某园区含醛污水处理工序只能接收甲醛含量小于30mg/L的污水,且处理量有限。2015年以来曾两次因含醛废水甲醛含量高、污水量大,无法外排,导致BDO运行部全线或BDO装置停车,含醛污水成为制约该运行部正常生产运行的一个难题。
含甲醛废水属于有毒、难处理的工业废水之一,甲醛含量超标,极易使污水处理系统的活性淤泥中毒。有文献报道,当甲醛浓度为150mg/L时,微生物活性为原来活性的一半,当浓度超过200mg/L时,微生物活性完全受到抑制,严重影响水处理效果。如果这部分水直接排入自然水体,会对人体产生致癌和致畸形伤害。BDO运行部的含醛污水主要来自BDO区域和公用火炬分液罐,收集至两个低热值罐中,水质情况见表1。
针对含甲醛的工业污水,至今较为成熟的处理工艺技术有高级氧化工艺、吹脱工艺、生物法等。由于高级氧化法所用氧化剂价格较高、工艺过程氧化剂消耗量很大,因此运行费用特别高,该技术在实际工程中的应用受到很大限制。吹脱法对高浓度的甲醛废水处理效果较好,对浓度<900mg/L的甲醛废水处理效果不理想。直接用生物法处理高浓度甲醛比较困难,又由于甲醛为真溶液,利用混凝等常规处理方法难度较大。
一、实验部分
在有电石渣存在的情况下,甲醛会聚合生成已糖,甲醛聚糖反应的主要产物是简单的葡萄糖,气相色谱检测出的产物达几十种,各种反应物之间又会互相转化,反应比较复杂,其主要反应方程式如下:
采用园区现有的工业生产废料电石渣处理含醛污水,在实验室进行了多次试验,通过对电石渣的加入量、反应温度、pH值等参数进行对比试验,摸索出适宜反应条件,温度75~90℃,pH值11~13,电石渣加入量0.3%~0.8%。经过多次小试,实验取得了很好的效果,甲醛去除率稳定达到99%以上,同时,利用现有设备进行了中试及半工业实验,实验结果见表2。
二、工业应用
根据以上实验数据,研究认为用电石渣法处理含醛污水技术上可行,利用现有的设备和厂房,本着节约投资,简便易行的原则设计建成了一套含醛污水处理装置。
2.1 工艺流程
1)反应池。含醛污水与电石渣的反应在反应池内进行。反应采用间歇处理方式,每批次处理含醛污水量为75~95m3,投入适量电石渣。
开启含醛污水总管上的阀门,向反应池送入需要处理的含醛污水,加入电石渣,控制该pH值维持在11~13,同时启动搅拌机,开启蒸汽管阀门通入蒸汽,对含醛污水进行加热;当池内液体温度上升到85℃时,关闭蒸汽管阀门,维持10~30min,然后取样、化验,判断甲醛含量是否达标。若甲醛含量未达标,继续维持反应温度,适当投加电石渣,并分析监测反应进程。若甲醛含量小于30mg/L,即认定反应过程结束,将池内液体输送至沉淀池。
2)中和。处理后的含醛污水pH值为11~13,通过硫酸经管道混合器将pH值调整为6~9,然后流入沉淀池进行污泥沉降。
3)沉淀。中和后的污水在沉淀池内自然沉降,经排放口排出清液至污水排放。
4)排泥。沉淀结束后,打开沉淀池排泥阀,将含泥污水排入反应池内,并将少量活化池水送入反应池内。待污泥积累一定量后通过板框压滤机进行污泥脱除。
2.2 试验结论
在实验的基础上,利用新建含醛污水装置进行了工业处理含醛污水,电石渣处理含醛污水效果明显,甲醛的去除率稳定在99%以上,污水中甲醛含量处理彻底,完全达到了污水排放要求。
三、结论
1)实验数据证明,以电石渣为催化剂,使甲醛聚合成糖类处理含醛污水的方法切实可行,该方法具有反应迅速,简便易行,甲醛去除彻底的特点。
2)利用某园区的生产废料电石渣,变废为宝,处理成本极低,产生的糖类对微生物的毒害较小,对园区后续的污水处理几乎不会造成影响。
3)电石渣作为催化剂不与水中其他物质发生反应,避免产生新的杂质。
4)实验数据表明,用电石渣处理含醛污水效果明显,甲醛的去除率稳定在98%以上,污水中甲醛含量完全达到了排放要求。
目前,已经开始利用建成装置进行含醛废水处理,彻底解决了含醛污水排放的被动局面,能够达到含醛污水进出水量平衡,完全可以满足BDO运行部的安全生产运行需求,取得了经济效益和环境效益双丰收。(>
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