铁炭微电解-Fenton试剂氧化-二级A/O工艺处理化工废水工程实例

铁炭微电解-Fenton试剂氧化-二级A/O工艺处理化工废水工程实例（通用4篇）

篇1：铁炭微电解-Fenton试剂氧化-二级A/O工艺处理化工废水工程实例

Fenton试剂强化铁炭微电解预处理高浓有机废水

摘要：研究了Fenton试剂法强化铁炭微电解工艺对高浓度难生化有机废水的.预处理效果.结果表明,当原水COD在9 000 mg/L、铁炭微电解反应时间为100 min、pH值为2.2时,铁炭微电解对原水COD的去除率>45%;铁炭微电解出水再投加240 mg/L的H2O2(30%)进行Fenton试剂法处理,常温下反应50 min对原水COD的去除率可提高到75%以上.铁炭微电解+Fenton试剂联合工艺的除污效果好、运行稳定、成本低廉,适宜对高浓度难生化有机废水的预处理.作 者：李德生 谭磊 王宝山 徐东辉 LI De-sheng TAN Lei WANG Bao-shan XU Dong-hui 作者单位：兰州交通大学,环境与市政工程学院,甘肃,兰州,730070期 刊：中国给水排水 ISTICPKU Journal：CHINA WATER & WASTEWATER年，卷(期)：,22(17)分类号：X703.1关键词：废水处理 化工废水 高浓度难生化有机废水 铁炭微电解 Fenton试剂

篇2：铁炭微电解-Fenton试剂氧化-二级A/O工艺处理化工废水工程实例

用铁炭微电解-Fenton试剂对焦化含酚1 800 mg/L的废水进行处理后,可以满足进生化水质的要求.研究了初始pH, H2O2加入量,反应时间等因素对去除效果的影响.通过正交试验及单因素分析试验,确定最佳工艺条件:初始pH=3.0 ,H2O2投加量3.6 ml/L, 反应时间为180 min.此条件下废水再经絮凝处理,则出水挥发酚去除率达82%.

作 者：陈阳 赵海峰 张营 CHEN Yang ZHAO Hai-feng ZHANG Ying  作者单位：陈阳,CHEN Yang(沈阳黎明环保设备制造有限公司,辽宁,沈阳,110043)

赵海峰,ZHAO Hai-feng(恩锑希,沈阳,环保产业有限公司,辽宁,沈阳,110001)

篇3：铁炭微电解-Fenton试剂氧化-二级A/O工艺处理化工废水工程实例

关键词：制药废水,微电解,Fenton试剂氧化,生化处理

制药废水通常具有有机物污染浓度高、成分复杂、对微生物有毒害作用、含盐量高、生物降解性差、悬浮物含量高等特点[1]。制药废水常用的处理方法主要有物化法、生物法、物化—生物联用法等[2]。微电解技术由于具有处理成本低廉、操作简便等特点,已成为高浓度有机废水处理的常用方法之一[3,4,5,6]。某制药厂是生产中枢神经药物及原料药的化学合成制药企业,产生的制药废水具有有机物浓度高、难降解、产量大、出水不稳定等特点。

本工作采用微电解—Fenton试剂氧化法对高浓度制药废水进行预处理,预处理后的废水与车间的清洗废水及厂区的生活污水混合,采用生化法进一步处理,处理后的废水可达到GB 8978—1996《污水综合排放标准》[7]中的三级排放标准。

1 废水水质和处理工艺流程

某制药厂废水产生量约650 t/d,其中包括生产过程中产生的高浓度制药废水约150 t/d,各车间冲洗废水约150 t/d,员工生活污水约250 t/d。废水中主要含有苯、甲苯、氯苯、苯酚、苯胺、多环芳烃类等难降解有机物。废水水质见表1。

