聚乙烯醇縮丁醛(PVB)生產(chǎn)廢水處理技術(shù)

臺州某塑膠有限公司是一家專(zhuān)業(yè)從事聚乙烯醇縮丁醛（PVB）生產(chǎn)的企業(yè)，擁有5 條國內先進(jìn)的PVB 專(zhuān)用生產(chǎn)線(xiàn)，年生產(chǎn)能力達10 000 t。該公司原有1 套800 t/d 的廢水處理設施，采用UASB-接觸氧化工藝，但由于廢水成分復雜、生物毒性較大，導致生化極易受沖擊，厭氧去除率低，接觸氧化掛膜量少，終端出水水質(zhì)波動(dòng)大，出水帶泥嚴重，超標率高，該廢水處理設施建成近2 a都無(wú)法穩定運行，嚴重影響了公司的生存和發(fā)展。2012年10 月在保留UASB-接觸氧化工藝的基礎上對廢水處理站進(jìn)行了改造升級。

1 PVB 生產(chǎn)廢水水質(zhì)特征

PVB 生產(chǎn)廢水主要是正丁醛和聚乙烯醇（PVA）在鹽酸催化作用下縮合反應，經(jīng)離心水洗產(chǎn)生。廢水成分較復雜，主要含有正丁醛、縮合反應過(guò)程中的副產(chǎn)物等小分子有機物，PVA、PVB 等大分子有機物，鹽酸等無(wú)機物。廢水酸度高，CODCr濃度較高，丁醛含量較高，經(jīng)檢測丁醛對CODCr的貢獻率占60%～ 80％，丁醛的質(zhì)量濃度超過(guò)100 mg／ L 即對微生物產(chǎn)生抑制作用，生物毒性較大，廢水不經(jīng)過(guò)預處理直接生化不可行。

2 預處理工藝選擇

含丁醛廢水預處理一般采用萃取法、離子交換法，以及光催化氧化、鐵碳微電解、芬頓氧化等高級氧化組合工藝。呂后魯等以辛醇精餾殘液等作為萃取劑，采用酸化-萃取法處理丁辛醇裝置產(chǎn)生的丁醛縮合廢水，CODCr的去除率可達83％～94％；馬倩用離子交換樹(shù)脂處理PVB 生產(chǎn)廢水，CODCr的去除率在80％以上；葉慶國等采用光催化氧化法降解丁醛廢水，催化劑用量為5 g/L 時(shí)CODCr去除率可達85%～92％；劉繼泉等處理辛烯醛裝置產(chǎn)生的正丁醛縮合廢水，采用酸化-萃取-鐵碳曝氣-催化氧化-中和絮凝處理工藝，出水CODCr的質(zhì)量濃度可降為170 mg/L；涂翔用吹脫-鐵碳微電解-芬頓氧化處理PVB 生產(chǎn)廢水，在一定條件下吹脫的CODCr去除率為70．1％，鐵碳微電解-芬頓氧化的CODCr去除率為78％，具有較好的效果。

針對本項目PVB 生產(chǎn)廢水的試驗結果表明，丁醛的揮發(fā)性強，廢水靜置12 h 后，CODCr和丁醛的去除率都可以達到10％以上。通過(guò)曝氣，CODCr和丁醛的去除率可以進(jìn)一步提高至20％。鐵碳微電解-芬頓高級氧化-絮凝沉淀組合工藝對CODCr的去除率為35%～ 56％，對丁醛的去除率為27%～42％，m（BOD5）／m（CODCr）值提高0．14～0．23。

綜合前人試驗研究、工程應用情況，以及本試驗研究結果，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟分析，本項目PVB 生產(chǎn)廢水處理決定采用鐵碳微電解-芬頓氧化-絮凝沉淀組合工藝。通過(guò)高級氧化預處理，提高廢水可生化性、降低生物毒性，提高UASB 處理能力，而UASB 出水好轉和穩定，對接觸氧化的促進(jìn)又是顯而易見(jiàn)的，形成了一個(gè)良性的鏈式效應。

3 技術(shù)改造

由于原有廢水站生化停留時(shí)間近90 h，本著(zhù)“從本質(zhì)提高系統效率”的原則出發(fā)，改造采用調節-鐵碳微電解-芬頓氧化-絮凝沉淀-UASB-接觸氧化-二沉的處理工藝，調節池增加曝氣管，目的為強化均質(zhì)及丁醛吹脫，新增鐵碳微電解-芬頓氧化-絮凝沉淀的預處理設施，UASB、接觸氧化池和二沉池利用原有設施。

3．1 設計水量和水質(zhì)

設計廢水水量定為800 m3/d，24 h 連續運行，折合33．3 m3/h，按35 m3/h 設計。由于出水需納入天臺縣污水處理廠(chǎng)進(jìn)行處理，出水標準按照當地納管文件執行，嚴于CJ 343—2010《污水排入城鎮下水道水質(zhì)標準》和GB 8978—1996《污水綜合排放標準》中三級標準的要求，進(jìn)、出水水質(zhì)具體見(jiàn)表1。

