高濃度有機廢水處理技術(shù)進(jìn)展

尚鳴，蔣超，吳鵬飛，吳昱

（上海綠澄環(huán)?？萍加邢薰荆虾?201706）

高濃度有機廢水具有一定的特殊性，處理方法主要有生物處理法和物化處理法。高濃度廢水的生物處理法是運用微生物將水中的污染物進(jìn)行降解，水中的污染物作為微生物的能源和營養(yǎng)，實現(xiàn)廢水凈化的一種方法。生物處理法具有強大的處理能力，運行設(shè)備的自動化程度比較好、具有一定的經(jīng)濟可行性、便于調(diào)控、沒有二次污染等特點，在高濃度有機廢水的處理領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛，是主要的處理方法。物化處理法是使用物理和化學(xué)的原理將高濃度廢水中的污染物去除而轉(zhuǎn)化成無害物質(zhì)的過程，將廢水進(jìn)行充分的處理，具體的處理方法有氧化-吸附法、光化學(xué)混凝法、萃取法、焚燒法、膜分離法、電化學(xué)法、濕式催化氧化法等。物化處理法單獨處理高濃度時，處理成本非常高、處理難度非常大，對控制成本是非常不利的。

1 物理化學(xué)方法

1.1 氧化法

氧化法處理高濃度廢水常見的方法有催化濕式氧化法和電化學(xué)氧化法等。

催化濕式氧化法是在高壓和高溫條件下，將空氣中氧氣、臭氧和過氧化氫作為氧化劑，使用催化劑將高濃度廢水中污染物質(zhì)轉(zhuǎn)化成水和CO2。催化濕式氧化法的氧化速度非?？?、氧化效率高，可以實現(xiàn)毒性較大、難于氧化或者生化法難以降解的有機物實現(xiàn)快速降解[1]。在實驗中使用La（NO3）3、Zr（NO3）4、Cu（NO3）2、ZSM-5和尿素，可以制成CuOZrO2-La2O3/ZSM-5催化劑，可以在有效處理COD中乙酰基丁二酸二甲酯的濃度達(dá)16542mg/L，在反應(yīng)壓力為3.5MPa，反應(yīng)溫度240℃，進(jìn)水pH值時，實現(xiàn)COD的處理率高達(dá)98.6%。

電化學(xué)氧化是催化的電極兩端產(chǎn)生－OH基團，這個基團可以進(jìn)行氧化反應(yīng)，實現(xiàn)水中污染物的去除。電化學(xué)氧化法的作用機理是－OH基團在正負(fù)極的電極上將氧化污染物進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)和電極反應(yīng)中產(chǎn)生的－OH基團當(dāng)作引發(fā)劑，實現(xiàn)污染物的電化學(xué)轉(zhuǎn)化。

1.2 混凝沉淀法

混凝沉淀法是往廢水中投放定量的混凝劑，發(fā)生架橋、脫穩(wěn)等一系列化學(xué)反應(yīng)，將水中的污染物集中起來并將其沉降，通過處理污泥的過程將其去除的方法[2]。這種方法在高濃度有機廢水的深度處理和預(yù)處理中使用效果比較明顯，常見的混凝劑包含聚硅酸復(fù)鹽、聚合硫酸鐵以及粉煤灰混凝劑等。將粉煤灰作為底料，加入一定量的硫酸，制作成粉煤灰混凝劑，將其用在高濃度廢水的處理之中，對氰化物、COD、色度的去除率實現(xiàn)90.65%、58.2%、96.2%。

1.3 焚燒法

焚燒法指的是向高濃度的有機物中加入大量的氧氣、系統(tǒng)操作保持較高的溫度、反應(yīng)系統(tǒng)的攪拌程度較高等條件下，使得反應(yīng)物進(jìn)行充分的氧化分解，將廢水中的有機物轉(zhuǎn)化為CO2、H2O、灰燼，在這個過程中釋放大量的熱量，將有機物進(jìn)行無害化處理。通常情況下焚燒法適用于COD的濃度高于10萬mg/L、粘度低于40mps、熱值高于10467kJ/kg、懸浮物粒度低于40的高濃度的廢水處理之中，處理效率可以高達(dá)92.1%。

2 生物學(xué)方法

2.1 好氧生物法

好氧生物法處理高濃度有機廢水處理主要包含生物膜法和活性污泥法。

活性污泥法是一種利用水力自凈的原理通過人工干預(yù)實現(xiàn)水體凈化的過程，在此過程中活性污泥發(fā)揮著關(guān)鍵的作用，好氧細(xì)菌分解水中的有機污染物。專家模擬完全混合情況下推流模式的活性污泥曝氣池處理制藥廠中產(chǎn)生的有機廢水，水溫控制在27℃～34℃，水力的停留時間大約在8d～10d，DO控制在1mg/L～3mg/L時，COD和TSS的去除率可以高達(dá)91%和94%，處理污染物的效果非常明顯。

生物膜反應(yīng)器由載體、池體和曝氣系統(tǒng)共同組成。載體在水中，廢水經(jīng)過載體時，可以有效截留水中的懸浮物質(zhì)，載體表面可以有效吸附大量的膠結(jié)物質(zhì)，微生物可以在此進(jìn)行繁殖和生活，可以形成生物膜。廢水通過傳質(zhì)過程將有機物傳遞到生物膜的表層，將水層進(jìn)行深層次的凈化。實驗中使用三重循環(huán)生物膜反應(yīng)器處理制藥廠中的高濃度廢水，水力的停留時間在3h、6h、9h時，COD和氨氮的去除率分別是65.2%和73.2%、74.9%和48.3%、66.3%和72.1%。隨著水力停留時間的增加，污染物的處理效果越好，出水水質(zhì)可以保持較好的狀態(tài)。

2.2 厭氧生物法

厭氧生物法是運用兼性厭氧菌和專性厭氧菌進(jìn)行降解有機物的過程。IC反應(yīng)器是比較常見的厭氧生物法之一，廢水在反應(yīng)器內(nèi)從上向下進(jìn)行流動，在此過程中污染物被細(xì)菌吸附并進(jìn)行降解，凈化后的水從反應(yīng)器的上端流出。實驗中運用這種方法處理淀粉廠中的生產(chǎn)廢水，生產(chǎn)廢水中首先收回蛋白，將水質(zhì)的COD控制在6000mg/L～9000mg/L，通過IC反應(yīng)器的處理，COD的處理率達(dá)90%以上，且出水非常穩(wěn)定。

3 結(jié)論

多種廢水的處理技術(shù)對高濃度廢水的處理效果都非常顯著，需要試驗人員進(jìn)行多項試驗和研究，必定會增強高濃廢水處理技術(shù)的進(jìn)展。目前高濃度有機廢水的難度依然會比較多，根據(jù)目前的研究可以合理組合物化、厭氧、好氧等工藝，充分發(fā)揮各個功能工藝，縮短工藝流程，使各個工藝統(tǒng)籌協(xié)調(diào)的運行。