针对海藻加工废水含盐量高、COD浓度高的特点,采用"调节-气浮-电解还原Fenton-快沉-厌氧-MBR"工艺进行了技术改造。运行结果表明,在进水COD、BOD5、SS分别为6956、2978、456mg/L的情况下,出水COD、BOD5、SS分别为295、18、8mg/L,出水水质达到了GB8978-1996《污水综合排放标准》中三级纳管排放标准的要求,实际运行成本仅为8.37元/t,实现了海藻废水经济、稳定、高效的达标排放。
海藻加工废水具有COD高、色度大、SS高等特点,且废水中含有较高浓度的Cl-,属于典型的高浓度高含盐有机废水,此类废水一般常采用预处理+生物处理+深度处理方法来实现废水的达标排放,处理成本普遍较高。江苏铭盛环境采用以"调节-气浮-电解还原Fenton-快沉-厌氧-MBR"工艺对海藻加工工业废水处理。
1、项目概况
洞头区某海藻加工企业是以生产海藻系列产品为主的现代化食品企业。废水主要来自于预清洗、脱盐、脱砷、脆化以及清洗等工序,废水中Cl-浓度高、COD高、含油且含有大量藻胶、多糖、酶等有机污染物。
江苏铭盛环境根据多年工业废水处理经验,结合该企业海藻加工废水的特点,确定采用以"调节-气浮-电解还原Fenton-快沉-厌氧-MBR"工艺对海藻加工工业废水处理。具体工艺流程为:
针对废水中含有大量的悬浮物及油类污染物,采用前气浮工艺,通过部分加压溶气气浮的浮除作用,去除废水中油类、悬浮物SS等污染物;针对废水含Cl-质量浓度高、COD高、导电性好的特点,采用以电化学为主体的废水处理工艺,通过电场与药剂的联合作用去除废水中大分子、难以生物降解的有机污染物;考虑到运行成本,采用厌氧+MBR工艺对电化学处理出水进行生物处理,在Cl-质量浓度不变的前提下,通过适量培养嗜盐菌以去除电化学出水中浓度较低的有机污染物,直至达标排放。
2、工艺流程说明
在调节池内设置鼓风曝气系统,在充分调节水质水量的同时,保证油类及悬浮物等污染物不会上浮;出水经地上泵提升至气浮装置,在气浮装置内进行部分加压溶气气浮预处理,去除废水中大部分油类污染物、大量悬浮物SS等,以减少后续电解还原Fenton电极板清洗频次,并降低后续处理负荷。气浮装置出水自流进入电解还原Fenton装置,通过外加电场作用该废水,由于该废水中含Cl-质量浓度高、导电性良好,外加电场后,联合化学药剂共同作用,化学反应剧烈,可对废水中大分子有机污染物进行氧化分解;电解还原Fenton装置出水自流进入快沉装置,通过调节pH使大量污泥沉淀;快沉装置上清液自流进入厌氧池,通过厌氧微生物的新陈代谢作用去除废水中难降解的有机污染物;厌氧池出水经地上泵提升至MBR装置,通过好氧微生物的作用进一步降解废水中的有机污染物,同时利用MBR膜组件的截留功能维持MBR装置内较高的污泥浓度,以增强系统的耐冲击负荷能力;MBR装置出水经出水泵抽至出水桶,达标后纳管排放。
电解还原Fenton工艺是传统Fenton工艺基础上改进而来的,其主要原理为:在投加Fe2+、H2O2,并在特定pH条件下,废水与药剂首先接触并充分混合,而后在电解槽内进行电解还原反应,以增加电势差,使得更多的·OH产生,从而实现氧化分解有机物的目的。
电场采用直流电源,电能转化效率高、故障率低。电解还原Fenton法具有反应快速、操作简单、可自动产生絮凝等优点。
3、工程运行效果
调试初期,对电解还原Fenton工艺的反应电压、电流及加药量进行了调试,对厌氧池采用接种化粪池污泥进行接种,对MBR装置采用洞头区市政污水处理厂污泥浓缩池的污泥进行接种。经过近半年的试运行,采用该组合工艺处理该废水,气浮池、电解还原Fenton、厌氧及MBR设计COD去除率分别为25%、50%、65%、70%。具体进、出水水质及各工艺段去除率见下表。
表 进、出水水质及各单元去除率
注:表中数据为连续14d测量值的平均值。
由上表可知,各工艺段COD去除率分别为21.3%、53.6%、47.8%、77.8%,各工艺段的各运行参数基本达到了设计值,处理出水水质稳定,各项指标能够达到排放要求。
4、结论
运行结果表明,采用“调节—气浮—电解还原Fenton—快沉—厌氧—MBR”组合工艺处理海藻加工废水是切实可行的,处理出水水质指标能够达到GB8978—1996《污水综合排放标准》中三级排放标准要求,实际运行成本仅为8.37元/m3。
针对海藻加工废水含盐量较高、导电性较好的特点,选用了适宜的电化学工艺而非传统生物处理方法作为主体处理工艺。实践证明:采用电解还原Fenton技术处理含盐废水具有反应效率高、处理效果稳定、运行成本相对低廉等特点,同时经过微生物的特殊驯化,在废水含盐质量分数低于0.7%的情况下,厌氧及好氧MBR工艺各项参数符合初始设计要求。