摘要:經過分析大多數高濃度難降解有機工業廢水的特點,指出對“物化(混凝)一兼氧/缺氧/厭氧一好氧”工藝的各個環節進行研究是未來1--5年高濃度難降解有機工業廢水處理技術的實用發展方向.在此基礎上,進一步指出針對高濃度難降解有機工業廢水的專用混凝設備這一研究較少的領域,研制經濟實用的強化棍凝設備,將會成為適合我國國情的高濃度難降解有機工業廢水處理技術的重要發展方向之一
關鍵詞:高濃度廢水:強化混凝:混凝設備
高濃度有機廢水的綜合治理在我國一直未得到根本解決,特別是對難生物降解的高濃度有機廢水的治理更為困難。國外從60年代開始研究高濃度有毒、有害化工廢水治理T:藝,己應用于生產規模的主要是濕式氧化法川、膜分離法、吸附法和焚燒法等,但由十處理費用較高(通常為15^30元/k甚至更高),國內很少有廠家采用并承受。高濃度難降解有機工業廢水國內外近期研究較多的主要有印染/毛紡廢水、化工廢水、中藥廢水、油漆廢水、石化/油類廢水、焦化廢水等。這類廢水CODc,濃度較高,同時不同廢水中還含有如硝基苯類、苯胺類、酚類等各種不同的生物毒害物質;而且混合廢水的BODS/CODS,很低(<0.2),遠小于業界公認的較難生化值0.3和不易生化值0.25.因此,這些廢水系高濃度、有毒、有害、難生化降解的廢水,如采用常規的生化法處理,則容易發生污泥自溶,導致生化處理失敗:所以,此類廢水在生化前必須進行預處理,將廢水中對活性污泥微生物有毒成分去除,并采取必要的方法提高廢水的生化可降解性。
日前一企業排放出的難生化降解的有機廢水一般用二種方法進行處理:一種是采用化學氧化和催化氧化為主的工藝;另一種治理方法是先預處理改變BOD/COD比值然后再采川生化法處理。基于企業對經濟成本的考慮,日前在實際中采用較多的是第二種方法。同時可以進入污水寶獲得更優解決方案。
1預處理生化法處理工藝新進展
生化法由于其經濟、高效,一直以來在有機廢水的二級和深度處理中占有重要的地位,是廢水處理達標排放的重要保障。但因為前述高濃度難降解有機工業廢水的特點,用生化法處理該類廢水時應采取適當的預處理措施,以降低廢水的毒性和負荷、提高廢水的可生化性。黃天寅等陰采用物化一生化組合工藝處理某顏料廠含高濃度有機物、Cu'十和NH3-N的酞臀藍生產廢水,實際運行的出水達到了一級排放標準。孫華等通過對比實驗研究表明混凝沉淀和氧化不可能有效去除染料生產廢水中的有機物,活性炭可以大幅度降低出水有機物濃度,但成木及再生費用較高;而對廢水進行預處理后,再進行好氧處理可以有效去除有機物,能使出水達到排放標準,并且費用較省。肖晶等利用“混凝一膜分離一生化(A/O)”工藝成功地處理了增白劑廠排出的高濃度有機廢水。劉小平等將酸性高、COD濃度高的均酸廢水通過與生鐵屑反應及堿中和沉淀的預處理措施,使COD去除率大于60%,BOD/COD由處理前0.15提高到0.50;預處理后的廢水再與其它低濃度廢水混合,經好氧生化處理能達標排放。李潤良等采用“鐵屑內電解一亞鐵還原氧化一SBR生化”工藝處理DSD酸生產廢水,實驗結果表明用該工藝具有成本低和效果好的優勢。宋秋萍等選用NaOH,FeC13,PAM作為混凝劑混凝預處理玻璃纖維污水,處理后出水BOD/COD由原0.07提高到0.35,COD的去除率達78,再經生化處理后,該廢水可達標排放。
任南琪等對難生物降解的高濃度中藥生產有機廢水進行了混凝沉淀和生物處理試驗研究,證明了難生物降解的廢水通過適當的前期處理后使生化處理變為可行。據Fatma報道,埃及一個生產油漆的化工廠僅使用FeCl3和CaO作為藥劑的混凝沉淀法就能將廢水處理達到當地的排放標準。周萬鵬等采用無機膜一厭氧水解-SBR好氧工藝處理湖南某油脂公司油脂洗滌廢水,經工程運行實踐表明該工藝能使廢水穩定達標排放,解決了油脂廢水處理中的難題。胡小兵等運用過濾式厭氧折流反應器(FABR)對焦化廢水進行處理以提高焦化廢水的可生化性,之后再經好氧處理,廢水的COD和NH3一去除率均可達85%以上。PaulMSutton等用流化床反應器(FBR)對加拿大Algome鋼廠焦化廢水的應用處理進行了研究,2周后流化床反應器出水中酌的去除率達99%.5周后硫氰酸鹽的質量濃度降至5mg/L以下。
上述文獻報道表明,預處理一生化法是國內大多數高濃度難降解有機S業廢水處理工程實踐中的主流方法,也只有預處理一生化法才能較經濟地滿足我國目前所要求的較低排放濃度。同時可以查看中國污水處理工程網更多技術文檔。
2高濃度難降解有機工業廢水處理工藝研究發展方向
