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摘 要 ：禹城福田药业有限公司废水处理厂采用微电解中和沉淀+厌氧+好氧+气浮脱色主体工艺处理高硫酸盐木糖醇废水，介绍了工艺流程、主要参数和运行效果，实际运行结果表明，出水COD，BOD和SS均达到国家二级排放标准。且投资和运行费用低，对硫酸盐含量高、水质、水量波动大的木糖醇废水及其它类似高硫酸盐有机废水治理有较好的借鉴作用。
关键词： 木糖醇废水；微电解；厌氧；好氧；应用
中图分类号：X792
我国的木糖醇工业废水处理研究从20世纪80年代起步，首先采用活性污泥法和厌氧生物处理法开展试验研究，并有少数几家木糖醇厂的废水处理站投入运转。对于这种成分复杂、色度高、生物毒性大、难降解高浓度硫酸盐木糖醇生产废水处理至今尚未找到较好的解决方法，是目前国内外水处理的难点和热点[1]。因此，围绕木糖醇生产废水的处理国内外学者作了大量研究，提出了不少治理技术和方法，取得了一定的研究成果。但由于木糖醇废水的成份复杂，变化多样，处理难度大，目前的工艺技术还不能令人满意[2]。
禹城福田药业有限公司是以玉米芯为原料，经水解、脱色、离子交换、加氢、蒸发、结晶、离心、烘干等工序生产原料药木糖醇的厂家。在生产过程中，产生的废水含有大量玉米芯渣、木质素、SS等有机物和SO42- 离子等无机物，且浓度高，难降解。2004年6月，委托山东三达环境工程有限公司现场采集水样进行水处理方案试验研究，我们根据其水质特点结合目前实际情况，经过大量的实验研究，确定了微电解中和沉淀+厌氧+好氧+气浮脱色的治理方案[3]，并成功应用于禹城福田药业有限公司6000m3/d木糖醇废水处理工程。开发了该公司木糖醇废水处理工艺，并与2004年9月开始建设，2005年3月投入试运行。2005年10月25～27日山东省环境监测站对处理系统进行了验收监测，监测结果表明该工艺处理效果达到了原设计要求。已被国家环保总局评为样本示范工程.并得到推广和应用。现就该工艺的设计及处理效果进行介绍，以便为木糖醇废水及类似高硫酸盐有机废水处理方案的开发提供参考。
1、废水水质、水量及标准
（3）设计处理后水质标准：
按照《污水综合排放标准》（GB8978-1996）二级标准，出水水质为：
表二 处理后的排放标准
2 废水处理设计思路
主体工艺采用厌氧～好氧结合工艺，厌氧工艺具有能耗低、可回收能源（沼气）、负荷高、剩余污泥量少、污泥浓缩沉淀性能好等特点。所以主体工艺的选择首选厌氧工艺，但厌氧具有出水达不到排放标准，需进一步处理，故在厌氧工艺之后串联好氧工艺。
由于木糖醇生产主要工序水解过程产生的废水含有较高的有机色素和胶体，固好氧出水必须进行脱色，本工艺采用气浮脱色处理。
3 废水处理工艺流程
根据以上的设计思路确定工艺流程下：
图1 废水处理工艺流程图
Figure 1 flow diagram of Wastewater treatment process
4、主要构筑物设计参数与设备
4.1曝气调节池
曝气调节池的主要功能是调节不同工段、时段排放的废水水质和量，保证后续处理构筑物进水水质、水量的均匀。设计停留时间为5.4 h ，总容积1920m3。
调节池中附属设备：提升泵。提升泵的性能指标如下表所示。
表三 提升泵的性能指标
Table 3 performance of the lift pump
4.2微电解～中和沉淀池
微电解法是利用铁-碳在电解质溶液中腐蚀形成的微（内）电解过程来破坏废水中有机物分子结构及其性质的一种电化学技术。其原理是：铁与炭的腐蚀电位不同，铁作阳极、炭作阴极、废水作电解质而形成千千万万个原电池。电极反应过程不耗电，而能产生氧化还原、电附聚等作用。电极反应产生的新生态Fe2+是一种吸附、包容和络合能力相当强的混凝剂。故微电解法的特点是作用机制多、协同性强、综合效果显著，能有效去处部分COD与SO2-4，COD平均下降30%；SO2-4平均下降50%，SO2-4大幅度降低的主要原因是采用石灰乳调节微电解出水PH到7的过程，Ca2+与SO2-4生成CaSO4（微溶于水）加之FeSO4本身是最好的絮凝剂，形成大量的沉淀物而从水中沉淀去处。可提高废水可生化性，与生化处理匹配性好，操作简便，运行费用低。
