高浓度有机废水处理

高浓度有机废水介绍 1 高浓度有机废水水质特点
高浓度有机废水主要具有以下特点： 一是有机物浓度高。COD一般在2 000 mg/L以上，有的甚至高达几万乃至几十万mg/L，相对而言，BOD较低，很多废水BOD与COD的比值小于0.3。 二是成分复杂。含有毒性物质废水中有机物以芳香族化合物和杂环化合物居多，还多含有硫化物、氮化物、重金属和有毒有机物。 三是色度高，有异味。有些废水散发出刺鼻恶臭，给周围环境造成不良影响。 四是具有强酸强碱性。2 高浓度有机废水的危害 工业产生的超高浓度有机废水中，酸、碱类众多，往往具有强酸或强碱性。 一是需氧性危害：由于生物降解作用，高浓度有机废水会使受纳水体缺氧甚至厌氧，多数水生物将死亡，从而产生恶臭，恶化水质和环境。 二是感观性污染：高浓度有机废水不但使水体失去使用价值，更严重影响水体附近人民的正常生活。 三是致毒性危害：超高浓度有机废水中含有大量有毒有机物，会在水体、土壤等自然环境中不断累积、储存，最后进入人体，危害人体健康。高浓度有机废水处理方法氧化-吸附法
高浓度废水稀释后用煤粉进行初步混凝、吸附处理，然后用Fenton试剂催化氧化和酸性凝聚，再用煤粉混凝、吸附。经此法处理的废水，色度和COD可分别去除100%、90%，具有较好的处理效果。吸附后的煤粉用于燃烧，无二次污染，比使用活性炭作吸附剂更经济。
焚烧法
焚烧法适用于处理高浓度有机废水。预处理后的废水经加压、过滤、计量后送至炉拱上方，由高压空气雾化专用喷嘴喷入炉膛蒸发焚烧。该法在保证锅炉安全运行的条件下，能对高浓度有机废水彻底处理，其优点是初投资省，运行费用低。若采用专门技术，焚烧效果良好，灰渣及飞灰含碳量均有所降低，对锅炉出力、效率均无显着影响。
该法在实际推广应用中存在的缺点是：①废水水量受相配锅炉的**；②对废水成分应详细分析，确保不影响锅炉本体燃烧；③该法在理论上有待进一步深入研究。
吸附法
　　吸附法是用具有很强吸附能力的固体吸附剂，使废水中的一种或数种组分富集于固体表面的方法。常用的吸附剂有活性炭和树脂，活性炭再生和洗脱困难；树脂吸附具有实用范围广，不受废水中无机盐的影响，吸附效果好，洗脱和再生容易，性能稳定等优点，因而在超高浓度有机废水处理中，最常用的吸附剂为树脂吸附剂。树脂吸附法可用于处理含酚、苯胺、有机酸、硝基物、农药、染料中间体等废水，是一种处理有机废水的有效方法。
多相催化氧化工艺处理高浓度有机废水
1 工艺背景
　　多相催化氧化工艺是在石油化工和精细化工中广泛应用的催化方法，它的出现主要是为了解决均相催化系统的催化剂须定时添加并容易在反应中流失的问题。由于多相催化氧化系统中催化剂是附载在机械强度高和具有化学惰性的多孔材料上，这样就避免了催化剂的流失，同时多孔材料为催化剂提供了巨大的比表面积，使得催化反应在单位时间内有更高的效率。九年前，日本的科学家就开始把多相催化氧化工艺用于废水治理中，并产生了意想不到的效果。
2 工艺原理
　　在化工行业中使用的多相催化材料的催化方向是有指向性的，为的是加速某种化学反应，而我们现在应用在废水处理中的多相催化氧化工艺主要目的是通过催化生成OH羟基自由基的链式反应，因为OH羟基自由基是仅次于氟的强氧化剂，可以对范围很广的有机物进行无选择氧化，在必要的条件下将会使有机污染物矿化成二氧化碳和水，还可以使无机物氧化或转换。
