铁碳微电解工艺应用实例分享（一）

化学工业是一个多行业、多品种的工业部门，包括化工原料、化肥、无机盐、氯碱、农药、染料、有机原料、合成原料、助剂、添加剂、化学试剂、涂料、橡胶加工等多个行业。 

工业产品多种多样，成分复杂，排出的废水也多种多样。多数有剧毒，不易处理，在生物体内有一定的积累作用，在水体中具有明显的耗氧性质，易使水质恶化。

一、工业废水种类

工业废水是化工产品生产过程中排放出来废水的总称（含工艺废水、冷却水、 废气洗涤水）。 

化学工业废水按成分可分为三大类：第一类为含有有机物的废水， 主要来自基本有机原料、合成材料（含合成塑料、合成橡胶、合成纤维）、农药 、染料等行业排出的废水；第二类为含无机物的废水，如无机盐、 肥、 磷肥、硫酸、硝酸及纯碱等行业排出的废水；第三类为既含有机物又含无机物的废水，如氯碱、感光材料、涂料等行业。

如果按废水中所含主要污染物，可分为含氰废水、含酚废水、含硫废水、含氟废水、含铬废水、含有机磷化合物废水、含有机物废水等。

工业主要废水及其主要来源如下：

 

二、铁碳微电解工艺

我国化工涉及的行业特别广，生产的化工产品达几万余种，故化工废水中污染物质也多种多样，组分结构复杂，每种化工废水都具有其独特性， 一种化工废水往往需要几种方法处理后才能够达标排放，针对不同的污染物，采用不同的水处理方法。

对于有机浓度高、成分复杂、盐分含量高、生物降解性差、高毒性等的化工废水，至今仍缺乏经济而有放的方法。由于技术和经济原因，利用传统的废水处理方法治理难度很大，已经满足不了越来越高的环保要求。

 

微电解工艺是利用金属腐蚀原理，形成原电池对废水进行处理的良好工艺，又称内电解法、多相铁碳法；它是在不通电的情况 ，利用填充在酸性废水中的微电解填料产生高低电位差对废水进行电解处理，以达到阵解有机污染物的目的。

在酸性的环境中，微电解系统本身及其产生的新生态[H]、Fe²⁺等与废水中许多组分发生氧化还原反应，比如能破坏有色废水中物质的发色基团或助色基团，甚至断链，降低 COD 高可生化性，对提高后续生化处理的能力，影响巨大，特别适用于高浓度难降解有机废水的前处理。

三、应用案例分享：

1.某化工公司年产1万吨邻苯二甲酸酐，6万吨邻苯二甲酸二丁酯。

生产废水由邻苯酸二甲酸二丁酯的过程产生，该物质是传统的主增塑剂，在生产过程中将会排放生产废水，废水为有机废水，且成分复杂， COD高，含有大量无机盐，以上特点给废水处理工作造成极大的难度。

邻苯二甲酸二丁酣由邻苯二甲酸酐与正丁醇在浓硫酸的催化下反应生成，经酯化工序、中和工序、脱醇工序最终制得产品。生产废水中主要含有邻苯二甲酸、邻苯二甲酸单酯、邻苯二甲酸二酯、邻苯二甲酸钠盐、醉类及硫酸钠等，有机组分复杂， B/C=0.37.有较好的可生化性，且废水水质变化幅度较大， COD一般在 30000~ 50000 mg/L ，废水pH 越高， COD 也越高。

为了贯彻我国环境保护政策、执行当地有关部门的环保法规，该厂拟建一套污水处理设施，使废水经集中处理后达到《污水综合排放标准》 CGB8978 1996 ）三级标准及《污水排入城镇下水道水质标准》 CCJ 343-2010 ）的 级标准后进行排放。

 

( 1 ）设计废水处理能力

污水处理厂废水综合进水量为 200m3/d;

(2 ）原水水质情况

设计进水：

COD＜50000mg/L

BOD5＜18000mg/ L

SS：2000mg/L

pH：6-9

 

设计出水：废水处理后出水水质需达到《污水综合排放标准》 CGB 8978 1996 ）三级标准及《污水排入城镇下水道水质标准》 CCJ 343-2010 ）的 级标准，

具体出水水质指标：

COD：500mg/L

BOD5：300mg/L

SS：400mg/L

 

为了进行废水达标处理，降低运行成本，考虑到治污的费用和工艺的合理完善，公司采用“微电解氧化＋多相催化氧化＋絮凝沉淀”的主体工艺，对该公司废水进行前置预处理。

原废水为无色半透明液体， pH 5.18 左右。

废水经微电解氧化和催化氧化反应处理后出水的具体数据如下。

原水：COD：45488 mg/L;

微电解出水33193 mg/L，去除率27.03%，

多相催化氧化后 COD：26973 mg/L  去除率40.70%

废水经微电解氧化处理后， COD 去除率 27%左右：而废水经微电解氧化处理后再经催化氧化处理， COD进一步降低，COD 去除率在 40%左右。  

根据以往的工程经验，废水 B/C一般可提升至 0.30 以上，提高了废水的可生化性，有利于后续生化系统的处理，同时减轻了末端处理的压力。

2.徐州市某精细化 厂在生产固化剂、阻燃剂等化工产品过程中，产生高浓废水和低浓度废水， 主要来源是反应釜中的反应母液及车间冲洗废水。

( 1 ）设计废水处理能力

根据 厂家提供的数据，废水生生产水量为500 m3/d；其中高浓废水的量为 170 m3/ d，低浓废水为 330 m3/d。

根据废水水质并结合以往处理化工废水的工程投驹，采用“铁碳微电解催化+A/O组合工艺。

工艺流程如下：

 

系统运行2个月后效果稳定， COD 去除率逐步提高至 80%左右，处理效果较好。在水量变化较大时，系统仍有较好的耐冲击负荷能力。由于铁碳微电解运行时会产生氧气，在塔顶应设置通风排气装置 ，以防发生爆炸。

 

（1）精细化工生产废水具有不均匀性，由于设置了内有曝气装置的调节池，可有效地调节水量、水质。

（2）该处理工艺将浓废点和稀废水分质分段处理，首先处理以反应母液为主的高浓废水，经微电解氧化及中和沉淀处理后与低浓废水混合均质，再进行生化处理。

分段进水处理可减少铁碳投加量和石灰乳用量 ，从而降低投资和运行成本，同时铁碳微电解氧化对高浓度废水进行集中处理，可降低处理难度，提高处理效率。

 

( 3）铁碳微电解氧化作为一种氧化还原工艺并不能大幅度去除 COD，但可破坏高浓度废水中的大分子有机污染物的基团，同时阳极生成的 Fe2+及氧化产物 Fe3+可形成各种碱式盐，具有很强的吸附絮凝活性，能吸附絮凝水中部分溶解性有机物此微小悬浮颗粒。在后续中和沉淀池中，投加石灰乳后，可将污水中收附了污染物的铁盐形成絮凝体从水中去除掉，从而实现 COD 的去除，同时还可避免填料结垢现象的产生。