微電解法是一種去除效果與經(jīng)濟(jì)兼顧的預(yù)處理方法，它是將鐵屑與炭共存的形式來(lái)處理廢水，通過(guò)鐵屑與炭發(fā)生電化學(xué)氧化還原反應(yīng)形成原電池，鐵作為陽(yáng)極被腐蝕，炭作為陰極，產(chǎn)生很高活性的Fe2+，與廢水中的許多有機(jī)物發(fā)生氧化還原作用，在達(dá)到去除有機(jī)物目的的同時(shí)，能大幅度的提高廢水中B/C的比例，因此結(jié)合工程實(shí)際水質(zhì)情況，對(duì)利用微電解法與生物法聯(lián)合工藝來(lái)展開(kāi)探討對(duì)超高濃度工業(yè)有機(jī)廢水的應(yīng)用效果研究，為此類廢水的解決提供技術(shù)支持。
一、工程應(yīng)用
1.1 工程概況
無(wú)錫某物資有限公司是一家專業(yè)從事熱固性粉末涂料用的聚酯樹(shù)脂和助劑生產(chǎn)、研究開(kāi)發(fā)、銷售的私營(yíng)企業(yè)。生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生的一定的廢水，廢水量約為4.5m3/d，由于特殊的生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)，全部廢水被用于冷卻系統(tǒng)，而且需要補(bǔ)充一定量的自來(lái)水來(lái)滿足生產(chǎn)用水，因此一直以來(lái)，環(huán)保局因其無(wú)排放廢水，未實(shí)施相應(yīng)的強(qiáng)制處理措施。
隨著人們環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)，18年該廠就一直受到附近居民的投訴，因其廢水揮發(fā)的氣味難聞，環(huán)境監(jiān)察部門對(duì)該廠遂提出整改意見(jiàn)。
廢水的有機(jī)物含量很高，可生化性較差，較難處理。該廢水中COD的濃度最高接近17萬(wàn)mg/L，其它水質(zhì)指標(biāo)見(jiàn)表1所示。廢水的氣味呈現(xiàn)惡臭的狀況，天氣狀況不佳時(shí)，嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)刂苓叺纳a(chǎn)和生活。根據(jù)企業(yè)、附近居民代表、監(jiān)察部門三方協(xié)調(diào)結(jié)果，將廢水進(jìn)行處理，處理后廢水水質(zhì)需達(dá)到：pH為6-9，SS≤100，COD≤200，并保證廢水無(wú)異味產(chǎn)生。
針對(duì)該企業(yè)的水質(zhì)特點(diǎn)和處理目標(biāo)，最終采用了微電解預(yù)處理/UASB/MBR處理工藝，該工程總投資56.8萬(wàn)元，于2019年1月建成，經(jīng)過(guò)6個(gè)月的調(diào)試，出水達(dá)到了預(yù)先的設(shè)計(jì)水質(zhì)目標(biāo)。
1.2 工藝流程
工藝流程圖見(jiàn)圖1。工藝產(chǎn)生的廢水經(jīng)過(guò)預(yù)處理、生化作用、活性炭吸附作用后，出水進(jìn)入冷卻塔冷卻系統(tǒng)。原先生產(chǎn)工藝中需要補(bǔ)充的那部分自來(lái)水，在預(yù)處理之后的集水槽中添加。處理后的水無(wú)需排放用于生產(chǎn)中。
1.3 設(shè)計(jì)
1.3.1 預(yù)處理設(shè)備
高壓脈沖+微電解+中和沉淀池是主體生化工藝的預(yù)處理過(guò)程。微電解罐的直徑為27cm，高度為270cm，共6個(gè)。中和沉淀池位于微電解池后部，用氫氧化鈣調(diào)節(jié)溶液至8.0，配合微電解反應(yīng)以提高預(yù)處理效果。中和沉淀池的尺寸為7.0×1.0×1.2m，材質(zhì)為PVC。
1.3.2 集水槽
避免過(guò)高濃度的COD直接進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)池中，它的作用是調(diào)節(jié)COD的作用，高5m，體積為40m3，材質(zhì)為PE。
1.3.3 UASB反應(yīng)器
