均苯四甲酸是一種重要的有機(jī)化工原料，其生產(chǎn)廢水中的污染物以芳香酸為主，具有COD 高、酸性強(qiáng)、顏色深、BOD5 /COD 值低、難以直接生化處理等特點(diǎn)。目前，眾多企業(yè)主要采取常規(guī)方法處理均苯四甲酸生產(chǎn)廢水［1-2］。厭氧序批式反應(yīng)器(ASBR)是20 世紀(jì)90 年代初開發(fā)的一種高速厭氧反應(yīng)器，具有高速、簡(jiǎn)潔、節(jié)能經(jīng)濟(jì)、能源可回收利用、操作靈活、適用性強(qiáng)等諸多的優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于處理各類廢水［3-5］。SBR 具有工藝流程簡(jiǎn)單，處理效果好等優(yōu)點(diǎn)，在廢水處理領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用［6-11］。Fenton 試劑是由H2O2和Fe2 + 混合得到的一種強(qiáng)氧化劑，可產(chǎn)生氧化能力很強(qiáng)的·OH 自由基，被廣泛應(yīng)用于難生物降解或一般化學(xué)氧化難以奏效的有機(jī)廢水處理中［12-14］。

本工作采用ASBR—SBR—Fenton 氧化工藝對(duì)均苯四甲酸生產(chǎn)廢水進(jìn)行處理，取得了令人滿意的結(jié)果。

1 廢水來源及水質(zhì)

某化工企業(yè)以均苯四甲酸為主導(dǎo)產(chǎn)品，該企業(yè)的生產(chǎn)廢水主要來自洗釜水和洗刷成品桶水兩股廢水。廢水的COD、色度等均較高，pH 為5 ～ 6。其廢水水質(zhì)見表1。

表1 廢水水質(zhì)

2 處理工藝

2. 1 工藝流程

針對(duì)廢水水質(zhì)特點(diǎn)，在總結(jié)國(guó)內(nèi)外成功處理經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，最終確定ASBR—SBR—Fenton 氧化工藝，工藝流程見圖1。

圖1 ASBR—SBR—Fenton 氧化工藝流程

2. 2 主要構(gòu)筑物與工藝說明

(1) 調(diào)節(jié)池。設(shè)計(jì)處理水量為20 m3 /d，有效容積為50 m3，停留時(shí)間為2. 5 d，主要作用是調(diào)節(jié)廢水水質(zhì)和水量，均衡進(jìn)水pH。調(diào)節(jié)池底部設(shè)置穿孔曝氣管，起調(diào)節(jié)水質(zhì)和預(yù)曝氣的作用。設(shè)置pH 在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，用于監(jiān)測(cè)廢水pH 變化情況，便于確保ASBR 池進(jìn)水pH 在中性范圍內(nèi)。此外，在此工段引入廠區(qū)生活廢水，目的在于為后續(xù)生化處理工藝提供微生物所需的N、P 等營(yíng)養(yǎng)元素以及其他必須的微量元素。

(2) ASBR 池。ASBR 是間歇運(yùn)行的非穩(wěn)態(tài)厭氧生物反應(yīng)器［15］，目前已用于多種工業(yè)廢水處理，并取得顯著效果［16-22］。本工作采用改進(jìn)型ASBR反應(yīng)池作為厭氧池，設(shè)計(jì)處理廢水量為20 m3 /d，有效容積為40 m3，停留時(shí)間為48 h，反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)置懸浮型填料，既可以增加反應(yīng)器的污泥濃度，提高反應(yīng)器的處理效果，又可以防止污泥流失，反應(yīng)過程中產(chǎn)生的沼氣收集后可利用。此外，大量工程實(shí)踐表明: 厭氧反應(yīng)器在防腐處理方面要求較高，故ASBR 池池體采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，池底與內(nèi)壁均做防腐處理�？紤]冬季保溫問題，運(yùn)行時(shí)采用車間廢蒸汽作為熱源，進(jìn)行保溫。

(3) SBR 池。均苯四甲酸生產(chǎn)廢水經(jīng)過ASBR厭氧反應(yīng)器處理之后，通過潷水器進(jìn)入SBR 反應(yīng)器，設(shè)計(jì)廢水處理量為20 m3 /d，有效容積為40 m3，有效水深為4. 0 m，COD 容積負(fù)荷1. 5 kg /(m3·d) ，DO 控制在2 ～ 3 mg /L，氣水體積比為16 ∶ 1，空氣擴(kuò)散裝置采用隔膜曝氣頭，與調(diào)節(jié)池共用1 臺(tái)三葉羅茨風(fēng)機(jī)。池內(nèi)裝填活性污泥(采用城市廢水處理廠剩余污泥馴化而成) 。同時(shí)在該反應(yīng)器內(nèi)增設(shè)懸浮型填料，增加污泥濃度，提高COD 去除率。停留時(shí)間為48 h(含進(jìn)水1 h， 15 個(gè)周期的2 h 曝氣－1 h 沉淀，1h 出水，1h 閑置) 。

