含增塑劑廢水處理工藝分析

趙永哲(齊齊哈爾市環(huán)境監(jiān)測中心站 黑龍江 齊齊哈爾 161000)

劉婧祎 趙雨峰(佳木斯市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測站 黑龍江 佳木斯 154003)

含增塑劑廢水處理工藝分析

趙永哲(齊齊哈爾市環(huán)境監(jiān)測中心站 黑龍江 齊齊哈爾 161000)

劉婧祎 趙雨峰(佳木斯市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測站 黑龍江 佳木斯 154003)

含塑化劑廢水處理方法，包括物理化學(xué)法、生化法等技術(shù)的原理、特點(diǎn)及研究現(xiàn)狀進(jìn)行了詳細(xì)介紹，綜合分析表明，研究價格低廉、選擇性好、易再生的水處理方法是今后含增塑劑廢水處理領(lǐng)域的主要發(fā)展趨勢。

含增塑劑廢水；水處理；物理化學(xué)法；生化法

增塑劑(塑化劑)從化學(xué)結(jié)構(gòu)分類有脂肪族二元酸酯類、苯二甲酸酯類(包括鄰苯二甲酸酯類、對苯二甲酸酯類)、苯多酸酯類、苯甲酸酯類、多元醇酯類、氯化烴類、環(huán)氧類、檸檬酸酯類、聚酯類等多種。增塑劑產(chǎn)品種類多達(dá)百余種，但使用得最普遍的即是一群稱為鄰苯二甲酸酯類(或鄰苯二甲酸鹽類亦稱酞酸酯)的化合物。鄰苯二甲酸酯類塑化劑的常見品種包括：鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯(DEHP)、鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)、鄰苯二甲酸二正辛酯(DNOP)、鄰苯二甲酸丁芐酯(BBP)、鄰苯二甲酸二仲辛酯(DCP)、鄰苯二甲酸二環(huán)己酯(DCHP)、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)、鄰苯二甲酸二異丁酯(DIBP)、鄰苯二甲酸二甲酯(DMP)、鄰苯二甲酸二乙酯(DEP)、鄰苯二甲酸二異壬酯(DINP)和

鄰苯二甲酸二異癸酯(DIDP)。某些塑化劑的分子結(jié)構(gòu)類似荷爾蒙，被稱為“環(huán)境荷爾蒙”，環(huán)境荷爾蒙系指外在因素干擾生物體內(nèi)分泌的化學(xué)物質(zhì)。在環(huán)境中殘留的微量此類化合物，經(jīng)由食物鏈進(jìn)入體內(nèi)，形成假性荷爾蒙，傳送假性化學(xué)訊號，并影響本身體內(nèi)荷爾蒙含量，進(jìn)而干擾內(nèi)分泌之原本機(jī)制，會造成內(nèi)分泌失調(diào)。若長期食用可能引起生殖系統(tǒng)異常、甚至造成畸胎、癌癥的危險。

塑化劑是大宗工業(yè)品，廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域，包括塑料、橡膠、粘合劑、纖維素、樹脂、醫(yī)療器械、電纜等成千上萬種產(chǎn)品中。DEHP是塑化劑最主要的一種，用于工業(yè)。據(jù)統(tǒng)計，2007年，塑化劑PAEs全世界年產(chǎn)量已超過200萬t，其中我國的年產(chǎn)量突破100萬t。

由于使用塑化劑的塑料產(chǎn)品現(xiàn)在很普遍，因此塑化劑DEHP在環(huán)境中廣泛存在，在空氣、水中均含有。塑料薄膜中的DEHP具有很強(qiáng)的自由性，可從塑料中滲出進(jìn)入環(huán)境，隨著農(nóng)用塑料薄膜的大量使用，塑料薄膜成為土壤中DEHP的一個主要來源。一項對中國23個城市耕地土壤的抽樣檢測報告顯示，DEHP的檢出率為100％，含量范圍為0.20-7.11mg/kg。而北方土壤中PAEs的含量高于南方，這與農(nóng)業(yè)地膜的使用呈現(xiàn)相關(guān)關(guān)系。

1 物理化學(xué)法

鄰苯二甲酸二丁酯、二辛酯的高濃度廢水通常采用焚燒處理。采用萃取法和紫外氧化降解法對高濃度增塑劑廢水進(jìn)行兩級降解處理，出水COD達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)中一級標(biāo)準(zhǔn)。模擬廢水主要成分為鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)，萃取法處理高濃度增塑劑廢水中，COD值為60400mg/L。影響因素為相比、時間、溫度、稀釋倍數(shù)、pH五個因素，通過實驗確定萃取劑為四氯化碳，選用COD標(biāo)準(zhǔn)測定法，確定了最佳工藝條件：相比為0.6、反應(yīng)時間為3min、反應(yīng)溫度為35℃、原水萃取、pH值為3，萃取分層后萃取相回收的鄰苯二甲酸酯類可重新利用，阻止其流入環(huán)境，達(dá)到資源化的效果。對優(yōu)化工藝實驗驗證，降解后出水COD值為24mg/L，萃取率為99.96％。經(jīng)萃取處理后采用UV/fenton法對廢水進(jìn)一步氧化降解，該工藝中模擬鄰苯二甲酸二丁酯廢水濃度為40mg/L，影響因素為雙氧水加入量、硫酸亞鐵加入量、pH值、氧化時間、反應(yīng)溫度五個影響因素，經(jīng)單因素及優(yōu)化實驗確定了最佳工藝條件：H2O2量為0.3L/L，硫酸亞鐵量為50g/L，pH值為5，氧化時間為45min，反應(yīng)溫度為25℃。對優(yōu)化工藝實驗驗證，降解后廢水濃度為0.4mg/L。兩項工藝選定后，對原模擬廢水采用萃取和氧化兩級連續(xù)處理降解，萃取降解后出水COD為23mg/L，紫外氧化降解后出水COD值為8mg/L。

