我國是世界上聚氨酯生產和銷售第一大國，生產的軟泡、硬泡、彈性體、氨綸、合成革漿料等聚氨酯材料在交通、家具、建筑、服裝等行業都有廣泛的應用。由于聚氨酯生產廢水中含有醛類、有機酸和惰性溶劑等成分，直接排放會使環境酸堿失衡，同時其含有的較高濃度的甲醛毒性較大，不僅會導致水中微生物死亡，而且會給人類健康帶來極大危害。因此，對聚氨酯廢水進行處理，使其達標排放，對于保護生態環境和人類健康具有重要意義。

1、工程概況

江西某聚氨酯科技有限公司擁有年產5萬t環保型納米級難燃聚合物聚醚多元醇建設項目，項目總投資59000萬元，項目建設地址位于某工業城。廠區為此項目生產廢水建設了污水處理站，目前廢水產生量為64m3/d。由于廢水水量的瞬時變化可能較大，同時考慮到為今后企業的發展預留空間，因此設計污水站生化處理規模為100m3/d。系統進水水質如表1所示。

根據當地接管要求，園區目前執行的接管標準：COD≤500mg/L，NH3-N≤45mg/L，甲醛≤5mg/L，pH6~9。

2、處理工藝選擇

2.1 水質分析

聚氨酯生產中原輔材料主要有聚醚多元醇、液體甲醛、三聚氰胺、尿素、雙氰胺、助劑。項目的產污節點主要是真空條件下進行脫揮及短程分子蒸餾產生的生產廢水，設計水量為20m3/d。該廢水中主要含有甲醛及含氮有機物，有腥臭味。廢水呈白色乳狀液，主要是水溶性物質引起，無法通過自然沉降的方式達到分離。該廢水COD、甲醛類化合物含量較高，生物毒性較大，且可生化性較差，不能直接采用生化方法進行處理，需對其進行分質預處理。真空泵廢水、生活污水和沖洗廢水等其他廢水設計水量為80m3/d，其與經過預處理的生產廢水一起匯入調節池進行后續處理。

2.2 處理工藝選擇

2.2.1 預處理工藝選擇

目前，處理含甲醛廢水的方法主要有高級氧化法、吸附法、蒸汽吹脫法、生物法和石灰法。從處理效果以及經濟性考慮，本工程確定采用石灰法對生產廢水進行預處理。石灰法可通過使甲醛發生甲聚糖反應而生成多糖，不僅避免了甲醛對生物的毒害作用，生成的多糖還可為生化反應提供營養成分，可明顯降低后續處理的難度。

2.2.2 生化處理工藝選擇

生產廢水經過石灰法預處理后，可生化性得以提高，但COD仍較高，且實際生產產水不穩定，因此設置2個厭氧池。當預處理后廢水COD≥6000mg/L時，2個厭氧池以串聯的形式工作；當預處理后廢水COD<6000mg/L時，2個厭氧池以并聯的形式工作。這樣能有效應對聚氨酯生產過程中廢水水量、水質波動大的情況，克服現有技術中聚氨酯廢水難生化處理和實際處理過程中效果不穩定的問題。依據廢水水質，確定采用A2/O的生化處理工藝。

2.2.3 深度處理工藝選擇

廢水經過預處理和生化處理后，剩余的有機物均為難生物降解的有機物，因此需要對生化尾水進行深度處理，以達到排放標準。臭氧催化氧化技術是一種高效的污水深度處理技術，臭氧在催化劑的存在下會產生大量羥基自由基，其能夠將難生物降解的有機物完全礦化，可有效去除廢水中的COD。本項目深度處理選擇臭氧催化氧化工藝。臭氧催化氧化塔前設置混凝沉淀池，以去除廢水中可溶解懸浮顆粒物，確保臭氧催化氧化處理出水達到排放標準。

本項目廢水處理工藝流程如圖1所示。

3、系統主要構筑物及處理效果

3.1 預處理系統

(1)廢水收集池。1座，鋼砼防腐結構，容積77m3。配套2臺提升泵(1用1備)，型號IHF50-32-200，Q=6.3m3/h，H=12m，N=1.1kW；1臺引水筒，尺寸DxH=500mmx1000mm。

(2)甲聚糖反應罐。2座(1用1備)，尺寸DxH=1800mmx2700mm，其中n(CaO)：n(甲醛)=1：1，過量投加。因反應需要在曝氣狀態下進行，且會生成大量沉淀，故配備曝氣設備與排泥裝置。排泥泵2座(1用1備)，型號G25-1，Q=2m3/h，H=60m，N=1.5kW。

