CN112678952B - 一种石化工业炼化废水的处理方法 - Google Patents
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Abstract
一种石化工业炼化废水的处理方法涉及废水处理装置技术领域。本发明设有原水箱、预生化反应器(HAR)、高负荷固定生物膜反应器(HFMR)、中间水箱、三维生物电化学反应器(3D‑Ti/C‑BER)、产水箱，在HAR中设置弹性生物附着填料，在HFMR中设有充氧装置和再生装置并装有固定生物载体，在(3D‑Ti/C‑BER)中安装有表面材质为钛的阳极板、表面材质为石墨纤维的阴极板和材料为蜂窝活性炭的第三电极。通过在HAR中进行生化反应以提高废水可生化性，在HFMR中进行好氧氧化除碳和半短程硝化，在3D‑Ti/C‑BER中进行生物电化学厌氧氨氧化和电氧化除碳反应，继而实现石化炼化废水生化、深度脱碳除氮处理。本发明实现石化炼化废水的氨氮和总氮的深度脱氮。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理装置技术领域，更具体的说是涉及石化工业炼化废水的生化、深度脱碳除氮处理的技术领域。
背景技术
环保部(现生态环境部)于2015年颁布了《石油化学工业污染物排放标准》(GB31571-2015)，与之前执行的《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)相比，COD的排放限值变为60mg/L，氨氮的排放限值变为8mg/L，并增加了总氮的排放限值40mg/L。而“在国土开发密度已经较高、环境承载能力开始减弱，或水环境容量较小、生态环境脆弱，容易发生严重水环境污染问题而需要采取特别保护措施的地区，应严格控制企业的污染排放行为”，排放标准执行COD50mg/L，氨氮5mg/L，总氮30mg/L的特别排放限值。
由于时间紧，在达标优先的情况下，我国石化企业普遍采用了在原有二级生物处理不变的情况下增加以“臭氧催化氧化技术”为核心的深度处理单元。但是这一方法普遍存在废水处理成本偏高的问题。一方面，现有二级生物处理(常采用A/O工艺)存在诸多设计与运行问题，如负荷低、污泥膨胀、“跑泥”等，使得二级出水不达标现象普遍存在，增加了深度处理单元的负荷；另一方面，臭氧作为深度处理单元具有选择性，仅对COD、氨氮等污染物能够做到深度处理，对总氮等污染物的处理表现平平；第三，臭氧作为一种高级氧化技术本身就存在制氧效率低、尾气污染、成本高、设备易损等问题。所以，对现有二级生物处理进行改进并选择合适的深度处理工艺是当前石化企业亟需解决的问题。
目前，污水处理常用的生物脱氮方法有传统生物脱氮和短程硝化脱氮。传统生物脱氮是先在充足曝气情况下，NH4 +硝化为NO3 -，然后在缺氧情况下，NO3 -反硝化为N2逸散到大气中，从而实现脱氮。短程硝化是先在较少曝气的情况下，NH4 +亚硝化为NO2 -，然后在缺氧情况下，NO2 -反硝化为N2逸散到大气中，从而实现脱氮。由于在硝化和亚硝化过程中曝气，在充足溶解氧情况下，微生物降解含碳有机物为无机物，废水中的碳氮比降至2以下，在反硝化过程中需要补充外碳源，增加了处理成本，且脱氮效果一般。
比传统生物脱氮和短程硝化脱氮更有效的技术是厌氧氨氧化(ANAMMOX)脱氮技术，此技术先是一部分NH4 +先通过半短程硝化转化为NO2 -，然后剩余的NH4 +与NO2 -反应生成N2逸散到大气中。与传统生物脱氮相比，厌氧氨氧化技术不需投加外碳源，曝气量节省了62.5％，污泥产量减少了85％，大大地降低了脱氮成本。
