臭氧高級催化氧化處理聚氨酯廢水的效果研究（一）

沈克軍1，陳守文1，趙選英2，程夫苓2

（1. 南京理工大學(xué)環(huán)境與生物工程學(xué)院，江蘇南京210094；

（2. 江蘇南大華興環(huán)保科技股份公司，江蘇鹽城224001）

        針對江西某聚氨酯公司生產(chǎn)廢水甲醛含量高，COD 和氨氮濃度高，以及可生化性差的特點，設(shè)計采用“預(yù)處理-生化反應(yīng)-深度處理”的組合工藝對其進(jìn)行處理。其中，預(yù)處理通過聚糖反應(yīng)去除廢水中的甲醛，并提高廢水的可生化性；生化反應(yīng)采用A2/O 工藝，主要去除廢水中的COD 和氨氮；生化處理出水采用臭氧催化氧化進(jìn)行深度處理。工程實際運行結(jié)果表明，很終處理出水甲醛≤5 mg/L，COD≤500 mg/L，氨氮≤45 mg/L，出水水質(zhì)達(dá)到園區(qū)接管標(biāo)準(zhǔn)。

［關(guān)鍵詞］ 聚氨酯廢水；甲醛；聚糖反應(yīng)；A2/O 工藝；臭氧催化氧化

        我國是世界上聚氨酯生產(chǎn)和銷售第一大國〔1〕，生產(chǎn)的軟泡、硬泡、彈性體、氨綸、合成革漿料等聚氨酯材料在交通、家具、建筑、服裝等行業(yè)都有廣泛的應(yīng)用。由于聚氨酯生產(chǎn)廢水中含有醛類、有機酸和惰性溶劑等成分，直接排放會使環(huán)境酸堿失衡，同時其含有的較高濃度的甲醛毒性較大， 不僅會導(dǎo)致水中微生物死亡，而且會給人類健康帶來極大危害。因此，對聚氨酯廢水進(jìn)行處理，使其達(dá)標(biāo)排放，對于保護(hù)生態(tài)環(huán)境和人類健康具有重要意義。

1 工程概況

        江西某聚氨酯科技有限公司擁有年產(chǎn)5 萬t 環(huán)保型納米級難燃聚合物聚醚多元醇建設(shè)項目， 項目總投資59 000 萬元， 項目建設(shè)地址位于某工業(yè)城。廠區(qū)為此項目生產(chǎn)廢水建設(shè)了污水處理站， 目前廢水產(chǎn)生量為64 m3/d。由于廢水水量的瞬時變化可能較大，同時考慮到為今后企業(yè)的發(fā)展預(yù)留空間，因此設(shè)計污水站生化處理規(guī)模為100 m3/d。系統(tǒng)進(jìn)水水質(zhì)如表1 所示。

        根據(jù)當(dāng)?shù)亟庸芤?，園區(qū)目前執(zhí)行的接管標(biāo)準(zhǔn)：COD≤500 mg/L，NH3-N≤45 mg/L，甲醛≤5 mg/L，pH 6~9。

2 處理工藝選擇

2.1 水質(zhì)分析

        聚氨酯生產(chǎn)中原輔材料主要有聚醚多元醇、液體甲醛、三聚氰胺、尿素、雙氰胺、助劑。項目的產(chǎn)污節(jié)點主要是真空條件下進(jìn)行脫揮及短程分子蒸餾產(chǎn)生的生產(chǎn)廢水，設(shè)計水量為20 m3/d。該廢水中主要含有甲醛及含氮有機物，有腥臭味。廢水呈白色乳狀液，主要是水溶性物質(zhì)引起，無法通過自然沉降的方式達(dá)到分離。該廢水COD、甲醛類化合物含量較高，生物毒性較大，且可生化性較差，不能直接采用生化方法〔2〕進(jìn)行處理，需對其進(jìn)行分質(zhì)預(yù)處理。真空泵廢水、生活污水和沖洗廢水等其他廢水設(shè)計水量為80m3/d， 其與經(jīng)過預(yù)處理的生產(chǎn)廢水一起匯入調(diào)節(jié)池進(jìn)行后續(xù)處理。

2.2 處理工藝選擇

2.2.1 預(yù)處理工藝選擇

        目前， 處理含甲醛廢水的方法主要有高級氧化法、吸附法、蒸汽吹脫法、生物法和石灰法〔3〕。從處理效果以及經(jīng)濟(jì)性考慮， 本工程確定采用石灰法對生產(chǎn)廢水進(jìn)行預(yù)處理。石灰法可通過使甲醛發(fā)生甲聚糖反應(yīng)而生成多糖， 不僅避免了甲醛對生物的毒害作用，生成的多糖還可為生化反應(yīng)提供營養(yǎng)成分，可明顯降低后續(xù)處理的難度。

2.2.2 生化處理工藝選擇

        生產(chǎn)廢水經(jīng)過石灰法預(yù)處理后， 可生化性得以提高，但COD 仍較高，且實際生產(chǎn)產(chǎn)水不穩(wěn)定，因此設(shè)置2 個厭氧池。當(dāng)預(yù)處理后廢水COD≥6 000 mg/L時，2 個厭氧池以串聯(lián)的形式工作；當(dāng)預(yù)處理后廢水COD＜6 000 mg/L 時，2 個厭氧池以并聯(lián)的形式工作。這樣能有效應(yīng)對聚氨酯生產(chǎn)過程中廢水水量、水質(zhì)波動大的情況， 克服現(xiàn)有技術(shù)中聚氨酯廢水難生化處理和實際處理過程中效果不穩(wěn)定的問題。依據(jù)廢水水質(zhì)，確定采用A2/O 的生化處理工藝。

2.2.3 深度處理工藝選擇

        廢水經(jīng)過預(yù)處理和生化處理后， 剩余的有機物均為難生物降解的有機物， 因此需要對生化尾水進(jìn)行深度處理，以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。臭氧催化氧化技術(shù)是一種高效的污水深度處理技術(shù)， 臭氧在催化劑的存在下會產(chǎn)生大量羥基自由基， 其能夠?qū)㈦y生物降解的有機物完全礦化，可有效去除廢水中的COD。本項目深度處理選擇臭氧催化氧化工藝。臭氧催化氧化塔前設(shè)置混凝沉淀池，以去除廢水中可溶解懸浮顆粒物， 確保臭氧催化氧化處理出水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

本項目廢水處理工藝流程如圖1 所示。

聚氨酯廢水處理工藝流程如圖

未完，下文接臭氧高級催化氧化處理聚氨酯廢水的效果研究（二）