江西某化工產(chǎn)業(yè)園已具有根底化工、生化農(nóng)藥、精細(xì)化工和醫(yī)藥中間體等10多類(lèi)產(chǎn)品、53家企業(yè)，生產(chǎn)產(chǎn)品觸及樹(shù)脂、無(wú)機(jī)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(guò)預(yù)處置，水質(zhì)滿(mǎn)足pH=6~9、CODcr≤500mg/L、NH3-N≤25mg/L、TP≤2.5mg/L等請(qǐng)求后，排入化工園區(qū)綜合工業(yè)污水處理廠(chǎng)。此類(lèi)化工綜合廢水有機(jī)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(yùn)轉(zhuǎn)本錢(qián)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(wèn)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(shí)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(duì)COD去除狀況，并重點(diǎn)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(shí)驗(yàn)局部

　　1.1 實(shí)驗(yàn)水質(zhì)

　　實(shí)驗(yàn)廢水取自化工園區(qū)綜合污水處置廠(chǎng)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(jī)物、高分子樹(shù)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(cè)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(duì)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(shí)驗(yàn)廢水。經(jīng)過(guò)分離填料和過(guò)渡金屬化合物按一定比例和級(jí)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(jìn)下，產(chǎn)生氧化才能極強(qiáng)的羥基自在基(·OH)，完成對(duì)廢水中難降解有機(jī)物的強(qiáng)氧化降解，合成轉(zhuǎn)化大分子、難降解有機(jī)物，提升廢水的可生化性;應(yīng)用厭氧微生物(即水解酸化細(xì)菌)的作用，進(jìn)一步把有機(jī)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(guò)好氧微生物合成有機(jī)物;最后，應(yīng)用芬頓氧化工藝，氧化毀壞生物難降解有機(jī)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(shí)，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(shí)驗(yàn)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(jī)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(zhǎng)×寬×高為0.5m×0.5m×1.0m，內(nèi)部配置布?xì)庀到y(tǒng)及多元催化填料，經(jīng)過(guò)控制填料層的高度調(diào)理廢水氧化的有效反響時(shí)間，經(jīng)過(guò)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(zhuān)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(jí)配制成，催化劑同時(shí)具備金屬和多孔資料的催化性能。多元催化劑運(yùn)用前需實(shí)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(duì)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(xì)菌)產(chǎn)生的胞外酶，把大分子有機(jī)物降解成小分子有機(jī)物，進(jìn)一步提升廢水的可生化性。水解反響器長(zhǎng)×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(guò)水泵保送至布水系統(tǒng)，由底部進(jìn)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(guò)好氧菌的作用，把有機(jī)物合成成CO2和H2O。A/O反響器長(zhǎng)×寬×高為2.5m×1.0m×0.7m，A區(qū)設(shè)置攪拌機(jī)，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(jìn)入，從污泥沉淀區(qū)流出，設(shè)備內(nèi)部實(shí)經(jīng)過(guò)計(jì)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(jī)物，并經(jīng)過(guò)物化反響去除廢水中的SS和TP。芬頓氧化反響器長(zhǎng)×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(jī)完成反響攪拌，沉淀區(qū)采用重力排泥，整個(gè)反響器采用爬動(dòng)泵加藥。

　　多元催化氧化-水解-A/O-芬頓氧化實(shí)驗(yàn)設(shè)備如圖1所示。

　　1.4 測(cè)定指標(biāo)與辦法

　　實(shí)驗(yàn)剖析指標(biāo)包括：COD、BOD5、pH、NH3-N、TP和TDS等指標(biāo)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的各指標(biāo)檢測(cè)剖析辦法主要參照《水和廢水監(jiān)測(cè)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(jìn)水pH對(duì)多元催化氧化處置效果影響