生物电化学技术是将电化学与生化反应结合，比单纯的生化反应技术更加有效。反应器阴极产生电子直接供给厌氧氨氧化菌发生生化反应，同时产生出H2创造厌氧环境；两个电极之间施加电流，提高微生物酶活性，促进微生物生长，有利于第三电极附着厌氧氨氧化菌。另外，通入电源后，在电流作用下，难降解有机物被氧化成CO2。最终达到同步深度脱氮除碳的效果。
本发明采用HAR+HFMR+3D-Ti/C-BER工艺，在HAR反应器中提高废水的可生化性，在HFMR中实现生化除碳和半短程硝化部分脱氨，在3D-Ti/C-BER中实现生物电化学厌氧氨氧化和生物电化学除碳。最终，实现经预处理后的石化工业炼化废水的生化、深度脱碳除氮处理。
发明内容
本项发明的目的在于针对现有石化工业炼化废水的处理现状、处理技术和工艺的难点，构建一套技术先进可靠、工艺流程简单、投资及处理费用低廉的工艺技术。以某石化企业经预处理后的炼化废水为研究对象，对实现简单可靠、运行稳定、成本低廉的工艺设计及运行参数进行深入研究，对预生化的填料种类和布置等进行深入研究，对实现经济高效的脱氮、除碳以及其中半短程硝化、厌氧氨氧化的影响及控制因素进行深入研究，对生物电化学的电极材质、电极结构(表面修饰)、电极布置、电流强度、电流密度等影响处理效果的因素进行深入研究，设置工艺顺序，确定工艺参数和处理效果。通过预生化反应器(HAR)，提高废水可生化性，为后续生化反应器提供保障；通过HFMR+3D-Ti/C-BER，采用高负荷、固定式、生物膜的反应器，解决了以往工艺负荷低、微生物流失的问题；实现半短程硝化-厌氧氨氧化脱氮，不需投加任何碳源即可进行深度脱氮，解决了以往脱氮需大量曝气和投加碳源而造成处理成本高的关键问题；采用生物电化学技术实现厌氧氨氧化和深度除碳，施加电流促进微生物进行生化反应，以最高效、最经济的方法实现石化工业炼化废水的达标处理。
本发明可广泛应用于石化企业经预处理后的炼化废水的生化、深度除碳脱氮处理。
本发明的技术方案：
本发明设计的HAR+HFMR+3D-Ti/C-BER处理石化企业经预处理后的炼化废水，其特征在于：
原水箱(01)、HAR反应器(02)、HFMR反应器(03)、中间水箱(04)、3D-Ti/C-BER反应器(05)、产水箱(06)。
石化炼化废水在原水箱(01)中通过潜水搅拌机(07)进行搅拌、混合，使其达到均质。原水箱(01)设有出水管(13)，经搅拌、混合的废水从出水管(13)，经过原水泵(08)以及HAR反应器(02)进水管(14)被泵入HAR反应器(02)中。HAR反应器(02)为预生化反应器，水力停留时间3.0～3.5h，内置弹性生物附着填料(20)。弹性生物附着填料比表面积1200～1300m2/m3，容重12～15kg/m3，填充率30％～40％。HAR反应器(02)对来水进行预生化处理，提高废水的可生化性。
HAR反应器(02)出水自出水管(15)进入HFMR反应器(03)，在HFMR反应器(03)顶部设置均匀布水装置(21)，来水自上而下均匀地流进HFMR反应器(03)。在HFMR反应器(03)设有固定生物载体(22)和由曝气风机(09)、曝气流量计(23)、曝气进气管(32)组成的曝气系统。固定生物载体粒径范围为5～9mm，堆积密度1.00～1.50g/cm3，堆积空隙率30％～35％，填充率35％～45％。HAR反应器(02)的水力停留时间为3.5～4.0h，微生物在固定生物载体(22)上附着并形成微生物薄膜并进行生化反应。调节曝气量，控制HAR反应器(02)中的溶解氧在0.5～1.0mg/L范围内，在该条件下，可生化降解有机物生化被微生物分解为H2O、CO2等无机物；同时，NH4 +进行半短程硝化反应，即50％～60％的NH4 +变成NO2 -，为后续厌氧氨氧化反应做物料准备。HFMR反应器(03)设有在线监测pH和溶解氧的设备(24)，反应器内废水的pH在7.0～7.5、溶解氧在0.5～1.0mg/L。当反应进行30～40h后，进行生物载体再生。再生首先是水气混合冲洗反应器：水通过再生水泵(12)和再生进水管(34)泵入HFMR反应器(03)中，气通过再生风机(10)、再生流量计(25)和再生进气管(33)送入HFMR反应器(03)，再生排水经过再生排水管(35)排至原水箱(01)；完成水气混合冲洗后，将HFMR反应器(03)的出水阀(203)关闭，正常进水至HFMR反应器(03)满水，静止，固定生物载体(22)上的生物膜逐渐恢复，经过9.0～10.0d再生完成。
