铁炭微电解-光催化氧化-生化处理有机磷废水.pdf

铁炭微电解 － 光催化氧化 － 生化处理有机磷废水 洪荷芳 1 徐家栋 2 胡奕 3 1. 浙江省临海市环境保护局， 浙江 临海 317000;2. 台州同济环保工程有限公司， 浙江 临海 317000; 3． 浙江省临海市大洋街道办事处， 浙江 临海 317000 摘要 对高有机磷废水采用铁炭微电解 － 光催化氧化 － 生化工艺进行处理， 经过 8 个月调试， 污水处理系统运行稳定， 处理效果好。进水平均ρ COD 12 890 mg/L、 ρ BOD5 3 472 mg/L、 ρ NH3-N 118 mg/L、 ρ TP 664 mg/L， 出 水平均ρ COD 96 mg/L、 ρ BOD5 19 mg/L、 ρ NH3-N 13 mg/L、 ρ TP 0. 45 mg/L， 达到了 GB 89781996污 水综合排放标准 一级标准。 关键词 铁炭微电解;光催化氧化;有机磷废水 TREATMENT OF ORGANIC PHOSPHORUS WASTEWATER BY PROCESS OF IRON- CARBON MICRO- ELECTROLYSIS PHOTOCATALYSIS OXIDATION BIOCHEMISTRY Hong Hefang1Xu Jiadong2Hu Yi3 1. Environmental Protection Bureau of Linhai City，Linhai 317000， China;2. Taizhou Tongji Environmental Protection Project Co． ， Ltd， Linhai 317000， China;3． Dayang Subdistrict Office of Linhai，Linhai 317000，China AbstractThe process of iron-carbon micro-electrolysis photochemical catalysis oxidation biochemistry was used for high organic phosphorus wastewater treatment． After 8 months of debugging， the wastewater treatment system ran stably and effect was good． On condition of influent’ s ρ COD 12 890 mg/L， ρ BOD5 3 472 mg/L， ρ NH3-N 118 mg/L， ρ TP 664 mg/L， after treating it by the process， the effluent’ s ρ COD 96 mg/L， ρ BOD5 19 mg/L， ρ NH3-N 13 mg/L， ρ TP 0. 45 mg/L， which could meet the first order of“Integrated Wastewater Dischard Standard” GB 89781996 ． Keywordsiron-carbon micro-electrolysis;photochemical catalysis oxidation;organic phosphorus wastewater 磷是造成水体富营养化的重要原因， 对高有机磷 废水的处理一直是工业企业环境污染治理的难题。 虽然对处理高有机磷的研究一直没有中断过， 但目前 处理效果好、 运行费用低的方法并不多。这是因为磷 的排放标准较高， GB 89781996污水综合排放标 准 中磷的一级排放标准为不超过0. 5 mg/L， 且处理 成本较高， 一般企业难以承受。 1工程概况 某化工企业主要生产卤代烷基磷酸酯阻燃剂， 废 水主要来自生产车间的碱洗、 酸洗、 水洗及部分水冲 泵废水。废水呈强酸性， COD、 SS、 P 等含量较高。针 对该废水有机磷含量高的特点， 采用铁炭微电解 光 催化氧化 生化工艺， 经过 8 个月调试， 废水处理系 统运行稳定， 且达标排放。废水设计参数见表 1。 