高浓度难降解有机废水处理技术综述_赵月龙
高浓度难降解有机废水处理技术研究字数
高浓度难降解有机废水处理技术研究来源：城市建设理论研究摘要：随着国家工业化进程的不断加快，工业废水的处理问题日益突出，各行各业产生的废水种类越来越繁杂，特别是一些难生物降解的高浓度废水，给水处理行业提出了新的挑战。
本文分析了较为常见的印染废水和造纸废水特性，并分析了高浓度降解有机废水的水质特点，其危害性以及相应的处理技术关键词：高浓度；讲解；有机废水；处理技术中图分类号：TE08 文献标识码：A一、高浓度难降解有机废水水质特点与其危害性分析高浓度难降解有机废水水质特色首要表如今以下几个方面：有机浓度高，通常COD 超过2000mg/L，乃至能够达到十几万毫克；难降解，废水可生化性较低，BOD5/COD 其比值通常会小于0.3乃至更低，难以降解；成分复杂，在有机废水中包括硫化物、重金属、氮化物、有毒有机物等；色度高，存在异味，对周边环境影响较大；具有强酸强碱性。
高浓度难降解有机废水损害首要表现为：致使水体缺氧乃至厌氧，致使水生物死亡，并恶化水质及水环境；致毒性损害强，有机废水中存在很多有机物，能够在水体及土壤环境中积累，最终进入人体，影响人体健康。
二、常见的高浓度难降解的有机废水（一）印染废水的生物强化处理印染废水主要是加工棉、麻、化学纤维制品及其纺织产品的印染厂排出的废水。
纺织印染废水具有水量大、有机污染物浓度高、pH高、水质波动大等特点，废水中含有大量染料、浆料、油剂、助剂、纤维杂质、砂类物质、无机盐类等，属高浓度难降解的有机工业废水之一。
目前，国内外印染废水处理技术发展较快，主要有物化法、生化法、化学法以及几种工艺结合的处理方法，技术最为成熟、应用最广泛、价格较为低廉的方法仍然是生物处理法。
生物处理法主要有活性污泥法和生物膜法，其中活性污泥法既能降解大量的有机污染物质，又能去除部分色素，还可以调节pH值，运行管理费用低，被广泛采用。
但活性污泥法具有对COD降解不完全、去除色度有限、运行易受环境影响、易发生污泥膨胀等不足，近年来，生物强化技术的研究在一定程度上弥补了这些缺陷。
高浓度难降解有机工业废水生物处理技术关键
饮用水臭氧应用安全性研究刘海龙１，２ 王东升２ 王瑞军３（１山西大学环境与资源学院，太原 ０３０００６；２中国科学院生态环境研究中心，北京 １０００８５；３山西吉瑞新能源科技有限公司，太原 ０３０００６） 摘要 对预臭氧、臭氧—生物活性炭等技术与常规水处理工艺联用中有机物去除效果、消毒副产物ＴＨＭＦＰ的消除等进行了研究。
结果表明：采用适量臭氧（如１ｍｇ／Ｌ）预氧化，可有效提高混凝过程中有机物去除率；ＴＨＭＦＰ从常规处理的１１６μｇ／Ｌ降至７８μｇ／Ｌ（１ｍｇ／ＬＯ３）。
与预臭氧强化混凝联用的臭氧—生物活性炭工艺能进一步降低ＤＯＣ和ＴＨＭＦＰ。
研究发现：溴酸盐随着臭氧含量呈现起伏变化，溴酸盐相关前驱物不易分离去除。
两次臭氧投加（预臭氧和主臭氧）均导致溴酸盐、ＡＯＣ和甲醛升高；其含量可分别在后续的混凝过滤及生物活性炭过程中得到控制，仅ＡＯＣ含量较原水和常规工艺出水有所升高。
关键词 臭氧 混凝 消毒副产物 安全性Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｏｚｏｎａｔｉｏｎ ｉｎ ｄｒｉｎｋｉｎｇ ｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔＬｉｕ Ｈａｉｌｏｎｇ１，２，Ｗａｎｇ Ｄｏｎｇｓｈｅｎｇ２，Ｗａｎｇ Ｒｕｉｊｕｎ３（１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ ａｎｄ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，Ｓｈａｎｘｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔａｉｙｕａｎ ０３０００６，Ｃｈｉｎａ；２．Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｅｃｏ?Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８５，Ｃｈｉｎａ；３．