HFMR反应器(03)出水经过HFMR反应器(03)出水管(16)进入中间水箱(04)，中间水箱(04)设置折流板(26)对水进行预除氧；池内设置在线监测pH和溶解氧(DO)的设备(27)，出水pH在7.0～7.5、溶解氧小于0.2mg/L。中间水箱(04)出水从出水管(17)，经过中间水泵(11)以及3D-Ti/C-BER(05)进水管(18)被泵入3D-Ti/C-BER(05)中。
在3D-Ti/C-BER(05)中接通恒压直流电源(28)，电源的正极和负极通过导线分别与3D-Ti/C-BER(05)中的阳极板(29)和阴极板(30)连接。阳极板(29)表面材质为钛，阴极板(30)表面材质为石墨纤维，阴、阳极板间隔布置，表面材质厚度均4.0～4.5mm、尺寸相同、极板面积为0.05～0.07m2(极板)/m3(废水)；每对阳极板(29)和阴极板(30)之间设置第三电极(31)，第三电极(31)为蜂窝活性炭，孔密度200～240孔/平方英寸、体密度0.38～0.55g/cm3，长宽尺寸与阴、阳极板相同、距离阴极板或阳极板50～60cm。控制恒压直流电源(28)输出电压为1.2～1.6V，控制电流密度0.02～0.03mA/cm2，控制水力停留时间5.0～5.5h。系统出水经过3D-Ti/C-BER(05)出水管(19)排至产水箱(06)。
最终出水中的有机物、氨氮和总氮浓度可分别降低至50～60、5～8和30～40mg·L-1，实现除碳脱氮达标处理。
本发明设计的HAR+HFMR+3D-Ti/C-BER处理石化企业经预处理后的炼化废水，其特征在于，包括以下步骤：
1.)经预处理的石化炼化废水在原水箱(01)中通过潜水搅拌机(07)进行搅拌、混合，使其达到均质。原水箱(01)设有出水管(13)，经搅拌、混合的废水从出水管(13)，经过原水泵(08)以及HAR反应器(02)进水管(14)被泵入HAR反应器(02)中。HAR反应器(02)为预生化反应器，水力停留时间3.0～3.5h，内置弹性生物附着填料(20)。弹性生物附着填料比表面积1200～1300m2/m3，容重12～15kg/m3，填充率30％～40％。HAR反应器(02)对来水进行预生化处理，提高废水的可生化性。
2.)HAR反应器(02)出水自出水管(15)进入HFMR反应器(03)，在HFMR反应器(03)顶部设置均匀布水装置(21)，来水自上而下均匀地流进HFMR反应器(03)。在HFMR反应器(03)设有固定生物载体(22)和由曝气风机(09)、曝气流量计(23)、曝气进气管(32)组成的曝气系统。固定生物载体粒径范围为5～9mm，堆积密度1.00～1.50g/cm3，堆积空隙率30％～35％，填充率35％～45％。HAR反应器(02)的水力停留时间为3.5～4.0h，微生物在固定生物载体(22)上附着并形成微生物薄膜并进行生化反应。调节曝气量，控制HAR反应器(02)中的溶解氧在0.5～1.0mg/L范围内，在该条件下，可生化降解有机物生化被微生物分解为H2O、CO2等无机物；同时，NH4 +进行半短程硝化反应，即50％～60％的NH4 +变成NO2 -，为后续厌氧氨氧化反应做物料准备。HFMR反应器(03)设有在线监测pH和溶解氧的设备(24)，反应器内废水的pH在7.0～7.5、溶解氧在0.5～1.0mg/L。当反应进行30～40h后，进行生物载体再生。再生首先是水气混合冲洗反应器：水通过再生水泵(12)和再生进水管(34)泵入HFMR反应器(03)中，气通过再生风机(10)、再生流量计(25)和再生进气管(33)送入HFMR反应器(03)，再生排水经过再生排水管(35)排至原水箱(01)；完成水气混合冲洗后，将HFMR反应器(03)的出水阀(203)关闭，正常进水至HFMR反应器(03)满水，静止，固定生物载体(22)上的生物膜逐渐恢复，经过9.0～10.0d再生完成。
