论文摘要：鉴于某制革废水中二甲基甲酰胺（DMF）和聚乙烯醇 （PVA）浓度高且难于生物降解的特点，确定采用上升流厌氧污泥反应器（UASB）—两级活性污泥（SBR）工艺对此废水进行处理。 运行结果表明：UASB池出水COD去除明显，但DMF氧化分解后氨氮显著上升，通过向混凝反应池中投加磷酸盐，镁盐及碱，使氨氮反应生成磷酸铵镁（MAP）沉淀除去，废水在二级SBR池进一步处理，最终出水水质可满足《污水综合排放标准》的I级标准，并且整个工艺运行稳定，具有良好的社会效益和环境效益。

　　论文关键词：二甲基甲酰胺，聚乙烯醇，氨氮，磷酸铵镁

　　0.引言

　　DMF是一种性能优良的有机溶剂，在制革工业中，用于PU合成革表面处理过程和二层皮湿法移膜表面处理工艺，每年仅制革行业排放的含DMF废水约1亿t。DMF化学性质稳定，B/C比为0.065，难生物降解，对废水生物处理过程产生抑制作用，影响处理效果，DMF废水处理技术引起了环保工作者的关注。DMF可以经过呼吸道、消化道和皮肤进入人体内，具有一定的毒性，并为实验动物致癌物质，美国确定DMF为人体可能致癌物质，我国地面水中最高容许质量浓度推荐值是25mg/L。聚乙烯醇，因其具有良好的水溶性、稳定性及低用量、高效率、不需高湿度等优良性能，被广泛应用于超细纤维革工艺中的PVA含浸工序，然后在湿法PU含浸工序中被水洗，溶入水中，因此废水中PVA浓度高，其B/C比小于0.2，同样难于生物降解。由于DMF与PVA都仅作为有机溶剂而不发生化学反应，在量上几乎没有损耗，全部进人生产废水中，如不加以处理，将对环境造成很大污染，因此对含有DMF、PVA的废水进行处理是十分有必要的。

　　1.设计进、出水质

　　福建某超纤有限责任公司，是由国内最大的国有人造革生产企业股份公司控股设立，公司以生产各种中高档合成革、超细纤维革系列产品为主，生产废水中含有大量的DMF和PVA。废水主要具有如下特点：①水质波动范围较大：该厂生产的产品品种较多，工艺变化大，而且生产周期随着订单的多少而变化，导致水质水量波动均较大，为此要求处理工艺有较强的抗冲击性和适应性。②有机物浓度高，且难生物降解：生产废水中含有大量PVA和DMF，B/C比均小于0.2，且DMF对废水生物处理过程会产生抑制作用，从而增加了处理的难度。

　　污水处理一期工程设计处理水量为200m/d,废水水质见表1。设计出水水质须达到《污水综合排放标准》（GB8978—1996）的Ⅰ级标准：COD≤100mg/L,BOD≤20mg/L,SS≤70mg/L，pH=6～9。

　　表1废水水质

　　Tab.1Wastewaterquality

　　项目

　　变化范围

　　平均值

　　COD （mg/L）

　　3736～12819

　　6117

　　BOD （mg/L）

　　560～2025

　　986

　　SS（mg/L）

　　175～480

　　330

　　pH

　　8.4～8.9

　　8.7

　　2工艺流程

　　污水处理所有构筑物均为钢筋混凝土结构，其工艺流程如图1所示。

　　图1工艺流程

　　Fig.1Flowchartoftreatmentprocess

　　①DMF废水调节池。地下式，尺寸为6.6m×12.25m×4.3m,有效容积为300m。池内废水主要来自生产车间中含DMF、PVA的生产废水，经过简易格栅后进入调节池，以调节水质水量，调节池底部设穿孔曝气管，通过曝气对废水进行混合。池底设潜水排污泵2台（1用1备），通过阀门控制调节池废水进入UASB或SBR。

　　②综合废水调节池。地下式，尺寸为6.6m×21m×4.3m,有效容积为550m。废水主要为生产车间冲洗废水，DMF回收塔塔顶碱性废水，锅炉酸性废水以及生活污水等有机物浓度低的废水，经过简易格栅后进入调节池，以调节水质水量，调节池底部设穿孔曝气管，通过曝气对废水进行混合。池底设潜水排污泵2台（1用1备），通过阀门控制调节池废水进入UASB或SBR。

　　③UASB池。半地下式，地下4m,地上5m,尺寸为4.3m×8.8m×9m,有效容积为300m,设穿孔管配水，由底部进水，出水经三相分离器后溢流出水。外设立式排污泵2台（（1用1备），通过内循环混匀厌氧池废水。因工程规模不大，产生的沼气利用价值不大，故经过水封灌后高空排放。

　　④MAP反应池。半地下式，地下4m,地上2m，尺寸为1.25m×3m×6m，有效容积为22m。通过加药房计量泵加入磷酸氢二钠、硫酸镁和氢氧化钠，搅拌混匀反应后流入MAP沉淀池。

　　⑤MAP沉淀池。半地下式，地下4m,地上2m，尺寸为3m×3m×6m，有效容积为50m。沉淀池为正方形竖流式沉淀池，加药后废水从中心管进入沉淀池，在此反应生成鸟粪石并沉淀，废水溢流经出水槽流出，鸟粪石沉淀则通过立式污泥泵排入污泥浓缩池。

