人造板甲醛废水处理技术解析
一、技术背景
我国政府已将“十三五”时期生态环境质量总体改善列为全面建成小康社会的目标要求之一，并于2015年修改了《环境保护法》，出台了《水污染防治计划》和《大气污染防治计划》，发布了生产过程控制的系列标准与法规。改革开放30多年来，我国人造板行业蓬勃发展，成为林业支柱产业之一。但是，人造板生产加工过程中排放挥发性有机物(Volatileorganiccompounds，VOCs)、废水等污染物治理，是我国人造板企业必须面临和重视的重要问题。环境保护部发布的《环境保护综合目录》(2015年版)明确提出，只有符合GB/Tl1718—2009《中密度纤维板》的中纤维板产品，符合GB18580—2001《室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放限量》中甲醛释放限量E1标准及HJ5712010《环境标志产品技术要求人造板及其制品》的刨花板和胶合板产品，才可不再列入“高污染、高环境风险”产品名录。污染治理已成为企业的现实需要和生存根本。为了应对日益严峻的环保压力，笔者着眼于人造板行业污染及其治理技术现状，提出系统解决方案以及低成本的技术路径，以期为我国人造板企业提高治污效率、降低治污成本提供参考。人造板生产排放污染物的种类、数量及其组成，取决于使用原料、生产规模、生产工艺和管理水平等。不同的板种由于加工方式不同，会产生不同程度、不同性质的污染物(表1)。本文着重讨论废水和废气污染的治理问题。在纤维板、刨花板、胶合板的生产过程中，均不同程度地产生废水。胶合板生产中的原木蒸煮废水主要含有有机物，属于难生化处理废水⋯;刨花板生产中的废水主要来源于制胶脱水过程，含有部分甲醛;中密度纤维板生产过程中产生的废水量大，且水质情况复杂。纤维板生产废水主要产生于水洗和热磨工序，水质成分类似于制浆造纸工艺中的化学机械浆废水，其中含有纤维素、半纤维素、糖类、树脂类、单宁、果胶质及大量的泥砂、树皮等，不仅具有较高的CODC(采用重铬酸钾K2Cr207作为氧化剂测定的化学耗氧，BOD5(BiochemicalOxygenDemand，5曰生物需氧量)SS(SuspendedSolids，水中悬浮物)，同时具有很高的色度和浊度。另外，还有制胶车间冲洗设备的废水、来自热能中心的锅炉废水以及生活污水。
二、技术说明
1、技术分析
人造板生产废水当中含有对生物毒害的甲醛，现有针对人造板废水处理的工艺中并没有针对甲醛的预处理，才导致废水处理系统无法正常运行。同时人造板废水中含有大量难生物降解的化学物质，通过生化系统是无法去除，因而导致现有很多人造板厂废水处理系统无法达标的另一个原因。对人造板生产废水当中的成本进行全部分析，针对废水中对生物有毒害作为的甲醛进行预处理，对难降解的化学成分进行破链，以提高废水的可生化性。
2、工艺简图
3、工艺流程说明
人造板生产的废水进入废水调节池后，由泵输送至配水池，通过调节PH后，加入双氧水与水混匀，然后再输送至多效催化氧化器中，以去除废水中的甲醛，并把大分子难降解的有机物进行破链，出水进水EGSB厌氧塔，废水中大部分可生化的有机物在厌氧罐中分解成甲烷或小分子有机物。厌氧出水再进入缺氧-好氧系统，通过硝化反硝化系统去除废水中剩余的COD，氨氮，总氮和总磷，通过生化沉淀池出水将生化污泥进行分离后，再由回流泵打回到A/0系统，上清液即可对外排放。
三、主体工艺介绍
1、多效催化氧化
多效催化氧化利用双氧水在特制催化剂的作用下生成羟基自由基，臭氧等强氧化物质，在废水中含有氯离子情况下，还可以生成二氧化氯，通过转化成羟基自由基，臭氧或二氧化氯对废水中的有机物和氨氮进行去除。多效催化氧化可以氧化包括烷、烯、炔、芳香烃和卤代烃、醇、酚、醚、醛、酮、羧酸、酯等有机物；同时对氰化物、硫氰化物、氰酸盐、碳硼烷、烷基金属、羰基金属等有很好的去除效果；对氨氮，氨基化合物，氮氧化物有很高的去除率。传统的高级氧化如芬顿氧化，臭氧活性炭催化氧化，氯系氧化等只能对特种物质具有去除作用，如芬顿氧化只能去除烷、烯、炔、芳香烃和卤代烃、醇、酚、醚、醛、酮、酯等有机物，却对羧酸类有机物，氨氮，氨基化合物，氰化物、氰酸盐、碳硼烷、烷基金属、羰基金属等没有去除效果。臭氧活性炭催化氧化对大部分有机物有一定的去除作用，但去除量有限，成本较高，且对羧酸类有机物，氨氮，氨基化合物，氰化物、氰酸盐、碳硼烷、烷基金属、羰基金属等没有去除效果。氯系氧化对有机物氧化能力有限，对氨氮，氨基化合物，氰化物有一定效果，但药剂成本很高。我司研发的多效催化氧化，因其生成了羟基自由基，臭氧和二氧化氯，兼具了芬顿氧化，臭氧和氯系氧化的作用，具备多重氧化效果，可以为传统氧化工艺省去多个环节。