3.)HFMR反应器(03)出水经过HFMR反应器(03)出水管(16)进入中间水箱(04)，中间水箱(04)设置折流板(26)对水进行预除氧；池内设置在线监测pH和溶解氧(DO)的设备(27)，出水pH在7.0～7.5、溶解氧小于0.2mg/L。中间水箱(04)出水从出水管(17)，经过中间水泵(11)以及3D-Ti/C-BER(05)进水管(18)被泵入3D-Ti/C-BER(05)中。
4.)在3D-Ti/C-BER(05)中接通恒压直流电源(28)，电源的正极和负极通过导线分别与3D-Ti/C-BER(05)中的阳极板(29)和阴极板(30)连接。阳极板(29)表面材质为钛，阴极板(30)表面材质为石墨纤维，阴、阳极板间隔布置，表面材质厚度均4.0～4.5mm、尺寸相同、极板面积为0.05～0.07m2(极板)/m3(废水)；每对阳极板(29)和阴极板(30)之间设置第三电极(31)，第三电极(31)为蜂窝活性炭，孔密度200～240孔/平方英寸、体密度0.38～0.55g/cm3，长宽尺寸与阴、阳极板相同、距离阴极板或阳极板50～60cm。控制恒压直流电源(28)输出电压为1.2～1.6V，控制电流密度0.02～0.03mA/cm2，控制水力停留时间5.0～5.5h。系统出水经过3D-Ti/C-BER(05)出水管(19)排至产水箱(06)。
技术原理
本发明根据石化企业经预处理后的炼化废水的特点，采用HAR+HFMR+3D-Ti/C-BER工艺，并结合预生化、高负荷固定生物膜除氮、半短程硝化、厌氧氨氧化、生物电化学等技术，处理石化企业经预处理后的炼化废水，其技术原理是：
本发明中的原水箱，利用机械搅拌器对经预处理后的石化炼化废水进行混合、搅拌、调节，从而达到水质水量均化的目的。
本发明中的预生化反应器(HAR)，内置弹性生物附着填料，使微生物附着于此，不易流失；弹性生物附着填料比表面积1200～1300m2/m3，容重12～15kg/m3，填充率30％～40％。预生化反应器(HAR)可提高废水可生化性，为后续生化反应器提供保障。
本发明中的高负荷固定生物膜反应器(HFMR)，内置固定生物载体、曝气系统和再生系统。固定生物载体粒径范围为5～9mm，堆积密度1.00～1.50g/cm3，堆积空隙率30％～35％，填充率35％～45％。微生物在固定生物载体上固着并形成微生物薄膜，控制曝气量，使反应器中的溶解氧在0.5～1.0mg/L范围内，在该条件下，可生化降解的有机物生化分解为H2O、CO2等无机物；同时，进行NH4 +的半短程硝化，即部分NH4 +变成NO2 -，为后续厌氧氨氧化反应做物料准备。当反应进行至40h后，对反应器进行再生，恢复反应器的正常功能。
