崔紅梅，周靜，郭麗娜，齊晗兵，曾子鳴，劉雪佳（.東北石油大學(xué)土木建筑工程學(xué)院，黑龍江大慶6338；.大慶石化公司化工三廠，黑龍江大慶6374）

ABS廢水處理技術(shù)的研究進(jìn)展

崔紅梅1，周靜1，郭麗娜2，齊晗兵1，曾子鳴1，劉雪佳1
（1.東北石油大學(xué)土木建筑工程學(xué)院，黑龍江大慶163318；2.大慶石化公司化工三廠，黑龍江大慶163714）

介紹了ABS樹脂的主要生產(chǎn)工藝，以及生產(chǎn)過程中各工藝段產(chǎn)生的廢水的來源及水質(zhì)特點(diǎn)，總結(jié)了現(xiàn)行ABS廢水處理過程中常用的技術(shù)方法，并闡述了各種水處理方法的特點(diǎn)及存在的問題，提出了采用微波-Fenton+生物法組合工藝處理ABS生產(chǎn)廢水的新方法以達(dá)到預(yù)期處理效果。

ABS樹脂；廢水處理；高濃度有機(jī)廢水；研究進(jìn)展

ABS樹脂是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯的三元共聚物，因其具有良好的絕緣、耐低溫、抗沖擊、表面著色好且有光澤、易加工成型等性能而成為世界上五大常用樹脂之一，應(yīng)用較為廣泛，因此，市場對其的需求量很大，我國是ABS樹脂最大的消費(fèi)國[1]，隨著ABS樹脂產(chǎn)量的不斷增加，導(dǎo)致的廢水污染問題也面臨極大的挑戰(zhàn)。由于生產(chǎn)過程中原材料以及助添加劑的添加，導(dǎo)致ABS廢水具有COD含量高、懸浮物含量高、可生化性差等特點(diǎn)，是一種典型的高濃度難降解的有機(jī)工業(yè)廢水，因此，開發(fā)出一種經(jīng)濟(jì)有效的處理方法至關(guān)重要。

1 ABS廢水來源及水質(zhì)特點(diǎn)

目前，國內(nèi)大部分企業(yè)采用乳液接枝-本體SAN摻混法生產(chǎn)ABS樹脂[2]，ABS廢水主要來源[3]：（1）丁二烯聚合工段（B區(qū)），以聚合物為主，呈膠乳狀，COD含量高，一般在1000～2000mg·L-1；（2）乳液接枝工段（C區(qū)），為乳白色，COD含量較高，在1000mg·L-1以上，甚至上萬mg·L-1；（3）ABS凝膠干燥的工段酸洗廢水（E區(qū)），該段出水水量大，pH＜3.0，細(xì)小顆粒物偏多，懸浮物含量偏高，COD一般為900～1400mg·L-1。圖1為ABS生產(chǎn)裝置廢水來源[4]。

圖1 ABS生產(chǎn)裝置廢水來源Fig.1 Wastewatar source of ABSdevice

ABS樹脂生產(chǎn)過程中各工藝段污水摻雜在一起，形成了高濃度難降解的有機(jī)廢水。賴波等采用GC-MS、FTIR、EEM等檢測儀器對ABS廢水中的污染物進(jìn)行分析，檢測結(jié)果表明廢水中的污染物主要為苯系物和有機(jī)腈類物質(zhì)[5]。這些污染物大多具有毒性，對微生物具有毒害作用，且可生化性不好，不宜直接采用生化法處理，因此需要采取一定的預(yù)處理手段。

2 ABS廢水處理技術(shù)研究現(xiàn)狀

目前，ABS廢水的處理技術(shù)主要有物化法、生化法以及物化-生化法聯(lián)用技術(shù)。

2.1 物化法

物化處理方法主要有混凝法、高級氧化法（包括鐵碳微電解法、Fenton氧化法、臭氧氧化法、光催化氧化法）等。

（1）混凝法可以有效地去除廢水中的懸浮物質(zhì)，因此，比較廣泛的用于ABS廢水的處理中。

賴波等[6]利用FeSO4和CaO絮凝沉降處理ABS清膠廢水，結(jié)果顯示COD去除了98.28%，濁度去除率可達(dá)到98.66%，該處理方法具有成本低、效率較高的特點(diǎn)。

李焱等[7]采用混凝溶氣氣浮方法處理ABS廢水，將鋁鹽復(fù)配藥劑、陽離子型PAM組合起來應(yīng)用到廢水處理中可以較好的去除膠乳物質(zhì)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在投加鋁鹽復(fù)配藥劑100mg·L-1、陽離子型PAM 2.5mg·L-1、溶氣水回流比為40%以及HRT為15min的優(yōu)化條件下，可去除95%以上的濁度，50%以上的COD值，處理后水質(zhì)可以滿足后續(xù)深度處理要求，可以應(yīng)用到ABS廢水的預(yù)處理實(shí)際應(yīng)用中。

