高含盐环氧丙烷废水生化处理的研究

孟庆凡
(东华工程公司　　合肥 230024）

　　摘　要：采用活性污泥法与生物膜法串联工艺处理环氧丙烷废水，在进水COD_Cr1000mg/L左右，盐含量≤35gL，pH6～12范围内，COD_Cr去除率达88%以上，BOD5去除率可达99％以上
　　关键词：废水处理；环氧丙烷；生化处理
　　中图分类号：X783
　　文献标识码：A
　　文章编号：1009-2455（2000）01－0019-03

Study on the Biochemical Treatment of Wastewater
with High Salt Content from Epoxy Propane Production
MENG Qing-fan

　　Abstract:The treatment of the wastewater from epoxy propane production used an activated sludge and biomembrane series process. When COD_Cr in inlet water was about 1000mg/L, salt content was 35≤mg/L and pH value was 6～12, the COD_Cr removal rate was above 88% and BOD₅ removal rate was above 99%。
　　Keywords: treatment of wastewater; epoxy propane; biochemical treatment

概况

　　氯醇法生产环氧丙烷是国内外较多采用的工艺路线。该工艺生产过程中产生的废水具有州值高。含盐量高等特点，废水中的COD_Cr大部分是易降解的有机物，同时废水中还含有氯丙醇、二氯异丙醚。二氯丙烷等难生化降解的有机氯化物，是生化法处理的难点。国内环氧丙烷生产规模较大的厂家大都配套建有生化处理设施，但由于种种原因其运行效果均不十分理想，出水难以达标排放。东华工程公司于1997年对环氧丙烷生产废水处理进行了较深入的试验研究工作，取得了良好成果。

1 废水特征

　　氯醇法生产环氧丙烷工艺中产生的废水主要是从氯丙醇皂化和粗环氧丙烷精制两个工序中排出的。氯丙醇皂化通常用石灰为原料，废水特点是：
　　①pH值高达10以上。
　　②废水中含有大量氯化钙等无机盐类，仅氯化钙含量就高达4％以上。
　　③据资料介绍，通常COD_Cr脓度在600mg／L左右，废水中所含的氯丙烷，二氯异丙醚，二氯丙烷等有机氯化物，属于难生化降解的物质。
　　本研究所用的环氧丙烷废水是采用电石渣作皂化原料的生产工艺废水，废水pH值和含盐量与上述相似，但废水中还含有大量的悬浮物，COD_Cr值高出一般环氧丙烷废水COD_Cr值5倍以上。实际废水水质见表1。

表1 试验用环氧丙烷废水水质分析 项目 pH COD_Cr/(mg.L^-1) Cl-(g.L^-1) Ca²⁺/(g.L^-1) 平均值 11.69 4264 28.8 16.7 波动范围 11.45-12.10 3215-5445 25.7-31.7 14.6-18.2

2 试验用水的配制

　　由于试验用环氧丙烷原废水的COD_Cr浓度太高，超出了一般生化法对进水COD_Cr的承受浓度。根据全厂总排废水的实际情况及当地环保部门对经处理后总排废水排水指标的要求，试验用水采用环氧丙烷废水加其它低浓度的废水配制而成，并按照试验要求补加氯化钙。

3 试验方案的确定

　　委托厂的混合废水COD_Cr浓度为1000-1100mg/L左右，BOD₅／COD_Cr值大于0.4，因此立足生化法处理是适宜的。为避免废水中的钙离子与微生物氧化有机物产生的CO₂反应生成CaCO₃结垢，给后续处理带来的麻烦，同时为了去除废水中不易沉淀的悬浮物，方案确定生化处理工艺前段采用活性污泥法。同时考虑到废水中有机氯化物生物分解氧化需要较长的时间，生物膜法又兼有A／0作用，为此后续流程采用生物膜法，即全流程为泥法串膜法工艺。

4 试验内容

4.1 间歇试验
　　生化间歇试验能在较短时间内获得生化法对被处理废水的去除特性，为全流程试验提供必要的参数。试验用预先经环氧丙烷废水墙驯合格的污泥来完成的。试验结果见表2。

表2 间歇试验结果 时间/h 0 1 2 4 6 8 10 12 14 pH 7.50 6.83 6.97 7.11 7.19 7.16 7.15 7.18 7.19 COD_Cr/(mg.l^-1) 849 634 401 276 222 217 204 185 199 COD_Cr去除率/% 25.3 52.8 67.5 73.9 74.4 76.0 78.2 76.6

　　注：间歇试验原水pH10.93，COD_Cr1074mg/L
　　由表2可见，环氧丙烷废水进水CO出浓度在1000mg/L左右，经6h好氧生化处理后，其COD_Cr去除率达74％左右，而经12h处理后，COD_Cr去除率也仅达78％左右，12h之后COD_Cr还有上升的趋势。由此可说明环氧丙烷废水中大部分COD_Cr是由易生化分解的有机物构成的，少部分COD_Cr是由较难被生物分解的有机物构成的，随着处理时间的延长，造成部分菌胶团解体或被吸附的有机物的释放，而使得上清液COD_Cr又出现回升的趋势。因此单独采用活性污泥法工艺处理实现达标排放是困难的。
4.2 连续试验
4.2.1 试验流程与规模
　　本连续试验的主要流程为活性污泥法与生物膜法串联工艺，其流程示意图如图1。