微电解—Fenton试剂氧化—A/O工艺处理制药废水的工艺流程见图1。高浓度制药废水在调节池去除大量的药泥,进入多元微电解—Fenton试剂耦合预处理单元,预处理后的有机废水和各车间清洗废水及厂区的生活污水进入混合池,调节水质、水量后出水进入生化处理阶段,经过生化处理后的废水在沉淀池进行泥水分离,上清液达标外排,污泥在浓缩池中浓缩、压滤成饼状外运处置,浓缩池上清液和脱水污泥滤出液进入混合池重新处理。

2 制药废水处理单元及工艺参数

2.1 调节池

调节池采用地下式砼结构,处理单元尺寸为12 m×5 m×4.5 m,有效容积220 m3,有效水深3.5m,停留时间40 h,起到隔油、初沉、调节水量、均化水质的作用,可减轻后续系统的负荷冲击。

2.2 微电解—Fenton试剂氧化反应罐

微电解—Fenton试剂耦合工艺作为高浓度制药废水的预处理工艺,为两个处理罐串联运行,单罐尺寸为φ2.5 m×4.5 m。反应罐内安装有曝气系统和布水器以及新型微电解填料。填料以多元活性铁、活性炭为主体,添加微量稀有金属,固相烧结成多孔合金结构,内部有大量的微孔结构,为微电解反应提供较大的电流密度,可提高反应效率。

高浓度制药废水由提升泵进入一级微电解反应罐,用稀H2SO4调节进水p H为3.5左右,一级反应罐停留时间为3 h。经一级微电解反应处理后出水进入二级Fenton试剂氧化反应罐,二级Fenton试剂氧化反应罐利用微电解产生的新生态Fe2+,加入一定量H2O2形成Fenton试剂,利用填料中释放出的贵金属和活性炭作为复合催化剂,通过反应生成氧化性极强的羟基自由基去除废水中的有机污染物[8,9],同时发挥铁离子的混凝和电子传送作用[10],强化反应效果,二级Fenton试剂氧化反应罐停留时间为3 h。通过微电解—Fenton试剂氧化反应可大幅去除难降解高浓度有机污染物,去除率达50%~60%,BOD5/COD提高至0.3以上,色度明显降低,为后续生化处理系统提供了有利保障。

2.3 混合池

预处理后的高浓度制药废水与车间清洗废水以及生活污水在混合池中调节水质、水量,生活污水作为生化系统的C,N,P营养源,可为好氧微生物提供可生物降解物质,同时部分弥补N,P的不足,减少营养物的添加。混合池采用半地上式砼结构,尺寸为3.5 m×7 m×5 m,有效水深为4 m,有效容积为90 m3,停留时间为3.6 h,起到初沉池作用。

2.4 厌氧池

厌氧池主要通过厌氧细菌将废水中高分子有机物转化为低分子有机物(如醇、酸等),易于被好氧微生物降解,部分可直接转化成二氧化碳和水,提高了碳源的利用效果,同时又可以实现污泥的减量化[11,12]。厌氧池采用半地上式砼结构,底部布水器3套,安装厌氧循环泵,设有立体生物填料,尺寸为3座×5 m×6 m×7 m,有效水深为6.5 m,有效容积为600 m3,厌氧池停留时间为24 h。在厌氧池中废水COD由4 235 mg/L降至992 mg/L,COD去除率在76%以上,废水的可生化性进一步提高。

2.5 好氧池

在好氧池中进一步利用好氧微生物通过生物强化措施降解废水中残留的难降解有机污染物,采用曝气生物流化工艺,底部安装有穿孔曝气系统及5ppi-NC专用载体填料,该填料切割气泡效果好、流化动力低。好氧池采用半地上式钢砼结构,有效容积为600 m3,尺寸为4座×5 m×6 m×6 m,有效水深为5 m,好氧池停留时间为24 h,COD的去除率达70%以上,BOD5的去除率为85%,SS等进一步降低。

