0183.厌氧生物法处理高浓度有机废水

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著成绩，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。

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。

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%。

动力效率很高，处理效果极好。

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。

超临界水氧化法处理高浓度有机废水
超临界水是指在温度和压力分别超过临界状态温度374℃和临界压力22MPa时水处于超临界状态。

在超临界状态下，水就会处于一种既不同于气态，也不同于液态和固态的新的流体态一超临界状态，水的许多性质都发生很大的变化。

在室温下，水因分子间存在大量氢键而具有较高的介电常数，而在超临界状态下，水的密度很低，氢键不存在或只有少量残存的氢键，所以，超临界水具有低的介电常数、高的扩散性和快的传输能力。

这些性能的极大变化使超临界水具有很好的溶剂化特征，可与戊烷、苯、甲苯等有机物以任意比例相混溶，同时，一些只能少量溶于普通水的氧气、空气、氢气和氨气等也可以完全溶于超临界水中。

由于超临界水对有机物和氧气都是极好的溶剂，因此，有机物的氧化可以在富氧的均一相中进行，反应不会因相间转移而受限制。

同时，高的反应温度(建议采用范围为400-6001℃)也使反应速度加快，可以在很短时间内有效的破坏有机物结构。

超临界水氧化法可用于各种有毒有害废水、废物的处理，对于大多数难降解有机物均能有很高去除率。

有试验表明，有机碳含量在27000～33000mg/L之间的有机废水经超临界水氧化法处理，有机碳的破坏率超过99.97%，并且所有有机物都转化为二氧化碳和无机物。

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、效率均无显著影响。

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限制；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。