化妆品生产废水处理的对策

２0１4年第45卷第１１期修回日期：２0１4-07-２１作者简介：罗波（１９7３-），男，本科，工程师，主要从事化妆品相关研究。E-mail：[e-mail]。化妆品生产废水处理的对策罗波（浙江欧诗漫集团有限公司，浙江湖州３１３２00）摘要：化妆品生产排放废水，虽然水量不大，但难以生物降解。本文根据废水的来源和特点，从加强企业的科学管理、重视生化前预处理、实施组合处理方法、开展深度处理与循环利用研究等四个方面，提出了化妆品生产废水处理的综合对策。关键词：化妆品；废水；处理；对策文章编号：1006-４18４（201４）11-0051-0４化妆品生产是一项扮靓事业。２0１２年中国化妆品销售额达３２0亿美元[１]；根据２0１4年１月国家统计局发布的报告，２0１３年化妆品零售额为１６２5亿元，同比增长１３．３%。随着人民生活水平的不断提高，化妆品消费将持续大幅度增长，其生产过程所排放的废水应引起高度重视，如果直接排放，必将严重影响水体的生态系统。化妆品生产废水的污染源主要是洗涤水或冲洗水。同时也可能存在过滤母液、蒸馏残液等工艺废水。化妆品生产废水有三个特点：①废水量小，但水质波动大。这是由化妆品生产精细化、批量化、小量化的特点所决定的，由于产品更换和间歇生产，排放废水的水质波动较大，一般生产１t产品，大约产生１0t左右废水。②污染物浓度高，且可生化性较差。废水中COD、BOD、LAS等浓度均很高，COD值可达１0000mg/L以上，但BOD/COD值较低，说明这些有机污染物属难生物降解物质。③废水组分复杂，且含有毒有害物质。由于化妆品种类繁多，每一产品所需原料也较多，导致废水成分复杂，给废水治理带来困难。同时，有些产品如染发剂、指甲油、祛斑产品中的某些添加剂，甚至有些产品中所含的少量铅、砷、汞等，对微生物有较大的毒害作用。根据水质特点和水量情况，结合近年专家、学者研究的新工艺、新技术，笔者提出以下治理建议。1加强企业的科学管理在当前企业转型升级过程中，应统筹考虑本地区化妆品生产企业的布局，必要时进行适当重组，为废水处理提供便利。合理组织生产，减少洗涤、冲洗水的排放。推行清洁生产（２0１0年８月环保部已发布清洁生产审核指南日用化学工业（化妆品）征求意见稿），减少工艺过程跑、冒、滴、漏。改进原料路线和生产方法，采用新工艺，重视节约用水，减少废水排放。实行清洁分流，显著减少待处理废水的排放量。2重视生化前预处理2.1气浮法该法可使化妆品生产废水中自然沉降和简单上浮很难的、粒径在0．5~２．5μm的乳化油及滑石粉、云母粉等无机悬浮物随气泡迅速上浮到水的表面，达到既回收废水中的悬浮物，又达到净化废水的目的。据报导，采用气浮装置作废水预环保技术5１--Vol．45No．１１（２0１4）ZHEJIANGCHEMICALINDUSTRY处理，可去除大部分阴离子表面活性剂，LAS从８0mg/L下降至１0mg/L，并且避免了在曝气时产生大量的泡沫[２]，对处理大量无机细小悬浮物效果也良好[３]。必要时加入适当的浮选剂，使水中乳化油或细小的固体颗粒更易粘附在空气泡上。加压溶气浮用水泵将废水加压至３~4atm，同时注入空气，其水气混合物进入溶气罐中混合溶解，通过减压阀进入常压气浮池进行气浮。2.2混凝如果在废水中投入混凝剂，此化合物水解后在废水中形成胶团，与废水中LAS等乳化油产生电中和而凝聚成絮状绒粒，在沉降过程中废水中一些细小的分散固体颗粒亦同时被吸附下沉，从而达到废水净化的目的。常用的混凝剂有硫酸铝、硫酸亚铁、三氯化铁、碱式氯化铝、聚丙烯酰胺等。必要时可加入适当的助凝剂，或采用复合混凝剂,操作过程是先快速搅拌，后慢速搅拌，沉淀后分出清水和残渣。据报导，采用一种复合盐作混凝剂处理某化妆品生产废水，COD从９7８３mg/L降为３0３３mg/L，去除率达６９%；SS从4１75mg/L降为３３4mg/L，去除率达９２%；LAS从１９２mg/L降为１5．２mg/L，去除率９２%，当pH控制在８．