本单元局部通入高频直流电加快电子转移，促进氧化—还原反应的进行，进而提高反应速度，增强反应效果。设计停留时间为5.4 h；总容积为576m3。
附属设施：（1）铁炭填料：180m3；（2）活性强化系统：2套
4.3 集水池
集水池的主要功能是在池中安装加温装置，保证冬季运行时水温在35度左右。停留时间1.2h，总容积324m3。
集水池中附属设备：提升泵及一套加热系统。提升泵的性能指标如下表所示。
表四 提升泵的性能指标
Table 4 performance of the lift pump
4.4 UASB（上流式厌氧污泥床）厌氧反应器
UASB的主要功能是利用厌氧微生物的新陈代谢作用，去除废水中大部分溶解性的污染物，并截留分解废水中的悬浮物质，为后续好氧的高效稳定运行创造条件。UASB具有负荷高、能耗低、运行稳定、处理量大等特点，同时产生大量沼气，回收能源。设计3座 UASB反应池，水力停留时间为24 h，池体总容积6000 m3；容积负荷为3.5kg.cod/m3.d。
主要附属设备有：三相分离器、布水器、回流泵
表五 主要设备 Table 5 The major equipments
4.5 推流曝气池
推流曝气池的主要功能是活性污泥池利用高浓度活性污泥去除厌氧出水中大部分污染物，
主要设备：
4.6 气浮池
气浮池的功能是将好氧二沉出水含有的悬浮物及不可生化物质，在助凝剂及絮凝剂的作用下，经絮凝反应、气浮处理、固液充分分离后达到脱色的目的。设计停留时间：表六 主要设备
Table 6 The major equipments
5、处理效果分析
表7 处理系统出水竣工验收监测结果
Table 7 completion inspection and acceptance monitoring results of water processing system
6、经济效益和运行成本
6.1环境效益
工程上马后 每年可减少CODcr排放量约10563t/a；减少BOD5排放量约3709t/a；减少SS排放量约529t/a，避免了对附近生态环境、地下水的污染，提高了当地的环境质量和人民群众的生活健康水平，并提高了企业的市场竞争力。
6.2 经济效益
7、工艺特点及结论
对于该类高硫酸盐有机废水可以选择合适的预处理手段即微电解～中和沉淀降低硫酸根离子含量使之为后续生化处理提供可行性；调节池采用穿孔管曝气可以去除对后续生化处理有毒性的物质，并解决悬浮物沉积发臭等问题；核心的厌氧工艺采用UASB上流式厌氧污泥反应床，不仅处理效果好，还可回收能源（沼气），具有一定的经济效益；好氧池采用大流量污泥回流泵，每隔1h将活性污泥进行一次回流，由于活性污泥在二沉池中的停留时间过长，使污泥处于厌氧状态，正是由于这种作用相似于间歇式活性污泥法形成了良好的污泥选择系统，很好地防止了活性污泥池的污泥膨胀问题；工程运转实践证明，该工艺运行稳定，运行费用适中。
8、展望
本项目将在我公司长期研究和工程治理的基础上，依托我们承建的国家示范工程---禹城福田药业有限公司6000m3/d废水处理工程，进一步完善废水的深度处理工艺技术，优化生产用水的配置方案，提高水循环利用率，减少污水排放量，构建木糖醇行业的水资源一体化梯级利用的循环经济发展模式，提高企业综合竞争力。
参考文献：
[1]周建斌，张合玲，邓先伦，等.改性活性炭对木糖液脱色性能的研究[J]；福建林学院学报；2008，04（16）：49-52.
[2]石雷；王玲；薛建军.电化学还原合成木糖醇的研究[A]；2009中国功能材料科技与产业高层论坛论文集[C]；2009年
[3]裴红洋，刘锋，吴建华，蒋京东，马三剑.颗粒污泥接种UASB反应器处理木糖醇废水试验研究[J]；污染防治技术；2007，（06）：101-103.
[4]卢徐节，孙芮，柳林，等. 水解酸化/接触氧化/生物滤池工艺处理针织印染废水[J].中国给水排水，2008，24（22）：60-62.
