作者：唐光、姜大权、安孟缘

来源：《工业水处理》网络首发（官网更新时间：2026-10-16），DOI：10.19965/j.cnki.iwt.2026-0473

关键词：精细化工废水;高盐有机废水;MVR蒸发;铁碳微电解-Fenton;厌氧折流板反应器;碳排放核算

摘要：辽宁省某精细化工企业主营含卤代烃、含氮杂环化合物、苯系物及芳香族衍生物等农药、医药中间体，生产废水具有高盐、高COD、高毒性、难生物降解的典型特征，对污水处理系统的抗冲击负荷能力要求极高。该工程针对废水特性，采用“MVR蒸发器+铁碳微电解-Fenton耦合装置+ABR厌氧+CBR好氧+兼氧池+接触氧化池”组合处理工艺，出水水质稳定满足《污水综合排放标准》（GB 8978—1996）三级标准。从工程实际连续运行3个月监测数据显示，系统出水COD、TN、NH3-N、TDS平均浓度分别为156 mg/L、12 mg/L、5 mg/L、470 9 mg/L，对应去除效率分别达99.6%、99.5%、99.2%、91.3%。每吨废水处理成本约为154.4元 / m³。碳排放核算结果表明，药剂消耗产生的碳排放为间接碳排放的主要来源，占比高达94.1%，电力消耗碳排放仅占5.9%，凸显精细化工废水处理药耗主导碳排放的行业特点。本工程可为同类高盐、难降解精细化工废水的治理及低碳运维提供参考。

工程参考：高盐难降解废水完整工艺链+碳排放核算，方案对标参考价值高。

全文（转载自《工业水处理》官网开放获取内容）：

精细化工行业作为化工产业的重要分支，生产过程中排放的废水具有成分复杂、含盐量高、有机污染物浓度大、生物毒性强、可生化性差等特点，属于工业废水治理领域的重点和难点。这类废水多含有苯系物、卤代烃、酚类、胺类等难降解有机物，同时伴随极端pH与高含盐量，直接排放会对水体生态环境造成严重破坏，也会威胁周边人居环境安全。随着《水污染防治行动计划》《“十四五”水生态环境保护规划》等政策落地，国内工业废水排放标准日趋严格，高盐、高浓度精细化工废水的高效、低碳治理成为行业绿色发展的核心课题。

目前，高盐难降解化工废水的治理多采用物化预处理、生化处理、深度处理联用的组合工艺。其中，采用蒸发工艺去除废水中盐分，破除盐分对微生物的抑制作用，利用“微电解-Fenton”耦合工艺进行高级氧化，能够打断难降解有机物的大分子链、破坏苯环结构，大幅提升废水可生化性，为后续生化处理奠定基础；ABR、接触氧化等生化工艺，则可针对性降解废水中的有机污染物与氮磷营养盐，保证出水稳定达标。与此同时，针对废水处理工程的碳排放核算，能够精准识别减排关键点，助力工程提质增效、绿色运维。

本研究以辽宁省某精细化工企业生产废水治理工程为实例，分析废水水质特性，阐述组合处理工艺的设计思路、工艺流程与运行参数，依托实测运行数据评估处理效果，并开展间接碳排放核算，提出针对性的低碳优化建议，为同类精细化工废水治理工程提供技术参考。

1 工程概况

辽宁省某精细化工有限公司主要从事化工原料中间体的研发与生产，产品种类不固定，生产工序涵盖苯系物卤代、硝化、催化反应等多个单元，车间排放的废水成分复杂、水质波动幅度大。该废水pH极低、含盐量高，同时含有大量难降解芳香族有机物、卤代烃及催化剂残留，生物毒性大、可生化性极差，属于典型的“高盐、高COD、高毒性、难降解”三高一难废水，无法直接进入生化系统处理，需通过物化预处理+生化深度处理的组合工艺实现达标纳管。

工程设计处理水量为15 m³/d，设计进出水水质达到《污水综合排放标准》（GB 8978-1996）三级标准，再排入到园区污水处理厂深度处理，具体指标如表1所示。

注： 检测方法依照 HJ 828—2017（COD）、HJ 535-2009（氨氮）、HJ 636—2012（总氮）、GB/T 11893—1989（总磷）GB/T 11901—1989（总盐）、GB/T 6920—1986（pH）。

2 设计思路及工艺流程

该废水TDS浓度＞50 000 mg/L，属于高盐废水，高盐所带来的高渗透压会破坏微生物细胞结构，导致常规生化菌种失活死亡。因此，工艺设计将MVR蒸发作为预处理核心单元，优先去除废水中的大部分盐分，蒸发冷凝水汇入生化调节池回用调水，结晶盐分按固废规范处置，彻底解决高盐对后续工艺的抑制问题。

