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污水廠處理系統(tǒng)處理量為24000m3/d，由2套處理量為12000m3/d的系統(tǒng)并聯(lián)組成。2套系統(tǒng)的工藝及尺寸相同，其中調(diào)節(jié)池尺寸為75.3m×26.3m×5.7m，采用攪拌機進行水質(zhì)混合，混凝沉淀池尺寸為49.1m×7.7m×4.6m，水解酸化池的尺寸為49.1m×24.7m×6.0m，接觸氧化池的尺寸為49.1m×25.9m×5.75m，水解酸化池和接觸氧化池為2列并聯(lián)推流式反應池，二沉池為并聯(lián)的2座輻流沉淀池，尺寸為D12m×6.8m。

　　污水廠提標改造前采用傳統(tǒng)的物化+生化+物化的常規(guī)處理工藝，印染廢水中的懸浮物、膠體態(tài)有機污染物及大分子的染料可通過混凝沉淀去除一部分，一部分CODCr、SS及色度得到去除，減輕生物處理負荷。難降解的有機物經(jīng)過水解酸化后生成小分子有機酸或有機醇，同時含偶氮鍵的染料分子在水解酸化的過程中發(fā)生偶氮鍵發(fā)色基團的斷裂，之后出水進入接觸氧化池，在好氧菌的作用下，大量有機物分子被快速氧化分解，CODCr得以大幅降低，向二沉池中通過投加藥劑控制出水懸浮物及總磷，最終出水CODCr可穩(wěn)定在90mg/L左右，出水指標都可以控制在GB4287—2012中表1的要求。

　　常規(guī)工藝在一般情況下，只要保證較好的混凝沉淀分離效果，并有足夠的水解酸化和好氧反應停留時間，出水CODCr基本可達到GB4287—2012中表1的要求，但與表3的要求還相差很遠。

　　2.2 污水廠提標改造后狀況

　　傳統(tǒng)的生物技術難以滿足新排放標準中對CODCr的要求。高級氧化、高效生物法和活性炭吸附可用于難降解低濃度廢水的深度處理。Fenton反應是成熟的深度處理方法與技術，但Fenton試劑pH調(diào)節(jié)范圍大，酸堿用量大，污泥產(chǎn)量高，在深度處理工程實踐中應用價值有限;單獨使用臭氧氧化去除CODCr運行成本高，臭氧不能承擔主要去除CODCr的任務，需要與其他工藝相結(jié)合。膜生物反應器(MBR)是集高效膜分離技術和微生物降解作用于一體的生化反應系統(tǒng)，其通過膜的高效截留分離功能提高反應器中活性污泥的濃度，從而提高處理裝置的容積負荷，實現(xiàn)將難降解大分子有機物質(zhì)截留在反應器中不斷反應和降解的過程，但MBR能耗高，對印染廢水色度去除效果不佳;曝氣生物濾池(BAF)是在生物濾池和普通快濾池的基礎上通過強化人工曝氣而發(fā)展起來的高效低耗污水處理技術，適用于處理低濃度、難降解有機廢水。目前越來越多的研究傾向于采用高級氧化與生化聯(lián)用技術處理生物難降解的工業(yè)廢水，先通過高級氧化提高廢水可生化性，然后再用生物技術進一步降解。

　　該企業(yè)對原系統(tǒng)二沉池出水進行深度處理，選擇臭氧催化氧化對廢水進行預處理，臭氧對印染廢水色度有很好的去除效果，同時可以將大分子物質(zhì)降解為相對質(zhì)量較小的物質(zhì)，使出水BOD5/CODCr提高，再經(jīng)過曝氣生物濾池過濾進行深度處理

目前，高純石墨的生產(chǎn)主要采用氫氟酸法，該生產(chǎn)技術具有除雜效率高、成本低、產(chǎn)出率高、產(chǎn)品性能優(yōu)良等優(yōu)勢，并且該生產(chǎn)技術已趨于成熟。但是隨著石墨深加工技術的不斷發(fā)展，高純石墨生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的酸性高濃度含氟廢水越來越為人們所關注，因為這些廢水如果處理不當，會對周邊的水體和自然環(huán)境造成嚴重的污染，嚴重危害人們的健康和生產(chǎn)生活。這使得利用氫氟酸法生產(chǎn)諸如高碳石墨、高純石墨、酸化石墨等高附加值深加工產(chǎn)品這一技術受到限制。由于該方法排放的廢水危害性極大，這對該行業(yè)發(fā)展的瓶頸作用日漸突出。因此如何處理高純石墨生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的酸性高濃度含氟廢水已刻不容緩，這也是保障石墨產(chǎn)業(yè)能夠長期健康發(fā)展，使得當?shù)厣鐣?jīng)濟能夠?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的一項重要研究工作。

