芬頓氧化-鐵碳微電解在合成革廢水處理中的應用

文_劉奕清 李巧紅 福州東成環保技術有限公司

合成革生產過程中產生大量廢水，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）等有機物。DMF進入水體導致COD和氮含量增加，使水質迅速惡化；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能。此類廢水毒性大、難降解，對水體、土壤、動植物生長均產生危害，若處理不當，將嚴重污染環境，影響人類生活。合成革廢水傳統處理工藝主要為預處理+生化處理+深度物化處理，預處理工藝有氣浮、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，廢水的生化因子在0.065左右，很難被生物直接降解，傳統工藝廢水未經預處理直接進入系統，對DMF的處理效果不佳，出水水質不穩定。改用芬頓+微電解預處理技術后，可有效降低廢水中DMF的濃度，降低其毒性的同時提高了廢水的可生化性，便于后續生化處理。該技術應用于福建省某合成革企業廢水處理中效果良好，出水水質穩定達標。

1 廢水來源及水質

福建省某合成革企業位于福建省漳平市，項目廢水主要來源于生產廢水及生活廢水。生產廢水主要包括：①DMF精餾回收塔塔頂水及洗塔廢水，來源于項目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、二甲胺等有機物；②地面及設備沖洗廢水，水量約30m3/d，主要含有SS、COD等污染物；③超纖廠區甲苯回收廢水，水量約800m3/d，主要含有甲苯；④樹脂廠區工藝酯化廢水，水量約20m3/d。生活廢水水量約130m3/d。項目進出水水質見表1。

表1 項目進出水水質

2 工程設計

項目廢水處理工藝流程如圖1所示，設計水量2000m3/d。

圖1 廢水處理總工藝流程圖

項目廢水處理工藝流程說明：按廢水產生環節對廢水進行分別收集，塔頂水、洗塔水、甲苯回收廢水、生活污水等分別預處理，含DMF廢水經芬頓氧化－鐵碳微電解預處理，含甲苯廢水經氣浮－鐵碳微電解預處理，以提高DMF、甲苯的降解效率，提高廢水的可生化性。之后廢水進入缺氧－厭氧－好氧生化處理系統，去除廢水中的COD、氨氮等。

3 處理效果分析

3.1 芬頓氧化－鐵碳微電解預處理效果分析

芬頓－微電解處理前后進出口廢水水質見表2。芬頓－微電解系統對廢水中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，生產容易生物降解的有機物（BOD）及氨氮，從而導致廢水中氨氮含量增加。

表2 芬頓－微電解處理前后進出口廢水水質（mg·L-1）

雖然對有機物的去除率不高，但如圖2所示，廢水的生化因子提高，可生化性增強，這可提高后續生化處理系統對合成革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

項目廢水經芬頓－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，促進了生化處理系統對廢水的處理效率。項目廢水排放水質情況見表3。排放廢水均可穩定達標，對COD、DMF的處理效率可分別達到98.6%、99.9%。

表3 項目廢水排放水水質（mg·L-1）

4 結論

合成革DMF廢水主要來源于項目DMF精餾回收、設備沖洗等工序，有機污染物濃度高，COD高達1866mg/L，DMF249mg/L。

利用芬頓氧化－鐵碳微電解作為預處理技術可有效氧化DMF等毒性物質，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。

預處理后組合傳統生化處理技術可有效處理合成革綜合廢水，出水水質能穩定達到《合成革與人造革工業污染物排放標準》（GB21902-2008）排放限值。