UASB(Up-flowAnaerobicSludgeBed)，中文名為升流式厭氧污泥床，具有高的液體表面上升流速和容積有機(jī)負(fù)荷率，是一種高效厭氧反應(yīng)器。UASB反應(yīng)器的高為8m，體積60m3，為防腐鋼制材質(zhì)。
1.3.4 MBR槽
MBR(MembraneBioreactor)，指膜生物好氧反應(yīng)器，它是膜分離技術(shù)與活性污泥法有機(jī)高效結(jié)合的水處理技術(shù)。用膜分離技術(shù)取代活性污泥法中的二沉池，進(jìn)行固液分離，實(shí)現(xiàn)出水良好的水質(zhì)目的。MBR體積為7.5m3，為PVC材質(zhì)。
1.3.5 活性炭過(guò)濾器
活性炭過(guò)濾器用來(lái)去除對(duì)水中異味、膠體及色素、有機(jī)物等污染性物質(zhì)，去除作用較明顯?；钚蕴康闹睆綖?0cm，高度為290cm，共5個(gè)，活性炭堆積密度為50%，整個(gè)過(guò)濾器為防腐鋼制材質(zhì)。
1.3.6 污泥處理系統(tǒng)
中和沉淀池、MBR槽產(chǎn)生的污泥進(jìn)入污泥濃縮槽。由于本工程所產(chǎn)生的污泥量很少，為了經(jīng)濟(jì)方便，故選用污泥濃縮脫水一體機(jī)，產(chǎn)生的泥餅外運(yùn)委托相關(guān)資質(zhì)單位處理。
二、運(yùn)行效果與討論
2.1 對(duì)COD的處理效果
微電解罐-中和沉淀池、集水槽、UASB反應(yīng)器、MBR槽、活性炭過(guò)濾器對(duì)COD的處理效果如圖2。
從圖2中可以看出，原水COD濃度為118000-167900mg/L，微電解預(yù)處理/UASB/MBR工藝運(yùn)行趨于穩(wěn)定，出水COD濃度均小于200mg/L，達(dá)到設(shè)計(jì)時(shí)COD的要求。
2020年1月，公司委托具有監(jiān)測(cè)資質(zhì)的某監(jiān)測(cè)公司，隨機(jī)抽查了該公司污水處理設(shè)施的運(yùn)行效果，進(jìn)水pH為3.52，SS為180mg/L，出水pH為7.2，SS為15mg/L，COD的監(jiān)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。
2.2 工程投資和運(yùn)行費(fèi)用
工程總投資56.8萬(wàn)元，主要包括設(shè)計(jì)費(fèi)2.1萬(wàn)元，土建及設(shè)備費(fèi)46.72萬(wàn)，動(dòng)力、自控設(shè)備費(fèi)1.58萬(wàn)元，橋架、配線費(fèi)0.85萬(wàn)元，管道、閥及主材1.26萬(wàn)元，工程安裝費(fèi)及輔助材料2.84萬(wàn)元，管理和其他雜費(fèi)2.78萬(wàn)元。
工程運(yùn)行費(fèi)：該廢水處理設(shè)施運(yùn)行電費(fèi)0.72元/t水，該工藝運(yùn)行無(wú)需專職人員看護(hù)，該公司可以委派一名工人監(jiān)督運(yùn)行情況，廢水處理費(fèi)用即為0.72元/t水。
三、結(jié)語(yǔ)
(1)采用微電解法與生物法(UASB+MBR)聯(lián)合處理超高濃度的工業(yè)有機(jī)廢水，結(jié)果表明，該聯(lián)合工藝運(yùn)行安全、穩(wěn)定、高效、可靠。對(duì)COD的去除效果顯著，原水COD的濃度為159000mg/L，經(jīng)過(guò)處理后，COD為182mg/L，達(dá)到了設(shè)計(jì)初期的要求。同時(shí)，在充分保障去除率的前提下，該工藝的聯(lián)合處理成本僅為0.92元/t廢水。
(2)UASB+MBR作為該工程實(shí)例中主體的工藝，對(duì)有機(jī)物的去除效果也是明顯的，UASB反應(yīng)器對(duì)COD的去除率達(dá)到了83%，MBR槽對(duì)COD的去除率達(dá)到86%。它的成功運(yùn)行是一套現(xiàn)代高效的厭氧和好氧生化工藝的經(jīng)典結(jié)合，為該技術(shù)的進(jìn)一步應(yīng)用推廣更具有現(xiàn)實(shí)意義。
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