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文档简介
《酚醛树脂行业生产废水生物法治理技术要求》
编制说明
一、技术背景
酚醛树脂生产废水中含有苯酚、甲醛等难处理物质,现有处理工艺存在毒性浓度高、
处理工艺流程长、运行成本高的问题,使得酚类污水的处理相较于其他污水难度更大,处
理效率更低。与此对应的是我国在对待含酚污水的排放要求十分严格,在已发布的《污水
综合排放标准》和《合成树脂工业污染物排放标准》(GB31572-2015)中均对酚做了规定,
一、二级排放浓度为0.5mg/L,双酚A的排放要求更为严格,小于0.1mg/L。这也对含酚污
水的有效处理提出了更高的要求。
目前处理含酚污水技术主要可分物理法、化学法和生物法3大类,各技术的对比详见表
1。
表1.含酚污水处理技术比较
技术名称技术原理优点缺点
利用污染物在溶剂中溶解度不同的特可回收酚类物成本高;萃取剂会带来新
点,利用萃取剂将酚类物质进行萃取,质,有一定经济的污染物;萃取剂有选择
萃取法
实现净化目的。常用萃取剂有异丙醚、价值;COD处理性,仅能处理部分污染物,
苯、重苯、重溶剂油等效率高不能全面达标
适用于极低浓度(<
利用铁和碳构成无数微小原电池,在电投资费用低、运COD
铁碳法)污水;处理效
-极表面对污染物进行电化学催化反应行费用低500mg/L
率低20%
Fenton试剂由亚铁盐和过氧化氢组试剂价格高,反应中产生
成,当较低时,过氧化氢会因为2+处理效率高,污污泥,属于危废;运行费
芬顿法pHFe
的催化分解产生·OH进而分解酚类污染物处理全面用高;双氧水属于强氧化
染物,处理效率较高剂,有安全隐患
应用范围广、处
活性污泥利用微生物代谢功能,使污水中的酚类耐受酚类物质的浓度较
理能力大、处理
法物质被降解并转化为无害的物质低,停留时间较长
成本低
酚醛树脂废水往往采用多种不同工艺组合,常见方法有“中和调节-芬顿法-厌氧-好氧-
铁碳法/臭氧氧化法”或“中和调节-厌氧-好氧-芬顿法-铁碳法/臭氧氧化法”。而且由于芬顿
法具有强氧化性,可以明显降低含酚污水的COD,降低后续处理难度,已经成为当前含酚
污水处理的主要工艺。然而,芬顿法处理含酚污水中的不足之处也极为突出:1)双氧水的
爆炸风险高,增加额外安全隐患;2)投加酸调节pH,操作复杂;3)反应中产生大量铁泥,
属于危废,需进行二次处理;4)采购试剂、危废处置、安全防护等措施使得芬顿法处理费
用高,介于75~230元/吨。另外,有少数企业采用铁碳法/臭氧氧化法,但效率低,仅适用于
低浓度(COD<500mg/L)的处理。由于缺乏高效、彻底的处理工艺,生产企业只能用牺牲
2
效益、降低产能的方式以求排放达标,已经成为制约企业发展的技术瓶颈。
针对酚醛污水浓度高、毒性大、难处理、运行成本高的问题,我司开发了一种新的技
术,即“一步法”生物高效含酚污水技术,该技术可替代传统芬顿、厌氧等操作难度大、
运行成本高、占地面积大的工艺环节。
以理性设计的高效酚类特种降解菌,与接触氧化工艺结合,开发新型含酚污水处理变
革性技术,通过菌群定殖强化、工艺改良优化、过程精确调控,大幅度提高含酚污水生化
处理效率和污染物耐受程度,完全替代芬顿法和厌氧法,缩短处理时间、提升处理效果、
降低运行成本、增加企业产能和效益。因耐受污染物浓度高,无需危险废弃物,不发生污
染物转移,具有处理效率高(90%以上)、操作简便、运行费用低(为常规方法20%左右)
的特点,是一种真正意义的安全、高效的处理技术,已在酚醛行业内获得广泛认同和应用。
表2为酚醛行业采用单级“一步法”生物法工艺的应用效果(不包含后续活性污泥)。
表2“一步法”生物法工艺废水处理效果一览表
项目名称进水水质停留时间(d)出水水质
