高濃度有機廢水處理

隨着工業迅速發展，廢水的種類和數量迅猛增加，對水體的污染也日趨廣泛和嚴重，威脅人類的健康和安全。由於工業廢水的成分更復雜，有些還有毒性，工業廢水處理比城市污水處理更困難也更重要。怎樣依據工業廢水的特點，有針對性地進行處理？工業廢水處理有何原則，應該如何分類，不同行業的廢水又該如何處理呢？

高濃度有機廢水主要具有以下特點：一是有機物濃度高。COD一般在2 000 mg/L以上，有的甚至高達幾萬乃至幾十萬mg/L，相對而言，BOD較低，很多廢水BOD與COD的比值小於0.3。 二是成分複雜。含有毒性物質廢水中有機物以芳香族化合物和雜環化合物居多，還多含有硫化物、氮化物、重金屬和有毒有機物。 三是色度高，有異味。有些廢水散發出刺鼻惡臭，給周圍環境造成不良影響。 四是具有強酸強鹼性。

工業產生的超高濃度有機廢水中，酸、鹼類眾多，往往具有強酸或強鹼性。一是需氧性危害：由於生物降解作用，高濃度有機廢水會使受納水體缺氧甚至厭氧，多數水生物將死亡，從而產生惡臭，惡化水質和環境。二是感觀性污染：高濃度有機廢水不但使水體失去使用價值，更嚴重影響水體附近人民的正常生活。三是致毒性危害：超高濃度有機廢水中含有大量有毒有機物，會在水體、土壤等自然環境中不斷累積、儲存，最後進入人體，危害人體健康。

高濃度廢水稀釋後用煤粉進行初步混凝、吸附處理，然後用Fenton試劑催化氧化和酸性凝聚，再用煤粉混凝、吸附。經此法處理的廢水，色度和COD可分別去除100%、90%，具有較好的處理效果。吸附後的煤粉用於燃燒，無二次污染，比使用活性炭作吸附劑更經濟。

焚燒法適用於處理高濃度有機廢水。預處理後的廢水經加壓、過濾、計量後送至爐拱上方，由高壓空氣霧化專用噴嘴噴入爐膛蒸發焚燒。該法在保證鍋爐安全運行的條件下，能對高濃度有機廢水徹底處理，其優點是初投資省，運行費用低。若採用專門技術，焚燒效果良好，灰渣及飛灰含碳量均有所降低，對鍋爐出力、效率均無顯著影響。

該法在實際推廣應用中存在的缺點是：①廢水水量受相配鍋爐的限制；②對廢水成分應詳細分析，確保不影響鍋爐本體燃燒；③該法在理論上有待進一步深入研究。

吸附法是用具有很強吸附能力的固體吸附劑，使廢水中的一種或數種組分富集於固體表面的方法。常用的吸附劑有活性炭和樹脂，活性炭再生和洗脱困難；樹脂吸附具有實用範圍廣，不受廢水中無機鹽的影響，吸附效果好，洗脱和再生容易，性能穩定等優點，因而在超高濃度有機廢水處理中，最常用的吸附劑為樹脂吸附劑。樹脂吸附法可用於處理含酚、苯胺、有機酸、硝基物、農藥、染料中間體等廢水，是一種處理有機廢水的有效方法。

SBR污水處理工藝是現代活性污泥法的一種類型，它是在一個設有曝氣及攪拌裝置的反應器內，按照預定的程序，進行充水、生化反應、沉澱、排水、閒置等過程的操作。從充水開始到閒置結束為一個週期。

本技術具有以下特點：

污泥濃度較高、容積負荷大、節省佔地面積;

在一個池中可同時進行好氧和缺氧過程，可同時脱碳和脱氮;

較高的污泥齡，耐高濃度有機物和毒性物質衝擊;

操作負荷靈活、不存在污泥膨脹現象;

自動化程度高、操作人員勞動強度小;

運行費用低。

1、高濃度難降解有機廢水難生物處理的原因分析

高濃度難降解有機廢水難於生物處理的原因,本質上是由其特性決定的，除了在處理時的外部環境條件(如温度、p H值等)沒有達到生物處理的最佳條件外,還有兩個重要的原因,一是由於化合物本身的化學組成和結構,在微生物羣落中,沒有針對要處理的化合物的酶,使其具有抗降解性;二是在廢水中含有對微生物有毒或者能抑制微生物生長的物質(有機物或無機物) ,從而使得有機物不能快速的降解。此類廢水在水質、水量等方面具有以下幾方面的共同特性:

