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3生物法
生物法是通过微生物自身的新陈代谢处理有机废水的一种方法,包括好氧生物处理及厌氧生物处理。丙烯酸及其酯类废水尽管浓度高、毒性大,但仍属于可生物利用废水,目前已有很多关于生物法处理丙烯酸及其酯类废水的研究与应用。
3.1好氧法
好氧法一般适用于处理COD≤200g/L,污泥负荷≤0.1kg/(kg•d)的丙烯酸及其酯类废水,其COD去除率高,出水COD大多可以直接满足排放要求。周平等采用内循环生物流化床处理丙烯酸废水,丙烯酸废水经调解pH和稀释预处理后进入三相生物流化床进行好氧处理,当进水COD为710~992mg/L时,有机物平均去除率为69%;进水COD为1277~2276mg/L时,有机物平均去除率为72.4%。
由于丙烯酸及其酯类废水浓度比较高,如果直接采用好氧处理,必须对原水进行较大比例的稀释,这样处理设备的占地面积比较大,增加投资费用以及后期运行费用,经济可行性较差。
3.2厌氧法
厌氧法可以处理COD较高的废水,无需曝气、能耗低、占地面积小、环保经济,被认为是处理丙烯酸及其酯类废水比较有前景和实际应用价值的方法。
厌氧处理工艺中的反应器类型很多,比较典型的有厌氧滤池(AF)、厌氧折流板反应器(ABR)、升流式厌氧污泥床反应器(UASB)、膨胀颗粒污泥床反应器(EGSB)、内循环反应器(IC)。目前对于厌氧法处理丙烯酸及其酯类废水典型的工艺为采用UASB以及EGSB,UASB以及EGSB是目前应用最广泛的厌氧处理反应器之一,在它们的底部有大量高浓度活性污泥,顶部有三相分离器,其中进水、回流还有产气的因素可以使进水与活性污泥混合均匀,不需要额外搅拌设备,操作方便,能量消耗低。汤晓艳等采用内循环UASB处理COD高达5g/L的丙烯酸废水,当水力停留时间为10h,最大容积负荷为13.1~3.5kg/(m3•d)时,COD去除率可达87.9%。苏本生采用EGSB处理丙烯酸废水,进水COD约为5g/L,废水先经pH、温度调节,然后用生活污水稀释后进入EGSB,经过96d的驯化培养,COD去除率达85%,COD容积负荷10kg/(m3•d)。
3.3厌氧—好氧处理
由于好氧处理所需进水COD较低,而厌氧处理后出水COD及其他指标往往难以达标,因此可将二者结合使用。文献采用水解酸化—厌氧—好氧工艺处理丙烯酸及其酯类废水,其过程为:废水先经pH调节到6.5~7.5,加入营养盐,在常温或中温条件下进入水解酸化池,水解酸化出水再经两级厌氧反应器处理,之后进入好氧反应器处理,处理后出水COD<100mg/L,综合处理费用为30~50元/t。
文献则提出联合处理方法:丙烯酸及其酯类废水先经稀释及调节pH预处理,然后进入厌氧反应器,利用吸附于活性炭载体上的特定菌种进行厌氧处理,厌氧出水进行好氧曝气处理,经过好氧处理后的出水可用于第一步中对丙烯酸及其酯类废水的稀释,而特定菌种可以自行降解,无二次污染,经济环保。
4其他处理方法
4.1超临界水氧化技术
超临界水氧化(SCWO)技术是M.Modell于20世纪80年代中期提出的,其以超临界水作为化学反应介质,能将各种有机废水彻底氧化为CO2、氮气、纯净的水以及少量无机盐,而且反应速度快、氧化分解彻底、无二次污染。WeijinGong等进行了SCWO技术处理丙烯酸及其酯类废水的实验,废水、氧化剂经加压、加热后进入连续蒸发壁式反应器,反应器内温度为380~460℃,压力为20~30MPa。有机物在反应器内先是被分解为小分子醇以及醚,再继续分解为CO2、CO以及H2O,反应完成后冷凝、气液分离、收集产物。经此处理后废水COD和TOC去除率分别达到99%左右。其所用工艺流程如图3所示。
虽然SCWO技术处理丙烯酸及其酯类废水速度快、效果好,但由于其研究起步较晚,目前工艺尚不成熟,而且需要在高温高压条件下运行,不仅安全上有隐患,处理成本还较高,目前还没有进行工业应用的报道。
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