微电解与生物法联合处理工业废水的工程应用

　　对于超高浓度的有机工业废水，废水中B/C的比值达不到直接生物处理的要求，必须采取一定的预处理方法，将超高浓度的有机废水中高分子的有机物转变成宜于生化处理的物质，然后配合生化方法联合处理超高浓度的有机废水。此联合处理中预处理方法的确定很关键，关于它的研究工作已经取得了一些成果。

　　微电解法是一种去除效果与经济兼顾的预处理方法，它是将铁屑与炭共存的形式来处理废水，通过铁屑与炭发生电化学氧化还原反应形成原电池，铁作为阳极被腐蚀，炭作为阴极，产生很高活性的Fe2+，与废水中的许多有机物发生氧化还原作用，在达到去除有机物目的的同时，能大幅度的提高废水中B/C的比例，因此结合工程实际水质情况，对利用微电解法与生物法联合工艺来展开探讨对超高浓度工业有机废水的应用效果研究，为此类废水的解决提供技术支持。

　　一、工程应用

　　1.1 工程概况

　　无锡某物资有限公司是一家专业从事热固性粉末涂料用的聚酯树脂和助剂生产、研究开发、销售的私营企业。生产过程中会产生的一定的废水，废水量约为4.5m3/d，由于特殊的生产工艺设计，全部废水被用于冷却系统，而且需要补充一定量的自来水来满足生产用水，因此一直以来，环保局因其无排放废水，未实施相应的强制处理措施。

　　随着人们环保意识的加强，18年该厂就一直受到附近居民的投诉，因其废水挥发的气味难闻，环境监察部门对该厂遂提出整改意见。

　　废水的有机物含量很高，可生化性较差，较难处理。该废水中COD的浓度最高接近17万mg/L，其它水质指标见表1所示。废水的气味呈现恶臭的状况，天气状况不佳时，严重影响了当地周边的生产和生活。根据企业、附近居民代表、监察部门三方协调结果，将废水进行处理，处理后废水水质需达到：pH为6-9，SS≤100，COD≤200，并保证废水无异味产生。

　　针对该企业的水质特点和处理目标，最终采用了微电解预处理/UASB/MBR处理工艺，该工程总投资56.8万元，于2019年1月建成，经过6个月的调试，出水达到了预先的设计水质目标。

　　1.2 工艺流程

　　工艺流程图见图1。工艺产生的废水经过预处理、生化作用、活性炭吸附作用后，出水进入冷却塔冷却系统。原先生产工艺中需要补充的那部分自来水，在预处理之后的集水槽中添加。处理后的水无需排放用于生产中。

　　1.3 设计

　　1.3.1 预处理设备

　　高压脉冲+微电解+中和沉淀池是主体生化工艺的预处理过程。微电解罐的直径为27cm，高度为270cm，共6个。中和沉淀池位于微电解池后部，用氢氧化钙调节溶液至8.0，配合微电解反应以提高预处理效果。中和沉淀池的尺寸为7.0×1.0×1.2m，材质为PVC。

　　1.3.2 集水槽

　　避免过高浓度的COD直接进入厌氧反应池中，它的作用是调节COD的作用，高5m，体积为40m3，材质为PE。

　　1.3.3 UASB反应器

　　UASB(Up-flowAnaerobicSludgeBed)，中文名为升流式厌氧污泥床，具有高的液体表面上升流速和容积有机负荷率，是一种高效厌氧反应器。UASB反应器的高为8m，体积60m3，为防腐钢制材质。

　　1.3.4 MBR槽

　　MBR(MembraneBioreactor)，指膜生物好氧反应器，它是膜分离技术与活性污泥法有机高效结合的水处理技术。用膜分离技术取代活性污泥法中的二沉池，进行固液分离，实现出水良好的水质目的。MBR体积为7.5m3，为PVC材质。

　　1.3.5 活性炭过滤器

　　活性炭过滤器用来去除对水中异味、胶体及色素、有机物等污染性物质，去除作用较明显。活性炭的直径为50cm，高度为290cm，共5个，活性炭堆积密度为50%，整个过滤器为防腐钢制材质。

　　1.3.6 污泥处理系统

　　中和沉淀池、MBR槽产生的污泥进入污泥浓缩槽。由于本工程所产生的污泥量很少，为了经济方便，故选用污泥浓缩脱水一体机，产生的泥饼外运委托相关资质单位处理。

　　二、运行效果与讨论

　　2.1 对COD的处理效果

　　微电解罐-中和沉淀池、集水槽、UASB反应器、MBR槽、活性炭过滤器对COD的处理效果如图2。

　　从图2中可以看出，原水COD浓度为118000-167900mg/L，微电解预处理/UASB/MBR工艺运行趋于稳定，出水COD浓度均小于200mg/L，达到设计时COD的要求。

　　2020年1月，公司委托具有监测资质的某监测公司，随机抽查了该公司污水处理设施的运行效果，进水pH为3.52，SS为180mg/L，出水pH为7.2，SS为15mg/L，COD的监测结果见表2。

　　2.2 工程投资和运行费用

　　工程总投资56.8万元，主要包括设计费2.1万元，土建及设备费46.72万，动力、自控设备费1.58万元，桥架、配线费0.85万元，管道、阀及主材1.26万元，工程安装费及辅助材料2.84万元，管理和其他杂费2.78万元。

　　工程运行费：该废水处理设施运行电费0.72元/t水，该工艺运行无需专职人员看护，该公司可以委派一名工人监督运行情况，废水处理费用即为0.72元/t水。

　　三、结语

　　(1)采用微电解法与生物法(UASB+MBR)联合处理超高浓度的工业有机废水，结果表明，该联合工艺运行安全、稳定、高效、可靠。对COD的去除效果显著，原水COD的浓度为159000mg/L，经过处理后，COD为182mg/L，达到了设计初期的要求。同时，在充分保障去除率的前提下，该工艺的联合处理成本仅为0.92元/t废水。

　　(2)UASB+MBR作为该工程实例中主体的工艺，对有机物的去除效果也是明显的，UASB反应器对COD的去除率达到了83%，MBR槽对COD的去除率达到86%。它的成功运行是一套现代高效的厌氧和好氧生化工艺的经典结合，为该技术的进一步应用推广更具有现实意义。(来源：无锡市政设计研究院有限公司)