EOD废水处理方法探讨

EOD废水处理方法探讨

张辉

梁山城发水务集团有限公司  山东梁山  272600

摘要：EOD废水因有机物浓度高，可生化性差，属难生物降解废水，无法直接进入生化池进行生化处理。因此需要采取高级氧化、电解等物化方法及其组合工艺进行预处理，提高其可生化性后再进入生化池进行处理。建议选用湿式氧化、芬顿及其组合工艺等方法进行预处理。

关键词：EOD废水  高级氧化  芬顿   湿式氧化

1 前言

EOD装置生产过程中会产生少量废水,废水主要种类有：反应釜洗釜水、真空系统废水、车间冲洗水等，因废水中含有大量脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇、脂肪胺、乙二醇、油脂等，混合后COD均值约15000mg/L。该废水的有机物浓度高，所含有机物分子量大、分子链长，故可生化性差，因此无法直接通过生化方法进行处理。按照国家相关环保法律法规要求，该废水最终需要进入污水处理厂生化系统处理达标后外排,为满足生化系统入水各项指标要求,需要对该废水进行预处理。

2EOD废水产生情况

根据EOD装置提供数据，各废水产生情况见下表：

表1  EOD装置废水产生情况统计表

3 EOD废水处理可用方法

因EOD废水有机物浓度高、成分复杂，属于难生物降解废水，只能先采用物化方法进行预处理。目前技术成熟、应用广泛的物化方法有：电解、高级氧化（湿式氧化、臭氧氧化、芬顿）等。

3.1电解

电解是利用直流电进行溶液氧化还原反应的过程。废水中的污染物在阳极被氧化，在阴极被还原，或者与电极反应产物作用，转化为无害成分被分离去除。利用电解可以处理各种离子状态的污染物、各种无机和有机的耗氧物质。

日常运用过程中常设计为电解槽，在常温常压下，通过在间距为2-4cm的电极板上施加一定的电压，水中的污染物在电极上发生直接电解反应或利用电极表面产生的强氧化性活性物质使污染物发生氧化还原反应，从而破坏水中的有机物显色基团以及复杂的分子链（如络合链和鳌合链），使其分解为小分子有机物或离子，使得氨氮、有机物转成氮气和二氧化碳。

3.2湿式氧化

湿式氧化工艺最初由美国的Zimmermann研究提出，是在较高的温度和压力下，用空气中的氧来氧化废水中溶解和悬浮的有机物和还原性物质的一种方法[1]。因氧化过程在液相中进行，故称湿式氧化。与一般方法相比，湿式氧化法具有适用范围广（包括对污染物种类和浓度的适应性）、处理效率高、二次污染低、氧化速度快、装置小等优点。随着技术的不断发展，在开发出高效催化剂后，使反应能在比较温和的条件下，在更短的时间内完成，大大提高了湿式氧化的速度和程度。

目前湿式氧化法在国外已广泛用于各类高浓度废水及污泥处理，尤其是毒性大，难以用生化方法处理的农药废水、染料废水、制药废水及其他有机合成工业废水的处理，也用于还原性无机物（如CN-、SCN-、S2-）和放射性废物的处理。

3.3臭氧氧化

臭氧是氧的同素异构体，在常温常压下是一种具有鱼腥味的淡紫色气体。臭氧是一种强氧化剂，之所以表现出强氧化性，是因为分子中的氧原子具有强烈的亲电子或亲质子性，臭氧分解产生的新生态氧原子也具有很高的氧化活性。研究指出，在pH5.6~9.8，水温0~39℃范围内，臭氧的氧化效力不受影响。臭氧的杀菌力强，速度快，能杀灭氯所不能杀灭的病毒和芽孢，而且出水无异味，但当投量不足时，也可能产生对人体有害的中间产物。在工业废水处理中，可用臭氧氧化多种有机物和无机物，如酚、氰化物、有机硫化物，不饱和脂肪族及芳香族化合物等。

3.4芬顿

过氧化氢与催化剂Fe2+构成的氧化体系通常称为芬顿（Fenton）试剂。在酸性条件下(一般pH<3.5，在该pH值时其自由基生成速率最大)，Fe2+与H2O2能产生活泼的氢氧自由基，其氧化电势高达2.73 V，从而引发和传播自由基链反应，加快有机物和还原性物质的氧化。

4工艺比选

由于EOD废水属微生物难降解废水，因此可以选用物化方法进行预处理提高其可生化性（B/C＞0.25）后再进行生化处理。经与相关设计院及环保公司交流，可供选择的方法有以下几种

4.1催化氧化法

上海石化设计院设计的方案为采用催化湿式氧化技术，在温度220-230℃、压力5-6MPa的条件下，废水与空气混合后进入换热器预热，然后通过装有催化剂的固定床反应器进行氧化反应，将水中的长链醚、醇类化合物氧化成CO2和水等无害化物质，达到净化水体的目的。

4.2微电解+芬顿

前期联系某环保公司进行小试，单独使用芬顿工艺处理时效果不理想，建议在芬顿前端增加微电解工艺。EOD废水处理前需调节废水的 pH 值为酸性，酸性废水进入微电解池，通过铁碳填料内发生的原电池反应可以降解部分有机物，并打开难处理的环状和链状有机物，提高废水的可生化性。废水再进入芬顿池，利用催化反应产生的亚铁离子，与双氧水形成强氧化反应，芬顿反应释放的羟基具有强氧化性，能直接降解有机物。试验结果如下：

表2   微电解+芬顿小试实验数据

4.3芬顿+电解

EOD废水首先经集水池收集，调节 pH 值为酸性，投加双氧水进入芬顿反应器，芬顿反应释放的羟基具有强氧化性，能直接降解有机物。芬顿处理后的废水经加碱调节 pH 值为中性后，通过沉淀池将泥水分离。上清液经电解进一步去处有机物。具体小试实验数据见下表：

表3   芬顿+电解小试实验数据

5结论

因EOD废水中所含大分子有机物，成分复杂、分子链长、分子量大，属难生物降解废水。较经济的方法为先使用物化方法进行预处理，提高该废水的可生化性后再进行生化处理。建议选取以下工艺：

1、湿式氧化法：该法有机物降解彻底，但投资和运行成本较高，以设计处理规模3t/h计，投资约750万元，运行成本约70元/t。如投资及运行成本可接受，建议采用湿式氧化法。

2、如考虑经济性，结合前期小试结果，建议采用高级氧化工艺中的芬顿工艺作为主要处理工艺，可与电解、臭氧氧化、微电解等其他工艺进行组合，以增强COD去除率，提高废水的可生化性。以设计处理规模3t/h计，其投资成本不超过200万元，运行成本不超过30元/t。

参考文献

[1]  唐受印，戴友芝   水处理工程师手册/化学工业出版社2000.4