本发明中的三维生物电化学反应器(3D-Ti/C-BER)，内置表面材质为钛的阳极板、表面材质为石墨纤维的阴极板和材料为蜂窝活性炭的第三电极。阴、阳极板间隔布置，表面材质厚度均4.0～4.5mm、尺寸相同、极板面积为0.05～0.07m2(极板)/m3(废水)；每对阳极板和阴极板之间设置第三电极，第三电极为蜂窝活性炭，孔密度200～240孔/平方英寸、体密度0.38～0.55g/cm3，长宽尺寸与阴、阳极板相同、距离阴极板或阳极板50～60cm。外置恒压直流电源，电源的正极和负极通过导线分别与3D-Ti/C-BER中的阳极板和阴极板连接，阳极板和阴极板间隔布置，每对阳极板和阴极板之间设置第三电极，第三电极距离阴极板或阳极板50～60cm。通电后，阴极板产生H2，一方面作为电子供体参与反应，另一方面创造厌氧氨氧化所需的厌氧环境；施加适当电流，提高厌氧氨氧化菌的酶活性，促进厌氧氨氧化菌生长，有利于第三电极附着厌氧氨氧化菌；厌氧氨氧化菌利用HFMR反应器出水中的NH4 +和NO2 -进行厌氧氨氧化反应脱氮；HFMR反应器出水中存在的少量NO3 -可由氢自养反硝化菌进行去除。通电后，阳极板表面发生产氧反应，负载在阳极板的生物膜内发生好氧反应脱碳。
本发明包括原水箱(01)、HAR反应器(02)、HFMR反应器(03)、中间水箱(04)、3D-Ti/C-BER反应器(05)、产水箱(06)。技术可靠，工艺先进。可实现石化企业经预处理后的炼化废水的生化、深度除碳脱氮处理，最终出水水质符合石化企业炼化废水排放标准的要求。
本发明设计的HAR+HFMR+3D-Ti/C-BER工艺并结合预生化、高负荷固定生物膜脱碳、半短程硝化、厌氧氨氧化、生物电化学等技术处理石化企业经预处理后的炼化废水，与现有工艺和技术相比，具有下列优点：
(1)采用高负荷固定生物膜反应器运用在石化炼化废水的处理上。
本发明设计高负荷固定生物膜反应器(HFMR)代替现在处理石化炼化废水普遍使用的活性污泥法，与活性污泥法工艺相比，高负荷固定生物膜反应器(HFMR)中设置固定生物载体，微生物固着在载体表面，不仅使生化反应更加稳定，而且不易出现污泥膨胀、“跑泥”等现象。另外，这种反应器负荷高、体积小；氧的利用效率高、曝气量小，从而节省了投资和运行成本。
(2)创新性地将短程反硝化-厌氧氨氧化技术应用到石化炼化废水处理中。
本发明中针对采用短程反硝化-厌氧氨氧化技术进行深度脱氮，取代了传统石化炼化废水采用的A/O脱氮技术，即硝化-反硝化脱氮技术。与传统的硝化-反硝化技术相比，短程反硝化-厌氧氨氧化在硝化反应阶段可节省60％以上的曝气量，在厌氧氨氧化阶段无需投加碳源，在提高处理效率的同时节省能耗。
(3)创新性地应用生物电化学技术进行厌氧氨氧化和深度除碳反应。
厌氧氨氧化技术作为先进的脱氮技术，不需外加碳源，且减少了60％以上的曝气量。而在电化学的作用下，电极产生大量的电子供体，厌氧氨氧化菌的酶活性提高、菌株生长加快并附着于电极上，使得厌氧氨氧化反应更加高效彻底。同样在电化学的作用下，阳极板表面发生产氧反应，负载在阳极板的生物膜内发生好氧反应，使脱碳更彻底。与现在石化炼化废水深度处理普遍采用的臭氧催化氧化技术相比，电化学技术反应更加稳定且可控，设备耐用，无尾气等二次污染。
附图说明
图1是HAR+HFMR+3D-Ti/C-BER处理石化企业经预处理后的炼化废水的装置示意图
01-原水箱，02-预生化反应器(HAR)，03-高负荷固定生物膜反应器(HFMR)，04-中间水箱，05-三维生物电化学反应器(3D-Ti/C-BER)，06-产水箱；
01-原水箱：07-潜水搅拌机，13-出水管，08-原水泵。
02-预生化反应器(HAR)：14-进水管，20-弹性生物附着填料，15-出水管。
03-高负荷固定生物膜反应器(HFMR)：21-均匀布水装置，22-固定生物载体，09-曝气风机，23-曝气流量计，32-曝气进气管，24-在线监测设备，12-再生水泵，34-再生进水管，10-再生风机，25-再生流量计，33-再生进气管，35-再生排水管，16-出水管，203-出水阀。
04-中间水箱：26-折流板，27-在线监测设备，17-出水管，11-中间水泵。
05-三维生物电化学反应器(3D-Ti/C-BER)：28-恒压直流电源，29-阳极板，30-阴极板，31-第三电极，18-进水管，19-出水管。
06-产水箱：12-再生水泵。
