高浓度丙烯酸废水处理试验研究

王 瑞，李圣强，赵云海

（山东开泰石化股份有限公司，山东 淄博 255000）

高浓度丙烯酸废水处理试验研究

王 瑞，李圣强，赵云海

（山东开泰石化股份有限公司，山东 淄博 255000）

丙烯酸废水因其COD浓度高，甲醛浓度高，因此生化处理难度大，还没有一种有效的生化处理方法，本实验研究ABR+SRR工艺对处理高浓度丙烯酸废水的可行性.当进水化学需氧量（COD）为25000mg/L，最大流速为3.2L/h，该工艺运行稳定，对COD的去除效果良好，COD去除率达98.9%。整套工艺实验为接下来实际工程的设计、运行提供了可靠的技术支持和数据支持，由于进水浓度高，稀释比小，并且工艺中无回流和内循环，因此整套工艺在实际工程中具有运行稳定、构筑物占地面积小，投资费用低、运行成本低等优点。

丙烯酸废水；ABR；SBR；活性炭

丙烯酸又称败脂酸，主要用于生产丙烯酸丁酯、乙酯及高吸水性树脂.丙烯酸在生产过程中有大量废水产生，pH仅为2左右，化学需氧量（COD）高达50g/L以上，其主要有机组成包括乙酸、丙烯酸、甲醛和一些酯类等，属高浓度、难处理废水［1]。目前国内外对此类废水的工业化处理方法主要有焚烧法、湿式催化氧化法和生物降解法［2]。焚烧法需消耗燃料油量较大，运行费用高［3]；湿式催化氧化法在高温和高压下进行，反应器材质需满足耐高温、高压及耐腐蚀等要求［2]。采用传统兼氧水解酸化技术［4]处理此类废水，最佳进水COD为700mg/L左右；采用内循环生物流化床［5]对丙烯酸废水处理进行了研究，当进水COD为710～992mg/L时，有机物平均去除率为69%。但用上述两种生物降解方法都需要大量的清水稀释，稀释比（1：15～25），在实际工程中存在构筑物占地面积大、投资费用高等问题。

本实验采用ABR+SBR+ABR+SBR+曝气生物滤池的工艺处理丙烯酸废水，整个工艺中还在ABR，SBR和曝气生物滤池中分别添加活性炭作为生物载体［6]，基于活性炭的吸附能力，微生物在活性炭表面形成微生物膜，与活性污泥法相比较具有抗冲击能力强，处理效果好，污泥产量低等优点。

1 工艺说明

1.1 进水水质

废水质量分数组成为水96.06%、醋酸2.312%、丙烯酸0.9%、醛类0.081%、甲苯0.098%。该废水pH为2左右，COD50000-60000mg/L，N、P含量很少，试验中投加N、P［7]等营养盐以使n（COD）：n（N）：n（P）=300：5：1，同时投加Cu、Zn、Mg等微量元素，并用工业液碱调节Ph。

1.2 试验工艺说明

废水首先在调配池均质均量，调节pH，补加N、P，随后依次经过ABR1、SBR1、ABR2、SBR2、BAF池，最终达标排放。

2 试验现象及结果分析讨论

2.1 启动阶段

实验启动过程历时5d，目的是对所接种的污泥进行活性炭固菌、培养驯化，试验接种EMO（Eff cient MicroOrganism）复合菌微生物。ABR有效体积为200L；SBR有效体积100L。

投加载体和菌种：在ABR1，2中各投加1-6目活性炭25㎏，菌种25L；SBR1，2中各投加30-80目活性炭25㎏，菌种20L；在曝气生物滤池中投加火山石填料（20-30mm）20㎏，菌种5L。

2.2 提高进水COD阶段

该阶段进水流量为2.8L/h，共历时110天，从COD4000mg/L开始按每5天提高1000mg/L的COD浓度，每个COD值连续稳定进水5天，直到达到系统的最大承受负荷，第1-57天只运行一段系统（ABR1，SBR1），第58天SBR1出水COD为3250mg/L，开始启动二段系统（ABR2，SBR2，BAF），第67天整套系统连续运行。

2.2.1 整个系统COD去除率的变化情况

从整个工艺COD去除率方面看，SBR1池COD平均去除率达到78%，SBR2池COD平均去除率达到8.5%，SBR池几乎去除了污水中大部分COD；厌氧去除率基本在10-20%，主要是ABR1，2分别处在一、二级系统的最前端，承受较高的COD和甲醛，因此调试过程中应尽量放缓COD提升速度。

2.3 稳定最高进水COD，提高进水流速阶段

在进水COD提高到26000mg/L后，进水三天后试验无法进行，SBR1池进出水COD相等，去除效果几乎为零，SV30由开始的50%降到10%，因此决定停止提高进水COD，将进水COD降为25000mg/L，保持进水流量2.8L/h情况下稳定运行15天，实验证明此情况下能正常稳定运行，试验中无异常情况出现，出水COD在200-300mg/L之间。

2.3.1 提高进水流速为3.2L/h、3.6L/h

表一为进水流速提升到3.2L/h情况下，试验稳定进水十天的数据。由数据看出，提升流速后，试验正常稳定运行，出水COD正常，ABR池pH一直在正常范围内，SBR池污泥沉降比一直在50%左右，污泥沉降效果好，出水水质正常。进水流量提升至3.6L/h后，SBR1出水变浑浊，三天后进出水COD无变化，进水流速3.6L/h试验无法继续进行。

表一：流量3.2L/h情况下，各个构筑物COD（mg/l）数据

3 结论

（1）在进水COD 25000mg/L，进水流速为3.2L/h情况下该实验可稳定运行，系统出水COD 为200-300mg/L，COD去除率高达98.9%，由于进水COD高，稀释比小，因此该工艺具有构筑物体积小，投资和运行成本低的优点；

（2）丙烯酸原废水pH为2-4，系统出水pH8.5-9、碱度4000mg/L，可以将系统出水回用作为调配稀释水，可以节省新鲜水和液碱的使用。

（3）实验接种EMO（Eff cient MicroOrganism）复合菌微生物，比起普通污泥大大缩短启动、驯化时间，提升处理效果。

（4）由于SBR2与BAF之间没有二沉池，导致运行一段时间后BAF池出现堵塞的情况，可以在SBR2与BAF之间增加二沉池，解决BAF堵塞的问题。

［1]袁霞光.丙烯酸废水湿式催化氧化催化剂及工艺研究［J].［硕士学位论文].北京化工大学，2003.

［2]徐俊.高浓度丙烯酸及酯类废水处理方法的探讨［J].丙烯酸化工与应用，2006，19（2）：14～18.

［3]常海荣，张振家，王欣泽.厌氧膨胀颗粒污泥床（EGSB）在高浓度工业废水处理中的应用［J].环境工程，2004，22（3）：21～24.

［4]黄海远，张志军.丙烯酸酯废水的生化处理［J].丙烯酸化工与应用，2004，17（4）：17～21.

［5]周平，汪诚文，钱易，等.内循环生物流化床处理石化废水的中试研究.环境科学，1997，18（1）：27～30.

［6]刘义．生物活性炭处理废水机理的理论探讨［J].河北建筑工程学院学报，1997，（1）：24～28.

［7]邹家庆，田园，张显球，等.高浓度山梨酸废水生化处理［J].南京化工大学学报，2001，23 （4） ：24 - 28.Zou J iaqing，Tian Yuan，Zhang Xiaoqiu，et al.Bio2treatment of high concentration sorbic acid ef f luent［J].Journal of Nanjing U2 niversity of Chemical Technology，2001，23 （4） ：24 - 28.