Ｓｈａｎｘｉ Ｊｉｒｕｉ Ｎｅｗ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｔａｉｙｕａｎ ０３０００６，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｓｔｕｄｉｅｄ ｔｈｅ ｏｒｇａｎｉｃ ａｎｄ ＤＢＰｓ（ｄｉｓｉｎｆｅｎｃｔｉｏｎ ｂｙ－ｐｒｏｄｕｃｔｓ）ｒｅｍｏｖａｌ ａｎｄｔｈｅ ｏｚｏｎｅ ｒｅｌａｔｅｄ ｂｙ－ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｅｏｚｏｎａｔｉｏｎ，ｏｚｏｎａｔｉｏｎ－ＢＡＣ（ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｃａｒｂｏｎ）ａｎｄｔｈｅｉｒ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ．Ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｐｒｅｏｚｏｎａｔｉｏｎ ｉｎ ｐｒｏｐｅｒ ｄｏｓａｇｅ（ｅ．ｇ．１ｍｇ／Ｌ）ｗｏｕｌｄ ｉｍｐｒｏｖｅ ｏｒｇａｎｉｃ ｍａｔｔｅｒ ｒｅｍｏｖａｌ ｄｕｒｉｎｇ ｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ ｍａｒｋｅｄｌｙ．ＴＨＭＦＰ ｗａｓ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｆｒｏｍ １１６μｇ／Ｌ ｔｏ ７８μｇ／Ｌ．Ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ（ＯＣＴ）ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｐｒｅｏｚｏｎａｔｉｏｎ，ｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎ，ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ，ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｍａｊｏｒ ｏｚｏｎａｔｉｏｎ－ＢＡＣｄｅｃｒｅａｓｅｄ ＤＯＣ ａｎｄ ＴＨＭＦＰ ｆｕｒｔｈｅｒ．Ｉｔ ｗａｓ ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｂｒｏｍａｔｅ ｗｅｒｅ ｃｈａｎｇｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｄｏｓａｇｅｓ ｏｆ ｏｚｏｎｅ ｉｎ ｗａｔｅｒｓ；ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｅｃｕｒｓｏｒｓ ｗｅｒｅ ｎｏｔ ｒｅａｄｙ ｔｏ ｂｅ ｒｅｍｏｖｅｄ ｂｙｓｅｐａｒａｔｉｏｎｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎ，ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ．Ｐｒｅｏｚｏｎａｔｉｏｎ ａｎｄ ｍａｊｏｒ ｏｚｏｎａｔｉｏｎ ｂｏｔｈｒｅｓｕｌｔｅｄ ｉｎ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｆｏｒｍａｌｄｅｈｙｄｅ，ｂｒｏｍａｔｅ ａｎｄ ＡＯＣ．Ｔｈｅｙ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｂｙ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｓｕｃｈ ａｓ ｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎ，ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ，ａｎｄ ＢＡＣ，ｂｅｓｉｄｅｓ ａ ｍｏｄｅｒａｔｅｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ＡＯＣ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｏｚｏｎａｔｉｏｎ；Ｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎ；Ｄｉｓｉｎｆｅｃｔｉｏｎ ｂｙ－ｐｒｏｄｕｃｔｓ；Ｓａｆｅｔｙ 臭氧在水处理中的应用最初是消毒［１，２］，早在１８８６年就已经开始研究和使用；但因其消毒作用太原市科技局战略性新兴产业培育专项项目（２０１０）。