3．2 工藝流程

工藝流程見(jiàn)圖1。所有廢水處理設施均封蓋，丁醛、沼氣等廢水處理產(chǎn)生的揮發(fā)性氣體有組織收集并納入廠(chǎng)廢氣處理系統，避免二次污染。

4 主要處理構筑物和設計參數

（1）調節池。地下鋼砼結構，FRP 防腐，尺寸為30．0 m× 3．7 m× 6．5 m，有效容積為688 m3，停留時(shí)間為19．6 h，配套廢水提升泵2 臺，1 用1備，穿孔曝氣管1 套。

（2）鐵碳微電解池。地上鋼砼結構，FRP 防腐，尺寸為3．0 m× 3．7 m× 6．0 m，有效容積為63m3，停留時(shí)間為1．8 h，配套鐵碳規整填料12 m3，穿孔曝氣管1 套。

（3）芬頓氧化池。地上鋼砼結構，FRP 防腐，尺寸為3．0 m× 3．7 m× 6．0 m，有效容積為62 m3，停留時(shí)間為1．77 h，配套穿孔曝氣管1 套，H2O2加藥裝置1 套。

（4）一級絮凝池。地上鋼砼結構，尺寸為1．75m× 1．75 m× 3．00 m，有效容積為8．3 m3，停留時(shí)間為0．24 h，配套絮凝反應攪拌機1 臺，堿加藥裝置1 套。

（5）二級絮凝池。地上鋼砼結構，尺寸為1．75m× 1．75 m× 3．00 m，有效容積為8 m3，停留時(shí)間為0．22 h，配套絮凝反應攪拌機1 臺，助凝劑加藥裝置1 套。

（6）一沉池。地上鋼砼結構，尺寸為6．0 m×3．7 m× 6．0 m，表面負荷為1．6 m3/（m2·h），配套斜管填料20 m3，氣提排泥裝置1 套。

（7） UASB 池。2 座，半地上鋼砼結構，單座尺寸為10．7 m× 7．7 m× 8．0 m，單座有效容積為618m3，停留時(shí)間為35 h，容積負荷為1．3 kg［CODCr］／（m3·d），配套三相分離器2 套，組合填料660 m3，布水器2 套，內回流泵4 臺，2 用2 備。

（8）接觸氧化池。半地上鋼砼結構，尺寸為21.0 m× 15．7 m× 6．0 m，有效容積為1 846 m3，停留時(shí)間為52．7 h，容積負荷為0．32 kg［CODCr］/（m3［填料］·d），配套羅茨風(fēng)機3 臺，2 用1 備，微孔曝氣系統1 套，組合填料1 300 m3。

（9）二沉池。半地上鋼砼結構，尺寸為14．5 m×7．7 m× 5．0 m，表面負荷為0．31 m3/（m2·h），配套排泥泵1 臺。

（10）污泥池。地下鋼砼結構，尺寸為8．2 m×7．7 m× 4．5 m，配套污泥泵1 臺。

5 運行結果

CODCr去除情況見(jiàn)圖2。

由圖2 可以看出，廢水污染物濃度較高且波動(dòng)較大，CODCr的質(zhì)量濃度平均在3 000 mg/L 左右；調節池通過(guò)曝氣作用下的丁醛揮發(fā)，CODCr可去除約17％；經(jīng)鐵碳微電解-芬頓氧化-絮凝沉淀高級氧化組合工藝，CODCr可去除約24％。通過(guò)抽檢可知，預處理前、后m（BOD5）／m（CODCr）值可提高約10％，達到了有效去除CODCr、提高廢水可生化性的目的。工程運行結果表明，經(jīng)過(guò)高級氧化組合工藝預處理對水質(zhì)的改善作用，生化處理效率比改造前大為提高且運行穩定，UASB 段CODCr的去除率約為61％，接觸氧化段CODCr的去除率約為71％，整個(gè)系統CODCr的總去除率達到93％，統計時(shí)間段內排放達標率為100％，體現了該工藝具有很好的去除效果和抗沖擊性能。

經(jīng)過(guò)抽檢可知，二沉池出水BOD5的質(zhì)量濃度均小于40 mg/L，SS 的質(zhì)量濃度均小于70 mg/L，N、P 等進(jìn)水濃度均未超標。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

6 結論

（1）利用丁醛的揮發(fā)性，輔以曝氣，可以有效降低廢水中丁醛和CODCr的濃度，減輕廢水處理系統的負荷。

（2）采用鐵碳微電解-芬頓氧化-絮凝沉淀高級氧化組合工藝能有效去除丁醛等有機物，并改善水質(zhì)，降低毒性，有利于后續生化處理單元的運行。

（3）高級氧化與生化聯(lián)合工藝處理含丁醛廢水效果較好，出水水質(zhì)優(yōu)于CJ 343-2010 的要求，滿(mǎn)足設計要求。