酸碱甲醛废水主要来自于化工、制药、纺织、家具制造等行业的生产的全部过程。这类废水通常具有强腐蚀性、高毒性且成分复杂,处理难度较大。在化工生产中,甲醛常作为原料或中间体使用,而酸碱则大范围的应用于各种化学反应过程,导致废水中同时含有这三种污染物。
这类废水的特点主要体现在以下几个方面:首先,pH值波动范围大,可能从强酸性到强碱性不等;其次,甲醛作为一类致癌物质,具有高毒性和难降解性;再者,废水中往往还含有其他有机污染物和无机盐类,形成复杂的混合体系。由于甲醛对微生物具有着强烈抑制作用,传统的生物处理方法往往难以直接应用。
酸碱甲醛废水的成分因行业不同而有所差异,但通常包含以下几类物质:无机酸类如硫酸、盐酸、硝酸等;碱类如氢氧化钠、氢氧化钾等;甲醛及其衍生物如甲醇、甲酸等;还可能含有其他有机溶剂、重金属离子以及反应中间产物。
从污染物浓度来看,这类废水的COD值通常在几千到几万mg/L之间,甲醛浓度从几十到上千mg/L不等,盐分含量也较高。这种高盐、高毒性的特性使得处理工艺的选择尤为关键,既要考虑处理效率,又要兼顾运行成本。
针对酸碱甲醛废水的特性,现代处理技术一般会用多级组合工艺。预处理阶段第一个任务是调节pH值至中性范围,常采用酸碱中和法,配合使用pH自动控制系统确保稳定性。中和过程中产生的沉淀需通过沉淀池或澄清池进行分离。
对于甲醛的去除,常用方法有氧化法和生物法。高级氧化技术如Fenton氧化、臭氧氧化能有效降解甲醛分子,但运行成本比较高。生物处理则需要在预处理充分降低甲醛毒性后进行,可采用水解酸化与好氧生物处理的组合工艺,必要时添加特效菌种增强处理效果。
深度处理阶段可根据出水要求选择活性炭吸附、膜分离等技术。总系统应设置应急处理单元,以应对水质波动情况。工艺设计需最大限度地考虑自动化控制与在线监测,确保运行稳定可靠。
处理酸碱甲醛废水的核心设备包括中和反应器、氧化反应装置、生物处理系统和固液分离设备。中和环节推荐使用带搅拌的PE或FRP材质反应罐,配套自动加药系统和pH在线监测仪。对于氧化处理,可选择催化氧化塔或臭氧接触氧化装置,材质需耐腐蚀。
生物处理部分建议采用组合式生物反应器,如水解酸化池与接触氧化池的串联设计,配备高效曝气装置和生物填料。固液分离可选用板框压滤机或离心机,针对高浓度废水可考虑多效蒸发器进行浓缩处理。
辅助设备方面,流量计、在线监测仪表和PLC控制管理系统对工艺稳定运行至关重要。所有设备选型应最大限度地考虑耐腐蚀要求,优先选择PP、PVDF等材质或进行防腐处理。系统模块设计时需预留足够的调节余量,以应对水质波动。
某知名家具制造企业专业生产板式家具,其生产的全部过程中使用大量含甲醛树脂胶粘剂,同时表面处理流程产生酸碱废水。该企业日排放废水约150吨,其中甲醛浓度高达300mg/L,pH值在2-11之间波动,COD约5000mg/L。
企业面临的主体问题包括:现有处理设施无法稳定达标排放,尤其是甲醛指标经常超标;废水水质波动大导致处理系统运行不稳定;高盐分对生物系统产生抑制;厂区空间存在限制难以扩建处理设施。此外,生产的全部过程中还伴有甲醛废气排放问题,浓度在50-100mg/m³之间。
针对这一情况,设计采用了调节池+中和沉淀+Fenton氧化+水解酸化+接触氧化+生物活性炭的组合工艺。调节池设置曝气搅拌均衡水质水量;Fenton氧化单元专对于甲醛降解设计,控制反应pH在3-4之间;生物系统采用耐盐菌种并延长污泥龄。
项目实施后,出水COD稳定在50mg/L以下,甲醛浓度低于0.5mg/L,各项指标均优于国家排放标准。系统抗冲击负荷能力强,自动化程度高,运行药剂成本控制在合理范围。案例表明,针对高浓度甲醛废水,化学氧化与生物处理的有机结合是关键,同时一定要重视预处理和过程控制。
一家专业生产季戊四醇的化工企业,其废水大多数来源于生产的基本工艺废水和设备冲洗水。废水特点为甲醛浓度高(约800mg/L),同时含有大量有机酸和碱,COD高达15000mg/L,可生化性差,且含有一定量的钙镁离子。
该企业原有处理系统采用简单的中和+活性污泥法,处理效果不理想,出水COD常在300mg/L以上,甲醛时超标。主要难点在于:甲醛抑制微生物活性;水质水量波动大;钙镁离子易结垢影响设备正常运行;处理成本居高不下。
解决方案采用了水质调节+混凝沉淀+臭氧催化氧化+UASB+MBR的创新工艺路线。臭氧催化氧化在专用反应器中进行,采用负载型催化剂提高甲醛去除效率;厌氧处理选用耐毒性强的UASB反应器;MBR系统实现泥水高效分离并维持高污泥浓度。
处理后的出水COD降至60mg/L以下,甲醛未检出,SS低于10mg/L。系统运行稳定,污泥产量少,占地面积较传统工艺节省30%。这一案例证明,对于高浓度难降解甲醛废水,高级氧化结合高效生物处理是可行路径,而膜技术的应用保障了出水水质。
从实际工程应用来看,酸碱甲醛废水的有效处理应该要依据具体水质特性选择适当的组合工艺。化学氧化法对甲醛去除效果非常明显但运行的成本较高,生物处理经济性好但需严控进水条件。工艺选择时需考虑处理效果、运行成本、管理难度等多方面因素。
成功的处理案例表明,预处理阶段的精细调控至关重要,包括pH调节、水质均衡和毒性物质去除等。主体工艺应具备足够的灵活性和抗冲击能力,以应对实际生产中不可避免的水质波动。自动化控制管理系统的应用可大幅度提高运行稳定性,降低人为操作失误风险。
未来,随着环保要求的日益严格,酸碱甲醛废污水处理技术将向着更高效、更节能的方向发展。新型催化材料、高效生物菌种以及智能化控制技术的应用,有望逐步提升处理效果并降低运行成本,为相关企业的可持续发展提供技术上的支持。