高浓度有机废水处理工艺现状研究.doc

1高浓度有机废水处理工艺现状研究环本1103班摘要目前高浓度有机废水的处理方法主要有物化处理法和生物处理法物化处理法是应用物理化学原理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方法但单独利用物化法处理高浓度有机废水处理难度大成本高废水生物处理法是利用微生物降解水中的污染物质作为自身的营养和能源同时使废水得到净化的方法该法具有处理能力大设备自动化程度高易于调控经济可行无二次污染等特点是高浓度有机废水主要的处理方法AbstractatpresenthighconcentrationorganicwastewatertreatmentmethodsmainlyincludephysicalandchemicaltreatmentandbiologicaltreatmentPhysicochemicaltreatmentmethodisappliedphysicsandchemistrycompositionofpollutantsintoharmlesssubstanceinthewastewaterthewastewaterpurificationmethodbutseparatelybyusingchemicalmethodandtreatmentofhighconcentrationorganicwastewatertreatmentisdifficultandhighcostWastewaterbiologicaltreatmentistheuseofmicrobialdegradationofthepollutantsinthewaterasitsnutritionandenergyatthesametimemakethewastewaterpurificationmethodsThemethodhasgreatcapacityofprocessingequipmentautomationdegreeishigheasytocontroleconomicallyfeasiblenosecondarypollutionetcisamajorofhighconcentrationorganicwastewatertreatment关键词高浓度有机废水处理技术难降解生物预处理引言随着工业农业和畜牧业的大力发展和人民生活水平的不断提高废水排放量的不断增加成为我国环境污染的一个主要问题严重危害人类的日常生活环境已成为全球性的问题一般来说废水的COD在5001000mgL之间为中等浓度废水而废水的COD大于1000mgL为高浓度废水高浓度有机废水的危害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基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2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目前高浓度有机废水的处理方法主要有物化处理法和生物处理法物化处理法是应用物理化学原理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方法如光化学混凝法氧化吸附法焚烧法萃取法湿式催化氧化法电化学法和膜分离法等但单独利用物化法处理高浓度有机废水处理难度大成本高废水生物处理法是利用微生物降解水中的污染物质作为自身的营养和能源同时使废水得到净化的方法该法具有处理能力大设备自动化程度高易于调控经济可行无二次污染等特点是高浓度有机废水主要的处理方法1高浓度有机废水处理技术发展现状11高浓度有机废水物理处理技术物理处理技术是指应用物理作用改变废水成分的处理方法如通过沉降过滤均化气浮微电解等方法进行操作此方法已成为废水处理流程的基础处理技术目前发展较为成熟其中膜过滤技术的应用在处理高浓度有机废水中显示出了非常突出的效果膜过滤技术是一种高效低能耗和易操作的液体分离技术同传统的水处理方法相比具有节能无相变设备简单操作方便等特点可实现废水的循环利用和高浓度废水中的重金属及有机物的回收利用由于膜过滤技术的诸多优点使其不仅在低浓度废水处理领域同样也在高浓度有机废水处理领域得到广泛应用并且有很大的发展潜力12高浓度有机废水生物处理技术生物处理技术是指利用微生物主要是细菌的代谢作用氧化分解和吸附废水中可溶性的有机物及部分不溶性有机物并使其转化为无害的稳定物质从而使