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高浓度有机废水的性质和来源不一样,其管理技术也不一样。通常依据高浓度有机废水的性质和来源能够分为三大类:第一类为不含有害物质且易于生物降解的高浓度有机废水,如食品工业废水;第二类为含有有害物质且易于生物降解的高浓度有机废水,如局部化学工业和制药业废水;第三类为含有有害物质且不易于生物降解的高浓度有机废水,如有机化学合成工业和农药废水。
本文汇总了国内外高浓度有机废水的主要处置技术,主要包括物化、化学、生物处置技术并剖析了各种办法和工艺的优缺陷及其研讨现状。重点对生物处置技术中MBR、A-B工艺、UASB、SBR工艺实现重点研讨、归结总结其优缺陷。
高浓度有机废水来源
高浓度有机废水普通是指由造纸、皮革及食品等行业排出的COD在2 000 mg/ L以上的废水。这些废水中含有大量的碳水化合物、脂肪、蛋白质、纤维素等有机物,假如直接排放,会形成严重污染。高浓度有机废水按其性质来源可分为三大类:
(1)易于生物降解的高浓度有机废水;
(2)有机物能够降解,但含有害物质的废水;
(3)难生物降解的和有害的高浓度有机废水。
高浓度有机废水水质特性
(1)有机物浓度高。COD普通在2 000 mg/L以上,有的以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。
(2)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。
(3)色度高,有异味。有些废水分发出刺鼻恶臭,给四周环境形成不良影响。
(4)具有强酸强碱性。
高浓度有机废水危害
高浓度有机污水主要有以下3种危害:
①需氧性危害。由于生物降解作用,高浓度有机污水会使受纳水体缺氧以至厌氧,多数水生物将死亡,从而产生恶臭,恶化水质和环境。
②感观性污染。高浓度有机污水不但使水体失去运用价值,更严重影响到水体左近人民的正常生活。
③致毒性危害。高浓度有机污水中含有大量有毒有机物,会在水体、土壤等自然环境中不时累积、贮存,最后进入人体,从而危害人体安康。
高浓度有机废水处置技术
高浓度有机工业废水处理技术粗略分为3类:物化处置技术、化学处置技术以及生物处置技术。
1、 物化处置技术
物化法常作为一种预处置的手腕应用于有机废水处置,预处置的目的是经过回收废水中的有用成分,或对一些难生物降解物实现处置,从而到达去除有机物,进步生化性,降低生化处置负荷,进步处置效率。普通常用的物化法有萃取法、吸附法、浓缩法、超声波降解法等。
萃取法
在众多的预处置办法中,萃取法具有效率高、操作简单、投资较少等特性。特别是基于可逆络合反响的萃取别离办法,对极性有机稀溶液的别离具有高效性和高选择性,在难降解有机废水的处置方面具有宽广的应用前景。
溶剂萃取法应用难溶或不溶于水的有机溶剂与废水接触,萃取废水中的非极性有机物,再对负载后的萃取剂进一步处置。近年来为了防止有机溶剂对环境的污染,又开发了超临界二氧化碳萃取。该法简单易行,适于处置有回收价值的有机物,但只能用于非极性有机物,被萃取的有机物和萃取后的废水需求进一步处置,有机溶剂还可能形成二次污染。萃取只是一个污染物的物理转移过程,而非真正的降解。
由清华大学开发的萃取一反萃取体系,能够应用于多种染料与中间体废母液资源回收,对染料中间体的回收率达90%以上,脱色效果也到达同样程度,正在逐渐推行于染料废水的管理工程中。
吸附法
吸附剂的品种很多,有活性炭、大孔树脂、活性白土、硅藻土等。
在有机废水中常用的吸附剂有活性炭和大孔树脂。固然活性炭具有较高的吸附性,但由于再生艰难、费用高而在国内较少运用。例如将活性炭投加到难降解染料废水的实验容器中,当活性炭的投加浓度为200mg/L时,色度的去除率为77%;而投加质量浓度增加到400mg/L时,色度的去除率到达86%。
浓缩法
