高濃度丙烯酸廢水處理試驗研究

王 瑞，李圣強，趙云海

（山東開泰石化股份有限公司，山東 淄博 255000）

高濃度丙烯酸廢水處理試驗研究

王 瑞，李圣強，趙云海

（山東開泰石化股份有限公司，山東 淄博 255000）

丙烯酸廢水因其COD濃度高，甲醛濃度高，因此生化處理難度大，還沒有一種有效的生化處理方法，本實驗研究ABR+SRR工藝對處理高濃度丙烯酸廢水的可行性.當(dāng)進水化學(xué)需氧量（COD）為25000mg/L，最大流速為3.2L/h，該工藝運行穩(wěn)定，對COD的去除效果良好，COD去除率達98.9%。整套工藝實驗為接下來實際工程的設(shè)計、運行提供了可靠的技術(shù)支持和數(shù)據(jù)支持，由于進水濃度高，稀釋比小，并且工藝中無回流和內(nèi)循環(huán)，因此整套工藝在實際工程中具有運行穩(wěn)定、構(gòu)筑物占地面積小，投資費用低、運行成本低等優(yōu)點。

丙烯酸廢水；ABR；SBR；活性炭

丙烯酸又稱敗脂酸，主要用于生產(chǎn)丙烯酸丁酯、乙酯及高吸水性樹脂.丙烯酸在生產(chǎn)過程中有大量廢水產(chǎn)生，pH僅為2左右，化學(xué)需氧量（COD）高達50g/L以上，其主要有機組成包括乙酸、丙烯酸、甲醛和一些酯類等，屬高濃度、難處理廢水［1]。目前國內(nèi)外對此類廢水的工業(yè)化處理方法主要有焚燒法、濕式催化氧化法和生物降解法［2]。焚燒法需消耗燃料油量較大，運行費用高［3]；濕式催化氧化法在高溫和高壓下進行，反應(yīng)器材質(zhì)需滿足耐高溫、高壓及耐腐蝕等要求［2]。采用傳統(tǒng)兼氧水解酸化技術(shù)［4]處理此類廢水，最佳進水COD為700mg/L左右；采用內(nèi)循環(huán)生物流化床［5]對丙烯酸廢水處理進行了研究，當(dāng)進水COD為710～992mg/L時，有機物平均去除率為69%。但用上述兩種生物降解方法都需要大量的清水稀釋，稀釋比（1：15～25），在實際工程中存在構(gòu)筑物占地面積大、投資費用高等問題。

本實驗采用ABR+SBR+ABR+SBR+曝氣生物濾池的工藝處理丙烯酸廢水，整個工藝中還在ABR，SBR和曝氣生物濾池中分別添加活性炭作為生物載體［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，與活性污泥法相比較具有抗沖擊能力強，處理效果好，污泥產(chǎn)量低等優(yōu)點。

1 工藝說明

1.1 進水水質(zhì)

廢水質(zhì)量分數(shù)組成為水96.06%、醋酸2.312%、丙烯酸0.9%、醛類0.081%、甲苯0.098%。該廢水pH為2左右，COD50000-60000mg/L，N、P含量很少，試驗中投加N、P［7]等營養(yǎng)鹽以使n（COD）：n（N）：n（P）=300：5：1，同時投加Cu、Zn、Mg等微量元素，并用工業(yè)液堿調(diào)節(jié)Ph。

1.2 試驗工藝說明

廢水首先在調(diào)配池均質(zhì)均量，調(diào)節(jié)pH，補加N、P，隨后依次經(jīng)過ABR1、SBR1、ABR2、SBR2、BAF池，最終達標(biāo)排放。

2 試驗現(xiàn)象及結(jié)果分析討論

2.1 啟動階段

實驗啟動過程歷時5d，目的是對所接種的污泥進行活性炭固菌、培養(yǎng)馴化，試驗接種EMO（Eff cient MicroOrganism）復(fù)合菌微生物。ABR有效體積為200L；SBR有效體積100L。

投加載體和菌種：在ABR1，2中各投加1-6目活性炭25㎏，菌種25L；SBR1，2中各投加30-80目活性炭25㎏，菌種20L；在曝氣生物濾池中投加火山石填料（20-30mm）20㎏，菌種5L。