廢水預處理效果如表2所示。

結果表明，石灰法對生產廢水中的甲醛具有較好的去除效果，甲醛去除率達到97%，COD去除率達到48.8%。廢水中的甲醛反應后生成多糖，一部分與氫氧化鈣絡合，一部分進入廢水中。產生的化學污泥進入污泥濃縮池進行后續處理。此外，石灰的加入還起到了調節廢水pH的作用，廢水原水pH為酸性，出水pH升至13，該廢水與其他廢水混合后不需要調節pH，可直接進行后續的生化處理。

3.2 生化處理

(1)調節池。

該調節池是在現有基礎上改造而成，有效容積98m，停留時間23h。配有2臺提升泵(1用1備)，型號IHF50-32-200，Q=6.3m3/h，H=12m，N=1.1kW。配有1臺引水筒，DxH=500mmx1000mm，同時還配有1臺流量計和2臺pH計。

(2)厭氧池。

碳鋼防腐結構，2座(1用1備)，容積100m，停留時間12h，設計規模100m3/d。配有流量計1臺。廢水進入厭氧池后通過布水管路與厭氧污泥均勻接觸，在產甲烷菌的作用下，難生物降解的有機物被降解。厭氧反應不但可明顯降低廢水中的COD，還可以提高廢水的可生化性。

(3)好氧池。

碳鋼防腐結構，2座(1用1備)，容積100m3，停留時間24h，設計規模100m3/d。配備混合液回流泵2臺(1用1備)，型號WL2120-240，Q=10m3/h，H=8m，N=0.8kW；流量計1臺；300個曝氣器，設計參數為D215mm。好氧反應可明顯降低廢水的COD。

(4)混凝沉淀池。

碳鋼防腐結構，2座(1用1備)，尺寸4200mmx300mm，水力負荷0.4m3/(m2·h)。配套污泥泵2臺(1用1備)，型號G25-1，Q=2m3/h，H=60m，N=1.5kW。混凝沉淀池的作用是通過投加絮凝劑，去除廢水中的膠體和細微懸浮物。

(5)污泥濃縮池。

碳鋼防腐結構，配有1臺污泥螺桿泵，型號G25-1，Q=2m3/h，H=60m，N=1.5kW；1臺板框壓濾機，設計參數為20m3；1個污泥均質罐，碳鋼防腐結構，規格為D1.5mx1.9m。

(6)鼓風機房。

配套羅茨風機2臺(1用1備)，型號3L41WD，Q=10.5m3/min，出口P=4mH2O，N=10.2kW。

(7)加藥間。

配有1套硫酸加藥系統，1套液堿加藥系統，1套PAC加藥系統，1套PAM加藥系統。

生化處理效果如表3所示。

經生化處理后，廢水COD明顯降低，氨氮去除率也達到了56.4%。為了保證出水水質達標，采用臭氧催化氧化工藝對生化出水進行深度處理。

3.3 深度處理系統

(1)臭氧塔。

結構形式不銹鋼316L，2座(1用1備)，尺寸1.1mx2.7m，有效容積2.2m，設計水量100m3/d，水力停留時間30min。臭氧催化劑為氧化鋁，其與廢水的體積比為1：10。配有臭氧發生器2臺(1用1備)，尺寸20mx9.5m，臭氧發生量10kg/h，氧氣罐2個(外購氧氣源)。臭氧在催化劑作用下形成的·OH與有機物的反應速率更高、氧化性更強，幾乎可以氧化所有的有機物，如有機酸、醛等，可以將有機物完全礦化，提高污水的COD去除率。

(2)排放池。

碳鋼防腐結構，2座(1用1備)，容積200m3。配有1臺不銹鋼污水泵，型號50TBP20-40-7.5；1臺流量計。

深度處理效果如表4所示。

臭氧催化氧化的臭氧利用率達到90%以上，甲醛去除率達到93.3%，最終出水水質可穩定達標。

4、處理效果及成本分析

2019年5月新建廢水處理站完工并投入使用。該廢水處理工程年運行費用為18.6萬元，其中，動力費8.7萬元/a，藥劑費7.4萬元/a，人工費1.4萬元/a，固廢處置費1.1萬元/a。廢水處理系統運行穩定后，出水水質范圍：甲醛0.8~3mg/L，COD190~350mg/L，氨氮20~35mg/L，pH7~8，達到接管標準。

5、結論

針對某聚氨酯生產廢水的水質特點，采用石灰法-A/O-臭氧催化氧化的組合工藝對其進行處理。運行結果表明，該工藝能夠有效去除聚氨酯生產廢水中的甲醛、COD和氨氮等污染物，處理出水水質穩定，出水中甲醛≤5mg/L，COD≤500mg/L，氨氮≤45mg/L，達到園區接管標準。（來源：南京理工大學環境與生物工程學院，江蘇南大華興環�？萍脊煞莨�司）