2 生物化學(xué)法

酸析-厭氧-缺氧-好氧法

增塑劑廢水具有pH值高、有機(jī)物濃度高、水質(zhì)復(fù)雜、難降解等特點(diǎn)，廢水中含有大量的對苯二甲酸和辛醇，對苯二甲酸濃度過高對生化系統(tǒng)有較強(qiáng)的抑制、毒害作用。

工藝流程及特點(diǎn)：經(jīng)過酸析反應(yīng)器后，廢水中的對苯二甲酸即與廢水分離沉降，通過三相沉降罐將廢水、浮渣、密度大于水的對苯二甲酸等析出物有效分離，使待處理廢水中的有機(jī)物濃度大大降低，且降低廢水中有害物質(zhì)對生化系統(tǒng)的抑制和毒害。酸析過程中控制有效酸析沉降環(huán)境pH值為4.5-5.0，CODCr最大去除率能達(dá)到60％。在酸析過程中需注意酸度的控制，pH值太低不利于對苯二甲酸的析出，同時由于中和池增加了廢水的總鹽分，給生化系統(tǒng)處理帶來難度。

圖1 廢水處理工藝流程

經(jīng)預(yù)處理后的廢水進(jìn)入生化處理系統(tǒng)，在水解酸化段引入生活污水，在增加綜合廢水可生化性的同時為廢水的生化處理提供了有效的氮、磷元素，提高了生化系統(tǒng)的運(yùn)行效果。

厭氧段采用UASB工藝，在厭氧條件下由多種微生物共同作用，使有機(jī)物分解并生成CH4和CO2。它可分為3個階段：水解、發(fā)酵階段；產(chǎn)氫、產(chǎn)乙酸階段；甲烷化階段。厭氧反應(yīng)在自身發(fā)揮作用的同時，還可為后續(xù)好氧處理創(chuàng)造良好的物質(zhì)條件。

在UASB反應(yīng)器的上部設(shè)置三相分離器，下部為污泥懸浮區(qū)和污泥床區(qū)，底部為布水區(qū)。該反應(yīng)器還能實現(xiàn)污泥顆?；?，顆粒污泥自身良好的沉降性能，三相分離器對污泥具有良好的截留作用，混合液在沉淀區(qū)進(jìn)行分離，污泥可自行回流到污泥床區(qū)，這使污泥床區(qū)能保持很高的污泥濃度。因此UASB工藝對高濃度有機(jī)廢水的處理更具有容積負(fù)荷高、CODCr去除效果明顯、抗沖擊能力強(qiáng)、污泥濃度高、產(chǎn)甲烷活性高的優(yōu)勢。

好氧段活性污泥池出水進(jìn)入PACT反應(yīng)池，對好氧處理后段進(jìn)行更進(jìn)一步的有效生化降解。PACT法是將粉末活性炭(PAC)加入活性污泥中的一種廢水處理新工藝。該工藝目前已被廣泛用于處理印染、化工、焦化、煉油、制藥等工業(yè)廢水，其特點(diǎn)是PAC顆粒包裹在活性污泥絮體中，將活性炭吸附生物再生和生物降解有機(jī)結(jié)合，強(qiáng)化了活性污泥絮體的凈化功能，提高了系統(tǒng)的處理能力。通過PACT池的生化反應(yīng)，在提高有機(jī)物去除率的同時改善二沉池的出水絮凝效果，以確保出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)到設(shè)計要求。

剩余污泥濃縮后，經(jīng)板框壓濾機(jī)壓濾成泥餅外運(yùn)處理。該處理工藝具有耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，處理效果穩(wěn)定、操作管理簡單等特點(diǎn)。

工程實際運(yùn)行結(jié)果表明，采用酸析沉降-水解-UASB-兼氧-活性污泥-PACT工藝處理增塑劑廢水是有效的，處理出水水質(zhì)能穩(wěn)定達(dá)到GB8978—1996三級排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。

3 結(jié)論

本文研究了增塑劑廢水的降解物理化學(xué)、生物化學(xué)降解工藝，緊隨綠色環(huán)保的主題，將污染程度降低至最低限。

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〔9〕王芳.高濃度增塑劑廢水處理工藝研究〔D〕.長春工業(yè)大學(xué)，2012年.

Treatment Technology of Wastewater Containing Plasticizer

ZhaoYongzhe(Environment Monitoring Center Station of Qiqihaer City Qiqihaer HeiLongjiang 161000)

The technology principle，characteristics and research status of methods of treating wastewater containing plasticizers，including physical and chemical method，biochemical method are introduced in this paper.Comprehensive analysis shows that the research of wastewater treatment method of low price，good selectivity and easy regeneration is the future development trend of plasticizer containing wastewater treatment.

Wastewater containing plasticizer Water treatment Physical and chemical method Biochemical method

X703

A

1674-263X(2016)03-0068-03

2016-09-20

趙永哲(1971-)，男，碩士，高級工程師，從事環(huán)境監(jiān)測工作。