　　为了使该种多相催化材料的性质稳定，催化材料的主催化活性组分是适量的Pt等稀贵金属，辅助组分则是过渡金属的氧化物和盐类。主催化Pt组分有着天然的高催化活性，而辅助组分可以帮助Pt组分催化剂恢复活性，同时提供了广泛的催化方向。
3 工艺应用
　　多相催化氧化工艺在高浓度有机废水处理中是以多相催化氧化反应器的形式出现，并需根据不同水质和环境添加不同的氧化剂，如空气，臭氧，双氧水，二氧化氯等，氧化剂的加入会加快OH羟基自由基的生成和对有机物的氧化。此项工艺近几年在国外被广泛应用于印染，制药，造纸和化工等高难度有机废水的预处理中。多相催化氧化工艺对CODcr去除，脱色以及提高废水的可生化性有着显着的效果。如在印染废水处理中，其脱色效率高达75%-95%之间，同时可以去除50%-80%的CODcr，提高B/C比至0.45以上。在对CODcr超过15万的农药废水处理中，多相催化氧化工艺也体现了极高的效率，经过2小时的反应其CODcr去除率可达90%以上，且废水性状发生很大的变化，最明显的是B/C比由0提高到0.3以上，废水的可生化性加强，从而使后级生化处理达标排放成为可能。
　　多相催化氧化工艺中的催化氧化材料具有高稳定性，所以使用周期可达五年以上，并且安装操作简单，运行经济可靠。该工艺最大的优点是可以附加于任何传统处理工艺，因此对高浓度废水原处理工艺的改造有着其他工艺无法比拟的独特优势。以下是加入了多相催化氧化工艺的印染废水处理工艺流程：

4 印染废水处理
印染、纺织作为一个劳动力密集型、耗水量大、污染严重的行业，在发达国家的发展空间越来越小，许多发达国家都把印染厂迁移到象中国这样的发展中国家，加上我国原有的、为数众多的印染厂，印染行业已成为我国的一个污染大户。
印染废水中悬浮物含量高，物化处理污泥产量大，污泥处理成本高；印染废水可溶性、难降解有机物含量高，处理达标难度大；印染废水排放量大，对接受水体会造成较大影响。处理成本＜特别是物化处理工艺污泥处理成本＞高、处理效果差，绝大多数处理设备均未正常运行。
多相催化氧化工艺处理印染废水技术是针对传统处理工艺的缺点开发出的物理吸附化学氧化处理技术。整个系统完全采用融碳离子催化剂处理技术，无须采用混凝气浮等工艺，因而污泥产量低，大大降低污泥处理成本。
融碳离子催化剂把难降解有机物的含量大幅度降低，处理效果好、容积负荷高，脱色效率高可达97%，因而构筑物体积小，占地面积少，一次性投资低。加上高效生化，废水处理后出水水质达到国家综合排放标准一级一类。

ALAO系统处理高浓度有机废水
1 简介
厌氧-低氧-厌氧-好氧一体化废水处理系统（Anarebic-Low oxic-Anareobic system， 简称ALAO system），该系统将厌氧，低氧，厌氧，好氧等操作单元组合在一起，处理效率更高，占地面积更少，投资更省，运行费用更低。
2 工艺流程
3 主要技术特点
(1)ALAO一体化系统是江南大学（原无锡轻工大学）近年来开发成功的高浓度有机废水生物治理专利技术。该技术将厌氧处理、低氧处理和好氧处理组合在一起，能为不同微生物降解有机物创造最适环境。该技术以能耗较低的厌氧处理为主，高浓度有机废水经两级厌氧和一级低氧处理，可去除废水中的绝大部分有机物质，大幅度降低好氧处理负荷，因而运行费用低。
(2)采用近年来开发成功的UASB为第一级厌氧处理反应器，UASB或EGSB为第二级厌氧处理反应器，处理效率高，并可回收大量沼气用于锅炉燃烧或民用等。