针对废水中难降解的芳香族、卤代烃等大分子有机物，采用铁碳微电解-Fenton耦合工艺进行物化氧化处理。铁碳微电解利用铁碳原电池效应，生成还原性的新生氢与亚铁离子，可以断链开环，破坏苯环结构，同步降低废水色度；在此基础上投加双氧水，利用亚铁离子催化形成Fenton反应，生成强氧化性羟基自由基，进一步将大分子有机物矿化、氧化为小分子有机酸，大幅提升废水B/C比，改善可生化性。

Fenton出水经混凝沉淀去除铁离子与悬浮物，投加生石灰与PAC、PAM实现固液分离，同步降低废水中磷含量。上清液汇入生化调节池，均衡水质水量、调配C∶N∶P营养比例，为生化系统营造稳定的运行环境。生化处理段采用ABR厌氧+CBR好氧+兼氧池+接触氧化池的组合工艺，逐级降解有机污染物、脱除氮素，最终保证出水达标。其中，ABR反应器多级串联的结构形式，抗水质冲击负荷能力强，适配该企业废水波动大的特点；接触氧化池依托生物膜高效降解有机物，保障出水水质稳定。

综合水质特性与处理要求，本工程最终确定主体工艺流程为：“MVR蒸发器+‘铁碳微电解-Fenton’耦合装置+ABR+CBR+兼氧池+接触氧化池”，如图1所示。

车间废水首先汇入MVR蒸发系统，脱除大部分盐分后，冷凝水进入铁碳微电解-Fenton耦合装置进行氧化破链；氧化出水经中和、混凝沉淀去除悬浮物与铁泥，上清液进入生化调节池均质均量；随后依次流经ABR厌氧池、CBR好氧池、兼氧池、接触氧化池，完成有机物降解与脱氮除磷；最后经二沉池泥水分离后，清水达标排入园区污水管网，系统剩余污泥定期外运处置。

3 主要工艺单元及设计参数

MVR蒸发技术结合机械蒸汽再压缩蒸馏与连续结晶工艺，依靠强制循环泵实现料液循环，利用二次蒸汽余热回收降低能耗。料液在加热室内升温，而后进入分离器内进行闪蒸。闪蒸后的二次蒸汽进行冷凝释放潜热，从而凝结为冷凝水。系统设计处理能力为625 L/h，采用钢结构框架，整体尺寸5 m×8 m×6 m；与物料接触部位选用2205、TA2耐腐蚀材质，冷凝水接触部位为316 L材质，挂脚采用Q235材质。

核心设备参数：气水分离器规格Ø×H=600 mm×800 mm，材质316L；真空冷却器换热面积3 m²，材质316 L；加热器规格Ø700/850 mm，换热面积70 m²，材质TA2；蒸发室规格Ø×H=1000 mm×4500 mm，有效容积3.5 m³，材质2205；冷凝液预热器换热面积4 m²，材质316 L。

铁碳微电解-Fenton耦合处理单元：1座，设计处理能力15 m³/d，为碳钢+玻璃钢防腐一体化装置，单元尺寸3.0 m×8.0 m×3.0 m，涵盖铁碳微电解、Fenton反应、中和曝气、物化沉淀四个功能区。铁碳微电解段控制pH= 2~3，填料层水力停留时间（HRT）2.5 h；Fenton反应区HRT为6 h；沉淀区配套排泥泵，流量10 m³/h。

生化配水调节池：1座，为碳钢+内部玻璃钢防腐装置，内设曝气管道，实现水质水量均质。单元尺寸3.0 m×2.0 m×3.3 m，有效容积18 m³，水力停留时间28.8 h，出水通过离心泵提升至后续生化处理单元。

1）ABR厌氧池：1座（3格）。该装置将微生物筛选技术与厌氧反应器技术结合起来，主要针对高浓度含盐有机化工废水处理研制的高效生物，所用到的生物菌剂来源于HEM-Ⅱ（专利号：CN201811404309）。装置为三腔室串联碳钢结构，内壁煤沥青防腐，尺寸：2.0 m×6.6 m×8.5 m，总容积112.2 m³，有效水力停留时间6.0 d；配套3台循环泵，单台流量15.0 m³/h，扬程16.0 m，单机功率1.5 kW，间歇开启内循环维持菌群活性。

2）CBR好氧系统：1座。采用CBR+一沉池一体化装置，地上碳钢结构+内壁玻璃钢防腐，尺寸2.7 m×6.5 m×3.3 m，保护高度0.3 m，有效容积52.7 m³，HRT=3.5 d；底部布设40套直径215 mm的膜片曝气器，池内投加4 吨活性炭（比表面积800~900 m2/g，碘吸附值≥800 mg/g）；配套污泥回流泵，流量5.0 m³/h，扬程8.0 m，单机功率0.75 kW。

