微电解+芬顿氧化法在焦化废水处理中的应用

2020-08-11

江西煤炭科技 2020年3期

（萍乡矿业环保节能有限公司，江西萍乡 337003）

1 概况

萍乡焦化公司自2017年12月停产后尚存有大量的废水，因原有的废水处理设施处于瘫痪状态不能正常启动，给环境安全带来较大隐患，因而受到上级环保部门的督办。为确保企业停产后的废水得到有效的处理，控制环境风险，杜绝环境污染事故，避免废水直排对周边水体的影响，必须对原存有的废水进行安全处置。根据现场采样检测结果，主要为含酚废水。其主要污染物有：COD、BOD、氨氮、悬浮物、苯酚及苯系化合物等，废水量约1500 t。该类废水的特点是成分多、组分复杂、浓度高、毒性大、难降解、可生化性差、色度比较高，严重超过《炼焦化学工业污染物排放标准》（GB16171-2012）中的相关标准。2019年11月，通过采用“微电解+芬顿氧化+厌氧+缺氧+MBR”工艺，对萍乡焦化公司含酚废水进行了有效处理，该工艺具有良好的去除有机物、氨氮等污染物的效果。

2 废水水质及工艺流程

2.1 废水水质

根据萍乡市环保部门要求，新华小河路行断面按《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中Ⅲ类标准进行控制。鉴于萍乡焦化公司废水最终排入新华小河，故其处理后的出水指标应达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）表1中一级B标准及表3中最高允许排放浓度。根据萍乡焦化公司实际情况，其废水特征污染物主要是化学需氧量、pH、色度、氨氮、挥发酚、五日生化需氧量、氰化物和石油类。设计处理水量50m3/d。原水监测结果、设计出水水质见表1。

表1 废水进、出水水质设计指标

2.2 工艺流程

焦化废水采用“微电解+芬顿氧化+厌氧+缺氧+MBR”工艺进行处理。废水从调节池由提升泵泵送进入微电解反应床，在微电解反应段（主要作用是氧化还原和电附集吸附）可有效去除COD、降低色度并提高废水可生化性；然后，废水自流进入芬顿反应床（利用过氧化氢H2O2为氧化剂与亚铁离子Fe2+做为催化剂，在氧化反应床内进行氧化还原反应，将有机物氧化分解，进而降低废水中的COD），去除生物难降解有机物；随后，废水自流进入初沉池，用NaOH调节pH至中性，絮体经沉淀后排入污泥池，上清液自流进入厌氧池；厌氧池、缺氧池和MBR（膜生物反应器：主要利用膜分离设备截留水中的活性污泥与大分子有机物）膜池共同组成生物处理系统，利用不同氧环境条件下不同微生物群的功能，从而实现废水中各污染物的去除。处理过程中产生的污泥经板框压滤机脱水后外运另行处置。

各处理单元均采用可移动式一体化设施（设备），具有布置紧凑、拆装方便、操作安全等诸多特点。

图1 工艺流程

3 主要构筑物及设备

废水处理装置的主要构筑物及设备包括：

1）调节池：利用原有蓄水池，内置一台流量为5m3/h，扬程为10m，功率为0.55 kW的潜污泵。

2）微电解反应床：采用玻璃钢圆形结构，尺寸为Φ1.8×3m，有效容积为4m3，HRT(水力停留时间）为2h。

3）芬顿反应床：采用玻璃钢圆形结构，尺寸为Φ1.8×3m，有效容积为7m3，HRT为3.5h。

4）一体化设备（初沉池+厌氧池）：采用碳钢防腐方形结构，尺寸为8.5 m×3 m×3m，有效容积为64m3，分为两格，初沉池HRT为4 h，厌氧池HRT为28 h。

5）一体化设备（缺氧池+MBR膜池）：采用碳钢防腐方形结构，尺寸为8.5 m×3 m×3m，有效容积为64m3，分为两格，缺氧池HRT为12 h，MBR(膜生物反应器)膜池HRT为20 h。

4 系统调试和运行

4.1 污泥培养

废水处理系统的污泥驯化主要采用厌氧池、缺氧池和MBR膜池。接种污泥来自某城镇污水处理厂的脱水污泥（含水率约为80%），厌氧池按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。

系统调试初期，废水处理负荷约为总负荷的20%。进水当天投加污泥，各池投加污泥前先加入一部分清水，根据MBR膜池CODcr及氨氮的变化，按30%、40%、60%、80%、100%逐渐增加进水负荷。在每次增加负荷后，MBR膜池的CODcr和氨氮都有不同程度的增加。经过14d的培养，CODcr和氨氮的去除率逐步增加，污泥活性良好，出水已能达到排放标准要求。