铁碳微电解_高效微生物生化法处理有机硅废水的工程设计_张开萍

工业用水与废水INDUSTRIALWATER＆WASTEWATERVol．42No．5Oct.，2011铁碳微电解-高效微生物生化法处理有机硅废水的工程设计张开萍，孙爱国（东华工程科技股份有限公司，合肥230024）某公司有机硅厂现有产品包括有机硅单体、离子膜烧碱及下游产品等，新建工程以硅粉、甲醇及氯化氢等为原料，生产产品主要包括硅氧烷环体、甲基硅油及含氢硅油等。生产过程中产生的有机硅废水主要为氯甲烷合成和水解等单元及浆渣处理等车间的混合外排水。废水中有机物种类较多，除甲醇、有机卤硅烷外还有有机硅中间体、硅偶联剂及中间体、硅油、硅树脂、硅橡胶等高聚物，化学组成复杂，基本都属于难生化降解物质，可生化性极差。有机硅废水酸性也极强，除水解装置排放少量碱性水，其它各生产单元都是强酸性（主要是HCl）废水，Cl－含量高。此外废水中尚含有一定的浮油、浮渣等。有机硅厂现有生产装置配套废水处理站1座，随着有机硅单体规模的扩大及配套产业的快速发展，现有废水处理站处理能力及工艺流程已经远远不能满足产业发展的需要，需新建废水处理厂。新建废水处理厂收集范围为现有有机硅装置、在建的20万t有机硅单体、下游配套设施以及工业园区所产生的废水。1废水水量及水质1．1废水水量现有有机硅装置产生废水量约为500m3／h，在建有机硅装置产生废水量约为500m3／h，新建废水处理厂设计规模为1000m3／h。1．2设计进出水水质在建有机硅装置产生的有机硅废水在输送至废水处理厂之前，利用石灰乳对废水进行中和预处理；现有装置的废水则未经过预处理直接通过管道输送至新建废水处理厂。具体水质指标见表1。根据当地环保部门的要求，本项目的出水全部外排，执行GB8978—1996《污水综合排放标准》中的一级排放标准2处理工艺的选择2．1预处理工艺的选择有机硅废水的m（BOD5）／m（CODCr）值很低，几乎为零，常规微生物对其基本没有降解能力，因而传统的生化处理难以满足出水要求。考虑到本工程收稿日期：2011-05-30摘要：有机硅废水化学组成复杂，可生化性几乎为零，且废水为强酸性、含盐量大，目前国内对于该种废水的处理还没有成熟的工艺流程。设计采用铁碳微电解-高效微生物生化法处理有机硅废水，试验研究结果表明，铁碳微电解预处理可提高有机硅废水的可生化性，高效微生物对难生化的废水有很好的处理效果。针对有机硅废水水质，根据现场试验研究结果，结合现有的有机硅废水处理运行经验，设计采用的有机硅废水处理工艺会取得较好的处理效果。关键词：有机硅废水；铁碳微电解；高效微生物；可生化性中图分类号：X703.1文献标识码：B文章编号：%1009－2455（2011）05－0066－04������������������工程实例表1进水水质指标pH值ρ（CODCr）／（mg·L－1）ρ（BOD5）／（mg·L－1）ρ（SS）／（mg·L－1）1.51500≈0600ρ（NH3－N）／（mg·L－1）ρ（Cl-）／（mg·L－1）ρ（石油类）／（mg·L－1）ρ（TP）／（mg·L－1）80150002006·66·的废水量较大，如果采用国内外在处理有机硅废水时常用的物化方法，则处理成本比较高，因此相对经济的处理方法还是先尽量提高废水的可生化性，以生化处理的方法去除尽可能多的污染物。因此如何在预处理阶段提高废水的可生化性成为本项目的关键。目前实际工程应用中提高废水可生化性的主要方法为高级氧化、吸附、微电解及厌氧水解。其中高级氧化主要有Fenton试剂氧化、臭氧氧化、双氧水氧化等；吸附方法主要有活性炭和活性半焦吸附等。综合考虑目前实际运行的有机硅废水工艺流程以及各种因素，本项目在进行工程设计之前，在项目现场选择了3种预处理工艺流程进行了小试，以获得最佳的预处理方法。预处理流程分别为：Fenton试剂氧化处理工艺、活性炭吸附处理工艺、铁碳微电解－氧化絮凝工艺。小试结果见表2所示。由表2中数据可以看出：Fenton氧化和活性炭吸附对于有机硅废水CODCr的去除效果都不太理想，尤其是Fenton试剂氧化对于CODCr去除基本没有效果，而铁碳微电解-絮凝处理工艺则有较为明显的处理效果。另外，经过铁碳微电解的预处理之后，m（BOD5）／m（CODCr）一般可提高至0．2左右，最高可达到0．25，大大提高了废水的可生化性。铁碳微电解法的原理是在铁－碳颗粒之间存在着无数个细微原电池回路，阴极产生的活性［H］具有很高的化学还原活性，能与废水中许多污染物组分发生氧化还原反应，使大分子物质分解为小分子物质［1］。另外在微电解阳极产生的Fe2＋易被O2氧化成Fe3＋，生成Fe（OH）3絮状物，这种絮状物为活性胶体絮凝剂，其吸附能力比普通的Fe（OH）3强得多，它可以把废水中的悬浮物及一些有色物质吸附共沉淀而去除。通过试验表明，