1、情況概述
1.1 甲醛廢水情況
兗礦魯南化工有限公司有一套設計年產4萬噸的聚甲醛生產裝置，生產過程所產的廢水量約25m3/h，主要來自稀醛回收單元加壓脫水塔的排水、甲醛制備單元等以及一些受污染地坪的沖洗水和初期雨水，設計的正常生產時的外送廢水水質如表1：
1.2 污水處理裝置情況
兗礦魯南化工有限公司目前有兩套污水處理系統，一套采用SBR工藝、一套采用A/O+UASB+MBR工藝(凈化水廠采取的工藝)。
1.2.1 SBR整體概況
工藝裝置主要處理廠內生活污水、部分生產廢水(包括部分氣化裝置廢水、部分醋酸裝置廢水)，設計處理規模為110m3/h，調節池的廢水指標見表2：
SBR所排中水水質指標如表3：
1.2.2 凈化水廠概況
凈化水廠A/O系統主要處理公司所有生產、生活污廢水，也包括SBR處理后的中水。設計處理水量為20000m3/d，進水指標要求甲醛含量≤5mg/L。
2、技術改造優化背景
本文所研究的SBR處理含甲醛廢水技術優化改造基于以下方面：
一是煤制聚甲醛廢水中COD濃度變化十分大，這是因為水中含有甲醛、三聚甲醛、二氧五環、甲醇等很多污染物質，而這些污染物質的組分和含量都具有很大的不確定性，并且甲醛是一種具有強烈抑制生化反應的化學物質，其含量超出一定數值將會造成生化系統崩潰。
二是本系統管線流程直接進入調節池，沒有水量水質的緩沖，有毒有害物質含量不易檢控，在生化系統受沖擊停運時，給公司環保及聚甲醛生產帶來嚴重的被動。2013年8月18日受到高濃度聚甲醛廢水的沖擊，調節池COD值3623.40mg/L，甲醛含量5000mg/L，SBR生化系統停運，甲醛裝置受影響停車。
三是凈化水廠負責處理全廠生產、生活污廢水，并且排放水的水質要符合山東省南水北調沿途工業廢水排放要求，必須確保穩定運行，因此，凈化水廠接收的SBR所排中水中甲醛含量要小于5mg/L。
3、優化改造
3.1 流程的優化改造
3.1.1 設置中間緩沖池
利用原造氣工段的2000m3污水沉淀池作為聚甲醛廢水進入SBR調節池的緩沖池，將濃度不穩定的含甲醛廢水先在緩沖池內調質，以減少高濃度有毒害物質對SBR生化系統的直接沖擊。同時在池上配套一臺揚程30米、流量35m3/h的自吸泵，用以將調質后的池內廢水送到SBR裝置。通過實際運行，進入調節池的廢水中甲醛含量得以保持較為穩定的數值，甲醛濃度差由原先的80mg/L降低到20mg/L左右。簡易流程如圖1：
其中虛線部分為流程中新增的中間緩沖池。
3.1.2 改造加堿流程
廢水中含有甲醛，pH=3～4，酸性較強。而生化反應pH值為中性和堿性(7.0～10.0)條件下能有效提高處理效果，因此需要在調節池內加入燒堿調整進入SBR反應池的甲醛廢水pH值7～9。改造方法是在原有的進反應池的加堿管線上配置一條管徑1”的不銹鋼管線引入調節池，并配置2臺(一開一備)量程0～10l/h的計量泵，作為主要調整pH值的手段，實現了pH值在線調整快速、準確。
3.2 操作控制優化
3.2.1 進水指標控制優化
(1)廢水中的水質控制優化。根據有關文獻資料，當甲醛小于5mg/L時，生化系統較為穩定，當甲醛大于5mg/L且小于20mg/L時，可以被系統中的微生物消化降解。而王凱等在甲醛對煤化工廢水生化處理系統的沖擊及快速修復技術研究中得出，當生化系統進水甲醛含量低于100mg/L時，系統不會受到太大影響，沒有崩潰的風險，系統可以正常運行。
所以在SBR反應池進水水質主要指標的制定上，根據SBR處理甲醛等有毒害物質的特點并結合以上文獻資料中的研究結論，調節池主要控制指標：pH值7～9，COD≤2000mg/L，NH+4-N≤300mg/L，甲醛≤20mg/L。
(2)廢水水量控制。在準確的水質分析基礎上，通過水質指導進水量。若測得含醛廢水中COD不大于2000mg/L，則每個SBR池每個周期進水量不超過80m3。
3.2.2 硝化過程控制優化
由于甲醛廢水中含有甲醛、三聚甲醛、二氧五環等難降解的污染物質，相應硝化反應的過程延長，調整SBR運行各階段的周期控制，方式如下：每個SBR的操作周期由每天3個操作周期調整為每天2個操作周期，即12小時一個運行周期。每個周期：進水約1～1.5小時，曝氣時長由原4～5小時增加到7.5～8小時，沉降2小時，排水1小時。
3.2.3 活性污泥控制優化
(1)適當提高廢水水溫。
SBR生化系統的處理對象是含甲醛廢水，污泥中的生物活性情況決定最終的出水水質，在15～30℃范圍內溫度升高，污泥對廢水中甲醛的去除率增大，污泥對甲醛的降解速率隨溫度升高呈指數遞增趨勢，適當提高反應器水溫，可增加微生物活性，提高反應器處理能力。
在調節池及反應池均配有蒸汽冷凝液作為控制反應池內水溫的手段，嚴控反應池水溫在20～35℃之間。
(2)適當提高曝氣時間。SBR反應器活性污泥對甲醛的去除率隨曝氣時間延長而增大，但過度的曝氣不但會導致系統內溶解氧過高，加速污泥老化，還會破壞污泥絮體的團粒結構，影響處理效果的同時也大大增加了系統能耗，造成不必要的浪費。故根據實際及試驗基礎上，硝化反應過程中將曝氣時間由原來的6小時提高到7.5～8小時，控制溶解氧DO濃度在3～5mg/L之間。
(3)提高活性污泥濃度在總污泥濃度中的占比。作為衡量污泥活性的重要指標，MLVSS、MLSS是關鍵指標。根據實際情況，MLVSS控制在4000～6000mg/L，MLSS控制在不小于1200mg/L(比未處理甲醛廢水時提升約200mk/L)，即MLSS/MLVSS≥0.3，確?；钚晕勰嘣谡麄€生化系統中占有優勢。
4、效果評價與總結
在采取了以上各種優化后，SBR已連續穩定運行近1年，且出水水質穩定在前文所述要求范圍內。期間聚甲醛裝置既有停車檢修時甲醛原液進入廢水情況，也有稀醛回收單元加壓脫水塔的操作不穩帶出濃醛的情況，但均未給SBR造成嚴重的負荷沖擊。
實際生產證明，SBR采取較為可靠的前置措施，能夠有效穩定進水水質。采取合理優化生化系統過程控制方法，能夠有效降解廢水中的甲醛、COD等，并達到預期出水水質指標。( >
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