合成橡胶废水处理方法

某合成橡胶（丁苯橡胶）生产基地废水处理案例

项目背景合成橡胶的生产是以石油化工产品为基础的复杂化学聚合过程。丁苯橡胶的生产主要包括丁二烯与苯乙烯的乳液聚合或溶液聚合，随后经过凝聚、脱水和干燥。与天然橡胶废水相比，合成橡胶废水不仅含有高浓度的有机物，更含有大量未反应的单体（如丁二烯、苯乙烯等）、高分子聚合物、乳化剂（如松香酸、歧化松香酸皂）、引发剂残渣以及防老剂。这些物质大多具有生物毒性，且难于生物降解，属于典型的高浓度有毒有害工业废水。

水质特征该基地综合废水的COD浓度在每升一千五百至三千毫克之间，但由于含有苯环类物质，BOD/COD的比值通常小于零点二，可生化性极差。废水中含有大量的苯乙烯、苯系物以及石油类物质，带有刺鼻的化工气味。此外，废水中还含有微量的重金属离子（来源于催化剂残留），对生化系统中的微生物具有强烈的抑制和毒杀作用。

处理工艺流程为了解决毒性物质抑制和难降解问题，项目设计了“微电解氧化加催化氧化预处理加内循环厌氧反应器加移动床生物膜反应器加活性炭吸附”的深度处理工艺。废水首先进入微电解反应塔。在微电解池中填充了铁屑和炭颗粒，形成无数个微小的原电池。在弱酸性条件下，废水中产生的大量新生态的亚铁离子和氢原子具有极强的还原能力，能够破坏苯环结构，打断大分子聚合物的长链，将部分有毒的苯系物还原为低毒或无毒的小分子有机酸，同时去除了部分重金属离子。微电解出水进入芬顿催化氧化池，通过投加双氧水，在亚铁离子的催化下产生强氧化性的羟基自由基，将废水中的难降解有机物进一步氧化分解，大幅提高废水的BOD/COD比值至零点四以上，为后续生化处理创造条件。经过破链解毒后的废水进入内循环厌氧反应器（IC）。IC反应器具有极高的容积负荷，通过内部的多级结构，实现了气相、液相和固相的高效分离与内部循环。厌氧微生物将小分子有机酸转化为沼气，去除了百分之六十以上的COD。好氧阶段采用了移动床生物膜反应器（MBBR）。在MBBR池内投加了比重接近于水的悬浮填料，这些填料为微生物提供了巨大的附着生长表面。由于微生物以生物膜的形式生长在填料内部，有效躲避了废水中残余毒性物质的直接冲击。世代周期较长的硝化细菌和专性降解苯乙烯的特种菌群能够在填料上大量富集，保持了系统极高的降解效率。最终，MBBR出水进入混凝沉淀池，投加粉末活性炭进行吸附沉淀，进一步去除水中的色度、微量悬浮物和极其难降解的痕量有机物，确保出水达标排放。

运行效果与经验总结该工程投运后，出水COD稳定在每升九十毫克以下，特征污染物苯乙烯未检出。此案例证明了对于高毒性、低可生化性的合成橡胶废水，单纯的生物处理是行不通的，必须采用“高级氧化破链解毒加生物膜抗冲击”的组合策略。微电解与芬顿的联用是打开苯环的关键，而MBBR工艺则完美解决了传统活性污泥法在面对毒性冲击时容易污泥流失和系统崩溃的弊端。