COD:14230mg/L,苯COD:198mg/L,苯
浙江宁波某材料企业酚:123mg/L,8天酚:6.32mg/L
甲醛:2550mg/L甲醛:2.63mg/L
COD:17760mg/L,COD:296mg/L
江苏苏州某合成树脂企业苯酚:1106mg/L,6天苯酚:10.92mg/L
甲醛:1014mg/L甲醛:2.95mg/L
COD:34000mg/L,COD:600-1500mg/L
江苏南通某树脂企业苯酚:4500mg/L7天苯酚:0.4mg/L
甲醛:50mg/L甲醛:未检出
COD:20000mg/L,COD:<1000mg/L
浙江某新材料合成企业苯酚:235mg/L8天苯酚:<10mg/L
甲醛:20mg/L甲醛:未检出
二、标准制定的必要性
根据《中华人民共和国污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级排放标准,主要污染物
处理要求:CODcr≤100mg/L,挥发酚≤0.5,苯酚≤0.3,甲醛≤0.1,pH:6~9。酚醛废
水的处理主要包括生物处理、物理化学方法。目前多数化工企业废水处理采用高费用、高
危险的化学法来进行处理,随着环保指标提升以及企业发展需求,这些方法急需被更新换
代。生物处理方法因其低成本和完全矿化的可能性而优于物理化学方法。据报道,抑制恶
3
臭假单胞菌生长的甲醛阈值为14mg/L,但在好氧条件下恶臭假单胞菌将甲醛作为唯一的碳
源时可降解250mg/L的甲醛。研究人员发现高浓度苯酚的抑制作用和低浓度苯酚的完全降解,
需要9天的时间可以达到合格的苯酚生物降解。国内用生物法处理单独含酚或单独含甲醛的
废水有比较成熟经验,而对酚和甲醛同时存在的废水的生物处理没有成熟的经验。研究表
明控制好进水负荷、水温、pH值、营养、溶解氧等条件,利用吸附再生曝气法是可以将酚
醛废水污染物控制在国家标准要求以下的。但是,由于酚醛废水种类繁多,酚醛比例难以
控制,因此,酚醛废水生物处理中还要考虑苯酚和甲醛之间的相互作用。并且酚的生物转
化会因高浓度甲醛的存在而受到抑制。当甲醛浓度超过300mg/L时,苯酚的生物降解大幅度
降低。开发高效的酚醛同步降解功能菌剂和与之配套的使用工艺,是解决酚醛树脂行业废
水处理难点,降低企业成本,提高企业竞争力和活力的关键所在。
三、标准编制原则及依据
按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》要
求进行编写。
参照相关法律、法规和规定,在编制过程中着重考虑了科学性、适用性和可操作性。
四、标准背景及工作情况
(一)任务来源
根据《中国国际科技促进会标准化工作委员会团体标准管理办法》的有关规定,经中
国国际科技促进会标准化工作委员会及相关专家技术审核,批准《酚醛树脂行业生产废水
生物法治理技术要求》团体标准制定计划,本标准由中国科学院天津工业生物技术研究所
提出,中国国际科技促进会归口。
根据计划要求,本标准完成时限为5个月。
(二)标准起草单位
本标准的主要起草单位是中国科学院天津工业生物技术研究所,负责标准文档起草及
相关文件的编制等。水云天(天津)生物科技发展有限公司、旭有机材树脂(南通)有限公司、
杭摩科技新材料(阜阳)有限公司、山东圣泉新材料股份有限公司、泰安昌林化工有限公司。
为主要参与单位,负责标准中重要技术点的研究和建议,并参与标准内容的讨论。
(三)标准研制过程及相关工作
1、标准研制过程
(1)研发背景
微生物作为一类多样性最高的生命形式,在地球化学循环(碳循环,氮循环,硫循
4
环,磷循环和金属循环等)中承担着重要的生态功能。微生物复杂的群落结构、功能、
相互作用和动态变化对生态功能的维持有着重要意义。以从上至下的路线,分析原核微