(3)废水经第一级UASB反应器处理之后，其所含的COD大部分为难厌氧降解的物质，因此，在进行第二级UASB或EGSB厌氧处理之前，废水先经低氧反应器“新型气升式反应器”进行初步水解、氧化和部分降解，为UASB或EGSB进行第二级厌氧处理创造条件。新型气升式反应器为近年来开发成功的专利技术，占地面积省，处理效率较好，并可与UASB、EGSB建成共壁结构，节省建筑费用。
(4)好氧反应器采用接触氧化工艺，可将废水中难降解的物质彻底降解，使废水达标排放。
(5)整个反应系统采用组合式设计，节省建筑面积40%，节省建设费用30%，沼气回收增加20%，总运行费用可下降20%以上。
结合法处理高浓度有机废水
1 物化+生化法
洗毛废水是一种高浓度、富含大分子(长链状或环状)有机物，须作特殊断链处理的特殊废水。同时洗毛废水富含羊毛脂，油脂量高达0.8%-2.6%，含泥沙量1%-3%，加上废水中含碱、皂、表面活性剂，易形成乳浊液，为碱性乳化废水。由于BOD。和COD值高，加上排放量不定量，排放不定时，采用传统处理方式或单一处理工艺，都不可能达到净化目的和排放标准。针对这种特殊情况，广东南海品德毛条厂采用预处理、物化和生化的多级处理技术，使废水经处理后，达到较为理想的效果。
洗毛废水经预处理后，用泵抽到曝气沉砂调节鸽，使不同时间排出的高浓度废水和低浓度废水混合均匀后再进入三效反应器，整个过程必须注意各处理工序的浓度控制，按各工序所要求处理浓度指标进行调整，如物化工序要求把浓度指标由COD，在15000mg/L-20000mg/L之间，调整为10000mg/L-12000mg/L。厌氧工序仍需相应调整浓度指标，保证厌氧进水(即物化出水)COD：在140omg/l以下，目的在于提高该工序的去除率，调节浓度指标的稀释水来源于清水池的回流水。根据污水中的有机物质成分，采用硫酸铝作混凝剂，聚丙烯酞胺作助凝剂，在物化中CODcr去除率可达90%以上，可使CODcr降至1000mg/L-1500mg/L。
2 厌氧+好氧工艺
工艺中，厌氧可采用UASB、ABR等，好氧则采用SBR、接触氧化、活性污泥等方法．以处理印染退浆废水为例，其工艺流程图为：
3 电解催化+好氧工艺
　　该工艺是利用电解催化氧化作用对废水进行前期的预处理，降低COD，提高可生化性、去除有毒物质。以处理抗生素废水为例子，其处理工艺流程为：
催化氧化法处理高浓度有机废水
该方法是在高效表面催化剂存在的条件下，利用二氧化氯在常温常压下氧化高浓度有机废水。

在降解COD的过程中，打断有机分子中的双键发色团，如偶氮基、硝基、硫化羰基、碳亚氨基等，达到彻底脱色的目的，同时有效提高BOD5/COD值。一般的高浓度有机化工废水色度高，有机物难以降解。采用“物化-催化氧化-生化”处理方法，可使高浓度有机化工废水达标。与其他厌氧生物处理装置相比，UASB以其处理能力强，处理效果好，操作简单等特点，正越来越受到人们的青睐，在处理悬浮物含量少的高浓度有机废水方面正发挥着越来越重要的作用。
与好氧法相比，厌氧法处理高浓度有机废水具有以下优点：①剩余污泥量少，污泥易于脱水，需营养少；②不需曝气所需的能量；③甲烷作为产物，是一种有用的终产物；④能在较高的负荷下运行；⑤活性厌氧污泥能保存几个月。
厌氧生物法处理高浓度有机废水
厌氧生物处理法是利用兼性厌氧菌和专性厌氧菌来降解有机物。大分子的有机物首先被水解成低分子化合物，然后被转化成CH4和CO2等。 自20世纪70年代以来，我国在研究和开发处理高浓度有机废水的厌氧水解、厌氧消化技术方面取得了显着成绩，其优点是运行费用低。厌氧水解法、厌氧接触法、厌氧生物滤池、升流式厌氧污泥床、厌氧流化床等已被广泛用于处理高浓度有机废水。
