PVC制品厂高浓度难降解废水处理

PVC 制品厂高浓度难降解废水处理工程

一、项目背景

广东某 PVC 制品厂专业生产 PVC 管材、型材及装饰板材，年产 PVC 制品 8 万吨，日均废水排放量 350 吨。废水主要来自 PVC 挤出成型冷却排水、产品清洗水、设备及车间地面冲洗水，生产过程中添加邻苯二甲酸酯类增塑剂、热稳定剂、润滑剂等助剂，导致废水有机物浓度极高、可生化性差，且含难降解有毒有害物质，曾因废水超标排放被环保部门处罚，亟需建设高效废水处理系统，执行《污水综合排放标准》（GB8978-1996）二级标准。

二、废水水质特征

原水呈深褐色、浑浊黏稠，刺激性气味明显，核心污染物浓度：CODcr 7000-9000mg/L，BOD5 1500-2000mg/L，SS 1000-1500mg/L，石油类 100-200mg/L，邻苯二甲酸酯（PAEs）15-25mg/L，pH 值 8.0-9.5。废水难点突出：一是 COD 浓度极高，有机物以难降解的增塑剂、稳定剂为主，BOD5/CODcr 仅 0.2 左右，可生化性极差；二是含 PAEs 等有毒物质，抑制微生物活性，直接生化处理易导致系统崩溃；三是碱性强，需大量酸碱调节，增加处理成本。

三、核心处理工艺设计

针对 “高 COD、难降解、含毒、碱性” 特点，采用高级氧化预处理 + 厌氧生化 + 好氧生化 + 深度处理组合工艺，核心通过铁碳微电解 + Fenton 氧化破解难降解有机物，提高可生化性，工艺流程如下：

预处理单元：废水经管网进入格栅沉渣池，粗格栅（间隙 25mm）拦截大块 PVC 碎屑、杂物，底部沉渣区沉淀泥沙、金属杂质，防止设备磨损堵塞；出水流入调节池，有效容积 600m³，防腐防渗钢筋混凝土结构，配套搅拌器及 pH 在线监测仪，均质均量水质，投加稀硫酸调节 pH 至 3.0-4.0，满足后续高级氧化酸性环境要求。

高级氧化预处理单元：调节池出水经泵提升至铁碳微电解塔，塔内填充铁碳填料（铁屑 + 活性炭，体积比 1:1），废水在酸性条件下发生电化学反应，铁阳极腐蚀产生 Fe²+，阴极产生新生态 [H]，通过氧化还原、电絮凝、吸附等作用，破坏 PAEs 等难降解有机物分子结构，将大分子有机物分解为小分子，同时 Fe²+ 后续可作为 Fenton 反应催化剂，停留时间 2h，COD 去除率 30%-35%，BOD5/CODcr 提升至 0.4 以上；微电解塔出水流入Fenton 氧化池，投加 H2O2（浓度 30%）及 FeSO4・7H2O，Fe²+ 催化 H2O2 分解产生・OH（羟基自由基），强氧化能力进一步降解残留难降解有机物，彻底破坏有毒物质结构，停留时间 1.5h，COD 去除率 40%-45%，出水 pH 调至 6.0-7.0，避免酸性水腐蚀后续生化设备。

生化处理单元：Fenton 氧化出水自流进入UASB 厌氧反应器，有效容积 500m³，颗粒污泥床结构，厌氧微生物降解大部分有机物，产生沼气（甲烷含量 60%-70%），沼气经收集净化后用于厂区锅炉燃料，实现能源回收，停留时间 24h，COD 去除率 50%-55%；UASB 出水进入生物膜反应器（MBR），好氧池内填充悬浮生物填料，特种耐毒微生物附着生长，降解残留有机物及氨氮，MBR 膜组件替代传统二沉池，高效固液分离，出水 SS 极低，停留时间 8h，COD 去除率 80%-85%。

深度处理与污泥处理：MBR 出水经活性炭过滤器吸附微量残留有机物、色度及异味，确保出水稳定达标；污泥处理方面，铁碳微电解残渣、Fenton 氧化污泥及 MBR 剩余污泥排入污泥浓缩池，浓缩后经带式压滤机脱水，污泥含水率降至 65% 以下，干泥外运安全处置，滤液回流至调节池。

四、核心设备参数

格栅沉渣池：1 座，尺寸 6m×3m×4m，不锈钢粗格栅，底部设排渣口；

调节池：1 座，防腐钢筋混凝土结构，有效容积 600m³，配套 2 台搅拌器、1 套 pH 在线控制系统；

铁碳微电解塔：2 座，碳钢防腐，直径 3m，高度 6m，铁碳填料填充率 70%；

Fenton 氧化池：1 座，尺寸 8m×5m×4m，配套 H2O2、FeSO4 加药装置及搅拌系统；

UASB 厌氧反应器：1 座，直径 8m，高度 12m，配套三相分离器、沼气收集系统；

生物膜反应器（MBR）：1 座，尺寸 12m×6m×5m，悬浮填料填充率 50%，进口 MBR 膜组件；

活性炭过滤器：2 台，直径 2.5m，活性炭滤层高度 1.5m；

带式压滤机：1 台，带宽 2m，配套污泥加药装置。

五、处理效果与运行成本

（一）处理效果

系统稳定运行后，出水水质全面达标，核心指标如下：CODcr≤100mg/L，BOD5≤30mg/L，SS≤70mg/L，石油类≤5mg/L，PAEs≤0.1mg/L，pH 6.0-9.0。彻底解决了高浓度难降解废水超标问题，消除 PAEs 有毒物质排放风险，沼气回收年节约锅炉燃料费用约 40 万元。

（二）运行成本

项目总投资约 950 万元，吨水运行成本 3.5 元（药剂费 1.8 元、电费 1.0 元、人工费 0.4 元、维护费 0.3 元），年运行费用约 44.8 万元。通过沼气回收、污泥减量，年节约成本约 50 万元，实际吨水成本降至 2.2 元，经济效益良好。

六、项目优势与总结

本项目针对 PVC 废水 “高浓难降解、含毒碱性” 痛点，创新采用 “铁碳微电解 + Fenton 氧化 + UASB+MBR” 组合工艺，核心优势显著：

高级氧化破难：铁碳微电解预处理低成本破解大分子有机物，Fenton 氧化深度降解有毒难降解物质，双重保障提高可生化性，解决传统生化无法处理高浓难降解废水难题；

能源回收利用：UASB 厌氧反应器产生沼气，回收用于锅炉燃料，变废为宝，降低能耗成本；

生化效率高：MBR 生物膜反应器采用特种耐毒菌种，适应经氧化解毒后的废水环境，高效降解有机物，膜分离出水水质稳定，SS 极低；

抗冲击能力强：调节池 + 多级预处理缓冲水质波动，厌氧 + 好氧组合生化负荷分级，应对进水浓度波动适应性强。

该项目成功解决 PVC 行业高浓度难降解废水处理难题，为同类含增塑剂、热稳定剂的塑胶废水处理提供了成熟技术路线，兼具环境效益、经济效益与社会效益。