表 1废水设计参数 mg/L pH 除外 项目ρ CODρ BOD5ρ TP ρ NH3-N pH 进水水质≤13 000≤3 500≤675≤1212 ～ 3 出水水质≤100≤20≤0. 5≤156 ～ 9 2工程设计 2. 1工艺设计 废水处理工艺流程见图 1。 废水收集至调节池后， 首先进入沉淀回收池进行 沉淀回收， 上清液经铁炭微电解， 绝大部分大分子有 机物被氧化分解为小分子物质， 经沉淀， 去除大部分 总磷。再通过光催化氧化作用，使出水生化性进一 步提高。废水经泵提升进入 UASB 塔后自流进入 A/ O 池，降解大部分 COD。废水中的有机磷也被氧化 水解成无机磷， 经沉淀后可基本去除总磷。 93 环境工程 2011 年 12 月第 29 卷第 6 期 图 1废水处理工艺流程 2. 2主要构筑物单元参数 1 调节池 尺寸为 10. 0 m 3. 0 m 3. 0 m， 可收 集、 调节废水。 2 沉淀回收池 内置斜管填料， 尺寸为 5. 0 m 2. 0 m 4. 7 m， 表面负荷1. 0 m3/ m2h 。 调节池的 废水经自 吸 泵 2 台， 1 备 1 用， Q 10 m3/h， N 2. 2 kW 提升至沉淀回收池， 回收利用部分物料。 3 铁炭氧化池 尺寸为 5. 5 m 2. 5 m 4. 0 m， 停留时间约为4. 8 h。悬空两层、 190 袋铁炭 铁屑和 焦炭混合比为1∶ 2 ， 控制铁炭池内的 pH 为 4 ～ 5; 池 底布设穿孔曝气管， 气水比为5∶ 1。 4 初沉池 采用竖流式沉淀池， 尺寸为 1. 8 m 5. 0 m， 设计流量10 m3/h， 表面负荷1. 1 m3/ m2h ， 沉淀时间1. 1 h， 有效水深4. 5 m， 同时设导流筒 1 个。 5光 催 化 氧 化 池2 级 串 联，内 置 50 根 325 mm 1 500 mm管式光催化氧化单元组合装置， 且内壁涂纳米级 TiO2光催化剂涂层、 涂层粘合选用 氟碳漆。单体尺寸为3. 0 m 3. 0 m 2. 5 m， 停留时 间为4. 5 h。采用波长 200 ～ 250 nm 的 UV 光氧化降 解废水中的有机污染物， 提高污水的可生化性。 6 UASB 塔 并联两个碳钢结构 UASB 塔， 内设 循环泵 Q 15 m3/h， N 5. 5 kW， H 25 m， 1 备 1 用 ， 塔底采用穿孔管均匀进水， 塔顶设三相分离器。 单体尺寸为4. 5 m 12 m， 停留时间36 h， COD 容积 负荷为7. 5 kg/ m3d 。 7 A/O 池 3 格式， 内置弹性填料， 采用罗茨风机 Q 4. 94 m3/min， N 6. 80 kW， H 4. 9 104Pa 进 行微孔曝气， 内设循环泵 Q 30 m3/h， N 3 kW 进 行硝化与反硝化， 废水中污染物被进一步氧化、 吸附。 A 池 单格尺寸为 3. 0 m 1. 5 m 5. 0 m， 微孔 曝气器共 26 套， 水力停留时间为9. 72 h， DO 控制在 0. 5 mg/L以下。 O 池 单格尺寸为 6. 0m 1. 5 m 4. 5 m， 微孔曝 气器 共 54 套，有 效 容 积 为 108 m3，停 留 时 间 为 10. 8 h， 设计 BOD5容积负荷0. 25 kg/ m3d ， DO 控 制在 2 ～ 3 mg/L。 8 二 沉 池 内 置 斜 管 填 料， 尺 寸 为 4. 5 m 2. 0 m 4. 7m，设 计 流 量 10 m3/h，表 面 负 荷 1. 1 m3/ m2h ， 沉淀时间约1 h， 有效水深4. 4 m， 出 水回调 pH 6 ～ 9。 9 污泥浓缩池 尺寸为 2. 5 m 2. 5 m 2. 5 m， 超高0. 5 m， 总有效容积 15. 6 m3。污泥通过螺杆泵 进入板框压淲机 S 28 m2 进行脱水。 3调试与运行 1UASB 池调试 工程安装完成后， 开始进行污 泥培养， 污泥采用城市污水处理厂剩余污泥。UASB 池投加牛粪作为菌种， 控制m C ∶ m N ∶ m P 200∶ 5∶ 1， 用 NaHCO3调节 pH。调试过程中的悬浮污 泥从塔顶排出， 3 个月后， 当悬浮颗粒污泥开始形成 时， 慢慢提高进水浓度， 同时增加进水量， 进行污泥 驯化。 