生物组与细胞生长、代谢等生命运行规律的关系,设计、重构群落的代谢与调控网络,
合成构建用于复杂污染物降解的微生物菌群,对于解决酚醛废水行业水处理问题具有重
要意义。已有研究已经报道了自然界能够降解甲醛和苯酚的特定菌种,Rhodocoecus
erythropolisstrainUPV-1能够以苯酚为唯一碳源和能源,去除合成和工业废水中的甲醛。
细菌、酵母、真菌均能利用酚类化合物。有报道表明假单胞菌Pseudomonas、杆菌Bacilli、
Klebsiella、苍白杆菌属Ochrobactrum、红球菌属Rhodococcus可以用于苯酚的降解。然而,
单菌种用于实际污水处理具有一定的环境局限性。
酚醛废水往往采用多种不同工艺组合,常见方法有“中和调节-芬顿法-厌氧-好氧-
铁碳法/臭氧氧化法”或“中和调节-厌氧-好氧-芬顿法-铁碳法/臭氧氧化法”。而且由于
芬顿法具有强氧化性,可以明显降低含酚污水的COD,降低后续处理难度,已经成为当
前含酚污水处理的主要工艺。然而,芬顿法处理含酚污水中的不足之处也极为突出:1)
双氧水的爆炸风险高,增加额外安全隐患;2)投加酸调节pH,操作复杂;3)反应中产
生大量铁泥,属于危废,需进行二次处理;4)采购试剂、危废处置、安全防护等措施
使得芬顿法处理费用高,介于75~230元/吨。另外,有少数企业采用铁碳法/臭氧氧化法,
但效率低,仅适用于低浓度(COD<500mg/L)的处理。由于缺乏高效、彻底的处理工
艺,生产企业只能用牺牲效益、降低产能的方式以求排放达标,已经成为制约企业发展
的技术瓶颈。
(2)研究内容
①技术原理
生物膜接触氧化法是采用大比表面积的填料,为高效菌剂提供生存、繁殖与活性发
挥的空间。生物膜能够与废水充分接触,使其保持高活性和生化反应速率。基本原理是
填料表面附着丰富微生物群落,当曝气污水经过填料时,污水和生物膜接触,在膜上微
生物作用下污水得到净化,生物膜内外层可分别提供厌氧和好氧环境,使废水中的酚、
醛及其他有毒有害的有机物转变成CO2和水等小分子无机物。
5
图1菌剂生物膜技术作用原理示意图
②关键污染物苯酚的降解机理
废水处理效果与废水中重要的污染物苯酚的降解效率密切相关。苯酚具有腐蚀性,
可以与细胞蛋白质反应,导致蛋白质沉淀,可以用作杀菌剂,因而对多数微生物而言,
苯酚具有生物毒性,影响微生物的生理活性。因此在含酚废水的生物处理过程中,需要
投加具有高效苯酚降解效率的微生物,快速去除废水中的苯酚,避免影响其他微生物的
活性。
研究表明,一些微生物(包括细菌、真菌和酵母)可以利用苯酚作为碳源和能源。
根据降解过程中是否需氧,苯酚的生物降解可以分为好氧降解和厌氧降解。
好氧降解
在好氧降解中,氧气被作为电子受体,分子氧是加氧酶的反应物,并最终被结合到
产物中。具体为降酚菌在好氧代谢过程中产生苯酚羟化酶,在该酶的作用下苯酚及其衍
生物被催化为邻苯二酚,之后邻苯二酚在两种不同的酶系统作用下经过不同的途径开环
形成碳氢化合物,如图2所示。
图2好氧微生物降解苯酚代谢途径
一种途径为在邻苯二酚1,2-双加氧酶的催化作用下邻位开环,首先转化为粘糠酸,
然后沿β-酮基己二酸的路径降解,最后生成琥珀酸、乙酰辅酶A等产物进入微生物的
三羧酸循环,进而被降酚菌利用。
6
另一种途径为在邻苯二酚2,3-双加氧酶的催化作用下间位开环,首先转化为2-羟基
粘糠半醛,然后经逐步转化形成4-羟基-α-酮基戊酸,最后生成乙酸和丙酮酸等产物进入
微生物的三羧酸循环被降酚菌分解。三羧酸循环的最终代谢产物为二氧化碳和水。参与
好氧代谢的细菌主要包括假单胞菌属、芽孢杆菌属和不动杆菌属。
厌氧降解
苯酚的厌氧降解发生在硝酸盐还原、硫酸盐还原、铁还原及产甲烷的条件下。厌氧
降解过程中,硝酸盐等会作为电子受体。因此苯酚的厌氧降解微生物基本可以分为硝酸
