江蘇某化工企業是一家生產苯及其衍生物的企業，其排放污水主要包括：粗苯精制工藝廢水、軸承密封排污水、甲醇裂解廢水、清洗貯槽污水、初期雨水、地面沖洗水、生活污水等，其中含苯、甲苯、二甲苯排污水約占 總排放量的95%，該類廢水生物毒性大、生物可降解能力差，因此處理難度較大。借鑒同類廢水處理的工程技術經驗〔1, 2〕，采用以新型微電解處理工藝技術為核心的全物化處理工藝路線，達到破壞苯環結構、提高污水可生物降解能力和去除部分COD 及SS 的目的，在此預處理基礎上，再與其他廢水合并后經生化處理，從而達到廢水排放標準。整套工藝全部為新建設備，處理規模10 t/h。

濰坊容氣氣浮機設備質量好做工好廠家

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1 廢水來源及工藝流程
 
1.1 廢水來源及處理目標
 
廢水由工業生產中的6 種廢水混合而成，其中粗苯精制工藝廢水1.33 m3/h，主要含有有機物、苯、甲苯、二甲苯和硫化物等污染物；軸承密封廢水7.3m3/h，主要含有懸浮物、苯、甲苯；甲醇裂解排廢水0.06 m3/h，主要含有有機物、懸浮物和甲醇；以及沖洗水、初期雨水和生活污水共1.31 m3/h。

進水水質：COD 7 500 mg/L，甲苯95 mg/L，二甲苯35 mg/L，硫化物200 mg/L，SS 500 mg/L，氨氮35mg/L，石油類40 mg/L，揮發酚7.76 mg/L。產水水質：COD≤500 mg/L，甲苯≤0.5 mg/L，二甲苯≤1.0 mg/L，硫化物≤1.0 mg/L，SS≤400 mg/L，氨氮≤25 mg/L，石油類≤20 mg/L，揮發酚≤2.0 mg/L。

上述污水經過處理后達到《污水綜合排放標準》（GB 8978—1996）中規定的三級排放標準要求。

1.2 廢水處理工藝流程
 
針對該企業的廢水特點，采用分段分治的方法，對含有苯及其衍生物的污水首先采用物化的方法處理，然后再與可生化性較好的其他廢水混合，進入生化反應池一同進行處理。

廢水處理工藝流程如圖 1 所示。

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圖 1 廢水處理工藝流程

由圖 1 可見，粗苯加氫廢水和甲醇裂解廢水首先經過鐵炭微電解處理后進入兩級沉淀池，軸承密封廢水采用氣浮為核心的處理工藝處理后并入兩級沉淀池，兩級沉淀池出水與沖洗水、初期雨水和生活污水混合后進入生化反應池，處理后出水達到國家三級排放標準。

1.3 主要構筑物及設備尺寸
 
（1）集水池1#：設計尺寸L×D×H=2.3 m×2.3 m×4.0 m，有效容積V=15 m3，水力停留時間10 h。

（2）鐵炭微電解反應器：1 臺，設計尺寸D1.6 m×4.0 m，水力停留時間2 h。

（3）集水池2#：設計尺寸L×D×H=5.3 m×5.0 m×4.0 m，有效容積V=80 m3，水力停留時間8 h。

（4）氣浮池：1 臺，設計尺寸D1.7 m×2.6 m，電機功率1.5 kW。

（5）兩級沉淀池和二沉池（合建）：設計尺寸L×D×H=12.2 m×7.4 m×5.5 m，有效容積V=370 m3。

（6）集水池3#：設計尺寸L×D×H=8.0 m×8.0 m×4.0 m，有效容積V=190 m3，水力停留時間19 h。

（7） 生物處理池： 設計尺寸L×D×H=13.2 m×10.0 m×4.5 m，有效容積V=445 m3。

2 系統運行中出現的問題
 
整套系統運行了一段時間后，發現一些問題：粗苯加氫廢水和甲醇裂解廢水經過鐵炭微電解反應器后，出水B/C 從0.21 提高到0.31，可生化性得到提高，但是COD 去除率只有20%，與文獻〔3〕上介紹的在好好工藝條件下COD 的去除率可達60％左右相比，相差較大，同時出水有返色現象。

針對該企業的廢水特點，對鐵炭微電解反應器的運行參數進行了調整，同時對加藥量進行了調整，提高了微電解反應器去除有機物的效率，保證了系統的穩定運行。

3 原因分析
 
3.1 鐵屑結塊和表面鈍化問題
 
鐵床運行一段時間后，填料表面會形成一層鈍化膜，同時廢水中的部分懸浮物也會沉積在填料表面，這樣就隔斷了填料與廢水的有效接觸，導致鐵床處理效果降低，鐵床填料板結后，不僅導致鐵床內部廢水處理效率降低，同時會使填料更換的難度大大增加。

