聚醚廢水處理技術進展

趙克品

摘 要：簡單介紹了聚醚廢水的特點，重點概括了聚醚廢水處理方面的研究技術進展情況及優(yōu)缺點，并對聚醚廢水處理方法進行展望。

關鍵詞：聚醚廢水；處理；技術進展

1 前言

聚醚多元醇（簡稱 PPG）和聚合物多元醇（簡稱POP）是聚氨酯工業(yè)的重要原料?？捎糜谥圃焖芰稀⑾鹉z、纖維、硬質(zhì)和軟質(zhì)泡沫塑料、膠粘劑和涂料等，市場需求巨大。

聚醚生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的有機廢水，基本組分為反應不完全的原料及副產(chǎn)物，其組成、來源及特點如表1所示：

2 聚醚廢水處理方法研究進展

廢水處理方法有很多種，但在聚醚廢水方面的應用研究報道卻并不多，已見報道或已知正在研究的方法主要有：常規(guī)生化法、鐵碳微電解法、組合生化法、電催化氧化法等。

2.1常規(guī)生化法

一般采用厭氧生物濾池與O/A/O接觸氧化組合處理工藝，即高濃度聚醚生產(chǎn)污水與低濃度生產(chǎn)、生活污水分流，高濃度聚醚生產(chǎn)污水先泵入?yún)捬跎餅V池，進行厭氧水解。厭氧生物濾池下部是厭氧污泥床，具有很高生物濃度，聚醚廢水在厭氧污泥床內(nèi)經(jīng)過厭氧水解酸化處理后，水中的大分子難降解有機物可以開環(huán)斷裂成小分子有機物，從而提高廢水的可生化性及后續(xù)生化處理效果。

O/A/O接觸氧化組合處理流程包括多段接觸氧化（O）、厭氧水解酸化（A）、二級好氧氧化（O）三部分。聚醚廢水經(jīng)厭氧生物濾池處理后，自流進入多段（三段）接觸氧化池進行好氧（O）生化處理，其中第一段主要去除易生化的有機物，二三段主要降解可生化，但降解速度慢的大分子有機物。經(jīng)過多段接觸氧化后的出水進入中沉池進行泥水分離，出水再與匯入的低濃度生產(chǎn)、生活污水混合進入水解酸化池進行厭氧水解（A），穩(wěn)定水質(zhì)的同時降低部分有機好氧物濃度。隨后流入混合污水接觸氧化池進行二級好氧（O）生化處理，最后經(jīng)過二沉池泥水分離，出水可達天津市2015年前污水三級排放標準的要求[1]。

2.2 鐵碳微電解法

鐵碳微電解技術是利用金屬腐蝕電化學的基本原理對廢水進行處理的工藝方法，又稱內(nèi)電解法、零價鐵法、鐵還原法等。一般要在需要處理的工業(yè)廢水中加入一定酸，使廢水保持一定酸值，然后按照一定比例加入鐵屑和活性碳顆粒，利用低電位的Fe和高電位的C在廢水中所產(chǎn)生的電位差，形成無數(shù)微小的原電池，反生電極反應，過程產(chǎn)生大量具有較強的反應活性的新生態(tài)[H]和Fe2+。新生態(tài)的[H]能破壞發(fā)色物質(zhì)的發(fā)色結構，使廢水中某些有機物的發(fā)色基團和助色基團破裂，大分子分解為小分子，使廢水的組成向易于生化的方向轉(zhuǎn)變，提高廢水的可生化性。新生態(tài)Fe2+具有較強的還原能力，在酸性條件下，可將一些重金屬離子和有機物還原為還原態(tài)，可以將高價態(tài)的離子還原為單質(zhì)，能使一些難降解長鏈和環(huán)狀有機物開環(huán)、斷裂，達到降解有機物的目的。原電池反應后，廢水中出現(xiàn)大量的Fe2+和Fe3+，加堿調(diào)整廢水PH值呈弱堿性，水中會生成Fe（OH）2和Fe（OH）3絮狀物，這些絮凝物具有較強的吸附、絮凝活性，能使廢水中微小的分散粒以及脫穩(wěn)膠體有機物絮狀沉淀，廢水進一步得到凈化。天津大沽化工投資發(fā)展有限公司劉志成利用鐵碳微電解-曝氣生物濾池組合工藝處理該公司聚醚廢水，取得良好效果，CODcr去除率高達70%。天津石化研究院李榮等人進行鐵碳微電解處理該公司聚醚廢水預處理研究發(fā)現(xiàn)，單純的鐵碳微電解法對其公司聚醚POP廢水的COD去除率可以達到40%～50%。過程中引入H2O2或過硫酸鹽等其它氧化劑，可將廢水COD去除率提高到50%～60%。