多效催化氧化的反应条件要求不高,温度满足：5-150℃，常压，适应PH广，PH为1-14之间均可以，但对进水SS有一定要求，需要求进水SS小于50mg/L。多效催化氧化剂采用玉畔环保自制的复合金颗粒，粒径2-4mm,使用寿命至少3年以上。使用多效催化氧化无固废，废气产生，不会对环境造成二次污染。
多效催化氧化器的工作原理：废水先经过预处理去除悬浮物等经固体杂质后进入催化配水池，在催化配水池加入氧化剂混合均匀后再由催化进水泵输送至多效催化氧化塔中，废水中的有机物和氧化剂分子在催化剂表面进行催化氧化反应后废水中有机污染物被氧化剂分解二氧化碳和水，氨氮和氰化物被分解成氮气。
多效催化氧化具备以下优越性：
（1）克服了传统催化氧化有限的氧化能力，特制催化剂的研制成功使催化氧化效果多了几重作用，使其兼具芬顿氧化，臭氧氧化，氯系氧化和铁碳微电解等高级氧化的多重功能；
（2）使用的氧化剂价格低廉，无二次环境污染，不产生固废和废气；
（3）反应条件要求不高,温度满足：5-150℃，常压，适应PH广，PH为1-14之间均可，设备简单，投资省，操作简便，运行稳定：
（4）多效催化氧化可以根据客户需要，既可以将废水中的有机物完全氧化，也可以只氧化成小分子有机物，然后通过生化继续处理。多效催化氧化在消减COD的同时提高了废水BOD5/COD值，从而通过后段生化进一步将废水COD去除，这样大大降低了运行成本；
（5）多效催化氧化使用的催化剂为一次投入，3-5年更换一次，不需要人工维护，对操作人员要求相对降低；
（6）多效催化氧化工艺使用于各种高浓度高盐分有机废水，可使用在各种废水当中，无论新建还是改造项目上，催化氧化都具有独特工艺优势。
2、EGSB
膨胀颗粒污泥床(EGSB)是在UASB反应器的基础上发展起来的第三代厌氧生物反应器。从某种意义上说．是对UASB反应器进行了几方面改进：①通过改进进水布水系统．提高液体表面上升流速及产生沼气的搅动等因素；②设汁较大的高径比；③增了出水再循环来提高反应器内液体上升流速。这些改进使反应器内的液体上升流速远远高于UASB反应器，高的液体上升流速消除了死区，获得更好的泥水混合效果。在UASB反应器内，污泥床或多或少像是静止床，而在EGSB反应器内却是完全混合的。能克服UASB反应器中的短流、混合效果差及污泥流失等不足，同时使颗粒污泥床充分膨胀，加强污水和微生物之问的接触。由于这种独特的技术优势，使EGSB适用于多种有机污水的处理，且能获得较高的负荷率，所产生的气体也更多。EGSB反应器主要是由进水系统、反应区、三相分离器和沉淀区等部分组成，如图1所示。污水从底部配水系统进入反应器，根据载体流态化原理，很高的上升流速使废水与EGSB反应器中的颗粒污泥充分接触。当有机废水及其所产生的沼气自下而上地流过颗粒污泥床层时，污泥床层与液体间会出现相对运动，导致床层不同高度呈现出不同的工作状态；在反应器内的底物、各类中间产物以及各类微生物间的相互作用，通过一系列复杂的生物化学反应，形成一个复杂的微生物生态系统，机物被降解，同时产生气体。在此条件下，一方而可保证进水基质与污泥颗粒的充分接触和混合，加速生化反应进程；另一方而有利于减轻或消除静态床(如UASB)中常见的底部负荷过重的状况，从而增加了反应器对有机负荷的承受能力。三相分离器的作用首先是使混合液脱气，生成的沼气进入气室后排出反应器，脱气后的混合液在沉淀区进一步进行同液分离，污泥沉淀后返回反应区，澄清的出水流出反应器。为了维持较大的上升流速，保障颗粒污泥床充分膨胀，EGSB反应器增加了出水再循环部分。使反应器内部的液体上升流速远远高于UASB反应器，强化了污水与微生物之间的接触，提高了处理效率。
EGSB反应器在结构及运行特点上集UASB和AFB的特点于一体，具有大颗粒污泥、高水力负荷、高有机负荷等明显优势。均有保留较高污泥量。获得较高有机负荷，保持反应器高处理效率的可能性和运行性。该工艺还具备区别于UASB和AFB的特点：
（1）与UASB反应器相比，EGSB反应器高径比大，液体上升流速(4～10m·h-1)和COD有机负荷(40 kg/(m3·d))更高，比UASB反应器更适合中低浓度污水的处理。
（2）污泥在反应器内呈膨胀流化状态，污泥均是颗粒状的，活性高。沉淀性能良好。
（3）与UASB反应器的混合方式不同，由于较高的液体上升流速和气体搅动，使泥水的混合更充分；抗冲击负荷能力强，运行稳定性好。内循环的形成使得反应器污泥膨胀床区的实际水量远大于进水量，循环回流水稀释了进水，大大提高了反应器的抗冲击负荷能力和缓冲pH值变化能力。
（4）反应器底部污泥所承受的静水压力较高，颗粒污泥粒径较大，强度较好。
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