何緒文等[8]采用混凝-溶氣氣浮方法預(yù)處理PB工段和接枝工段的混合廢水，在篩選出的適宜藥劑CaCl2和陽離子型PAM的作用下對懸浮物的去除效果較為理想，在一定的優(yōu)化條件下能夠去除95%以上的濁度以及70%以上的COD。

（2）高級氧化技術(shù)的作用機(jī)理是通過產(chǎn)生氧化性極強(qiáng)的羥基自由基，將大分子有機(jī)物降解為小分子或直接氧化成CO2和H2O等無機(jī)物[9]，來減輕對環(huán)境的污染以及危害。

賴波等[10]分別用Fenton氧化、臭氧氧化處理ABS廢水，結(jié)果表明Fenton法能夠降解有毒難降解有機(jī)物，使廢水中的COD、TOC和苯系物的去除率分別達(dá)到70.6%、77.7%和100%，并且能夠?qū)U水的BOD/COD值由0.32提高到0.56，而臭氧氧化法主要是分解轉(zhuǎn)化廢水中的苯系物以及有機(jī)氮類污染物，使廢水的可生化性提高，B/C值由0.32提高到0.51。

Srinivasa R.Popuri等[11]用Fenton試劑處理原COD值在2950～4410之間的ABS廢水，在4000mg·L-1H2O2和2000mg·L-1Fe2+作用160min后，COD去除率可達(dá)到75%。

謝呈水[12]、王兵[13]采用光催化納米TiO2來處理ABS廢水，能夠降低廢水的COD值，提高廢水的可生化性，證明這種方法處理ABS廢水是具有可行性。

賴波等[14]采用鐵碳微電解的方法預(yù)處理ABS廢水，在pH值為4、Fe/C（V∶V）=1∶1的條件下，COD去除率可以達(dá)到50%～55%，通過UV-vis、FTIR、GC-MS分析廢水中的芳香族化合物以及有機(jī)氮在微電解過程中的變化，結(jié)果表明微電解系統(tǒng)能高效地分解廢水中典型的芳香類和有機(jī)腈類化合物，將有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為NH3-N（轉(zhuǎn)化率達(dá)到50%）、胺、酰胺等，BOD5/COD值由0.32升高到0.71，提高了廢水的可生化性，是一種經(jīng)濟(jì)有效的預(yù)處理ABS廢水的方法[15]。

郭蓮秀[16]采用混凝內(nèi)電解法處理ABS廢水，在pH值為8，PAC濃度為150mg·L-1，PAM濃度為1.5mg·L-1時，COD去除率在55%左右，經(jīng)過混凝處理后的水樣經(jīng)過內(nèi)電解法處理后可去除75%左右的COD，可達(dá)到后續(xù)工藝進(jìn)水標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 生化法

生化法是利用微生物的代謝作用降解廢水中的污染物質(zhì)，具有經(jīng)濟(jì)高效的特點(diǎn)，但針對ABS廢水可生化性差等特點(diǎn)，常規(guī)的生化處理技術(shù)不能使廢水達(dá)標(biāo)排放，需要篩選特定菌或采取固定化生物方法進(jìn)行處理，才能降低其對微生物的毒害作用。

趙東風(fēng)等[17]以蘭州石化公司絮凝處理后的ABS樹脂生產(chǎn)廢水為研究對象，經(jīng)過一系列試驗(yàn)遴選出適宜降解ABS廢水的ABS-2、ABS-5菌群以及JH-6激活劑，可以使廢水的可生化性變好，由原來的0.38提高到0.49，采用生化法處理后的廢水COD值去除率可達(dá)到84%，能夠?qū)崿F(xiàn)廢水達(dá)標(biāo)排放。

賴波等[18]采用生物活性炭法處理凝聚干燥工段的ABS廢水，經(jīng)馴化后的微生物活性炭將ABS廢水中的特征污染物降解轉(zhuǎn)化，處理后廢水的COD值、總有機(jī)碳及有機(jī)氮的去除率都在80%以上，并且可將廢水中65%的有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為氨氮。

Chia-Yuan Chang等[19]采用缺氧-好氧兩級MBR法處理ABS廢水，運(yùn)行174d后處理后的廢水降解了最高可達(dá)97%的BOD5和89%的COD，獲得了較高的降解效率，污泥產(chǎn)量較低，能夠應(yīng)用于ABS廢水處理中。此外，還設(shè)計(jì)了兩級好氧MBR反應(yīng)器來評價ABS廢水的硝化效果，結(jié)果顯示在水力停留18h后硝化效果較好，凱式氮去除率最高可達(dá)到90%[20]。

