高COD、高色度、高毒性……看微电解+芬顿如何处理高浓度化工废水

化工产业大量的废水排放，导致化工园区周边河流水质污染严重，而化工废水主要来自：（1）化工原材料和产品使用过程中的跑冒滴漏。（2）车间地面冲洗废水。（3）设备清洗废水及污染物处理产生的废水。（4）冷却排放水等。根据化工废水来源分析，按性质可分为有机、无机、有机无机混合三类化工废水，具有以下共同特征：（1）有毒刺激性。如卤素化合物、具有杀菌作用的分散剂或表面活性剂等。（2）废水组分多，化工生产过程中将产生一定量的副产物及未完全反应的原辅材料及辅助剂等。（3）污染物含量大，降解难度高，其中硝基化合物作为化工废水中主要的污染物之一，其具有生物难以降解的特点，给废水的后续处理带来极大难度。（4）色彩变化快，色度高。（5）水质、水量变化大。（6）生态恢复治理难度大。被化工废水污染的水域，很难恢复原来系统功能，且成本高。化工废水处理技术化工废水中成份多样，处理需要多种工艺结合才能达到处理效果，化工废水经过多环节处置后将含有的有毒有害物质分离，或转化成稳定无害的物质的处理过程即为无害化处理。根据废水处理程度，水处理工艺流程可分为前期预处理工程、生化处理工程和深度处理工程。（1）前期预处理工程的主要目的是悬浮物截流、调节水量、调节pH值等，通常采用物理化学法处理，其设施有主要有废水调节池、格栅等。（2）生化处理工程为废水处理的主体工程，根据水质情况选取的处理工艺亦不同，主要方法包括传统活性污泥法、氧化沟法、AB法、A/O法、A2/0法、SBR法等。（3）深度处理工程作为初步处理及中度生化处理后的深度处理措施，出水达到规定要求后排放，可利用活性炭吸附装置、膜分离法、高级氧化法、光化学催化氧化法、电化学氧化法、超声辐射降解法、辐射法等方法处理，以保证出水水质稳定达标。高COD化工废水处理技术概述高COD化工废水的色度较一般工业废水相比深很多，具有可生化性差、腐蚀性很强、污染后难处理等特性。能够产生高COD化工废水的企业主要有制药企业、精细化工企业、炼化企业、农药生产企业等。根据研究，处理COD含量高的化工废水主要有高级氧化法、生化法、光催化法、吸附法、焚烧法等。微电解+Fenton系统处理化工废水高COD化工类废水中含有较多难生化降解类污染物质，通过微电解芬顿系统进行预处理，通过对大分子有机物的降解和破坏，从而达到降低其毒性及提高可生化性的目的。其作用原理为以下几个方面。01微电解反应铁碳微电解的反应机理是把铁屑(主要成分是铁和碳)置于酸性废水中，由于Fe和C之间存在1.2V的电位差，在废水中形成大量的微电池系统。微电池反应产物具有吸附及过滤作用从而降低减少废水中的污染物，即在微电解过程中阳极被氧化产生Fe、Fe3+，Fe3+发生水解沉淀后形成具有吸附形成的絮凝剂，而阴极产生的[H]和[O]继续发生氧化反应，降解废水中大分子有机物，提高废水的可生化性。反应过程中阴极生成OH，提高处理后废水pH值。02芬顿反应在铁碳微电解反应后加H2O2，Fe2+与H2O2，构成Fenton试剂氧化体系，由于H2O2被Fe2+催化分解产生OH˙(羟基自由基)，其氧化电极电位为2.8V，使Fenton试剂具有极强的氧化能力，可将污水中难降解有机物氧化分解成小分子有机物和无机物，实现对有机物的降解。03中和沉淀通过将微电解芬顿系统的酸性出水pH值调节为8左右，同时加入混凝剂，实现废水中悬浮物等沉淀的去除。处理化工废水时，中和沉淀过程能够独立去除废水中污染物也能作为中间工程提高废水处理效果。案例某化工园区位于东部地区，园区化工废水主要来源于精细化工、医药中间体、农药原药及中间体等化工企业的排水。在企业生产过程中，可能会因为厂内污水处理预处理系统发生事故导致高COD废水进入园区污水处理厂影响生化处理效果，为此，园区污水处理厂通过微电解芬顿系统处理企业超标排放的高COD化工废水。通过铁碳微电解反应及芬顿氧化反应，去除废水中难降解类污染物质，提高废水的可生化性。本次研究的预处理系统主要构筑物为铁碳微电解反应器及配套搅拌装置、铁粉加药装置、芬顿反应池及空气曝气搅拌系统、双氧水加药装置等。01微电解处理系统进水COD在5100mg/L左右，BOD约为1600mg/L，出水COD约为3800mg/L，BOD为约2000mg/L，BOD/COD比提高到0.54，可生化性能有所提高，为后续氧化反应做好了准备。02芬顿氧化系统经过微电解处理后的高COD化工废水与园区化工企业排放的普通化工废水(COD约为800mg/L左右)以1：5混合，混合后水质情况：CODI300mg/L上下波动。进水COD在1300mg/L左右，BOD约为380mg/L，出水COD约为700mg/L，BOD为约330mg/L，B/C比提高到0.47，COD去除率达45.0%。此时出水COD约为1300mg/L，为后续预处理过程减轻大量负荷。03中和沉淀系统通过将微电解芬顿系统的酸性出水pH值调节为中性，同时加入凝聚剂，实现废水中悬浮物等沉淀的去除。中和沉淀系统主要包括中和反应池和搅拌装置、沉淀池及刮泥机、液碱加药装置、污泥泵、压滤机等。进水COD在630mg/L左右，BOD约为320mg/L，出水COD约为500mg/L，BOD为约300mg/L，B/C比提高到0.63。此时出水COD约为500mg/L，能够满足生化反应进水要求，为后续厌氧好氧生化处理提供良好的生化条件。化工园区不可避免的产生高COD化工废水，针对化工废水高COD、高色度、高毒性的“三高”的特点，通过研究“微电解芬