水得到净化的技术在现代的生物技术处理过程中主要有好氧生物氧化兼氧生物降解及厌氧消化降解被广泛应用根据微生物的营养方式可分为好氧生物处理和厌氧生物处理好氧生物处理包括好氧活性污泥法以及好氧生物膜法厌氧生物处理包括第一代厌氧处理技术第二代厌氧处理技术和第三代厌氧处理技术除了上述两种传统的处理工艺外生物处理技术还有酶生物处理技术以及发酵工程下面就传统的好氧活性污泥法和发酵工程做一简介传统的好氧活性污泥法除了降低有机物的毒性外还利用了培养改性调节变异3等手段驯化和培养分解难生物降解有机物的微生物因其技术成熟实施简单该方法广泛应用于老式的污水处理厂以及排放高浓度废水的工厂发酵工程法主要是利用微生物在无氧或有氧条件下的生命活动来制备微生物菌体或其代谢产物的过程主要用于去除高浓度工业废水中富含的氮磷营养物质采用同时硝化和反硝化技术但是运用生物处理技术处理高浓度的有机废水存在一定的弊端与限制此方法的使用条件受有机物浓度的限制只能处理有机物浓度处于中低水平的范围对于浓度很高的焦化废水以及富含油氨酚等有机物的废水需要进行稀释和前处理13高浓度有机废水化学处理技术化学处理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从而达到废水净化的目的其单元过程包括中和沉淀氧化和还原等操作其中催化氧化技术普遍较为常见化学氧化法通常是利用臭氧氯及其含氧化合物等氧化剂将废水中的有机污染物进行氧化去除的方法如臭氧氧化法Fenton氧化法电化学法催化氧化法等其中的湿式催化氧化法在20实际90年代便以达到工业水平一下便对该方法进行简述湿式催化氧化法WCAO是通过加入催化剂降低反应活化能使反应能在更加温和的条件下和更短的时间内完成WCAO适用于治理焦化染料农药印染化石等工业中产生的含高浓度CODD或高浓度难生物降解化合物的有机废水是目前处理高浓度降解废水最有效的手段之一也是处理行业的前沿技术14高浓度有机废水物化处理技术物理化学处理技术是指通过相转移的变化在废水污染物处理过程中达到处理目的的技术常用的单元操作有萃取吸附膜技术离子交换等以下就萃取法中的酸化萃取法进行简单的介绍萃取法是利用与水互不相溶的有机溶剂与水样一起混合振荡由于各种不同的物质在不同的溶剂中分配系数的大小不等这时一些组分进入有机相中另一些组分仍留在水相中然后静置分层从而达到分离和富集的目的极性化合物易溶于极性的溶剂中而非极性化合物易溶于非极性的溶剂中这一规律称为相似相溶原则萃取过程的本质就是根据相似相溶原则将物质由亲水性转化为疏水性酸化萃取法则是用浓硫酸将废水酸化使有机酸钠转化为有机酸然后用萃取剂萃取废水中的有机物萃取相回收萃余相排入污水系统42高浓度有机废水的处理方法高浓度有机废水处理技术粗略分为3类生物处理技术化学处理技术以及物化处理技术21生物处理技术生物处理是废水净化的主要工艺其具有经济可行无二次污染等特点主要用于处理农药印染制药等行业的有机废水生物处理高浓度有机废水的主要方法有好氧生物厌氧生物生物膜法酶生物处理技术以及发酵工程等好氧活性污泥技术除了降低有机物的毒性外还有培养改性调节变异等手段驯化培养分解难生物降解有机物的微生物如何德文报道白腐真菌在好氧条件下对TNT炸药废水和分散染废水等有较好的降解作用当有机废水浓度较高时可采用高效的有机废水好氧生物处理工艺如深井曝气和好氧流化床等在特定条件下如果场地面积小可以考虑应用深井曝气法如果某些废水含有抑制厌氧菌的物质不宜采用厌氧方法就可以采用高效好氧处理装置22化学处理技术化学处理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方法其方法有焚烧法Fenton氧化法臭氧氧化法电化学氧化法等以下就催化氧化法处理高浓度有机废水作一简介催化氧化法有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4个分支张建斌等对丙烯腈厂生产废水采用Fenton试剂氧化在pH为4mFe2mH2O20530min后COD值为26000mgL430008mgL的废水去除率达到85近年又有将紫外光UV引入Fenton法中使其氧化能力大大增强光催化氧化是利用可见光和紫外光降解有机物的反应过程常用Ti02为催化剂该法氧化能力强无二次污染应用前景看好成为研究热点23物化处理技术物理化学处理技术是指废水中的污染物在处理过程中通过相转移的变化而达到去除目的的处理技术以下就萃取法处理高浓度有机废水作一简介萃取法处理高浓度有机废水不仅具有设备投资少操作