常常面临可生化性低的难题,化工废水要如何选择废水处理方法?

漓源环保 2024-12-12 09:18:46

化工废水由于原材料和生产工艺等因素,常常面临可生化性低的难题。如果直接进入生化系统处理,很容易导致生化系统崩溃,极大地影响废水处理的整体效果。因此,在处理化工废水时,我们既要有效去除有机物,又必须高度重视并解决可生化性差的问题。

一、厌氧生物处理

厌氧生物处理在解决化工废水可生化性差的问题中起着重要作用。

根据 “三阶段理论”,厌氧生物处理可分为水解酸化、产氢产乙酸阶段、产甲烷阶段。在厌氧条件下,厌氧菌发挥特性,将工业废水中的污染物质进行降解。经过反应后,工业废水中的污染物质可逐步降解为有机酸、小分子醇,最终转化为无害的二氧化碳以及甲烷。

目前,厌氧生物处理已经发展到第三代,拥有 UASB 反应器、ABR 反应器、IC 反应器、EGSB 反应器等多种形式。这些反应器在很多化工废水处理项目中都有广泛应用。例如,在一些项目中,利用厌氧生物处理可以有效地降低废水中的有机物含量,提高废水的可生化性。

二、水解酸化工艺

水解酸化工艺也是提高化工废水可生化性的有效方法之一。该工艺利用微生物吸附、降解废水中的部分有机物。具体来说,它将不溶性有机物转化为溶解性有机物,再进一步转化为低碳链脂肪酸和醇,使得有机物更易于被产甲烷菌等微生物降解。

水解酸化工艺具有诸多优点,如构造简单,初期投资成本低廉,后期运行、维护方便等。

然而,其有机物去除率不高,主要作用是提高废水的可生化性。因此,通常需要与其他工艺组合使用,才能更好地实现有机物的降解。比如,可以与物理工艺、厌氧或好氧工艺组合,进一步提高处理效果。

三、铁炭微电解法和芬顿氧化组合预处理

铁碳微电解法因运行成本低、操作简单、效果好等特点,常常被用于高浓度有机废水的预处理工艺中。

在其运行过程中,会产生一定量的 Fe²⁺和 Fe³⁺。若向其中加入 H₂O₂或者碱,将能形成芬顿反应或者絮凝沉淀的效果,从而进一步对废水进行预处理。

这种铁炭微电解法和芬顿氧化的组合,不仅节省了芬顿试剂中亚铁离子的药剂成本,而且能够使废水中的大分子有机物发生高级氧化反应,大幅度提高废水的可生化性。但是,该组合也存在一些不足之处,比如出水会携带铁离子,并且处理成本较高,这可能导致一些项目放弃这种组合预处理方式。

四、单一高级氧化法预处理

高级氧化法有多种方式可以提高化工废水的可生化性,如臭氧与非均相催化臭氧氧化法、催化湿式氧化法、超声波氧化法、电化学氧化法、光化学氧化法、超临界水氧化法、Fenton 氧化法等。

其中,Fenton 氧化法由于具有氧化效率高、投资成本低、操作简单等优点而被广泛应用于化工废水的预处理当中。Fenton 氧化法主要通过 Fenton 试剂的作用,其由过氧化氢与亚铁盐构成。在酸性条件之下,H₂O₂可以被 Fe²⁺催化分解,同时生成氧化能力十分强的 OH・自由基。OH・自由基能够和许多有机物反应并使其发生降解。在水处理的过程当中,Fenton 试剂的作用重点包括对有机物的混凝与氧化作用。

不过,Fenton 氧化法也有一些缺点,比如对溶液酸度要求苛刻,适用的 pH 值范围小,且需不断加入芬顿试剂,处理费用相对较高。

综上所述,解决化工废水的可生化性差问题可以选择上述四种工艺。在实际应用当中,可以根据水质情况来设计具体的工艺组合。例如,有些化工废水处理项目采用了 “铁碳微电解 + 芬顿氧化 + 水解酸化 + UASB 反应器” 的组合工艺,从 COD 浓度达到 30000mg/L,B/C 比 0.14,出水 COD 浓度低于 1000mg/L,B/C 提高到 0.6,然后再通过好氧生物处理,最终达到排放标准。

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