明謙 MING Qian；文正在 WEN Zheng-zai

（①湖北咸寧市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測站，咸寧 437100；②武漢清達(dá)環(huán)?？萍加邢薰荆錆h 430070）

（①Xianning Municipal Environmental Protection Monitoring Station，Xianning 437100，China；②Wuhan Qingda Environmental Protection Science and Technology Co.，Ltd.，Wuhan 430070，China）

0 引言

隨著有機硅產(chǎn)品中硅油、硅橡膠和硅樹脂的應(yīng)用越來越廣泛，全球有機硅工業(yè)自20世紀(jì)90年代以來，一直保持高速發(fā)展，而中國成為增長最快的市場，但是有機硅工業(yè)廢水的COD濃度高、酸性強、毒性大、處理難度大。目前，對于有機硅廢水處理的研究很少，少量研究采用物理化學(xué)方法處理，如Fenton氧化[1]等。江西星火有機硅廠污水站選擇Fenton氧化處理工藝、活性炭吸附處理工藝、微電解+氧化絮凝、中和+生物處理四種工藝路線進(jìn)行現(xiàn)場小試對比。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，而微電解和高效微生物處理工藝對這種廢水的有著明顯優(yōu)勢[2]。本項目采用鐵炭微電解和高效微生物處理組合的方式對廠方的有機硅廢水進(jìn)行處理，旨在實現(xiàn)在有機硅廢水處理上的突破。

1 水質(zhì)水量

湖北某電工材料有限公司是一家主要生產(chǎn)各種規(guī)格和型號的云母紙、云母帶、云母板、云母加工件等的集研發(fā)、生產(chǎn)和銷售于一體的綜合性企業(yè)，目前公司主要廢水包括有機硅原水20m3/d，清洗水量100m3/d。水質(zhì)情況見表1。

表1 湖北某電工材料有限公司有機硅樹脂生產(chǎn)廢水水質(zhì)情況表

2 工藝流程及各主要構(gòu)筑物作用與設(shè)計

工藝流程圖見圖1，各處理單元構(gòu)筑物設(shè)計參數(shù)、技術(shù)原理及作用如下：①中和池：有收集廢水和調(diào)節(jié)pH的作用，為鐵炭微電解做準(zhǔn)備，其尺寸：4.2m×4m×2.2m；②隔油池：去除漂浮于水面的油污，其尺寸：2m×0.5m×2m；③鐵炭微電解池：廢水中除了含有的有機物包括甲醇、氯甲烷、有機鹵硅烷外，還含有硅油、硅樹脂、硅橡膠、硅中間體等高聚物[3]。鐵炭微電解產(chǎn)生了高化學(xué)活性的初生態(tài)的亞鐵離子和原子氫能將這些高聚物斷鏈、開環(huán)，改善有機硅廢水的可生化性。

圖1 有機硅廢水處理流程圖

鐵碳微電解運行時，鐵屑和碳顆粒浸沒在酸性廢水中時，經(jīng)過一定時間的反應(yīng)，COD去除率達(dá)到24%，BOD/COD可達(dá)0.52。黃瑾[4]等用鐵炭微電解處理高含鹽廢水時，廢水的可生化性改善后，BOD/COD可達(dá)到0.65，這和本項目調(diào)試期的結(jié)果（0.52）相近。

該技術(shù)原理如下：當(dāng)兩者共存于酸性條件時，由于鐵和碳之間的電極電位差，廢水中會形成無數(shù)個微原電池。這些細(xì)微電池是以電位低的鐵成為陽極，電位高的碳做陰極，在溶液中發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的。反應(yīng)的結(jié)果是鐵受到腐蝕變成二價的鐵離子進(jìn)入溶液。由于鐵離子有混凝作用,它與污染物中帶微弱負(fù)電荷的微粒異性相吸,形成比較穩(wěn)定的絮凝物（也叫鐵泥）而去除，同時有曝氣，還會發(fā)生下面的反應(yīng)：

