微電解法是一種去除效果與經(jīng)濟兼顧的預(yù)處理方法，它是將鐵屑與炭共存的形式來處理廢水，通過鐵屑與炭發(fā)生電化學(xué)氧化還原反應(yīng)形成原電池，鐵作為陽極被腐蝕，炭作為陰極，產(chǎn)生很高活性的Fe2+，與廢水中的許多有機物發(fā)生氧化還原作用，在達到去除有機物目的的同時，能大幅度的提高廢水中B/C的比例，因此結(jié)合工程實際水質(zhì)情況，對利用微電解法與生物法聯(lián)合工藝來展開探討對超高濃度工業(yè)有機廢水的應(yīng)用效果研究，為此類廢水的解決提供技術(shù)支持。
一、工程應(yīng)用
1.1 工程概況
無錫某物資有限公司是一家專業(yè)從事熱固性粉末涂料用的聚酯樹脂和助劑生產(chǎn)、研究開發(fā)、銷售的私營企業(yè)。生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生的一定的廢水，廢水量約為4.5m3/d，由于特殊的生產(chǎn)工藝設(shè)計，全部廢水被用于冷卻系統(tǒng)，而且需要補充一定量的自來水來滿足生產(chǎn)用水，因此一直以來，環(huán)保局因其無排放廢水，未實施相應(yīng)的強制處理措施。
隨著人們環(huán)保意識的加強，18年該廠就一直受到附近居民的投訴，因其廢水揮發(fā)的氣味難聞，環(huán)境監(jiān)察部門對該廠遂提出整改意見。
廢水的有機物含量很高，可生化性較差，較難處理。該廢水中COD的濃度最高接近17萬mg/L，其它水質(zhì)指標見表1所示。廢水的氣味呈現(xiàn)惡臭的狀況，天氣狀況不佳時，嚴重影響了當?shù)刂苓叺纳a(chǎn)和生活。根據(jù)企業(yè)、附近居民代表、監(jiān)察部門三方協(xié)調(diào)結(jié)果，將廢水進行處理，處理后廢水水質(zhì)需達到：pH為6-9，SS≤100，COD≤200，并保證廢水無異味產(chǎn)生。
針對該企業(yè)的水質(zhì)特點和處理目標，最終采用了微電解預(yù)處理/UASB/MBR處理工藝，該工程總投資56.8萬元，于2019年1月建成，經(jīng)過6個月的調(diào)試，出水達到了預(yù)先的設(shè)計水質(zhì)目標。
1.2 工藝流程
工藝流程圖見圖1。工藝產(chǎn)生的廢水經(jīng)過預(yù)處理、生化作用、活性炭吸附作用后，出水進入冷卻塔冷卻系統(tǒng)。原先生產(chǎn)工藝中需要補充的那部分自來水，在預(yù)處理之后的集水槽中添加。處理后的水無需排放用于生產(chǎn)中。
1.3 設(shè)計
1.3.1 預(yù)處理設(shè)備
高壓脈沖+微電解+中和沉淀池是主體生化工藝的預(yù)處理過程。微電解罐的直徑為27cm，高度為270cm，共6個。中和沉淀池位于微電解池后部，用氫氧化鈣調(diào)節(jié)溶液至8.0，配合微電解反應(yīng)以提高預(yù)處理效果。中和沉淀池的尺寸為7.0×1.0×1.2m，材質(zhì)為PVC。
1.3.2 集水槽
避免過高濃度的COD直接進入?yún)捬醴磻?yīng)池中，它的作用是調(diào)節(jié)COD的作用，高5m，體積為40m3，材質(zhì)為PE。
1.3.3 UASB反應(yīng)器
UASB(Up-flowAnaerobicSludgeBed)，中文名為升流式厭氧污泥床，具有高的液體表面上升流速和容積有機負荷率，是一種高效厭氧反應(yīng)器。UASB反應(yīng)器的高為8m，體積60m3，為防腐鋼制材質(zhì)。
1.3.4 MBR槽
MBR(MembraneBioreactor)，指膜生物好氧反應(yīng)器，它是膜分離技術(shù)與活性污泥法有機高效結(jié)合的水處理技術(shù)。用膜分離技術(shù)取代活性污泥法中的二沉池，進行固液分離，實現(xiàn)出水良好的水質(zhì)目的。MBR體積為7.5m3，為PVC材質(zhì)。
1.3.5 活性炭過濾器
活性炭過濾器用來去除對水中異味、膠體及色素、有機物等污染性物質(zhì)，去除作用較明顯。活性炭的直徑為50cm，高度為290cm，共5個，活性炭堆積密度為50%，整個過濾器為防腐鋼制材質(zhì)。
1.3.6 污泥處理系統(tǒng)
中和沉淀池、MBR槽產(chǎn)生的污泥進入污泥濃縮槽。由于本工程所產(chǎn)生的污泥量很少，為了經(jīng)濟方便，故選用污泥濃縮脫水一體機，產(chǎn)生的泥餅外運委托相關(guān)資質(zhì)單位處理。
二、運行效果與討論
2.1 對COD的處理效果
微電解罐-中和沉淀池、集水槽、UASB反應(yīng)器、MBR槽、活性炭過濾器對COD的處理效果如圖2。
從圖2中可以看出，原水COD濃度為118000-167900mg/L，微電解預(yù)處理/UASB/MBR工藝運行趨于穩(wěn)定，出水COD濃度均小于200mg/L，達到設(shè)計時COD的要求。
2020年1月，公司委托具有監(jiān)測資質(zhì)的某監(jiān)測公司，隨機抽查了該公司污水處理設(shè)施的運行效果，進水pH為3.52，SS為180mg/L，出水pH為7.2，SS為15mg/L，COD的監(jiān)測結(jié)果見表2。
2.2 工程投資和運行費用
工程總投資56.8萬元，主要包括設(shè)計費2.1萬元，土建及設(shè)備費46.72萬，動力、自控設(shè)備費1.58萬元，橋架、配線費0.85萬元，管道、閥及主材1.26萬元，工程安裝費及輔助材料2.84萬元，管理和其他雜費2.78萬元。
工程運行費：該廢水處理設(shè)施運行電費0.72元/t水，該工藝運行無需專職人員看護，該公司可以委派一名工人監(jiān)督運行情況，廢水處理費用即為0.72元/t水。
三、結(jié)語
(1)采用微電解法與生物法(UASB+MBR)聯(lián)合處理超高濃度的工業(yè)有機廢水，結(jié)果表明，該聯(lián)合工藝運行安全、穩(wěn)定、高效、可靠。對COD的去除效果顯著，原水COD的濃度為159000mg/L，經(jīng)過處理后，COD為182mg/L，達到了設(shè)計初期的要求。同時，在充分保障去除率的前提下，該工藝的聯(lián)合處理成本僅為0.92元/t廢水。
(2)UASB+MBR作為該工程實例中主體的工藝，對有機物的去除效果也是明顯的，UASB反應(yīng)器對COD的去除率達到了83%，MBR槽對COD的去除率達到86%。它的成功運行是一套現(xiàn)代高效的厭氧和好氧生化工藝的經(jīng)典結(jié)合，為該技術(shù)的進一步應(yīng)用推廣更具有現(xiàn)實意義。
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