本工程污水的BOD/COD介于0.10~0.15之间,属不易生化的有机废水,直接采用生化处理的难度很大。必须考虑采用其它的预处理方法以改善废水
的可生化性。根据染料工业和其它工业废水处理的经验,在弱酸性条件下,采用铁屑还原法对工程废水进行预处理。

        当将铁屑和少量的惰性焦碳颗粒浸于电解质溶液中时,在少量氧气的作用下就会形成具有无数个微小的原电池;在电极电位较低的铁阳极,铁失去电子生成Fe2+进入溶液中,惰性的焦碳则使溶液中的溶解氧吸收电子生成OH-、在酸性溶液中阴极还会产生析氢反应而产生氢气,其电极反应如下:

        阳极:Fe-2e→Fe2+
        EO(Fe/Fe2+)=0.44V
        阴极:2H++2e→2[H]→H2
        EO(H+/H2)=0.00V
        O2+H2O+4e→4OH-
        EO(O2/OH-)=0.41V

        从以上的电极反应可知,由于Fe2+的不断生成,能有效的克服阳极的极化,从而形成具有较高吸附活性的絮凝剂,以去除废水中的颗粒态和胶态杂质;阴极反应所产生的新生态[H]能与溶液中的许多组分发生化学反应并破坏有机物质的发色基团,达到使有机物断链和脱色的目的。由此可见,铁屑还原法处理废水的机理是氧化还原、中和絮凝、吸附沉淀和化学反应综合作用的结果。不易生化的有机废水在经过铁屑还原法处理后,其BOD/COD将会显著提高,极大地提高了废水的可生化性,同时可去除较多的有机杂质并脱色。同时,氢氧化铁的沉淀会吸附大量的生物污泥,这种污泥逐步驯化而形成具有特殊结构的生物铁污泥,由于这种结构紧密的团粒状污泥具有良好的沉降性能,因而曝气池可以维持很高的活性污泥浓度,提高了单位池容的处理能力。

        铁屑还原池:设计铁屑还原池有效容积为45m3,(名义停留时间)HRT=6 h、反应时间TE=3h;主体尺寸5.2m×2.5m×4.5m,铁屑填料高=2.0m,采用钢结构承托,穿孔UPVC板支撑;系统设计气水比=3:1~5:1。还原池采用钢筋砼结构,池内壁采用环氧类涂料防腐。

        工艺流程

        经铁屑还原池处理过的废水，不仅可去除40%以上的CODcr;还可显著提高废水的可生化性,其BOD/COD将由0.1~0.15提高到0.30以上,为后续的生化处理提供了稳定的水质。

        该系统后续用UASB+SBR反应器生化处理,效果稳定,未出现过系统堵塞现象,UASB反应器和SBR反应器内颗粒污泥形成良好,未出现污泥膨胀和其它不良运行工况。系统半年来的运行结果统计表见表2。