首页 >  环境保护 >  化工园区污水处理厂 Fenton 处理方案的比较研究

某化工园区污水处理厂于2007年建成投产,设计处理规模2万t˙d-1,主体工艺采用A/A/O处理工艺。设计进水COD为500mg˙L-1,出水COD为100mg˙L-1。废水分2期:一期水量为7500t˙d-1,主要接纳来自精细化工园区和石化园区的生产废水,经混凝、初沉、水解酸化预处理后进入生化反应池;二期水量12500t˙d-1,主要为园区及新城区生活污水,经旋流沉砂后直接进入生化池。

由于园区入驻的企业大多为中小型企业,行业众多,产品根据订单经常变换,导致进水水质波动很大且超标现象时有发生。加之企业污水处理设施多以生化处理设施为主,原污水中的可生物降解组分经企业处理后所剩无几,使得园区污水厂进水可生化性很低,处理难度加大。随着国家和地方排放标准日益严格,园区污水处理厂面临着稳定达标排放和提标改造的双重压力,生化出水COD标准拟从100mg˙L-1提高到60mg˙L-1。

目前,化工园区集中式污水处理厂提标改造工程没有成熟的经验可循,很多污水处理厂在设计中主要参考城市污水处理厂提标改造的设计经验。但化工园区污水处理厂进水组分和城市生活污水差别较大,因此在选择提标改造方案时,需要对进水水质及其对生化系统的影响进行较为全面的分析和评估,针对化工园区废水排放的特点考虑合理、经济、有效的改造方案。

经过前期调研和试验研究,常规深度处理法如混凝法处理生化出水,COD最多去除30%左右,较难达到60mg˙L-1以下。对于难降解污水,Fenton氧化法是一种简单高效的物化处理方法。Fenton试剂中的FeSO4能够在酸性条件下催化H2O2,产生具有很强氧化性的OH˙将绝大多数有机物氧化为CO2和H2O。

合成污水配制:分别称取16g蛋白胨、11g牛肉膏、3g尿素、0.7gNaCl、0.4gCaCl2˙2H2O,0.2gMgSO4˙7H2O和2.8gK2HPO4,用水溶解,定容至1L。

参比物配制:用10mL1mol˙L-1NaOH溶解0.5g3,5-二氯苯酚,用蒸馏水稀释到30mL,边振荡边加入0.5mol˙L-1的H2SO4直到刚刚出现沉淀,最后用蒸馏水稀释到1L,pH值为7~8。

微生物接种液:市政污水厂活性污泥和园区污水厂曝气池污泥,污泥浓度3~5g˙L-1。

受试物:总进水、一期进水和某制药企业废水。

CO2和H2O[3-4]。也有报道认为Fenton氧化法可以将难降解有机物转化为易于生物降解的小分子有机物,使污水的可生化性提高,后续结合生化处理法能有效降低处理成本。

基于此,在进水水质分析和现有生化系统评估的基础上,对全水量生化尾水Fenton后置处理和一期化工进水Fenton预处理2个方案开展对比实验研究,为提标改造方案的选择提供技术经济比选依据。

1实验部分

1.1废水水质

根据该厂化验室对进水常规水质指标的分析结果,2014年污水厂全年平均进水COD为300mg˙L-1左右,B/C约0.2,一期进水COD为400~500mg˙L-1,B/C为0.1~0.15,表观上废水可生化性较差。

1.2实验装置和方法

1.2.1活性污泥呼吸抑制实验

实验装置如图1所示。溶解氧测定仪采用YSI(5100+5010)。

化工园区污水处理厂 Fenton 处理方案的比较研究

 

合成污水配制:分别称取16g蛋白胨、11g牛肉膏、3g尿素、0.7gNaCl、0.4gCaCl2˙2H2O,0.2gMgSO4˙7H2O和2.8gK2HPO4,用水溶解,定容至1L。

参比物配制:用10mL1mol˙L-1NaOH溶解。

0.5g3,5-二氯苯酚,用蒸馏水稀释到30mL,边振荡边加入0.5mol˙L-1的H2SO4直到刚刚出现沉淀,最后用蒸馏水稀释到1L,pH值为7~8。

微生物接种液:市政污水厂活性污泥和园区污水厂曝气池污泥,污泥浓度3~5g˙L-1。

受试物:总进水、一期进水和某制药企业废水。

实验方法和程序参照GB/T21796-2008[8]和OECD209[9]。取200mL污泥接种液加入一定量的合成污水,接触30min后测定好氧微生物的呼吸速率,作为空白对照。在相同的条件下,测定加入受试水样后同一活性污泥的呼吸速率。同时,参比物3,5-二氯苯酚(3,5-DCP)设置5个浓度梯度,测定不同浓度下活性污泥的呼吸速率。呼吸速率采用YSI(5100+5010)测定10min的耗氧量曲线,由线性部分计算得出。为了计算受试物的抑制效应,将呼吸速率以2组空白对照呼吸速率的百分比形式表达。

式中:R为受试物呼吸抑制率,%;R1为受试物浓度的耗氧速率,mg˙(L˙h)-1(以O2计);RC1为对照组C1的耗氧速率,mg˙(L˙h)-1(以O2计);RC2为对照组C2的耗氧速率,mg˙(L˙h)-1(以O2计)。

1.2.2Fenton实验

实验仪器及材料:调速六联搅拌机;721型分光光度计;赛多利斯PB-10pH计;温度计;50mL注射器;秒表;量筒;1000mL烧杯,250mL烧杯;50L水桶;移液管;98%硫酸;10%氢氧化钠;27%过氧化氢;硫酸亚铁固体。

1.3分析方法

COD采用重铬酸钾法(GB11914-1989)测定,BOD5采用德国WTWBOD测定仪(OxiTopIS12)测定,pH用赛多利斯PB-10pH计测定,有机物组分采用GC-MS(Agilent7890GC/5975MS)测定。

2结果与讨论

2.1一期进水难降解有机物组分

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