含氯仿高盐废水多种处理方法实验研究

宋 靖

(福建申马新材料有限公司，福建 福州 350500)

1 含氯仿高盐废水概述

PPTA纤维，即聚对苯二甲酰对苯二胺纤维，俗称对位芳纶，又称“芳纶1414”，是一种高性能聚酰胺纤维，最早由美国杜邦公司于1981年开始批量生产，称为“凯夫拉(Kevlar)”。我国目前仍处于技术研发与试产阶段，规模化生产程度极低。“芳纶1414”生产过程的废水，主要有三部分：树脂生产废水：是指在树脂生产过程中产生的废水，主要工业污染物有盐(NaCl、CaCl2)、COD、氨氮，以及少量的氯仿；纺丝生产废水：含硫酸废水用熟石灰中和，沉淀物压滤后的残液，主要工业污染物为COD；生活污水：主要污染物为COD、氨氮。

树脂废水COD较高，其污染物为NMP(N-甲基吡咯烷酮)较难降解，含有氯仿为生物有害物质，高含盐和氯离子，对细菌微生物生存不利，属于难处理的工业废水。实践中，考虑不同的处理方法，并尝试树脂废水生化处理再用纺丝废水稀释、全厂废水综合生化处理、依托市政污水处理厂或者工业园区污水处理厂进行处理等方式，均有效果。

2 依托市政污水处理厂

市政污水处理厂主体工艺采用卡鲁赛尔氧化沟处理工艺，规模为15万 t/d，经处理后按《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)二级标准排放。

1) 采用槽罐车运送，在污水处理厂污水提升泵入口卸车，树脂废水40 t/车，卸车时间为63 min；或者PPTA综合废水40 t/车，卸车时间为14 min，实验废水在处理废水中的加权贡献参数(污水处理量为6 000 t/h)，见表1。

从表1可以看出，将树脂废水、PPTA综合废水，分别以正常产量的流量比例加入市政污水处理系统中，各类污染物指标对处理水体的加权贡献度均不明显。

表1 树脂废水、综合废水在处理废水的加权贡献

2) 试验情况：用槽罐车运输树脂废水3批次、PPTA综合废水3批次，分别从污水处理厂污水提升泵入口加入，跟踪观察运行系统。在试验过程中，系统运行没有异常变化，出水口数据没有明显变化。

3 树脂废水生化处理实验

树脂废水生化处理的实验，先将树脂废水进行曝气，除去大部分氯仿后，再采用固定化微生物滤池工艺(AF/BAF工艺)。该生化工艺是在固定化微生物处理工艺的基础上，结合生物滤池发展而成的新工艺，该工艺比表面积大，生物附着力强，挂膜性能好，固定微生物能力强。除去氯仿是避免微生物菌群无法培养、训化。在载体上接种高效微生物菌种，引用锦纶工厂污水处理污泥，通过人工筛选、驯化、复壮的菌群，对大分子、难降解、毒性大的污染物有较强的降解能力和适应性。实验工艺流程如第211页图1。

图1 实验处理工艺流程图

3.1 实验过程

实验过程分为两个阶段：

第一阶段：将树脂废水单独曝气处理出去大部分氯仿后进行单独实验，树脂废水COD≤3 200 mg/L(检测最高值COD为3 126 mg/L)，含盐量3.8%，其中，氯离子质量浓度高达24 160 mg/L～26 400 mg/L。

第二阶段：为树脂废水和纺丝废水混合处理实验，即实验装置前端AF池四级和BAF前四级处理溶剂废水后，将纺丝废水接入BAF池第五级与树脂废水进行混合处理。

3.2 实验结果与分析

3.2.1 树脂废水单独处理COD检测数据分析

微生物养生结束后，系统开始进树脂废水原水进行处理实验，微生物经过10 d的培养驯化后，系统出水稳定，然后进行树脂废水正常处理实验，连续检测8 d，进水COD≤3 126 mg/L，出水COD平均值在647 mg/L，COD负荷的去除率平均值为78.6%，氨氮负荷的平均去除率为42.6%，处理取得了显著的效果。但氯仿去除率仅有12.12%，效果不明显。

