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甘蔗制糖工藝廢水排放量大，化學需氧量(CODcr)濃度高，成分復雜，廢水處理具有一定的難度。廢水若不經處理直接排入水體，將會對水資源造成嚴重污染，同時又向環(huán)境排放大量的廢水和有機污染物，破壞生態(tài)環(huán)境。制糖廢水的綜合治理一直都是工業(yè)廢水處理研究的重點，目前我國用水短缺，嚴峻的形勢要求制糖廢水污染物排放總量達到控制要求和達標排放。因此企業(yè)要發(fā)展，環(huán)保工作必須要先落實，節(jié)能減排、達標排放成了制糖生產企業(yè)需要研究的重點。為此，各個制糖企業(yè)越來越重視環(huán)境保護和污水綜合治理，并投入了大量的人力、物力和財力用于環(huán)境污染治理技術的研究與開發(fā)。

　　本文以云南滄源南華勐省糖業(yè)有限公司為例，探討利用CASS(Cyclic Activated Sludge System)活性污泥法工藝處理制糖末端廢水和廢水處理后多余污泥的壓濾技術，根據(jù)GB21909-2008《制糖工業(yè)水污染物排放標準》減排污染物，達到穩(wěn)定的達標排放，以便為甘蔗制糖行業(yè)對今后污泥處理工藝技術提供參考依據(jù)。

　　1、材料與方法

　　1.1 主要材料及設施

　　1.1.1 主要原料

　　⑴活性污泥：污水長時間曝氣產生的污泥，形狀為絮狀污泥，在顯微鏡下可以見到大量的細菌、真菌、原生動物和后生動物，它們組成了一個的生態(tài)系統(tǒng)。可通過其它污水處理廠購進培養(yǎng)好的污泥，也可自行培養(yǎng)

　　⑵廢水：制糖過程的中、低濃度廢水，其中低濃度廢水主要是設備冷卻水以及抽真空用冷凝水;中濃度廢水主要是沖洗箱罐、沖洗地板等污染較嚴重的水。

　　1.1.2 主要設施

　　以廢水處理量3000m3/d的企業(yè)為例，主要有以下設施：

　　⑴格柵池：需配置5m3左右水池，主要作用是隔離大顆粒的物質以及沉淀砂粒等物質，制糖污水比較特殊，大顆粒物質比較少，對格柵池的要求不高。

　　⑵冷卻塔：主要作用是控制進曝氣池水的溫度，CASS活性污泥對水溫有一定的要求，因此必須配置冷卻塔，面積100～200m2即可。

　　⑶調節(jié)池：廢水在處理前進行適合處理條件的水質調節(jié)，主要調節(jié)污水濃度、pH值等，調節(jié)池原則上和曝氣池同樣容積，也可比曝氣池小(邊調節(jié)邊進水)。

　　⑷曝氣設施：①曝氣池：CASS活性污泥法處理廢水的主要反應池，從經濟耐用角度考慮用普通的鋼筋混凝土澆鑄而成，根據(jù)需要處理的水量來設計，設計的容積通常要比實際需要的容積大8%～10%，以方便操作管理，日處理3000m3的廠，配置3個1150m3曝氣池。②曝氣器：常用的有鼓風曝氣和機械曝氣2種，從經濟運行角度考慮，鼓風曝氣更適合于CASS活性污泥法廢水處理工藝。風機采用羅茨風機，每天處理3000m3水量，配置4臺HSR175型45kW的羅茨風機(一臺備用)則能滿足生產要求。③曝氣裝置：從制糖行業(yè)廢水特點以及經濟運行角度出發(fā)，是彈性曝氣軟管，采用化學纖維增強塑料制成，直徑為65mm，長度可以根據(jù)實際需要確定，軟管上均勻分布微型小孔，曝氣量在2～7m3/(m·h)。

　　⑸潷水器：從經濟實用角度出發(fā)采用浮筒式潷水器。

　　⑹清水池：配置1個300～500m3左右的暫貯池，在實際運行過程如果水質量處理不達標，可返回調節(jié)池重新處理，檢測達標直接排放或者回用。

　　⑺污泥濃縮罐：多余的活性污泥在進行壓濾處理前進行濃縮的一個過程，污泥濃縮罐配備2個40～55m3的普通圓柱體容器即可，可用壓縮空氣或者機械裝置作為攪拌裝置，壓縮空氣攪拌優(yōu)于機械攪拌。

