魏国兴
新浦化学（泰兴）有限公司 江苏泰兴 225400
[摘 要] 硝基苯(NB)是聚氨酯材料的基本原料和精细化工的重要中间体,其生产废水中主要的污染物为NB等。NB为生物难降解化合物,我国要求工业排放废水中NB类物质的质量浓度≤2mg/L,因而NB废水处理技术的研究很受关注。目前NB废水处理方法主要有化学氧化法、生物降解法及物理法,近年来外对这3种处理方法的研究都有了新进展。
新浦公司现有一套污水处理装置，处理有机废水，处理能力为20m3/h，处理流程为微电解——混凝沉淀——水解酸化——曝气。现有的污水采用铁碳微电解法处理硝基苯废水，处理效果良好。考虑到公司的扩建和发展，现有污水处理设施已无法满足扩建后的要求，对现有污水处理厂进行改造。考虑到对原有设备的充分运用，且从经济角度出发，将原由污水处理厂改为物化处理部分，在厂区南侧新建一套生化部分。
[关键词] 硝基苯;化学氧化;生物降解;吸附;萃取;废水处理
1．污水处理工艺流程方案的提出
硝基苯是重要的化工原料，被广泛应用于医药、化工等行业。此类化合物对人体及微生物的毒害性很大，生物可降解性差。长期与该类物质接触可引起肝癌或膀胱癌，还可导致人体急性中毒，甚至窒息死亡等症状。由于该类废水较难生化降解,目前尚无行之有效的处理方法。本章主要介绍了两种降解硝基苯类废水的方案，并作比较，具体如下：
1.1方案一：铁屑微电解法+厌氧水解、生物接触氧化法处理硝基苯、苯胺类化工废水
1.1.1 工艺流程、废水处理工艺流程见图：
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1.1.2 主要处理构筑物：
1.1.2.1 铁—碳微电解反应器
采用微电解技术将硝基苯废水转化为苯胺废水，利用铁—碳粒料在电解质溶液中腐蚀形成的微电解过程，来处理废水的一种电化学技术。反应过程产生氧化还原，电附聚等作用，处理废水中硝基苯，电极反应产生的新生态铁离子是一种络合能力强的混凝剂。
此外，铁是活泼金属，在酸性水溶液中会显示出较强的还原性。微电池的电极反应、铁本身参与反应，导致废水中污染物的结构、性质发生改变，从而达到废水治理的目的。
铁屑微电解处理废水主要基于以下作用原理；
(1) 氧化还原作用 偏酸性条件下电极反应产生的新生态[H]和Fe2+均具有较强的化学活性，铁本身也具有还原作用，因此，废水中发生氧化还原反应，能够破坏基团的结构，使硝基化合物还原为氨基化合物，大分子转为小分子，从而降低废水CODcr和色度，使废水生化性得到提高。
(2) 电化学附集作用 Fe-C原电池周围形成电场，废水中胶体颗粒、极性分子、细小污染物处于微电场之中形成电泳，通过静电力、表面能作用被凝聚和附集，使废水得到净化。
(3) 铁屑的物理吸附作用 铸铁屑具有一定的多孔性，其比表面积显示出较强的活性，能吸附水中的有机污染物。
(4) 铁离子的混凝作用 Fe2+以及由Fe2+氧化生成的Fe3+是很好的絮凝剂。由于反应耗用酸，随着反应的进行pH会升高，废水中的铁离子可能以Fe(OH)2和Fe(OH)3等形态存在，对废水中的污染物质具有很强的吸附、凝聚作用。
1.1.1.2调节池 由于生产废水排放浓度较高，成分复杂以及其间歇排放的特征，水质、水量波动较大，考虑到后续生物处理运行的稳定性，需对水质、水量进行调节。
1.1.1.3 厌氧水解池 由于原废水可生化性差。经过厌氧水解可提高污水的可生化性和BOD/CDD值，为下一阶段的好氧生物处理创造条件。
1.1.1.4生物接触氧化池 厌氧水解池出水进入生物接触氧化池，稳定运行后的生物接触氧化池处理效果很好。
1.1.3 结论
1.1.3.1 采用铸铁屑微电解法预处理硝基苯生产废水效果良好、出水稳定,CODcr和色度去除率很高可生化性得到明显提高。微电解法作用机制多，协同性好，操作简单，运行费用底。
1.1.3.2 厌氧水解段能增强系统耐冲击负荷能力,并有效地提高废水的可生化性，为下一阶段的好氧生物处理创造条件。
1.1.3.3 实践证明，铁屑微电解+厌氧水解、生物接触氧化法处理硝基苯、苯胺类化工废水效果很好，也是比较普遍的处理化工废水的一种方法。
1.2 方案二：微电解 UASB PACT”工艺处理高浓度硝基苯类废水
1.2.1 废水处理工艺流程
工艺流程根据废水水质,有针对性地选择废水治理工艺,并做了大量的小试和一次中试,跟踪生产过程和排污现状,设计工艺流程见附图。
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1.2.3 结论
1.2.3.1 应用“微电解 UASB PACT”法治理高浓度硝基苯类污水是可行的。
1.2.3.2 该系统结构严谨，操作简便。处理费约4.5元/ t，企业能够接受。
1.2.3.3 废水处理后其各项污染物指标pH、SS、CODCr、色度日均浓度均达到GB8978 1996《污水 综合排放标准》中一级标准，处理效果好，出水水质稳定。
1.2.3.4 此工艺可借鉴应用于其它高浓度化工废水类的治理。
2．两方案的经济技术比较
2.1 技术比较
两种方案都采用了微电解法对硝基苯类废水进行了预处理，为后续的进一步处理提供了很好的基础，方案一采用微电解+厌氧水解、生物接触氧化这套工艺处理此化工废水在技术是可行的，效果相当好：而方案二采用微电解+ UASB PACT在处理化工废水，特别是高浓度硝基苯类污水是可行的；结合本公司水质情况，本公司的废水含硝基苯、苯胺类及CODCr的浓度并不算太高，且出水要求达到国家三级标准就行，方案一更实用。
2.2 经济比较
从经济角度看，两种方案处理废水费用都不高，企业都可以接受，此工程为本公司的废水处理改良、扩建工程，方案一在充分利用了原有设备的基础上，新建生化部分，从经济上比较，更可行。
2.3 管理上比较：
方案一和本公司现有污水处理工艺有很大的相似之处，从生产上的管理、操作、维护，我们已经积累了很多的经验，所以从运行、管理上，方案一更加可行。
综上比较，本工程采用方案一，即铁屑微电解法+厌氧水解、生物接触氧化法处理硝基苯、苯胺类化工废水。
3．总结与讨论
通过此次项目改造扩建，明显解决了前期诸多不足之处，具体表现为：
1.彻底满足了公司生产装置满负荷生产，实现清洁生产。
2.避免了高浓度硝基苯废水对生化系统的冲击影响。
3. 从根本上杜绝或大幅度削减硝基苯类废水给人类和生态环境带来的危害。
4. 选用引进台湾的H.S.B微生物菌种，保证其菌种活性及分解效率，使污染物及时有效的除去。
5.增加了超越管线，保障了水质异常是及时可以回流控制，抑制了水质的恶化。
作者简介：魏国兴（1976.01—），男，汉族，江苏扬州人，本科，助理工程师，研究方向为硝基苯废水处理改善