摘要：结合工程应用实例，介绍微电解-ASBR-SBR工艺处理增塑剂废水的工艺流程，工艺设计参数、工程运行和处理效果，并对工程运行经济成本进行了分析。该工艺不仅仅为增塑剂废水提供了一种高效可靠的技术思路，对其它高浓度难废水的处理也具有良好的推广前景。
关键词：增塑剂废水；微电解；ASBR-SBR工艺
Application of Microelectrolysis-ASBR-SBR Process in Plasticizer Wastewater Treatment
Abstract: Combined with engineering application, the process flow, process design parameters, engineering operation and treatment effect of plasticizer wastewater treatment by micro-electrolysis-ASBR-SBR process are introduced, and the economic cost of engineering operation is analyzed. This process not only provides an efficient and reliable technical idea for plasticizer wastewater treatment, but also has a good prospect for the treatment of other high concentration and difficult wastewater.
Key words: Plasticizer wastewater；Micro electrolysis；ASBR-SBR process
1工程概况
佛山市某化工有限有限公司主要生产环保增塑剂、塑料助剂和PVC薄膜，其生产车间排放废水约110吨/天（含40吨生活污水）。其中增塑剂工艺废水的污染物浓度最高，主要来自酯化水、中和水、水洗水、回收醇中水及地面冲洗水等。主要成分有少量的醇、苯二甲酸酯类（C24H38O4）、石油酯类、醚类（C8H17OC8H17）、无机盐等。该工程采用隔油-微电解-气浮-ASBR-SBR的组合处理工艺，处理后出水达到广东省《水污染物排放限值》DB44/26-2001第二时段三级标准。进水水质及排放标准见表1
表1 进水水质及排放标准
2 处理工艺
该化工厂废水的主要化学成分为：邻苯二甲酸二正辛酯，对苯二甲酸二辛酯，邻苯二甲酸（酐），对苯二甲酸（酐），2-乙基-1-己醇，辛醇，环氧植物油，钛酸四异丙酯，二甘醇，甲酸；根据其物理及化学性质分析可知，该污水主要污染物在水中溶解度极低，但有良好的生化降解性。因此，选择“隔油+微电解+气浮+厌氧+好氧”的组合工艺。工艺流程图如图1所示。
图1 废水处理工艺流程图
生产废水经过酸化隔油池加酸处理，去除油脂后流入调节池，调节池均匀水质水量后，由提升泵进入微电解池，利用铁-碳颗粒之间存在着电位差而形成了无数个细微原电池，与废水中的有机污染物发生氧化还原反应，对废水进行预处理。微电解池出水流入中和池，通过加碱将PH调至中性，中和池出水先进入中间水池，再用提升泵进入浅层气浮机，进一步去除废水中的油脂、固体悬浮物等，浅层气浮机出水流入生化处理系统。
生化处理包括ASBR生物反应池与SBR生物反应池，是本工艺流程的核心部分，污水中绝大部分的COD、BOD等溶解性有机污染物在此得到去除。从而确保污水能达标排放。废水进入生化系统的ASBR反应池，在水解和产酸菌的作用下，将污水中大分子有机物分解成小分子有机物，使污水中溶解性有机物显著提高；在短时间内和相对较高的负荷下获得较高的悬浮物去除率，改善和提高原水的可生化性，有利于后续处理进一步降解。ASBR池出水至SBR生物反应池进行好氧处理系统，它主要利用好氧菌吸附、氧化、分解污水中的有机物，出水进入砂滤罐后，去除生化过程中未能去除的颗粒、胶体物质、悬浮固体等，使出水水质达标排放。
在整个处理工艺中，污泥主要来自气浮机、ASBR池、SBR池，污泥排入污泥浓缩池，经污泥泵进入压滤机处理，压滤机出水至调节池，滤干后的泥饼外运。
3工程设计参数及说明
3.1 酸化隔油池
酸化隔油池设计尺寸6.0×2.5×4.5m，有效容积60m3，停留时间12h，全地埋式，内有一套盐酸加药装置，通过PH计自动控制加药量，将PH控制在3.5-4.5。
3.2油脂回收池
油脂回收池设计尺寸4.8×1.75×4.5m，有效容积32m3，全地埋式，内设斜斗。
3.3调节池
调节池设计尺寸6.0×5.5×4.5m，有效容积132m3，停留时间30h，全地埋式，内设空气搅拌装置，是废水混合均匀，同时设有两台提升泵将废水输送到微电解池。
3.4微电解池
微电解池设计尺寸Φ2.0×4.5m，有效容积14m3，停留时间2h，地上玻璃钢结构，内填充粒度10-30mm的铁矿石，应用金属腐蚀的原理形成原电池对废水进行处理：微电解反应反应的基本元素是Fe和C。低电位的Fe与高电位的C在废水中产生电位差，具有导电性的废水充当电解质，形成无数个原电池，产生电极反应从而改变废水中污染物的性质达到处理废水的目的。同时底部设置曝气装置增加氧气量从而加快金属腐蚀速度，提高废水处理能力。
反应原理：阳极（Fe）：Fe-2e→Fe2+E（Fe/Fe2+）=0.44V
阴极（C）：2H++2e→H2E（H+/H2）=0.00V
