芬顿氧化-铁碳微电解在合成革废水处理中的应用

文_刘奕清 李巧红 福州东成环保技术有限公司

合成革生产过程中产生大量废水，主要来源于浸槽、凝固槽、水洗槽等的工艺废水，废气喷淋、设备、容器及地面清洗水，生活废水等。废水中含有大量N,N-二甲基甲酰胺（DMF）等有机物。DMF进入水体导致COD和氮含量增加，使水质迅速恶化；且可通过呼吸、皮肤接触等暴露途径危害人体健康，长期暴露会损伤肝脏和阻碍造血机能。此类废水毒性大、难降解，对水体、土壤、动植物生长均产生危害，若处理不当，将严重污染环境，影响人类生活。合成革废水传统处理工艺主要为预处理+生化处理+深度物化处理，预处理工艺有气浮、吸附、蒸馏、萃取等，生化处理工艺有：厌氧+好氧等，深度处理工艺有絮凝沉淀、气浮、过滤等。由于DMF水溶性强，废水的生化因子在0.065左右，很难被生物直接降解，传统工艺废水未经预处理直接进入系统，对DMF的处理效果不佳，出水水质不稳定。改用芬顿+微电解预处理技术后，可有效降低废水中DMF的浓度，降低其毒性的同时提高了废水的可生化性，便于后续生化处理。该技术应用于福建省某合成革企业废水处理中效果良好，出水水质稳定达标。

1 废水来源及水质

福建省某合成革企业位于福建省漳平市，项目废水主要来源于生产废水及生活废水。生产废水主要包括：①DMF精馏回收塔塔顶水及洗塔废水，来源于项目PU及超纤合成革湿法含浸工序及废气处理喷淋塔（含DMF20%～30%，经精馏塔后98%以上DMF被回收重新利用），水量约1000m3/d，主要含有DMF、二甲胺等有机物；②地面及设备冲洗废水，水量约30m3/d，主要含有SS、COD等污染物；③超纤厂区甲苯回收废水，水量约800m3/d，主要含有甲苯；④树脂厂区工艺酯化废水，水量约20m3/d。生活废水水量约130m3/d。项目进出水水质见表1。

表1 项目进出水水质

2 工程设计

项目废水处理工艺流程如图1所示，设计水量2000m3/d。

图1 废水处理总工艺流程图

项目废水处理工艺流程说明：按废水产生环节对废水进行分别收集，塔顶水、洗塔水、甲苯回收废水、生活污水等分别预处理，含DMF废水经芬顿氧化－铁碳微电解预处理，含甲苯废水经气浮－铁碳微电解预处理，以提高DMF、甲苯的降解效率，提高废水的可生化性。之后废水进入缺氧－厌氧－好氧生化处理系统，去除废水中的COD、氨氮等。

3 处理效果分析

3.1 芬顿氧化－铁碳微电解预处理效果分析

芬顿－微电解处理前后进出口废水水质见表2。芬顿－微电解系统对废水中COD、DMF具有较好的处理效果，处理效率超过50%。通过氧化－电解作用，可将废水中的难降解的DMF降解为小分子化合物，生产容易生物降解的有机物（BOD）及氨氮，从而导致废水中氨氮含量增加。

表2 芬顿－微电解处理前后进出口废水水质（mg·L-1）

虽然对有机物的去除率不高，但如图2所示，废水的生化因子提高，可生化性增强，这可提高后续生化处理系统对合成革DMF废水的处理效率。

图2 芬顿－微电解处理前后废水生化因子

3.2 总处理效果分析

项目废水经芬顿－微电解处理后，降低了COD、DMF污染物的浓度，且废水生化因子大大提高，促进了生化处理系统对废水的处理效率。项目废水排放水质情况见表3。排放废水均可稳定达标，对COD、DMF的处理效率可分别达到98.6%、99.9%。

表3 项目废水排放水水质（mg·L-1）

4 结论

合成革DMF废水主要来源于项目DMF精馏回收、设备冲洗等工序，有机污染物浓度高，COD高达1866mg/L，DMF249mg/L。

利用芬顿氧化－铁碳微电解作为预处理技术可有效氧化DMF等毒性物质，对DMF和COD的去除效率超过50%；有利于改善废水可生化性，生化因子由0.22提高至0.33。

预处理后组合传统生化处理技术可有效处理合成革综合废水，出水水质能稳定达到《合成革与人造革工业污染物排放标准》（GB21902-2008）排放限值。