预处理+A2/O工艺在聚甲醛废水处理中的应用

张　翔 , 王彦辉 , 赵　波 , 冯永涛

(开封龙宇化工有限公司 , 河南 开封　475200)

预处理+A2/O工艺在聚甲醛废水处理中的应用

张翔 , 王彦辉 , 赵波 , 冯永涛

(开封龙宇化工有限公司 , 河南 开封475200)

摘要：针对实际应用效果并结合实践经验,阐述了预处理+A2/O工艺在处理聚甲醛工业废水过程中的优缺点,分析了该工艺在实际运行过程中存在的各种影响因素及相对应的最佳工艺控制指标和部分代表性问题的处理对策,对国内外相关行业的研究有着很大的实际参考价值。

关键词：预处理 ； A2/O法 ； 聚甲醛 ； 工业废水

1预处理+A2/O工艺的基本原理

预处理+A2/O工艺主要由甲醛预处理、厌氧处理、好氧处理三区域组成,如图1所示。即需处理的污水从甲醛预处理反应池前端进入,利用大量抗甲醛的微生物来降低高浓度甲醛含量、抵抗高浓度甲醛冲击,为后续生物段处理提供较好的环境。厌氧反应池利用厌氧菌厌氧消化去除水中高浓度有机物,厌氧过程可分为水解、酸化和产甲烷阶段。好氧反应池是在不投加有机物的条件下,对污泥进行长时间的曝气,活性污泥进行有氧呼吸,进一步把有机物分解成无机物,使污泥中的可生物降解部分被氧化去除,被氧化的物质变成二氧化碳、水等物质,氨氮随着消化作用的进行而逐步被氧化为硝酸盐[1]。

图1　聚甲醛工业废水处理工艺流程图

2在聚甲醛废水处理中的优缺点

2.1　预处理+A2/O法应用中的优点

①工艺简单,容易操作,危险性低。②产生的沼气可作为燃料。 ③装置长期稳定运行,处理过程成本较低。

2.2　预处理+A2/O法应用中的缺点

①因工艺废水COD高、甲醛浓度高、生物毒性强、甲醛聚合物如TOX、DOX等浓度高,水温高pH值低,因而对设备要求高。②系统受冲击后恢复周期较长(20 d左右)。③水下设备较多,出现故障不易被发现,检修难度较大。

3在聚甲醛废水处理中的最佳控制指标

①温度：由于微生物活性受温度影响较大,在高温下容易造成菌种瘫痪或大量死亡,低温下的去除效率又不如在中温下的效率高[3],所以废水处理池必须保持在合适的温度条件下,经长期实践监测,生物段的最佳温度控制范围为30～38 ℃。②pH值：进水水质属于酸性水质,甲醛预处理反应池(以下统称为甲池)内的微生物对酸性、碱性水质有自身适应能力,但需要注意的是不能突然变化,不然易对微生物菌种造成冲击。进水pH值通常控制在3～5的范围内,出水pH值在6～9的范围内波动,经长期运行数据分析得知进水pH均值为3.7,出水平均值pH为8.65。③甲醛浓度：王志海等[2]研究发现甲醛废水之所以难处理,一方面是因为甲醛本身是一种杀菌剂,对微生物的具有抑制作用；另一方面则是因为甲醛降解要经历产脂肪酸、pH值降低的过程,甲醛初始浓度越高,这一过程中的pH值就越低,且持续时间越长,而过低的pH值同样会抑制微生物的活性。因此要注意控制进水中甲醛的含量,含量太高容易对甲池造成冲击,并且会导致pH值急速下降。案例：在2013年3月份的一次开停车检修过程中,污水站进水甲醛浓度由639 mg/L突然涨至7 451 mg/L,导致甲池pH值由7.83下降到4.51,甲池COD由1 013 mg/L涨至2 195 mg/L。④COD浓度：由于有机物含量高容易引发处理系统瘫痪,且恢复周期较长,因此生产过程中要紧密关注进水中COD值有效防止系统发生故障[4]。通过在实际运行过程中对日常数据总结分析。

在同等满负荷(55 t/h)条件下运行,进水COD控制范围在4 000、4 500 mg/L左右时,经本工艺处理系统处理后COD的去除率为99.25%、98.78%；进水COD超过5 000 mg/L时易对本处理系统造成冲击。

4实际运行过程中的问题及对策

4.1　进水COD、甲醛浓度突然变化时的对策

污水站工艺设计要求聚甲醛工艺废水正常时,直接进污水处理系统处理,但在实际运行期间因生产不正常、系统波动、误操作、检修需要等原因造成的进水COD、甲醛浓度突然变化时,不正常工艺废水直接进入到处理系统后,会对微生物菌种造成不同程度的冲击进而出现大量死亡的现象,一旦系统受到冲击造成瘫痪,将影响外排水出水指标[5]。针对长期实际运行中每次出现的不同问题进行分析和改进,及时改变对策和对理论知识的不断深入,当数据出现异常时可从五个方面进行调整：①及时将高浓度废水切入事故水池并降低处理负荷,同时快速降低进水浓度；②当处理系统受到冲击造成瘫痪时,及时向生物处理系统投加所需药剂来恢复其活性；③外排数据超标时需停止外排,将回流调整至内循环状态,根据处理系统的恢复情况,逐步提升处理能力[6]；④向生物池内投加葡萄糖药剂或粪肥(猪粪),葡萄糖药剂的投加量为450 kg/d,粪肥的投加量为3 t/d,使其能快速恢复活性；⑤增加重要数据的分析频次,操作人员根据系统内的各项数据,及时采取有效的处理措施。