高濃度難降解有機工業廢水中污染物分散狀態可分為三類:粗分散系、膠態分散系和高分散系。粗分散系顆粒直徑在。2-2001un,如涂料、纖維雜質等:膠態分散系顆粒直徑在I-500nm,如分散染料、大部分高分子化合物等;高分散系顆粒在0.05-1.5nm,如活性染料,小分子有機物及部分無機物。上述污染物,除高分散系不易形成膠體顆粒外,大部分以膠體狀態或懸浮、乳液狀態存在于污水中。粗分散系顆粒和膠態分散系顆粒是廢水中COD濃度的主要組成部分,占到了廢水中COD總濃度的7090%甚至更多,是這類廢水難生物降解的重要原因。
普通的化學氧化法降解高分子有機物能力有限,催化氧化法效果好但費用較高,而且容易出現催化劑鈍化導致處理效果下降的情況;上述原因使得化學氧化法和催化氧化法在實際工程中并沒有被廣泛采用。目前。在實際工程中采用較多的是以“物化(混凝)一兼氧/缺氧/厭氧一好氧”為主線的工藝。物化處理的手段有:混凝沉降、電凝聚、氣浮、超聲波、活性炭吸附、煤渣過濾、膜過濾、污泥重力沉降等,被普遍采用的主要是混凝沉降、氣浮。生化處理要求水質穩定,條件緩和,不溶性粗分散系少。若直接把高濃度難降解有機工業廢水進入好氧生化系統處理,這類水不溶性物質大量吸附于菌膠團表面后,形成一層隔氧膜,微生物胞外酶又來不及降解大顆粒,致使內層菌種處于厭氧狀態,菌種快速老化、脫落、溶解,使處理效果大幅度下降。因此,“物化(混凝)一兼氧/缺氧/厭氧一好氧”工藝中采用物化(混凝)的目的是去除粗分散系和部分膠態分散系污染物,再用兼氧的水解酸化作用來降解剩余的膠態分散系和部分高分散系污染物使它們成為易被降解的小分子污染物,之后再用好氧生化系統高效降解存在于高分散系中的小分子污染物使之無害化。可以預見,針對“物化(混凝)一兼勻缺氧/厭氧一好氧”工藝的各個環節進行研究是未來1一5年高濃度難降解有機工業廢水處理技術的實用研究發展方向。
3研制強化混凝設備預處理高濃度難降解有機工業廢水
在廢水處理工藝設計時,應如何合理選月J和組合物化一生化處理方法,是一個十分關鍵的問題,直接關系到最終處理效果的優劣:而基建投資的高低,處理成本的大小,也是決定整個處理工程成敗的關鍵。以往的高濃度難降解有機工業廢水研究主要集中在針對最終處理效果的整體工藝優化、生化處理條件和設備的改進、物化處理藥劑和條件的優化上,取得了很好的結果,較大的推進了高濃度難降解有機工業廢水處理技術的進步。但也必須看到,在確保處理效果的前提下,對有效降低基建和處理成木的研究,尤其是針對強化高濃度難降解有機一「業廢水混凝處理效果設備的研究并不多見。
事實上,合適的混凝藥劑、優化的混凝條件和強化混凝設備三者結合,充分發揮強化混凝設備對微細和超微顆粒的碰撞吸附絮凝作用,能將難生物降解的粗分散系顆粒和膠態分散系顆粒或分子量在10000以上的有一機物有效去除,從而提高廢水的nJ生化性,降低后續生化處理系統的負荷,達到最大程度降低基建和處理成木的日的。這里可以參考肖錦等研制的、應用在微污染給水處理中的旋流式絮凝沉淀一體化凈水器的設計思路。該強化混凝設備通過將絮凝和沉淀部分有機結合,使沉淀區域在發揮沉淀作用的同時也成為了第二個絮凝區域,減少了設計絮凝反應時間,延長了實際絮凝反應時間,使凈水器的空間得到了高效使用;而且,凈水器內部的旋轉流速從底部到頂部呈微分形式由大到小遞減,極大地減小了進入凈水器底部的液流和底部旋轉液流及凈水器其余各相鄰部分液流的流速差,減輕了局部過大的剪切力,從而有效消除了破壞絮體成長的無序旋渦,使凈水器的絮凝條件接近于理想的渠道條件,從而有效增大了絮體顆粒的直徑,大幅提高了微細顆粒物和超微顆粒物的吸附去除效果,達到了在縮短沉淀反應時間的同時提高混凝處理效果的目的。
根據廢水自身的特點,將大量在給水處理領域研制強化混凝設備p9.201的思路和經驗,移植、借鑒或改造應用于高濃度難降解有機工業廢水專用強化混凝設備的研制中,是該類廢水混凝預處理設備技術發展的一條捷徑。
4結語
混凝處理是大多數高濃度難降解有機工業廢水處理中關鍵的環節之一,通過混凝,特別是強化混凝,可去掉廢水中絕大部分懸浮物和大部分有機物。因此,改造常規的廢水處理工藝、強化混凝處理過程、研制經濟實用的強化混凝設備,將會成為適合我國國情的高濃度難降解有機工業廢水預處理技術的重要發展方向之一。
參考文獻
[I]R.M.Scrikawa.M.Isaka,Q.So,Usui,T.Nishimura,H.SatoandS.Hamada.Wetelect rolytic oxidationof organic pollutants in waste water treatment.Journal of Applied Electrochemistry.2000,30:875^-883
[21潘志彥,大學學報王泉源,包貞,楊嘩,林春綿,周紅藝,徐強高濃度毛發染料中間體廢水的處理.浙江工業2002,
[3]肖晶,黃小1e30(2):129-133劉活軍,黃姍,張碧紅,劉瑩.混凝膜分離生化(A/0)工藝處理增白劑廠生產廢水環境工程2001,141任南琪。來源:谷騰水網