[5]时鹏辉，典平鸽，李登新.物化处理-水解酸化-改良SBR系统处理助剂废水[J]；水处理技术；2011，06（18）：55-58.
作者简介：
宋圣才，男，（1969-），高级工程师，从事烧结机烟气脱硫脱硝。
关键词： 木糖醇废水；微电解；厌氧；好氧；应用
中图分类号：X792
我国的木糖醇工业废水处理研究从20世纪80年代起步，首先采用活性污泥法和厌氧生物处理法开展试验研究，并有少数几家木糖醇厂的废水处理站投入运转。对于这种成分复杂、色度高、生物毒性大、难降解高浓度硫酸盐木糖醇生产废水处理至今尚未找到较好的解决方法，是目前国内外水处理的难点和热点[1]。因此，围绕木糖醇生产废水的处理国内外学者作了大量研究，提出了不少治理技术和方法，取得了一定的研究成果。但由于木糖醇废水的成份复杂，变化多样，处理难度大，目前的工艺技术还不能令人满意[2]。
禹城福田药业有限公司是以玉米芯为原料，经水解、脱色、离子交换、加氢、蒸发、结晶、离心、烘干等工序生产原料药木糖醇的厂家。在生产过程中，产生的废水含有大量玉米芯渣、木质素、SS等有机物和SO42- 离子等无机物，且浓度高，难降解。2004年6月，委托山东三达环境工程有限公司现场采集水样进行水处理方案试验研究，我们根据其水质特点结合目前实际情况，经过大量的实验研究，确定了微电解中和沉淀+厌氧+好氧+气浮脱色的治理方案[3]，并成功应用于禹城福田药业有限公司6000m3/d木糖醇废水处理工程。开发了该公司木糖醇废水处理工艺，并与2004年9月开始建设，2005年3月投入试运行。2005年10月25～27日山东省环境监测站对处理系统进行了验收监测，监测结果表明该工艺处理效果达到了原设计要求。已被国家环保总局评为样本示范工程.并得到推广和应用。现就该工艺的设计及处理效果进行介绍，以便为木糖醇废水及类似高硫酸盐有机废水处理方案的开发提供参考。
1、废水水质、水量及标准
（3）设计处理后水质标准：
按照《污水综合排放标准》（GB8978-1996）二级标准，出水水质为：
表二 处理后的排放标准
2 废水处理设计思路
主体工艺采用厌氧～好氧结合工艺，厌氧工艺具有能耗低、可回收能源（沼气）、负荷高、剩余污泥量少、污泥浓缩沉淀性能好等特点。所以主体工艺的选择首选厌氧工艺，但厌氧具有出水达不到排放标准，需进一步处理，故在厌氧工艺之后串联好氧工艺。
由于木糖醇生产主要工序水解过程产生的废水含有较高的有机色素和胶体，固好氧出水必须进行脱色，本工艺采用气浮脱色处理。
3 废水处理工艺流程
根据以上的设计思路确定工艺流程下：
图1 废水处理工艺流程图
Figure 1 flow diagram of Wastewater treatment process
4、主要构筑物设计参数与设备
4.1曝气调节池
曝气调节池的主要功能是调节不同工段、时段排放的废水水质和量，保证后续处理构筑物进水水质、水量的均匀。设计停留时间为5.4 h ，总容积1920m3。
调节池中附属设备：提升泵。提升泵的性能指标如下表所示。
表三 提升泵的性能指标
Table 3 performance of the lift pump
4.2微电解～中和沉淀池
微电解法是利用铁-碳在电解质溶液中腐蚀形成的微（内）电解过程来破坏废水中有机物分子结构及其性质的一种电化学技术。其原理是：铁与炭的腐蚀电位不同，铁作阳极、炭作阴极、废水作电解质而形成千千万万个原电池。电极反应过程不耗电，而能产生氧化还原、电附聚等作用。电极反应产生的新生态Fe2+是一种吸附、包容和络合能力相当强的混凝剂。故微电解法的特点是作用机制多、协同性强、综合效果显著，能有效去处部分COD与SO2-4，COD平均下降30%；SO2-4平均下降50%，SO2-4大幅度降低的主要原因是采用石灰乳调节微电解出水PH到7的过程，Ca2+与SO2-4生成CaSO4（微溶于水）加之FeSO4本身是最好的絮凝剂，形成大量的沉淀物而从水中沉淀去处。可提高废水可生化性，与生化处理匹配性好，操作简便，运行费用低。
本单元局部通入高频直流电加快电子转移，促进氧化—还原反应的进行，进而提高反应速度，增强反应效果。设计停留时间为5.4 h；总容积为576m3。