3.2 出水返色問題
 
當鐵屑和炭浸沒在廢水中時，通過加酸調節，受鐵和炭之間的電極電位差的影響，廢水中會形成無數個微小的原電池，其中電位低的鐵成為陽極〔3〕，電位高的炭成為陰極，在酸性條件下發生電化學反應，其反應過程如下：

陽極（Fe）： Fe→Fe2++2e-

陰極（C） ：2H++2e-→2〔H〕→H2

從反應方程式可以看出，Fe2+和原子〔H〕都具有較高化學活性，能改變廢水中許多有機物的結構和特性，使有機物發生斷鏈、開環等作用。同時由于曝氣充氧的作用，不但可以減緩鐵屑板結，還會發生下面的反應：

出水進行pH 調節時，由于pH 調節至8~8.5，會導致部分Fe2+末*去除，同時部分Fe2+又被氧化成Fe3+，它們的水解產物Fe（OH）2和Fe（OH）3是造成返色現象的主要原因。

3.3 微電解反應器在運行中有硫化氫氣體泄露
 
該企業因生產苯及其衍生物，因此廢水中硫化物含量較高，鐵炭微電解反應器在運行過程中由于進行加酸調節，在運行過程中，部分硫化物與酸結合，產生硫化氫氣體，在管道接口或是焊縫處產生泄露。

4 采取的措施
 
針對上述幾方面的問題，采取了下列措施：

（1）對反應器內部結構進行調整，將現場的固定床工藝改造為流化床工藝：將鐵屑和炭粒等填充料，填裝在一個特定筒體中，污水由提升泵送入裝置，污水與鐵炭混合填料在底部射流泵真空抽吸的作用下在內、外筒體內形成一個循環流，在筒內填料與污水均勻混合，回流水從底部由射流泵回流，在設備底部形成一定的負壓區，使水中的鐵屑和炭粒*懸浮，并與污水充分混合，部分溢流出水進入下個處理裝置，大量的水用于回流，提高污水的去除效率。改進工藝后進出水水質如表 1 所示。

表 1 改進工藝后進出水水質mg/L

改進前后微電解反應器COD 去除效果如圖 2所示。

 
圖 2 改進前后微電解反應器COD 去除效果

由圖 2 可見，微電解反應器改進后，產水COD去除率比未改進時效果有明顯提高，產水COD 去除率由22.71%提高到51.03%，去除效果明顯提高，改進工藝后出水水質得到明顯改善，COD 由7 500 mg/L降到3 670 mg/L，甲苯、二甲苯和揮發酚等水質監測指標的去除率均有所提高，減輕了后續處理工藝的負擔。

（2）提高出水pH：當中和沉降pH 為8~8.5 時，這種“返色”現象除表現在廢水顏色逐漸加深外，廢水還會逐漸變渾濁，靜置較長時間后，會出現少量較深顏色的沉淀物。經分析，此沉淀物為Fe（OH）3沉淀。這種現象是因為：Fe2+、Fe3+的水解產物Fe（OH）2和Fe（OH）3的溶度積常數相差1 021 倍以上。當水中的Fe2+氧化成Fe3+時，其發生水解而生成Fe（OH）3沉淀，從而導致返色現象的發生。因此，解決鐵床出水“返色”問題，應考慮在后續處理工藝中的中和沉降時調節pH 至9 以上，使Fe2+*沉淀或加入適當的氧化劑（如O2、H2O2和O3等）使Fe2+迅速被氧化成Fe3+，Fe3+zui后以Fe（OH）3的形式析出，避免出水“返色”現象。

（3）鐵炭微電解反應器增加一套尾氣吸收裝置：硫化氫氣體是一種對人體毒害較大的氣體，同時在空氣中容易燃燒及爆炸，為了保證現場安全運行，在反應器頂部增加一根頂部排氣管道，管道出口增加一套尾氣吸收裝置，將反應中產生的硫化氫氣體吸收，減少安全隱患的產生。

5 運行效果
 
由于采取了上述有針對性的措施，經過一段時間運行后，微電解反應器系統恢復了正常，產水水質也達到了穩定狀態，在近200 h 連續運行期間，微電解反應器出水COD 基本穩定在3 670 mg/L 左右，整套工藝出水水質優于國家三級排放水質要求，污水處理成本只有3.9 元/t（含人工），對企業排污和水環境的保護有重要的意義。由此套工藝還可以看出，實際運行中在保證進水水質穩定的基礎上，應做好難降解廢水的預處理工作，并在實踐中逐漸摸索出好好工藝及操作條件，從而保證廢水處理工藝的穩定運行。