酚醛树脂生产废水处理中酚醛树脂和生化污泥的回收利用探究

2020-01-07陈建国孟付良刘明钊

天津化工 2020年6期

陈建国,孟付良,刘明钊

（杭摩新材料集团股份有限公司，浙江安吉313310）

1 酚醛树脂生产废水处理概述

经过酚醛树脂处理的废水有机物含量较高，废水的酸性较强，并且具有一定程度的腐蚀性。操作人员综合应用化学氧化以及生物处理的联合废水处理法，凭借氧化剂对于甲醛和苯酚氧化作用，使其开环降解，综合应用生物强化法进一步分解，提高酚醛树脂与有机物的回收率。在分离方法中，主要分为吸附法、蒸汽法、有机溶剂萃取法、液膜法等方法；而分解或者降解方法则分为生物降解法、缩聚法等方法。

2 酚醛树脂生产废水处理中酚醛树脂和生化污泥的回收装置[1～3]

2.1 接收部分

接收部分是保证生化单元稳定运行重要的一环，接收不同浓度的污水，并对污水进行均质均量，主要装备以接收罐、接收池为主。检验人员在设计接收部分要充分考虑酚醛树脂和生化污泥的间歇排放问题，扩大容池的体积，配置一定数量提升泵、电磁流量计以及液位计，保证整体接收装置稳定运行。

2.2 萃取系统

萃取系统主要由萃取塔和精馏塔组成，萃取剂要符合国家设备，保证萃取率≥90%，COD 去除率＞20%，提高酚醛树脂中的污泥回收率，达到资源利用最大化。

2.3 三级活性污泥池

三级活性污泥是回收酚醛树脂和生化污泥的主要装置，设计人员要保证三级活性污泥池有机负荷达到 0.6 kg/m3·d，有效容积 1080m3，第一座按P-CMAS 法设置，第二座按CMAS 法设置，第三座按PFAS 设置。采用多点均匀配水的方式，持续强化池内废水的混合，进行纵向搅拌与横向扰动的综合动力混合。提高三级活性污泥池抵抗毒物的冲击能力。

3 酚醛树脂生产废水处理中酚醛树脂和生化污泥的回收利用措施

3.1 综合应用生物接触与化工原理

不同废水污泥中有机物含量以酚醛树脂含量不同，检验人员要首先检验废水中各个有机物的含量，有效调节pH 值。加入过氧化氢硫酸铁，控制反应时间为90min，在氧化结束后将沉淀池内的废水调节至中性左右，污泥利用自重进入污泥池，利用生物接触填充大量的燃料微生物，将废水中的有机物降解，吸收之后废水经过沉淀隔离。在生物接触中应用pseudomonas 为主的菌群，在多次的培养和驯化之后达到一定的兼容性，提高菌株的耐受性，保证水质标准达标，增加单位容积内生物膜的面积，通过填料层悬浮物可以马上被截留。生物接触氧化具有容载能力强，有一定的抗稳定性与自我调节能力，无污泥膨胀，操作简单，管理方便等特点。在利用液膜时，应该利用两种互相不相容的液相形成油包水和水包油型溶液，在液相形成的基础上将油包水或者水包油型乳液分散到酚醛树脂生产废水当中，乳状液能够在含酚废水中形成油膜，从而隔绝内外水相，酚醛树脂生产废水中所含有的酚能够通过这层乳状液所形成的油膜进入到内相当中，而后续则可以将油膜与生产废水进行分开，从而达到酚醛树脂生产废水中酚醛树脂的有效回收。而在生物降解法中，则主要利用 SBR 工艺、SBBR 工艺、MSCR 工艺和固定床法等方式对酚酞树脂生产废水中酚酞数值和生化污泥进行有效处理。在缩聚当中，缩聚反应又被称为化学沉淀方法，在这种方法中，通常应该以酚醛缩聚法处理生产中所产生的含酚水，在一定酸性催化剂反应条件下，生成低分子热塑性酚醛树脂，能够使含酚废水的含酚量有效降低。