当有氧存在时，阳极反应：O2+4H++4e→2H2O E (O2)=1.23V
O2+2H2O+4e→4OH-E(O2/OH-)=0.41V
由上述反应的标准电极电位E可知，酸性充样条件下电极反应的EO最大，有O2存在的情况下电极反应进行的最快，该反应不断消耗废水中的H+,使得pH值上升。因此，pH值低酸度大时，氧的电极电位提高，微电池的电位差加大，促进了电极反应的进行。
3.5中和池
中和池设计尺寸3.75×1.0×4.5m，有效容积15m3，停留时间2h，全地埋结构，内设搅拌装置及一套加碱系统，通过PH计仪表自动控制加药量，将废水PH控制在7-8。
3.6中间水池
中间水池设计尺寸2.0×1.0×4.5m，有效容积8m3，停留时间1h，全地埋结构，用于中和池与气浮机的缓冲，内设提升泵将废水提升到气浮机。
3.7气浮机
气浮采用浅层高效气浮机，设计尺寸Φ1.85×0.755m，停留时间5min，回流比30%，表面负荷7.5m3/（m2/h）配有空气溶解罐，周边驱动电机，挂机驱动电机，空气释放器，主体为地上碳钢防腐结构。外部配有2套加药装置分别为PAC,PAM药剂，投加量为200ppm。
3.8ASBR生化反应池
ASBR生化反应池设计尺寸9.5×8.5×4.5m，有效容积323m3，停留时间70h，全地埋式，内设潜水型低速推流器1台。在该池主要发生的是水解反应，将废水中难降解的高分子有机物分解成易生化降解的小分子物质，提高废水的可生化性。控制DO值在0.2-0.3mg/L，污泥浓度10000-20000mg/L，容积负荷2-2.5kgCOD/m3d。
3.9SBR生化反应池
SBR生化反应池2座设计尺寸9.5×4.5×4.5m，有效容积170m3，停留时间36h，全地埋式，并联方式运行。内设150套/座Φ215mm微孔曝气器及1套/座滗水器。每个运行周期为36h，包含进水1h、曝气32h、沉淀1h、排水1h、空载1h，5个阶段。控制SBR池内DO为0-7mg/L，来水COD值低则降低曝气量，DO可以控制稍低写；来水COD含量高则提高曝气量，DO值相应地增加。污泥量要控制在适当范围内，宜为20%-40%。
3.10 清水池
清水池设计尺寸为9.5×3.45×4.5m，有效容积为130m3，用于砂滤器的进水缓冲。
3.11砂过滤器
石英砂过滤器设计尺寸Φ1.4×3.0m，流速6.5m/h，内部填充多层精致石英砂，外部设有再生泵，进出水安装充油式压力表，当压差大于0.07MPa时需要手动进行手动反洗再生。
3.12排放水池
排放水池设计尺寸4.8×1.0×3.5m，有效容积为14.4m3，用于储存能够达标排放水，同时为砂过滤器提供反洗再生水源。
3.13污泥浓缩池
污泥浓缩池设计尺寸4.8×2.5×3.5m，有效容积为36m3，全地埋结构，用于储存污泥及污泥调理；外部设有隔膜泵和一台20m2的板框压滤机，对污泥池内污泥脱水干化转移。
4工程运行及处理效果
调试过程中，ASBR池及SBR池的接种污泥部分取自相近污水处理站的污泥部分取自污水处理厂的活性污泥。调试开始阶段采用间歇进水方式，使污泥处于低负荷增值、驯化状态。测试各池内COD的变化情况，根据COD的变化逐渐增加进水符合，直到满负荷进水，同时为加快污泥的增值，适当增加营养源（面粉、尿素、磷肥）改善C、N、P的比例。30d后生化池的污泥浓度均达到设计要求，系统开始连续进水。
至今，该工程已经连续运行1年多时间，运行结果表明，工艺出水水质稳定可靠，均达到广东省《水污染物排放限值》DB44/26-2001第二时段三级标准，满足设计要求。
5工程经济分析
本工程处理规模为110m3/d，按照每年300天计处理废水总量为33000m3，运行费用11.78元/m3，合计38.874万元；主要包括电费、药剂、维修、污泥处理、排污费与人工费。而投建污水处理厂后的产值为：1、可节省未处理污水直接排入园区污水处理厂费用为30元/m3；2、隔油池回收按照回收率为1%即0.7m3/d；合计99万元（未计油脂回收费用）。该工艺投建运行后每年可为公司产生99-38.874=60.126万元的回报。表2工程运行费用支出表。
表2 工程运行费用支出表
6结论
从运行结果来看，采用“微电解-ASBR-SBR”组合工艺对增塑剂废水进行处理是成功的。该工艺具有出水水质好，运行稳定，运行成本经济等特点，出水水质符合广东省《水污染物排放限值》DB44/26-2001第二时段三级标准。该工艺不仅仅为增塑剂废水提供了一种高效可靠的技术思路，同时也为企业节省运行成本，故本工艺具有良好的推广前景。
参考文献
[1]北京市市政工程设计研究总院.《给水排水设计手册（第6册）:工业排水（第2版）.2002年.化工污水处理及实例
[2]姜瑞锋.污水的SBR处理工艺浅析.化工设计通讯,2017年,第43卷第2期:151
[3]刘勇，刘晓. ASBR-SBR工艺在废水处理中的探讨.市政公用.2012 NO.2:64
[4]陈旭鹏,黄亮.SBR污水处理工艺设计的极限.广东化工,2006年第5期第33卷：84
[5]李灵星,陈际达,廖敏会,苏德水,朱建华,李鑫.铁碳微电解技术应用与研究.环境科学与管理,2017年Vol42 No.5：98
论文作者:张斌斌
论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期
论文发表时间:2019/7/19
标签：废水论文; 污泥论文; 工艺论文; 容积论文; 生化论文; 增塑剂论文; 电解池论文; 《基层建设》2019年第13期论文;