1、情況概述
1.1 甲醛廢水情況
兗礦魯南化工有限公司有一套設(shè)計年產(chǎn)4萬噸的聚甲醛生產(chǎn)裝置，生產(chǎn)過程所產(chǎn)的廢水量約25m3/h，主要來自稀醛回收單元加壓脫水塔的排水、甲醛制備單元等以及一些受污染地坪的沖洗水和初期雨水，設(shè)計的正常生產(chǎn)時的外送廢水水質(zhì)如表1：
1.2 污水處理裝置情況
兗礦魯南化工有限公司目前有兩套污水處理系統(tǒng)，一套采用SBR工藝、一套采用A/O+UASB+MBR工藝(凈化水廠采取的工藝)。
1.2.1 SBR整體概況
工藝裝置主要處理廠內(nèi)生活污水、部分生產(chǎn)廢水(包括部分氣化裝置廢水、部分醋酸裝置廢水)，設(shè)計處理規(guī)模為110m3/h，調(diào)節(jié)池的廢水指標見表2：
SBR所排中水水質(zhì)指標如表3：
1.2.2 凈化水廠概況
凈化水廠A/O系統(tǒng)主要處理公司所有生產(chǎn)、生活污廢水，也包括SBR處理后的中水。設(shè)計處理水量為20000m3/d，進水指標要求甲醛含量≤5mg/L。
2、技術(shù)改造優(yōu)化背景
本文所研究的SBR處理含甲醛廢水技術(shù)優(yōu)化改造基于以下方面：
一是煤制聚甲醛廢水中COD濃度變化十分大，這是因為水中含有甲醛、三聚甲醛、二氧五環(huán)、甲醇等很多污染物質(zhì)，而這些污染物質(zhì)的組分和含量都具有很大的不確定性，并且甲醛是一種具有強烈抑制生化反應(yīng)的化學物質(zhì)，其含量超出一定數(shù)值將會造成生化系統(tǒng)崩潰。
二是本系統(tǒng)管線流程直接進入調(diào)節(jié)池，沒有水量水質(zhì)的緩沖，有毒有害物質(zhì)含量不易檢控，在生化系統(tǒng)受沖擊停運時，給公司環(huán)保及聚甲醛生產(chǎn)帶來嚴重的被動。2013年8月18日受到高濃度聚甲醛廢水的沖擊，調(diào)節(jié)池COD值3623.40mg/L，甲醛含量5000mg/L，SBR生化系統(tǒng)停運，甲醛裝置受影響停車。
三是凈化水廠負責處理全廠生產(chǎn)、生活污廢水，并且排放水的水質(zhì)要符合山東省南水北調(diào)沿途工業(yè)廢水排放要求，必須確保穩(wěn)定運行，因此，凈化水廠接收的SBR所排中水中甲醛含量要小于5mg/L。
3、優(yōu)化改造
3.1 流程的優(yōu)化改造
3.1.1 設(shè)置中間緩沖池
利用原造氣工段的2000m3污水沉淀池作為聚甲醛廢水進入SBR調(diào)節(jié)池的緩沖池，將濃度不穩(wěn)定的含甲醛廢水先在緩沖池內(nèi)調(diào)質(zhì)，以減少高濃度有毒害物質(zhì)對SBR生化系統(tǒng)的直接沖擊。同時在池上配套一臺揚程30米、流量35m3/h的自吸泵，用以將調(diào)質(zhì)后的池內(nèi)廢水送到SBR裝置。通過實際運行，進入調(diào)節(jié)池的廢水中甲醛含量得以保持較為穩(wěn)定的數(shù)值，甲醛濃度差由原先的80mg/L降低到20mg/L左右。簡易流程如圖1：
其中虛線部分為流程中新增的中間緩沖池。
3.1.2 改造加堿流程
廢水中含有甲醛，pH=3～4，酸性較強。而生化反應(yīng)pH值為中性和堿性(7.0～10.0)條件下能有效提高處理效果，因此需要在調(diào)節(jié)池內(nèi)加入燒堿調(diào)整進入SBR反應(yīng)池的甲醛廢水pH值7～9。改造方法是在原有的進反應(yīng)池的加堿管線上配置一條管徑1”的不銹鋼管線引入調(diào)節(jié)池，并配置2臺(一開一備)量程0～10l/h的計量泵，作為主要調(diào)整pH值的手段，實現(xiàn)了pH值在線調(diào)整快速、準確。
3.2 操作控制優(yōu)化
3.2.1 進水指標控制優(yōu)化
