氯醚树脂生产废水处理设计方案的探讨

氯醚树脂生产废水处理设计方案的探讨（杭州电化集团有限公司余建芳）
企业在氯醚树脂生产过程中，排放废水主要污染成分为十二烷基磺酸钠及添加剂的浓废水。

水量为30m3/d，确定产生污水指标如下：
1、污染特征分析
根据实际生产中的物料反应及物料核算，总结废水污染特征如下：
（1）废水中的主要污染物是十二烷基磺酸钠、碳酸氢氨、氯化钠等其他添加剂；
（2）污水B/C较低，生化性较差；十二烷基磺酸钠浓度高时，对微生物有毒害作用。

（3）氯根指标较高，对微生物的生长有抑制作用，甚至会造成细胞质壁分离导致细胞失活，引起微生物代谢方式的改变。

2、处理工艺选择
该树脂生产废水水量不大。

废水中的主要污染物是十二烷基磺酸钠和钠盐；十二烷基磺酸钠作为发泡剂被广泛应用于牙膏、肥皂、浴液、洗发香波、洗衣粉，以及化妆品中。

95%的个人护肤用品和家居清洁用品中都含有十二烷基硫酸钠。

十二烷基磺酸钠浓度高时，直接用好氧微生物处理会产生大量的泡沫，造成活性污泥缺氧、活性污泥流失等一系列问题，影响好氧生化处理系统的稳定运行。

因此，必须对该部分废水进行预处理，以保证生化处理系统的稳定运行。

由于用化学氧化等方法进行预处理，处理费用较大，因此，为降低投资、节省能源消耗，充分发挥厌氧处理和好氧处理的优势，适宜采用厌氧处理和好氧处理相结合的处理方法。

即先用厌氧法处理，然后根据需要采用好氧法进一
步处理。

3、厌氧生物处理工艺选择
厌氧生化处理是一个极其复杂的生化过程，很早就被用来进行有机污泥的稳定，它是在不存在分子氧的情况下进行的。

过去，厌氧生化处理的主要用途是有机污泥的消化。

但是，由于该法设计简单，能忍受高浓度有机污染负荷，近年来已广泛应用于高浓度有机废水的处理。

厌氧法去除有机物的过程可分为三个阶段，如图1所示。

图1 厌氧生化处理过程
第一阶段为酶解转化阶段：此时废水中的可溶性有机物细菌细胞胶体悬浮物在细菌细胞外酶的分解作用下变成葡萄糖、氨基酸(对生活废水而言)以及其他分子量较小的可溶性物质，这些物质透过微生物的细胞壁，作为细菌生存繁殖的能源及碳源。

第二阶段为酸化阶段：在微生物细胞内酶的作用下，第一阶段获得的低分子化合物被转化为小分子的有机酸。

例如，淀粉、纤维素等碳水化合物变成葡萄糖，在体内酶作用下通过生化反应生成醋酸等低分子酸；蛋白质则被水解成
氨基酸，再经脱氮、脱羧、脱羰等反应得到小分子的脂肪酸。

第三阶段为甲烷化阶段：小分子的有机酸在甲烷细菌的作用下，生成甲烷、二氧化碳、氮气和水等简单的最终反应产物。

成熟的厌氧经验证明：甲烷菌可以降解乙酸、丙酸等有机酸，其生长速度极慢，因此这种细菌的代谢就成为有机甲烷菌一般可用下列三类物质作为生长的营养物：
（1）含6个及6个以下碳原子的低级脂肪酸；
（2）含1~5个碳原子的直链及异构醇；
（3）三种无机气体（氢、CO及CO2）。

甲烷菌产甲烷可通过两个途径，氧化有机基质(醇类、丁酸和氢等)并还原大气中的CO2来产生甲烷和将基质(乙酸、丙酸等)氧化时产生的CO2还原成甲烷。

（1）还原大气中的CO2：
2C2H5OH + CO2—→2CH3COOH + CH4↑
4H2 + CO2—→CH3↑+ 2H2O
（2）还原反应生成的CO2：
CO + H2O —→CO2↑+ H2↑
CO2 + 4H2—→CH4↑+ 2H2O
CO + 3H2—→CH4↑+ H2O ↑
4C2H5COOH + 8H2O —→4CH3COOH + 4CO2↑+ 24[H]
3CO2 + 24[H] —→3CH4↑+ 6H2O
4C2H5COOH + 2H2O —→4CH3COOH + 4CO2↑+ 3CH4
CH3COOH —→CH4↑+ CO2 ↑
在有机废水的厌氧处理中，要取得良好效果，在甲烷菌与非甲烷菌之间必须保持一个良好的动力学平衡状态。

由于厌氧发酵是有机酸的生成与消失相平衡的复合过程，因此，两者平衡补偿非常重要。

这种复发酵过程是由多种微生物、多种酶、多种基质经过一系列中间产物转换的共同作用的结果。

4、厌氧生化过程分析
良好的厌氧处理要求酸的形成速度与甲烷的形成速度相平衡。

由于甲烷形成的速度较慢，碱性发酵过程控制着整个系统的反应速度。

为了维持有效的碱性发酵，消化处理系统的pH值应保持在6.5～7.5(最好在6.8～7.2)之间。

据相关报道，在生活污水处理厂污泥的厌氧处理所产生的污泥气中，甲烷约占50%～70%，二氧化碳约占20%～30%，热值一般为5000～6000 cal／m3，是一种良好的燃料。

厌氧处理工艺形式多样，特点各异，但其基本原理都是利用厌氧水解菌和厌氧产甲烷菌的代谢活动，将水中的大分子有机污染物水解为小分子的醇类和有机酸，最终转化为甲烷和二氧化碳。

我们模仿处理啤酒废水时，最常用的上流式厌氧污泥床(UASB)来进行试验（试验由省环科院帮助完成）。

该反应器特别适宜于处理高浓度废水，目前国内外已广泛应用于实践。

根据经验，当UASB 反应器进水COD为1000~2000mg／L时，出水COD一般在500mg／L左右。

5、处理工艺流程及实验装置的确定
根据我公司废水治理经验，本项目的废水整体处理流程见图2
废水—调节池—沉淀池—厌氧生化处理—总厂生化处理
图2 污水处理流程图
整个处理过程中最关键的处理部分是厌氧反应过程，因此厌氧工艺的设计关系到整个工艺的可靠性，在这里我们采用了上流式厌氧污泥床反应器，即UASB厌氧反应池。

其优点有：（1）厌氧污泥沉降性能良好，不设沉淀池，无需污泥回流。

（2）污泥产量低，节省了污泥处理费用；（3）不填载体，构造简单造价低廉；（4）由于消化产气作用，污泥上浮造成一定的搅拌，因而不设搅拌设备。

污水经过厌氧处理后，消除了好氧生物处理时产生的泡沫。

（5）厌氧和好氧相结合的处理工艺，污泥产生量极少。

同时，既降低了运行费用，又保证了出水良好的外观和达标排放。

6预期处理效果
公司污水经本工艺处理后，能达到下表的预期处理效果。

从上表可以分析，对特殊污染物B/C较低且高盐分难处理的废水，通过合理的工艺处理装置，在源头做好预处理，才能确保全面的达标排放。