　　在pH范圍2~9下實(shí)施靜態(tài)燒杯比照實(shí)驗(yàn)。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(shí)后，調(diào)理pH至中性，靜置半小時(shí)后，取上清液測(cè)定CODcr和BOD5。實(shí)驗(yàn)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(shí)，COD的去除率分別為30.2%、31.2%、32.2%、28.1%。其中，pH為5時(shí)B/C為0.25，pH為6時(shí)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(jìn)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(fèi)與設(shè)備防腐費(fèi)用，造成生化進(jìn)水鹽分升高。綜合思索處置效果和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用，肯定多元催化氧化處置最佳進(jìn)水pH為6.0，此時(shí)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(shí)間對(duì)多元催化氧化處置效果的影響

　　選取反響時(shí)間范圍0.5~4h實(shí)施靜態(tài)燒杯比照實(shí)驗(yàn)。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(shí)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(shí)，取上清液測(cè)定CODcr和BOD5。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。

　　在實(shí)驗(yàn)條件下，反響時(shí)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(shí)間的增加，廢水中有機(jī)物與催化劑及氧化劑充沛碰撞，最終被合成。但是，隨著時(shí)間的增加，去除率提升的速度逐漸放緩。在實(shí)踐工程中，反響時(shí)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(jì)要素，選擇多元催化氧化最佳的反響時(shí)間為2.5h，此時(shí)COD去除率為29.3%，B/C值為0.29。

　　2.1.3 氧化劑投加量對(duì)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(shí)施靜態(tài)燒杯比照實(shí)驗(yàn)。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(shí)間為2.5h。反響完畢后，取上清液測(cè)定CODcr和BOD5。實(shí)驗(yàn)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(fèi)量正相關(guān)。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)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(dāng)氧化劑超越一定的濃度時(shí)，在不生成羥基自在基的狀況下，氧化劑與局部有機(jī)物直接反響，降低了氧化劑的應(yīng)用率。同時(shí)，過(guò)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(qián)，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(shí)COD去除率為25.4%，B/C值為0.28。

　　綜上所述，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)肯定多元催化氧化工藝的最佳進(jìn)水pH值為6.0，反響時(shí)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(shí)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(yùn)轉(zhuǎn)

　　水解池的啟動(dòng)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(lèi)污水處置廠(chǎng)的水解菌接種，不時(shí)通入經(jīng)過(guò)多元催化氧化處置過(guò)的廢水，并依照C∶N∶P質(zhì)量比200∶5∶1添加營(yíng)養(yǎng)物。當(dāng)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(shí)，營(yíng)養(yǎng)物的投加逐漸減至為零。記載和比照運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，當(dāng)水解池進(jìn)、出水質(zhì)參數(shù)穩(wěn)定時(shí)，系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)成熟。

　　2.2.2 A/O池的運(yùn)轉(zhuǎn)

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

　　2.2.3 芬頓氧化池的運(yùn)轉(zhuǎn)

　　系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)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(dòng)芬頓氧化反響，反響時(shí)間60min。

　　2.2.4 組合工藝的貫穿運(yùn)轉(zhuǎn)

　　園區(qū)綜合廢水依次經(jīng)過(guò)多元催化氧化系統(tǒng)、水解池、A/O池、芬頓氧化池處置。運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)20天，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)各單元出水COD濃度曲線(xiàn)如圖5所示。反響的1~8天，系統(tǒng)對(duì)COD的去除率較低，且有一定的動(dòng)搖。反響的第9~16天，系統(tǒng)對(duì)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(yùn)轉(zhuǎn)。

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

　　由表2可知，COD經(jīng)過(guò)組合工藝的各個(gè)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(dá)70%;總磷主要在芬頓氧化池中，經(jīng)過(guò)混凝反響去除，去除率在65%左右。系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)后，最終出水水質(zhì)指標(biāo)滿(mǎn)足《城鎮(zhèn)污水處置廠(chǎng)污染物排放規(guī)范》(GB18918-2002)一級(jí)B規(guī)范請(qǐng)求。

　　3、結(jié)論

　　(1)經(jīng)過(guò)比照實(shí)驗(yàn)，肯定多元催化氧化工藝的最佳進(jìn)水pH值為6.0，反響時(shí)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(duì)化工園區(qū)綜合廢水實(shí)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(dá)《城鎮(zhèn)污水處置廠(chǎng)污染物排放規(guī)范》(GB18918-2002)一級(jí)B規(guī)范請(qǐng)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。