一种含硅废水的处理工艺

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　　【摘 要】针对含硅工业废水的特点，论证了几种常规的处理工艺。通过现场取样试验，对比了几种工艺的特性，确定了废水处理工艺路线并验证了项目工艺设计的主要参数。
　　【关键词】含硅废水；Fenton试剂；铁碳微电解
　　1 项目概况
　　某生产企业主要从事半导体材料及相关产品的研发、生产和销售。生产废水主要由两股组成，其中一部分包含切割液、聚乙二醇、碱性清洗剂；一部分含有硅粉和碳化硅。另外还会有少量生活污水混入废水中。每天废水排放量为1500m3。
　　（1）根据生产企业的长期检测，两股废水混合后的进水水质如下：
　　序号 项目 单位 设计
　　1 CODcr mg/L ≤1200
　　2 BOD5 mg/L ≤50
　　3 SS mg/L ≤600
　　4 pH 6～9
　　（2）该企业排水水质标准要求如下：
　　序号 项目 单位 设计
　　1 CODcr mg/L ≤150
　　2 BOD5 mg/L ≤30
　　3 SS mg/L ≤150
　　4 pH 6～9
　　2 工艺方案
　　2.1 处理思路
　　（1）本项目废水具有以下主要特点：COD、SS含量较高，BOD严重不足。可生化性非常差。在废水进入主生化工艺处理前必须大幅降低水中COD，同时提高废水生化性。
　　（2）本项目地处市区，用地紧张，因此污水处理站考虑采用全地下式设计结构。
　　（3）企业生产周期性强，因此污水处理能力需要具备较大的可调节性。
　　（4）本项目地处市区，必须考虑控制噪声、臭气、固废。
　　2.2 主要处理工艺选择
　　根据前述处理思路，本项目的关键点也是难点在于降低COD，通常考虑生化工艺。而本项目的一个主要的特点是：可生化性差。所以项目的难点也就转化为如何有效提高废水生化性。常规提高生化性的手段包括：水解酸化、芬顿氧化以及铁碳微电解等。
　　（1）水解酸化
　　水解酸化工艺介于厌氧与好氧工艺之间。主要是利用废水中的微生物将大分子的物质降解为小分子物质。该工艺结构简单，运行稳定，但是本项目为含硅废水BOD含量接近于零，生化反应难以启动。
　　（2）芬顿氧化
　　芬顿氧化主要是以H2O2与Fe2+组合的Fenton试剂为氧化剂，在酸性条件下生成强氧化性的羟基自由基，将大分子有机物开环，最终氧化分解。因此芬顿氧化技术有一定的适用范围，针对含苯环类物质有较好的去除效果。而本项目实际的小试结果也证明了，对于含硅废水，Fenton试剂的作用有限。
　　（3）铁碳微电解
　　该工艺的主要原理是在酸性条件下，水中的铁碳颗粒之间会产生原电池回路。在原电池的阴极会产生一种新生态的[H]，具有很高的化学活性，能与废水中的许多污染组分发生氧化还原反应，使大分子物质降解。另外阳极产生的Fe3+，生成吸附能力强Fe（OH）3絮状物，可以有效去除水中的悬浮物。在本项目的小试结果中，经过铁碳预处理，废水的可生化性有了明显的提高。
　　综合以上各种工艺的优缺点，本项目考虑选用铁碳微电解+接触氧化工艺。
　　2.3 处理工艺流程
　　2.4 工艺流程说明
　　2.4.1 预处理
　　（1）格栅调节池
　　利用机械格栅拦截细小悬浮物。废水在调节池内均质均量。调节池共设置1座，总容积500m3。停留时间8h。
　　（2）混凝沉淀池
　　该池前段混凝，后段沉淀。并在此投加药剂，去除大部分SS。
　　混凝沉淀池共设置1座，总容积242m3。停留时间4h。
　　（3）中间水池
　　中间水池主要用来调酸。为后续的铁碳微电解创造反应条件。共设置1座，总容积30m3。停留时间0.5h。
　　2.4.2 物化处理系统
　　（1）铁碳微电解
　　本项目处理的主要工艺，池内设置铁碳填料层，系统底部设置曝气装置，减小铁碳填料的表面钝化。共设置2座，总容积125m3。停留时间2h。
　　（2）中和沉淀池
　　该池前段混凝，后段沉淀。同时投加碱。中和铁碳微电解出水中的酸性。
　　混凝沉淀池共设置1座，总容积242m3。停留时间4h。
　　2.4.3 生化处理系统
　　（1）接触氧化池
　　池内设置生物填料，通过水中的微生物将铁碳微电解出水中剩余的小分子物质降解，最终满足出水排放要求。共设置2座，总容积750m3。停留时间12h。
　　（2）二沉池
　　去除水中剩余悬浮物。共设置1座，总容积64m3。停留时间1h。
　　2.4.4 污泥处理系统
　　（1）储泥池
　　用于收集系统剩余污泥。共设置1座，总容积25m3。停留时间24h。
　　（2）污泥处理间
　　设置了污泥输送泵和污泥脱水装置，最终经过脱水后的污泥集中外运处置。污泥处理间共设置1座，总面积30m2。
　　3 结语
　　对于含硅工业废水，可生化性较差，经过铁碳微电解预处理后，废水的可生化性有明显的提高。铁碳微电解对铁碳比、曝气比及进水pH有一定的要求，在设计过程中应该充分考虑并用实验校核设计参数。另外含硅废水中悬浮物含量较高，也应该充分考虑去除方式，保持系统出水稳定达标。
　　参考文献：
　　[1]孙志华.等.铁碳微电解工艺分析与设计优化[J].新疆环境保护，2008（3）.
　　[2]苏荣军.芬顿试剂氧化污水及无机离子影响的研究[J].哈尔冰商业大学学报2008（2）.
　　[3]黄瑾，胡翔.等.铁碳微电解法处理高盐度有机废水[J].化工环保，2007（3）.
　　[4]王永广等.微电解-生物接触氧化处理中药废水[J].环境工程，2001（6）.
　　[5]张自杰.排水工程下册（第四版）[M].北京：中国建筑工业出版社，2000.
　　[6]奚旦立.环境工程手册（环境监测卷）[M].北京：高等教育出版社，1998.8.
　　作者简介：
　　杜小龙（1984-），男，陕西宝鸡人，本科，主要从事环境保护工程的设计工作。
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