江西某化工產(chǎn)業(yè)園已具有根底化工、生化農(nóng)藥、精細化工和醫(yī)藥中間體等10多類產(chǎn)品、53家企業(yè)，生產(chǎn)產(chǎn)品觸及樹脂、無機鹽化工產(chǎn)品、醫(yī)藥中間體、合成藥等。各企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的廢水和生活污水經(jīng)過預(yù)處置，水質(zhì)滿足pH=6~9、CODcr≤500mg/L、NH3-N≤25mg/L、TP≤2.5mg/L等請求后，排入化工園區(qū)綜合工業(yè)污水處理廠。此類化工綜合廢水有機物成分復(fù)雜、含有有毒有害物質(zhì)、含鹽量高、可生化性差等特性。因而，研討運轉(zhuǎn)本錢低、污泥產(chǎn)生少、能有效處置化工園區(qū)綜合廢水的工藝，是水處置行業(yè)不斷討論的問題。

　　筆者依據(jù)化工園區(qū)綜合廢水的特性，提出采用多元催化氧化水解-A/O-芬頓氧化組合工藝實施處置。調(diào)查該組合工藝處置化工園區(qū)綜合廢水的可行性，及各工藝段對COD去除狀況，并重點剖析多元催化氧化工藝的最優(yōu)反響條件，以期為化工園區(qū)綜合廢水處置工程提供根據(jù)。

　　1、實驗局部

　　1.1 實驗水質(zhì)

　　實驗廢水取自化工園區(qū)綜合污水處置廠調(diào)理池，為各企業(yè)外排的均質(zhì)廢水。廢水含有苯系物、雜環(huán)有機物、高分子樹脂及相應(yīng)的聚合物，廢水污染物成分復(fù)雜、可生化性極差。檢測廢水水質(zhì)為：pH=7.8、TDS7000mg/L、CODcr480mg/L、BOD572mg/L、NH3-N22mg/L、TP2mg/L。

　　1.2 工藝原理

　　針對上述化工園區(qū)綜合廢水的特性，采用多元催化氧化-水解-A/O-芬頓氧化工藝流程處置實驗廢水。經(jīng)過分離填料和過渡金屬化合物按一定比例和級配制成多元催化劑，應(yīng)用多元催化劑中不同組分與氧化劑之間的協(xié)同催化作用，在電位梯度的推進下，產(chǎn)生氧化才能極強的羥基自在基(·OH)，完成對廢水中難降解有機物的強氧化降解，合成轉(zhuǎn)化大分子、難降解有機物，提升廢水的可生化性;應(yīng)用厭氧微生物(即水解酸化細菌)的作用，進一步把有機物合成成小分子構(gòu)造(如醋酸、乙酸、乙醇等);應(yīng)用A/O工藝的硝化/反硝化去除氨氮和總氮，并且經(jīng)過好氧微生物合成有機物;最后，應(yīng)用芬頓氧化工藝，氧化毀壞生物難降解有機物的分子構(gòu)造，并將其最終氧化為CO2和H2O，并在pH值適合時，試劑中的鐵離子與絮凝劑發(fā)揮絮凝共沉淀作用，去除SS和TP。

　　1.3 實驗設(shè)備

　　(1)多元催化氧化單元。

　　應(yīng)用多元催化填料和氧化劑的協(xié)同催化作用降解廢水中的有機物，并提升廢水的可生化性，為后續(xù)生化處置發(fā)明條件。多元催化氧化反響器長×寬×高為0.5m×0.5m×1.0m，內(nèi)部配置布氣系統(tǒng)及多元催化填料，經(jīng)過控制填料層的高度調(diào)理廢水氧化的有效反響時間，經(jīng)過加藥管向廢水中參加雙氧水作為氧化劑。多元催化填料采用武漢森泰環(huán)保股份有限公司研發(fā)專利產(chǎn)品-多元催化劑。

　　多元催化劑采用活性炭、鐵錳合金、TiO2、CuO顆粒按一定工藝和級配制成，催化劑同時具備金屬和多孔資料的催化性能。多元催化劑運用前需實施活化反響，分別采用10%氫氧化鈉溶液和3%鹽酸溶液浸泡1h。之后，把多元催化劑放入原廢水中浸泡24h使其吸附飽和，以消弭吸附作用對催化氧化作用的影響。

　　(2)水解單元。

　　應(yīng)用厭氧微生物(水解酸化細菌)產(chǎn)生的胞外酶，把大分子有機物降解成小分子有機物，進一步提升廢水的可生化性。水解反響器長×寬×高為1.0m×1.0m×1.2m，底部設(shè)置布水系統(tǒng)，中間裝置生物填料，頂部設(shè)置出水堰槽。廢水經(jīng)過水泵保送至布水系統(tǒng)，由底部進入反響器，從出水堰槽流出。

