高浓度有机废水处理是指对工业生产过程中产生的高浓度有机废水进行有效处理的技术手段。常见的处理方法包括氧化-吸附法、焚烧法、吸附法等。
综述
随着工业的发展,废水的种类和数量不断增加,对水体的污染日益严重,尤其是工业废水,因其成分复杂,可能含有毒性物质,处理起来更具挑战性和重要性。如何根据工业废水的特点进行针对性处理,遵循相应的处理原则,对于保护人类健康和环境至关重要。
水质特点
高浓度有机废水通常具有以下特征:有机物浓度高,常达数千至数十万mg/L,而BOD相对较低,BOD/COD比值通常低于0.3。废水成分复杂,包含多种有毒物质,如芳香族化合物、杂环化合物、硫化物、氮化物、重金属等。此外,废水颜色较深,气味刺鼻,有时会对周围环境造成负面影响。废水还可能具有强酸强碱性质。
危害
高浓度有机废水的危害主要表现在三个方面:首先,由于生物降解作用,废水可能导致受纳水体缺氧,进而引发水生物死亡,破坏水质和生态环境。其次,废水的感官污染会影响水体的使用价值和周边居民的生活。最后,废水中的有毒有机物会积累在水体和土壤中,最终通过食物链进入人体,危及人体健康。
处理方法
氧化-吸附法
高浓度废水经过稀释和煤粉混凝、吸附处理后,利用Fenton试剂催化氧化和酸性凝聚,再次进行煤粉混凝、吸附。这种方法能够有效地去除废水中的色度和COD,实现良好的处理效果。吸附后的煤粉可以用于燃烧,不会产生二次污染,且相较于活性炭吸附更为经济。
焚烧法
焚烧法适用于处理高浓度有机废水。经过预处理的废水通过加压、过滤、计量后,送入炉拱上方,借助高压空气雾化专用喷嘴喷入炉膛蒸发焚烧。这种处理方法的优点在于初始投资少,运营费用低。如果采用先进技术,焚烧效果佳,灰渣和飞灰的含碳量也会降低,对锅炉出力和效率影响不大。然而,焚烧法的应用也存在一些局限性,如废水流量受限于配套锅炉的能力,废水成分需仔细分析以确保不影响锅炉本体燃烧,以及理论上仍需进一步深入研究。
吸附法
吸附法利用具有强大吸附能力的固体吸附剂,如活性炭和树脂,使废水中的一种或数种组分浓缩于固体表面。树脂吸附法尤其适合处理含酚、苯胺、有机酸、硝基物、农药、染料中间体等废水,是一种有效的有机废水处理方法。树脂吸附剂具有适用范围广、不受废水中无机盐影响、吸附效果好、洗脱和再生容易、性能稳定等特点。
SBR处理
SBR污水处理工艺是一种现代化的活性污泥法,其特点是污泥浓度高、容积负荷大、节省占地面积;在同一反应器中可同时进行好氧和缺氧过程,实现脱碳和脱氮;污泥龄较长,耐受高浓度有机物和毒性物质冲击;操作负荷灵活,不存在污泥膨胀现象;自动化程度高,操作人员劳动强度小;运行费用低。
难以生物处理
原因分析
高浓度难降解有机废水难以生物处理的原因主要有两方面:一方面,化合物自身的化学组成和结构决定了其抗降解性,因为微生物群落中缺乏特定的酶;另一方面,废水中可能存在对微生物有毒或抑制其生长的物质。此类废水在水质、水量等方面表现出如下共性:有机物浓度高,生物难降解物种类多且比例高,含盐浓度高,以及水质、水量随时间波动幅度大。此外,现有的生物处理方法本身也存在问题,如流程长、外加物量大且费用高等。
主要种类和危害
难降解有机物种类多样,来源广泛,如化工、印染、农药等行业,且具有潜在危险。
一般处理工艺
调节池
高含盐废水的调节池设计应着重考虑废水盐浓度的变化,特别是水中盐浓度的变化及其调整。调节池的设计应适应生产波动周期和冲击因素,同时也应考虑水中盐浓度的变化和如何进行调整。
曝气池
根据废水中含盐类型的差异,曝气池的选择也应有所不同。生物处理含CaCl2较高的废水,宜采用传统曝气方式。钙离子能增强活性污泥的絮体强度,高CaCl2可使污泥中灰分达到40%~50%,污泥密度增加,曝气池中的污泥浓度可在5000mg/L以上。因此,应采用提升力较大的传统曝气、深井曝气、流化床曝气等曝气方法。曝气也应选用气泡较大、提升力较强的散流曝气器等曝气方式。不可采用气泡较小的微孔曝气器和可变孔曝气器,防止曝气孔被无机盐堵塞,不利于曝气池的搅动。在水量小于1000m3条件下也可以采用射流曝气,射流曝气氧的传递效率高,而且不易堵塞曝气设备。曝气强度也应大于普通生物处理,在10m3/(m2·h)左右,或用中心管来增加提升和搅拌能力。高含盐情况下氧的传递速度增加对高污泥浓度有利,只要菌胶团不解体,即使产生丝状菌,污泥也不会上浮流失。含磷营养盐应注意投加位置,以免产生的磷酸钙盐沉淀不仅影响使用效果,而且产生结垢易堵塞管线。
SBR工艺
在用SBR工艺处理高盐废水时,由于SBR是瀑气,沉淀一体,所以在设计的时候要充分考虑到沉淀时间,尤其是在处理含高浓度的钠盐的废水,含钠盐的废水沉淀效果差,故沉淀时间应该相应延长,再就是在为了减少滗水器对沉淀的污泥的干扰,滗水的深度也应该相应减小。在处理盐度波动较大的废水的时候,仍然需要设置调节池。