高COD、高色度、高毒性……看微電解+芬頓如何處理高濃度化工廢水？【附案例】

時間：2023-02-27 16:23:45 來源：工業水處理 作者：

污染物濃度高、毒性大、易生化性差，是很多企業處理高濃度化工廢水頭疼的難題。

化工產業大量的廢水排放，導致化工園區周邊河流水質污染嚴重，而化工廢水主要來自：

（1）化工原材料和產品使用過程中的跑冒滴漏。

（2）車間地面沖洗廢水。

（3）設備清洗廢水及污染物處理產生的廢水。

（4）冷卻排放水等。

根據化工廢水來源分析，按性質可分為有機、無機、有機無機混合三類化工廢水，具有以下共同特征：

（1）有毒刺激性。如鹵素化合物、具有殺菌作用的分散劑或表面活性劑等。

（2）廢水組分多，化工生產過程中將產生一定量的副產物及未完全反應的原輔材料及輔助劑等。

（3）污染物含量大，降解難度高，其中硝基化合物作為化工廢水中主要的污染物之一，其具有生物難以降解的特點，給廢水的后續處理帶來極大難度。

（4）色彩變化快，色度高。

（5）水質、水量變化大。

（6）生態恢復治理難度大。被化工廢水污染的水域，很難恢復原來系統功能，且成本高。

化工廢水處理技術

化工廢水中成份多樣，處理需要多種工藝結合才能達到處理效果，化工廢水經過多環節處置后將含有的有毒有害物質分離，或轉化成穩定無害的物質的處理過程即為無害化處理。

根據廢水處理程度，水處理工藝流程可分為前期預處理工程、生化處理工程和深度處理工程。

（1）前期預處理工程的主要目的是懸浮物截流、調節水量、調節pH值等，通常采用物理化學法處理，其設施有主要有廢水調節池、格柵等。

（2）生化處理工程為廢水處理的主體工程，根據水質情況選取的處理工藝亦不同，主要方法包括傳統活性污泥法、氧化溝法、AB法、A/O法、A2/0法、SBR法等。

（3）深度處理工程作為初步處理及中度生化處理后的深度處理措施，出水達到規定要求后排放，可利用活性炭吸附裝置、膜分離法、高級氧化法、光化學催化氧化法、電化學氧化法、超聲輻射降解法、輻射法等方法處理，以保證出水水質穩定達標。

高COD化工廢水處理技術概述

能夠產生高COD化工廢水的企業主要有制藥企業、精細化工企業、煉化企業、農藥生產企業等。

根據研究，處理COD含量高的化工廢水主要有高級氧化法、生化法、光催化法、吸附法、焚燒法等。

微電解+Fenton 系統處理化工廢水

高COD化工類廢水中含有較多難生化降解類污染物質，通過微電解芬頓系統進行預處理，通過對大分子有機物的降解和破壞，從而達到降低其毒性及提高可生化性的目的。其作用原理為以下幾個方面。

鐵碳微電解的反應機理是把鐵屑(主要成分是鐵和碳)置于酸性廢水中，由于Fe和C之間存在1.2V的電位差，在廢水中形成大量的微電池系統。

微電池反應產物具有吸附及過濾作用從而降低減少廢水中的污染物，即在微電解過程中陽極被氧化產生Fe、Fe³⁺，Fe³⁺發生水解沉淀后形成具有吸附形成的絮凝劑，而陰極產生的[H]和[O]繼續發生氧化反應，降解廢水中大分子有機物，提高廢水的可生化性。反應過程中陰極生成OH，提高處理后廢水pH值。

在鐵碳微電解反應后加H₂O₂，Fe²⁺與H₂O₂，構成Fenton試劑氧化體系，由于H₂O₂被Fe²⁺催化分解產生OH(羥基自由基)，其氧化電極電位為2.8V，使Fenton試劑具有極強的氧化能力，可將污水中難降解有機物氧化分解成小分子有機物和無機物，實現對有機物的降解。

通過將微電解芬頓系統的酸性出水pH值調節為8左右，同時加入混凝劑，實現廢水中懸浮物等沉淀的去除。

處理化工廢水時，中和沉淀過程能夠獨立去除廢水中污染物也能作為中間工程提高廢水處理效果。

案 例

某化工園區位于東部地區，園區化工廢水主要來源于精細化工、醫藥中間體、農藥原藥及中間體等化工企業的排水。

在企業生產過程中，可能會因為廠內污水處理預處理系統發生事故導致高COD廢水進入園區污水處理廠影響生化處理效果，為此，園區污水處理廠通過微電解芬頓系統處理企業超標排放的高COD化工廢水。

通過鐵碳微電解反應及芬頓氧化反應，去除廢水中難降解類污染物質，提高廢水的可生化性。本次研究的預處理系統主要構筑物為鐵碳微電解反應器及配套攪拌裝置、鐵粉加藥裝置、芬頓反應池及空氣曝氣攪拌系統、雙氧水加藥裝置等。

進水COD在5100 mg/L左右，BOD約為1600 mg/L，出水COD約為3800 mg/L，BOD為約2000 mg/L，BOD/COD比提高到0.54，可生化性能有所提高，為后續氧化反應做好了準備。

經過微電解處理后的高COD化工廢水與園區化工企業排放的普通化工廢水(COD約為800 mg/L左右)以1：5混合，混合后水質情況：CODI 300 mg/L上下波動。

進水COD在1300mg/L左右，BOD約為380mg/L，出水COD約為700mg/L，BOD為約330mg/L，B/C比提高到0.47，COD去除率達45.0%。此時出水COD約為1300mg/L，為后續預處理過程減輕大量負荷。

通過將微電解芬頓系統的酸性出水pH值調節為中性，同時加入凝聚劑，實現廢水中懸浮物等沉淀的去除。

中和沉淀系統主要包括中和反應池和攪拌裝置、沉淀池及刮泥機、液堿加藥裝置、污泥泵、壓濾機等。

進水COD在630mg/L左右，BOD約為320mg/L，出水COD約為500mg/L，BOD為約300mg/L，B/C比提高到0.63。此時出水COD約為500mg/L，能夠滿足生化反應進水要求，為后續厭氧好氧生化處理提供良好的生化條件。

化工園區不可避免的產生高COD化工廢水，針對化工廢水高COD、高色度、高毒性的“三高”的特點，通過研究“微電解芬頓氧化系統+中和沉淀”處理能夠將進水COD濃度約5100mg/L廢水最終處理為500mg/L以下，有效降低了高COD廢水對園區生化處理系統的沖擊，保證園區污水處理廠穩定運行，在促進地方經濟效益和環境效益的同時，也為同類化工園區提供運行經驗。