简便等优点而且主要污染物能有效回收利用萃取技术在高浓度有机废水处理中有着广泛的应用特别是脉冲萃取的应用使得物理萃取技术的萃取效果大大提高如巨化集团公司锦纶厂的排放废水采用自主设计的0600有效筛板高度6m塔总高142m的脉冲筛板塔可使锦纶厂废水中已内酰胺的平5均质量分数从635降到085COD下降50000mgL左右3高浓度有机物的生化前处理技术虽然利用物理和化学方法处理难降解有机废水的去除效率很高但处理成本太高目前几种处理手段的交叉耦合已经引起了高度重视废水前预处理的方法很多有混凝中和过滤隔油气提微电解吸附化学氧化和厌氧酸化等31吸附预处理活性炭由于其良好的吸附性能在净水处理中早已有广泛的应用对于低浓度化工废水预处理也已在工程上应用但对高浓度有机废水处理成本太高影响其在工程上推广应用开发高效低成本的吸附剂是吸附处理技术推广应用的关键目前大孔吸附树脂除酚的研究主要集中在吸附和脱附条件的优化吸附机理的探讨方面以期达到较高的环境经济效益李武等用煤灰预处理有机废水当处理前COD为1162mgL时COD去除率可达231降低了生化进水负荷为生化处理创造了条件32化学絮凝预处理化学絮凝或混凝由于具有去除效率高适用范围广处理成本低廉易于操作管理等优点成为迄今为止最为常见的废水预处理方法通过往废水投加一定比例絮凝剂或混凝剂使废水中大颗粒的污染物通过所形成架桥吸附共沉淀得以去除以达到提高BC降低污染物浓度及生物毒性的目的如张志刚等用该法对水质COD为6000mgL的味精废水进行处理COD去除率达443NH3N去除率达375混合废水BC值从027升至055068再经生化处理CODNH3N去除率可达85和95出水达标排放33碱性或酸性水解水解法就是利用部分难降解有机物在酸性或碱性条件下不稳定的性质通过调节废水的pH值从而使难降解有机物分解的方法水解法的不足在于酸碱的消耗大水解后因进一步稀释而浪费了大量水因此单位水处理的费用很高金一中等人在酸性条件下平均进水COD为1011mgL经水解酸化预处理后出水平均COD为652mgL去除率为355经后续的生化SBR深度处理后出水COD小于140mgL含硫代磷酸盐的有机磷农药废水在碱性条件下容易发生水解用碱解预处理可使废水毒性降低赵庆祥等采用此法处理有机磷农药废水COD去除率大于90有机磷去除率达85BC由019上升至035634微电解技术微电解法是利用金属腐蚀原理以FeC形成原电池对废水进行处理的工艺又称内电解法铁屑过滤法由于该法具有适用范围广处理效果好使用寿命长成本低廉及操作维护方便等优点成为近年来研究的热点经该法处理的废水不仅有机污染物可以得到大幅的下降而且可生化性BC仅为01的兽药生产废水经微电解预处理后废水COD去除率达641其BC比提高为029为后续好氧处理创造了有利条件35超声波技术超声波是一种不同于光和热的能量形式利用波的压缩和扩张在水中形成微小的气泡溶质和溶液分子在气泡中形成蒸汽由于波的压缩而在气泡中产生瞬时高压和高温使得蒸汽中有OH自由基生成张翼等用超声Fenton法处理偶氮染料橙黄当染料质量浓度为100mgL时COD去除率最高可达93超声对Fenton试剂降解该物质具有强化作用超声技术的能耗较大噪声严重处理大量的废水是否经济尚需进一步研究4高浓度有机废水处理技术未来发展总结随着社会和经济的发展高浓度有机废水污染物的种类和污水的排放不断增加由于无论是哪种处理技术都存在着一定的局限性与不足之处因而使用单一的污水处理技术已无法满足高要求的污水处理效果所以混合处理工艺的使用以及新工艺的研发将会是未来污水处理技术着重发展的方向今后新工艺的开发和探索将是高浓度有机废水处理的一个重要问题下述个方向将在今后的污水处理中起到重要的作用一是几种处理技术的联用如先用絮凝微电解电化学催化氧化等技术破坏水中难降解的有机物提高有机废水的可生化性再交叉耦合生化方法如工艺工艺等对废水进行深度处理二是由于废水成分复杂单元处理装置难以达到处理要求的特点发展具有高效能多功能设备小型化更便于操作的组合处理装置三是开发新工艺新产品以满足越来越严格的环保要求适应环保发展的需要7参考文献1徐德志相波邵建颖李义久膜技术在工业废水处理中的应用研究进展2杨意东赵丽君高浓度有机废水固定化生物处理技术的研究3张春杨王香玲张壮志高浓度有机污水生物处理方法研究进展4毛绍春姚文华方华李应王家强高浓度有机废水处理技术的研究进展5赵训志刘赞程志林催化湿式氧化技术处理高浓度污染废水的研究进展及应用6吕后鲁丁辛醇生产废水处理技术研究水源地生态补偿机制的构建与水污染控制膜技术应用专题