高濃度有機廢水主要處理技術 看這篇匯總就夠了!

2020-12-05 中國水網

高濃度有機廢水的性質和來源不一樣,其治理技術也不一樣。通常根據高濃度有機廢水的性質和來源可以分為三大類:第一類為不含有害物質且易於生物降解的高濃度有機廢水,如食品工業廢水;第二類為含有有害物質且易於生物降解的高濃度有機廢水,如部分化學工業和製藥業廢水;第三類為含有有害物質且不易於生物降解的高濃度有機廢水,如有機化學合成工業和農藥廢水。

本文匯總了國內外高濃度有機廢水的主要處理技術,主要包括物化、化學、生物處理技術並分析了各種方法和工藝的優缺點及其研究現狀。重點對生物處理技術中MBR、A-B工藝、UASB、SBR工藝進行重點研究、歸納總結其優缺點。

高濃度有機廢水來源

高濃度有機廢水一般是指由造紙、皮革及食品等行業排出的COD在2 000 mg/ L以上的廢水。這些廢水中含有大量的碳水化合物、脂肪、蛋白質、纖維素等有機物,如果直接排放,會造成嚴重汙染。高濃度有機廢水按其性質來源可分為三大類:

(1)易於生物降解的高濃度有機廢水;

(2)有機物可以降解,但含有害物質的廢水;

(3)難生物降解的和有害的高濃度有機廢水。

高濃度有機廢水水質特點

(1)有機物濃度高。COD一般在2 000 mg/L以上,有的甚至高達幾萬乃至幾十萬mg/L,相對而言,BOD較低,很多廢水BOD與COD的比值小於0.3。

(2)成分複雜。含有毒性物質廢水中有機物以芳香族化合物和雜環化合物居多,還多含有硫化物、氮化物、重金屬和有毒有機物。

(3)色度高,有異味。有些廢水散發出刺鼻惡臭,給周圍環境造成不良影響。

(4)具有強酸強鹼性。

高濃度有機廢水危害

高濃度有機汙水主要有以下3種危害:

①需氧性危害。由於生物降解作用,高濃度有機汙水會使受納水體缺氧甚至厭氧,多數水生物將死亡,從而產生惡臭,惡化水質和環境。

②感觀性汙染。高濃度有機汙水不但使水體失去使用價值,更嚴重影響到水體附近人民的正常生活。

③致毒性危害。高濃度有機汙水中含有大量有毒有機物,會在水體、土壤等自然環境中不斷累積、儲存,最後進入人體,從而危害人體健康。

高濃度有機廢水處理技術

高濃度有機廢水處理技術粗略分為3類:物化處理技術、化學處理技術以及生物處理技術。

1、 物化處理技術

物化法常作為一種預處理的手段應用於有機廢水處理,預處理的目的是通過回收廢水中的有用成分,或對一些難生物降解物進行處理,從而達到去除有機物,提高生化性,降低生化處理負荷,提高處理效率。一般常用的物化法有萃取法、吸附法、濃縮法、超聲波降解法等。

萃取法

在眾多的預處理方法中,萃取法具有效率高、操作簡單、投資較少等特點。特別是基於可逆絡合反應的萃取分離方法,對極性有機稀溶液的分離具有高效性和高選擇性,在難降解有機廢水的處理方面具有廣闊的應用前景。

溶劑萃取法利用難溶或不溶於水的有機溶劑與廢水接觸,萃取廢水中的非極性有機物,再對負載後的萃取劑進一步處理。近年來為了避免有機溶劑對環境的汙染,又開發了超臨界二氧化碳萃取。該法簡單易行,適於處理有回收價值的有機物,但只能用於非極性有機物,被萃取的有機物和萃取後的廢水需要進一步處理,有機溶劑還可能造成二次汙染。萃取只是一個汙染物的物理轉移過程,而非真正的降解。

由清華大學開發的萃取一反萃取體系,可以應用於多種染料與中間體廢母液資源回收,對染料中間體的回收率達90%以上,脫色效果也達到同樣水平,正在逐步推廣於染料廢水的治理工程中。

吸附法

吸附劑的種類很多,有活性炭、大孔樹脂、活性白土、硅藻土等。

在有機廢水中常用的吸附劑有活性炭和大孔樹脂。雖然活性炭具有較高的吸附性,但由於再生困難、費用高而在國內較少使用。例如將活性炭投加到難降解染料廢水的試驗容器中,當活性炭的投加濃度為200mg/L時,色度的去除率為77%;而投加質量濃度增加到400mg/L時,色度的去除率達到86%。

濃縮法

濃縮法是利用某些汙染物溶解度較小的特點,將大部分水蒸發使汙染物濃縮並分離析出的方法。濃縮法操作簡單,工藝成熟,並能實現有用物質的部分回收,適合於處理高濃度含鹽有機廢水。該法的缺點是能耗高,如有廢熱可用或降低能耗,則該法是可行的。

超聲波降解

採用超聲波降解水體中有機汙染物,尤其是難降解有機汙染物,是20世紀90年代興起的新型水汙染控制技術。該技術利用超聲輻射產生的空化效應,將水中的難降解有機汙染物分解為環境可以接受的小分子物質,不僅操作簡便、降解速度快,還可以單獨或與其它水處理技術聯合使用,是一種極具產業前景的清潔淨化方法。它集高級氧化技術、焚燒、超臨界水氧化等多種水處理技術的特點於一身,具有反應條件溫和、速度快、適用範圍廣等特點,可以單獨或與其它技術聯合使用,具有很大的發展潛力。超聲波能在水中引起空化,產生約4 000 K和100 MPa的瞬間局部高溫高壓環境(熱點) ,同時以約110m/ s的速度產生具有強烈衝擊力的微射流和衝擊波。水分子在熱點達到超臨界狀態,並分解成羥基自由基、超氧基等,羥基自由基是目前所發現的最強的氧化劑。有機物在熱點發生化學鍵斷裂、水相燃燒、高溫分解、超臨界水氧化、自由基氧化等反應。這些效應加上聲場中的質點振動、次級衍生波等為有機物提供了其他方法難以達到的多種降解途徑。

2 、化學處理技術

化學處理技術是應用化學原理和化學作用將廢水中的汙染物成分轉化為無害物質,使廢水得到淨化的方法。化學氧化法分為兩大類,一類是在常溫常壓下利用強氧化劑(如過氧化氫、高錳酸鉀、次氯酸鹽、臭氧等)將廢水中的有機物氧化成二氧化碳和水;另一類是在高溫高壓下分解廢水中有機物,包括超臨界水氧化和溼空氣氧化工藝,所用的氧化劑通常為氧氣或過氧化氫,一般採用催化劑降低反應條件,加快反應速率。化學氧化法反應速度快、控制簡單,但成本較高,通常難以將難降解的有機物一步氧化到無機物質,而且目前對中間產物的控制的研究較少。該技術也常常作為生化處理的預處理方法使用。其主要的方法有焚燒法、Fenton氧化法、臭氧氧化法、電化學氧化法等。

編輯:王媛媛

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