芬頓氧化-鐵碳微電解在合成革廢水處理中的應(yīng)用

文_劉奕清 李巧紅 福州東成環(huán)保技術(shù)有限公司

合成革生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量廢水，主要來源于浸槽、凝固槽、水洗槽等的工藝廢水，廢氣噴淋、設(shè)備、容器及地面清洗水，生活廢水等。廢水中含有大量N,N-二甲基甲酰胺（DMF）等有機(jī)物。DMF進(jìn)入水體導(dǎo)致COD和氮含量增加，使水質(zhì)迅速惡化；且可通過呼吸、皮膚接觸等暴露途徑危害人體健康，長期暴露會損傷肝臟和阻礙造血機(jī)能。此類廢水毒性大、難降解，對水體、土壤、動(dòng)植物生長均產(chǎn)生危害，若處理不當(dāng)，將嚴(yán)重污染環(huán)境，影響人類生活。合成革廢水傳統(tǒng)處理工藝主要為預(yù)處理+生化處理+深度物化處理，預(yù)處理工藝有氣浮、吸附、蒸餾、萃取等，生化處理工藝有：厭氧+好氧等，深度處理工藝有絮凝沉淀、氣浮、過濾等。由于DMF水溶性強(qiáng)，廢水的生化因子在0.065左右，很難被生物直接降解，傳統(tǒng)工藝廢水未經(jīng)預(yù)處理直接進(jìn)入系統(tǒng)，對DMF的處理效果不佳，出水水質(zhì)不穩(wěn)定。改用芬頓+微電解預(yù)處理技術(shù)后，可有效降低廢水中DMF的濃度，降低其毒性的同時(shí)提高了廢水的可生化性，便于后續(xù)生化處理。該技術(shù)應(yīng)用于福建省某合成革企業(yè)廢水處理中效果良好，出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

1 廢水來源及水質(zhì)

福建省某合成革企業(yè)位于福建省漳平市，項(xiàng)目廢水主要來源于生產(chǎn)廢水及生活廢水。生產(chǎn)廢水主要包括：①DMF精餾回收塔塔頂水及洗塔廢水，來源于項(xiàng)目PU及超纖合成革濕法含浸工序及廢氣處理噴淋塔（含DMF20%～30%，經(jīng)精餾塔后98%以上DMF被回收重新利用），水量約1000m3/d，主要含有DMF、二甲胺等有機(jī)物；②地面及設(shè)備沖洗廢水，水量約30m3/d，主要含有SS、COD等污染物；③超纖廠區(qū)甲苯回收廢水，水量約800m3/d，主要含有甲苯；④樹脂廠區(qū)工藝酯化廢水，水量約20m3/d。生活廢水水量約130m3/d。項(xiàng)目進(jìn)出水水質(zhì)見表1。

表1 項(xiàng)目進(jìn)出水水質(zhì)

2 工程設(shè)計(jì)

項(xiàng)目廢水處理工藝流程如圖1所示，設(shè)計(jì)水量2000m3/d。

圖1 廢水處理總工藝流程圖

項(xiàng)目廢水處理工藝流程說明：按廢水產(chǎn)生環(huán)節(jié)對廢水進(jìn)行分別收集，塔頂水、洗塔水、甲苯回收廢水、生活污水等分別預(yù)處理，含DMF廢水經(jīng)芬頓氧化－鐵碳微電解預(yù)處理，含甲苯廢水經(jīng)氣浮－鐵碳微電解預(yù)處理，以提高DMF、甲苯的降解效率，提高廢水的可生化性。之后廢水進(jìn)入缺氧－厭氧－好氧生化處理系統(tǒng)，去除廢水中的COD、氨氮等。

3 處理效果分析

3.1 芬頓氧化－鐵碳微電解預(yù)處理效果分析

芬頓－微電解處理前后進(jìn)出口廢水水質(zhì)見表2。芬頓－微電解系統(tǒng)對廢水中COD、DMF具有較好的處理效果，處理效率超過50%。通過氧化－電解作用，可將廢水中的難降解的DMF降解為小分子化合物，生產(chǎn)容易生物降解的有機(jī)物（BOD）及氨氮，從而導(dǎo)致廢水中氨氮含量增加。

表2 芬頓－微電解處理前后進(jìn)出口廢水水質(zhì)（mg·L-1）

雖然對有機(jī)物的去除率不高，但如圖2所示，廢水的生化因子提高，可生化性增強(qiáng)，這可提高后續(xù)生化處理系統(tǒng)對合成革DMF廢水的處理效率。

圖2 芬頓－微電解處理前后廢水生化因子

3.2 總處理效果分析

項(xiàng)目廢水經(jīng)芬頓－微電解處理后，降低了COD、DMF污染物的濃度，且廢水生化因子大大提高，促進(jìn)了生化處理系統(tǒng)對廢水的處理效率。項(xiàng)目廢水排放水質(zhì)情況見表3。排放廢水均可穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，對COD、DMF的處理效率可分別達(dá)到98.6%、99.9%。

表3 項(xiàng)目廢水排放水水質(zhì)（mg·L-1）

4 結(jié)論

合成革DMF廢水主要來源于項(xiàng)目DMF精餾回收、設(shè)備沖洗等工序，有機(jī)污染物濃度高，COD高達(dá)1866mg/L，DMF249mg/L。

利用芬頓氧化－鐵碳微電解作為預(yù)處理技術(shù)可有效氧化DMF等毒性物質(zhì)，對DMF和COD的去除效率超過50%；有利于改善廢水可生化性，生化因子由0.22提高至0.33。

預(yù)處理后組合傳統(tǒng)生化處理技術(shù)可有效處理合成革綜合廢水，出水水質(zhì)能穩(wěn)定達(dá)到《合成革與人造革工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB21902-2008）排放限值。