盐还原细菌、硫酸盐还原细菌、产甲烷聚生体细菌和金属还原细菌。在厌氧降解过程中,
苯酚在苯环裂解前会首先转化为中间产物对羟基苯甲酸(图3)。
图3苯酚向代谢中间产物对羟基苯甲酸转化的厌氧降解外围路径
硝酸盐还原细菌
降解芳香族化合物的厌氧反硝化细菌属于β-变形菌门。报道过的细菌包括
ThaueraaromaticK172andAzoarcussp.。
硫酸盐还原菌
从环境中检测到的硫酸盐还原细菌菌群主要与δ-变形菌的Desulfobacteraceae
菌属相关,包括Desulfobacteriumphenolicum。
产甲烷细菌聚生体
研究报道了一个将苯酚转化为H2实现其有效降解的两步过程。第一步,在一个
产酸反应器中混合厌氧培养微生物将苯酚转化为苯甲酸;第二步,上一步产生的苯甲
酸在一种高效的光合细菌Rhodopseudomonaspalustris的作用下被进一步发酵为H2。研究
表明这个两步过程可以有效地降解苯酚。
金属还原菌
地质细菌属GeobacterMetallireducens是目前分离已经出来的一株能够降解芳
香化合物的金属还原细菌,其通过把Fe3+还原成Fe2+,将苯酚、对甲酚、甲苯、苯甲酸
和乙醇等芳香化合物彻底氧化。
苯酚的好氧降解已经研究的比较深入,并发现了丰富的微生物种类可以在好氧条件
下降解苯酚,而对苯酚的厌氧降解研究相对较少,整体来说苯酚的好氧降解的效率更高。
研发平台获得的高效菌剂主要通过好氧途径降解苯酚,通过邻苯二酚2,3-双加氧酶
的催化作用下间位开环,降解产物为乙酸和丙酮酸,最终进入三羧酸循环。经高通量数
7
据分析在菌群中占主导地位的菌株主要有假单胞菌、丛毛单胞菌等,且菌群结构随着废
水成分的变化而动态调节以适应外部环境。该高效菌剂对苯酚和甲醛具有超高的耐受性
和降解能力,实验平台的检测数据表明,菌群对苯酚的日降解量可达到1500mg/L,对
甲醛的日降解量可达到800mg/L,已经远超出文献报道水平。环境因子实验表明,在
10-40℃、初始pH3-8的范围内菌群对苯酚的降解性能良好;在pH3-10、盐度1-4%、温
度20-40℃条件下菌群对甲醛具有降解活性,最佳降解条件为pH8、盐度1%、温度30℃。
③基于理性设计的酚醛降解菌剂人工构建
单一微生物无法满足复杂环境样品的处理,也无法适应复杂的外部环境。微生物群
落是解决这一人工合成微生物群落的设计方法有“自上而下(top-down)”和“自下而上
(bottom-up)”两种方法。本研究基于“自上而下”的人工菌群构建理念,呈现了一种从
实验室摇瓶筛选、小试、中试到工程应用过程中构建出稳定高效酚醛降解菌群的方法。
人工菌群对酚醛浓度不断提高的工业废水的COD降解率自摇瓶小试阶段的25.4%稳步上
升到应用阶段的98%。在菌群构建的三个阶段:初期(小试)、中期(中试)、稳定期
(工程应用),人工菌群从低多样性向高多样性发展,群落结构从聚集趋于平均,具备
酚醛降解功能的物种均匀分布在稳定期的群落中,增强了菌群的鲁棒性。在群落演化第
三阶段群落的组装过程主要受随机因素影响,这解释了群落在第三阶段具有高度稳定性
的原因;而具有降解酚醛功能的微生物类群,在群落演化过程中受确定性因素影响(水
质变化),解释了菌群向着耐受高浓工业废水方向演化的组装机制。另外,菌群在各阶
段的演化过程中,和邻苯二酚间位开环相关的基因随着苯酚浓度的升高得到了增强,邻
苯二酚2,3-双加氧酶的增加可以缓解顺,顺己二烯酸等中间体对苯酚降解过程的抑制,提
高体系中苯酚的矿化程度,这揭示了群落酚降解功能增强的原因。在甲醛代谢的两条同
化路径和三条异化路径中发现,随着群落的演化,在第三阶段发展了更加丰富、多样的
甲醛代谢相关路径的基因。以上证据说明,菌群通过自组装对变化的环境产生了适应性
