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[摘要]針對某化工企業排放的高濃度有機廢水，采用鐵碳微電解－Fenton氧化－混凝沉淀－生物法等聯合工藝進行處理。設計處理能力為50t/d。工程實踐表明：鐵碳微電解聯合Fenton氧化作為高濃度有機廢水的預處理，可以大幅提高廢水的可生化性，強化后續生物法處理廢水的效果，使出水穩定達標。
[關鍵詞]高濃度有機廢水；微電解；Fenton氧化
1廢水水質及來源
高濃度有機廢水的處理一直深受國內外眾多環保工作者以及管理部門的關注。隨著我國化學工業的飛速發展，一些重污染行業，如印染、制藥等，在提高產品質量的同時，帶來了嚴重的環境問題。其產生的廢水中有機物含量高、結構穩定、毒性大、生化性差，普通工藝處理成本高，難以達標排放[1-2]。某化工生產企業主要業務領域涉及高分子材料，本工程廢水來自生產車間排出的中間體洗滌廢水。該廢水經處理后接管至所在園區的污水處理廠進一步深度處理，園區污水處理廠接管標準見表1。廢水排放水量為50t/d，主要成份為：醇類、甲苯、二甲苯、無機鹽等。該廢水水質概況為：COD12000mg/L、BOD53000mg/L、甲苯8.1mg/L、二甲苯7.2mg/L，分別約為接管標準的23倍、11倍、16倍、7倍。
2工程總體方案設計
2.1污水處理方案。本工程廢水中的有機物濃度高，且來源多維人工合成，不易被微生物降解，故傳統的生物處理法對其處理效果不佳。鐵碳微電解、Fenton氧化被認為是目前國內外最經濟實用化工廢水預處理工藝之一。鐵碳微電解是一種基于原電池原理的電化學工藝，對于印染廢水、制藥廢水等工業廢水中的色度、COD有較好的處理效果。Fenton氧化主要是通過一系列復雜的連續的鏈式反應完成的，·OH是其降解有機物的有效物質，也是整個鏈式反應的起始。研究表明，二者的協同工藝較單一的工藝有較大的成本優勢，并能保證較高的COD去除率[3-5]。本次通過采用“鐵碳微電解－Fenton氧化”作為該廢水主要的預處理工藝，其可生化性大大提高。廢水在進入鐵碳微電解之前，先通過調節池、pH調整池中進行均量均質，將pH調節到工藝所需范圍內。鐵碳微電解反應池出水進入Fenton反應池，添加適量的H2O2，控制pH及反應時間，以優化反應工況。經過鐵碳微電解和Fenton氧化預處理的之后，廢水經pH調節至堿性，投加絮凝劑使沉淀絮體更好的在物化沉淀池沉降，沉淀池出水再一次調節pH至中性。經過預處理并調節至中性的生產廢水進入后續的生物處理階段，即“厭氧－缺氧－好氧－沉淀”。厭氧進水池設加熱裝置，以防冬季溫度過低影響厭氧系統處理效果。厭氧反應器采用的是上流式厭氧污泥床(UASB)反應器，它結構簡單、能耗低，具有較大的負荷能力。UASB反應器中的水解發酵菌、乙酸化細菌、產甲烷菌將復雜結構的底物轉化成較為簡單的底物。厭氧出水經厭氧沉淀池后進入缺氧－好氧系統，通過好氧硝化反應，使水中的有機物進一步降解，通過污泥回流和硝化液回流實現反硝化反應，從而降低NH3-N。生物處理出水經過沉淀池后達標排放。
2.2工藝流程。本項目廢水處理的工藝流程：進水－調節池－鐵碳微電解－Fenton反應－沉淀－UASB－缺氧－好氧－沉淀－出水，如圖1所示。
2.3主要構筑物。廢水處理構筑物大部分采用鋼筋混凝土結構，少量采用鋼結構內襯防腐。主要構筑物尺寸及設計參數如表2所示。
3工藝控制要點和系統運行情況
鐵碳微電解反應器進水pH值維持在3.0左右，水力停留時間為2h。Fenton氧化池中添加H2O2(質量分數30%，工業純)投加量分別為8~10mL/L、反應時間為0.5h。本工程通過鐵碳微電解和Fenton氧化反應，可將COD從12000mg/L降至7255~8162mg/L，B/C提高0.1~0.15。預處理后的廢水，通過生物處理系統可以將COD降低到362~400mg/L左右，出水指標可穩定達標。主要水質指標見表3。4經濟技術指標廢水處理的運行成本主要包括：電費、人工費、材料費(藥劑和填料)、污泥處置費等。經核算，本工程運行成本如表4所示。5結論本工程根據廢水特點，采用“鐵碳微電解－Fenton氧化－UASB－缺氧－好氧”工藝處理具有可行性。在正常運行條件下，出水可穩定達標排放。本工程“鐵碳微電解－Fenton氧化”工藝控制要點為：pH值為3~4，H2O2(質量分數30%，工業純)投加量為8~10mL/L，鐵碳微電解水力停留時間為2h，Fenton氧化水力停留時間為0.5h。“鐵碳微電解－Fenton氧化”對COD的去除率約為30%，處理后的廢水BOD5/COD較進水提高了0.1~0.15，可生化性較好，利于后續生物處理系統穩定運行。
參考文獻
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作者:蔡東倩 張茜蕓 單位:蘇州市環境科學研究所