高浓度难降解有机废水处理技术探究
微电解技术是通过 金属腐蚀原理 ，以 Ｆ ｅ 、 Ｃ形成原电池对废 甚 至更 低 ， 难 以降解 ； 成分复 杂 ， 在有机废 水中包含硫 化物 、 重金 水进行处理 ， 其处理方法 效果较好 ， 应用 寿命较长 ， 属于当前废水 属、 氮化物 、 有毒 有机 物等 ； 色度 高， 存在异味 ， 对 周边环境影 响较 处理 技术中研 究热点 。应用微 电解技术 ， 可以有 效降低废 水有机
大； 具 有强酸强碱性 。
物浓度 ， 提高可生化性 ， 为后续处理提供 良好条件 。 高浓度难 降解有 机废 水危害主要表现为 ： 致使水体缺氧甚至 ３ ． ４超 声 波 技术 厌氧 ， 导致 水生物死亡 ， 并恶化 水质及水 环境 ； 致毒性 危害强 ， 有 超声波技术属于高浓度难降解有机废水处理新型技术 ， 其应 机废水 中存在大 量有机物 ， 可 以在水体及 土壤环境 中积 累 ， 最后 用超声波 的压缩及 扩张 ， 在水 中形成微小 气泡 ， 溶解 分子 与溶 质 进入人体 ， 影响人体健康 。 在气 泡中转变为蒸汽 。因波压缩 ， 在气泡中产生瞬间的高温与高
２高浓度 难 降解有 机 废水 处理 技术研 究
当前 ， 高浓度难 降解有机废水 处理技术可以分为生物处理技
术、 化 学处理技术与物化处理技术 。其 中生物处 理技术在处理农
压， 从 而在蒸汽 中生成 Ｏ Ｈ 自由基。有学者应用超声波技 术进行 废水处理 ， 其Ｃ Ｏ Ｄ去 除率 达到了 ９ ０ ％。然而该技术能耗较大 ， 其 经济性有待深入研究验证 。
高浓度难 降解有 机废水处理技术探究
张 伟
（ 泰州 市环境科学研究所
江苏泰州 ２ ２ ５ ３ ０ ０ ）
行预处理。
３ ． １吸 附预 处 理
难降解有机废水的处理技术
难降解有机废水的处理技术作者：赵欣王静来源：《中国科技纵横》2010年第18期摘要:高浓度难降解有机废水的处理,是国内外污水处理界公认的难题。
本文对处理高浓度难降解废水的技术和研究作了介绍。
关键词:有机废水化学法处理技术生物技术1 引言以高浓度有机废水为主的工业废水是当前我国面临的主要环境问题之一。
对高浓度有机废水是国内外环保研究领域中的难题之一。
下面把现在几种主要有机废水处理技术技术分别作论述。
2化学法处理技术2.1电化学氧化法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表面发生氧化还原反应。
Hwang B J等[1]报道了电化学处理含氯有机物的有效性,并成功地利用PbO2/聚吡咯复合电极去除废水中的氯离子。
间接电化学氧化就是利用电化学反应产生氧化剂或还原剂使污染物降解的一种方法。
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。
2.2湿式氧化法湿式氧化分为湿式空气氧化和湿式空气催化氧化。
湿式空气氧化法就是将含有有机污染物的水在高温(125~320℃)和高压(0.5~20 MPa)条件下与空气反应,有机质的去除率可高达99.9%。
H. S. Jogle. Kar[2]将此种方法用于处理含酚废水,在150~180℃,压力为0.3~1.5 MPa条件下,COD 可去除90%以上,对酚类分子结构破坏率近于100%。
湿式空气催化氧化法,使用催化剂降低了反应温度和压力,缩短了反应时间。
陈嵩等[3]利用引进的湿式催化处理技术,对我国焦化、造纸、生物制药等十多种行业的高浓度工业有机废水进行处理,具有很好的效果,废水中的CODcr,NH3-N等的去除率均高达99%以上。
2.3超临界水氧化技术超临界水氧化技术(SCWO)是对湿式氧化处理难降解有机物废水技术的改进。