4.2.2 含盐量试验
　　废水中的盐含量达到一定的限度会对生化处理的生物产生抑制作用。本试验的活性污泥和生物膜培驯用的废水含盐量从1％左右的浓度起步完成的，盐含量的条件试验，是在提高其盐浓度档次，待处理效果稳定后进行的。试验结果列于表3。

表3 不同含盐量试验结果 分析项目 进水 活性污泥段出水 去除率/% 接触氧化段出水 去除率/% 备注 pH值 9.36 7.17 　 7.81 　 进水CaCl₂ COD_Cr/(mg.L^-1) 1220 234 80.8 122 90.0 含量平均 BOD₅/(mg.L^-1) 592 29 95.1 6 99.0 为13.2g.L^-1 pH值 8.62 6.85 7.51 89.0 进水CaCl₃ COD_Cr/（mg.L-1) 1191 268 77.5 131 98.3 含量平均 BOD₅/(mg.L^-1) 656 36 94.5 11 为35.9g.L^-1 pH值 9.12 6.77 　 7.20 　 进水CaCl₂ COD_Cr/（mg.L-1) 1110 412 68.9 232 79.2 含量平均 BOD₅/(mg.L^-1) 595 111 81.3 20 96.9 为38.8g.L^-1

　　从表中试验结果可见，氯化钙含量分别为13.2g／L和35.9g／L两组试验结果相比，其全流程出水COD_Cr和BOD₅去除效果差异不大，而当进水中氯化钙含量达38.8g／L，系统出水COD_Cr去除率下降近10个百分点，可见已对生物造成了明显的抑制作用。
4.2.3 pH值试验
　　环氧丙烷废水高州值是在氯丙烷皂化过程中由过剩的氢氧化钙造成的，进水在活性污泥段与生物分解有机物产生的CO₂生成CaCO₃沉淀及活性污泥对钙离子的吸附等共同作用，其pH值即由10以上下降到7左右，从而保证了系列化进水在不调整pH值条件下，系统出水pH值达6－9范围之内。试验结果见表4。

表4 高pH值生化处理试验结果 分析项目 进水 出水 去除率/% 备注 pH值 10.98 752 　 进水CaCl₂含量 COD_Cr/(mg.L^-1) 1081 128 88.2 平均为35g/L

4.2.4 稳定试验：
　　依据全厂各股废水中盐含量的有关资料计算，混合废水中最大含盐量将小于30g/L，因此，稳定试验进水盐含量控制为30g／L左右，稳定试验连续运行了30余天，结果见表5。

表5 稳定试验结果 分析项目 pH COD_Cr/(mg.L^-1) BOD₅/(mg.L^-1) 备注 进水 8.2 1060 585 进水CaCl₂含量平均为30.9g.l^-1 泥段出水 6.7 264 60 去除率/% 75.1 89.7 膜段出水 7.54 120 4.0 去除率/% 88.6 99.4

　　由表5结果可知：试验采用的流程生化去除效率是稳定的。
4.2.5 冲击试验
　　稳定运行试验结束后，又安排2次高浓度COD_Cr和高含盐、连续进水12h的全流程冲击试验，试验结果见表6。

表6 冲击试验结果 时间 pH值 COD_Cr/(mg.L^-1) 进水CaCl₂/(g.L-1) 进水 泥段出水 膜段出水 进水 泥段出水 膜段出水 去除率/% 冲击12h 11.04 　 　 1363 　 　 　 41.9 恢复12h 6.92 6.84 7.52 1056 256 151 87.5 33.0 恢复36h 10.16 6.74 7.72 1157 218 136 88.2 35.3 恢复60h 103.31 6.86 7.48 1126 162 140 87.6 　 冲击12h 10.80 　 　 1492 　 　 　 41.0 恢复12h 10.14 6.92 7.50 1274 213 86 93.8 34.1 恢复36h 9.69 6.75 7.28 1179 292 133 88.7 　

　　冲击试验数据表明，当进水COD_Cr在1300～1500mg／L，CaCL₂浓度达40～42g／L范围内，间隔3d后连续2次冲击12h，对生化系统未造成明显影响。

5 结论

　　①环氧丙烷废水，采用泥法串膜法生化工艺处理，进水含盐量以（CaCl₂计）≤35g／L时，对生物不会产生抑制作用。
　　②采用石灰或电石渣作皂化原料，其废水pH值在6～12范围内可直接进生化系统，无须调整pH值。
　　③当进水COD_Cr浓度达1300～1500mg/L,CaCl2浓度达40－42g／L范围内，间隔3d后连续冲击12h以内，对生化系统一般不会产生不良影响。
　　④在进水COD_Cr1000-1100mg／L左右，含盐量（以CaC12计）≤35g／L，pH6～12，水温20～37℃条件下，系统生化出水pH值在6～9范围内，平均COD_Cr去除率可达88％以上，BOD5去除率可达99％以上。当进水COD_Cr≤800mg／L，流程出水符合国家GB 8978—1996排放标准。