乙醛废水的厌氧小试研究

方红新，沈园园，高正华，李习红

(安徽国星生物化学有限公司，安徽省杂环化学实验室,安徽 当涂 243100)

安徽国星生物化学有限公司主要采用乙醇氧化法合成乙醛，该工艺产生大量的乙醛废水。该类废水是高浓度有毒有机废水，废水无色透明且有刺激性气味。废水的组成较为复杂，其中由于废水中含有高浓度的乙酸，可生化性较好，适宜采用厌氧法进行处理，以降低处理成本并产生甲烷[1]。厌氧生物法由于具有能耗少、效率高、成本低、无二次污染等显著优点而备受人们的青睐[2-3]。本文主要采用厌氧颗粒污泥，对乙醛废水进行厌氧处理。主要探讨了温度、pH值、停留时间和污泥量因素的影响。乙醛废水的厌氧处理方法不但实现减排，而且可实现资源的回收再利用，带来较好的经济效益。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

所用试剂：乙醛废水(含0.6%的乙酸和少量的甲醛)、NaOH(S，AR)、蒸馏水、颗粒污泥、酵母粉。

所用仪器：250mL、500mL的锥形瓶各一个、橡胶管、三角洗瓶塞、橡胶塞、集气瓶

1.2 废水进水水质

表1 乙醛废水进水水质

注：BOD5表示5日生化需氧量，COD表示化学需氧量。

1.3 实验步骤及原理

实验前，将厌氧颗粒污泥用清水洗干净，调节乙醛废水的pH值。

将一定量的厌氧颗粒污泥与调节pH值后的乙醛废水混合后倒入500mL的锥形瓶，将其放入恒温水浴中。如图1所示，连接好反应装置，检查装置的气密性。定期测量锥形瓶中废水的pH值、COD，以及记录产气量。

图1 实验装置图1. 恒温水浴；2. 厌氧颗粒污泥；3. 0.5%的NaOH溶液；4. 三角洗瓶塞；5. 集气瓶

该反应的原理主要是厌氧颗粒污泥中的产甲烷菌，将乙醛废水中的乙酸转化成甲烷的过程。

1.4 主要检测数据及测量方法

(1)CODcr:COD 快速测定法；(2)pH值：pH剂测定；(3)氨氮：钠氏试剂比色法。

2 结果与分析

2.1 温度的影响

表2表示了反应温度对厌氧颗粒污泥活性的影响。可以看出，废水COD的去除效率随着反应温度的增加先增加后减少。当反应温度为10℃时，COD的去除效率为41.1%，产甲烷80mL。当反应温度增加到40℃时，COD的去除效率降低到34.2%，产甲烷60mL。结合表2 和图2 可以直观的看出，在温度范围为25～35℃时，COD的去除效率达到70%以上，产甲烷气体为250mL左右，这表明在该温度区间内，厌氧颗粒污泥的活性最佳。

表2 不同反应温度的影响

图2 反应温度对乙醛废水COD的影响

2.2 pH值的影响

表3 表示了pH值对厌氧颗粒污泥去除乙醛COD的影响。可以看出，经过厌氧反应后，未加NaOH的的乙醛废水的COD基本没有去除，产气量为0mL，且污泥有部分浮起。当废水的pH值为7.2时，COD的去除率高达75.7%，产气量为300mL。

从图3可以看出，当pH值在6.8～7.2范围内，乙醛废水的出水COD可降至2000mg/L以下，COD的去除率高达71%以上。这可能是由于厌氧颗粒污泥中，含有的产甲烷菌对酸性较为敏感。强酸强碱的废水环境抑制了污泥的生长，中性环境适合污泥生存。

表3 不同 pH值的影响

图3 pH值对乙醛废水COD的影响

2.3 停留时间的影响

图4表示了废水停留时间的影响。可以看出，随着停留时间的增加，乙醛废水的出水COD逐渐降低。当停留时间为24h时，出水COD降至1880mg/L，COD去除率为73.1%；当停留时间为48h时，出水COD降至1005mg/L，COD去除率为85.6%；当停留时间为72h时，出水COD降至664mg/L，COD去除率为90.5%。

图4 停留时间对乙醛废水COD的影响

2.4 污泥量的影响

图5表示了污泥量的影响。可以看出，乙醛废水的出水COD随着污泥量的增加而降低。当污泥与废水体积比为1/4时，出水COD为5300mg/L，COD去除率为24.2%。当污泥与废水的体积比为1/2时，出水COD为1880mg/L，COD的去除率为73.1%。这表明一定量的厌氧颗粒污泥，处理一定量的乙醛废水。当污泥量增加时，产甲烷菌同时增加，乙醛中的乙酸得到了很好的去除。

图5 泥水比对乙醛废水COD的影响

3 结论

乙醛废水具有较好的生化性，该类废水经过厌氧处理后，其出水COD能降低到2000mg/L以下，COD的去除率高达70%以上。其中，厌氧颗粒污泥生存的环境温度在25～35℃，pH值在6.8～7.2之间。产生的甲烷气体收集后，可作为燃料。

[1] 李亚新,李玉瑛.厌氧序批式反应器预处理焦化废水研究[J].工业用水与废水,2002,33(5):17-20.

[2] 张 猛.乙醛废水碱解-生物产甲烷工艺研究[D].兰州:兰州交通大学,2015.

[3] 田忠明,金沧璐,何学文.厌氧技术处理费托合成废水的工程应用[J].水处理技术,2017,43(9):101-103.