電催化氧化+混凝沉淀+水解酸化+MBR聯(lián)合處理松脂生產(chǎn)廢水

電催化氧化+混凝沉淀+水解酸化+MBR聯(lián)合處理松脂生產(chǎn)廢周鵬;李愛雯;胡文濤;馮莉【摘要】松脂生產(chǎn)廢水主要污染物是有機物、懸浮物和色度等，有機物主要是單寧酸、酚類、樹脂酸、草酸及草酸鹽、有機色素、乳化狀松脂和松節(jié)油等，屬難生化降解的高濃度有機廢水，不能用生化處理工藝直接處理.采用電催化氧化+混凝沉淀+水解酸化+MBR為主體工藝處理該廢水，實踐表明，在進(jìn)水COD平均濃度為5000~8000mg/L和色度＜250倍時，出水COD＜100mg/L,色度＜50倍，完全達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)—級標(biāo)準(zhǔn).【期刊名稱】《能源與環(huán)境》【年(勤期】2016(000)002【總頁數(shù)】3頁(P80-81,83)【關(guān)鍵詞】松脂加工廢水;電催化氧化;水解酸化；MBR【作者】周鵬;李愛雯湖文濤;馮莉【作者單位】廣西桂貴環(huán)保咨詢有限公司廣西貴港537100;廣西桂貴環(huán)保咨詢有限公司廣西貴港537100;廣西桂貴環(huán)保咨詢有限公司廣西貴港537100;廣西桂貴環(huán)保咨詢有限公司廣西貴港537100【正文語種】中文【中圖分類】X78目前國內(nèi)松脂加工企業(yè)多數(shù)采用預(yù)處理+生化處理工藝處理其所產(chǎn)生的松脂加工廢水。預(yù)處理常用混凝沉淀或Fe/C微電解或Fenton氧化，混凝沉淀僅能去除一部分懸浮物，對提高廢水的可生化性幾乎沒有效果，F(xiàn)e/C微電解可以在去除部分有機物的基礎(chǔ)上提高廢水的可生化性，但是需要消耗大量的的Fe和C，同時還將產(chǎn)生大量的污泥，F(xiàn)enton氧化的作用和效果與FeC微電解一樣，但同樣存在消耗大量的的Fe2+、H2O2和產(chǎn)生大量污泥的缺點。生化處理常用接觸氧化或SBR等工藝，它們均存在抗沖擊能力差、出水水質(zhì)不穩(wěn)定、污泥量大的缺點。松脂生產(chǎn)廢水主要污染物是有機物、懸浮物和色度等，而有機物又主要是單寧酸、酚類、樹脂酸、草酸及草酸鹽、有機色素、乳化狀松脂和松節(jié)油等［1］。這類廢水的特點是：①廢水呈酸性，pH值2~4之間，甚至還含較高濃度的Fe2+;②廢水中COD濃度很高，最高可達(dá)8000mg/L左右，BOD5/COD比值很小，且成分十分復(fù)雜，含有大量抑制細(xì)菌生長的有毒有害物質(zhì)。因此，該廢水屬難生化降解的高濃度有機廢水，不能用生化處理工藝直接處理；③產(chǎn)品多元化，且各種產(chǎn)品的生產(chǎn)時段不同，又造成廢水排放量和水質(zhì)波動大。根據(jù)前述分析，設(shè)計采用電催化氧化+混凝沉淀+水解酸化+MBR為主體工藝，對玉林市某松脂加工企業(yè)的生產(chǎn)廢水進(jìn)行處理。該廠于2014年4月開始設(shè)計和建造廢水處理設(shè)施，同年8月開始調(diào)試運行，經(jīng)過1a的實際運行，處理效果穩(wěn)定。玉林市某松脂加工企業(yè)年產(chǎn)松香1萬t及深加工生產(chǎn)線建設(shè)項目，根據(jù)建設(shè)項目的環(huán)評報告及其批復(fù)文件，該項目生產(chǎn)廢水排量為41.12m3/d，生活污水排量為7.2m3/d?？紤]企業(yè)未來的發(fā)展需要，按生產(chǎn)廢水60m3/d、生活污水12m3/d,廢水處理設(shè)施每天運行24h進(jìn)行設(shè)計。