3.2.2 树脂废水与纺丝废水混合处理实验结果与分析

树脂废水单独进行处理并稳定运行检测8 d以后，进行树脂废水与纺丝废水混合处理实验，即实验装置前端AF池四级和BAF前四级处理溶剂废水后，将纺丝废水接入BAF池第五级与树脂废水进行混合处理，纺丝废水与树脂废水混合比例为2:1，连续检测14 d。结果显示，将树脂废水生化处理后，再混入纺丝废水混合处理，出水COD平均值149 mg/L，COD总负荷去除率平均值为86%，处理取得了显著的效果，出水可达国家《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)二级标准。

4 系统综合处理实验

将树脂废水单独处理，或树脂废水与纺丝废水量按1:3的比例，经过综合调节池进行调制和盐度缓冲，顺序抽送到Fe/C池、厌氧生化反应器、好氧生化反应器、FENTON高级氧化器。厌氧、好氧生化反应器均采用MBBR工艺。中试生化菌群引自污水处理厂活性污泥，规模为处理树脂废水2.4 m3/d，或树脂废水与纺丝废水混合废水6.0 m3/d，场地3 m×9 m。

4.1 实验方案

1) MBBR挂膜成功后每天检测1次，主要检测项有COD、BOD5、氨氮、TN、TP、pH、氯仿、污泥浓度等。实验第1天～第15天，MBBR池内只进行曝气，不进水。

2) 第15天测定MBBR池内指标达到COD<200 mg/L，开始1.5 m3/d进水，同时测定各项指标。

3) 第15天～第30天，以0.3 m3/d速度增加水量，直到满负荷6 m3/d。

4) 若遇到进水水质波动较大、异常状况，停止增加或减少进水量，保持COD<100 mg/L。

5) 中试计划周期为45 d。

系统综合处理实验流程见图2。

图2 系统综合处理实验流程简图

4.2 实验进程及结果

1) 实验进程并不顺利。初期进行树脂废水独立实验时，菌群驯化进展缓慢，污泥漂浮，分析数据没有规律。表明菌群对树脂废水很难适应，菌群非常脆弱。

2) 后采取树脂废水与纺丝废水按1:3的比例进行试验，进展较为顺利。得到稳定的数据后，实验结束，历时62 d。实验结果表明，利用污水处理厂活性污泥驯化菌群，经Fe/C微电解、厌氧、好氧生化反应后，再通过FENTON高级氧化，可以实现达标排放。

5 依托工业园区污水处理厂

位于某工业园区的PPTA放大装置，所产废水总量约为30 m3/h，不同之处在于，废水中COD值很高，但氯仿含量极低，数据见第217页表2。

表2 废水综合指标表

园区要求企业污水自行处理后，达到COD≤400 mg/L、ρ(氨氮)≤45 mg/L时引入园区污水处理厂深度处理，达标后深海排放。

企业采用氧化沟工艺处理厂内污水。氧化沟分为两道，并列布置，单道尺寸(L×W×H)为36.0 m×12.0 m×4.5 m，采用曝气盘直道曝气，每池辅助4台液下搅拌推流器。每台氧化沟有效容积为

1 944 m3，水力停留时间为78 h。预处理后，出水指标基本满足纳管外排园区污水处理厂的要求。

园区污水处理厂采用A2/O生化处理(厌氧-缺氧-好氧生物除磷脱氮)工艺，规模为25万 m3/d,进水指标COD≤500 mg/L、ρ(氨氮)≤45 mg/L、ρ(TN)≤50 mg/L。经一级处理后设计出水指标为COD<350 mg/L、ρ(TN)<45 mg/L、ρ(TP)<7 mg/L。经过二级处理，出水指标为COD<100 mg/L、ρ(氨氮)<2 mg/L、ρ(TP)<1 mg/L。

6 结语

目前进行对位芳纶研发的机构，普遍存在系统不稳、废水水质变化大的情况，控制难于处理的污染物排放是关注重点。可以有不同的处置方式和处理工艺均可以实现达标排放。企业是自行建设污水处理厂站进行处理，还是依托市政污水处理厂，或者是企业预处理后，纳管进入工业园区深度处理，需要看当地的政策以及资源状况，综合考虑经济效益与社会效益，合理决策。