铁碳微电解-芬顿-絮凝沉淀处理化工废水技术.docx

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铁碳微电解-芬顿-絮凝沉淀处理化工废水技术
橡胶助剂废水、农药废水、医药废水等精细化工废水，由于含有大量难降解有机物，并且有机物浓度极高，废水成分复杂，其中包含的有毒有害物质种类繁多，因此给直接进行生化处理带来了巨大的困难。这些废水中的有毒物质对生化处理过程具有强烈的抑制作用，使得废水的可生物降解性大大降低。因此，为了解决化工园区综合废水处理的问题，必须采取有效的措施大幅降低这些毒性物质对生化处理过程的抑制作用，以此提高废水的可生物降解性。
当前，许多废水处理厂会采取预处理的方式对化工园区内的综合废水进行处理。预处理的目的是为了改善废水的生物降解性和减少有毒物质的浓度，为其后的正常废水处理工艺创造条件。例如，小朋等研究者就采用了分质预处理方式，针对制药废水、染料废水等特定类型的废水，分别利用絮凝沉淀+过电位三维电解、Fe-Cu微电解+絮凝沉淀工艺进行预处理。经过这些预处理工艺后，再通过生化处理的方式对这些废水进行处理，最终可使废水达到标准排放的要求。
同样地，来同丽等研究者采用铁碳微电解Fenton耦合磁粉预处理有机磷农药废水。铁碳微电解和Fenton工艺的协同作用能够有效地去除废水中的有机物，取得了非常好的处理效果。目前，虽然国内外对铁碳Fenton法联合处理单一行业化工废水的研究较多，但在化工园区综合废水处理方面的研究仍然非常有限。因此，针对化工园区的综合废水处理，仍需进行更多的研究和探索。
某化工区的主要产品涵盖橡胶助剂、各类农药（如氯氟氰菊酯、氟噻草胺、多杀菌素等）、消泡剂、医药中间体以及合成氨等。废水中的特征性污染物包含邻苯二甲酰亚胺、二甲基甲酰胺、聚醚、氯烷、氰化物、对甲苯磺酸以及氯苯等，这些污染物具有难降解且对微生物有抑制作用的特点。
针对该园区污水处理厂的规划，我们提出了一种分类收集与分质预处理的方案：即一般性化工废水将直接排入园区的污水处理厂，而对于难降解的精细化工废水，我们将采用特殊的预处理系统。在这个系统中，我们将采用铁碳微电解联合Fenton氧化以及絮凝沉淀的工艺，旨在降低废水的生物毒性并提高其可生化性。
本文主要研究了铁碳微电解+Fenton氧化+絮凝沉淀组合工艺在不同条件下的处理效率，并通过连续运行以优化工艺条件。研究成果将为该化工园区污水处理厂的分质预处理提供具有参考价值的设计依据。
1、试验
1.1试验用水
本试验用水为淮安某化工园区综合废水，水质如表1所示。

1.2主要药剂与分析方法
试验药剂：32%NaOH，27.5%H2O2，硫酸，PAM，均为工业级;不规则球形铁碳填料，直径为2~3cm，比重为1.3t/m3，比表面积为1.3m2/g，填料空隙率为65%，铁精粉含量为75%以上，含碳量为17%，催化剂含量为5%，山东潍坊某环保科技有限公司。
分析方法：CODCr采用重铬酸盐法(HJ828—2023);BOD5采用五日生化接种稀释法;pH采用pH计测量;数据图表采用oringin软件绘制。
1.3试验装置
在铁碳-Fenton-絮凝沉淀工艺中试装置中，处理水量为每小时100升。该工艺主要包含四个部分：调节池、铁碳微电解柱、Fenton催化氧化柱和中和絮凝沉淀池。
调节池尺寸为1000毫米×1000毫米×1000毫米，有效容积为0.9立方米。
铁碳微电解柱由聚丙烯（PP）材质制成，直径为600毫米，长度为1800毫米，铁碳填料高度为0.82米，填充量为300千克。
Fenton氧化柱也由聚丙烯（PP）材质制成，直径为600毫米，长度为1700毫米，有效容积为0.396立方米。
中和絮凝沉淀池同样由聚丙烯（PP）材质制成，包含中和区、絮凝区、配水区、沉淀区、出水区五个区域，有效容积为0.5立方米。
曝气设备采用直径为215毫米的聚氯乙烯（PVC）曝气盘，安装在铁碳柱底部。
1.4试验步骤
1.4.1铁碳预处理
试验前用清水清洗铁碳填料后，在化工园区综合废水中浸泡24h，确保铁碳填料中的碳吸附饱和。
1.4.2铁碳微电解对COD的去除
原水调至不同pH，经提升进入铁碳填料电化学氧化塔，同时通入空气均质，废水与内置铁碳填料接触反应，初级氧化废水中污染物，并释放Fe2+催化剂随废水进入后续工艺。
1.4.3Fenton氧化法对微电解出水中COD的去除
铁碳电化学氧化反应器出水进入Fenton催化氧化反应器，同时加入不同浓度的双氧水(H2O2)，在废水中Fe2+的催化作用下，氧化去除废水中绝大多数可被其氧化的有机物，反应完成后进入絮凝沉淀池，絮凝沉淀后上清液进入存水箱。中试工艺流程如图1所示。

2、结果与讨论
2.1不同条件下对COD的去除率
本试验通过铁碳微电解-Fenton氧化-絮凝沉淀联合预处理工艺处理化工综合废水，以出水COD为测定指标，