鐵碳微電解法具有反應設備簡單、運行成本低的特點。但運行過程中鐵碳填料層易發(fā)生鈍化、板結，生成溝流等，處理效果逐漸降低的現(xiàn)象。將鐵碳材料做成成型鐵碳顆粒，可在一定程度上有所改進，但很難完全杜絕。且處理過程需要一定量酸、堿調(diào)節(jié)廢水PH值，最終還會產(chǎn)生一定量的鐵泥固廢。

2.3組合生化法

組合生化法就是其他方法+生化處理的組合工藝。鐘飛等利用納濾膜+生化處理的組合工藝進行聚醚廢水處理研究[2]。研究結果發(fā)現(xiàn)，先用1nmd的納濾膜對聚醚廢水進行納濾處理，可以將廢水中大部分難降解大分子有機物（分子質(zhì)量≥500）截留下來回收使用，低分子濾液COD約為5000 mg/L，與生化降解性較好的脫低分子廢水及低濃度廢水混合，進行厭氧好氧組合生化處理可達標排放。另外，張斌等對陶瓷膜處理聚醚廢水進行了研究，取得了良好的處理效果，COD去除率可以達到95%以上[3]。

膜處理設備的使用，從作用上來看，確實可以提高廢水的處理效果，但同時納濾膜也需要定期進行清洗乃至更換，造成處理成本增加。

2.4電催化氧化法

電催化氧化技術是在電化學氧化的基礎上發(fā)展起來的一種高級氧化技術，其按氧化作用機理可分為直接氧化和間接氧化，直接氧化是陽極的直接氧化作用實現(xiàn)，間接氧化是通過水溶液中的強氧化基團來實現(xiàn)的。它是在外電壓施加條件下，通過電極/催化劑材料活性組分發(fā)生電化學反應，從而催生大量·OH、·HO2、O3 等氧化劑，將有機物分解成小分子中間產(chǎn)物，甚至直接氧化成CO2和H2O。

與其它高級氧化技術相比，電催化氧化技術具有反應條件溫和、可控性強、裝置簡單，易自動化，運行成本低等優(yōu)點。近年來，在處理有毒、有害、難降解有機廢水，尤其在高含鹽廢水方面得到廣泛關注。天津石化研究院與天大合作采用復合石墨電極，加入負載有活性組分的活性炭催化劑，在電壓7V，電流密度100A/m2，處理時間2h的條件下，使聚醚廢水COD由5865mg/L降到了1600mg/L左右，COD去除率穩(wěn)定在70%以上，噸水處理電耗可控制在15元左右。

3 展望

聚醚廢水成分復雜，COD高且波動大，可生化性差，具有將強的生物毒性，屬于公認的難處理有機化工廢水之一，直接利用常規(guī)生化法進行處理，容易造成生化系統(tǒng)負荷劇烈波動，出水COD指標很難達到現(xiàn)今日益嚴格的排放標準。針對聚醚廢水的特點，進行的高級氧化處理方面的研究還處在起步階段，未引起足夠的重視，還需進一步加強。

參考文獻

[1] 王梅梅.聚醚廢水的處理，環(huán)境保護與治理[J]，2015，15（9）：28-30

[2]鐘飛，彭波.組合生化法處理難降解聚醚廢水的工程實踐.工業(yè)水處理，2009，29（10）：65-68

[3]張斌，柯躍華等.陶瓷膜處理聚醚廢水通量影響因素的試驗研究.工業(yè)水處理，2006，26（6）：23-25

（作者單位：中石化股份公司天津分公司研究院）