3）兼氧池、接触氧化池与二沉池：1座。采用地上碳钢结构+内壁玻璃钢防腐。兼氧池（A池）尺寸2.7 m×2 m×3.3 m，有效容积17.8 m³，HRT=1.2 d，反硝化容积负荷0.2 kg/（m³·d），配套潜水搅拌机（功率0.75 kW）与碳源投加系统；接触氧化池（O池）尺寸2.7 m×3 m×3.3 m，有效容积26.7 m³，HRT=1.78 d，COD容积负荷0.97 kg/（m³·d），硝化回流比100%，池内布设生物绳填料与膜片曝气器，控制溶解氧2~4 mg/L。

4 系统运行效果

该污水处理工程稳定运行后，持续监测进出水水质指标，结果显示系统抗冲击负荷能力强，出水水质稳定满足园区污水纳管协议标准，各工艺单元污染物去除效果如表2所示。

COD

（mg·L-1）

TN

（mg·L-1）

NH3-N

（mg·L-1）

TDS

（mg·L-1）

处理水量

（m³·d-1）

MVR

蒸发器

HEM-ABR

厌氧

系统稳定运行期间，出水COD、TN、NH3-N、TDS平均浓度分别为156 mg/L、12 mg/L、5 mg/L、3600 mg/L，具体处理效果趋势见图2，各项指标均优于园区纳管标准，组合工艺对水质波动大、成分复杂的精细化工废水适配性良好。

5 效益分析

本工程总建设投资约200万元，包含方案设计、设备采购安装、工艺调试等。本工程总运行费用为154.4 元 / m³，包括电费、人工、药剂、蒸汽、污泥处理等，详见表3。因为本项目总废水处理量不大，在达标排放的前提下，应尽可能节约成本。

吨水成本

（元/m³）

工程占地面积139.2 m²，占地规模贴合厂区规划要求。工程投运后，实现了废水的稳定达标处置，每年可削减COD排放量198.03 t、TN排放量13.22 t、NH3-N排放量3.52 t，有效规避了废水超标排放的环保风险，兼顾经济效益与生态环境效益，践行了企业绿色生产理念。

根据《IPCC2006年国家温室气体清单指南（2019修订版）》和《污水处理厂低碳运行评价技术规范》（T/CAEPI49—2022）等，碳排放强度分为直接碳排放强度和间接碳排放强度。间接碳排放强度主要包括电力消耗、药剂消耗等产生的碳排放。根据碳排放强度核算相关规范和准则，该项目的电力碳排放因子（EFe）是0.677 kg/kw·h（以CO2 eq 计），药剂碳排放因子（EFi）是2.677 kg/kg（以CO2 eq 计）。根据间接碳排放强度计算公式核算，见（式1），具体结果见表4：

式中：W1——电耗，kw·h/m³；

W2——药耗，kg/m³；

W——间接碳排放强度（以CO2eq计），kg/m³。

核算结果如表4所示，该工程吨水间接碳排放强度为7.46 kg CO₂ eq/m³，其中药剂消耗碳排放占间接碳排放总量的94.1%，电力消耗碳排放仅占5.9%。这表明，对于该精细化工废水处理项目，控制药剂消耗，尤其是高效药剂的优选与精准投加，是降低间接碳排放强度的关键路径。该结果也印证了精细化工废水处理因其水质复杂，往往依赖高级氧化和物化沉淀，如PAC、PAM、液碱等，从而导致“药耗碳排”远高于“电耗碳排”的行业特点。

6 结论与建议

1）针对高盐、高COD、高毒性、难降解的精细化工混合废水，采用“MVR蒸发+铁碳微电解-Fenton耦合+ABR+CBR+兼氧池+接触氧化池”组合工艺，处理效果稳定可靠，系统抗冲击负荷能力强，可有效应对水质频繁波动的工况。实际出水COD、TN、NH3-N、TDS平均浓度分别为156 mg/L、12 mg/L、5 mg/L、4 709 mg/L，去除率分别达99.6%、99.5%、99.2%、93.3%，完全满足园区污水纳管标准，工艺可行性与实用性突出。

2）间接碳排放核算结果表明，本工程药剂消耗碳排放占间接碳排放总量的94.1%，为主要碳排放来源，电力碳排放占比仅5.9%，吨水间接碳排放强度为7.46 kg CO₂eq/m³，符合精细化工废水处理药耗主导碳排放的行业特点。

3）低碳运维优化建议：一是依托在线监测设备搭建智能投药系统，实现双氧水、PAC、PAM、碳源等药剂的精准投加，杜绝过量投加造成的药耗浪费与碳排放增加；二是筛选高效低耗的替代药剂，在保证处理效果的前提下降低药剂使用量；三是优化MVR蒸发系统运行参数，提高余热回收的效能，推进结晶盐资源化利用；四是增设水质预警设施，强化生化调节池均质效果，稳定生化系统进水水质和水量，维持系统高效运行；五是可配套光伏等绿色能源，进一步降低电力碳排放，推动工程低碳化升级。

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