催化氧化、水解酸化、好氧氧化工藝處理催化劑廢水

王偉萍，鐘麗云，徐 靜，許嘉龍，談培聰，張 麗，張建鵬

（上海問鼎環保科技有限公司，上海201600）

1 引言

催化劑廢水主要來源于生產過程中產生的廢水，廢水的主要成分是有機物、氨氮、鹽分、水合肼等污染物。某公司的催化劑廢水，主要有5股水（酸噴淋塔廢水、堿噴淋塔廢水、Pt廢水、Pd廢水、Rh廢水），綜合廢水特性，為高COD、高氨氮、高毒性。其中三股廢水（Pt廢水、Pd廢水、Rh廢水）含有有毒物質，該有毒物質為肼類物質。肼類物質具有致癌性和致突變性[1]。

2 廢水水質、水量及工程工藝選擇

2.1 廢水水質、水量

本次設計總水量考慮20t/d。其中Pt廢水、Pd廢水、Rh廢水占70%；酸噴淋塔和堿噴淋塔廢水占30%。進水水質見表1，出水水質見表2，出水水質需達到上海市納管標準－《污水排入城鎮下水道水質標準》（DB31/425－2009）。

表1 某公司廢水水質

表2 設計污染物排放標準（單位：mg/L，pH除外）

2.2 工藝選擇

針對催化劑廢水的特點，盡管廢水B/C為0.5左右，但實際生化培菌過程中由于肼類毒性物質的存在，細菌在較短時間內很快失去活性。在實驗過程中采用催化氧化處理工藝作為廢水生化預處理工藝，分解肼類物質。實驗證明，催化氧化后廢水可生化性較好，采用水解酸化/好氧處理工藝。經過在兼氧條件下，經過水解反應后的溶解性CODcr比例將會大幅度增加，有利于微生物對基質的攝取，為后續生物處理創造更有利的條件[2～3]。小試實驗及工程實踐結果表明：催化氧化預處理/生化水解酸化/好氧生化氧化工藝對處理催化劑廢水具有較好的處理效果。

3 工藝流程及主要構筑物

3.1 工藝流程

催化劑廢水及污泥處理工藝流程見圖1。

圖1 廢水及污泥處理工藝流

3.2 主要處理構筑物

主體設備及構筑物見表3。

表3 主體設備及構筑物

3.2.1 催化氧化池

催化氧化池是本處理系統的核心部分。進水量為10m3/d，催化池的有效容積為9.42m3。Pt廢水、Pd廢水和Rh廢水均含水合肼且氨氮高，鹽分高，因此加入一定量的催化劑，三股廢水經催化氧化池去除水合肼和部分氨氮。除去廢水中的抑制物，為后續生化處理創造良好的生存環境。

3.2.2 調節池

廢水主要是在工作時間產生的，并且每天的產生的廢水水質變化很大，而處理系統按24h運行，設置調節池可保證后續處理系統高效、穩定地運行。

3.2.3 水解酸化池

水解酸化池處理工藝的機理是在缺氧工況下生長繁殖大量的水解細菌和產酸菌，將水中的部分固形物水解為溶解性物質。同時使污染物的C－C打開，一端加入H＋，一端加入OH－，可以將長鏈水解為短鏈、支鏈成直鏈、環狀結構成直鏈或支鏈，提高和改善廢水的可生化性。水中SS高時，水解菌通過胞外粘膜將其捕捉，用外酶水解成分子斷片再進入胞內代謝，不完全的代謝可以使SS成為溶解性有機物。因此，提高后續生物處理工藝的生化速率、縮短生化反應時間、減少能耗和運行費用[4]。

3.2.4 好氧氧化池

好氧氧化池是本工程有機質分解效率最高的處理單元。污泥負荷為0.4kg/（kg·d），容積負荷為0.9kg COD/（m3·d）。由于催化劑廢水水質的含有的污染物復雜，通過前期的廢水處理，去除了有毒有害物質，降低了部分的有機物和氨氮，使得廢水中的難溶解物質變成易溶解物質，長鏈變短鏈物質，更易于被微生物分解和吸收。由于廢水中缺少磷營養元素，向池中投入定量磷酸二氫鉀補充生物鏈營養，保證微生物的正常代謝和活性，每天曝氣至少要曝氣16h，以使需氧量充足，生物鏈增長、脫落[5，6]。

4 運行結果分析

4.1 運行結果

經過將近4月的系統調試，系統運行正常。經多次采樣測定，均能穩定運行。本工藝出水水質較好，系統耐沖擊負荷強，處理效果穩定（表4）。

表4 出水結果

4.2 工程經濟技術指標

配套人員為1人，含藥劑費，電費噸水處理成本為7.9元/t。

5 結語

采用催化氧化作為催化劑廢水中的肼類毒性物質作為生化處理的預處理是有效的；后續水解酸化/好氧生化氧化工藝處理廢水，可大幅度降低廢水中CODCr，氨氮可滿足上海市納管標準－《污水排入城鎮下水道水質標準》（DB31/425－2009）要求。催化氧化/水解酸化/好氧氧化工藝對處理催化劑廢水具有較好的處理效果，值得在在類似行業中推廣。

[1]劉靜秋，石桂馥，劉 杰.廢水中水合肼降解規律研究[J].環境污染與防治，1993，15（1）：10～12.

[2]許吉現，胡卜元，武 斌，等.混凝沉淀/水解酸化/SBR工藝處理乳品廢水[J].中國給水排水，2007，23（6）：71～74.

[3]曾建新，謝文蔚，紀逸之.預處理＋水解＋SBR工藝處理藥劑廢水[J].化學工業與工程技術，2009，30（3）：51～53.

[4]Frandsen J B W，Kill H.Optinisation of a wet FGD pilot plan using fine limestone and organic acids[J].Chem Eng Sci.，2001，51（10）：3275～3287.

[5]龔貴生.酸化水解＋接觸氧化法處理造紙廢水工程實踐[J].赤峰學院學報：自然科學版，2009，23（11）：140～141.

[6]谷為民，李天昕.水解酸化－接觸氧化處理造紙中段廢水[J].中國造紙，2005，24（3）：21～23.