　　粉煤灰是煤炭燃燒后從煙氣中收集下來的固體顆粒物，是火力發(fā)電、冬季取暖、工業(yè)生產(chǎn)等燃煤鍋爐煤炭燃燒的副產(chǎn)品。隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，粉煤灰的產(chǎn)量逐年升高，現(xiàn)已成為影響我國環(huán)境最大的固體污染源之一。但是粉煤灰中含有豐富的SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO等化合物，并且具有良好的化學穩(wěn)定性好、潛在活性高、顆粒細等優(yōu)點。因此綜合利用粉煤灰能夠節(jié)約能源、改善生態(tài)環(huán)境、變廢為寶，具有顯著的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。本研究擬利用粉煤灰來處理生產(chǎn)高純石墨過程中所產(chǎn)生的酸性高濃度含氟廢水，通過實驗室燒杯實驗的模擬，探索出適宜工藝參數(shù)，對實際工藝進行指導，達到變廢為寶，以廢治廢的目的。

　　1、實驗部分

　　1.1 實驗儀器

　　電動攪拌器(JJ-2型)、數(shù)顯濁度儀(HACH-2100Q型)、數(shù)顯pH計(PB-10型)氟離子電極(F-125型)、離心機(TDL-5-A型)。

　　1.2 實驗材料及藥品

　　粉煤灰采自大唐熱電有限責任公司，先將粉煤灰用酸洗方法進行預處理，用改性劑濃度為1mol•L-1的鹽酸浸泡5小時，為了防止出現(xiàn)塊狀大顆粒，在這期間要不斷攪拌，將處理后的粉煤灰用超純水沖洗干凈，然后過濾、烘干、過篩備用。石灰，聚合氯化鋁(PAC)，NaF等實驗所用試劑均為市售分析純。

由于蘭炭生產(chǎn)過程中煤的不氧化，蘭炭廢水中含有大量的煤焦油和低分子有機物。有機物種類繁多，包括酚類、多環(huán)芳烴、苯系物和含氮、氧、硫的雜環(huán)化合物等，是一種典型的有機難降解工業(yè)廢水。下文主要介紹蘭炭廢水的預處理工藝。

　　2、蘭炭廢水預處理工藝

　　蘭炭廢水中的石油類、氨氮及酚類具有一定的經(jīng)濟價值，可進行資源回收。目前預處理的基本處理思路是一方面回收廢水中有價值產(chǎn)品，另一方面提高廢水可生化性，目的使廢水經(jīng)過預處理后能更好地進行生化處理和深度處理。

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　2.1 除油工藝

　　蘭炭廢水中的焦油包括重質(zhì)油、輕質(zhì)油和乳化油，重質(zhì)油和輕質(zhì)油通過重力沉降在企業(yè)氨水循環(huán)罐中得到較好的分離，但乳化油必須通過化學除油才能較好的去除。經(jīng)分離、收集的中低溫煤焦油可以和荒煤氣裂解制氫產(chǎn)生的氫氣進行煤焦油加氫工藝生產(chǎn)國V標準氣、柴油。

　　除油工藝包括氣浮除油、重力除油、化學除油等。氣浮除油會產(chǎn)生較多的輕質(zhì)油沫，在氣浮前端還需投加藥劑;重力除油不能去除乳化油，更難以在短時間內(nèi)去除煤焦油內(nèi)混合的灰分。目前除油工藝一般采用重力除油和化學除油相結(jié)合的方式。

　　2.2 脫酸脫氨工藝

　　蘭炭廢水中含有較多的氨氮，無法直接進行生化處理。蘭炭廢水經(jīng)蒸氨塔將廢水中的氨和酸性氣體分別去除，塔頂由于酸性氣體的存在避免了硫酸銨結(jié)晶的生成，但冷凝器中結(jié)晶問題無法避免。經(jīng)蒸氨后的廢水呈偏弱酸性，減少了后續(xù)萃取脫酚工藝的酸用。有機胺則需要通過藥劑的作用才能最大限度轉(zhuǎn)化為氨;同時為了避免影響設備運行，通過投加消泡劑來抑制由表面活性劑和單元酚產(chǎn)生的氣泡。

　　2.3 除酚工藝

　　蘭炭廢水中的酚包括單元揮發(fā)酚和多元酚。由于酚對微生物的生長繁殖具有抑制作用，因此酚的去除主要是萃取法、焚燒法、高級氧化法、吸附法和化學氧化法等物理化學方法。萃取法是利用酚在難溶于水的有機溶劑和廢水中的溶解度之差，將廢水中的酚轉(zhuǎn)移至有機溶劑中實現(xiàn)分離，負載萃取劑可通過反萃(堿洗)或精餾法回收多次使用，但多次回收的溶劑會降低萃取效率;焚燒法主要處理酚濃度100g/L以上的高濃度酚水，但焚燒有可能產(chǎn)生有毒氣體;高級氧化法利用強氧化性的自由基將廢水中有機物礦化成CO2和水，但運行成本昂貴;吸附法包括樹脂吸附和活性炭吸附，存在解吸困難，材料價格高的問題，適用于低濃度的酚水;化學氧化法是利用強氧化劑氧化具有還原性的酚，其氧化劑消耗量大。

　　因此酚主要以萃取、吸附回收為主。高濃度的酚用萃取絡合，剩余低濃度的酚用吸附富集，在達標的前提下，盡可能多的回收粗酚，又減少了吸附材料的使用。