含聚甲醛废水可生化行研究

Posted 2023-01-12 生化

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本工程中聚甲醛废水中甲醛浓度含有甲醛成分，甲醛对微生物的生存具有很大的毒性，该类废水处理存在一定的技术困难。聚甲醛废水可采用物化法和生化法处理，本文重点研究聚甲醛生产废水的可生化性，采用间歇式活性污泥法处理聚甲醛生产废水，进而确定生物法处理聚甲醛废水的技术可行性。
生产废水主要包括稀醛回收单元加压脱水塔的排水及装置冲洗水，其中甲醛浓度平均为500 mg/L，最高可达2000 mg/L。
甲醛能与微生物体的蛋白质、DNA、RNA 直接起反应，导致微生物死亡或抑制生物活性。三聚甲醛、二氧五环等甲醛的聚合物又是较为稳定的有机物，难以被微生物利用，废水中含有的病毒性有机物在生化过程中可能抑制微生物的呼吸作用。研究显示生物法处理甲醛与葡萄糖的模拟废水及木胶废水时，甲醛的EC50 值分别为300 mg/L 和500 mg/L。聚甲醛废水所具有的这些特点决定了处理该类废水存在一定的技术困难。
目前，聚甲醛废水的处理工艺大体上可分为物化法和生化法。李自武等采用多种物化法联合处理含聚甲醛类化合物的高浓度COD 废水。目标废水经过加热回流-Fenton 氧化-次氯酸钠氧化-活性炭吸附处理后，COD 从227000 mg/L 降到632 mg/L，COD 降解率达到99.72%。但是完全采用物化法处理聚甲醛类废水成本高。王志海等采用活性污泥处理聚甲醛废水，当进水COD为760 mg/L，污泥浓度为4g/L、温度为25℃的条件下，生化时间COD 将至125.4 mg/L，聚甲醛、二氧戊环和苯这三种难降解物质分别从81.75、151、14.9 mg/L 降为60.72、3.1、0.5 mg/L，去除率分别为58.48%、78.62%、94.19%。
本课题的主要目的是研究山东某工程聚甲醛生产废水可生化性。通过间歇式活性污泥处理聚甲醛生产废水，确定生物法对污染物的去除效率及该废水的可生化，判断生物法处理聚甲醛废水的技术可行性。
1、实验方法
采用间歇式生物方式进行生化实验，考察聚甲醛生产废水的可生化性。
生物反应器有效容积1L。实验开始时，接种生活污水厂污泥4.5g，其中微生物种类较多，有利于实验驯化。之后按周期运行，一个周期24h，其中：进水10min，曝气21h，沉淀2.7h，出水10min。实验温度为常温。
生物反应器进水为聚甲醛生产废水，通过投加硫酸铵与磷酸二氢钾控制进水COD：N：P 为200：5：1。实验过程中，逐渐提高进水浓度和负荷，考察生化系统出水水质，分析活性污泥法对聚甲醛废水的处理效果。
2、实验结果与分析
2.1 废水基本水质
该废水无色，无特殊性气味，COD 为2496 mg/L，PH 值3.14，TDS 为4664 mg/L。
2.2 聚甲醛废水的PH滴定曲线
为了考察废水酸度，采用1mol/LNaOH 溶液滴定，滴定至PH 为4.0 左右时，溶液变黄，之后黄色加深；滴定至中性的溶液(PH=7.0 左右)，放置一段时间后有黄色沉淀产生。
2.3 活性污泥反应器的运行
生化反应器连续运行23 天，期间进水COD 浓度逐渐由500mg/L 提高至1000mg/L，进水负荷由0.5g/(L﹒d)提高至0.625g/(L﹒d)；出水COD 小于250mg/L。
在废水处理的启动阶段(第1 天至第8 天)，每天分两次换水0.5L，进水中含有原液100ml，进水COD 为500mg/L，COD 负荷为0.5g/(L﹒d)。启动初期，出水COD 持续上升，直至第五天，达到最高230mg/L.第五天至第八天出水COD 值逐渐降低至80mg/L，COD 的去除率从54%提高到85%。期间系统内污泥浓度MLSS 由接种时的4.505g/L 降至3.896g/L。
系统运行第9 天至第15 天，每天换一次水。每次换水0.5 L，进水COD 为1000mg/L，采用NaOH 调节进水PH 值为6.5，COD负荷为0.50g/(L﹒d)。出水COD 在第9 天升高到372mg/L，之后出水COD 开始下降，在第13 天降到139mg/L，之后稳定在180mg/L，COD 的去除率也从62.8%提高到86.1%。
第16 天至第22 天，系统进水COD 提高到1250mg/L，COD负荷相应提高0.625g/(L﹒d)。第17 天出水COD 达到302mg/L，在第18 天出水COD 即降至207mg/L，之后几天，出水COD 值比较稳定，在200-300mg/L 之间波动。此时，系统内污泥浓度升高至4.240g/L。
在实验过程中发现，进水PH 值在6-7，出水的PH 值即可达到8-9.由于包括醋酸等车间废水，其中的有机酸(丙酸、醋酸)提供了废水的酸度，在生化处理阶段，废水中的有机酸会被生化作用氧化为CO2 和水，所产生的CO2 会被曝气空气带离处理过程而使水中CO2 处于平衡浓度，进而降低酸度，PH 值升高。
3、小结
1.实验采用的聚甲醛生产废水来自其生产车间，COD 为2496mg/L，PH 至3.14，甲基橙酸度为1591mg/L(以CaCO3 计)，TDS 为4664mg/L，对于微生物I 具有一定的毒性。
2.用活性污泥法处理聚甲醛废水，通过22 天的驯化培养，生物系统出水COD 在200-230mg/L 之间波动，去除率达到80%，可见微生物经过较长时间的驯化过程后，生化系统出水COD 能够达到500mg/L 一下的要求。
3.当COD 容积负荷为0.5g/(L﹒d)，污泥浓度MLSS 为3.896g/L，进水COD 500mg/L 时，出水COD 为80-180mg/L；提高COD容积负荷至0.625g/(L﹒d)，污泥浓度MLSS 为4.240g/L，进水COD在200-230mg/L 之间波动。可见，系统低负荷运行可以确保生化系统的稳定运行。