A/O生物膜法处理乳液聚合ABS树脂生产废水

丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS树脂）用途广泛，主要用于汽车制造、家用电器、建筑建材和电子设备制造等领域。中国是ABS树脂的主要生产国和消费国，2016年中国大陆的生产能力约为3.59×106t/a，表观消费量约为5.04×106t/a，分别占全球的32%和57%。ABS的生产工艺主要包括连续本体聚合工艺（本体聚合法）和乳液接枝—本体苯乙烯丙烯腈树脂掺混工艺（乳液聚合法）。乳液聚合法ABS树脂生产废水水质波动大、有机污染物浓度较高，BOD/COD值较低，为生物难降解废水，当前处理工艺多为气浮法和活性污泥法的结合，随着国家排放要求的提高，该工业废水处理工艺已逐渐不能满足达标排放的要求。为提高乳液聚合ABS树脂生产废水的处理效率，本工作采用混凝—A/O生物膜法处理工艺对废水中污染物的降解进行了研究。

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国内某合成树脂生产企业乳液聚合ABS树脂生产废水（ABS废水），主要包含丁二烯聚合废水、接枝聚合废水以及凝聚脱水废水。废水中含有大量细小颗粒物、胶乳和溶解性有机污染物，溶解性有机污染物主要为苯系物和有机腈类物质

A/O生物膜法ABS废水处理工艺流程见图1。废水经混凝-沉淀预处理后，依次进入缺氧池、好氧池，后经沉淀池后排出。其中缺氧池和好氧池容积比为1∶3，缺氧池和好氧池同时加入AnoxkaldnesBiofarmK5生物膜填料，体积填充比为36%，缺氧池DO为0.1~0.5mg/L，好氧池DO为2.0~3.0mg/L。好氧池混合液部分回流到缺氧池进水口，混合液回流比（R）为1~4，回流液MLSS为1500~2000mg/L。处理后出水和污泥外排。

ABS废水悬浮物浓度较高，主要为高分子聚合物、苯乙烯丙烯腈低聚物、反应物单体和反应助剂的残留物等，高浓度SS会影响后续生化处理的效果。为减少SS对生化处理系统的影响，采用混凝-沉淀法对废水进行预处理。在pH为11、废水温度为48℃的条件下，选用常规的混凝剂PAC和絮凝剂PAM，考察混凝剂和絮凝剂的适宜投加量。

为提高A/O生物膜法处理ABS废水的效果，考察混合液回流比和A/O段总水力停留时间（HRT）对污染物去除效果的影响，探讨缺氧段活性污泥的吸附作用和好氧段的同步硝化反硝化作用。有研究表明，活性污泥对废水中有机物的去除作用主要包括生物吸附和生物降解两个过程。生物吸附可以在几个小时内达到平衡，生物降解则是一个较慢的过程。活性污泥首先将有机物吸附到污泥的絮体内部，因而降低了水体中有机物浓度。

采用混凝—A/O生物膜处理工艺可以有效处理乳液聚合ABS树脂生产废水。废水经处理后，出水COD小于60.0mg/L，TN小于15.0mg/L，ρ(NH4+-N)小于5.0mg/L，出水水质达到了GB31570—2015《石油炼制工业污染物排放标准》的要求。

在缺氧段DO为0.1~0.5mg/L、好氧段DO为2.0~3.0mg/L的条件下，当混合液回流比为2~3、A/O段总水力停留时间为18~24h时，生化处理系统可以取得较好的处理效果。

由于生物膜填料的加入，好氧段发生了同步硝化和反硝化作用，A/O工艺的脱氮效果明显增强。

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