5时，效果最佳[4]。南亚军采用一种新型高效高分子复合混凝剂处理某日用化学公司排放废水，投药量为１50mg/L，pH值5．5~８．5，COD去除率９１．８%，SS去除率达８0%；如采用聚合氯化铝作混凝剂，COD去除率达7９．６２%，出水COD为１２８mg/L[5]。2.3厌氧生物法该法在断绝供氧的情况下，利用厌氧微生物使废水中的有机物转化为简单有机物和无机物。采用厌氧反应器（ASBR）可将大部分化妆品生产废水中污染物降解，且具有处理污染物浓度高，能耗少、效果好、维护费用低的特点。同时改善出水的可生化性能，可减轻后续好氧生物处理的负荷，提高有机污染物的去除率，还因去除了大部分LAS，避免废水产生泡沫。杨敏珊利用ASBR（膜法）处理化妆品生产废水的水解反应，其水力停留时间１２h，废水经ASBR罐水解反应后，出水BOD/COD值在两次监测中分别从0．4６３提高到0．540，从0．３９２提高到0．5１８，表示经过预处理后可生化性能得到改善，有利于进一步进行好氧生物处理[６]。林方敏采用上流式厌氧反应床（UASB），处理某企业化妆品生产废水，进水量400m３/d，进水COD１0000mg/L，BOD5３000mg/L，LAS８0mg/L，停留时间4８h，COD去除率达９0%以上[２]。2.4其他处理方法许多工业废水处理技术都能适用化妆品废水的预处理。例如：利用金属腐蚀原理，以Fe、C形成原电池对废水进行处理，微电解池内设穿孔管空气曝气系统，池中废铁占池有效容积的三分之一，停留时间３．８h，经微电解处理，其COD从5440mg/L降为40８0mg/L，去除率达２5%[7]，废水可生化性相应提高。巴西处理某化妆品和医疗废水，pH7．３，COD１75３mg/L，BOD２00mg/L，SS１50~２50mg/L，浊度２5．5，以铁做阴极/阴板，电流密度7６３A/m２，初始pH值６．0，电凝９0min后，COD去除率为８６%，悬浮物（浊度）去除率９１%。电凝后残留物采用光催化法，在pH值３．0，UV/TiO２/H２O２（汞灯，TiO２为0．２5g/L，H２O２１0mg/L）照射4h，COD从电凝后１６0mg/L继续降为50mg/L，无机物也得到更多的去除[８]。据报导，采用Fenton试剂（Fe２+-H２O２），兼有氧化和混凝的作用，并提高废水的可生化性，化妆品废水COD47３0mg/L，在初始pH３．0，Fe２+浓度为２00mg/L，H２O２浓度与初始COD之比相当于理论值的２．１２倍时，总有机碳（TOC）在２5℃时可降低45%以上，处理后废水的COD值达到西班牙工业废水排放到市政下水系统的区域限制值[９]。3实施组合处理方法化妆品生产废水的一级处理常采用筛滤法，可以采用金属筛网，以截阻水中固体物质，对于化妆品生产废水更宜采用格栅，以防废水中的大块漂浮物阻塞构筑物的孔洞、闸门和管路，或损坏水泵等机械设备。由于化妆品生产多为间歇操作，不同时段水质变化较大，采用调节池以均化水质是必须的，可减少后续处理的冲击负荷。化妆品生产废水的二级处理普遍利用好氧微生物的生命活动过程，将有机污染物氧化分解成稳定的无机物。这一过程也称为好氧生物处理，可以是活性污泥法，也可以是生物膜法。据报导，采用两级接触氧化，COD去除率达70%和６0%；华南某日用化工厂采用三级生物接触氧化，COD、BOD5、SS的去除率分别达９7．６%，９7．９%和5２--２0１4年第45卷第１１期８7．4%。采用单一的处理技术治理化妆品生产废水往往难以取得理想的效果，组合处理已成为生产企业的共识。各企业生产品种不同、产量不同，因此水质各不一致。一种废水往往可用几种组合工艺进行处理，采用哪一种方法需要进行多方案的技术经济比较，以确定一个适合自己的，技术可行又经济合理的废水处理方案。同济大学陈新等对化妆品生产废水处理技术研究进展进行详细综述，可为化妆品生产废水处理提供参考[１0]。