具体实施方式
结合实例：实验用水取自某石化企业经预处理后的炼化废水。如图1所示，本发明处理石化企业经预处理后的炼化废水的具体步骤如下：
1.)经预处理的石化炼化废水在原水箱(01)中通过潜水搅拌机(07)进行搅拌、混合，使其达到均质。原水箱(01)设有出水管(13)，经搅拌、混合的废水从出水管(13)，经过原水泵(08)以及HAR反应器(02)进水管(14)被泵入HAR反应器(02)中。HAR反应器(02)为预生化反应器，水力停留时间3.0～3.5h，内置弹性生物附着填料(20)。弹性生物附着填料比表面积1200～1300m2/m3，容重12～15kg/m3，填充率30％～40％。HAR反应器(02)对来水进行预生化处理，提高废水的可生化性。
2.)HAR反应器(02)出水自出水管(15)进入HFMR反应器(03)，在HFMR反应器(03)顶部设置均匀布水装置(21)，来水自上而下均匀地流进HFMR反应器(03)。在HFMR反应器(03)设有固定生物载体(22)和由曝气风机(09)、曝气流量计(23)、曝气进气管(32)组成的曝气系统。固定生物载体粒径范围为5～9mm，堆积密度1.00～1.50g/cm3，堆积空隙率30％～35％，填充率35％～45％。HAR反应器(02)的水力停留时间为3.5～4.0h，微生物在固定生物载体(22)上附着并形成微生物薄膜并进行生化反应。调节曝气量，控制HAR反应器(02)中的溶解氧在0.5～1.0mg/L范围内，在该条件下，可生化降解有机物生化被微生物分解为H2O、CO2等无机物；同时，NH4 +进行半短程硝化反应，即50％～60％的NH4 +变成NO2 -，为后续厌氧氨氧化反应做物料准备。HFMR反应器(03)设有在线监测pH和溶解氧的设备(24)，反应器内废水的pH在7.0～7.5、溶解氧在0.5～1.0mg/L。当反应进行30～40h后，进行生物载体再生。再生首先是水气混合冲洗反应器：水通过再生水泵(12)和再生进水管(34)泵入HFMR反应器(03)中，气通过再生风机(10)、再生流量计(25)和再生进气管(33)送入HFMR反应器(03)，再生排水经过再生排水管(35)排至原水箱(01)；完成水气混合冲洗后，将HFMR反应器(03)的出水阀(203)关闭，正常进水至HFMR反应器(03)满水，静止，固定生物载体(22)上的生物膜逐渐恢复，经过9.0～10.0d再生完成。
3.)HFMR反应器(03)出水经过HFMR反应器(03)出水管(16)进入中间水箱(04)，中间水箱(04)设置折流板(26)对水进行预除氧；池内设置在线监测pH和溶解氧(DO)的设备(27)，出水pH在7.0～7.5、溶解氧小于0.2mg/L。中间水箱(04)出水从出水管(17)，经过中间水泵(11)以及3D-Ti/C-BER(05)进水管(18)被泵入3D-Ti/C-BER(05)中。
4.)在3D-Ti/C-BER(05)中接通恒压直流电源(28)，电源的正极和负极通过导线分别与3D-Ti/C-BER(05)中的阳极板(29)和阴极板(30)连接。阳极板(29)表面材质为钛，阴极板(30)表面材质为石墨纤维，阴、阳极板间隔布置，表面材质厚度均4.0～4.5mm、尺寸相同、极板面积为0.05～0.07m2(极板)/m3(废水)；每对阳极板(29)和阴极板(30)之间设置第三电极(31)，第三电极(31)为蜂窝活性炭，孔密度200～240孔/平方英寸、体密度0.38～0.55g/cm3，长宽尺寸与阴、阳极板相同、距离阴极板或阳极板50～60cm。控制恒压直流电源(28)输出电压为1.2～1.6V，控制电流密度0.02～0.03mA/cm2，控制水力停留时间5.0～5.5h。系统出水经过3D-Ti/C-BER(05)出水管(19)排至产水箱(06)。最终出水中的有机物、氨氮和总氮浓度可分别降低至50～60、5～8和30～40mg·L-1，实现除碳脱氮达标处理。