2.6 沉淀池

好氧池出水利用碱液调节p H为8.0~8.5,并投加混凝剂和絮凝剂后进入沉淀池,上清液外排,剩余污泥一部分进入污泥浓缩池,另一部分回流至厌氧池,回流比控制为80%~100%。沉淀池采用半地上钢砼结构,尺寸为5 m×5.5 m×6 m,有效容积为75 m3,有效水深为2.5 m,泥斗水深为2.8 m,表面负荷为0.85 m3/(m2·h),水力停留时间为4 h。

2.7 污泥的处理

高浓度废水调节池、混合池以及沉淀池污泥进入污泥浓缩池进行浓缩处理。污泥浓缩池采用半地上式钢砼结构,功能尺寸为5 m×5 m×6 m。浓缩后的污泥由二段式双滤带转鼓浓缩脱水,脱水后污泥含水率小于80%,泥饼外运处置,浓缩池上清液及脱水压滤液回流至混合池重新处理。

3 废水处理运行效果

该厂自2013年底建成后,经过5个月调试,整个处理设施运行稳定,各单元的废水处理效果(均值)见表2。2014年7月至2015年1月,7个月的进出水COD和ρ(NH3-N)的监测结果分别见图2和图3。由监测结果可知,采用微电解—Fenton试剂氧化—A/O组合工艺处理高浓度制药废水,出水中COD小于100 mg/L,BOD5小于20 mg/L,ρ(NH3-N)小于50 mg/L,SS小于70 mg/L,各项指标均达到GB 8978—1996《污水综合排放标准》中的三级排放标准。

mg/L

4 投资及运行成本

该废水处理工程共投资882.6万元,其中土建工程费用285.4万元,设备材料及安装调试费用597.2万元。废水处理成本为5.76 元/m3,其中电费1.80 元/m3,药剂费2.96 元/m3,人工费0.50 元/m3,填料耗损费0.40 元/m3,污泥处理费0.10 元/m3。

5 结论

a)采用微电解—Fenton试剂氧化工艺作为高浓度制药废水的预处理工艺,处理后废水的COD大幅降低,COD去除率可达50%~60%,BOD5/COD提高到0.3以上。

b)经微电解—Fenton试剂氧化工艺预处理后的废水与清洗废水和生活污水混合,采用生化法处理混合废水,出水COD小于100 mg/L,BOD5小于20mg/L,ρ(NH3-N)小于50 mg/L,SS小于70 mg/L,满足GB 8978—1996《污水综合排放标准》中的三级排放标准。

c)微电解—Fenton试剂氧化—A/O组合工艺处理高浓度制药废水出水稳定,运行成本低,处理效果好,占地少,操作方便,可加大推广应用。

参考文献

[1]Kim S D,Cho J,Kim I S,et al.Occurrence and removal of pharmaceuticals and endocrine disruptors in south korean surface,drinking,and wastewaters[J].Water Res,2007,41:1013-1021.

[2]李宇庆,马楫,钱国恩.制药废水处理技术进展[J].工业水处理,2009,29(12):5-7.

[3]张子间.微电解法在废水处理中的研究及应用[J].工业安全与环保,2004,30(4):8-10.

[4]Barrera-Diaz C,Urena-Nunez F,Campos E,et al.A combined electrochemical irradiation treatment of highlycolored and polluted industrial wastewater[J].Radiat Phys Chem,2003,67(5):657-663.

[5]Li Dongwei,Jiao Binquan,He Xiaoman.Pretreatment of cyclohexanone manufacturing wastewater by ironcarbon micro-electrolysis[J].Res J Chem Environ,2010,14:32-35.

[6]LüYanli,Wang Yanqiu,Shan Mingjun,et al.Denitrifi cation of coking wastewater with micro-electrolysis[J].J Environ Sci,2011,23:128-131.

[7]国家环境保护局科技标准司.GB 8978—1996污水综合排放标准[S].北京:中国标准出版社,1996.

