[摘要]针对某化工企业排放的高浓度有机废水，采用铁碳微电解－Fenton氧化－混凝沉淀－生物法等联合工艺进行处理。设计处理能力为50t/d。工程实践表明：铁碳微电解联合Fenton氧化作为高浓度有机废水的预处理，可以大幅提高废水的可生化性，强化后续生物法处理废水的效果，使出水稳定达标。
[关键词]高浓度有机废水；微电解；Fenton氧化
1废水水质及来源
高浓度有机废水的处理一直深受国内外众多环保工作者以及管理部门的关注。随着我国化学工业的飞速发展，一些重污染行业，如印染、制药等，在提高产品质量的同时，带来了严重的环境问题。其产生的废水中有机物含量高、结构稳定、毒性大、生化性差，普通工艺处理成本高，难以达标排放[1-2]。某化工生产企业主要业务领域涉及高分子材料，本工程废水来自生产车间排出的中间体洗涤废水。该废水经处理后接管至所在园区的污水处理厂进一步深度处理，园区污水处理厂接管标准见表1。废水排放水量为50t/d，主要成份为：醇类、甲苯、二甲苯、无机盐等。该废水水质概况为：COD12000mg/L、BOD53000mg/L、甲苯8.1mg/L、二甲苯7.2mg/L，分别约为接管标准的23倍、11倍、16倍、7倍。
2工程总体方案设计
2.1污水处理方案。本工程废水中的有机物浓度高，且来源多维人工合成，不易被微生物降解，故传统的生物处理法对其处理效果不佳。铁碳微电解、Fenton氧化被认为是目前国内外最经济实用化工废水预处理工艺之一。铁碳微电解是一种基于原电池原理的电化学工艺，对于印染废水、制药废水等工业废水中的色度、COD有较好的处理效果。Fenton氧化主要是通过一系列复杂的连续的链式反应完成的，·OH是其降解有机物的有效物质，也是整个链式反应的起始。研究表明，二者的协同工艺较单一的工艺有较大的成本优势，并能保证较高的COD去除率[3-5]。本次通过采用“铁碳微电解－Fenton氧化”作为该废水主要的预处理工艺，其可生化性大大提高。废水在进入铁碳微电解之前，先通过调节池、pH调整池中进行均量均质，将pH调节到工艺所需范围内。铁碳微电解反应池出水进入Fenton反应池，添加适量的H2O2，控制pH及反应时间，以优化反应工况。经过铁碳微电解和Fenton氧化预处理的之后，废水经pH调节至碱性，投加絮凝剂使沉淀絮体更好的在物化沉淀池沉降，沉淀池出水再一次调节pH至中性。经过预处理并调节至中性的生产废水进入后续的生物处理阶段，即“厌氧－缺氧－好氧－沉淀”。厌氧进水池设加热装置，以防冬季温度过低影响厌氧系统处理效果。厌氧反应器采用的是上流式厌氧污泥床(UASB)反应器，它结构简单、能耗低，具有较大的负荷能力。UASB反应器中的水解发酵菌、乙酸化细菌、产甲烷菌将复杂结构的底物转化成较为简单的底物。厌氧出水经厌氧沉淀池后进入缺氧－好氧系统，通过好氧硝化反应，使水中的有机物进一步降解，通过污泥回流和硝化液回流实现反硝化反应，从而降低NH3-N。生物处理出水经过沉淀池后达标排放。
2.2工艺流程。本项目废水处理的工艺流程：进水－调节池－铁碳微电解－Fenton反应－沉淀－UASB－缺氧－好氧－沉淀－出水，如图1所示。
2.3主要构筑物。废水处理构筑物大部分采用钢筋混凝土结构，少量采用钢结构内衬防腐。主要构筑物尺寸及设计参数如表2所示。
3工艺控制要点和系统运行情况
铁碳微电解反应器进水pH值维持在3.0左右，水力停留时间为2h。Fenton氧化池中添加H2O2(质量分数30%，工业纯)投加量分别为8~10mL/L、反应时间为0.5h。本工程通过铁碳微电解和Fenton氧化反应，可将COD从12000mg/L降至7255~8162mg/L，B/C提高0.1~0.15。预处理后的废水，通过生物处理系统可以将COD降低到362~400mg/L左右，出水指标可稳定达标。主要水质指标见表3。4经济技术指标废水处理的运行成本主要包括：电费、人工费、材料费(药剂和填料)、污泥处置费等。经核算，本工程运行成本如表4所示。5结论本工程根据废水特点，采用“铁碳微电解－Fenton氧化－UASB－缺氧－好氧”工艺处理具有可行性。在正常运行条件下，出水可稳定达标排放。本工程“铁碳微电解－Fenton氧化”工艺控制要点为：pH值为3~4，H2O2(质量分数30%，工业纯)投加量为8~10mL/L，铁碳微电解水力停留时间为2h，Fenton氧化水力停留时间为0.5h。“铁碳微电解－Fenton氧化”对COD的去除率约为30%，处理后的废水BOD5/COD较进水提高了0.1~0.15，可生化性较好，利于后续生物处理系统稳定运行。
参考文献
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[2]何丰，王三反，徐静．颜料废水的脱色工艺实验研究[J]．北方环境，2011，23(1-2)：68-69．
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[5]嵇斌．高浓度难降解精细化工废水预处理技术研究[D]．兰州交通大学，2018．
作者:蔡东倩 张茜芸 单位:苏州市环境科学研究所