连续实验结果表明：
经过处理后，最终出水有机物、氨氮和总氮浓度可分别降低至50～60、5～8和30～40mg·L-1，即实现达标处理。
Claims (1)
1.一种石化工业炼化废水的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
1.）石化工业炼化废水在原水箱（01）中通过潜水搅拌机（07）进行搅拌、混合，使其达到均质；原水箱（01）设有出水管，经搅拌、混合的废水从出水管，经过原水泵（08）以及HAR反应器（02）进水管（14）被泵入HAR反应器（02）中；HAR反应器（02）为预生化反应器，水力停留时间3.0~3.5h，内置弹性生物附着填料（20）；弹性生物附着填料比表面积1200~1300m2/m3，容重12~15kg/m3，填充率30%~40%；
2.）HAR反应器（02）出水自出水管进入HFMR反应器（03），在HFMR反应器（03）顶部设置均匀布水装置（21），来水自上而下均匀地流进HFMR反应器（03）；在HFMR反应器（03）设有固定生物载体（22）和由曝气风机（09）、曝气流量计（23）、曝气进气管（32）组成的曝气系统；固定生物载体粒径范围为5~9mm，堆积密度1.00~1.50g/cm3，堆积空隙率30%~35%，填充率35%~45%；调节曝气量，控制HFMR反应器（03）中的溶解氧在0.5~1.0mg/L范围内；HFMR反应器（03）的水力停留时间为3.5~4.0h，微生物在固定生物载体（22）上附着并形成微生物薄膜并进行生化反应；HFMR反应器（03）设有在线监测pH和溶解氧的设备（24），反应器内废水的pH在7.0~7.5、溶解氧在0.5~1.0mg/L；当反应进行30~40h后，进行生物载体再生；再生首先是水气混合冲洗反应器：水通过再生水泵（12）和再生进水管（34）泵入HFMR反应器（03）中，气通过再生风机（10）、再生流量计（25）和再生进气管（33）送入HFMR反应器（03），再生排水经过再生排水管（35）排至原水箱（01）；完成水气混合冲洗后，将HFMR反应器（03）的出水阀关闭，正常进水至HFMR反应器（03）满水，静止，经过9.0~10.0d再生完成；
3.）HFMR反应器（03）出水经过HFMR反应器（03）出水管进入中间水箱（04），中间水箱（04）设置折流板（26）对水进行预除氧；池内设置在线监测pH和溶解氧（DO）的设备（27），出水pH在7.0~7.5、溶解氧小于0.2mg/L；中间水箱（04）出水从出水管，经过中间水泵（11）以及3D-Ti/C-BER（05）进水管（18）被泵入3D-Ti/C-BER（05）中；
4.）在3D-Ti/C-BER（05）中接通恒压直流电源（28），电源的正极和负极通过导线分别与3D-Ti/C-BER（05）中的阳极板（29）和阴极板（30）连接；阳极板（29）表面材质为钛，阴极板（30）表面材质为石墨纤维，阴、阳极板间隔布置，表面材质厚度均4.0~4.5mm、尺寸相同、极板面积为0.05~0.07m2（极板）/m3（废水）；每对阳极板（29）和阴极板（30）之间设置第三电极（31），第三电极（31）为蜂窝活性炭，孔密度200~240孔/平方英寸、体密度0.38~0.55g/cm3，长宽尺寸与阴、阳极板相同、距离阴极板或阳极板50~60cm；控制恒压直流电源（28）输出电压为1.2~1.6V，控制电流密度0.02~0.03mA/cm2，控制水力停留时间5.0~5.5h；系统出水经过3D-Ti/C-BER（05）出水管排至产水箱（06）。
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