　　(3)A/O單元。

　　應(yīng)用硝化菌/反硝化菌的作用去除廢水中的氨氮和總氮，并經(jīng)過好氧菌的作用，把有機物合成成CO2和H2O。A/O反響器長×寬×高為2.5m×1.0m×0.7m，A區(qū)設(shè)置攪拌機，O區(qū)設(shè)置曝氣系統(tǒng)，并在反響器末端設(shè)置污泥沉淀區(qū)及污泥回流系統(tǒng)。廢水自A區(qū)進入，從污泥沉淀區(qū)流出，設(shè)備內(nèi)部實經(jīng)過計量泵完成混合液回流和污泥回流。

　　(4)芬頓氧化單元。

　　應(yīng)用芬頓氧化原理去除廢水中生物難降解有機物，并經(jīng)過物化反響去除廢水中的SS和TP。芬頓氧化反響器長×寬×高為1.5m×0.5m×0.6m，芬頓氧化區(qū)及混凝加藥區(qū)設(shè)置攪拌機完成反響攪拌，沉淀區(qū)采用重力排泥，整個反響器采用爬動泵加藥。

　　多元催化氧化-水解-A/O-芬頓氧化實驗設(shè)備如圖1所示。

　　1.4 測定指標與辦法

　　實驗剖析指標包括：COD、BOD5、pH、NH3-N、TP和TDS等指標，實驗過程中的各指標檢測剖析辦法主要參照《水和廢水監(jiān)測剖析辦法》(第四版)，如表1所示。

　　2、結(jié)果與討論

　　2.1 多元催化氧化處置效果及其參數(shù)優(yōu)化

　　2.1.1 進水pH對多元催化氧化處置效果影響

　　在pH范圍2~9下實施靜態(tài)燒杯比照實驗。向8組燒杯中參加1L原廢水，并依次調(diào)理pH為2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0，分別添加1.2kg多元催化劑、0.74g雙氧水(27%)，反響3小時后，調(diào)理pH至中性，靜置半小時后，取上清液測定CODcr和BOD5。實驗結(jié)果如圖2所示。

　　pH影響著多元催化氧化反響的的電位差，從而影響微電解的處置效果。在pH為3、4、5、6時，COD的去除率分別為30.2%、31.2%、32.2%、28.1%。其中，pH為5時B/C為0.25，pH為6時B/C為0.29。剖析以為酸性條件下，催化氧化的電位差增大，促進了催化反響產(chǎn)生羥基自在基，但是偏酸性的環(huán)境，加劇催化劑的崩潰，并且pH調(diào)理增加了藥劑費與設(shè)備防腐費用，造成生化進水鹽分升高。綜合思索處置效果和運轉(zhuǎn)費用，肯定多元催化氧化處置最佳進水pH為6.0，此時多元催化氧化效果最優(yōu)，COD去除率為28.1%，B/C值為0.29。

　　2.1.2 反響時間對多元催化氧化處置效果的影響

　　選取反響時間范圍0.5~4h實施靜態(tài)燒杯比照實驗。向8組燒杯中參加1L原廢水，調(diào)理廢水pH至6，分別添加1.2kg多元催化氧化劑、0.74g雙氧水(27%)，并依次控制反響時間為0.5h、1.0h、1.5h、2.0h、2.5h、3.0h、3.5h、4.0h。反響完畢后，靜置半小時，取上清液測定CODcr和BOD5。實驗結(jié)果如圖3所示。

　　在實驗條件下，反響時間由0.5h增加到4.0h，COD去除率逐漸由12.5%增加到28.3%，這是由于隨著反響時間的增加，廢水中有機物與催化劑及氧化劑充沛碰撞，最終被合成。但是，隨著時間的增加，去除率提升的速度逐漸放緩。在實踐工程中，反響時間表現(xiàn)為反響器的有效容積和多元催化氧化填料的幾。綜合思索處置效果和經(jīng)濟要素，選擇多元催化氧化最佳的反響時間為2.5h，此時COD去除率為29.3%，B/C值為0.29。

　　2.1.3 氧化劑投加量對多元催化氧化處置效果的影響

　　選取雙氧水反響濃度范圍60mg/L~200mg/L實施靜態(tài)燒杯比照實驗。向8組燒杯中參加1L原廢水，調(diào)理廢水pH至6，添加1.2kg多元催化氧化劑，并控制多元催化氧化反響中氧化劑的濃度，分別為60mg/L、80mg/L、100mg/L、120mg/L、140mg/L、160mg/L、180mg/L、200mg/L，反響時間為2.5h。反響完畢后，取上清液測定CODcr和BOD5。實驗結(jié)果如圖4所示。