反應(yīng)中生成的OH-是出水pH值升高的原因，而由Fe2+氧化生成的Fe3+逐漸水解生成聚合度大的Fe(OH)3膠體絮凝劑，可以有效地吸附、凝聚水中的污染物，從而增強對廢水的凈化效果。

④稀酸池：混合有機硅稀酸廢水和鐵炭微電解池的出水，起到調(diào)節(jié)水質(zhì)水量的作用，其尺寸：6m×4m×4.2m；

⑤水解酸化池：將大分子有機污染物降解為小分子有機物，提高有機物的可生化性，其尺寸：6m×4m×3.2m；

⑥中間水池：起到調(diào)節(jié)水量的作用；其尺寸：5.4m×1.5m×2.5m；

⑦UASB：從水解酸化池出來的廢水，大分子有機物降解為小分子有機物，然后進(jìn)入UASB反應(yīng)器與顆粒污泥作用，在此，MLSS 為 4000mg/L，SVI為 10ml/g，在厭氧條件下轉(zhuǎn)化為沼氣和生物量（及少量的），然后在UASB中氣、固、液三相在三相分離器作用下進(jìn)行分離，UASB池有效體積為100m3，容積負(fù)荷為20kg/(m3·d)，最終COD大幅度的下降，進(jìn)入后續(xù)的好氧單元進(jìn)行降解。其尺寸：6m×3.5m×6.5m；

⑧曝氣池：通過好氧活性污泥的降解作用，去除廢水中剩余的COD，將其轉(zhuǎn)化為生物量（剩余污泥），其有2座串聯(lián)組合，尺寸分別為：5.2m×8m×6.5m、6m×7.5m×6.5m；

⑨MBR：在第二個曝氣池中設(shè)置膜生物反應(yīng)器（屬一體式MBR工藝），膜孔徑0.4，膜面積130m2，膜生物反應(yīng)器容積15.5m3。它能替代二沉池的功能，不僅借助于其對廢水或混合液中微米級顆粒的截留作用，大大提高了泥水分離的效果，可始終保持高質(zhì)量的出水，并使污泥膨脹對出水水質(zhì)的影響引刃而解，同時也使污泥始終處于生物反應(yīng)器中而持續(xù)發(fā)揮其功能，這樣便使生物反應(yīng)器中的活性污泥濃度大大提高，MLSS為16g/L；在強化其處理效能的同時，有效的延長了污泥的泥齡（45d），利于減少剩余污泥產(chǎn)生量；

⑩清水池：收集最終處理的出水，以便設(shè)置回流泵，部分回流清水，其余達(dá)標(biāo)排放，其尺寸：3.0m×2.0m×6.5m。

3 處理效果與經(jīng)濟(jì)分析

3.1 處理效果 各主要處理構(gòu)筑物的COD去除率情況見表2。

表2 主要構(gòu)造物進(jìn)、出水COD及其去除率統(tǒng)計表單位（mg/L）

3.2 經(jīng)濟(jì)分析 污水設(shè)施日常運行費用情況見表3。

表3 污水處理系統(tǒng)日運行費用統(tǒng)計表

折算成水處理費用為：1760.97元/120m3=14.67元/m3。

4 結(jié)語

對起主要污染作用的原水，通過鐵炭微電解顯著改善了其可生化特性（BOD/COD=0.52）；然后依次進(jìn)入水解酸化池、厭氧UASB等，COD逐級降解；最后進(jìn)入好氧單元（加設(shè)MBR裝置）后，COD去除效果同樣顯著（去除率達(dá)96%）。成功實現(xiàn)了達(dá)標(biāo)排放。

[1]顧曉揚，汪曉軍，等.Fenton試劑處理含有機硅廢水的研究[J].印染助劑，2007，24（7）：29-30.

[2]李芳軍.有機硅廢水綜合處理的試驗研究[J].清洗世界，2010,26（4）：23-26.

[3]幸松民，王一璐.有機硅合成工藝及產(chǎn)品應(yīng)用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.

[4]黃瑾，胡翔，等.鐵炭微電解法處理高鹽度有機廢水[J].化工環(huán)保，2007，27（3）：250-252.