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一种酚醛废水处理方法


技术摘要:
本发明属于废水处理领域,涉及一种酚醛废水处理方法,包括以下步骤:S1、将待处理酚醛废水采用微生物辅助铁炭微电解进行预处理,得到预处理废水;S2、将预处理废水进行厌氧生物处理,得到厌氧处理废水;S3、将厌氧处理废水进行好氧生物处理。采用本发明提供的方法对酚  全部
背景技术:
2014至2018年,我国年产酚醛树脂量从89.7万吨增加到130.3万吨,年复合增长率 为9.78%。随着酚醛树脂产量的增加,废水的量也在逐年增加。据统计,每生产1t热固性酚 醛树脂约产生0.9m3的高浓度有机废水。酚醛废水中含有大量挥发酚、苯酚和游离甲醛,还 含有部分甲醇和少量低分子树脂等有毒物质,其中甲醛含量>1000mg/L,苯酚含量>5000mg/ L,COD>10000mg/L。 目前,酚醛废水通常采用多种工艺联合的方法进行处理,其中,以化学-生物联用 法较为普遍,该方法不但可以降低各环节的处理负荷,而且还能够通过预处理提供废水的 生化性,便于后续进行生物处理。现在应用到生产实践中的组合工艺包括:电化学氧化与生 物流化床技术结合工艺、缩聚-Fenton-A/O生物流化床组合工艺、微电解-催化氧化-生化法 处理酚醛树脂生产废水等。由于生化反应对废水中苯酚和甲醛浓度的限制,因此,预处理的 作用至关重要。然而,化学法预处理由于药剂的添加,不但会残留氧化剂而影响后续生化反 应,而且系统运行成本也会偏高。 例如,CN109761444A公开了通过化学处理-生物处理结合的方法实现酚醛废水的 去除,具体包括以下步骤:(1)将废水通入化学处理单元进行化学反应,经沉淀后,将所得第 一上清液通入生物降解单元,所得第一污泥通入污泥处理单元;(2)将第一上清液在生物降 解单元中降解,沉淀后,将所得第二污泥通入污泥处理单元,所得第二上清液通入废水检测 单元;(3)将废水检测单元取样进行检测,如果第二上清液满足排放标准,则将第二上清液 通入生物降解单元;第一污泥和第二污泥在污泥处理单元经泥水分离后得到泥饼和滤液, 将滤液通入生物降解单元进行降解。其中,所述化学反应依次包括缩聚反应、Fenton氧化以 及中和反应。其中,Fenton氧化过程中H2O2的残留会对后续生化反应造成有不利影响,同时 需要消耗大量的氧化剂,运行成本升高。
技术实现要素:
本发明的目的是为了解决传统的酚醛废水处理方法存在操作复杂以及由于需要 消耗大量的氧化剂例如H2O2而导致运行成本高的问题,而提供一种无须加入氧化剂即可将 酚醛废水有效降解的方法。 生化处理(厌氧生物处理和好氧生物处理)过程中,微生物对苯酚和甲醛浓度较为 敏感,苯酚对大部分微生物有毒,在微生物转化过程中是一种抑制性底物。但是,在低浓度 时苯酚可以被微生物降解。甲醛具有抗微生物性质,能够与细胞内蛋白质结合,使细胞失去 活力。本发明的发明人经过深入研究之后发现,在生化处理之前,先采用微生物辅助铁炭微 电解对酚醛废水进行预处理,该预处理过程将电化学反应和微生物反应耦合在一起,一方 面,铁碳填料中的铁粉和碳粉因存在1.2V的电极电位差形成原电池,在其作用空间形成一 3 CN 111592093 A 说 明 书 2/7 页 个电场,阳极反应生成大量的Fe2 ,进而氧化成Fe3 ,形成具有较高吸附絮凝活性的絮凝剂, 阴极反应产生大量的[O]和[H],这些活性组分与废水中有机物发生氧化还原反应,使得大 分子有机物断链降解,从而加速了有机物的生物降解反应;另一方面,铁碳填料中的铁粉不 仅有利于污泥中微生物的生长,而且还能够促进电子传递,加速了氧化还原反应进程,从而 在无需使用氧化剂的基础上便可提高废水的可生化性,为后续的生化处理打下良好基础, 克服了传统的预处理工艺中由于需要添加化学药剂而造成运行成本的升高并影响后续生 化反应的问题。此外,虽然传统的厌氧处理对苯酚和甲醛的降解能力有限,但是微生物电化 学系统有利于厌氧系统中乙酸的高效利用并加快有机物梯级降解。由于MEC的产甲烷过程 能在无质子膜的单室MEC中轻易实现,这样的MEC可以看成是耦合了微生物电化学催化的厌 氧反应器,只需要在厌氧系统中插入电极并施加一定的电压即可实现在阳极氧化有机物和 阴极产甲烷。此外,产甲烷MEC的电极制作还无需贵金属催化剂从而大大降低了运行成本并 提高了可操作性。因此,厌氧折流板反应器耦合微生物电解池(ABR-MECs)对高浓度难降解 有机废水的去除具有极大优势。同时本发明的发明人还发现中温的ABR-MECs反应器能够实 现对污水中有机能源的高效挖掘,微生物电化学强化对厌氧系统的产甲烷增益作用远大于 其增加的能耗,能够将酚醛废水中苯酚、甲醛以及COD值降至更低的水平。基于此,完成了本 发明。 具体地,本发明提供了一种酚醛废水处理方法,该方法包括以下步骤: S1、将待处理酚醛废水采用微生物辅助铁炭微电解进行预处理,得到预处理废水; S2、将预处理废水进行厌氧生物处理,得到厌氧处理废水; S3、将厌氧处理废水进行好氧生物处理。 所述待处理酚醛废水中苯酚的含量优选为2~4g/L,甲醛的含量优选为0.5~ 0.7g/L,COD值优选为10~15g/L。所述预处理废水中苯酚的含量优选为500~800mg/L,甲醛 的含量优选为70~120mg/L,COD值优选为3000~8000mg/L。当预处理废水中苯酚含量超过 800mg/L和/或甲醛含量超过120mg/L时,由于高浓度苯酚对厌氧微生物的生长有抑制作用, 高浓度甲醛易与细胞内蛋白质结合而使得细胞失去活力,均会降低厌氧生物处理效果,并 且会使得后续好氧生物处理时系统运行不稳定。当微生物辅助铁炭微电解出水的苯酚和甲 醛含量以及COD值超出上述范围时,可以将其稀释至上述范围之后再进行厌氧生物处理。此 外,所述厌氧处理废水中苯酚的含量优选为30~80mg/L,甲醛的含量优选为0.5~30mg/L, COD值优选为400~1000mg/L。 在本发明中,步骤S1中,所述微生物辅助铁炭微电解的方式为将待处理酚醛废水 通入铁碳填料和活性污泥的混合物中。其中,所述铁碳填料可以为现有的各种含有铁粉、碳 粉以及催化剂且能够自身微电解反应形成有利于有机物断裂的填料,具体可以含有70~ 80wt%的铁粉、15~25wt%的碳粉以及3~8wt%的催化剂,所述催化剂选自金属催化剂, Cu、Zn(少量贵金属Pt、Pd和Ag等)中的至少一种。所述铁碳填料的添加量优选为1000~ 2000g/L。所述铁碳填料可以通过商购得到。所述活性污泥的接种量VSS优选为10~30g/L, VSS/SS优选为0.6~0.7。此外,所述微生物辅助铁炭微电解的条件优选包括温度为室温,水 力停留时间为8~15h。 根据本发明的一种
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