摘要：本文研究了微电解工艺对某化工园区综合废水进行预处理的有机物去除效果。试验结果表明：铁碳微电解处理农药化工废水，可以大幅提高废水的可生化性，强化后续生物法处理废水的效果，使出水稳定达标。确定最佳工艺条件为：pH=3，微电解反应时间为2~3h，CODCr去除率达20%~30%。

　　关键词：微电解；化工园区；农药废水

　　1工程概况

　　宿州某化工园区建有一套日处理规模4.5万t的废水处理设施，分两期建设。处理进水为园区各企业处理后排放的综合废水。医药及化工制造类企业产生的废水占园区总水量的49.17%。所产生的生产废水主要表现为含盐、有色度、可生化性差、含重金属离子，水质成分复杂，处理难度较大。设计进水水质执行《污水排入城镇下水道水质标准》（CJ 343—2010）B等级排放标准；出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB 18918—2002一级A。一期工程采用“水解酸化+氧化沟”工艺，深度处理采用混凝沉淀+曝气生物滤池工艺；二期工程采用兼氧FMBR膜工艺。

　　根据当地环保要求，废水排放执行《地表水环境质量标准》准Ⅳ类标准。在高排放标准约束下，现有污水厂的处理工艺不能满足要求，初设方案按照预处理分质处理模式，针对农药企业等毒性较大的废水强化预处理单元进行生物解毒，可大大提高可生化性，进一步提升二级生物处理单元的处理潜力。

　　为顺利进行工程改造，在初步设计方案基础上，进一步开展中试试验尤为必要。结合同类项目工程经验，本阶段拟针对微电解开展试验验证工作，并优化各项设计参数。

　　2工程技术分析

　　2.1废水特性分析

　　园区已经投产的某化工农药制造企业，年产300 t/a噁草酮原药及相应的系列农药制剂产品。特征污染物含苯系物、急性毒性、氯化物，可生化性差，有一定的生物毒性，处理难度大。生产废水中含氯仿、甲苯等有毒物质，需经过处理回收后，废水才能进入污水处理装置，处理流程为微电解+氧化+絮凝沉淀+厌氧+好氧+除氨氮+深度氧化。

　　2.2水质分析

　　现场取样分析化验结果详见表1。

　　由表1可知，进水中有机污染物浓度和色度较高；无机盐Cl离子成分高，生化性较差。

　　2.3工艺思路

　　医药及化工类废水属于难降解废水，经调研可知，在企业内部的处理工艺基本都包括高级氧化工艺、厌氧、水解酸化工艺等，经过企业内部高级氧化后，废水中的有毒有害物质含量会大大降低，同时水解酸化工艺对有毒有害物质也会有一定去除作用。本设计只针对生产农药的化工废水进行微电解，提高急性毒性物质去除的可靠性，其余医药化工废水进入监测岛，当某个医药化工企业废水超标时，关停进水阀门，将超标废水排入事故池。

　　微电解法废水处理工艺流程主要包括调酸、微电解反应、曝气、中和絮凝、固液分离等，工艺流程示意图见图1。

　　3微电解试验部分

　　3.1试验目的

　　对农药废水及部分毒性较大的化工废水进行生化前的预处理，在降低废水毒性的同时提高废水可生化性，为废水的生化处理奠定基础。

　　1）验证对水中CODCr的去除效果；

　　2）验证对水中含C C双键和C O双键的芳香族化合物的降解效果。

　　3.2工艺试验原理

　　微电解作用机理是在酸性溶液中，Fe、C之间存在1.2 V的电位差，会自发形成无数个以铁作为阳极、碳作为阴极的原电池，从而达到去除一定有机物的效果，提高废水B/C比。在处理过程中产生的新态[H]等能与废水中的许多组分发生氧化还原反应，本系统工作原理基于电化学、氧化-还原、物理吸附以及絮凝沉淀的共同作用力。微电解用于难降解、高有机物浓度、高含盐量废水的预处理及深度处理，使苯类开环断链，将有机大分子氧化分解为小分子，大幅度地降低CODCr和色度。

　　铁碳微电解中试装置设计参数：

　　处理量：100 L/h；LEM微电解反应器：Φ800 mm×1 800 mm（直径×高度）；LFD反应器：Φ800 mm×1 700 mm（直径×高度）；有效体积：0.5 m3。

　　3.3试验步骤

　　1）本装置为间歇式运行（见图2），从原水罐内将原水提升至缓冲罐内，每天运行一次，每次提升量约0.1 m3，将出水pH值调至3，依次加入PAC、PAM进行混凝沉淀。

　　2）微电解：调酸后的废水经提升泵提升至LEM微电解反应装置，流量为100 L/h，一次运行时间约10 h，并开启曝气机调节曝气量，原水中的污染物在此催化反应去除。

　　3）絮凝沉淀：经微电解的废水自流进入缓冲罐，开启液碱加药泵，调节pH=7.5左右；开启絮凝剂加药泵，设置PAC、PAM加药量，使固液分离后上清液出水。

　　4）运行参数：根据初设中的参数设定中试过程如下：进水量100 L/h，接触时间2 h，通过阀门和提升泵控制进水。

　　5）该中试系统根据后面的工艺需要连续运行，日常巡检包括进水流量值，水泵启停，pH、电导率、进/出水温度等进行不定时抽查。确保系统稳定运行。

　　6）指标记录和化验：取样点为中试原水、中试出水。记录和检测指标为时间、pH、流量、加药量、电导率、CODCr等。取样频率为每3 h取1次水样，混合后检测，检测频次根据试验结果增减。

　　4中试试验结果与分析

　　根据中试试验方案，依据铁碳微电解进、出水CODCr值和UV254值两个指标，分析微电解实验的运行效果。

　　4.1 CODCr和色度指标

　　微电解装置对农药化工废水的CODCr去除效果如图3所示。总体上看，微电解中试运行过程中，农药化工废水的进水CODCr值在300~500 mg/L之间波动，经过铁碳微电解系统的处理，出水CODCr值稳定在200~300 mg/L。经过近一个月的中试运行，微电解对进水CODCr的去除率约为15%，说明铁碳微电解系统对进水CODCr具有一定处理效果。同时，根据色度试验测试结果，微电解进水色度约为8，出水色度约为2。铁碳微电解通过复杂的电化学-物理作用，使苯类开环断链，将大分子有机物氧化分解为小分子物质，从而降低废水CODCr和色度，为后续进一步生化处理奠定基础。

　　4.2 UV254指标

　　UV254值是水中一些有机物在254 nm波长紫外光下的吸光度，反映的是水中天然存在的腐殖质类大分子有机物以及含C C双键和C O双键的芳香族化合物的含量。因此，通过测定微电解进水、出水的UV254值，能够反映微电解对芳香族化合物的去除效果。图4是铁碳微电解系统运行20 d左右取样测试的进出水UV254值，可以看出，经过微电解处理，废水UV254值大幅度降低，结合CODCr处理效果（图3），说明废水中的苯环类有机污染物得到一定程度的去除，微电解处理效果较好。

　　5结论与建议

　　1）从中试结果看：当pH值为3，反应时间为2~3 h条件下，微电解工艺对CODCr的去除率在20%~30%。微电解处理后废水的B/C值有一定的提高。

　　2）对于农药及化工园区废水采用铁碳微电解-水解酸化－AAO/MBR－反硝化深床滤池－臭氧氧化的强化组合工艺进行处理是可行的。

       参考文献：

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