（1）廢水所含有機物濃度高

幾種典型的高濃度有機廢水,如焦化廢水、製藥廢水、紡織/、印染廢水、石油/化工廢水等,其主要生產工段的出水COD濃度一般均在3000～5000mg/ L以上,有的工段出水甚至超過10000 mg/ L ,即使是各工段的混合水,一般也均在2000 mg/ L以上。

（2）有機物中的生物難降解物種類多比例高

這類有機廢水中,往往含有較高濃度的生物難降解物,甚至是生物毒物,且種類較多。如在典型的焦化廢水中,除含有較高濃度的氨氮外,還有苯酚、酚的同系物以及萘、蒽、苯並芘等多環類化合物,及氰化物、硫化物、硫氰化物等;而比較典型的抗生素廢水,則含有較高濃度的SO2 -4、殘留的抗生素及其中間代謝產物、表面活性劑及有機溶媒等。

（3）除有機物外,廢水含鹽濃度較高

此類廢水往往有較高的含鹽量,致使廢水處理的難度加大。如典型的抗生素廢水,其硫酸鹽含量一般均在2000 mg/ L以上,有的甚至高達15000mg/ L。

（4）、各生產工段排水的水質、水量隨時間的波動性大

還以焦化廢水為例,一座中等規模的焦化廠,其水量在一天內可由約10 m3/ h變化到40 m3/ h ,廢水的COD濃度也可由約1000 mg/ L變化到3000mg/ L以上,甚至更高;而製藥廢水除水量隨生產工序的變化而劇烈變化外, COD濃度更是可由每升幾百毫克變化到幾萬毫克。

（5）廢水處理方法本身也存在較大問題

處理這類廢水,多采用生物處理,且以好氧法或好氧法的改進型(如A/ O工藝等)為主,有的也採用厭氧生物處理。從這些工藝在國內外的實際運用情況看,主要存在工藝流程長、外加物(如外加碳源物、調節pH藥劑等)量大且費用高等問題,從而導致整體上單位水量造價和單位水量成本均較高。以焦化廢水為例,較為理想的處理焦化廢水的單位水量成本至少在(人民幣) 10～8元/ m3以上,國外一些公司更是不把處理成本作為第一因素考慮。

2、難降解有機物的主要種類和危害

難降解的有機物種類繁多,來源於各行各業如化工、印染、農藥等,且有潛在的危險。

高含鹽廢水生物處理　高含鹽廢水生物處理流程的選擇高含鹽廢水生物處理流程與普通生物處理流程基本一樣,主要包括調節池、曝氣池、二沉池、污泥迴流、剩餘污泥脱水、投加營養鹽等。 　(1)調節池。含鹽廢水調節池考慮的主要因素是廢水鹽濃度的變化,除生產波動週期、衝擊因素外,應重點考慮水中鹽濃度的變化和如何進行調整,如低含鹽水量的減少或過高含鹽來水的衝擊。 　(2)曝氣池。根據廢水中含鹽類型不同,曝氣池選擇也應有所不同。生物處理含CaCL2較高的廢水,應採用傳統曝氣方式。鈣離子能增加活性污泥的絮體強度,高CaCL2可使污泥中灰分達到40%～50%,污泥密度增加,曝氣池中的污泥濃度可在5000mg/L以上。因此,應採用提升力較大的傳統曝氣、深井曝氣、流化牀曝氣等曝氣方法。曝氣也應選用氣泡較大、提升力較強的散流曝氣器等曝氣方式。不可採用氣泡較小的微孔曝氣器和可變孔曝氣器,防止曝氣孔被無機鹽堵塞,不利於曝氣池的攪動。在水量小於1000m3條件下也可以採用射流曝氣，射流曝氣氧的傳遞效率高，而且不易堵塞曝氣設備。曝氣強度也應大於普通生物處理,在10m3/(m2·h)左右,或用中心管來增加提升和攪拌能力。高含鹽情況下氧的傳遞速度增加對高污泥濃度有利,只要菌膠團不解體,即使產生絲狀菌,污泥也不會上浮流失。含磷營養鹽應注意投加位置,以免產生的磷酸鈣鹽沉澱不僅影響使用效果,而且產生結垢易堵塞管線。　SBR工藝　在用SBR工藝處理高鹽廢水時，由於SBR是瀑氣，沉澱一體，所以在設計的時候要充分考慮到沉澱時間，尤其是在處理含高濃度的鈉鹽的廢水，含鈉鹽的廢水沉澱效果差，故沉澱時間應該相應延長，再就是在為了減少潷水器對沉澱的污泥的干擾，潷水的深度也應該相應減小。在處理鹽度波動較大的廢水的時候，仍然需要設置調節池。