1 试验部分
1.1 废水水质
中试研究以某化工厂排放的酸性凝液废水、红水、氢化水及清洁生产下水为原水，水温较高，约60 ℃，颜色为红褐色，色度高，硝基苯、氨氮及总氮高。原水水质见表 1。
表1 原水水质
Table 1
| 项目 | pH | CODGr | 氨氮 | 总氮 | TDS | 硝基苯 | 苯胺 |
| 混合废水 | 3.4 | 1 820 | 530 | 1 160 | 5 900 | 320 | 110 |
| 清洁生产下水 | 7.3 | 70 | 25 | 35 | 600 | — | — |
注：除pH外，其余项目单位均为mg/L。
1.2 试验方法
图1
表2 中试装置设计参数
Table 2
| 名称 | 数量 | 规格 |
| 1#集水罐 | 1套 | HRT=1h，D=1.5m，H=2.6m |
| 气浮池 | 1套 | HRT=1h，2.7mx1.5mx2m |
| 缓冲罐 | 1套 | HRT=10min，D=1m，H=1.6m |
| 高级氧化罐 | 1套 | HRT=40 min，D=1.2m, H=4 m |
| 中和罐 | 1套 | HRT=5min，D=1m，H=1m |
| 1#沉淀箱 | 1套 | HRT= 1 h, 1.6 mx 1.6 mx3 m |
| 2#集水罐 | 1套 | HRT=1h，D=1.2m，H=2m |
| 厌氧箱 | 1套 | HRT=8 h, 6 mx3.2 mx3 m |
| 一段缺氧箱 | 1套 | HRT=16 h, 6 mx7 mx3 m |
| 一段好氧箱 | 1套 | HRT=8h，6mx3mx3m |
| 二段缺氧箱 | 1套 | HRT=2 h, 2.5 mx2 mx3 m |
| 二段好氧箱 | 1套 | HRT=5h，4mx3mx3m |
| 2#沉淀箱 | 1套 | HRT=2 h, 2.5 mx2 mx3 m |
2 结果与讨论
2.1 Fenton氧化段的处理效果
Fenton氧化段的进水CODCr为1 356~1 645 mg/L，平均值为1 495 mg/L；出水CODCr为118~141 mg/L，平均值为124 mg/L，CODCr去除率平均为91.7%。进水硝基苯为105~371 mg/L，平均值为198 mg/L，出水硝基苯为0.2~7 mg/L，平均值为2.1 mg/L，硝基苯去除率平均为98.8%。Fenton氧化段能够有效去除废水中的硝基苯类污染物，降低废水毒性，提高可生化性。
2.2 厌氧水解酸化段的处理效果
厌氧水解工艺可将一部分高级氧化出水中的大分子有机物分解为小分子有机物，有利于后续好氧微生物的降解。厌氧水解酸化段的进水CODCr在118~141 mg/L，平均值为125 mg/L；出水CODCr为74~87 mg/L，平均值为80 mg/L，COD去除率平均为36%，如图 2所示。
图2
图2
厌氧水解酸化段对CODCr的去除效果
Fig.2
Removal effect of CODCr in anaerobic hydrolysis acidification
2.3 两级A/O段的处理效果
图3
图4
图4
两级A/O段对氨氮的去除效果
Fig.4
Removal effect of ammonia nitrogen in two-stage of A/O process
图5
图5
两级A/O段对总氮的去除效果
Fig.5
Removal effect of total nitrogen in two-stage of A/O process
图6
图6
两级A/O段对总磷的去除效果
Fig.6
Removal effect of total phosphorusintwo-stage of A/O process
由图 3~图 6可见，两级A/O工艺进水CODCr为74~87 mg/L，平均值为80 mg/L；出水CODCr为40~51 mg/L，平均值为45 mg/L，CODCr去除率平均为44%。进水氨氮为106~138 mg/L，平均值为117 mg/L；出水氨氮为9~18 mg/L，平均值为12 mg/L，氨氮去除率平均为89.7%。进水总氮为322~355 mg/L，平均值为338 mg/L；出水总氮为22~42 mg/L，平均值为26 mg/L，总氮去除率平均为92.3%。进水总磷为1.9~ 2.6 mg/L，平均值为2.4 mg/L；出水总磷为0.6~0.8 mg/L，平均值为0.7 mg/L，总氮去除率平均为70.8%。
两级A/O工艺出水CODCr＜60 mg/L、氨氮＜20 mg/L、总氮＜45 mg/L、总磷＜1.0 mg/L，完全能够满足园区管网纳管水质的标准要求。同时也表明化学氧化预处理有效实现了硝基苯等毒性污染物的去除。
2.4 问题与讨论
（1）生化段泡沫的产生与去除。在生化段活性污泥驯化期间，水面曾出现大量白色泡沫，蔓延至全池，甚至随风飘散到地面，晒干后呈黑色网丝状固体。对混合液进行镜检后发现混合液中污泥絮体微细，大部分污泥解体。进行污染源排查，发现部分含表面活性剂、毒性污染物的生产废水错排入清洁下水系统，导致污泥中毒。污泥解体后，投加三氯化铁溶液对活性污泥进行稳定处理，并接种部分新污泥，逐渐恢复了污泥活性，提高了污泥的耐毒性能力。
（2）废水中焦油类物质的产生与去除。对原水进行烧杯实验：分别在酸性凝液废水、红水及氢化水中滴加浓硫酸，发现红水与浓硫酸发生剧烈反应，滴入浓硫酸的瞬间产生大量小气泡，且生成很多黑色的焦油类黏稠颗粒。将黑色固体颗粒物用氢氧化钠溶液浸泡，静置一段时间后出现部分颗粒溶解现象。黑色焦油类物质产生的原因可能是硝基苯类、脲类等化合物在酸性条件下溶解度下降，产生酸析；其中聚合缩二脲呈黏稠的焦油状，在酸性环境中析出形成颗粒物。故在原水进入Fenton氧化段前进行酸析气浮预处理，将水中的脲类化合物、油类等通过气浮方式去除，避免在高级氧化阶段产生黑色焦油类物质，影响对硝基苯的去除效果。
此外，由于原水水质变化波动较大，建议实际工程中采用较大的调节池进行水质均衡和水量调节，以保证后续系统的稳定运行；原水水温较高时，如红水、氢化水等水温约为60 ℃，在实际工程中不适宜直接进行混凝气浮预处理消除焦油类物质的影响，宜在气浮段采用清净生产下水作溶气水。
3 结论
中试研究采用酸析气浮+Fenton氧化+水解酸化+两级A/O组合工艺处理含硝基苯废水，运行结果表明：中试装置总出水CODCr＜60 mg/L，氨氮＜25 mg/L，总氮＜45 mg/L，总磷＜1.0 mg/L，其余指标也都达到园区纳管水质标准要求。Fenton氧化工艺对硝基苯的去除率最高可达99.8%，对COD的去除率最高可达98%，氧化效果良好，且可通过控制药剂的投加量适应原水水质的冲击。建议在实际运行中加强对上游污染源的管理，避免有毒物质通过清洁生产下水进入生化系统中。
参考文献
TDI生产废水中氢化水处理工艺研究
[J].DOI:10.3969/j.issn.1674-4829.2008.04.011 [本文引用: 1]
津公网安备 12010602120337号
