山东化工污水处理：涂料废水中重金属和COD的协同处理工艺设计与实践

作者：山东光博发布时间：2025-07-23 15:50:35点击：

涂料废水作为典型的高难度工业废水，其组分呈现显著的复合污染特征：既含有铜、铬、镍等高毒性重金属离子（浓度范围50-300mg/L），又包含苯系物、酚类等难降解有机物（COD通常达2000-5000mg/L）。针对传统"絮凝沉淀+活性污泥法"处理工艺存在的去除效率低（重金属去除率<80%）、运行不稳定等问题，本研究突破性地设计出"化学沉淀-电催化氧化-生物强化"三级梯度处理系统。通过响应面法优化发现：在弱碱性环境（pH=8.5±0.2）下投加具有协同效应的Na2S-FeSO4复合沉淀剂（摩尔比1:1.5），不仅通过生成CuS、Cr(OH)3等难溶物实现重金属深度净化（Cu²+残留浓度<0.05mg/L），其形成的Fe(OH)3胶体还兼具吸附共沉淀作用；新型Ti/RuO2-IrO2网状阳极在15mA/cm²电流密度下产生大量·OH自由基（浓度达2.8×10⁻⁴mol/L），通过电子转移机制将大分子有机物断链降解，120min内COD去除率突破85%；特别设计的IMBR反应器采用海藻酸钠-活性炭双载体固定化技术，负载经梯度驯化的假单胞菌-硝化菌复合菌群（生物量达8.7g/L），在存在0.5mg/L重金属残留条件下仍保持90%以上的COD降解活性。实际工程数据证实：该集成系统吨水处理成本仅3.2元，电催化单元能耗较传统Fenton工艺降低42%，产生的化学污泥经压滤后含水率降至65%以下。技术突破体现在三方面：①通过沉淀-吸附-电氧化的多级协同作用破解了重金属与COD的去除拮抗难题；②采用溶胶-凝胶法制备的掺杂Sn的Ti基阳极使电极寿命延长至1200h；③构建的生物-物化耦合系统在进水COD波动±30%时仍能保持出水COD<45mg/L的稳定性能。