附属设施：（1）铁炭填料：180m3；（2）活性强化系统：2套
4.3 集水池
集水池的主要功能是在池中安装加温装置，保证冬季运行时水温在35度左右。停留时间1.2h，总容积324m3。
集水池中附属设备：提升泵及一套加热系统。提升泵的性能指标如下表所示。
表四 提升泵的性能指标
Table 4 performance of the lift pump
4.4 UASB（上流式厌氧污泥床）厌氧反应器
UASB的主要功能是利用厌氧微生物的新陈代谢作用，去除废水中大部分溶解性的污染物，并截留分解废水中的悬浮物质，为后续好氧的高效稳定运行创造条件。UASB具有负荷高、能耗低、运行稳定、处理量大等特点，同时产生大量沼气，回收能源。设计3座 UASB反应池，水力停留时间为24 h，池体总容积6000 m3；容积负荷为3.5kg.cod/m3.d。
主要附属设备有：三相分离器、布水器、回流泵
表五 主要设备 Table 5 The major equipments
4.5 推流曝气池
推流曝气池的主要功能是活性污泥池利用高浓度活性污泥去除厌氧出水中大部分污染物，
主要设备：
4.6 气浮池
气浮池的功能是将好氧二沉出水含有的悬浮物及不可生化物质，在助凝剂及絮凝剂的作用下，经絮凝反应、气浮处理、固液充分分离后达到脱色的目的。设计停留时间：表六 主要设备
Table 6 The major equipments
5、处理效果分析
表7 处理系统出水竣工验收监测结果
Table 7 completion inspection and acceptance monitoring results of water processing system
6、经济效益和运行成本
6.1环境效益
工程上马后 每年可减少CODcr排放量约10563t/a；减少BOD5排放量约3709t/a；减少SS排放量约529t/a，避免了对附近生态环境、地下水的污染，提高了当地的环境质量和人民群众的生活健康水平，并提高了企业的市场竞争力。
6.2 经济效益
7、工艺特点及结论
对于该类高硫酸盐有机废水可以选择合适的预处理手段即微电解～中和沉淀降低硫酸根离子含量使之为后续生化处理提供可行性；调节池采用穿孔管曝气可以去除对后续生化处理有毒性的物质，并解决悬浮物沉积发臭等问题；核心的厌氧工艺采用UASB上流式厌氧污泥反应床，不仅处理效果好，还可回收能源（沼气），具有一定的经济效益；好氧池采用大流量污泥回流泵，每隔1h将活性污泥进行一次回流，由于活性污泥在二沉池中的停留时间过长，使污泥处于厌氧状态，正是由于这种作用相似于间歇式活性污泥法形成了良好的污泥选择系统，很好地防止了活性污泥池的污泥膨胀问题；工程运转实践证明，该工艺运行稳定，运行费用适中。
8、展望
本项目将在我公司长期研究和工程治理的基础上，依托我们承建的国家示范工程---禹城福田药业有限公司6000m3/d废水处理工程，进一步完善废水的深度处理工艺技术，优化生产用水的配置方案，提高水循环利用率，减少污水排放量，构建木糖醇行业的水资源一体化梯级利用的循环经济发展模式，提高企业综合竞争力。
参考文献：
[1]周建斌，张合玲，邓先伦，等.改性活性炭对木糖液脱色性能的研究[J]；福建林学院学报；2008，04（16）：49-52.
[2]石雷；王玲；薛建军.电化学还原合成木糖醇的研究[A]；2009中国功能材料科技与产业高层论坛论文集[C]；2009年
[3]裴红洋，刘锋，吴建华，蒋京东，马三剑.颗粒污泥接种UASB反应器处理木糖醇废水试验研究[J]；污染防治技术；2007，（06）：101-103.
[4]卢徐节，孙芮，柳林，等. 水解酸化/接触氧化/生物滤池工艺处理针织印染废水[J].中国给水排水，2008，24（22）：60-62.
[5]时鹏辉，典平鸽，李登新.物化处理-水解酸化-改良SBR系统处理助剂废水[J]；水处理技术；2011，06（18）：55-58.
作者简介：
宋圣才，男，（1969-），高级工程师，从事烧结机烟气脱硫脱硝。