铁碳微电解

摘要：采用铁碳微电解处理和芬顿氧化作为预处理处理浓污水，对COD的去除率分别为23%和32%，同时提高了抗生素废水的可生化性。然后采用两级UASB+A/O法对混和废水进行生化处理，处理后COD和总氮的去除率分别为95%和80%。整套工艺具有运行稳定和处理效率高等优点，为企业带来了良好的经济效益和社会效益。

关键词：抗生素废水；铁碳微电解；芬顿氧化；UASB；A/O

中图分类号：TQ文献标识码：A

头孢类抗生素废水是一类含脂类、醇类、发酵代谢产物、菌丝体及抗生素残留物等多种难降解和生物毒性物质的高含量有机制药废水[1]。抗生素生产过程中产生的高浓度废水一直是污水处理领域的一个难题[2]。

苏州某制药厂是一家集研发、生产、销售为一体的综合型制药企业，企业在生产过程中产生了合成类抗生素废水。抗生素废水的水质特点决定了在高有机物浓度情况下，废水中抑制生化物质的浓度也较高，对废水生化系统中微生物的正常代谢造成不利影响，因此现有的生物处理工艺处理效果不理想[3]，文中介绍的是该厂污水处理站建设的相关情况，废水经过处理后达到相应的排放接管标准。

一、废水水质和水量

（一）废水水量和进水水质

根据对车间废水几天的取样检测，确定废水进水水质水量如表1。

表1废水水质水量 mg/L

Tab.1 The quantity and quality of the wastewater

（二）计出水水质

根据当地接管污水处理厂的要求，确定废水出水水质如表2。

表2出水水质 mg/L

Tab.2 Discharge standard

二、工艺流程的选择

（一）工艺流程介绍

针对废水特点及小试实验结果，废水处理站采用预处理-两级厌氧UASB-A/O-深度处理工艺，设计处理能力1200 t/d，处理后的废水达到相应的接管标准。

废水处理站流程为：浓废水进入调节池一，由泵提升至微电解池。稀废水与微电解处理后的浓废水混合进入调节池二，由泵提升至芬顿反应沉淀池。经过预处理的浓水与其它废水混合进入调节池三。调节池三出水进入厌氧调配池，投配池出水用泵提升至两级UASB，出水流入厌氧沉淀池，沉淀池出水一部分回流至前段的投配池其余进入A/O生化池。A/O生化池出水进入二沉池，二沉池出水进入混凝反应沉淀池，沉淀池出水达标排放。

污水处理系统的污泥来源于芬顿氧化沉淀池、厌氧沉淀池和生化沉淀池等的剩余污泥。系统产生的污泥依靠重力或泵排至污泥池，并由污泥泵输送到板框脱水机完成脱水处理，最后外运进行综合处理。

污水处理站工艺流程见图1。

图1 工艺流程图

Fig.1 process flowchart

（一）铁碳微电解

工艺浓废水经过调节池一后泵入铁碳微电解罐，在废水中腐蚀形成许多微原电池，电极反应产物具有高的化学活性，其中新生态的和能与废水中的许多组分发生氧化还原作用，大分子物质分解为小分子的中间体，使某些难生化降解物质转变成容易生化处理的物质，提高废水的可生化性。该工艺设计进水180 t/d，调节池一有效容积360 m3，停留时间48 h，铁碳微电解罐停留时间2 h，配置了反冲洗设施。

（二）芬顿反应/沉淀池

稀废水与经过微电解后的浓废水进入调节池二，通过泵提升至芬顿反应池，分别投加酸、硫酸亚铁、双氧水和氢氧化钠反应后进入沉淀池。调节池二有效容积160 m3，停留时间12 h；芬顿总反应时间2 h，沉淀池负荷0.7 m/h。

（三）调节池三/厌氧调配池

设置厌氧调配池调节水质，在调配池设置pH计和酸碱自动投加系统，并通入蒸气调节水温，调节池三有效容积400 m3，停留时间8 h，厌氧调配池停留时间1.5 h。

（四）两级厌氧池

厌氧UASB由反应区、沉淀区和气室三部分组成。反应器底部是反应区，在反应区上部设有气、液、固三相分离器。废水与污泥床中的污泥进行混合接触，微生物分解废水中的有机物产生沼气，微小沼气泡在上升过程中，不断合并逐渐形成较大的气泡。气、水、泥的混合液上升至三相分离器内，沼气分离进入气室而有效排出；泥、水分离后上清夜从沉淀区排出，污泥返回反应区内。一级厌氧池容积负荷6 kgCOD/m3.d，有效容积1680 m3，停留时间34 h，容积负荷，二级厌氧容积负荷3 kgCOD/m3.d，有效容积880 m3，停留时间18 h。

（五）厌氧沉淀池

厌氧出水带出的少量污泥经过沉淀后排入污泥处理系统，沉淀池表面负荷1.2 m/h。

（六）A/O生化池

经过厌氧处理的出水经过A/O生化池的作用，进一步降低污染物的浓度。容积负荷0.9 kgCOD/kgMLSS.d，其中A段有效容积610 m3，O段有效容积1580 m3，总停留时间43.8 h。

（七）二沉池

二沉池完成生化出水的泥水分离，部分污泥回流到生化池以维持生化池污泥浓度的稳定，剩余污泥排放至污泥池进行浓缩脱水。二沉池表面负荷1.0 m/h。

（八）混凝沉淀池

二沉池出水通过加药混凝沉淀确保出水的达标，沉淀池表面负荷0.8 m/h。

三、处理效果和工艺分析

浓废水pH在1-2，适合进入铁碳微电解，经过铁碳微电解废水可生化性得到提高，毒性降低，再跟稀废水再混合后pH在2-3，是芬顿反应最佳条件，经过芬顿氧化，进一步提高可生化性，且铁碳微电解过程中溶解的铁离子到芬顿氧化时可以减少硫酸亚铁的加入，降低系统的运行成本。

废水再经过两级厌氧和A/O后出水相关水质能达到要求的接管标准。2010年环境监测站对出水进行了检测，检测数据如表3。

表3排放池监测数据

Tab.3 Monitoring data of effluent tank

四、主要技术经济指标

（一）废水处理站总投资约950万元，含土建、设备、机电、调试运行等所有费用。

（二）每吨废水处理费用约为7.5元（不含折旧费）。

（三）废水处理后取得的环境效益：污水处理设施运行后，年可处理废水约43.8万 t/a，去除COD约5530 t/a，其环境效益十分显著。

（四）废水处理站占地面积约5200 m2。

五、结论

（一）采用铁碳微电解+芬顿氧化+两级UASB+A/O生化+混凝沉淀工艺可以很好的处理抗生素废水，出水COD能够稳定在500 mg/L以下。

（二）企业产生的高浓度废水，采用此工艺，具有稳定运行和处理效率高等优点，污水站建成后作为集团示范污水站，为企业带来了良好的环境和社会效益。

参考文献：

[1]姜友蕾、姜栋、宋雅建等．UASB-絮凝-SBR处理高含量头孢类抗生素废水[J]．水处理技术，2012，38(10)：65-69．

[2]张杰、相会强、徐桂芹．抗生素生产废水治理技术进展[J]．哈尔滨建筑大学学报，2002，

35(2)：44-48．

[3]王勇军、陈平、周崇晖等．环流式好氧生化池处理抗生素废水的应用研究[J]．中国给水排水，2012，28(21)：132-134．

作者简介：

刘一成，(1983--)，女，江苏人，硕士研究生，主要研究方向为环境工程学。