的對(duì)策

在長(zhǎng)期運(yùn)行期間二沉池有時(shí)會(huì)出現(xiàn)跑泥現(xiàn)象,會(huì)造成深度處理區(qū)部分設(shè)備癱瘓,并且外排SS指標(biāo)會(huì)迅速升高。原因有很多：①處理系統(tǒng)負(fù)荷(水量)變大是最常見的現(xiàn)象,應(yīng)及時(shí)查看系統(tǒng)運(yùn)行情況降低運(yùn)行負(fù)荷；②及時(shí)監(jiān)測(cè)生物池內(nèi)懸浮物含量、SV30是否超過(guò)日?？刂浦?生物池內(nèi)懸浮物含量超過(guò)日?？刂茣r(shí),應(yīng)及時(shí)增加排泥量來(lái)減少二沉池的負(fù)荷；SV30高居不下時(shí)可投加硫酸亞鐵藥劑或粉末狀活性炭,通過(guò)投加此藥劑可增加沉降性和絮凝性來(lái)消除跑泥現(xiàn)象；③曝氣過(guò)度、pH值變化過(guò)大的情況下進(jìn)入生物系統(tǒng),采取減少風(fēng)機(jī)曝氣量、調(diào)整pH值等措施；④二沉池長(zhǎng)期運(yùn)行期間,老化污泥過(guò)多沉積于池底部,不能及時(shí)排除,需向二沉池內(nèi)加設(shè)臨時(shí)泵,將池底部長(zhǎng)期堆積污泥抽出減少堆積量,日常排泥外定期投設(shè)臨時(shí)泵抽堆積污泥。

5結(jié)論與建議

聚甲醛廢水處理系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中仍需不斷摸索,通過(guò)近五年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),可得出適合聚甲醛裝置廢水處理的工藝控制條件為：①在滿負(fù)荷運(yùn)行條件下,環(huán)境條件為pH值3～9,溫度為30～38 ℃；②進(jìn)水有機(jī)物含量控制甲醛≤1 000 mg/L,COD≤4 500 mg/L時(shí),好氧池懸浮物(SS)控制在4 000 mg/L以下,此時(shí)該工藝的污水去除率≥98.78%；③崗位人員當(dāng)班期間需及時(shí)了解來(lái)水水質(zhì)情況,出現(xiàn)異常情況及時(shí)進(jìn)行有效的工藝調(diào)整,避免對(duì)污水處理系統(tǒng)造成沖擊。④現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行設(shè)備定期檢查與維護(hù),確保設(shè)備的完好率與工作效率。

通過(guò)長(zhǎng)期現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行與實(shí)踐,預(yù)處理+A2/O法工藝即在生物處理系統(tǒng)前段增加預(yù)處理區(qū),可將難降解的物質(zhì)(環(huán)狀物、連狀物、聚合物等)進(jìn)行預(yù)處理后,再經(jīng)現(xiàn)有生物處理系統(tǒng)進(jìn)一步處理,在處理聚甲醛廢水過(guò)程中運(yùn)行良好,且經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益顯著,現(xiàn)有裝置可處理達(dá)到國(guó)家規(guī)定的最新排放標(biāo)準(zhǔn),工業(yè)廢水年處理量可達(dá)523 500 t左右。

參考文獻(xiàn)：

[1]張建豐.活性污泥法工藝控制[M].北京：中國(guó)電力出版社,2007.

[2]王志海,魏宏斌,賈志宇,等.活性污泥法處理甲醛廢水的試驗(yàn)研究[J].中國(guó)給水排水,2009,25(1):86-88.

[3]楊占奇,韓建寧,馬立科,等.UASB在聚甲醛工藝廢水處理中的應(yīng)用[J].華東科技,2012,12:14-15.

[4]李啟武,姚富鵬,張俊豐,等.含多聚甲醛類化合物高濃度COD廢水處理方法研究[J].四川環(huán)境,2012,31(2):71-73.

[5]徐瀟雨,鄭俊,魏金亮,等.煤制聚甲醛廢水處理工藝研究[J].給水排水,2013(S1):324-326.

[6]紀(jì)軒.污水處理必讀[M].北京：中國(guó)石化出版社,2004.

[7]阮曉磊,付連起,許一平,等.增效催化臭氧化工藝處理聚甲醛廢水[J].工業(yè)水處理,2013,30(10):70-72.

[8]鄭燕升,莫倩.高濃度甲醛廢水預(yù)處理工藝研究[J].化學(xué)研究,2009,20(2):104-106.

[9]熊正為,彭麗華.厭氧酸化—SBR法處理甲醛廢水[J].工業(yè)水處理,2001,21(10):38-40.

歡迎訂閱歡迎投稿

電話：0371-67712879E-mail：hnhgbjb@126.com

作者簡(jiǎn)介：張翔(1985-),男,助理工程師,從事聚甲醛工業(yè)廢水深度處理等研究工作,電話：15993341680；聯(lián)系人：王彥輝(1988-),男,助理工程師,從事聚甲醛生產(chǎn)工藝及改性聚甲醛產(chǎn)品研究開發(fā)工作,電話：15093275875。

收稿日期：2015-04-21

中圖分類號(hào)：TB383

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1003-3467(2015)07-0049-03