在工业废水处理领域中,化工废水一直是个棘手的难题。化工废水通常来源于生产工艺中的生产和洗涤废水、辅助工程废水、冷凝水等,具有有机物浓度高、污染性强、难降解以及水质成分复杂等特点。鉴于单一的水处理方法难以取得理想成效,目前普遍采用组合处理技术来对化工废水进行净化。
先来看一个树脂化工废水处理项目。
某企业主要生产树脂,其废水分为聚合废水(COD 浓度超高)、酯化废水(COD 浓度为 32000mg/L)以及低浓度废水,综合 COD 浓度超过 20000mg/L,且含有醇类、酯类、酸类以及某些中间产品,处理难度极大。
单独的生化处理根本无法实现降解,所以需要先采用物化法进行预处理。可以通过混凝沉淀、气浮等方法去除部分悬浮物和大分子有机物,经过预处理将化工废水的 COD 浓度降至低于 15000mg/L,这样才能确保水解酸化内的微生物能够在适宜的环境下发挥作用。
后续的生化处理工艺包括 UASB 反应器和多段生物接触氧化。在 UASB 反应器中,废水从底部进入,主体内含有大量厌氧污泥。由于废水自下而上流动以及生物降解过程中产生大量沼气的搅拌作用,使得废水与污泥充分混合,有机质被吸附分解,最终转化为甲烷、二氧化碳等物质。其原理就是在厌氧条件下,厌氧菌利用废水中的有机物进行代谢活动,在产生沼气的同时降低有机物含量。经过多段生物接触氧化进一步去除有机物后,废水 COD 浓度在 300mg/L 左右。
为了满足更高的排放标准,还可以增加深度处理工艺,如氧化法等,对残留的有机物进行降解。
再看一个橡胶助剂化工废水处理项目。
某企业主要生产橡胶助剂,其排放的废水含有大量苯、杂环类有机物,不但有机浓度高,而且可生化性很差。一般的生化处理不仅无法起到降解作用,还很容易出现系统崩溃的情况。该项目改造后的废水处理系统整体工艺分为预处理、生化处理和深度处理。
预处理工艺涵盖酸碱调节池、初沉池、微电解、氧化反应池以及混凝沉淀处理。在这个阶段,高浓度有机物能够得到有效去除,可生化性也会大幅提高,这主要得益于微电解和芬顿氧化法。由于这两种方法都是在酸性条件下运行,所以需要先在前端调节废水的 pH值至最佳运行条件。
微电解的原理是利用铁碳颗粒之间形成的微电池产生电极反应,使有机物发生氧化还原反应,进而分解有机物并提高可生化性。
芬顿氧化法则是在酸性条件下,由过氧化氢与亚铁盐构成的 Fenton 试剂产生强氧化能力的羟基自由基,与有机物发生反应使其降解。
生化处理工艺为水解酸化和多段接触氧化池。化工废水经过前端的水解酸化处理,一方面能够去除部分有机物,另一方面可以将大分子污染物降解为小分子污染物,提高可生化性,为后续的好氧生物降解创造有利条件。在多段接触氧化池中,通过微生物的协同作用去除有机物。最终出水 COD 浓度低于 500mg/L,能够达到某些排放标准。
总结来看,这两个化工废水项目都采用了预处理加生化处理的组合工艺,并且针对不同废水的特点进行了有针对性的处理。通过合理运用各种处理方法,有效地实现了化工废水的达标排放,为化工废水处理提供了成功的范例。