例如，笔者所在的浙江欧诗漫集团有限公司，生产水、霜、乳液、粉、洗发水、沐浴露、洗面奶和染发剂等化妆品，采用气浮-厌氧生物法-好氧生物法处理化妆品废水，进水COD１5000mg/L，LAS１000mg/L，出水COD３00mg/L，LAS２0mg/L,去除率分别达９８%，９８%。笔者所在的公司还有部分污水被别的公司直接拉去作为原水去处理他们的污水。据报导气浮-水解-好氧生物法处理护肤、彩妆、洗涤剂类化妆品废水，反应池COD、BOD、SS、LAS的去除率分别达９３%、９5%、２８%、３３%，当生产废水COD4８３0~９２45mg/L时，调节曝气时间，系统出水COD可稳定在≤８0mg/L[３]。胡培靖也报导了采用气浮+上流式厌氧污泥床+接触氧化法处理日用化工废水的实例[１１]。南亚采用混凝-生物法处理日用化工废水[5]，肖桃生等采用混凝沉淀-厌氧-好氧法处理化妆品生产废水[4]都有较好的处理效果。杨敏珊采用ASBR(膜法)-SBR法处理化妆品生产废水[６]。余冉等以厌氧-好氧法处理技术，厌氧段和好氧段水力停留时间分别为１5h和１３h，在系统连续运行4d，处理效果良好[１２]。此外，还有微电解-厌氧-接触氧化法、臭氧-曝气生物滤池法等组合处理方法。4废水的深度处理与循环利用4.1开展三级处理技术的研究目前，废水的三级处理相对薄弱，随着环境保护要求的提高，对通过生化处理仍不能达到排放标准的废水，必须进行三级处理。例如使用膜分离技术（反渗透法），常用的膜是醋酸纤维或交链聚乙烯亚胺等。吸附法也被用于三级处理，常用吸附剂有活性炭、树脂、沸石、硅藻土、焦碳、木炭、木屑等。余冉等对某化妆品厂废水进行生化处理后，再对出水用Al２(SO4)３进行混凝过滤处理，其浓度为１5mg/L、２5mg/L和３5mg/L时，COD去除率分别为３5．６%、4２．１%和4９．２%，保证了出水的水质[１２]。KoukiosM等研究了已采用化学-生物法两级处理后的出水（COD为5２0mg/L、BOD5为２３7mg/L），再采用芦苇床生态法进行三级处理，认为相当有效。试验表明，采用芦苇和细砂粒混合材料，比使用芦竹和粗砂粒的效果更令人满意，芦苇床出水COD和BOD5分别降至８６mg/L和40mg/L，废水源自雅典附近的一个化妆品工厂[１0]。4.2重视废水的循环利用在处理废水的同时，必须考虑废水的循环利用或多次重复使用问题，从而提高水的循环利用率，并达到尽量减少向外界排放废水。特别是经过深度处理的废水，有可能进行重复利用。水是宝贵的自然资源，国外某些先进企业循环率可达９5%以上，这不仅减少了对环境的污染，而且还能节约用水，减少新水补充用量，在一定程度上缓和了日益紧张的水资源问题。5结语（１）化妆品生产废水的治理需综合施策。（２）采用组合技术治理化妆品生产废水是可行的，也是有效的。（３）一级处理一般采用格栅，以截阻较大的固体物质，防止堵塞水泵和管道；设置调节池有助于水质的均化，以减少对后续处理的冲击。（4）二级处理的基本方法是好氧生物处理法，可以是活性污泥法，也可以是各种生物膜法。为提高二级处理效果，应注重与生化前预处理技术的结合。生化前预处理的目的一是减少污染物浓度，二是提高废水的可生化性。预处理技术可以是单一的治理方法，也可以是两个以上治理方法的结合。根据各自不同的水质情况，可在众多的治理方法中通过试验或实践，选择技术上先进或可行、经济上合理的治理方法。（5)三级处理的技术储备尚欠，应开展研究；废水的循环利用也应引起我们的关注，以适应日益严格的环保要求。5３--Vol．45No．１１（２0１4）ZHEJIANGCHEMICALINDUSTRY(上接第４5页)TheApplicationofDirectCompressionProcessinLNGTerminalRENDong1,LUDing1,WANGBo-fei2(1.CNOOCZhejiangNingboLNGCo.,Ltd.,Ningbo,Zhejiang315800,China;2.PetroChinaJido