SCR脱硝催化剂水洗再生废水处理实践

[摘 要]SCR脱硝催化剂水洗再生废水处理采用铁碳微电解+FeSO4沉淀法+UASB+MBR的处理工艺，满足《钒工业污染物排放标准》（GB26452-2011）及《污水综合排放标准》（GB8978-1996）的有关要求。实践证明，该工艺运行稳定可靠，可操作性强，具有良好的经济效益和环境效益。

[关键词]铁碳微电解；FeSO4沉淀法；UASB反应器；MBR工艺

[Abstract]Combined process of iron-carbon micro-electrolysis/ferrous sulfate/UASB/MBR was applied to wastewater treatment from regeneration of SCR denitrification catalysts by water washing. The effluent quality can meet the Discharge Standard of Pollutants for Vanadium Industry （GB26452-2011）and the Integrated Wastewater Discharge Standard （GB 8978-1996）. The practice showed that the combined process is stable and reliable in operation which is of great economic and environmental benefits.

[Key words]iron-carbon micro-electrolysis；ferrous sulfate；UASB reactor；MBR process

中图分类号：X773 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）22-0227-02

1 前言

本工程对浙江浙能催化剂技术有限公司再生5000m3脱硝催化剂项目的废水进行处理。催化剂再生工艺产生的废水，根据实验及文献资料[1]，主要污染物种类及废水重金属见表1及表2所示。

由表1及表2分析可见，第一至第三道工序废水主要污染物为悬浮物、重金属、表面活性剂、氨氮等。根据上述各道工序废水的性质及污染物种类，拟将前三道工序废水收集后统一处理后达标排放。

2 废水水量及水质分析

2.1 废水水量

催化剂再生工艺涉及水洗的主要有由四个步骤，分为预清洗、酸清洗、化学清洗、活性组分负载等，其中活性组分负载不产生废水，其余每一道工序产生的废水水量及水质均有所不同，每天排放1-2次，每次每道工序排放6.4 m3。由相关运行数据，得出处理水量为48m3/d，连续运行。

2.2 废水水质

根据实验测试数据，得出设计进水水质。设计出水满足以下标准：总钒、总铅、总汞、总砷、总镉、总铬、六价铬等符合《钒工业污染物排放标准》（GB26452）的有关要求；其他指标符合《污水综合排放标准》（GB8978）的有关要求。具体进出水水质标准如表3所示。

3 工艺设计

3.1 设计思路

（1）催化剂再生废水的重金属，尤其是钒含量较高，考虑通过氧化还原反应结合混凝沉淀进行去除。

（2）催化剂再生废水水量较小，废水COD高，且可生化性较差，首先考虑改善废水可生化性。在预处理段采用铁碳微电解，生化部分再采用厌氧水解等工艺将废水中难降解的大分子有机物分解成易降解的小分子有机物。

（3）催化剂再生废水构成复杂，是可生化性较好的物质与难降解物质同时存在的废水，拟采用MBR工艺，利用高污泥浓度和丰富的生物相，有效去除废水中难降解COD。

3.2 相关工艺介绍

3.2.1 铁碳微电解

铁碳微电解，又称内电解、零价铁法，其基本原理是利用铁屑内部含有的铁和炭形成微原电池，是一种有效的难降解有机污染物预处理技术[2]。

本研究采用新型铁碳微电解填料，即通过高温冶炼的方式将铁、碳和催化金属融合为一种铁碳的合金体。它具有以下特点：（1）在运行过程中，不钝化、不板结、处理效果稳定；（2）活性强，比表面积大、反应速率快，一般工业废水只需要30～60分钟，长期运行稳定有效；（3）能去除难降解COD，改善废水可生化性，且作用有机污染物物质范围广，能有效去除废水毒性，显著提高生化处理能力；（4）使用寿命长、处理过程中只消耗少量的微电解剂。

3.2.2 FeSO4沉淀法

钒主要以五价存在于废水中，目前，对含钒废水的处理分物理、生物和化学三种[3]。化学沉淀法在处理含钒废水的应用中最为广泛。针对含钒废水的特点，本研究采用硫酸亚铁作为还原剂，使废水中的高价钒还原，其氧化产物再作为沉淀剂与还原产物反应，使废水中各种形态的钒沉淀。在碱性条件下，生成的Fe（OH）2和Fe（OH）3，还可作为絮凝剂加速沉淀，从而达到去除钒的目的。

3.2.3 UASB反应器

UASB（Up-flow Anaerobic Sludge Bed/Blanket）[4]，即上流式厌氧污泥床反应器，是一种处理污水的厌氧生物方法，包括水解，酸化，产乙酸和产甲烷等。该工艺具有运行能耗低、污泥浓度高和有机负荷高等优点。

3.2.4 MBR反应器

MBR（Membrane Biological Reactor），即膜生物反应器，利用膜的固液分离原理，是高效膜分离技术与活性污泥法相结合的新型污水处理技术。其主要特点是：（1）处理能力强、效率高，操作管理简便，工艺流程简短，占地面积小；（2）污泥浓度高，污泥龄长，污泥负荷低，能有效去除工业废水中难降解COD；（3）出水水质稳定，可以完全去除水中的悬浮污泥等，对细菌和病毒也有很好的截留效果。

4 工艺流程及构筑物

4.1 工艺流程图

总体工艺流程如图1所示。

4.2 工艺流程说明

废水收集池的废水经加碱调节pH至3左右，由泵提升进入初沉池，初步去除大颗粒杂质和废水中的灰分后，经过前段铁碳微电解工艺+FeSO4混凝沉淀，可去除废水中绝大部分重金属离子及大部分悬浮物，同时改善废水的可生化性，去除部分COD。

经预处理后的废水由中间水池将污水提升至UASB厌氧反应池，利用厌氧硝化反应中的厌氧菌将结构复杂的难降解有机物发酵成甲烷的呢过小分子物质，去除废水中大部分COD。出水经沉淀后自流进入好氧池，进一步降低废水中的COD，好氧池出水进入一体化MBR设备，利用MBR工艺污泥浓度高、生物相丰富、出水水质好等优点使最终的出水满足排放要求。即由膜生物反应器内的高浓度微生物对废水中的有机物进行最后的降解，膜生物反应器中的废水和微生物构成的混合液由浸没在池子中的中空纤维膜过滤，净水通过膜过滤被抽至外排池中，达标排放，微生物被截留在膜生物反应器内继续进行生化处理。这样在膜生物反应器内形成了非常高的微生物浓度，微生物种群也非常丰富，有利于高效地去除废水中的有机污染物和氨氮。各反应器定期排放剩余污泥至污泥储池。

4.3 主要构筑物（表4）

5 结语

通过浙江浙能催化剂技术有限公司宁海SCR脱硝催化剂再生项目投入使用及连续运行发现，采用铁碳微电解+FeSO4沉淀法+UASB+MBR的处理工艺，可以有效去除SCR脱硝催化剂水洗再生产生废水的污染物，废水排放达到相关排放标准。该工艺运行稳定可靠，废水处理效果好，可操作性强，具有良好的经济效益和环境效益。

参考文献

[1] 黄洁慧，吴俊锋，任晓鸣，等.废SCR脱硝催化剂的再生回收及环境管理[J].环境科技，2015，28（6）：74-77.

[2] 俸志荣，焦纬洲，刘有智，等.铁碳微电解处理含硝基苯废水[J].化工学报，2015，66（3）：1150-1155.