超临界水(温度>647.5 K,压力>22.05 MPa)具有常态下所没有的特性,能溶解一般情况下不溶于水的有机物和一些气体如氧气。
高浓度有机废水处理技术进展
高浓度有机废水处理技术进展近几年来，随着化工和制药等行业的快速发展，其中的有机废水随之剧增，高浓度有机废水处理技术成为一个研究热点。
该类废水以高浓度、有毒、难降解等特点，因此传统的废水处理技术无法满足其需求。
本文从处理原理、技术措施及应用等方面对高浓度有机废水处理技术进展进行综述。
一、处理原理高浓度有机废水处理涉及复杂的物理、化学、生物过程，需要选取合适的处理工艺。
常见的处理工艺包括：1、生物处理法生物处理法是将废水中的有机污染物通过微生物的代谢和分解达到净化的目的。
例如，活性污泥法、MBR膜生物反应器、SBR生物反应器等。
其中，活性污泥法具有广泛的适用性，能够去除COD、BOD、NH3-N等多种污染物，但当废水COD过高时处理效果有限。
MBR膜生物反应器和SBR生物反应器的出水质量稳定，适用于对废水水质要求较高的场合，并且MBR的回收率较高；SBR具有周期短、灵活性强等特点。
但生物法处理有机废水的设计与操作难度大，处理时间长、投资和运营成本高。
2、物化处理法物化处理法是利用物化原理将废水中的有机物质从废水中分离出来。
例如，吸附、沉淀、气浮和膜分离等。
吸附法常用的材料有活性炭、吸附树脂、固体表面活性剂等，吸附材料的表面积越大，处理效果越好，但会增大污水处理后的固体废物量。
沉淀法是通过调节pH值、加药物将有机物质转化为介于溶解态和沉淀态之间的胶体状态，然后通过沉淀剂或过滤等手段将其沉淀出来。
气浮是将空气或氮气等气体通入水中，形成小气泡，使水中悬浮物质附着在气泡表面，浮于水面上，然后通过集水器去除。
膜分离器将有机废水经过膜滤器的过程中，利用半渗透膜等特殊材料过滤分离掉混入废水中的有机物分子，进而达到净化的效果。
物化处理法的优点在于去除有机物及后处理后废弃物极少，适合除去浓度较高的重污染废水，但部分物化法较为耗能，且运营成本较高。
3、高级氧化法高级氧化法以氧自由基为核心反应物，依靠极其活泼的氧活性，快速氧化分解废水中的有机物，将其转化为H2O和CO2等气体。
高浓度难降解有机废水厌氧生化处理技术
高浓度难降解有机工业废水生物处理技术关键
高浓度难降解有机工业废水生物处理技术关键生活污水和工业废水是我国水体的主要污染源,目前,生活污水处理技术已经趋于成熟,而工业废水处理还未得到根本解决,尤其是高浓度难降解有机工业废水的处理技术更不成熟。
我国印染、制药、化工、轻工、农药、煤化工等高浓度难降解有机工业废水CODCr排放量大,据20**年环境状况公报统计,年排放量超过100亿t,占水体受纳污染物总量的30%以上,且以2.2%的平均速度在递增。
由于这类废水处理难度大,投资和运行费高,并且有效和成熟的处理技术难以寻求,很多企业没有采取有效的处理措施,使大量未处理的难降解有机污染物进入水体环境后极大地影响了水生态环境,威胁人类安康。
鉴于此,国家环保部科技标准司不断地对行业废水排放标准开展重新制定及修订,排放标准越来越严格,高浓度难降解有机废水的处理也因此成为现阶段环境保护技术领域亟待解决的一个难题。
为了替企业排忧解难,并为技术设计和应用人员提供可行的技术手段,以下就高浓度难降解有机废水的特点及处理技术开展简要介绍。
1高浓度难降解有机废水水质特点及不易达标排放原因分析高浓度难降解有机废水涉及的行业很广,如印染、制药、化工、轻工、农药、煤化工等,产生的废水水质大都具有以下特点:(1)CODCr浓度高、BOD5浓度低。
许多行业产生的废水都具有高CODCr、低BOD5的特点,如农药生产过程中合成废水的CODCr可高达几万,甚至几十万mg/L,综合农药废水的CODCr也为几千mg/L到几万mg/L,BOD/COD为0.1~0.3;制药废水主要工段的平均出水CODCr为5000~60000mg/L,而BOD5仅为750~10800mg/L。
印染废水的CODCr高达2000~5000mg/L,而BOD5仅为800~1500mg/L。
高污染物浓度和低可生化性(BOD/COD)大大增加了处理难度,使废水不易达标排放。
(2)有毒性或难降解物质多。
废水中含有大量难生物降解且有生物毒性的物质。
科技成果——高浓度、难降解有机胺废水的纤维吸附处理工艺
