聚焦工业园区废水处理-高级氧化技术

前   言

工业园区是指在一定的地域空间范围内，通过集中配置基础设施以及政府制定相关的优惠政策，吸引或引导工业企业及相关配套产业进驻本地区。

在这样一个工业共同体中，每个成员单位通过集体化管理，共同承担部分生产、运行成本，同时也可以获得更大的经济和社会效益。然而，随着工业园区规模的扩大，其内部各行业的企业随之增加，在创造经济价值的同时，各企业排放的废水也给当地资源和环境带来了巨大压力。

所以工业园区废水处理对我国生态文明建设和绿色发展战略的实施具有重要意义。

一、工业园区水污染问题PRESENT SITUATION工业园区废水的特点

工业园区的废水主要来自园区内各企业产生的废水和废液。据《工业园区废水处理管理政策研究报告》统计，截止至2018年9月，我国已有省级及以上工业园2411家，市县级工业园则达到了40000多家。而在省级及以上工业园中，废水处理设施建成率为97%，仅工业废水和生活废水两项的年处理总量就高达971亿吨。

而近年来，多地出现工业园区水污染事件的报道，表现出该方面政策及管理的不完善。随着《水污染防治行动计划》的出台，工业园区的废水处理也面临着更高的处理要求。

由于园区内各企业客观上存在行业、生产条件、产品类型、设备性能和管理水平等的差异，导致各企业流入废水处理厂的废水的水质、水量会有很大差别，因此，与城市废水处理厂的废水相比，工业园区所接纳的废水的水量和水质变化巨大，且具有污染物浓度高、种类多、毒性高、难生物降解等特点。

正因如此，使得工业园区废水处理厂的处理系统通常缺乏针对性的设计和缺乏管理经验，常规物理+生化处理也难以使其出水达标排放。

二、工业园区废水排放要求

在一般情况下，根据企业所属行业类别，国家制定了各行业的具有针对性的排放标准。而由于工业园区内企业所属行业不定，且工业园废水往往统一流入废水厂，经废水厂处理后外排，其排放要求往往由工业园所在地的排放条件来决定。

若园区废水厂将废水处理后纳入市政管网，则其处理后的废水各指标需达到《废水综合排放标准》(GB8978-1996)的三级标准和《废水排入城镇下水道水质标准》(CJ343-2010)的要求。

若园区废水厂的进水成分复杂，生物难降解且含有有毒有害物质，则执行GB8978-1996的一级或二级标准来控制。

三、工业园区废水处理概况

目前常见的工业园区废水处理厂的主要工艺为“预处理-生化处理”三级处理模式。

近年来，随着园区内各行各业企业工艺的迭代升级，在企业的生产过程中往往会产生更复杂的难生物降解有机物，随管网进入园区废水厂，导致废水中的COD更难以降至达标排放。大量研究及应用表明，在生化处理后接深度处理的三级处理模式能有效降低印染废水中的COD，是使废水达标排放的有效方法。

深度处理过程主要包括物理吸附、曝气生物滤池、高级氧化技术、膜生物反应器等，主要目的是将生化阶段的尾水进行进一步处理，使其能达标排放或外排。在实际应用中，主要是通过组合工艺，综合各处理单元的优缺点，进一步提高各处理单元的处理能力。在上述深度处理工艺中，以高级氧化技术及其与其他技术的组合应用最为广泛。

四、高级氧化技术简介TECHNICAL OVERVIEW

高级氧化技术(Advanced Oxidation Processes，AOPs)是通过化学反应产生羟基自由基(?OH)，并利用·OH的强氧化性对有机污染物进行处理的一种处理技术。

废水中高级氧化处理的机理大致分为以下两步：

(1)·OH的产生：O3、H2O2等氧化剂在一定条件下产生氧化能力极强的·OH。·OH的氧化电位为2.80eV，氧化性仅次于氟(2.87eV)，具有能有效地降解和去除有机污染物的能力；

(2)有机污染物的分解：·OH在极短时间内将大分子有机物氧化分解成小分子有机物，甚至能够矿化为CO2、H2O。

因此，经过高级氧化过程后，废水的可生化性往往在一定程度上有所提高。正因如此，高级氧化技术具有反应速度快、适用范围广、二次污染小等优点，且具有良好的处理效果。

随着近年来排放标准的提升，该技术也逐渐应用于各行业的废水深度处理过程中。根据高级氧化技术中使用的不同的氧化剂或反应形式，该技术主要分为臭氧氧化、光化学氧化、电化学氧化与芬顿氧化等，而实际在工业园区废水处理工程中以微电解催化、臭氧氧化和芬顿氧化最为常见。

五、工业园区废水解决方案SOLUTIONS

随着日趋严格的环保要求，很多废水处理厂的工业废水处理线也要求提标至《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)的准IV类水标准，且TN和SS达到一级A标准，更有甚者要求COD做到III类水标准。而不同工业废水水质差异很大，COD成分差异也很大，有时需要几种深度处理工艺的组合才能达到如此高的排放标准。

例如某以精细化工废水为主的工业废水处理厂，常规生化处理无法去除其中的难降解部分COD，传统的高级氧化技术也难以将COD去除至排放限值，或者所需药剂量非常大以致于工程上很难实施。该厂最终选择了Fenton催化氧化和臭氧催化氧化的组合工艺，必要时还可辅以活性炭/焦吸附。

因此，由于工业园区水质的复杂性与差异性，工业废水处理工程选择工艺方案时，进行前期试验研究以获得最佳的工艺路线与工艺参数。