2.2 提高進水COD階段

該階段進水流量為2.8L/h，共歷時110天，從COD4000mg/L開始按每5天提高1000mg/L的COD濃度，每個COD值連續(xù)穩(wěn)定進水5天，直到達到系統(tǒng)的最大承受負荷，第1-57天只運行一段系統(tǒng)（ABR1，SBR1），第58天SBR1出水COD為3250mg/L，開始啟動二段系統(tǒng)（ABR2，SBR2，BAF），第67天整套系統(tǒng)連續(xù)運行。

2.2.1 整個系統(tǒng)COD去除率的變化情況

從整個工藝COD去除率方面看，SBR1池COD平均去除率達到78%，SBR2池COD平均去除率達到8.5%，SBR池幾乎去除了污水中大部分COD；厭氧去除率基本在10-20%，主要是ABR1，2分別處在一、二級系統(tǒng)的最前端，承受較高的COD和甲醛，因此調(diào)試過程中應(yīng)盡量放緩COD提升速度。

2.3 穩(wěn)定最高進水COD，提高進水流速階段

在進水COD提高到26000mg/L后，進水三天后試驗無法進行，SBR1池進出水COD相等，去除效果幾乎為零，SV30由開始的50%降到10%，因此決定停止提高進水COD，將進水COD降為25000mg/L，保持進水流量2.8L/h情況下穩(wěn)定運行15天，實驗證明此情況下能正常穩(wěn)定運行，試驗中無異常情況出現(xiàn)，出水COD在200-300mg/L之間。

2.3.1 提高進水流速為3.2L/h、3.6L/h

表一為進水流速提升到3.2L/h情況下，試驗穩(wěn)定進水十天的數(shù)據(jù)。由數(shù)據(jù)看出，提升流速后，試驗正常穩(wěn)定運行，出水COD正常，ABR池pH一直在正常范圍內(nèi)，SBR池污泥沉降比一直在50%左右，污泥沉降效果好，出水水質(zhì)正常。進水流量提升至3.6L/h后，SBR1出水變渾濁，三天后進出水COD無變化，進水流速3.6L/h試驗無法繼續(xù)進行。

表一：流量3.2L/h情況下，各個構(gòu)筑物COD（mg/l）數(shù)據(jù)

3 結(jié)論

（1）在進水COD 25000mg/L，進水流速為3.2L/h情況下該實驗可穩(wěn)定運行，系統(tǒng)出水COD 為200-300mg/L，COD去除率高達98.9%，由于進水COD高，稀釋比小，因此該工藝具有構(gòu)筑物體積小，投資和運行成本低的優(yōu)點；

（2）丙烯酸原廢水pH為2-4，系統(tǒng)出水pH8.5-9、堿度4000mg/L，可以將系統(tǒng)出水回用作為調(diào)配稀釋水，可以節(jié)省新鮮水和液堿的使用。

（3）實驗接種EMO（Eff cient MicroOrganism）復(fù)合菌微生物，比起普通污泥大大縮短啟動、馴化時間，提升處理效果。

（4）由于SBR2與BAF之間沒有二沉池，導(dǎo)致運行一段時間后BAF池出現(xiàn)堵塞的情況，可以在SBR2與BAF之間增加二沉池，解決BAF堵塞的問題。

［1]袁霞光.丙烯酸廢水濕式催化氧化催化劑及工藝研究［J].［碩士學(xué)位論文].北京化工大學(xué)，2003.

［2]徐俊.高濃度丙烯酸及酯類廢水處理方法的探討［J].丙烯酸化工與應(yīng)用，2006，19（2）：14～18.

［3]常海榮，張振家，王欣澤.厭氧膨脹顆粒污泥床（EGSB）在高濃度工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用［J].環(huán)境工程，2004，22（3）：21～24.

［4]黃海遠，張志軍.丙烯酸酯廢水的生化處理［J].丙烯酸化工與應(yīng)用，2004，17（4）：17～21.

［5]周平，汪誠文，錢易，等.內(nèi)循環(huán)生物流化床處理石化廢水的中試研究.環(huán)境科學(xué)，1997，18（1）：27～30.

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［7]鄒家慶，田園，張顯球，等.高濃度山梨酸廢水生化處理［J].南京化工大學(xué)學(xué)報，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.