演化。本研究为工业污染废水的微生物治理提供了一种工程菌群的人工构建方法。
④菌剂的应用,从实验室到现成验证
(1)高醛高酚废水
废水样品1的COD浓度为17660mg/L,甲醛为1015mg/L,苯酚为1106mg/L,经高
效功能菌剂处理后(停留时间为6天),出水COD可降至500mg/L以下,苯酚降至11mg/L,
甲醛降至5mg/L以下。
表3废水样品1的基本参数
样品名称pHCOD盐度甲醛苯酚
(mg/L)%(mg/L)(mg/L)
废水样品15.3317660110151106
处理效果:
8
停留8天
图4菌剂对废水样品1的处理效果
同时检测处理出水的酚醛指标,如下表所示。
表4停留8天条件下菌群对苯酚和甲醛的处理效果
处理时间苯酚mg/L甲醛mg/L
0天11061014
8天3.922.05
表5停留6天条件下菌群对苯酚和甲醛的处理效果
处理时间苯酚mg/L甲醛mg/L
0天11061014
6天10.922.95
另外废水样品2的COD浓度为24320mg/L,甲醛为6146mg/L,苯酚为1113mg/L,
经高效功能菌剂处理后(停留时间为10天),出水COD可降至500mg/L以下。
高醛低酚废水
废水样品3的COD浓度为14230mg/L,甲醛为2550mg/L,苯酚为123mg/L,经高效
功能菌剂处理后(停留时间为8天),出水COD可降至500mg/L以下,苯酚降至10mg/L
以下,甲醛降至5mg/L以下。
表6废水样品3的基本参数
样品名称pHCOD盐度甲醛苯酚
(mg/L)%(mg/L)(mg/L)
废水样品
38.891423012550123
处理效果:
9
图5菌剂对废水样品3的COD处理效果
表7菌剂对废水样品3的酚醛处理结果
处理时间苯酚mg/L甲醛mg/L
0天1232550
8天6.322.63
(2)高酚低醛废水
废水样品4第一阶段的COD浓度为20000mg/L左右,甲醛为143mg/L,苯酚为4135
mg/L,经高效功能菌剂处理后(停留时间为10天),出水COD可降至800mg/L以下,
苯酚降至15mg/L以下。
废水样品4第二阶段的COD浓度为26500mg/L左右,甲醛为120mg/L,苯酚为3225
mg/L,经高效功能菌剂处理后(停留时间为10天),出水COD可降至1200mg/L以下,
苯酚降至25mg/L以下。
表8废水样品4的基本参数
样品名称COD均值盐度甲醛苯酚
(mg/L)%(mg/L)(mg/L)
废水样品4第一阶段200001.21434135
废水样品4第二阶段265001.2%1203225
处理效果:
10
35000stage1
stage2100
30000
2500090
20000
80
C3000influent70
Oeffluentofbiofilm
D
(removalefficiency
m2000
R
g
60e
/
m
L
o
)1000
v
a
l
050e
f
f
051015202530i
c
i
e
Time(d)n
c
y
图6菌剂对废水样品4的处理效果%
图7菌剂对废水样品4中苯酚的处理效果
(3)低酚低醛废水
废水样品5的COD浓度为18700mg/L,甲醛为15mg/L,苯酚为53mg/L。
采用两级生物处理方式,结果表明一级出水COD在1200mg/L一下,二级出水COD
在520mg/L以下,两级反应后COD去除率在97%以上。
一级出水酚在20mg/L以下,二级出水酚在1mg/L以下,两级反应后酚去除率在98.5%
以上。
一级出水醛浓度有波动,二级出水醛在0.5mg/L以下,两级反应后去除率在96.7%以
上。
表9废水样品5的基本参数
样品名称COD(mg/L)盐度pH甲醛苯酚
