随着城市化进程的加速,越来越多的工业园区如雨后春笋般涌现。然而,企业的集中也带来了严峻的废水治理难题。
工业园区废水具有水量大、成分复杂、浓度高等特点。以某食品加工园区为例,其废水量可超过 10000m³/d;而化工工业园区内企业类型繁多、工艺复杂,废水混合后成分更为复杂;高浓度工业废水更是处理难点,不少高浓度废水进入工业园区后加大了处理难度。
处理工业园区废水,首先要确定各种因素。
工业园废水处理设施的设计与企业工业废水设计有相似之处,设计前需走访考察工业园的废水成分、废水量、场地等因素。这样才能更好地设计废水处理流程,从众多污水处理技术中挑选适宜工艺,确保较高的污水处理效率。如电镀园区需考虑分质分流处理、重金属废水治理以及达到相应环保标准。
工业园区的废水治理设施主要由预处理、生化处理和深度处理三个部分组成。
一、预处理阶段预处理阶段处于工业园区废水治理的前端,率先承担废水处理任务,主要采用物理法、物化法和化学法。
若某化工园区废水浓度高、可生化性差,可选择化学法中的高级氧化法。其原理是通过产生强氧化性物质,如羟基自由基等,攻击废水中的有机物分子,使其分解为小分子物质或转化为可生化性更高的物质,从而大幅度提高可生化性并降低废水浓度。
对于电镀园区的废水,因含有大量重金属,可采用物化法中的化学沉淀法或化学法与物化法结合。化学沉淀法的原理是向废水中投加化学药剂,使重金属离子与药剂反应生成沉淀,从而去除大部分重金属污染物。
食品加工园区的废水含有较多悬浮物和油脂,可采用物理法和物化法去除。物理法通常是利用格栅、沉砂池等设备去除较大颗粒的悬浮物;物化法可采用气浮法,向废水中通入空气产生微小气泡,使悬浮物和油脂附着在气泡上上浮到水面,然后被去除。这些工艺的目的是将工业园区废水处理至可进入生化处理阶段,以便更好地进行后续处理。
二、生化处理阶段生化处理阶段是废水处理的关键环节,能有效降解废水中的污染物,降低其毒性。
根据需氧性特征,可分为厌氧生物处理和好氧生物处理,目前大多采用两者结合的方式来治理废水,以适应多种废水情况并提高处理效率。
厌氧生物处理的原理是在无氧条件下,利用厌氧微生物将废水中的复杂有机物分解为甲烷、二氧化碳和水等简单物质。例如,在 UASB(上流式厌氧污泥床)反应器中,废水从底部进入,向上流经污泥床,厌氧微生物在污泥床中分解有机物,产生的沼气带动污泥形成内循环,加强了废水与污泥的接触。
好氧生物处理则是在有氧条件下,利用好氧微生物将废水中的有机物氧化分解为二氧化碳、水和无机物等。如活性污泥法,废水与活性污泥在曝气池中充分混合,好氧微生物吸附、吸收废水中的有机物,并将其氧化分解,同时微生物自身得以繁殖生长。
实际上,生化处理阶段不仅可以去除有机污染物,还能通过多种微生物的协同作用实现脱氮、除磷等效果。例如食品加工园区废水中的氨氮、总磷、总氮等物质可通过生化处理阶段的 A2/O、SBR 等工艺进行处理。A2/O 工艺通过不同功能的微生物在不同区域协同作用,实现脱氮除磷;SBR 工艺则是在时间上依次进行不同的处理步骤,达到去除污染物的目的。
深度处理阶段是保障废水达标的重要步骤,需根据要达到的环保标准来设计。
对于电镀工业园的废水,若要达到回用标准,则需要一套废水回用系统,如超滤 + RO 反渗透等。超滤的原理是利用超滤膜的微孔过滤作用,将大分子物质和颗粒物质拦截在膜表面,而水分子和小分子物质则透过膜;RO 反渗透则是在压力作用下,使废水通过半透膜,只有水分子能够通过,而大部分的有机物、离子等被截留。
对于化工园区的废水,经过预处理和生化处理后,可能仍含有一定量的有机物,可通过化学法中的高级氧化法进一步处理,使其达到排放标准。
综上所述,处理工业园区废水需要确定各种因素,设计合理的废水治理设施,通过预处理、生化处理和深度处理三个阶段的协同作用,实现废水的有效处理和达标排放。