浓缩法是应用某些污染物溶解度较小的特性,将大局部水蒸发使污染物浓缩并别离析出的办法。浓缩法操作简单,工艺成熟,并能完成有用物质的局部回收,合适于处置高浓度含盐有机废水。该法的缺陷是能耗高,如有废热可用或降低能耗,则该法是可行的。
超声波降解
采用超声波降解水体中有机污染物,特别是难降解有机污染物,是20世纪90年代兴起的新型水污染控制技术。该技术应用超声辐射产生的空化效应,将水中的难降解有机污染物合成为环境能够承受的小分子物质,不只操作烦琐、降解速度快,还能够单独或与其它水处置技术结合运用,是一种极具产业前景的清干净化办法。它集高级氧化技术、燃烧、超临界水氧化等多种水处置技术的特性于一身,具有反响条件温和、速度快、适用范围广等特性,能够单独或与其它技术结合运用,具有很大的开展潜力。超声波能在水中惹起空化,产生约4 000 K和100 MPa的霎时部分高温高压环境(热点) ,同时以约110m/ s的速度产生具有激烈冲击力的微射流和冲击波。水分子在热点到达超临界状态,并合成成羟基自在基、超氧基等,羟基自在基是目前所发现的最强的氧化剂。有机物在热点发作化学键断裂、水相熄灭、高温合成、超临界水氧化、自在基氧化等反响。这些效应加上声场中的质点振动、次级衍生波等为有机物提供了其他办法难以到达的多种降解途径。
2 、化学处置技术
化学处置技术是应用化学原理和化学作用将废水中的污染物成分转化为无害物质,使废水得到净化的办法。化学氧化法分为两大类,一类是在常温常压下应用强氧化剂(如过氧化氢、高锰酸钾、次氯酸盐、臭氧等)将废水中的有机物氧化成二氧化碳和水;另一类是在高温高压下合成废水中有机物,包括超临界水氧化和湿空气氧化工艺,所用的氧化剂通常为氧气或过氧化氢,普通采用催化剂降低反响条件,加快反响速率。化学氧化法反响速度快、控制简单,但本钱较高,通常难以将难降解的有机物一步氧化到无机物质,而且目前对中间产物的控制的研讨较少。该技术也常常作为生化处置的预处置办法运用。其主要的办法有燃烧法、Fenton氧化法、臭氧氧化法、电化学氧化法等。
燃烧法
燃烧法应用燃料油、煤等助燃剂将有机废水单独或者和其他废物混合熄灭,燃烧炉可采用各种炉型。效率高,速度快,能够一步将有害废水中有机物彻底转化为二氧化碳和水。但设备投资大,处置本钱高,除某些特殊废水(如医院废水)以外难以采用。
Fenton氧化法
Fenton试剂具有很强的氧化才能,因而Fen2ton氧化法在处置废水有机物过程中发挥了宏大的作用。但由于体系中含有大量的Fe2+离子,H2O2的应用率不高,使有机物降解不完整。后来,人们对传统的Fenton氧化法实现了改良。如光助反响就是在反响体系中辅以紫外线和可见光,在低浓度亚铁离子、理论双氧水参加量、紫外线和可见光的汞灯的映照下,反响0. 5 h ,溶解性有机碳去除率高达90 %。郁志勇等用UV +Fenton法对氯酚混合液实现处置,在1 h内COD去除率到达83.2 %。
臭氧氧化法
臭氧在水处置方面具有氧化才能强,反响速度快,不产生污泥,无二次污染等特性,在去除合成洗濯剂以及降低水中的BOD、COD等方面都具有特殊的效果。臭氧对难降解有机物的氧化通常是使其环状分子的局部环或长链分子局部断裂,从而使大分子物质变成小分子物质,生成易于生化降解的物质,进步废水的可生化性。臭氧氧化技术在难生物降解有机废水处置过程中常作为预处置。研讨发现,臭氧氧化法对多数染料能获得很好的脱色效果,但对硫化、复原、涂料等不溶于水的染料脱色效果较差。
电化学氧化法
电化学氧化又称电化学熄灭,它是在电极外表的电氧化作用下或由电场作用而产生的自在基作用下使有机物氧化。电化学氧化分为直接电化学氧化和间接电化学氧化。直接电化学氧化是使难降解有机物在电极外表发作氧化复原反响。目前,已证明对氯苯酚、五氯化酚均可在阳极上彻底合成。Hwang B J等报道了电化学处置含氯有机物的有效性,并胜利天时用PbO2/聚吡咯复合电极去除废水中的氯离子。阴极复原过程已被用于一氯乙烷、三氯乙烷和芳香氯化物等的脱氯处置。间接电化学氧化就是应用电化学反响产生氧化剂或复原剂使污染物降解的一种办法。据报道,采用电解生成次氯酸盐氧化剂,可氧化去除氨氮及难降解的有机污染物。