微電解+芬頓氧化法在焦化廢水處理中的應(yīng)用

（萍鄉(xiāng)礦業(yè)環(huán)保節(jié)能有限公司，江西 萍鄉(xiāng) 337003）

1 概況

萍鄉(xiāng)焦化公司自2017年12月停產(chǎn)后尚存有大量的廢水，因原有的廢水處理設(shè)施處于癱瘓狀態(tài)不能正常啟動，給環(huán)境安全帶來較大隱患，因而受到上級環(huán)保部門的督辦。為確保企業(yè)停產(chǎn)后的廢水得到有效的處理，控制環(huán)境風(fēng)險，杜絕環(huán)境污染事故，避免廢水直排對周邊水體的影響，必須對原存有的廢水進(jìn)行安全處置。根據(jù)現(xiàn)場采樣檢測結(jié)果，主要為含酚廢水。其主要污染物有：COD、BOD、氨氮、懸浮物、苯酚及苯系化合物等，廢水量約1500 t。該類廢水的特點(diǎn)是成分多、組分復(fù)雜、濃度高、毒性大、難降解、可生化性差、色度比較高，嚴(yán)重超過《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB16171-2012）中的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。2019年11月，通過采用“微電解+芬頓氧化+厭氧+缺氧+MBR”工藝，對萍鄉(xiāng)焦化公司含酚廢水進(jìn)行了有效處理，該工藝具有良好的去除有機(jī)物、氨氮等污染物的效果。

2 廢水水質(zhì)及工藝流程

2.1 廢水水質(zhì)

根據(jù)萍鄉(xiāng)市環(huán)保部門要求，新華小河路行斷面按《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）中Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制。鑒于萍鄉(xiāng)焦化公司廢水最終排入新華小河，故其處理后的出水指標(biāo)應(yīng)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）表1中一級B標(biāo)準(zhǔn)及表3中最高允許排放濃度。根據(jù)萍鄉(xiāng)焦化公司實際情況，其廢水特征污染物主要是化學(xué)需氧量、pH、色度、氨氮、揮發(fā)酚、五日生化需氧量、氰化物和石油類。設(shè)計處理水量50m3/d。原水監(jiān)測結(jié)果、設(shè)計出水水質(zhì)見表1。

表1 廢水進(jìn)、出水水質(zhì)設(shè)計指標(biāo)

2.2 工藝流程

焦化廢水采用“微電解+芬頓氧化+厭氧+缺氧+MBR”工藝進(jìn)行處理。廢水從調(diào)節(jié)池由提升泵泵送進(jìn)入微電解反應(yīng)床，在微電解反應(yīng)段（主要作用是氧化還原和電附集吸附）可有效去除COD、降低色度并提高廢水可生化性；然后，廢水自流進(jìn)入芬頓反應(yīng)床（利用過氧化氫H2O2為氧化劑與亞鐵離子Fe2+做為催化劑，在氧化反應(yīng)床內(nèi)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，將有機(jī)物氧化分解，進(jìn)而降低廢水中的COD），去除生物難降解有機(jī)物；隨后，廢水自流進(jìn)入初沉池，用NaOH調(diào)節(jié)pH至中性，絮體經(jīng)沉淀后排入污泥池，上清液自流進(jìn)入?yún)捬醭?；厭氧池、缺氧池和MBR（膜生物反應(yīng)器：主要利用膜分離設(shè)備截留水中的活性污泥與大分子有機(jī)物）膜池共同組成生物處理系統(tǒng)，利用不同氧環(huán)境條件下不同微生物群的功能，從而實現(xiàn)廢水中各污染物的去除。處理過程中產(chǎn)生的污泥經(jīng)板框壓濾機(jī)脫水后外運(yùn)另行處置。

各處理單元均采用可移動式一體化設(shè)施（設(shè)備），具有布置緊湊、拆裝方便、操作安全等諸多特點(diǎn)。

圖1 工藝流程

3 主要構(gòu)筑物及設(shè)備

廢水處理裝置的主要構(gòu)筑物及設(shè)備包括：

1）調(diào)節(jié)池：利用原有蓄水池，內(nèi)置一臺流量為5m3/h，揚(yáng)程為10m，功率為0.55 kW的潛污泵。

2）微電解反應(yīng)床：采用玻璃鋼圓形結(jié)構(gòu)，尺寸為Φ1.8×3m，有效容積為4m3，HRT(水力停留時間）為2h。

3）芬頓反應(yīng)床：采用玻璃鋼圓形結(jié)構(gòu)，尺寸為Φ1.8×3m，有效容積為7m3，HRT為3.5h。

4）一體化設(shè)備（初沉池+厭氧池）：采用碳鋼防腐方形結(jié)構(gòu)，尺寸為8.5 m×3 m×3m，有效容積為64m3，分為兩格，初沉池HRT為4 h，厭氧池HRT為28 h。

5）一體化設(shè)備（缺氧池+MBR膜池）：采用碳鋼防腐方形結(jié)構(gòu)，尺寸為8.5 m×3 m×3m，有效容積為64m3，分為兩格，缺氧池HRT為12 h，MBR(膜生物反應(yīng)器)膜池HRT為20 h。

4 系統(tǒng)調(diào)試和運(yùn)行

4.1 污泥培養(yǎng)

廢水處理系統(tǒng)的污泥馴化主要采用厭氧池、缺氧池和MBR膜池。接種污泥來自某城鎮(zhèn)污水處理廠的脫水污泥（含水率約為80%），厭氧池按5000 mg/L投加1400kg，缺氧池按3000 mg/L投加360kg，MBR膜池按6000 mg/L投加1200kg。

系統(tǒng)調(diào)試初期，廢水處理負(fù)荷約為總負(fù)荷的20%。進(jìn)水當(dāng)天投加污泥，各池投加污泥前先加入一部分清水，根據(jù)MBR膜池CODcr及氨氮的變化，按30%、40%、60%、80%、100%逐漸增加進(jìn)水負(fù)荷。在每次增加負(fù)荷后，MBR膜池的CODcr和氨氮都有不同程度的增加。經(jīng)過14d的培養(yǎng)，CODcr和氨氮的去除率逐步增加，污泥活性良好，出水已能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)要求。

4.2 廢水處理效果

焦化廢水經(jīng) “微電解+芬頓氧化+厭氧+缺氧+MBR”工藝進(jìn)行處理后，其出水水質(zhì)完全能夠達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）表1中一級B標(biāo)準(zhǔn)及表3中最高允許排放濃度，實際監(jiān)測出水水質(zhì)見表2。

表2 廢水進(jìn)、出水水質(zhì)監(jiān)測指標(biāo)

5 結(jié)語

從出水水質(zhì)情況得出，焦化廢水經(jīng)“微電解+芬頓氧化+厭氧+缺氧+MBR”工藝進(jìn)行處理后，其污染物的最大處理效率均優(yōu)于設(shè)計，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，確保了廢水達(dá)標(biāo)排放。

因此，“微電解+芬頓氧化+厭氧+缺氧+MBR”這種焦化廢水高效處理的新方法，在萍鄉(xiāng)焦化公司的實踐中得到了成功應(yīng)用，取得了較好的環(huán)境、社會和經(jīng)濟(jì)效益，在焦化行業(yè)的廢水處理中具有普遍推廣和使用價值。