科技成果——高浓度、难降解有机胺废水的纤维吸附处理工艺技术开发单位河南省科学院化学研究所有限公司、河南神马尼龙化工有限责任公司、白俄罗斯国家科学院物理有机化学研究所适用范围适用于皮革、农药、染料、化工等有机胺废水。
成果简介该工艺利用自行研制的新型吸附材料和优化设计的废水处理新工艺，对废水中的有机胺类物质进行吸附净化和回收。
该工艺由吸附净化单元、再生单元、动力系统、冲洗单元、生化处理单元等几部分组成。
废水由管路引入储液槽内，经计量泵以一定的流速抽入吸附床层中，经过柱体吸附剂的处理，出水即为TN/NH3-N达标排放的处理水；吸附柱达到饱和吸附后，再生液由计量泵以一定流速抽入柱内再生，再生完全后，进行后续提纯回收。
技术效果该工艺对于废水中环己亚胺（HMI）和己二胺（HMD）具有较高的灵敏度，反应速率快，结合稳定；对于废水中的含氮有机物去除效果好，去除率在94%-100%之间；对于HMD的吸附性能几乎达100%，对HMI的处理能力也在95%以上；废水经处理后，TN或者环己亚胺和己二胺含量明显降低，可再次循环使用；处理水可以用来配制再生酸液或者用作冲洗水，且不影响实际效果；经运行及综合分析，可满足环保处理要求。
应用情况已在河南神马尼龙化工有限责任公司环己亚胺工段进行应用，处理规模为2m3/h。
该工段有机胺废水浓度在0.1%-4%，排入厂内污水处理厂后对生化段冲击较大。
采用该工艺后可以使出水有机胺浓度降低至25mg/L以下，完全消除了有机胺对后续处理工艺的影响，并且可以达到回收利用的目标。
设备运行时间：2012年-至今。
市场前景该技术达到了国内领先水平。
以一个年排放量为4万吨的环己亚胺废液的化工企业来计算，有机废水的达标排放，可以为其节省处理成本约为6万元，其中有机化合物如环己亚胺、己二胺，经过净化回收工艺的吸附、再生解析、回收提纯后，预计可获经济效益90-150万元/年。
经济、环境效益显著，市场推广前景广阔。
难降解有机废水的高级氧化技术
环境信息难降解有机废水的高级氧化技术许 涛 宋国勇(大连市环境科学设计研究院 大连 116023) (大连开发区环保监察大队 大连 116000)摘 要 概述了目前难降解有机废水处理过程中采用高级氧化技术的一些进展,介绍了几种方法的原理和应用现状,指出了该领域研究中存在的问题和发展动向。
关键词 高级氧化技术 有机废水 氧化剂Abstract Advanced AOPs process for organic wastewater treatment was reviewed ,and based on The introduction of treatment principle and application status the issues existing in study aspects and study trend were pointed out.K eyw ords AOPs organic se w age oxid ant 许多工业废水存在着有机物浓度高、成分复杂、难生物降解等特点,而常规生化法处理效率很低,高级氧化技术(Advanced Oxidation Processes ,AOPs )作为新型水处理技术研究进展迅速并得到应用。
AOPs 反应机理目前普遍认为是自由基氧化机理,即利用复合氧化剂、光照射、电或催化剂等作用,诱发产生多种形式的强氧化活性物质(・OH 、HO 2・、过氧离子等),尤其是・OH ,几乎无选择性地与废水中的任何有机污染物反应,彻底氧化污染物为CO 2、H 2O 或矿物盐。
AOPs 分类有多种。
曹兰花1〕将AOPs 分为三大类,即常规高级氧化法、湿式氧化法和电催化氧化法。
常规高级氧化法又可分为传统高级氧化法、光催化氧化法及多相催化氧化法。
湿式氧化法又可分为湿式空气氧化法、湿式催化氧化法、超临界水氧化法等。
温东辉〔2〕将催化氧化法分为湿式催化氧化法、光催化氧化法、均相催化氧化法和多相催化氧化法。
高浓度难降解有机废水处理技术综述
高浓度难降解有机废水处理技术综述
赵月龙;祁佩时;杨云龙
【期刊名称】《四川环境》
【年(卷),期】2006(025)004
【摘要】高浓度难降解有机废水的处理,是国内外污水处理界公认的难题.本文分析了这一类废水难于生物处理的主要原因,并在此基础上对近年来国内外处理焦化废水、制药废水等高浓度难降解废水的技术和研究作了介绍与评价.
