上海桃浦污水处理厂催化铁技术

中国发展门户网讯 联合国环境规划署与同济大学环境与可持续发展学院及同济大学环境科学与工程学院近日共同发布了《中国南方典型城市污水处理调研报告》，梳理总结了中国南方典型城市污水处理和回用现状，并详细介绍了部分污水处理设备和技术情况。

催化铁技术

通过构成原电池，在阴极金属的催化下廉价单质金属（铁、铝）构成阳极，电化学还原废水中的难降解有机物，提高其可生化性，同时形成铁（铝）离子产生混凝作用，强化了后续好氧处理过程中活性污泥的沉淀性能和生物膜法的挂膜性能。催化还原技术可以直接降低废水的色度，混凝去除部分COD，与后续生物处理相结合，具有很高的除磷效率，且大大改善了生物硝化的条件，提高除氮效果。

曝气催化铁方法作为该方法的拓展，可以起到很多混凝作用。催化铁生物法可以很好地实现短程硝化反硝化。该技术方法简单，能耗低，催化铁内电解工艺耗材为金属加工废料铁刨花，处理成本低，运行稳定，不产生二次污染，与生化方法起到了很好的互补和耦合作用，为工业废水处理提供了可行的方法。

催化铁内电解装置

催化铁内电解法对印染、染料、造纸等多种废水都有较为理想的生化预处理效果和脱色效果。对于污水排放量只有百吨/日左右的工业废水可采用处理装置的方式，工厂制造后现场安装使用。对于小水量，可采用上向流反应器，有利于布水和落渣；对于水量较大，可采用平流式，以减小装置的高度，但是，经流态模拟可知选择上流式可使布水更为均匀，现使用的单元化滤料配合了上流式的流型，阻力基本分布均匀，基本无水流短流，且各处的水流紊动基本可保证界面传质效果。如图1为水量50 t/d的染料废水催化铁内电解法预处理装置，桃浦污水处理厂也采用了这种反应器形式。

尽管催化铁内电解法在小试、中试和生产性试验中均获得成功，但要应用于生产实际还有大量的工程化问题需要研究，例如反应器形式、单元化滤料形式及寿命估算、落渣方式以及成本估算等问题。

对于桃浦厂的水质，当反应时间为2小时，耗铁量约为 40 mg/L左右。根据催化铁床的堆积密度得出全部耗尽寿命为30个月。但不能当铁刨花消耗殆尽时才停止运行，因此要求12个月更换一次单元化滤料，需要添加部分新的铁刨花，重新混合均匀。对于一般水质，铁的表面腐蚀并不产生钝化，某种情况下还会产生自催化作用。因此，铁腐蚀后并不影响反应效果。同样，更新后的单元化滤料效果也不应该下降。

桃浦厂项目采用催化铁内电解法作为预处理工艺增加投资约为 300元/吨。运行直接成本主要有电耗和铁耗。桃浦厂的情况预处理每吨污水运行能耗为0.05 KWh/m3 ，再加铁耗 40 mg/L，预处理污水的运行直接成本约为 0.13元/吨。

缺氧工况下(DO≤0.5 mg/L，催化铁对有机物的还原作用较好而混凝作用较弱，色度去除效果较为明显，平均去除率可达42%；而COD去除率很低，一般为14%左右，磷酸盐的去除率可达57.0%。出水一般为浅黄色，总铁含量较少。有氧工况(DO＝5.3-5.9 mg/L)，催化铁对有机物的还原作用较弱而铁离子的混凝作用较强，COD去除率显著提高，平均可达44.0%左右，色度去除率低于缺氧工况，平均为34%，磷酸盐的去除率高达87.5%。微氧工况(DO＝0.9-1.4 mg/L)，COD去除率比较高，一般可达到54.5%，色度去除率也可达到43%，磷酸盐的去除率可达71.2%，是比较理想的工况条件。