例如，检验人员可以动态调整苯酚和酚基的比例，提高酚醛树脂的稳定性，经过调节的酚醛树脂，耐热性高，硬化时收缩少，产品尺寸稳定，粘结强度比传统的酚醛树脂提高20%以上。同时要合理设置调节池、氧化沉淀池和缓冲池等体积参数。调节池要应用地下室钢筋混凝土结构，有效容积达到500m2以上，其中在调节池中停留的时间要超过72h。氧化沉淀池要具有一定的抗酸抗碱能力，完成pH 调节，氧化沉淀分离等步骤。有效减少COD 的排放量，降低能耗，每处理一吨废水耗时8.4kW，检验人员应该在保障成本的基础上有效调节效率。在具体实践中，相关人员应该注意在酚醛树脂生产废水处理过程中酚醛树脂和生化污泥的回收问题，并采取一定措施提升酚醛树脂和生化污泥的回收水平与回收质量，在发现问题的基础上利用理论知识和经验提升实际工作效率。

3.2 合理应用检验方法

酚醛树脂生产废水主要来自于树脂聚合后与水澄清分离的部分，以及真空脱水干燥时产生的冷凝水，废水中含有过量的苯酚以及未反应的甲醛，同时携带着大量的醛类，酸类等有机化合物。检验人员要综合考虑水质差异，保证均匀效果，将废水分为四个等级，在调试期间应该抑制室内的泡沫，保证正常的曝气控制溶氧总量，改善污泥降解性，通过添加活性炭抑制好氧池产生的泡沫，配置旋混曝气器，保证废水横向扰动，将提风机的参数设置为0.5 m3/min，供氧风机为12.38m3/min，有效改善了污泥的沉降特性。在实际进行测试中，应该保障废水密度均衡，这样才能够保障检验方法所能够得出的结果科学有效，在实际测试中也应该进行多次测试，这样才能在最大限度上提升检验效果的有效性和科学性。

例如，在酚醛树脂和生化污泥检验过程中要首先配备铅标准溶液，按照国家标准物质研究中心所提供的数据，1mL 溶液含有1mg 铅，并利用硝酸溶液逐渐稀释形成标准的铅溶液，选取20g高纯度的磷酸二氢铵，动态监测酚醛树脂和生化污泥的实际含量，用蒸馏水溶解后，进行浓度分析，保证各个检验溶液合乎标准，使酚醛树脂和生化污泥检验过程能够更加精细。

3.3 加强自动化设计

污水处理设计变量多，非线性条件多耦合性强。因此相关人员在污水处理前端要简化工艺，缜密对接酚醛树脂和生化污泥的化学特点，严格制定相应的管理措施，从预处理一级处理，二级处理，深度处理，逐渐实施多极化处理，最终实现酚醛树脂和生化污泥去除的具体工艺。预处理作为污水处理的最前端，由氧化池和调节池组成，完成大块物质的截留，减轻后续处理中的固体物质，去除水体中的胶体物质和有机污染物，是污水处理的前端。经过预处理后，有机污染物去除率可以达到90%以上，基本已经达到了排放标准，而二级处理后酚醛树脂和生化污泥的含量已经很低，最后通过污泥脱水系统将活性污泥再次送回到曝光池，通过鼓风机调节，过滤出水中的杂质沉淀，保证污水中的浓度进一步优化。应用计算机模型控制，建立3D 模拟形状，以多变量统计分析为主，在高级控制算法的基础上实现酚醛树脂和生化污泥回收的自动化的控制。

例如，在酚醛树脂和生化污泥过程中，合理应用采集自控设备以及信息，利用前端反馈信息，不断优化后续的回收设备。污水处理的智能化要凭借智能仪器传感器，自动控制系统相互协调，保证污水处理厂稳定高速运行。利用PID 参数持续修正，根据污水中的各个成分进行动态调节，以偏差进行计算，利用微分调节不断修正信号，提高系统的准确性，合理利用积分微分的线性组合，满足污水处理的稳定、快速的要求。在自动化处理中，工作人员也应该积极利用大数据系统对自动化系统进行处理。在机器的调解过程中，相关人员也应该注意日常维护，积极利用日常维护解决可能出现的误差问题。