【总页数】6页(P98-103)
【作者】赵月龙;祁佩时;杨云龙
【作者单位】哈尔滨工业大学市政环境工程学院,哈尔滨,150090;哈尔滨工业大学市政环境工程学院,哈尔滨,150090;太原理工大学环境与市政工程学院,太
原,030024
【正文语种】中文
【中图分类】X703.1
【相关文献】
1.高浓度难降解有机工业废水处理技术探讨 [J], 高朝勇
2.高浓度难降解有机废水处理技术要点的研究论述 [J], 华晶晶
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4.高浓度难降解有机废水处理技术研究现状 [J], 丁恺;周莉;朱宣
5.高浓度难降解有机工业废水处理技术评价 [J], 高巍
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第25卷第4期2006年 8月四 川 环 境SICHUAN ENVIRON MEN TVol 125,No 14Augus t 2006#综 述#收稿日期:2005-09-19基金项目:山西省自然科学基金资助项目(项目号:202548)作者简介:赵月龙(1976-),男,山西太原人,现为哈尔滨工业大学环境工程专业博士研究生。
高浓度难降解有机废水处理技术综述赵月龙1,祁佩时1,杨云龙2(11哈尔滨工业大学市政环境工程学院,哈尔滨 150090;21太原理工大学环境与市政工程学院,太原 030024)摘要:高浓度难降解有机废水的处理,是国内外污水处理界公认的难题。
本文分析了这一类废水难于生物处理的主要原因,并在此基础上对近年来国内外处理焦化废水、制药废水等高浓度难降解废水的技术和研究作了介绍与评价。
关 键 词:有机废水;高浓度难降解;焦化废水;制药废水;生物技术中图分类号:X70311 文献标识码:A 文章编号:1001-3644(2006)04-0098-06Treatment Technologies of Non -degradable Organic WastewaterZ HAO Yue -long 1,QI Pe-i shi 1,YANG Yun -long 2(11School of Municipal &En vironmental Engineering,H a r bin Institute o f Technology ,Harbin 150090,China;21School o f En vironmental &Municipal En gineering,Taiyuan University of Technology ,Taiyuan 030024,China)Abstract:T he treatment of hi gh -s trength and non -degradable organic wastewater is a difficul t problem in wastewater treatment.Thispaper analyzed the main reasons that made the wastewater be difficult to be treated by biological technology 1The recent researches and technologies of the treatment of high -strength and non -degradable organic wastewater,such as coking wastewater,pharmaceutical wastewater,etc.,were then introduced and evaluated according to the analysis 1Keywords:Organic wastewater ;high -strength and non -degradability;coki ng wastewater;pharmaceu tical wastewater;biological technology1 引 言高浓度难降解有机废水的处理,是目前国内外污水处理界公认的难题。