出水水質(zhì)執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)一級標(biāo)準(zhǔn)，具體綜合廢水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)見表1。設(shè)計的工藝流程見圖1。松脂生產(chǎn)廢水首先經(jīng)斜篩、隔油沉渣池后進(jìn)入到調(diào)節(jié)池1調(diào)節(jié)水質(zhì)水量。調(diào)節(jié)池1的生產(chǎn)廢水泵入催化氧化塔內(nèi)，利用生產(chǎn)廢水呈酸性的特點，在外加催化劑的作用下，將發(fā)生一些列氧化反應(yīng)，氧化后出水自流入pH調(diào)節(jié)池調(diào)pH到8~9，然自流入絮凝池進(jìn)行絮凝反應(yīng)，絮凝劑為PAM和回流的活性污泥，絮凝池出水自流入沉淀池進(jìn)行泥水分離，上清液自流入水解酸化池進(jìn)行水解和酸化作用。至此生產(chǎn)廢水的預(yù)處理完成，生產(chǎn)廢水中的有機物水解酸化、分子轉(zhuǎn)型，在去除部分有機物的基礎(chǔ)上提升了BOD5/COD的比值，可生化性顯著提高，為后續(xù)的好氧生化處理奠定了基礎(chǔ)。經(jīng)格柵和調(diào)節(jié)池2調(diào)節(jié)水質(zhì)水量后的生活污水泵入MBR膜生物反應(yīng)器，在MBR膜生物反應(yīng)器內(nèi)，混合廢水中的有機物和氨氮分別進(jìn)行好氧分解、硝化反應(yīng)，最后經(jīng)MBR膜分離，活性污泥留在反應(yīng)器內(nèi)，清液經(jīng)泵抽吸至清水池待回用或排放。從斜篩分離出來的大塊固形物（樹皮、木屑、松針葉等）、隔油沉渣池的浮油和沉渣，定期人工清理到污泥干化池；沉淀池的污泥依靠靜壓排至污泥干化池。污泥干化池內(nèi)浮油、沉渣、污泥等除石灰渣外，基本上是有機可燃物，經(jīng)自然濾水，曬干后送鍋爐焚燒。3.1斜篩和隔油沉渣處理松脂加工廢水主要來源于澄清工段排放的渣水，剛排出的渣水溫度高達(dá)80°C,含大量的隨原料帶進(jìn)的樹皮、木屑、砂石、塵土等固形物。隨水溫的降低，廢水中少量的松脂、松節(jié)油也析出聚集。隔油沉淀前采用20目斜篩把廢水中的大塊固形物從廢水中隔離除去。經(jīng)過斜篩、隔油沉渣，大部分的固體物和油脂得以去除，COD去除率約20%。3.2電催化氧化處理前已述及，松脂生產(chǎn)廢水屬難生化降解的高濃度有機廢水，應(yīng)首先利用電催化氧化方法使之水解酸化、分子轉(zhuǎn)型，在去除部分有機物的基礎(chǔ)上提升BOD5/COD比值之后再進(jìn)一步物化和生化處理。在催化氧化塔內(nèi)的12~24V低壓直流靜電場中有氧化劑和催化劑存在的條件下，首先使水中產(chǎn)生氧自由基離子O2-，繼而誘發(fā)出過氧化氫H2O2，再生成羥基自由基離子?OH，因?OH具有極強氧化性，使部分有機物變成CO2和H2O，另一部分殘存有機物水解一酸化，并提升BOD5/COD比值，使后續(xù)常規(guī)物化和生化處理可以順利進(jìn)行。整個催化氧化機理如下：過氧化氫H2O2的生成。夕卜部提供的O2捕集外電場提供的電子，形成氧自由基離子O2-,最后經(jīng)一系列反應(yīng)生成H2O2:①O2+e—O2-,②O2-+H+-HO2?，③2HO2?—O2+H2O2;同時：④HO2?+O2-—O2+HO2-,⑤HO2-+H+—H2O2。(2)羥基自由基?OH的生成。①H2O2+e-—OH-+?OH;同時：H2O2+M2+—M3++OH-+QH,③M2++QH—M3++OH-,④H2O2+M3+-M2++H++HO2?，⑤H2O2+HO2—O2+H2O+QH。(3)有機物的礦化。