塑料造粒厂废水处理案例｜塑料造粒废水处理工程

塑料造粒废水处理采用铁碳微电解-Fenton氧化组合工艺

项目概况

华南某改性塑料造粒厂主要从事聚丙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物等塑料的改性造粒生产，添加阻燃剂、抗氧剂、增韧剂等助剂。生产废水主要来源于造粒冷却水槽更换水、切粒机冲洗水、设备清洗水以及少量地面冲洗水。废水成分复杂，含有苯系物、卤代烃、酚类等难降解有机物，且可生化性极差。原有处理设施无法满足排放要求，企业决定新建废水处理系统，设计规模为150立方米/天。

废水水质与水量特征

该厂废水水量不大但浓度高，实际产生量约为120-140立方米/天。经多次取样分析，确定设计进水水质：化学需氧量浓度为5000-7000毫克/升，五日生化需氧量为800-1200毫克/升，生化需氧量与化学需氧量比值仅为0.16-0.20，可生化性差；悬浮物浓度为300-500毫克/升；色度为200-300倍；总氮为80-120毫克/升；总磷为5-10毫克/升；废水中还含有少量重金属离子如锑、铅等；pH值为3.5-5.0，呈酸性。出水要求达到《污水综合排放标准》三级标准接入市政污水管网，即化学需氧量低于500毫克/升，五日生化需氧量低于300毫克/升，悬浮物低于400毫克/升。

处理工艺选择与流程

针对该废水化学需氧量浓度高、可生化性差、偏酸性的特点，单纯采用生化法难以达标，必须通过化学氧化提高可生化性。设计采用“铁碳微电解+Fenton氧化+中和沉淀+升流式厌氧污泥床+好氧池+二沉池”组合工艺。废水首先进入调节池；然后泵入铁碳微电解反应器，在酸性条件下发生原电池反应，产生新生态的亚铁离子和活性氢，破坏有机物分子结构；微电解出水进入Fenton氧化池，投加双氧水发生芬顿反应，产生强氧化性的羟基自由基，进一步降解有机物；之后加碱调节pH值至中性，生成氢氧化铁絮体并沉淀；上清液进入升流式厌氧污泥床厌氧反应器，在高浓度活性污泥作用下将有机酸、醇等转化为甲烷和二氧化碳；厌氧出水进入好氧池进一步降解剩余有机物；最后经二沉池泥水分离后达标排放。

主要构筑物及设计参数

调节池有效容积为200立方米，水力停留时间为32小时，内设曝气管进行预曝气和搅拌。铁碳微电解反应器采用固定床形式，有效容积为25立方米，填料为铁碳一体化球形填料，铁碳质量比为3:1，填料层高度为2.5米，运行pH值控制在3.0-3.5，反应停留时间为2.5小时，运行方式为升流式，每天反冲洗一次防止填料板结。Fenton氧化池分为两级，总有效容积为20立方米，停留时间为2.0小时，双氧水投加量为1.5-2.0克每升，投加方式为多点投加，亚铁离子来自微电解出水，无需额外补充，搅拌方式为机械搅拌。中和沉淀池采用竖流式，有效容积为30立方米，表面负荷为0.8立方米每平方米小时，投加氢氧化钠调节pH至7.0-7.5。

升流式厌氧污泥床反应器有效容积为200立方米，设计容积负荷为3.0千克化学需氧量每立方米每天，水力停留时间为32小时，反应温度维持在中温范围，运行温度为33-35摄氏度，采用外循环加热方式，三相分离器采用倒V形结构，沼气收集后经脱硫处理用于锅炉燃烧。好氧池采用活性污泥法，有效容积为100立方米，水力停留时间为16小时，污泥浓度为3000-4000毫克/升，容积负荷为0.8千克化学需氧量每立方米每天，溶解氧控制在2-3毫克/升，曝气采用微孔曝气盘。二沉池有效容积为25立方米，表面负荷为1.0立方米每平方米小时，污泥回流比为50%-100%，剩余污泥排入污泥浓缩池。

运行效果与达标分析

系统经过三个月的调试运行后，处理效果稳定。微电解与Fenton氧化单元对化学需氧量的去除率达到55%-65%，同时生化需氧量与化学需氧量比值从0.18提升至0.42，可生化性显著改善。升流式厌氧污泥床单元化学需氧量去除率约为75%，出水化学需氧量降至400-500毫克/升。好氧单元化学需氧量去除率约为60%，最终出水化学需氧量为150-200毫克/升，五日生化需氧量为50-80毫克/升，悬浮物低于50毫克/升，完全满足三级排放标准要求。重金属离子去除率达到90%以上，出水各项指标均符合接管要求。

经济效益与环境效益

该工程总投资约320万元，其中土建100万元，设备及安装220万元。运行成本主要包括电费、铁碳填料损耗、双氧水费、碱剂费和人工费，折合每吨废水处理成本为5.2元。虽然处理成本高于常规工艺，但由于原水浓度极高且含有大量难降解物质，该组合工艺是目前行之有效的技术路线。年削减化学需氧量排放约270吨，环境效益显著。铁碳微电解和Fenton氧化的联合应用为高浓度难降解塑料造粒废水的处理提供了可靠的技术方案，具有较强的推广价值。