　　⑻污泥壓濾機：壓濾機過濾面積70～100m2即可滿足生產要求。

　　⑼污染物檢測設備：根據(jù)HJ860.1-2017《排污許可證申請與核發(fā)技術規(guī)范農副食品加工加工工業(yè)—制糖工業(yè)》中規(guī)定，制糖企業(yè)廢水排放執(zhí)行GB21909-2008《制糖工業(yè)水污染物排放標準》，其中的COD、pH、氨氮、流量需要安裝在線監(jiān)測，其它指標每個月做1次自行監(jiān)測。企業(yè)按要求配置有相應的檢測設備，并根據(jù)水處理工藝需要制定監(jiān)測污染因子以及頻次。

　　1.2 試驗方法

　　1.2.1 CASS活性污泥法處理甘蔗制糖廢水

　　甘蔗制糖廢水主要污染物來自于甘蔗處理過程，經過物理化學反應后產生的以COD、NH3-N、BOD為主的非持久性有機污染物。因此從投資成本、運營管理方面考慮，采用CASS活性污泥法好氧工藝處理，其具有較低的單位基礎投資費用、較高的去除效果、操作管理簡單等優(yōu)勢。

　　1.2.1.1 CASS活性污泥法工藝流程

　　廢水送至污水處理站，先通過格柵池攔截粗大懸浮物，如來水水質異常，則進入事故池儲存另行處理;如來水滿足進污水站要求，則進入調節(jié)池中調節(jié)水質，調節(jié)池出水由提升泵送至冷卻塔中，使廢水溫度降低至30℃±1℃，冷卻塔出水自流入CASS池中進行好氧生物處理，好氧處理后的澄清廢水通過潷水器排至清水池，回用或達標排放。

　　在我國工業(yè)生產中，水資源一直以來都是最重要的一個組成部分，但是很多工業(yè)生產所產生的廢水不僅含有大量的有毒有害物質，并且在處理時降解難度相對較大。如果直接將其排放到自然環(huán)境中，不僅會造成我國土壤、河流與大氣的污染，甚至會導致整個生態(tài)平衡出現(xiàn)問題，與我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略背道而馳，這對于我國社會以后的發(fā)展十分不利。為此我們必須對工業(yè)廢水進行有效處理，選擇合適的方法以及處理技術，以提高工業(yè)廢水處理的效果。

　　1、影響芬頓反應的因素

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　1.1 有機物

　　由于不同工業(yè)廢水中所含有的有機物是不同的，為此，即使全部選擇芬頓試劑作為污水處理的主要工藝，其使用效果也會出現(xiàn)不同的狀態(tài)。原因之一是不同的有機物對于不同芬頓試劑的使用量所產出的反應效果不同。原因之二是由于工業(yè)廢水中這些有機物不相同，也就導致芬頓試劑的使用效果不同，在反應的過程中，分子會出現(xiàn)脫氫情況，導致C—C斷鏈。而如果選擇處理的工業(yè)廢水，其中所含有的高分子為水溶性高分子或者是乙烯化合物，在實際反應時，氫基自由基就會使C=C鍵斷鏈，這兩種不同的反應效果，也導致芬頓工藝在實際使用時所得到的結果是不同的。這一反應方式主要是為了將芬頓工藝應用在處理有毒性的工業(yè)廢水中，讓廢水中的生物毒性整體降低，也提高了廢水的可生化性。

　　1.2 溫度因素

　　在應用芬頓工藝時，溫度也是重要的影響因素之一，由于溫度的改變，芬頓反應的反應速率以及反應效果也會隨之改變。溫度的不斷升高會促使芬頓反應的溫度逐步加快，隨著溫度的整體提高，得到的氧化效果可以提高廢水內CODcr的去除率，必須要根據(jù)實際情況選擇最合適的溫度，保證處理效果達到解。

　　2、工業(yè)廢水處理中芬頓工藝應用途徑

　　2.1 利用芬頓工藝處理焦化廢水

　　在工業(yè)生產中，焦化廢水也是最常見的廢水之一。在焦化廢水中也含有很多生物毒性物質，這些含有生物毒性的物質，自身的抑制性較高，如果直接將其排放到自然環(huán)境中會導致生態(tài)平衡遭受到破壞。以往在處理焦化廢水時會選擇生化處理，但是生化處理的廢水難以達到我國工業(yè)廢水排放標準。在處理焦化廢水時，如果選擇其他處理工藝來對其進行污水處理，不僅難以達到我國的可排放標準，同時也會消耗過多的經濟資源。目前，通過對焦化廢水進行研究發(fā)現(xiàn)，如果選擇活性炭處理工藝對焦化廢水自行處理，雖然也可以保證焦化廢水達到我國污水排放標準，但是需要認識到活性炭工藝所消耗的經濟資金過大，如果在工業(yè)處理焦化廢水時，大規(guī)模的使用該工藝會導致整體成本較高，很多工業(yè)廢水處理廠難以承受該經濟消耗，這對于經濟發(fā)展有著消極的影響。但是利用芬頓工藝則可以有效地處理焦化廢水中難以降解的有機物，不僅能夠降低經濟成本，同時也能夠在焦化廢水處理時達到良好的效果，滿足我國的排放標準。