%(mg/L)(mg/L)
废水样品51870018.451553
11
处理效果:
图8菌剂对废水样品5的处理效果
图9菌剂对废水样品5中苯酚的处理效果
12
图10菌剂对废水样品5中甲醛的处理效果
(4)实验室小试处理工艺
实验室小试采用过两种处理工艺-连续进出水处理和序批式处理,结果均达到预期,
表明实验室开发的菌剂能够适应多种处理工艺。
连续反应模式:
7000influentCOD
effluentCOD
6000
5000
4000
3000
C
O
D2000
(
m
g
/
L1000
)
0
6/146/166/186/206/226/246/266/287/17/57/77/9
Date
序批式反应模式:
32000
100
30000
28000
2600080
24000
2200060
20000
C400040
OinfluentCOD
D
(3000effluentCOD
m
R
gremovalefficiency
e
/
2000m
L20
)
o
v
1000a
l
e
f
00f
i
c
6/286/297/17/27/37/47/57/67/77/87/97/13i
e
n
Datec
y
%
(6)现场中试处理工艺
中试处理是验证菌剂经过扩大培养后,是否具有同等功效,及其是否适应现场波动
13
工况重要的一环。在中试处理中,项目组一般采用两级生物处理方式:一级反应为高效
菌剂为核心的接触氧化反应池,二级反应经高效菌剂生物强化的活性污泥曝气池。
案例1:
结果表明,在进水COD为20000mg/L时,一级生物膜出水COD稳定在400-800mg/L,
当受到高负荷冲击的时候(COD25000-37000mg/L),出水COD也能稳定在700mg/L,
说明膜池的稳定性和抗冲击能力较强,污泥池出水COD稳定在90-120mg/L,达到了预期
指标。
在进水苯酚为3000-4500mg/L时,生物膜池出水苯酚含量持续稳定在10-15mg/L,经
过污泥池处理,去除率接近100%。
案例2:
本案例中的废水成分更为复杂,酚和醛的浓度不高,但是废水COD同样很高,说明
游离的酚和醛已经不是主要的污染物,项目组的菌剂经过适应性调整后同样达到了预期
指标。
14
结果表明当废水水质为COD20000-25000mg/L,酚200-270mg/L,醛10-30mg/L时,
一级接触氧化池停留时间5-7天,出水COD2000-3000mg/L,酚10-20mg/L,醛8-17mg/L。,
酚处理能力同比原有处理系统大幅度提升。二级好氧污泥池继续处理,出水COD500
mg/L左右,酚0-4mg/L,醛0-1.4mg/L。
(四)标准编制过程
①征求意见稿编制阶段:
任务下达后,项目承担单位中国科学院天津工业生物技术研究所,于2023年9月中旬成
立标准编制组。编制组成员对“酚醛树脂生产废水“一步法”生物治理技术要求”的有关
内容分别进行了调研。经汇总讨论后,编制组确定了标准中需要规定的主要技术内容,并
于2024年1月中旬完成了初稿并发送给各参与单位征求意见。2024年2月下旬根据在各单位
反馈意见基础上,形成了标准征求意见稿并由中国国际科促会审查,提交全国标准信息平
台向全社会公开征求意见。
②标准评审会阶段:
计划2024年4月底,中国国际科技促进会以视频会议的形式组织线上专家评审会。项标
准编制组组长详细介绍了标准编制的背景和标准内容。与会委员就该标准的主要技术问题
进行了认真的讨论,并出于提高标准水平的目的,给出了一些建议。建议汇总及编制组答
复情况见附件《标准论证会建议及答复汇总》。
五、标准制定的基本原则
标准编制过程中,遵循了以下基本原则:
1)标准需要具有行业特点,指标及其对应的分析方法要积极参照采用国家标准和行业