[8]冯淑霞.微电解-活性污泥好氧生化法处理糠醛废水[D].长春:吉林大学,2007.

[9]Brillas E,Sires I,Oturan M.Electro-Fenton process and related electrochemical technologies based on Fenton’s reaction chemistry[J].Chem Rev,2009,109(12):6570-6631.

[10]马丹丹,文晨,季民.微电解-铁碳内电解耦合预处理高浓度染料废水[J].化工进展,2013,32(1):205-208.

[11]储金宇,尹云军,张龙,等.低温水解酸化-A2/O(PACT)-混凝沉淀处理印染废水[J].环境工程,2011,29(5):1-4.

篇4：铁炭微电解-Fenton试剂氧化-二级A/O工艺处理化工废水工程实例

关键词：UASB,Fenton,MBR,生猪养殖废水

随着我国社会经济的迅速发展, 养殖业已成为我国农牧经济中最活跃的成分, 而规模化、集约化养殖已经成为养殖行业的产业趋势。养殖规模的扩大在增加经济效益的同时也极大的增加了污染物的产生量;根据行业数据, 每一头育肥期肉猪日产CODCr约340g, 产氮约25g, 存栏量1万头规模的生猪养殖场, 每年产CODCr达1240t, 产氮90多吨, 如不加以适当处理直接外排, 将对当地受纳环境造成严重污染。随着养殖规模的逐渐扩大和环保要求的进一步提高, 对养殖废水处理程度的要求也越来越高。

1工程概况

1.1项目介绍

本案位于安徽省芜湖市, 养殖场存栏规模40000头, 采用干清粪工艺。由于项目临近居民生活水源, 根据当地环保要求, 养殖过程中产生的废水需经处理后方能排放, 排放标准执行《污水综合排放标准》 (GB8978- 1996) 一级标准。

1.2废水水质与水量

本项目为新建项目, 废水水质参考同类生猪养殖废水, 具体见表1;根据养殖工艺估算, 污水站设计规模定为400m3/d。

2工艺设计

2.1水质分析与工艺选择

生猪养殖废水呈现典型的“三高”特点, 即悬浮物 (SS) 高、 CODCr高、氨氮 (NH4+) 高。

养殖废水中含有大量的粪渣、饲料残渣等, 从而造成废水中含有浓度较高的悬浮物, 目前针对养殖废水的高SS主要有水力筛和固液分离机两种处理方式, 根据现场情况及业主要求, 本案采用固液分离机。

养殖废水CODCr较高, 一般在8000mg/L~10000mg/L左右。 本案采用目前常用的“厌氧+ 好氧”处理工艺, 其中, 厌氧段采用UASB工艺, 大幅降低废水的CODCr浓度, 出水经一沉池沉淀后进入后续A/O生化系统;好氧系统采用活性污泥法, 根据一般工程经验, 养殖废水经生化处理后出水一般无法达到综合一级排放标准。因此, 本案在生化池后面设Fenton反应系统, 进一步去除废水中的难降解CODCr, 同时通过混凝沉淀去除废水中的总P。

养殖废水中高氨氮 ( (NH4+) 的特点是养殖废水处理的主要难点之一, 本案设硝化/ 反硝化 (A/O) 工艺, 好氧硝化系统设足够的停留时间, 并采用MBR膜工艺。设置反硝化工艺能够防止NO3-等离子浓度过高影响硝化效率, 反硝化也能补充硝化反应所需的碱度, 降低废水处理成本;采用MBR工艺可以维持较高的污泥浓度, MLSS能达到5 g/L~12g/L, 是传统生物处理的2~5倍, 在同样的生化池容积下有更大的处理能力。并且能使难降解有机物分解菌和硝化菌等增殖速度慢的微生物得以在反应器内繁殖富集。

