微电解-芬顿法预处理废水技术在邯钢焦化厂的应用实践

杨 帆， 刘 欢， 张东波， 邵有辉

(河钢邯钢焦化厂，河北 邯郸 056015)

引 言

焦化废水的来源中，剩余氨水总量最大，占到焦化废水产量的一半以上。焦化废水的特点是成分复杂、废水可生化性差、水质变化幅度大、废水毒性强。对于焦化废水控制仍以末端处理为主[1-2]，邯钢设计焦化废水处理能力130 m3/h，实际100 m3/h。为了减少好氧区泡沫，或多或少使用了新水进行消泡，这对好氧区负荷起到一种稀释作用，却造成了吨焦排水量超标。2015年1月1日起，新的《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)中规定，吨焦外排水≤0.4 m3，限制了稀释水添加量。本工艺置于生化系统的前端，微电解技术为核心，耦合了Fenton氧化+絮凝沉淀技术作为焦化废水生物处理的预处理技术，有效提高了生物处理前的可生化性，提高了生物处理效率，降低甚至无需稀释水的添加，保证吨焦外排水达标。

1 工艺设计流程

依据微电解协调催化氧化处理焦化废水技术的小试、中试试验结果，在参考水处理工艺和总结废水处理的基础上，确定了“两级微电解+催化氧化+絮凝沉淀”的焦化废水预处理工艺。整个工艺来水为调节池来系统，系统出水进现有集水井，而后进入后续生化系统。具体工艺流程见图1，处理设计目标见表1。

图1 微电解-芬顿法处理工艺流程

表1 设计目标

项目COD去除率/%BOD/COD挥发酚去除率/%氨氮去除率/%目标≥40≥0.35≥30%≥25%

2 工艺运行参数和项目实施效果

在工程调试过程中，通过不断的优化运行参数，使得处理效果达到最佳状态。

2.1 工艺运行参数和药剂投加情况

主要的控制参数见第150页表2，药剂投加情况见第150页表3。

2.2 项目实施效果

项目投产后稳定运行3个月的数据指标见第150页表4。

从月平均数据来看，出水指标能够保持基本稳定，COD降低40%以上，氨氮在17%左右，挥发酚也能达到设计要求，降低率在30%以上，可生化性提高了40%左右。

3 结论

使用微电解强化预处理后，焦化废水性质主要发生了以下几个方面的转变。

表2 工程控制参数

表3 药剂投加量

表4 进出水指标

1) COD明显下降。由运行数据分析可知，通过微电解预处理后，对COD的去除效果明显，进水由平均2 000 mg/L下降至平均1 000 mg/L，去除效率大于40%。氨氮和挥发酚去除效率也能达到设计要求。在微电解、絮凝沉淀等共同作用下，有机物污染物被大量氧化去除，可有效降低后续生化处理的污染物负荷，降低新水的使用量。

2) 可生化性B/C比明显上升。由运行数据分析可知，通过微电解预处理后，可生化性提升明显，一方面是因为通过微电解等作用，废水中含有的大分子、难生物降解的物质被部分去除，使其降解为小分子，容易被生物利用的物质，另一方面，废水中含有的酚类、氰化物、硫化物、PAHs、二噁英等对生物产生毒性的物质被降解，废水的生物抑制性大大降低，有利于提高后续微生物的活性和对污染物的降解效率[2]。

3) 生物铁促进作用。由于铁是生物氧化酶系中细胞色素的重要组成部分，通过Fe2+/Fe3+氧化还原进行电子传递，铁屑过滤出水中新生态铁离子能参与这种电子传递，对生物反应有促进作用，提高了生化反应速度[3]。此外，氢氧化铁和微生物絮体形成的生物铁污泥具有良好的沉降性能，不仅因吸附作用富集了有机物具有较高的代谢活性，而且吸附能力强，有利于微生物降解有机物，强化了生物处理效果[3]。