化工废水不仅含有多种有机物,而且大多数是对生物有抑制或毒性的有机物,有机物浓度高,因此导致很多污水处理站,其效果和运行投资都很难达到满意的要求。
两种废水处理方法介绍:高级氧化法和厌氧生物处理法。
化工厂,图片来源于网络(1)高级氧化法在工业有机废水处理中居于重要地位。很多化工废水处理项目很难不使用化学处理法,其中比较有代表性的就是高级氧化法。它是利用各种光、声、电、磁等物理或化学反应以产生活性极强的羟基自由基(·OH)为目的,进而利用羟基自由基的强氧化性(其氧化还原电位高达2.80V),对废水中有机物进行降解,最终将有机污染物氧化降解为无毒的小分子。
而根据高级氧化法的产生原理就分为了电化学氧化法、光催化氧化法、超声波降解法、臭氧氧化法、湿式空气氧化法等。
因此,这些方法就成为了处理化工废水的“救命稻草”之一,取得了满意的效果:不仅可以起到去除难降解有机物以提高可生化性,实现脱色等作用,还能消毒灭菌。
但是这些方法也有相应的缺点,特别是在运行投资成本这块上,存在高成本、高能耗等缺点。例如在某个项目上,如果要单独将化工废水处理至更低,需要投加非常大量的化学药剂,废水处理成本非常高,不利于发展。
改进高级氧化技术的实用化工艺就成了未来的发展方向之一。①对氧化方法进行完善,应在氧化剂开发、催化剂研制、反应器设计、工艺条件等方面不断寻求突破;②高效反应器与组合工艺的开发,寻找降低成本、提高效率的最佳途径;③高级氧化方法的技术革新,可以通过太阳能、风能等清洁能源为高级氧化技术的反应装置提供电能将会提高该技术在工业上的适用性。
(2)厌氧生物处理法是处理高浓度、难降解有机废水的重要手段之一。厌氧生物处理法在使用范围、占地以及在生态能源等方面的表现都具有显著特征,与高级氧化法相比,是成本低、操作方便、可回收沼气能源的废水处理方法。因此我们很多化工废水处理项目会通过厌氧生物处理法来解决浓度高、可生化性差等问题。
通过厌氧的“三阶段理论”,我们可以知道,厌氧生物处理法是在水解发酵阶段降解成简单的小分子,在产氢产乙酸阶段产生乙酸、H2等物质,在产甲烷阶段转化为CH4、CO2和新的细胞物质。
最终,化工废水通过这些厌氧微生物,完成对难降解有机物、大分子有机物等降解,实现去除大部分有机物的同时,提高了废水的可生化性。
①UASB反应器是第二代厌氧反应器的代表,通过这个厌氧反应器,我们完成对COD浓度达到20000mg/L的化工废水进行去除,出水COD浓度低于1000mg/L。
②IC、EGSB等反应器是第三代厌氧反应器。IC反应器实质上由底部和顶部2个UASB反应器串联叠加而成,具有容积负荷高、稳定性强,但存在造价高、施工维修困难等问题;EGSB反应器是以UASB反应器为基础,结合厌氧流化床的新型高效厌氧反应器,具有容积负荷高、产气率高等优点,但是具有反应器较高,施工难度大,运行费用较高等缺点。
其实,处理化工废水的污水处理站是一个系统,无法通过单独的哪个方法能低成本实现稳定达标排放,我们将其细分成预处理、生化处理以及深度处理,从而完成对化工废水的治理。