(4) Fenton 氧化塔。設(shè)計(jì)處理水量為20 m3 /d，有效容積為0. 625 m3，n(H2O2) ∶ n(Fe2 +)為10 ∶ 1，pH 為3，停留時(shí)間為45 min。經(jīng)SBR 處理后的廢水進(jìn)入Fenton 試劑催化氧化塔，廢水中剩余的有機(jī)污染物經(jīng)Fenton 試劑產(chǎn)生的·OH 自由基氧化、分解，最終降解為CO2、H2O 及部分無毒無害的小分子物質(zhì)，處理后的廢水可達(dá)標(biāo)排放。

2. 3 投資及運(yùn)行成本

該工程共計(jì)投資約65. 0 萬元，包括系統(tǒng)設(shè)計(jì)、土建、設(shè)備購(gòu)置安裝及調(diào)試等費(fèi)用。冬季運(yùn)行時(shí)，由于水溫低，需要升溫，運(yùn)行成本包括熱源費(fèi)、電費(fèi)、藥劑費(fèi)、設(shè)備維修折舊費(fèi)以及職工工資等，由于熱源采用的是企業(yè)車間的廢蒸汽，以廢治廢，故冬季與不需要補(bǔ)溫的春、夏和秋季的運(yùn)行成本均約為2. 1 元/t。

3 運(yùn)行結(jié)果與討論

經(jīng)過8 個(gè)月的調(diào)試和穩(wěn)定運(yùn)行，各處理單元均處于正常運(yùn)行狀態(tài)。穩(wěn)定運(yùn)行階段ASBR 池對(duì)COD 的處理效果見圖2。由圖2 可見，此工段COD去除率為35. 0% ～ 45. 0%。這主要是因?yàn)锳SBR池中存在大量水解酸化菌和適量的產(chǎn)甲烷菌，使得均苯四甲酸生產(chǎn)廢水中難生物降解的大分子有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為易生物降解的小分子有機(jī)污染物，但由于停留時(shí)間原因使得僅有部分有機(jī)污染物被代謝成甲烷。

穩(wěn)定運(yùn)行階段SBR 池對(duì)COD 的處理效果見圖3。由圖3 可見，此工段COD 去除率為96. 5%。這主要是因?yàn)锳SBR 工段提高了廢水的可生化性，廢水中存在大量易被好氧微生物利用的有機(jī)物分子;此外，又通過增設(shè)懸浮型填料，形成好氧生物膜，提高了反應(yīng)器內(nèi)的污泥濃度，強(qiáng)化了反應(yīng)器內(nèi)部的傳質(zhì)作用，增加了廢水同好氧微生物的接觸幾率，提高了反應(yīng)器的處理效率。

穩(wěn)定運(yùn)行階段Fenton 氧化塔對(duì)COD 的處理效果見圖4。由圖4 可見，此工段COD 去除率為60. 0% ～ 65. 0%，利用Fenton 試劑產(chǎn)生的強(qiáng)氧化劑·OH 將好氧微生物不能代謝的有機(jī)污染物分子進(jìn)一步代謝降解。

穩(wěn)定運(yùn)行階段整體廢水處理系統(tǒng)對(duì)COD 的總處理效果見圖5。由圖5 可見，該系統(tǒng)對(duì)COD 總?cè)コ史�(wěn)定在99. 0% 以上，出水COD 保持在40 mg /L 左右，優(yōu)于GB8978—1996《中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》的Ⅰ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(100 mg /L) ，處理效果穩(wěn)定，基建、運(yùn)行費(fèi)用低，既滿足了設(shè)計(jì)要求又降低了企業(yè)的資金投入。

4 結(jié)論

a) 采用ASBR—SBR—Fenton 氧化工藝處理均苯四甲酸生產(chǎn)廢水，系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)ASBR 厭氧反應(yīng)器COD 去除率為35. 0% ～ 45. 0%; SBR 反應(yīng)器COD 去除率為96. 5% 左右; Fenton 氧化塔COD 去除率約為60. 0% ～ 65. 0%。

b) ASBR—SBR—Fenton 氧化工藝處理均苯四甲酸生產(chǎn)廢水是可行的。運(yùn)行結(jié)果表明，COD 總?cè)コ士蛇_(dá)到99. 0% 以上，出水COD 在40 mg /L 左右，水質(zhì)達(dá)到了GB8978—1996《中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》的Ⅰ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

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［作者簡(jiǎn)介］翟建(1980-) ，男，河北省唐山市人，碩士，講師，研究方向?yàn)楣I(yè)廢水處理及資源化研究。

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