(1)廢水中的水質(zhì)控制優(yōu)化。根據(jù)有關(guān)文獻資料，當甲醛小于5mg/L時，生化系統(tǒng)較為穩(wěn)定，當甲醛大于5mg/L且小于20mg/L時，可以被系統(tǒng)中的微生物消化降解。而王凱等在甲醛對煤化工廢水生化處理系統(tǒng)的沖擊及快速修復(fù)技術(shù)研究中得出，當生化系統(tǒng)進水甲醛含量低于100mg/L時，系統(tǒng)不會受到太大影響，沒有崩潰的風險，系統(tǒng)可以正常運行。
所以在SBR反應(yīng)池進水水質(zhì)主要指標的制定上，根據(jù)SBR處理甲醛等有毒害物質(zhì)的特點并結(jié)合以上文獻資料中的研究結(jié)論，調(diào)節(jié)池主要控制指標：pH值7～9，COD≤2000mg/L，NH+4-N≤300mg/L，甲醛≤20mg/L。
(2)廢水水量控制。在準確的水質(zhì)分析基礎(chǔ)上，通過水質(zhì)指導進水量。若測得含醛廢水中COD不大于2000mg/L，則每個SBR池每個周期進水量不超過80m3。
3.2.2 硝化過程控制優(yōu)化
由于甲醛廢水中含有甲醛、三聚甲醛、二氧五環(huán)等難降解的污染物質(zhì)，相應(yīng)硝化反應(yīng)的過程延長，調(diào)整SBR運行各階段的周期控制，方式如下：每個SBR的操作周期由每天3個操作周期調(diào)整為每天2個操作周期，即12小時一個運行周期。每個周期：進水約1～1.5小時，曝氣時長由原4～5小時增加到7.5～8小時，沉降2小時，排水1小時。
3.2.3 活性污泥控制優(yōu)化
(1)適當提高廢水水溫。
SBR生化系統(tǒng)的處理對象是含甲醛廢水，污泥中的生物活性情況決定最終的出水水質(zhì)，在15～30℃范圍內(nèi)溫度升高，污泥對廢水中甲醛的去除率增大，污泥對甲醛的降解速率隨溫度升高呈指數(shù)遞增趨勢，適當提高反應(yīng)器水溫，可增加微生物活性，提高反應(yīng)器處理能力。
在調(diào)節(jié)池及反應(yīng)池均配有蒸汽冷凝液作為控制反應(yīng)池內(nèi)水溫的手段，嚴控反應(yīng)池水溫在20～35℃之間。
(2)適當提高曝氣時間。SBR反應(yīng)器活性污泥對甲醛的去除率隨曝氣時間延長而增大，但過度的曝氣不但會導致系統(tǒng)內(nèi)溶解氧過高，加速污泥老化，還會破壞污泥絮體的團粒結(jié)構(gòu)，影響處理效果的同時也大大增加了系統(tǒng)能耗，造成不必要的浪費。故根據(jù)實際及試驗基礎(chǔ)上，硝化反應(yīng)過程中將曝氣時間由原來的6小時提高到7.5～8小時，控制溶解氧DO濃度在3～5mg/L之間。
(3)提高活性污泥濃度在總污泥濃度中的占比。作為衡量污泥活性的重要指標，MLVSS、MLSS是關(guān)鍵指標。根據(jù)實際情況，MLVSS控制在4000～6000mg/L，MLSS控制在不小于1200mg/L(比未處理甲醛廢水時提升約200mk/L)，即MLSS/MLVSS≥0.3，確保活性污泥在整個生化系統(tǒng)中占有優(yōu)勢。
4、效果評價與總結(jié)
在采取了以上各種優(yōu)化后，SBR已連續(xù)穩(wěn)定運行近1年，且出水水質(zhì)穩(wěn)定在前文所述要求范圍內(nèi)。期間聚甲醛裝置既有停車檢修時甲醛原液進入廢水情況，也有稀醛回收單元加壓脫水塔的操作不穩(wěn)帶出濃醛的情況，但均未給SBR造成嚴重的負荷沖擊。
實際生產(chǎn)證明，SBR采取較為可靠的前置措施，能夠有效穩(wěn)定進水水質(zhì)。采取合理優(yōu)化生化系統(tǒng)過程控制方法，能夠有效降解廢水中的甲醛、COD等，并達到預(yù)期出水水質(zhì)指標。( >
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