乙醛廢水的厭氧小試研究

方紅新，沈園園，高正華，李習紅

(安徽國星生物化學有限公司，安徽省雜環化學實驗室,安徽 當涂 243100)

安徽國星生物化學有限公司主要采用乙醇氧化法合成乙醛，該工藝產生大量的乙醛廢水。該類廢水是高濃度有毒有機廢水，廢水無色透明且有刺激性氣味。廢水的組成較為復雜，其中由于廢水中含有高濃度的乙酸，可生化性較好，適宜采用厭氧法進行處理，以降低處理成本并產生甲烷[1]。厭氧生物法由于具有能耗少、效率高、成本低、無二次污染等顯著優點而備受人們的青睞[2-3]。本文主要采用厭氧顆粒污泥，對乙醛廢水進行厭氧處理。主要探討了溫度、pH值、停留時間和污泥量因素的影響。乙醛廢水的厭氧處理方法不但實現減排，而且可實現資源的回收再利用，帶來較好的經濟效益。

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器

所用試劑：乙醛廢水(含0.6%的乙酸和少量的甲醛)、NaOH(S，AR)、蒸餾水、顆粒污泥、酵母粉。

所用儀器：250mL、500mL的錐形瓶各一個、橡膠管、三角洗瓶塞、橡膠塞、集氣瓶

1.2 廢水進水水質

表1 乙醛廢水進水水質

注：BOD5表示5日生化需氧量，COD表示化學需氧量。

1.3 實驗步驟及原理

實驗前，將厭氧顆粒污泥用清水洗干凈，調節乙醛廢水的pH值。

將一定量的厭氧顆粒污泥與調節pH值后的乙醛廢水混合后倒入500mL的錐形瓶，將其放入恒溫水浴中。如圖1所示，連接好反應裝置，檢查裝置的氣密性。定期測量錐形瓶中廢水的pH值、COD，以及記錄產氣量。

圖1 實驗裝置圖1. 恒溫水浴；2. 厭氧顆粒污泥；3. 0.5%的NaOH溶液；4. 三角洗瓶塞；5. 集氣瓶

該反應的原理主要是厭氧顆粒污泥中的產甲烷菌，將乙醛廢水中的乙酸轉化成甲烷的過程。

1.4 主要檢測數據及測量方法

(1)CODcr:COD 快速測定法；(2)pH值：pH劑測定；(3)氨氮：鈉氏試劑比色法。

2 結果與分析

2.1 溫度的影響

表2表示了反應溫度對厭氧顆粒污泥活性的影響。可以看出，廢水COD的去除效率隨著反應溫度的增加先增加后減少。當反應溫度為10℃時，COD的去除效率為41.1%，產甲烷80mL。當反應溫度增加到40℃時，COD的去除效率降低到34.2%，產甲烷60mL。結合表2 和圖2 可以直觀的看出，在溫度范圍為25～35℃時，COD的去除效率達到70%以上，產甲烷氣體為250mL左右，這表明在該溫度區間內，厭氧顆粒污泥的活性最佳。

表2 不同反應溫度的影響

圖2 反應溫度對乙醛廢水COD的影響

2.2 pH值的影響

表3 表示了pH值對厭氧顆粒污泥去除乙醛COD的影響。可以看出，經過厭氧反應后，未加NaOH的的乙醛廢水的COD基本沒有去除，產氣量為0mL，且污泥有部分浮起。當廢水的pH值為7.2時，COD的去除率高達75.7%，產氣量為300mL。

從圖3可以看出，當pH值在6.8～7.2范圍內，乙醛廢水的出水COD可降至2000mg/L以下，COD的去除率高達71%以上。這可能是由于厭氧顆粒污泥中，含有的產甲烷菌對酸性較為敏感。強酸強堿的廢水環境抑制了污泥的生長，中性環境適合污泥生存。

表3 不同 pH值的影響

圖3 pH值對乙醛廢水COD的影響

2.3 停留時間的影響

圖4表示了廢水停留時間的影響。可以看出，隨著停留時間的增加，乙醛廢水的出水COD逐漸降低。當停留時間為24h時，出水COD降至1880mg/L，COD去除率為73.1%；當停留時間為48h時，出水COD降至1005mg/L，COD去除率為85.6%；當停留時間為72h時，出水COD降至664mg/L，COD去除率為90.5%。

圖4 停留時間對乙醛廢水COD的影響

2.4 污泥量的影響

圖5表示了污泥量的影響。可以看出，乙醛廢水的出水COD隨著污泥量的增加而降低。當污泥與廢水體積比為1/4時，出水COD為5300mg/L，COD去除率為24.2%。當污泥與廢水的體積比為1/2時，出水COD為1880mg/L，COD的去除率為73.1%。這表明一定量的厭氧顆粒污泥，處理一定量的乙醛廢水。當污泥量增加時，產甲烷菌同時增加，乙醛中的乙酸得到了很好的去除。

圖5 泥水比對乙醛廢水COD的影響

3 結論

乙醛廢水具有較好的生化性，該類廢水經過厭氧處理后，其出水COD能降低到2000mg/L以下，COD的去除率高達70%以上。其中，厭氧顆粒污泥生存的環境溫度在25～35℃，pH值在6.8～7.2之間。產生的甲烷氣體收集后，可作為燃料。

[1] 李亞新,李玉瑛.厭氧序批式反應器預處理焦化廢水研究[J].工業用水與廢水,2002,33(5):17-20.

[2] 張 猛.乙醛廢水堿解-生物產甲烷工藝研究[D].蘭州:蘭州交通大學,2015.

[3] 田忠明,金滄璐,何學文.厭氧技術處理費托合成廢水的工程應用[J].水處理技術,2017,43(9):101-103.