　　⑥一级SBR好氧池、一沉池及二级SBR好氧池、二沉池。均为半地下式，尺寸均为4.5m×21m×6m,分2格，串联，有效容积为450m。装有半软性填料，池底设穿孔管布气，鼓风机2台（1用1备），一沉池与二沉池分别设排污泵2台（1用1备），进行污泥回流和排泥。

　　⑦中间池。半地下式，地下4m,地上2m，尺寸为4.5m×7m×6m，有效容积为180m.设排污泵2台（1用1备），废水在此进一步沉淀后由污泥泵排入终沉池。

　　⑧终沉池。半地下式，地下4m,地上2m，尺寸为4.5m×5m×6m，有效容积为120m.沉淀池为正方形竖流式沉淀池，中心管处接加药管，通过加药房计量泵加入PAC,使出水进一步澄清并除去悬浮物，最终废水溢流后经出水槽达标排放，沉淀经立式污泥泵抽入污泥浓缩池。

　　⑨污泥浓缩池。半地下式，地下2m,地上2m，尺寸为3m×3m×4m，有效容积为30m.设螺杆泵2台（1用1备），污泥浓缩后由螺杆泵抽至厢式压滤机进行脱水处理，使其成为可堆放、便于运输的干污泥。浓缩液和滤液回流至DMF废水调节池。

　　3运行结果与讨论

　　3.1运行结果

　　2009年4.6日系统调试结束，转入试运行，4.6-4.21试运行期间，系统出水基本稳定，出水水质能达到《污水综合排放标准》（GB8978—1996）的Ⅰ级标准，工程顺利竣工验收，污水监测实验室检测的各指标数据见表2。

　　表2出水水质监测结果

　　Tab.2Measuringresultsoneffluentquality

　　项目

　　COD（mg/L）

　　范围 平均

　　BOD （mg/L）

　　范围 平均

　　SS（mg/L）

　　范围 平均

　　PH

　　范围 平均

　　UASB池

　　882～1095

　　930

　　282～326

　　297

　　230～420

　　315

　　7.3～7.9

　　7.6

　　一级SBR

　　287～378

　　307

　　86～117

　　92

　　95～143

　　118

　　7.8～8.4

　　8.1

　　二级SBR

　　88～124

　　96

　　25～33

　　27

　　50～86

　　62

　　7.5～8.2

　　7.9

　　终沉池

　　61～93

　　75

　　17～24

　　22

　　25～32

　　30

　　7.6～7.9

　　7.8

　　因水质变化较大，且DMF和PVA难以生物降解，生产废水在调节池内通过出水回流稀释，或者通过开启综合废水池潜水泵按一定比例稀释，厌氧进水控制在3000～4000左右，平均3500左右，从表2可以看出，UASB厌氧池对COD的去除率为74%左右，对BOD的去除率为52%；SBR池对COD的去除率为90%，对BOD5的去除率为91%，终沉池出水水质优于GB8978—1996的Ⅰ级排放标准。整个处理系统对COD、BOD、SS的去除率分别达97.9%、96.1%、84%。

　　3.2讨论

　　①由于生产受订单影响，生产废水没有周期性和规律性，废水水量和水质变化都很大，这使得调试过程中系统的连贯性差，污泥受水量和水质冲击大，驯化培养过程困难，所以采用出水回流稀释，同时定期加入一定量综合废水池的生活污水，补充氮和磷，不需另外添加营养物质，节约成本，且在很大程度上使水质比较均匀，减少对污泥的冲击。

　　②生产废水中的DMF和PVA难降解可生化性差，厌氧水力停留时间控制对处理效果影响很大。当水力停留时间为24h时，降解率为约为51%左右，当水里停留时间增加至48h时，降解率能达到78%左右，继续延长水力停留时间至72h，效果不明显，最终降解率能达到82%左右，但池体体积需大幅增大，土建费用增加。所以设计时以48h水力时间来设计厌氧池体积，比较经济有效。

　　③DMF厌氧降解过程中产生大量氨氮，使的厌氧出水氨氮浓度很高，如果不对氨氮进行处理，污水碳氮比严重失衡，将严重影响好氧SBR池的处理效果，生成亚硝酸盐，污泥发生中毒，发生死泥现象，严重影响处理效果。本工程采用鸟粪石沉淀法（MAP法）除氨氮。厌氧出水通过加药房计量泵加入磷酸盐和镁盐，并加碱控制PH在10左右，使氨氮生成鸟粪石沉淀得以除去，此法受干扰小，去除效果稳定。不过公司废水水量大且氨氮浓度高时，加药费用较高，不适宜采用此法除氨氮，建议采用吹脱法除氨氮。

　　4经济分析及结论

　　4.1经济分析

　　废水处理站占地为800m，包括电费、管理费（维修费+人员工资）、药剂费在内的运行费用为4.8元/m。该工程实施后，COD排放量约减少215t/a，BOD排放量约减少29t/a，SS排放量约减少18t/a。

　　4.2结论

　　针对DMF和PVA废水较难处理的特点，采用UASB/二级SBR工艺，经工程实践证明是可行的，关键是厌氧出水后氨氮浓度特别高，要增设合理的除氨氮工艺，最终出水水质能达到《污水综合排放标准》（GB8978—1996）的Ⅰ级标准，该工艺运行稳定，具有良好的社会效益和经济效益。

　　参考文献

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　　4 厉成宣，范雪荣，王强。 退浆废水中PVA对环境的影响及其降解性能[ J ]. 印染助剂， 2007, 24 （6） : 7210.