4.2　进水pH值发生变化时的对策

工艺设计生产区生活污水进入污水站,生产区现场地沟水通过管网也汇集到生活污水,再由集水井提升泵直接进入到生物处理系统。在现场打扫卫生、检修作业时现场物料会顺着地沟进入到生活污水集水井,当pH值不稳定时可对生物处理系统造成不同程度的冲击。通过对现场工艺的技术改造和创新,加快提升岗位人员操作技能,现通过技术改造可将生活污水集水井提升泵出口切入到事故水池内备用,增加了对数据的化验频次并新增在线监测设备,通过人工化验数据和在线实事监测数据相结合的措施,确保进水水质严格按照指标要求进入到生物处理系统,同时加强对岗位人员操作规范的培训,避免因误操作造成的生产事故[7-9]。

4.3　好氧池出现泡沫现象的对策

运行过程中好氧池出现泡沫的情况最多,原因多样。其中最常见的原因是污泥龄过高,这时就需要加大排泥量,降低污泥龄,降低曝气池的污泥浓度,提高负荷；其次,气温和水温的变化幅度太大也会引起此现象,需通过提高风机负荷来解决,但要保证溶解氧在控制范围内；此外,当进水中工业废水和有毒物质含量高到一定程度时,需及时切断进水降低有毒物质的含量。出现泡沫后我们最常用的辅助方法是向好氧池内投加消泡剂,投加量为12.5 kg/d结合以上措施效果比较显著。

4.4　二沉池出现跑泥现象的对策

在长期运行期间二沉池有时会出现跑泥现象,会造成深度处理区部分设备瘫痪,并且外排SS指标会迅速升高。原因有很多：①处理系统负荷(水量)变大是最常见的现象,应及时查看系统运行情况降低运行负荷；②及时监测生物池内悬浮物含量、SV30是否超过日常控制值,生物池内悬浮物含量超过日常控制时,应及时增加排泥量来减少二沉池的负荷；SV30高居不下时可投加硫酸亚铁药剂或粉末状活性炭,通过投加此药剂可增加沉降性和絮凝性来消除跑泥现象；③曝气过度、pH值变化过大的情况下进入生物系统,采取减少风机曝气量、调整pH值等措施；④二沉池长期运行期间,老化污泥过多沉积于池底部,不能及时排除,需向二沉池内加设临时泵,将池底部长期堆积污泥抽出减少堆积量,日常排泥外定期投设临时泵抽堆积污泥。

5结论与建议

聚甲醛废水处理系统在实际运行过程中仍需不断摸索,通过近五年的运行经验,可得出适合聚甲醛装置废水处理的工艺控制条件为：①在满负荷运行条件下,环境条件为pH值3～9,温度为30～38 ℃；②进水有机物含量控制甲醛≤1 000 mg/L,COD≤4 500 mg/L时,好氧池悬浮物(SS)控制在4 000 mg/L以下,此时该工艺的污水去除率≥98.78%；③岗位人员当班期间需及时了解来水水质情况,出现异常情况及时进行有效的工艺调整,避免对污水处理系统造成冲击。④现场运行设备定期检查与维护,确保设备的完好率与工作效率。

通过长期现场实际运行与实践,预处理+A2/O法工艺即在生物处理系统前段增加预处理区,可将难降解的物质(环状物、连状物、聚合物等)进行预处理后,再经现有生物处理系统进一步处理,在处理聚甲醛废水过程中运行良好,且经济、环境效益显著,现有装置可处理达到国家规定的最新排放标准,工业废水年处理量可达523 500 t左右。

参考文献：

[1]张建丰.活性污泥法工艺控制[M].北京：中国电力出版社,2007.

[2]王志海,魏宏斌,贾志宇,等.活性污泥法处理甲醛废水的试验研究[J].中国给水排水,2009,25(1):86-88.

[3]杨占奇,韩建宁,马立科,等.UASB在聚甲醛工艺废水处理中的应用[J].华东科技,2012,12:14-15.

[4]李启武,姚富鹏,张俊丰,等.含多聚甲醛类化合物高浓度COD废水处理方法研究[J].四川环境,2012,31(2):71-73.

[5]徐潇雨,郑俊,魏金亮,等.煤制聚甲醛废水处理工艺研究[J].给水排水,2013(S1):324-326.

[6]纪轩.污水处理必读[M].北京：中国石化出版社,2004.

[7]阮晓磊,付连起,许一平,等.增效催化臭氧化工艺处理聚甲醛废水[J].工业水处理,2013,30(10):70-72.

[8]郑燕升,莫倩.高浓度甲醛废水预处理工艺研究[J].化学研究,2009,20(2):104-106.

[9]熊正为,彭丽华.厌氧酸化—SBR法处理甲醛废水[J].工业水处理,2001,21(10):38-40.

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作者简介：张翔(1985-),男,助理工程师,从事聚甲醛工业废水深度处理等研究工作,电话：15993341680；联系人：王彦辉(1988-),男,助理工程师,从事聚甲醛生产工艺及改性聚甲醛产品研究开发工作,电话：15093275875。

收稿日期：2015-04-21

中图分类号：TB383

文献标识码：B

文章编号：1003-3467(2015)07-0049-03