水合肼是精細化工產(chǎn)品的重要原料和中間體，其合成方法主要有拉西法、尿素法、酮連氮法和過(guò)氧化氫法等。酮連氮法以丙酮、氨、次氯酸鈉為生產(chǎn)原料合成水合肼產(chǎn)品，該方法具有投資少、產(chǎn)品收率高、能耗和成本低等優(yōu)點(diǎn)，國內外普遍采用該方法制備水合肼。

目前國內有通過(guò)納濾膜工藝處理水合肼生產(chǎn)廢水的研究實(shí)踐，但是采用傳統生化處理工藝的實(shí)際應用卻極少，這主要因為酮連氮法產(chǎn)生的廢水不僅含鹽量高，而且廢水中還含有肼類(lèi)、丙酮、丙酮連氮以及其他衍生物等，污染物成分復雜、生物毒性強、COD濃度較高、處理難度較大。鑒于此，四川某公司擬采用“蒸發(fā)回收副產(chǎn)品+傳統生化法”工藝處理該類(lèi)型廢水，目前采用五效蒸發(fā)器已成功回收到高純度的工業(yè)氯化鈉副產(chǎn)品，現對蒸發(fā)冷凝液進(jìn)行中試。

蒸發(fā)冷凝液無(wú)法直接達到排放標準，廢水中依然存在大量肼類(lèi)及氨氮等污染物，對于冷凝液的處理仍然是一個(gè)難題。目前國內外還沒(méi)有對于冷凝液的生化處理進(jìn)行研究，因此筆者主要論證采用傳統處理方法的可行性及設計要點(diǎn)，旨在為該類(lèi)型廢水處理提供一種新的解決思路。

1、試驗材料與方法

1.1 試驗規模及廢水水質(zhì)

中試裝置采用24h連續運行的方式，設計規模為0．5m3/h，每天的試驗原水水樣為12m3，水樣取自五效蒸發(fā)器裝置出水冷凝水罐，并定時(shí)用槽罐車(chē)運送。按照各進(jìn)水監測指標保證率為90%設計進(jìn)水水質(zhì)，同時(shí)根據要求，處理后出水水質(zhì)需滿(mǎn)足回用要求，故最終確定中試裝置設計進(jìn)、出水指標如下：進(jìn)水pH值為9～11、COD≤880mg/L、NH3－N≤130mg/L、SS≤5mg/L、水合肼≤170mg/L、溫度≤50℃；出水pH值為6～9、NH3－N≤5mg/L、COD≤50mg/L。

1.2 中試流程及設計參數

本中試系統中，廢水首先通過(guò)Hi－SOT氧化塔，利用臭氧的強氧化作用，在催化劑作用下分解水中有機物和總肼，降低總氮和氨氮濃度，并降低廢水中肼類(lèi)物質(zhì)的毒性作用。Hi－SOT氧化塔出水經(jīng)中間水池過(guò)渡后進(jìn)入水解酸化池，利用厭氧和兼氧菌的水解酸化作用進(jìn)一步提高廢水的可生化性。水解酸化池出水進(jìn)入A/O池，首先利用反硝化細菌將硝態(tài)氮轉化為氮氣，從而達到脫氮的目的，在有氧條件下，將污水中的有機物降解為CO2和H2O，同時(shí)將廢水中的氨氮轉化為硝態(tài)氮，出水進(jìn)入沉淀池，進(jìn)行泥水分離。主要單元設計參數見(jiàn)表1。

1.3 試驗方法

Hi－SOT氧化塔：在其他條件相同時(shí)，按照設計去除150mg/L的COD，并結合COD和氨氮的去除率情況選擇Hi－SOT氧化塔中mO3∶mCOD的最佳投加比。

污泥菌種培養：在mO3∶mCOD最佳投加比條件下，按照設計流量系統24h連續運行，調試馴化污泥菌種，觀(guān)察生物相，通過(guò)水質(zhì)監測及鏡檢結果完成污泥菌種培養。

生物毒性驗證：在各主體工段正常運行條件下，取樣檢測，判斷水解酸化池的運行效果并驗證短時(shí)原水直接進(jìn)入水解酸化池對系統的沖擊影響，以判斷原水的生物毒性。