15
标准。
2)标准能够体现出产品的具有关键共性的技术要素。
3)标准能够为产品的开发、改进指出明确的方向。
4)标准需要具有科学性、先进性和可操作性。
5)要能够结合行业实际情况和产品特点。
6)与相关标准法规协调一致。
7)促进行业健康发展与技术进步。
六、标准主要内容及合理性
本标准规定了酚醛树脂生产废水“一步法”生物治理技术要求的基本原理、基本流程、
基本参数、菌剂要求、装置设计与加工、运行维护以及检验方法。
基本原理供标准使用者了解该技术的生物学理论基础;基本流程阐述了技术的现实
实现方式;菌剂是本标准的核心内容,也是与传统生物治理技术的最大区别之一,是成
功实施技术的必要保证。本标准的详细阐述了菌剂的培育与使用方法,方便具有一定生
物学和环境治理基础的专业人员使用。运行维护也是区别于传统技术的另一大特点,相
比传统技术的固定CNP比和无指导的巡检要求。本标准详细规定了各个参数的浓度控制
范围与巡检频次,这一方式是基于前期大量的基础研究和实验室数据,并经过小试、中
试验证得出的。这种对检测指标和频次的细化并没有超出酚醛树脂行业单位实验室的检
测能力,同时也有力地保证了技术的顺利实施。
七、预期的社会与经济效益
目前研发的酚醛废水降解高效菌剂和配套工艺已经通过多个厂家的废水处理测试,结
果表明该菌剂能够适应不同酚醛浓度及不同生产工艺(含不同辅料)的废水,并能高效的
去除废水中污染物,降解产物主要为CO2和水等小分子无机物。由于菌剂应用过程中不使用、
不产生易燃易爆物质,能够有效避免废水处理的安全隐患,符合清洁、安全生产的环保要
求,同时能够打破因废水处理不达标导致的产能提升受限,预期未来将广泛应用于酚醛行
业的废水处理工艺中。
预期的经济效益分析:
(1)产品成本:工艺的主要成本来自于生物培养,生物法反应在常温下进行,运行过
程中仅消耗少量营养液和水,其能量消耗与药剂消耗水平比较低,运行费用相对低廉,吨
水处理费用为20~50元。
(2)产品单位售价与盈利预测:本工艺为环保处理技术,不会产生额外的利润。相对
于常规处理工艺的200元/吨废水处理成本,极大降低企业环保运营成本。
(3)项目投资评价及工程应用化预测
16
酚醛树脂目前全国产能在180万吨,废水产生量为90-108万吨,使用本技术就可以每年
节省150*90=13500万,为1.35亿元。
同时本产品采用自主核心技术,可极大地降低工程项目的投资成本,企业倾向性更强。
预计市场占有率将达60%以上,每年由此带来的间接经济效益在0.81亿元/年。
八、与有关法律法规和强制性标准的关系
遵守和符合相关法律法规和强制性标准要求。规范性引用文件包括:
GB3096声环境质量标准
GB12348工业企业厂界环境噪声排放标准
GB12801生产过程安全卫生要求总则
GB50014室外排水设计规范
GB50015建筑给排水设计规范
GB50016建筑设计防火规范
GB50040动力机器基础设计规范
GB50204混凝土结构工程施工质量验收规范
GB50222建筑内部装修设计防火规范
GB50231机械设备安装工程施工及验收通用规范
GB50268给水排水管道工程施工及验收规范
GBJ87工业企业噪声控制设计规范
GBJ141给水排水构筑物施工及验收规范
GBZ1工业企业设计卫生标准
GBZ2工业场所有害因素职业接触限值
HJ2009-2011生物接触氧化法污水处理工程技术规范
HJ/T242环境保护产品技术要求污泥脱水用带式压榨过滤机
HJ/T245环境保护产品技术要求悬挂式填料
HJ/T251环境保护技术要求罗茨鼓风机
HJ/T252环境保护产品技术要求中、微孔曝气器
HJ/T263环境保护产品技术要求射流曝气器
HJ/T278环境保护产品技术要求单级告诉曝气离心鼓风机