1 厌氧滤池(AF)
AF是美国斯坦福大学的2位学者首先研制的。装置中填满了砂砾、卵石、塑料或纤维等，厌氧微生物附着在填料的巨大表面上，可维持较高的生物量和较少的SRT。一般采用上流式，在中温条件下也可采用下流式。表1为国内外AF商业应用效果。
2 升流式厌氧污泥床(UASB)
UASB是荷兰农业大学几名教授在AF基础上发展起来的，其特点是反应器的上部设置1个气、固、液三相分离器，混合液中的污泥能自动回到反应区以维持较多的生物量和较长的SRT，整个反应器由反应区和沉淀区两部分组成。从表2可以看出，UASB具有很高的容积负荷率和污泥负荷率。
好氧生物法处理高浓度有机废水 好氧生物法一般用于处理低浓度有机废水，但近年来有人研制出一些高效的好氧生物处理工艺，可用于处理高浓度有机废水，如深井曝气和好氧流化床等。在特定条件下，如场地面积小，可以考虑应用深井曝气法；某些含有抑制厌氧菌物质的废水，可采用高效好氧处理装置。
1 深井曝气法(DSP)
常见的深井曝气法处理工艺流程如图2所示。
DSP是20世纪70年代初，英国皇家化学工业公司在进行利用好氧细菌生产单细胞蛋白的研究时派生出来的一种工艺。它改变了传统生化法处理污水时氧的转移率，增大氧气与液膜的接触面积，提高了氧的饱和浓度及其利用率，具有很好的处理效果。DSP法利用深井中的静水压力把氧的转移率从传统曝气法的5%-15%提高到60%-90%。此外，还具有产泥量少，不受气温影响，不产生污泥膨胀，占地面积小、效能高、能耗低、耐冲击负荷性能好、操作简单、易于管理、投资少等优点。因此，它广泛应用于现代化学合成工业的高浓度有机废水的治理，如塑料、合成纤维、合成橡胶、洗涤剂、染料、溶剂、涂料、农药、食品添加剂、药品等工业。
2 好氧生物流化床法(ABFB)
ABFB法是澳大利亚科学家于20世纪70年代初开发的工业废水生物处理工艺。这种工艺的特点是反应器内填料的表面积超过3 300 m2/m3，生物膜量可达10-40 g/L，比普通活性污泥法高1个数量级。因此，该工艺具有效能高、占地少、投资省等优点。但由于要使填料流化，必须进行出水循环，并保持反应器内具有一定的流速，从而增加了运行的复杂性。目前，国内利用ABFB处理高浓度有机废水尚处于实验阶段，工程应用并不多。
光化学混凝法处理高浓度有机废水光化学混凝法是通过紫外光照射产生自由基而引发聚合反应，使废水中小分子有机物转化为大分子悬浮物，继而混凝沉淀去除。该法投资仅为湿式氧化法的1/8-1/5，反应在常压下进行，易于操作，催化剂用量仅为光催化氧化法的1/10，对废水有机物浓度和BOD5/COD值没有**。光化学混凝法处理流程如图1所示。
其中光化学反应箱内壁用氯磺化聚酯漆进行了防腐处理，并设可调加热装置。待处理废水进入均质槽(必要时调节pH)，经流量计计量、加热器加热，然后进入光化学反应箱。向箱内加入催化剂，反应温度控制在40-45℃。废水在光化学反应箱中停留30 min，经紫外光照射并发生聚合反应。反应箱的出水进入混凝沉淀槽，加入混凝剂进行混凝沉淀，再经过滤装置过滤后排出。用此法处理不饱和聚酯废水，COD总去除率为91.9%，可回收残液22%，残液中主要含酯类化合物，可用来生产低档树脂类产品。与焚烧法相比，该技术具有能耗低，一次性投资费用少等优点。