酚醛废水处理工艺介绍

2017-03-09 10:42:54 xiaoyifan 33

 


酚醛废水处理工艺介绍酚醛树脂废水处理  酚醛废水处理工艺介绍酚醛树脂废水处理工业含酚废水是我国水污染控制中重点治理的有害废水之一,其中酚醛树脂生产废水含有高浓度的酚、醛和树脂等有机物,具有高有机物浓度、高毒性、低pH等特点。处理含酚废水的工艺方法较多,广泛使用的有生化法、化学氧化法、萃取法、吸附法和气提法等,近年来出现较多的新方法,如催化氧化法、液膜分离法、协同络合萃取法、磁化絮凝氧化法,但在实际治理含酚废水时,尤其为了达标排放,生化方法仍然是主流方法。
本文采用酚醛缩聚—二段生物氧化法处理高浓度酚醛树脂生产废水,回收有价组分。
1  试验部分
1.1  废水水质
废水系某树脂生产企业酚醛树脂生产工艺废水,有机污染物主要为苯酚、甲醛、树脂。水质见表1。
1.2  实验方法及装置
废水处理的工艺流程如下:
缩聚试验的实验阶段,在多口烧瓶中加入废水以及相当于废水体积10%的浓盐酸,置于恒温加热器中加热,利用冷凝管冷凝回流,废水中残留的高浓度酚和醛在酸的催化下生成低聚合度酚醛树脂。反应结束后,静置冷却、分层。
  工业试验时,将废水及相当于废水体积10%的浓盐酸加入1m3的反应釜中,利用工厂的过剩蒸汽,先在100℃回流6~8h,尔后在80~90℃保温5~6h,静止冷却、分层分离。装置见图1。缩聚后的水层进入生化系统,回收的树脂烘干后掺入原料中再利用。
  生化试验在生化反比器中进行,反应器为二段串联式,内置半软性填科。反应器1尺寸为φ90  mm×1800  mm,有效容积9L;反应器2尺寸为L450×W300,有效容积15L。缩聚回收后排出的废水经过中和、稀释,进入生化反应器。
  填料完成挂膜之后,采用逐步增加CODCr和酚负荷的方法,分批式培养、驯化微生物,进水CODCr  500~800  mg/L,保持每批废水CODCr去除率>80%,考察HRT  12h时的CODCr去除情况。随着进水中含酚废水比例的增加和酚浓度的提高,HRT  12h时的CODCr去除率有波动,但都在65%~90%之间。4d后过渡到进水为稀释的酚醛树脂生产废水。
  采用下列方法对各项目进行分析:
  CODCr:快速K2Cr2O7~FAS滴定法;挥发酚:溴化滴定法;pH:pH—W型酸度计;色度:标准稀释法;BOD:标准稀释法;微生物量:重量法。
  2  试验结果与讨论
  2.1  缩聚回收
  实验室中,加热温度100℃时,回流时间对挥发酚去除效果的关系见图2。挥发酚的去除率随着回流时间的延长而增大,2~14h时,去除率变化较快,大于4h后,去除率变化趋缓。取回流时间为4h,不同回流温度(温度<100℃时,相当于保温=对挥发酚去除率的影响见图3。结果表明,挥发酚去除率随加热温度的升高而提高,加热温度小于90℃时,挥发酚的去除率较低,一般大于40%;加热温度为100℃时,挥发酚去除率上升较快,达到70.5%。
  采用生产装置试验的结果见表2。生产装置试验中酚的回收率达到90%或更高,可能和加热及保产长有关。
2.2  生化试验分批式运行
  缩聚回收后的出水经中和、稀释至CODCr  800~1500mg/L进入生化反应器,分批式运行共8d。各批次HRT12h时的有机物降解情况见图4,当进水CODCr由863mg/L提高到1338mg/L,CODCr去除率由86.1%下降到76.4%,后续3批进水CODCr稳定在1400mg/L,CODCr去除率逐渐上升到96.2%;进水中挥发酚浓度从59.8mg/L上升到664mg/L,未发现系统中CODCr和挥发酚的降解受到抑制,挥发酚的去除率达到98.1%。
