甲醛污染廢水處理的9種工藝方法
一、簡介
甲醛是一種無色、有強烈刺激型氣味的氣體。易溶于水、醇和醚。甲醛是一種重要的有機原料，主要用于塑料工業(yè)、合成纖維、皮革工業(yè)、醫(yī)藥、染料以及木材粘合劑生產(chǎn)過程等。
二、危害
甲醛對人和溫血動物的毒性很強，它能刺激皮膚，易引起皮炎，易產(chǎn)生呼吸道刺激、過敏、肺功能異常、肝功能異常、免疫功能異常等。如果人類長期飲用被甲醛污染的水源，會引發(fā)頭昏、貧血以及各種神經(jīng)系統(tǒng)疾病。由于甲醛在工業(yè)生產(chǎn)中的用途很廣，完全的限制是不現(xiàn)實的，必須對生產(chǎn)的甲醛廢水進行處理。
國家標(biāo)準(zhǔn)《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996）規(guī)定，二級排放標(biāo)準(zhǔn)的甲醛含量不得高于2mg/ L 。但是，甲醛能與微生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)、DNA 、RNA 直接起反應(yīng)，導(dǎo)致微生物死亡或抑制其生物活性，超過200mg/ L 后微生物活性幾乎完全受到抑制，故高濃度甲醛不適合生物法處理；且甲醛溶液形態(tài)為真溶液，混凝工藝也難以奏效。
三、甲醛廢水預(yù)處理方法介紹
國內(nèi)外研究者對甲醛廢水的處理技術(shù)進行了大量的研究。甲醛廢水的處理方法主要有：氧化法、生物處理法、吹脫法、縮合法、石灰法等。
（1）氧化法
芬頓試劑氧化處理甲醛廢水是國內(nèi)外學(xué)者普遍研究的一種方法。試劑是由H202和Fe2＋組成的一種強氧化劑，主要利用高活性的羥基自由基（& dot ; OH ）氧化降解廢水中的有機物，在短時間內(nèi)實現(xiàn)對有機物的完全降解。
（2）濕式氧化法
在無外加催化劑的條件下，含甲醛的廢水在180——315℃和2——15MPa下，其中的有機和無機碳會選擇性的成為CO2和H20，而不會產(chǎn)生氮氧化物、硫氧化物、氯化氫、飛灰等。
外加 CuO - ZnO /Al203催化劑后，則反應(yīng)時間縮短，溫度和壓力也可降至130——250℃和1——5MPa。據(jù)相關(guān)研究表明，甲醛和 CODCr 的去除率均可達(dá)90％以上。
（3）光催化氧化法
光催化氧化技術(shù)，是從20世紀(jì)70年代逐步發(fā)展起來的一門新興的環(huán)保技術(shù)。它利用了半導(dǎo)體氧化物材料在光照下，表面能被激活的特性，可有效地氧化分解有機物、還原重金屬離子、殺滅細(xì)菌和消除異味，尤其是最常用的TiO2體系。1974年 Honda 等人首先發(fā)現(xiàn)TiO2在光照條件下可將水分解為H2和O2，光催化氧化法迅速應(yīng)用于廢水處理，尤其是生物難降解的各類有機物。研究表明，光催化氧化法能有效處理低濃度的甲醛廢水，去除率能夠達(dá)到90%以上。
（4）二氧化氯法
二氧化氯（CIO2）是一種優(yōu)良的殺菌消毒劑、漂白劑和高效氧化劑，其有效氯含量高達(dá)263%，是氯氣氧化能力的2.6倍。用其殺菌消毒完全沒有致癌、致畸性，被世界衛(wèi)生組織（ WHO ）列為 A 1級產(chǎn)品，排在安全消毒方法的首位。經(jīng)研究研究了時間、 pH 值對甲醛廢水處理的影響。當(dāng)廢水中甲醛濃度為8.25 mg / L 時，反應(yīng)30 min 后，甲醛去除率最高可達(dá)80%。在中性條件下為最優(yōu)。
（5）超聲波／H202氧化法
過氧化氫（H202）是一種常用的氧化劑，可以單獨或者協(xié)同處理甲醛廢水。通過研究表明，使用此聯(lián)合方法，可使甲醛去除率達(dá)到80％以上，但反應(yīng)速率不高。降解反應(yīng)符合一級反應(yīng)動力學(xué)模式，降解隨初始濃度的降低而反應(yīng)速率升高。堿性條件有利于反應(yīng)的進行。
（6）生物處理法
甲醛廢水的生物處理大都采用厭氧水解酸化與好氧生物處理相結(jié)合的方法。一般認(rèn)為，超過200 mg / L 的甲醛廢水對各種微生物和菌種都有抑制和殺死作用，因此，大于200 mg / L 甚至幾千 mg / L 的甲醛廢水是不能直接用生物處理法的，必須進行預(yù)處理。使甲醛濃度降低到微生物可以降解的安全濃度，一般小于50 mg / L ,再用生物處理法降解CODCr。
（7）吹脫法
此方法是利用甲醛易溶于水、沸點低、易揮發(fā)的特點，對生產(chǎn)廢水中的甲醛用蒸汽進行吹脫預(yù)處理，以減少后續(xù)處理過程的負(fù)荷，改善處理效果。生產(chǎn)廢水進行吹脫處理，揮發(fā)的甲醛氣體經(jīng)回收后可作為生產(chǎn)原料，配成含37％的甲醛溶液。但此方法適用于極高濃度（5000mg/ L 以上）的甲醛廢水，通過處理無法使甲醛濃度降到200mg/ L 以下，還需要結(jié)合其它的預(yù)處理方法，并且能耗較大。另外結(jié)合生產(chǎn)裝置，往往已經(jīng)有分離等工藝回收甲醛，重復(fù)處理不經(jīng)濟。
（8）縮合法
縮合法也稱尿素法。主要是利用尿素與甲醛在酸性條件下反應(yīng)可以生成甲基脲沉淀?；痉椒ㄊ牵河名}酸調(diào)整甲醛廢水的 PH 值為2左右，按比例加入適量的尿素，可以使甲醛的去除率達(dá)到80％以上。但此方法與吹脫法一樣適用于極高濃度的甲醛廢水，無法滿足后續(xù)生化處理的需要。此方法多為實驗室研究，工業(yè)化應(yīng)用還有待實踐。
（9）石灰法
甲醛在堿性條件下加熱，能發(fā)生樹脂化反應(yīng)，此原理可用來處理甲醛廢水，最常用的催化劑為 Ca ( OH )2。在有石灰存在的情況下，甲醛會聚合生成己糖。此方法盡管不能使 CODCr 降低，但轉(zhuǎn)化后的糖類物質(zhì)對微生物沒有任何毒害作用，而且有助于微生物的生長。對于后續(xù)生物處理非常有好處。主要的方法是：用氫氧化鈉控制甲醛廢水為堿性（ PH =11-12)，按石灰與甲醛的質(zhì)量濃度比為0.1的比例投加石灰量，并控制溫度為70℃左右，通過研究表明，甲醛濃度的去除率可達(dá)到99％以上。此方法甲醛濃度的去除主要有兩個因素，理論上講，石灰的投加量越大，溫度越高，反應(yīng)越快越徹底。