　　2.2 利用芬頓工藝處理垃圾滲濾液

　　在工業(yè)生產中產生垃圾滲濾液也是非常常見的一種工業(yè)廢水，不能夠將其直接排放，也不能在經歷簡單處理后對其進行排放。在垃圾滲濾液中，其中的就是所含有的氨氮濃度較高，這也促使整個工業(yè)廢水中的微生物量嚴重失調，如果將其直接排放到河水中就會導致自然環(huán)境遭受到非常嚴重的破壞。然而，在處理垃圾滲濾液時，如果選用的是普通生化處理工藝，不僅僅在處理時相對麻煩，而且過多的步驟也會提高失誤率，讓垃圾濾液的處理效果不斷下降，在經過普通生化工藝處理之后，其所得到的效果也一般。然而利用芬頓工藝則可以有效地改變這一問題。分段工藝在處理垃圾濾液時，可以有效地與垃圾濾液中的氨氮元素進行反應，保證其在處理之后可以讓水質達到我國工業(yè)污水排放的二級標準。對于一些排放標準高的地區(qū)，可以在垃圾濾液經過芬頓工藝處理之后，利用生化工藝繼續(xù)處理。當垃圾滲濾液達到可生化性時，利用生化處理對垃圾滲濾液進行第二次處理，讓垃圾滲濾液能夠達到我國工業(yè)廢水的排放標準，同時也能夠降低經濟消耗，提高污水處理廠的經濟效益。

　　2.3 利用芬頓工藝處理酚類物質

　　與以上兩種工業(yè)廢水不同，酚類物質最重要的特點就是毒性較高，同時也是最難降解的一種工業(yè)廢水。以往在處理酚類物質時，都是我國工業(yè)污水處理廠最頭疼的問題，然而利用芬頓工藝可以有效地將其處理。根據(jù)實驗表明，在處理時利用芬頓工藝，可以快速地將其分解，由于酚類廢水中含有大量的甲酚、等不同種類的酚類物質，這些酚類物質其自身難以降解，有著非常強的穩(wěn)定性。然而利用芬頓工藝，在室溫保持在合理情況時，要將酚類廢水溶液的pH控制在3～6之間，可以利用氧化鐵進行催化。在處理酚類廢水時，使用芬頓工藝的頻率較高，其最重要的原因之一就是應用芬頓工藝可以有效地減少含酚物質中的生物毒性，同時能夠提高含酚廢水的可降解性。對于工業(yè)廢水處理而言有著非常積極的影響，同時也能夠提高工業(yè)廢水處理企業(yè)的經濟效益，符合我國可持續(xù)發(fā)展。

　　2.4 利用芬頓工藝處理印染廢水

　　染印廢水，其的特征就是廢水中的色素含量較高，也就是說廢水多呈現(xiàn)不同的顏色，并且不能直接排放，并且含有大量的鹽，和其他種類的工業(yè)廢水相比，染印廢水中的含鹽量是的，這一特征也導致染印廢水的生化性不強。在處理染印廢水時能夠發(fā)現(xiàn)，由于其自身的需氧量濃度過高，難以快速處理，而芬頓工藝則可將這些有機物逐漸分解成為容易生物降解的物質，這對于廢水處理而言十分重要，同時有著非常積極的意義。促使染料的整體色度降低，這也是芬頓試劑被應用在印染廢水處理的原因之一。在處理染印水時，不僅可以利用普通的芬頓工藝來進行污水處理，也可以由芬頓工藝衍生出的其他工藝手段，其主要原因是都含有較高氧化性，比如在當前很多工業(yè)廢水處理企業(yè)會使用到的微電解氧化工藝，這一工藝也能夠快速對染印廢水進行處理。在印染廢水中存在降解難度的染料就是蒽醌染料，而利用微電解混凝-Fenton試劑催化氧化工藝，則可以有效地將蒽醌染料廢水中難以降解的有機物進行降解。當蒽醌染整廢水中所含有的CODcr的含量為700～800mg/L時，BOD5的含量為80～100mg/L，色度為450～550倍時;要求在經過處理之后的出水的CODc≤50mg/L，去除率需要達到93%～94%，而其中的出水率為BOD5≤10mg/L，去除率應該在90%～95%，出水色度的標準需要在≤20倍，而去除率則需要達到95%～96%，反應時間30min。