①R+?OH—H2O+R?，②R?+M3+—R++M2+,R++O2—ROO+—......—CO2f+H2O。注：R為有機物的分子，M為催化劑金屬原子。3.3生化處理(1)水解酸化池。水解酸化是一種不徹底的有機物厭氧轉(zhuǎn)化過程，其作用在于使復(fù)雜的不溶性高分子有機物經(jīng)過水解和產(chǎn)酸轉(zhuǎn)化為溶解性的簡單低分子有機物，從而提高廢水的BOD5/COD比值，改善廢水的可生化性［2］。污泥回流比80%,溶解氧為0.5~1mg/L,水力停留時間為12h。水解酸化池出水自流到MBR膜生物反應(yīng)器。(2)MBR膜生物反應(yīng)器。MBR膜生物反應(yīng)器為板框抽吸淹沒式結(jié)構(gòu)，膜組件為孑L徑約0.1~0.4um的PVDF中空纖維膜。MBR生物反應(yīng)器水力停留時間為20h;曝氣量為30~40m3/h，溶解氧為2~2.5mg/L。隨著運行時間的延長，水頭損失增大，此時應(yīng)對MBR膜進(jìn)行清洗。平時通過周期性地間歇操作和空氣攪拌來減少膜污染，每6個月進(jìn)行一次離線清洗，用0.1%的次氯酸鈉或鹽酸將膜組件進(jìn)行浸泡24h[3]o3.4運行結(jié)果該工程于2014年8月建成并試運行，同年9月運行穩(wěn)定。對廢水的主要評價指標(biāo)COD和色度每5d監(jiān)測1次，表2是2014年10、11月水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果，出水水質(zhì)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978—1996)—級標(biāo)準(zhǔn)：CODcr<100mg/Ls色度<50倍。采用電催化氧化+水解酸化+MBR為核心的松脂生產(chǎn)廢水處理工藝，設(shè)計處理規(guī)模72m3/d，總投資183.8萬元，運行費用(包括電費和藥劑費，不含折舊費和人工費)約4.5元/m3。因處理規(guī)模較小，各種配套設(shè)施齊全而增加了建設(shè)和運行成本，如果放大處理規(guī)模，可相應(yīng)降低成本[4]。(1)采用電催化氧化+水解酸化+MBR為核心的處理工藝對松脂加工廢水進(jìn)行處理是可行的，CODcr的去除率大于98.8%，各項指標(biāo)完全達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)—級標(biāo)準(zhǔn)。采用電催化氧化進(jìn)行預(yù)處理，在去除部分有機物的基礎(chǔ)上提升了BOD5/COD的比值，可生化性顯著提高。此外，藥劑費比Fe/C微電解法或Fenton氧化法節(jié)約2/3，污泥的產(chǎn)生量也比FeC微電解法或Fenton氧化法減少2/3。好氧生化之前增加水解酸化工藝，使廢水的可生化性得到進(jìn)一步提高。將剩余污泥部分回流至絮凝池內(nèi)，利用活性污泥的吸附絮凝作用，改善廢水中懸浮物的沉淀性能，實踐證明：強化了沉淀池的處理效果，COD去除率提高15%~25%，且剩余污泥作為沉淀池污泥沉淀下來，含水率低，提高了污泥的脫水性能。好氧處理采用MBR膜生物反應(yīng)器，膜的機械截留作用避免了活性微生物的流失，生物反應(yīng)器內(nèi)可保持高的活性污泥濃度，從而提高了容積負(fù)荷，降低污泥負(fù)荷，且將傳統(tǒng)污水處理的曝氣池與二沉池合2為1，因此可大幅減少占地面積，節(jié)省土建投資。（6）實際運行情況證明：系統(tǒng)運行可靠、操作簡單、剩余污泥量少、耐沖擊負(fù)荷、處理效果顯著、出水水質(zhì)良好。【相關(guān)文獻(xiàn)】1唐少宇，周如金，鐘華