无锡一体化污水处理设施废水废气处理处理方案

中成药是以中草药为原料，经过加工制成不同剂型的中药成品。在中成药的生产提取过程中会产生大量废水，常规的废水处理技术效果不理想，对水体环境造成了污染。随着中成药生产技术的发展，中成药的废水处理问题也日益突出，制约了中成药产业的发展。

1、废水特点

我司是一家集科研、生产、销售为一体的大型医药企业，中成药产品的主要生产工艺有领料、净选、清洗、切制、干燥、粉碎、榨汁、提取、浓缩、醇沉、回收乙醇、装桶和混合。

我司的生产废水主要来自于提取车间的煎煮废水、部分提取液和制剂车间的浓缩废水。废水中含有生物碱、木质素、蒽醌、色素等各种天然有机污染物，污染物成分复杂，色度高，水质波动大，污染物浓度较高。其中，化学需氧量（COD）为4500～6000mg/L，五日生化需氧量（BOD5）为1000～2500mg/L，固体悬浮物（SS）为800～1500mg/L，B/C（BOD5/COD）约为0.4，废水的可生化性能较好，属于较难处理的高浓度有机废水。

2、膨胀颗粒污泥床反应器

膨胀颗粒污泥床反应器（EGSB），是指由底部的污泥区和中上部的气、液、固三相分离器组合为一体，通过回流和结构设计使得废水在反应器内具有较高的上升流速，反应器内部颗粒污泥处于膨胀状态的有机物降解高塔式厌氧装置设备。EGSB是在上流式污泥床反应器（UASB）的基础上开发出来的第三代高效厌氧反应器，它推动了厌氧处理技术在高浓度有机废水处理中的发展，采用3～8的高径比，运用出水循环系统，使上升流速达到7m/h，可以使颗粒污泥在污泥床处于膨胀状态，废水与颗粒污泥能够充分接触，并且布水均匀，传质效果好，解决了UASB所存的内死角和短流问题，大大tigao了有机污染物的去除率。

田文超等利用膨胀颗粒污泥床反应器在中温条件下处理阿维菌素废水，容积负荷达到4.7COD/（m3•d），化学需氧量去除率达到83%；李津运用膨胀颗粒污泥床反应器处理啤酒废水，运行184d后，有机负荷达到10COD/（m3•d），总的化学需氧量去除率达到85%以上。我司生产的废水化学需氧量为4500～6000mg/L，可生化性好，有机物浓度高，由于进水水质波动特别大，膨胀颗粒污泥床反应器在进水浓度高时，通过出水循环稀释来降低进水浓度。选用膨胀颗粒污泥床反应器处理中成药生产废水为适宜。

3、工艺参数的设置

我司污水站新建一个废水处理设施，规格为准8.0m×20.0m，膨胀颗粒污泥床反应器的有效容积为1000m3，三相分离器采用PP材质制造，外循环泵采用变频方式控制。罐体采用碳钢材质进行防腐，布水装置、水封、沼气火炬、取样管采用304不锈钢材质进行防腐，罐体四周采用聚氨酯发泡保温。在膨胀颗粒污泥床反应器前设置中间池，用于进水浓度和pH的调节。膨胀颗粒污泥床反应器进水的化学需氧量为6000mg/L，pH为6.5～8，采用中温（30～35℃），进水水量为600m3/d。

现有废旧锂离子电池的回收工艺中，电池仍然含有一定额剩余电量，为了防止自燃和保障后续工艺的安全性，需要对电池进行放电处理。目前成熟、常用的放电处理是将废旧电池浸入盐溶液中，形成短路快速放电。采用该法进行放电处理，会产生含有机电解液的废水，该废水具有废水量大、pH偏低、盐度高、COD偏高等特点。其中，COD偏高的原因是浸泡过程锂电池中的有机电解液渗漏至废水中，倘若不妥善处理，将会对人体以及自然环境产生危害。锂电池电解液中主要含有碳酸乙烯酯（EC）、碳酸丙烯酯（PC）、乙二醇二甲醚（DME）、碳酸二乙酯（DEC）、碳酸二乙酯（DEC）和碳酸二甲酯（DMC）等。

放电废水中酯类分子结构稳定，且盐含量较高，属于生物难降解有机废水，传统的生化法不能有效降解废水中的有机物。放电废水中有机污染物的降解成为了废旧锂离子电池资源化利用的重点和难点。

近几年，氧化技术（AOPs）广泛应用于生物难降解有机废水的处理，例如常用的Fenton试剂氧化法、激活过硫酸盐氧化法、光催化氧化法、臭氧氧化法和电化学氧化法等。其中电芬顿法因易操作、成本低、无选择性、不用额外添加过氧化氢等优点受到了广大研究者的关注。电芬顿主要用于处理水体导电性能好、溶液pH低的有机污染水体，通过阴极材料通电后产生双氧水，双氧水和溶液中的Fe2+发生芬顿反应生成强氧化性的羟基自由基（HO•），其氧化电位E°（HO•/H2O）高达2.80V/SHE，能降解大部分的有机污染物。而反应产生的Fe3+又能在阴极还原成Fe2+促进芬顿反应进行。

本研究利用电芬顿法处理废旧锂离子电池放电废水，探索其优化反应条件，以期为解决放电废水中有机污染问题提供新的思路。

1、实验部分

1.1 试剂与仪器

碳毡，涂层电极（基质为钛，涂层为铂），磁力搅拌器搅拌（MYP11-2），pHS-3E的pH计，LZB-3WB玻璃转子liuliang计，直流稳压电源（RKS3030D），VE40LH-A型超纯水机制造，气质联用仪（GC-MS，7890A-5975C）。

硫酸（H2SO4），氢氧化钠（NaOH），七水合硫酸亚铁（FeSO4•7H2O），分析纯；废锂电池的放电废水取自湖南某公司，含碳酸乙烯酯等，pH为4.42，COD为4.48g/L，Na+、Cl的质量浓度分别为4.148、4.021g/L。

1.2 实验方法

实验装置用均聚聚丙烯（PPH）材料作电芬顿反应池。正极为钛极板涂层电极，涂层为Pt，5cm×6cm；负极为碳毡，5cm×20cm。正负极通过导线与直流电源相接。

具体操作：将400mL的废旧锂电池浸泡废水倒入反应池中，加入一定量的FeSO4•7H2O作为铁源，用H2SO4和NaOH调节初始pH。将连接好的极片插入电解质溶液中，阴极碳毡环绕在阳极极板周围，打开直流电源开关，调节电流强度，进行恒流电解。待电解结束后，关闭电源，取电解液测定其COD。实验过程中使用磁力搅拌器搅拌，速度为300r/min，温