2.2工艺流程图

2.3工艺流程说明

2.3.1废水经格栅除大块杂物后进入调节池。

2.3.2调节池废水经提升进入固液分离器, 其中的固体物质则大部分被截留。废水自流进入预酸化池。

2.3.3废水自流进入预酸化池, 在水解酸化菌的作用下进行预酸化, 调节保证厌氧进水水质。

2.3.4预酸化水池出水经二次提升进入UASB反应器, 厌氧反应器设出水回流泵, 保证反应器内部的上升流速, 废水经过UASB反应器后, 大部分的有机物得到去除, 出水自流进入一沉池。沉淀厌氧出水携带的污泥, 同时投加药剂、调节水质, 并去除部分磷, 为后续好氧生化处理创造条件, 出水进入兼氧池 (A池) 。

2.3.5兼氧池的主要功能是为反硝化菌提供脱氮的场所, 后端好氧池回流硝化液和初沉池出水在兼氧池内混合, 反硝化细菌在兼氧条件下将废水中硝态氮、亚硝态氮转化成氮气, 从而实现氨氮的去除。兼氧出水自流进入好氧生物池。

2.3.6好氧池采用活性污泥法, 其作用主要是彻底降解废水中的各类有机物, 并将氨氮转化成硝态氮、亚硝态氮, 再将其回流至兼氧池进行脱氮, 从而实现COD、氨氮等污染物的减量化。

2.3.7废水经好氧生物系统处理后进入MBR膜池进行泥水分离, 污泥被阻止在膜系统以外, 并回流至生化系统前端, 保证整个生化系统污泥浓度的一致, 同时起到硝化液回流的作用, 通过兼氧池反硝化细菌实现脱氮。

2.3.8废水经过MBR膜系统进行泥水分离, 出水进入Fenton反应池、通过调整p H、投加Fenton药剂和混凝剂, 去除废水中残留的难降解有机物, 出水流至清水池, 经计量后达标排放;污泥排入污泥浓缩池。

2.4主要处理构筑物

2.5工艺特点及说明

2.5.1预处理

预处理的目的主要是均匀水质水量, 同时去除废水中的悬浮物, 为后续生化反应创造合适条件, 消除对后续管道、设备及工艺的不良影响。主要设施为格栅、调节池、固液分离机。

2.5.2厌氧系统

厌氧系统是去除废水污染物的重要设施之一, 本案采用“预酸化+UASB”工艺, 一方面能够更好的保证UASB进水水质的稳定, 另一方面也能将厌氧反应过程中的酸化和产甲烷段分开, 从而保证厌氧处理效率。

2.5.3 A/O组合生化系统

A/O组合生化系统是整个污水处理系统的核心设施, 污水中的COD被较为彻底的降解, 同时废水中的氨氮在微生物硝化作用下转化为硝态氮, 并进一步转化为氮气得以去除。后续泥水分离系统通过MBR系统代替传统的二沉池, 大幅度提升系统的污泥浓度, 提高生化系统的处理效率的同时大幅提升出水水质。

2.5.4 Fenton反应系统

通过生化系统处理后, 废水中的绝大部分CODCr已被降解, 但是由于养殖废水中含有少量难以生物降解的惰性CODCr, 需通过物化方法去除。本案设Fenton反应系统, 进一步去除废水中的难降解CODCr, 同时通过混凝沉淀去除废水中的P, 从而保证达标排放。

3运行调试

3.1前期物料准备

(1) 污泥准备:接种污泥取自当地市政污水厂, 污泥接种量按1500mg/L计; (2) 营养源准备:考虑到养殖废水性质, 碳源、氮源、 磷源均无需补充, 但是需引河水进行稀释, 调整水质; (3) Fenton化学药剂准备:PAC、PAM、硫酸、硫酸亚铁、双氧水、Na OH; (4) 其他药剂:Na2CO3、活性炭、Na Cl O溶液、消泡剂等。