生化處理效果：上述指標均驗證完成后，在正常狀態(tài)下，持續觀(guān)察水解酸化池、A/O池對污染物的去除效果，驗證系統最終能否達到設計要求。

COD采用重鉻酸鉀法進(jìn)行測定，NH3－N采用納氏試劑分光光度法進(jìn)行測定，pH值采用玻璃電極法進(jìn)行測定。

2、結果與討論

2.1 不同臭氧投加比下各污染物的去除情況

污染物去除效果和pH值與臭氧投加比的關(guān)系如圖1所示。

從圖1可以看出，隨著(zhù)臭氧投加比的增大，COD去除率越來(lái)越高，說(shuō)明Hi－SOT氧化塔對水合肼廢水中COD的去除效果較好，且基本呈線(xiàn)性關(guān)系。從氨氮去除率來(lái)看，在臭氧投加比mO3∶mCOD＜2．7時(shí)，氨氮去除率逐漸增大，之后逐漸減小，可能是由于臭氧與廢水中肼類(lèi)物質(zhì)(強堿性)反應及臭氧曝氣的吹脫作用降低了廢水中的堿度，同時(shí)臭氧亦會(huì )與有機物發(fā)生反應生成酸、CO2等物質(zhì)，導致出水pH值降低，從而影響去除氨氮的效果。綜合考慮Hi－SOT氧化塔預處理效果、后續生物脫氮壓力和堿度的消耗，從減少工程投資及降低實(shí)際運行費用角度出發(fā)，認為mO3∶mCOD=2．5比較合適。

2.2 水解酸化池效果及生物毒性驗證

水解酸化池進(jìn)水為Hi－SOT氧化塔出水，因前端Hi－SOT氧化塔出水pH值下降較快，水解酸化池又會(huì )分解產(chǎn)生更多的小分子有機酸，故需要補充堿度，以維持pH值在中性范圍內。在設計流量和停留時(shí)間條件下，整個(gè)系統運行穩定，水解酸化池的污泥菌種馴化正常，COD平均去除率在15%～20%之間(見(jiàn)圖2)。

為了驗證原水中肼類(lèi)和丙酮類(lèi)物質(zhì)對微生物的毒害和抑制作用，將原水不經(jīng)過(guò)Hi－SOT氧化塔預處理而直接進(jìn)入水解酸化池，時(shí)間長(cháng)達6h，之后停止進(jìn)水，觀(guān)察水解酸化池厭氧污泥的性狀，發(fā)現水解酸化池內產(chǎn)生了大量浮泥，成團上浮，燒杯取樣發(fā)現污泥解體，取樣檢測發(fā)現水質(zhì)指標變差，鏡檢觀(guān)察基本沒(méi)有微生物活性。出現該問(wèn)題以后，對水解酸化池不斷進(jìn)行內循環(huán)，同時(shí)補充營(yíng)養物質(zhì)，24h以后鏡檢顯示微生物的活性依然不強，后續補充厭氧污泥和恢復Hi－SOT氧化塔系統進(jìn)水，約15d以后水解酸化池污泥菌種恢復活性，性狀明顯改善，出水水質(zhì)提升明顯。

該試驗結果說(shuō)明原水中肼類(lèi)等毒性物質(zhì)已經(jīng)導致水解酸化池污泥中毒或死亡，對生化系統產(chǎn)生了較大影響，經(jīng)檢測原水中肼類(lèi)物質(zhì)濃度可達150～200mg/L。故在系統運行控制過(guò)程中，前端Hi－SOT氧化塔預處理工藝非常關(guān)鍵，投入運行后對生物毒性物質(zhì)的去除效果明顯，此時(shí)出水總肼含量≤5mg/L，能夠保證后段“水解酸化+A/O”工藝的穩定運行。

2.3 A/O池效果分析

本試驗中，水解酸化池出水流入A/O池，中試系統穩定運行時(shí)，生化系統去除效果顯著(zhù)，A/O池對COD的去除率可達85%以上，出水COD穩定在50mg/L以下，氨氮穩定在5mg/L以下?？梢?jiàn)，采用合適的預處理措施后，該廢水可以采用生化工藝進(jìn)行處理，菌膠團及硝化細菌生長(cháng)良好，對污染物的去除效果較好。因生化系統進(jìn)水氨氮濃度較高，且原水可生化性差，系統營(yíng)養失衡，需補充碳源、磷源和堿度，好氧池出水堿度不低于200mg/L、pH值不低于7．3時(shí)，可以保證微生物的快速生長(cháng)和對污染物的高效去除。

廢水經(jīng)過(guò)中試工藝處理后，各單元主要出水水質(zhì)指標見(jiàn)表2。

3、結論

采用“Hi－SOT氧化塔+水解酸化+A/O+二沉池”工藝處理酮連氮法合成水合肼生產(chǎn)廢水，出水COD和NH3－N分別穩定在50和5mg/L以下，去除率分別達到94%和98．7%，能夠滿(mǎn)足回用要求。該中試結果可為后續的水合肼廢水處理提供技術(shù)支撐，對于同類(lèi)型企業(yè)類(lèi)似廢水處理系統的設計亦具有很好的借鑒意義。（來(lái)源：國環(huán)科技發(fā)展＜湖北＞有限公司）