朱躍等[21]針對預(yù)處理后的ABS廢水，設(shè)計(jì)氣流提升-微孔曝氣循環(huán)流一體式生物反應(yīng)器，在水力停留時間為24h，進(jìn)水CODCr為800～1000mg·L-1時，單級反應(yīng)器出水CODCr均穩(wěn)定在80mg·L-1以下，去除率達(dá)88%以上，有機(jī)氮去除率達(dá)99%以上，廢水堿度達(dá)到300～450mg·L-1（以CaCO3計(jì)）時，處理負(fù)荷顯著高于傳統(tǒng)工藝，取得了較好的處理效果。

2.3 物化-生化聯(lián)用技術(shù)

竇連峰[22]采用電化學(xué)與生物法耦合的方法來處理ABS廢水，COD去除率最高可達(dá)到76.4%，NH3-N轉(zhuǎn)化率最高可達(dá)到68.8%，BOD5/COD值由0.27最高可提升到0.46，特征污染物得到有效的去除。

寧波某化工有限公司ABS廢水中CODCr和TN含量超過達(dá)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，針對存在問題對原處理工藝進(jìn)行改造，改造前廢水采用氣浮、厭氧-兼氧-好氧以及活性炭吸附工藝處理，改造后將氣浮預(yù)處理混凝劑Al2（SO4）3及Mg（OH）2復(fù)合混凝劑改為Al-Fe-有機(jī)硅藻土高效復(fù)合混凝劑，采用多級A/O生物脫氮工藝，取得了較好的混凝效果，提高了脫氮率，改善了供氧情況，經(jīng)過改造的系統(tǒng)出水CODCr的去除率可達(dá)到99.2%，BOD5去除率可達(dá)到99%，總氮去除率為97.2%，能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排

放[23]。

賴波等[24]采用FeO/GAC工藝處理ABS廢水，探討了溫度以及HRT對污染物分解以及轉(zhuǎn)化的影響，在水力停留時間為4h，溫度為30℃時，此工藝可以有效地轉(zhuǎn)化芳烴以及有機(jī)氮，COD去除率可以達(dá)到30%～45%，NH3-N轉(zhuǎn)化率可達(dá)到50%～60%，再進(jìn)一步經(jīng)過曝氣生物流化床處理，COD去除率可達(dá)到90%以上，處理后的廢水可達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)論

由于ABS樹脂的需求量不斷擴(kuò)大，對其生產(chǎn)過程中排放的廢水污染問題的研究也日益增多。但是生產(chǎn)工藝的不同導(dǎo)致廢水的水質(zhì)具有不同的特點(diǎn)，因此，一些工藝可能只適用于某一種水質(zhì)特點(diǎn)，并不具有代表性；雖然一些工藝取得了不錯的處理效果，但因其高昂的處理費(fèi)用以及繁瑣的處理技術(shù)限制了其在實(shí)際過程中的應(yīng)用，因此，開發(fā)出一種經(jīng)濟(jì)、高效、便捷的廢水處理工藝迫在眉睫。

物化法處理廢水雖然操作簡便，但處理成本較高、反應(yīng)時間長，效果也往往不盡如意；生物法處理廢水具有運(yùn)行成本低、易繁殖、無二次污染等特點(diǎn)，但此方法對廢水的可生化性有一定要求，ABS廢水中所含的毒性有機(jī)物會對微生物產(chǎn)生毒害作用，因此不宜直接采用生物法進(jìn)行處理?，F(xiàn)在的水處理技術(shù)大多為多級方法聯(lián)用，單一的水處理方法已經(jīng)不能滿足要求，因此將物化和生物法聯(lián)合起來處理ABS廢水符合水處理技術(shù)的發(fā)展趨勢。采用微波Fenton法作為生物法處理前的預(yù)處理工藝，可以降解轉(zhuǎn)化部分有毒污染物，提高廢水的可生化性，能夠提高處理效率，縮短反應(yīng)時間，可以用來處理ABS廢水。

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Research progress of ABSwastewater treatment technology

CUIHong-mei1，ZHOU Jing1，GUO Li-na2，QIHan-bing1，ZENG Zi-ming1，LIU Xue-jia1（1.College of Civil and Architecture Engineering,Northeast Petroleum University，Daqing163318，China；2.The Third Chemical Plant of Daqing Petrochemical Company，Daqing163714，China）

This paper introduces themain production technology of ABS resin and the source and water quality ofwaste water in each process section of the production process.It summarizes the technicalmethods commonly used in the current ABSwastewater treatment process and expounds the characteristics and existence of variouswater treatment methods.The new method of treating wastewater from ABS with microwave-Fenton+biological method was put forward to achieve the expected treatmenteffect.

ABS resin;wastewater treatment;high concentration oforganic wastewater；research progress

X70.3.1

A

10.16247/j.cnki.23-1171/tq.20170760

2017-03-07

崔紅梅（1979-），女，遼寧營口人，副教授，碩士，研究方向：水污染控制。

周靜（1991-），女，在讀碩士研究生，研究方向：水處理相關(guān)。