　　在催化氧化反響中，氧化劑起主要作用，COD的去除量與氧化劑的耗費量正相關(guān)。經(jīng)過實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著氧化劑投加量的加大，多元催化氧化的效果也逐漸提升。當氧化劑超越一定的濃度時，在不生成羥基自在基的狀況下，氧化劑與局部有機物直接反響，降低了氧化劑的應(yīng)用率。同時，過多的氧化劑氧化了局部催化劑(如Fe2+)，降低了催化劑的應(yīng)用率。綜合思索處置效果和加藥本錢，選擇多元催化氧化反響氧化劑的反響濃度為140mg/L，即投加量為0.519g雙氧水(27%)，此時COD去除率為25.4%，B/C值為0.28。

　　綜上所述，經(jīng)過實驗肯定多元催化氧化工藝的最佳進水pH值為6.0，反響時間為2.5h，雙氧水(27%)的投加量為0.519g。在最佳反響調(diào)理下，多元催化氧化工藝可有效的降低COD，同時提升廢水的可生化性，使廢水的B/C值由0.15提升到0.28。

　　2.2 組合工藝處置效果

　　2.2.1 水解池的運轉(zhuǎn)

　　水解池的啟動主要包括微生物的順應(yīng)馴化期和掛膜期。系統(tǒng)采用同類污水處置廠的水解菌接種，不時通入經(jīng)過多元催化氧化處置過的廢水，并依照C∶N∶P質(zhì)量比200∶5∶1添加營養(yǎng)物。當微生物順應(yīng)此廢水、死泥減少、填料上明顯構(gòu)成污泥膜層時，營養(yǎng)物的投加逐漸減至為零。記載和比照運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，當水解池進、出水質(zhì)參數(shù)穩(wěn)定時，系統(tǒng)運轉(zhuǎn)成熟。

　　2.2.2 A/O池的運轉(zhuǎn)

　　A/O池的氣動采用同類污水處置廠的好氧菌接種，使A/O池中的污泥濃度到達2.5g/L左右，水溫維持在20~30℃。前期進水為水解池出水，并依照C∶N∶P質(zhì)量比100∶5∶1添加營養(yǎng)物。開啟污泥回流泵、混合液回流泵和缺氧區(qū)攪拌機，控制調(diào)理風(fēng)量保證好氧區(qū)溶解氧為3mg/L。當微生物順應(yīng)此廢水、死泥減少、菌膠團性狀穩(wěn)定時，營養(yǎng)物的投加逐漸減至為零。記載和比照運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，當A/O池進、出水質(zhì)參數(shù)穩(wěn)定時，系統(tǒng)運轉(zhuǎn)成熟。

　　2.2.3 芬頓氧化池的運轉(zhuǎn)

　　系統(tǒng)穩(wěn)定運轉(zhuǎn)后，依據(jù)A/O池出水的COD值，按COD∶H2O2質(zhì)量比2∶1、H2O2∶Fe2+摩爾比3∶1的加藥量啟動芬頓氧化反響，反響時間60min。

　　2.2.4 組合工藝的貫穿運轉(zhuǎn)

　　園區(qū)綜合廢水依次經(jīng)過多元催化氧化系統(tǒng)、水解池、A/O池、芬頓氧化池處置。運轉(zhuǎn)系統(tǒng)20天，監(jiān)測系統(tǒng)各單元出水COD濃度曲線如圖5所示。反響的1~8天，系統(tǒng)對COD的去除率較低，且有一定的動搖。反響的第9~16天，系統(tǒng)對COD的去除率逐漸提升，并趨于穩(wěn)定。反響的17~20天，系統(tǒng)曾經(jīng)穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。

　　組合工藝貫穿運轉(zhuǎn)后，檢測系統(tǒng)穩(wěn)定運轉(zhuǎn)狀況下，各個工藝段的運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，運轉(zhuǎn)結(jié)果如表2所示。

　　由表2可知，COD經(jīng)過組合工藝的各個工藝段逐漸去除;氨氮主要在A/O池中得到去除，去除率高達70%;總磷主要在芬頓氧化池中，經(jīng)過混凝反響去除，去除率在65%左右。系統(tǒng)穩(wěn)定運轉(zhuǎn)后，最終出水水質(zhì)指標滿足《城鎮(zhèn)污水處置廠污染物排放規(guī)范》(GB18918-2002)一級B規(guī)范請求。

　　3、結(jié)論

　　(1)經(jīng)過比照實驗，肯定多元催化氧化工藝的最佳進水pH值為6.0，反響時間為2.5h，氧化劑的投加量為140mg/L，應(yīng)用多元催化氧化工藝能有效提升廢水的可生化性，使廢水的B/C值由0.15提升到0.28。

　　(2)采用多元催化氧化-水解-A/O-芬頓氧化組合工藝對化工園區(qū)綜合廢水實施處置，最終出水COD小于60mg/L，氨氮小于8mg/L，TP小于1mg/L，可到達《城鎮(zhèn)污水處置廠污染物排放規(guī)范》(GB18918-2002)一級B規(guī)范請求，為化工園區(qū)綜合廢水處置工程應(yīng)用奠定了一定的理論根底。