对于这类废水,目前国内外研究较多的有焦化废水、制药废水(包括中药废水)、石化/油类废水、纺织/印染废水、化工废水、油漆废水等行业性废水。
所谓/高浓度0,是指这类废水的有机物浓度(以COD 计)较高,一般均在2000mg/L 以上,有的甚至高达每升几万至十几万毫克;所谓/难降解0是指这类废水的可生化性较低(B OD 5/COD 值一般均在013以下甚至更低),难以生物降解。
所以,业内普遍将C OD 浓度大于2000mg/L 、BOD 5/C OD 值低于013的有机废水统一称为高浓度难降解有机废水。
/高浓度0、/难降解0两大特性的叠加,使得此类废水在处理中,单独使用生物法或物化法等/常规0方法失去可能。
从而,研究生物法和物化法等其它方法的组合,力图使处理成本降到最低而且处理方法具有在国内工业企业的有效推广价值,是当前解决此类废水污染的关键性问题。
2 高浓度难降解有机废水难生物处理的原因分析高浓度难降解有机废水难于生物处理的原因,本质上是由其特性决定的。
一般,此类废水在水质、水量等方面具有以下几方面的共同特性:211 废水所含有机物浓度高几种典型的高浓度有机废水,如焦化废水、制药废水、纺织/印染废水、石油/化工废水等,其主要生产工段的出水C OD 浓度一般均在3000~5000mg/L 以上,有的工段出水甚至超过10000mg/L,即使是各工段的混合水,一般也均在2000mg/L以上。
212有机物中的生物难降解物种类多比例高这类有机废水中,往往含有较高浓度的生物难降解物,甚至是生物毒物,且种类较多。
如在典型的焦化废水中,除含有较高浓度的氨氮外,还有苯酚、酚的同系物以及萘、蒽、苯并芘等多环类化合物,及氰化物、硫化物、硫氰化物等;而比较典型的抗生素废水,则含有较高浓度的SO2-4、残留的抗生素及其中间代谢产物、表面活性剂及有机溶媒等。
213除有机物外,废水含盐浓度较高此类废水往往有较高的含盐量,致使废水处理的难度加大。
如典型的抗生素废水,其硫酸盐含量一般均在2000mg/L以上,有的甚至高达15000 mg/L。
214各生产工段排水的水质、水量随时间的波动性大还以焦化废水为例,一座中等规模的焦化厂,其水量在一天内可由约10m3/h变化到40m3/h,废水的COD浓度也可由约1000mg/L变化到3000 mg/L以上,甚至更高;而制药废水除水量随生产工序的变化而剧烈变化外,C OD浓度更是可由每升几百毫克变化到几万毫克。
215废水处理方法本身也存在较大问题目前,处理这类废水,多采用生物处理,且以好氧法或好氧法的改进型(如A/O工艺等)为主,有的也采用厌氧生物处理。
从这些工艺在国内外的实际运用情况看,主要存在工艺流程长、外加物(如外加碳源物、调节pH药剂等)量大且费用高等问题,从而导致整体上单位水量造价和单位水量成本均较高。
以焦化废水为例,目前较为理想的处理焦化废水的单位水量成本至少在(人民币)710 ~810元/m3以上,国外一些公司更是不把处理成本作为第一因素考虑。
3国内外研究现状及国内实际为了解决高浓度难降解废水处理的这一类难题,多年来国内外同行进行了许多有益的探索。
近些年来,国内在抗生素废水等制药废水的处理上有所突破;但焦化废水等难降解废水的处理仍在研究当中。
