化工生产在给我们生活带来便利的同时,也产生了令人头疼的高浓度化工废水。这些废水里的有机物含量特别高,化学需氧量(COD)常常超过 2000mg/L,有些甚至能达到几万 mg/L。要是直接把它们排放到环境中,那可不得了,会严重污染水体,让清澈的河流变得浑浊不堪,还会破坏土壤,影响周边动植物的生存,所以必须得好好处理这些废水,让它们达到排放标准。
怎么选合适的处理工艺给废水做个 “体检”
在处理废水之前,得先了解它的情况。这就像我们去医院看病,要先做各种检查一样。我们要准确测定废水里的 COD、生化需氧量(BOD)、悬浮固体(SS)等指标,通过这些指标,就能知道废水被污染的程度,以及里面都有哪些污染物,这对选择处理工艺特别重要。
看看废水好不好 “消化”
这里说的 “消化”,就是看废水能不能用生物的方法处理,也就是可生化性。我们可以通过计算 BOD 和 COD 的比值来判断。如果这个比值比较高,那就说明废水里的有机物容易被微生物分解,适合用生物处理工艺。这就好比我们吃东西,有些食物容易消化,有些就比较难,废水也是一样的道理。
算算成本
处理废水可不是一件简单的事,要考虑成本。不同的处理工艺,在设备采购、安装调试,还有日常运行维护方面的费用都不一样。我们得详细算一算,在保证能把废水处理好的前提下,选择成本最低的工艺,这样既能保护环境,又能节约资金。
把不同工艺组合起来
因为废水的成分很复杂,所以很少用一种工艺就能处理好,一般都是把几种工艺组合起来。就像搭积木一样,每个工艺环节都是一块积木,我们要根据废水的具体特点,把这些 “积木” 搭好,让它们互相配合,发挥最大的作用,搭出一座适合处理废水的 “高效桥梁”。
废水啥样
有一家生产水性乳液的工厂,排出的废水 COD 高达 80000mg/L,里面还有好多不溶性有机物,就像水里有很多小颗粒一样,而且这种废水很难用普通的生物方法处理。
怎么处理
先做 “大扫除”:第一步是混凝沉淀预处理。我们往废水里加聚氯化铝这些混凝剂,它们就像一个个 “小卫士”,能把胶体颗粒表面的电荷中和掉。这样一来,那些到处乱跑的悬浮物就没了支撑,开始聚在一起,形成絮体。再加上聚丙烯酰胺这个 “强力助手”,让絮体变得更大更结实,最后在重力作用下沉到水底,大部分悬浮物就被去掉了,废水的 COD 也降到了 3000mg/L 以下。
让微生物来帮忙:接下来是水解酸化处理。这时候,兼性微生物出场了,它们在缺氧的环境下,就像勤劳的 “分子拆解工”,把大分子有机物分解成小分子。这些微生物适应能力很强,不管有氧还是无氧环境,都能快速繁殖,还能降解那些难分解的有机物,让废水变得更容易被后面的生物处理工艺处理。
生物处理:然后是 A/O 生物处理工艺。这个工艺就像一个很精密的工厂,在缺氧的 A 段,反硝化菌利用废水中的有机物当 “食物”,把硝酸盐还原成氮气,让氮气从废水中跑出去。在好氧的 O 段,硝化菌把氨氮氧化成硝酸盐,同时还能降解有机物。在这个过程中,污泥回流系统就像工厂里的传送带,不停地把处理后的污泥循环利用,大大提高了处理效率,把有机物和氨氮都去除了。
最后再检查一下:为了确保废水处理得彻底,还采用了二次混凝沉淀进行深度处理。经过这一步,废水的 COD 成功降到了 300mg/L 以下,各项指标都达到了排放标准,可以放心排放了。
顺酐生产废水处理废水特征
另一家生产顺酐的工厂,排出的废水 COD 达到 30000mg/L,里面有很多可溶性有机物,成分特别复杂,可生化性也很差,处理起来非常困难。
处理方法
用新方法打开局面:首先用铁碳微电解预处理。这个技术就像在废水里建了很多微小的 “化学反应工厂”,利用铁 - 碳原电池反应,产生新生态 [H] 和 Fe²+,它们就像 “小炸弹”,把有机物的结构破坏掉。经过这一步,废水的可生化性提高了,还实现了 “以废治废”,为后面的处理打下了好基础。
靠厌氧微生物发力:接着是 UASB 厌氧处理。UASB 反应器设计得很巧妙,就像一个功能齐全的大机器。在无氧环境下,厌氧微生物在里面把有机物转化成沼气。反应器上部的三相分离器能把气体、液体和固体分开,中部的污泥床层是微生物降解有机物的 “战场”,下部的布水系统能把废水均匀地分配到各个地方。通过这样的设计,UASB 反应器处理效果很好,COD 去除率能达到 80% 以上,容积负荷也高,减轻了后面处理的压力。
最后 “打扫战场”:最后用好氧生物处理,采用活性污泥法。活性污泥里的微生物就像一个个 “清洁小能手”,在有氧环境下,把废水中剩下的有机物都 “消灭” 掉,让最终的出水达到排放标准。
高浓度化工废水处理是个复杂的工程,要根据废水的具体情况,科学地选择处理工艺。通过把物理化学和生物处理技术合理组合起来,既能把废水处理好,又能降低成本。随着环保要求越来越高,废水处理技术也会不断进步,变得更高效、更经济,更好地保护环境。