HJ/T283环境保护产品技术要求厢式压滤机和板框压滤机
HJ/T335环境保护产品技术要求污泥浓缩带式脱水一体机
HJ/T353水污染源在线监测系统(CODCr、NH3-N等)安装技术规范
HJ/T354水污染源在线监测系统(CODCr、NH3-N等)验收技术规范
HJ/T355水污染源在线监测系统(CODCr、NH3-N等)运行技术规范
HJ/T377化学需氧量(CODCr)水质在线自动监测仪技术要求及检测方法
HJ503水质挥发酚的测定4-氨基安替比林分光光度法
九、重大意见分歧的处理依据和结果
本标准起草过程中没有重大分歧意见。
17
十、后续贯彻措施
建议由相关行业标准化管理机构组织贯彻本标准的相关活动,利用各种活动(如工作
组活动、行业协会的管理和活动、专家培训、标准化技术刊物、网上信息、产品认证等)
尽可能向酚醛树脂行业相关单位和机构宣贯该标准。
建议本标准发布之日起半年内实施。
标准编制小组
2024年03月
18
《酚醛树脂行业生产废水生物法治理技术要求》
编制说明
一、技术背景
酚醛树脂生产废水中含有苯酚、甲醛等难处理物质,现有处理工艺存在毒性浓度高、
处理工艺流程长、运行成本高的问题,使得酚类污水的处理相较于其他污水难度更大,处
理效率更低。与此对应的是我国在对待含酚污水的排放要求十分严格,在已发布的《污水
综合排放标准》和《合成树脂工业污染物排放标准》(GB31572-2015)中均对酚做了规定,
一、二级排放浓度为0.5mg/L,双酚A的排放要求更为严格,小于0.1mg/L。这也对含酚污
水的有效处理提出了更高的要求。
目前处理含酚污水技术主要可分物理法、化学法和生物法3大类,各技术的对比详见表
1。
表1.含酚污水处理技术比较
技术名称技术原理优点缺点
利用污染物在溶剂中溶解度不同的特可回收酚类物成本高;萃取剂会带来新
点,利用萃取剂将酚类物质进行萃取,质,有一定经济的污染物;萃取剂有选择
萃取法
实现净化目的。常用萃取剂有异丙醚、价值;COD处理性,仅能处理部分污染物,
苯、重苯、重溶剂油等效率高不能全面达标
适用于极低浓度(<
利用铁和碳构成无数微小原电池,在电投资费用低、运COD
铁碳法)污水;处理效
-极表面对污染物进行电化学催化反应行费用低500mg/L
率低20%
Fenton试剂由亚铁盐和过氧化氢组试剂价格高,反应中产生
成,当较低时,过氧化氢会因为2+处理效率高,污污泥,属于危废;运行费
芬顿法pHFe
的催化分解产生·OH进而分解酚类污染物处理全面用高;双氧水属于强氧化
染物,处理效率较高剂,有安全隐患
应用范围广、处
活性污泥利用微生物代谢功能,使污水中的酚类耐受酚类物质的浓度较
理能力大、处理
法物质被降解并转化为无害的物质低,停留时间较长
成本低
酚醛树脂废水往往采用多种不同工艺组合,常见方法有“中和调节-芬顿法-厌氧-好氧-
铁碳法/臭氧氧化法”或“中和调节-厌氧-好氧-芬顿法-铁碳法/臭氧氧化法”。而且由于芬顿
法具有强氧化性,可以明显降低含酚污水的COD,降低后续处理难度,已经成为当前含酚
污水处理的主要工艺。然而,芬顿法处理含酚污水中的不足之处也极为突出:1)双氧水的
爆炸风险高,增加额外安全隐患;2)投加酸调节pH,操作复杂;3)反应中产生大量铁泥,
属于危废,需进行二次处理;4)采购试剂、危废处置、安全防护等措施使得芬顿法处理费
用高,介于75~230元/吨。另外,有少数企业采用铁碳法/臭氧氧化法,但效率低,仅适用于
低浓度(COD<500mg/L)的处理。由于缺乏高效、彻底的处理工艺,生产企业只能用牺牲
2
效益、降低产能的方式以求排放达标,已经成为制约企业发展的技术瓶颈。
针对酚醛污
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