  分批式运行后期的典型降解曲线见图5。进水CODCr1413mg/L、挥发酚689mg/L,HRT  0~10  h有机物的降解很快,HRT10  h时,以CODCr和挥发酚的去除率分别为91.5%和91.3%;HRT12h以后,废水中CODCr趋于稳定、挥发酚继续缓慢降解;HRT  24h时,CODCr和挥发酚的去除率分别达到97.2%和99.2%。CODCr和挥发酚的降解曲线形式一致,其去除率曲线几乎重合,说明在废水中,挥发酚是微生物所降解基质的主导组分。废水的有机物降解明显分为两个阶段,第一阶段为快速降解阶段,第二阶段为缓慢降解阶段。
  2.3  生化试验连续流运行
  连续流运行采用二段串联生化反应器,运行参数见表3,结果见图6。第一段中,CODCr、挥发酚快速降解;第二段中,CODCr、挥发酚缓慢降解。HRT1  12h、HRT2  16h时,出水CODCr≤100  mg/L、挥发酚≤1.5mg/L;HRT1  l6h、HRT2  21h时,出水CODCr≤50  mg/L,挥发酚≈1mg/L;HRT1  24h、HRT2  32h以后,挥发酚≤0.5mg儿。试验表明,出水的CODCr要达到较低的水平(如100mg/L),第一段的HRT取12~14h、第二段的HRT取16~18h时较为合适;出水的挥发酚要达到较低的水平(如0.5mg/L),则需要较大幅度地延长HRT。这与分批试验的结果相似。
  2.4  生化处理的负荷冲击试验
  2.4.1  分批式试验
  当进水CODCr浓度由1400  mg/L直接提升到1825mg/L,挥发酚浓度为340  mg/L,废水降解情况见图7,与正常分批式运行(见图5)对比,HRT  0~8h的降解曲线趋缓,降解速率减小,在HRT  0~10  h阶段挥发酚的去除率小于CODCr的去除率。HRT  10h之后,CODCr和挥发酚去除率快速上升,而且挥发酚的去除率大干CODCr的去除率,HRT  24h的CODCr和挥发酚的去除率分别达到92.8%和99.2%。进水负荷的冲击在HRT  8h之后得以消除。
  通过5批次试验,负荷逐步提高到进水CODCr3065mg/L、挥发酚511mg/L,废水降解情况见图8,反应器没有出现明显的降解抑制现象,HRT  12h时,CODCr和挥发酚的去除率分别达到96.4%和99.8%,挥发酚的去除率高于同期的CODCr去除率,降解曲线与稳定运行阶段时基本相同。
  2.4.2  连续流试验
  选用两段串联法,试验参数见表4。试验结果见图9。进水CODCr由1980  mg/L提高到2967mg/L、挥发酚由250  mg/L提高到370mg/L。第一段出水CODCr  138~450  mg/L,变化范围较大;第二段出水CODCr  60~95mg/L,显示了第二段具有较大的缓冲作用,保证了负荷冲击下的最终出水水质稳定。与正常运行相比,未发现生化降解受到明显抑制现象。
  3  结  论
  (1)酚醛缩聚法回收废水中的树脂,利用生产余热、降低了废水的CODCr和挥发酚浓度,具有一定的经济效益;回流温度控制在100℃、回流时间6h、保温时间5h左右,废水的CODCr和挥发酚去除率分别为70%~80%和90%左右,树脂得率0.036~0.040。
  (2)废水中CODCr和挥发酚具有基本一致的降解曲线,进水CODCr1400~2000mg/L时.HRT10~12h以前为快速降解阶段,之后为缓慢降解阶段。
  (3)进水CODCr和挥发酚的负荷冲击会造成短暂的生化系统受抑制现象,采用逐步增加负荷法可以避免抑制现象。
  (4)生化试验,进水CODCr  1400~3000mg/L、挥发酚浓度700  mg/L以下,HRT≥12h时,CODCr和挥发酚的去除率分别在95%和98%以上;二段法取HRT1  12~14h和HRT2  14~18h较为合适,出水CODCr<100  mg/L、挥发酚1mg/L左右。
  (5)酚醛缩聚—二段生化法能够有效地治理高浓度酚醛树脂生产废水。

电话咨询
客户案例
服务项目
QQ客服