3.2调试阶段

3.2.1启动阶段

利用原水和清水, 厌氧进水调配CODCr浓度至5000mg/L左右, 控制p H在7.0左右;A/O系统调配废水COD浓度至500mg/L左右, 控制p H在6.5~8.0之间, 由于条件限制, 每天污泥投加量较少, 且启动时期气温较低, 因此采取分格单独调试方法, 即集中在单格O池投泥, 保证局部污泥浓度 (SV15%以上) , 逐格扩散至整个A/O系统。

3.2.2培养驯化阶段

厌氧污泥采用普通生化污泥接种, 主要通过控制进水量来驯化污泥, 前期进水量控制在40m3/d左右。

A/O系统第一批污泥投加后, 采取24h闷曝, 后续污泥持续投加, 整个A/O系统污泥SV30达到15%后停止投加, 依靠自身繁殖提升污泥浓度;

3.2.3污泥增殖与稳定阶段

A/O系统污泥SV30达到15%后, 逐步提升污水进水量, 以补充碳源, 同时密切监测水质和污泥性状, 保证污水p H在6.5~8.0, 溶解氧在1mg/L~3mg/L, 逐步增加A/O生化池污泥浓度 (SV30) 至40%左右。同时定期停止风机曝气, 将沉降性较差的污泥与废水一同排出, 改善污泥沉降性;开启硝化混合液回流, 保持系统污泥浓度分布稳定, 同时提升系统的脱氮性能。

3.2.4系统稳定与污泥优化阶段

污泥浓度与性能稳定后, 逐步增加污水进水量至设计值, 此时出水CODCr稳定在200mg/L以下, 氨氮稳定在15mg/L以下。向O池中投加少量的粉末活性炭, 以改善污泥性能, 同时培养驯化难生化有机物降解菌。

3.2.5调试条件控制

调试期间, 污水站的溶解氧主要通过变频风机控制;p H主要通过投加Na2CO3控制, 防止p H过低影响污泥活性和硝化性能。

3.2.6 Fenton系统调试

MBR出水进入Fenton反应池, 控制Fe2+投加量约150ppm, H2O2投加量约70ppm, 反应p H在3.0左右, 回调p H在8.0左右。 通过Fenton反应后, CODCr降至100mg/L以下, 色度、总P也大幅降低, 达到排放标准。

4运行结果

工程调试完成后, 根据设计流量满负荷连续运行一个月, 对运行情况进行监测验收, 数据见下表3, 结果表明, 废水CODCr去除主要依靠生化系统, 其中厌氧去除率在80%左右, A/O去除率在90%左右;氨氮去除集中在A/O系统, 去除率达到99%;总P部分依靠剩余污泥去除, 其余通过物化去除。出水达到《污水综合排放标准》 (GB8978- 1996) 一级标准。

5经济核算与分析

根据对污水站一个月的运行结果, 对污水站运行成本进行核算, 处理水的运行费用为3.9元/m3, 其中电费2.55元、药剂费用1.1元、人工费0.25元。其中Fenton处理费用约在1.0元。

6结语

采用“UASB+A/O+Fenton”工艺处理生猪养殖废水, 能够使废水稳定达标排放。但是处理费用相对较高, 对中小型养殖场是个不小的负担。如养殖场有条件, 可设人工湿地、氧化塘等自然净化设施进行末端处理, 能够省去Fenton系统处理费用, 大幅降低处理费用;废水站出水也可回用做场地冲洗水, 进一步降低处理费用。

参考文献

[1]陈步东, 等.生猪养殖场废水处理工程设计与运行调试.广东农业科学, 2010 (1) , 150-153.

[2]彭军, 等.组合式稳定塘工艺处理养猪废水设计.工业用水与废水, 2003 34 (03) 44-46.

[3]邓良伟.规模化畜禽养殖废水处理技术探析.中国生态农业学报, 2006 (14) 23-26.

[4]王蔚知.UASB/SBR、氧化塘工艺处理养猪废水, 环境污染与防治, 2008 (30) 103-104.