2 A/O 池调试 首先调节 A/O 池m C ∶ m N ∶ m P 200 ～ 300 ∶ 5∶ 1， 连续闷曝24 h后静止2 h， 排掉池中的悬浮物， 再补充营养液进行污泥培养。 10 d后填料表面开始挂膜， 继续加入营养液并间歇补 充生活污水， 控制好 DO 和 pH 等条件。25 d后观察 膜上有微生物出现， 继续培养30 d后出现钟虫、 草履 虫、 轮虫、 线虫等微生物， 且膜有黏性、 滑腻感， 说明生 物膜已经成长。此后开始进行污泥驯化。 3 废水处理 生化调试成功后开始进行废水处 理。经铁炭微电解作用， 可将大部分有机磷氧化分解 成无机磷， 出水调节 pH， 并加石灰水， 磷去除率可达 90 。再通过光催化氧化作用， 废水的可生化性大大 提高。经过 8 个月的调试运行， 出水达 GB 8978 1996 一级标准。运行结果见表 2、 表 3。 04 环境工程 2011 年 12 月第 29 卷第 6 期 表 2调试期间的运行结果 mg/L 采样月份 运行稳定后 ρ CODρ BOD5 ρ NH3-N ρ TP 进水出水进水出水进水出水进水出水 412 5003 3753 4504501217067545 513 1652 7503 3204181157267836 612 9502 1803 4273701305667029 713 1001 6423 5673281254864512 812 8401 0533 482260108376606 913 1704753 465153112456582 1012 6752153 38446120166380. 39 1112 890963 47219118136640. 45 表 312 月份主要工艺段运行结果 mg/L 项目 ρ CODρ BOD5 ρ NH3-N ρ TP 进水出水去除率 /进水出水去除率 /进水出水去除率 /进水出水去除率 / 调节池12 8903 472118664 铁炭氧化池9 6976 95828. 22 6102 08820. 098899. 16756296. 8 初沉池6 9586 12012. 02 0881 56625. 0897614. 66296789. 3 光催化氧化池6 1204 65423. 91 5661 17425. 076716. 5675813. 4 UASB 池4 654 93080. 0117423480. 071113－583146. 6 A /O 池 93013685. 32342589. 31131884. 131970. 9 二沉池1369629. 4251924. 0181327. 790. 4595. 0 4经济分析 工程总投资约 220 万元， 日处理水量 150 m3/d， 运行费用 8. 7 元 /t。 5结论 1利用铁炭微电解 光催化氧化 生化工艺处 理高有机磷废水是可行的， 且运行稳定， 运行费用相 对较低， 出水达 GB 89781996 一级标准。 2采用铁炭微电解 光催化氧化对废水进行预 处理具有处理效率高， 对提高 B/C 和后续的生化处 理有很好的作用。 3UASB 塔去除化工废水中的 COD 具有耐冲击 负荷强、 去除效率高、 占地面积小等优点。 6存在问题 1铁炭寿命问题 随着运行时间的延长， Fe3 不 断损耗， 铁炭板结， COD 去除率下降， 影响到其后处 理单元的效果。 2污泥问题 由于工艺中石灰是除磷的关键药 剂， 石灰投加不足则降低除磷效率， 投加过量又产生 大量污泥， 增加污泥处理成本。 参考文献 ［1］尹土君， 李亚峰． 水处理构筑物设计与计算［M］． 北京 化学工 业出版， 2004． ［2］张清友， 赵志强． 微电解-UASB 组合工艺处理糖醛废水［J］． 环 境工程， 2010， 28 3 12- 15． ［3］李欲如， 梅荣武， 沈浙萍， 等． 催化氧化预处理及气浮 － 水解酸 化 － 接触氧化工艺处理原料药废水［J］． 环境工程， 2010， 28 5 20- 23 作者通信处洪荷芳317000浙江省临海市环境保护局 E- maillhsstb 126. com 2011 － 03 － 11 收稿 14 环境工程 2011 年 12 月第 29 卷第 6 期