总结近年来的研究成果,尤其是对焦化废水等难降解废水的研究,到目前为止,国外(主要指西方发达国家,后同)比较接受的是采用较长的工艺,并适当地融合了诸如进(出)水端稀释、生物法和化学法相结合等较新的思路;在国内,从某种意义上说,由于工程造价和处理成本是最为重要的考虑因素,所以较长的工艺和较高的成本至少在目前还是无法接受和难以付诸实施的。
所以,寻求工艺简单、成本较低而又能使处理后出水满足现行的国家污水排放标准的工艺是当务之急。
国内成功地处理焦化废水等高浓度难降解有机废水的实例并不多。
上海宝山钢铁股份有限公司采用了生物法(A-O-O)加化学药剂综合处理的方法,使出水实现COD、氨氮、氟化物、氰化物、色度等各项污染指标都全面、稳定地达标,是这一领域较为成功的实例之一。
山西焦化厂采用预处理、生物法(A-O)、投加化学药剂相结合的方法,也取得了较为满意的结果,使出水主要指标均达到了国家现行的排放标准。
4对高浓度难降解废水处理的研究近年来,国内外对高浓度难降解有机废水处理的研究较为关注,且多集中于焦化废水、制药废水、石油化工废水等典型高浓度有机废水。
下面以焦化废水和抗生素(制药)废水为例加以说明。
411对焦化废水处理的研究41111对焦化废水中难降解物降解性能的研究4111111难降解物的厌氧生物降解特性张晓健等人[1]在实验室条件下,采用厌氧间歇试验,分别研究了焦化废水中几种有代表性的难降解有机物)吡啶、喹啉、吲哚、联苯的厌氧生物降解特性,表明这4种难降解有机物在厌氧条件下可降解,其降解过程符合一级反应规律;与好氧条件相比,厌氧条件下的降解性较好;共基质条件下的厌氧降解性能优于单基质条件;采用厌氧条件进行焦化废水预处理,可明显改善其中难降解物的生物降解性能。
4111112难降解物的好氧生物降解特性姚王君等人[2]研究了焦化废水中咪唑、吡咯等6种难降解有机物的好氧生物降解特性,发现在单一基质条件下,咪唑、吡咯、萘、蒽、吩噻嗪可不同程度地被好氧微生物所降解,但降解程度远小于苯酚;与苯酚共基质条件下,6种有机污染物的好氧生物降解特性都有不同程度的变化;化学结构相似的有机物在微生物体内有相似的降解途径。
4111113难降解物质在共基质条件下的生物降解)99)4期赵月龙等:高浓度难降解有机废水处理技术综述性能何苗等人[3]研究了焦化废水中难降解物质在共基质条件下的生物降解性能,发现吡啶或喹啉及其同系物在与苯酚混合时,其联合作用效果为相加作用;不可逆抑制作用物质(如吡啶、咔唑、联苯)共存时的联合作用效果为协同作用,其共存将加剧物质的难降解性及对微生物的抑制性;不可逆抑制作用物质与可逆抑制作用物质共存时(如吡啶与喹啉;咪唑与联苯),其联合作用效果为拮抗作用,喹啉与咪唑的存在将减弱吡啶、联苯的抑制性,提高其降解性。
4111114优势菌对难降解有机物的降解性能章非娟等人[4]研究了反硝化过程中优势菌对吲哚降解的影响,表明吲哚在生物反硝化过程中的降解可认为分两个阶段进行,第一阶段的降解速度快,第二阶段很慢,降解主要在第一阶段完成;投加甲醇后,对一些菌株可提高其第一阶段的降解速率;微生物对吲哚的降解存在着菌种间的协同作用,可提高其第一阶段的降解速率。
4111115难降解有机物的挥发特性对其降解性能的影响何苗等人[5]研究发现,焦化废水中24种有机物质具有不同的挥发特性。
其中,11种有机物,包括乙苯、吡咯、联苯等比较容易挥发,且挥发速率常数K V与Henry常数间具有良好的线性关系;苯酚、喹啉等几种物质具有中等程度的挥发性,间苯二酚在曝气吹脱条件下几乎不挥发。
4111116降解有机物的中间产物对其降解性能的影响吲哚、喹啉在生物降解过程中可能会生成一定量的硝基苯二羧酸,喹啉还会生成吡啶二羧酸,这些中间产物都是比吲哚、喹啉更难生物降解的物质。
在研究过程中,必须注意中间产物对降解性能的影响。
41112对焦化废水处理技术的研究由于焦化废水的特殊性及其处理的复杂性,典型焦化废水的处理工艺需要包含预处理、二级处理(主工艺)和深度处理(随二级出水水质而定)三部分。