化工废水主要由化工企业排放,某化工企业每天排放 200 吨化工废水,包括高浓度和低浓度废水,都需经过多个处理工艺实现达标排放。
化工废水处理面临诸多难题。首先,其污染物浓度极高,该企业既有 COD 浓度达 30000mg/L 的废水,也有 COD 浓度超过 120000mg/L 的废水。高浓度的污染物使得处理难度大幅增加。其次,含有大量有毒有害物质,如卤素化合物、硝基化合物、具有杀菌作用的分散剂或表面活性剂等,这些物质对微生物有毒害作用,严重影响废水的生物处理效果。再者,生物难降解物质多,B/C 比低,可生化性差。这是因为化工废水中存在许多复杂的有机化合物,难以被微生物分解。此外,废水色度高,这是由于原料反应不完全以及原料或生产中使用的大量溶剂介质进入废水体系所致。最后,水质成分复杂,工业废水中含有生产过程中的副产物以及各种类型添加剂中的有害成分。
这些特点使得化工废水成为极难处理的工业废水,需要较高的投入和先进的技术手段。传统的废水处理工艺已无法满足当前的排放标准和废水处理需求。
该案例采用预处理 + 生化处理 + 深度处理的方法来处理化工废水。预处理工艺至关重要。
由于化工废水的特点无法直接采用生物法处理,所以需通过预处理消除对生物法有不利影响的因素。主要措施有物理化学法去除影响的污染物、提高可生化性以及物理法回收有用物质等。例
如本案例中的 “铁碳微电解 + 芬顿氧化 + 混凝沉淀” 预处理工艺。
铁碳微电解利用铁和碳之间形成的微小原电池,产生电极反应,使废水中的有机物发生氧化还原反应,从而分解有机物,提高可生化性。芬顿氧化则是在酸性条件下,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,与有机物反应使其降解。混凝沉淀则通过加入絮凝剂使废水中的细小颗粒凝聚成较大颗粒沉淀下来,从而去除部分污染物。
这个预处理工艺可以很好地解决废水有机浓度高、可生化性差、成分复杂等问题,为后续的生化处理创造有利条件。
生化处理需要增强。采用厌氧 + 好氧的组合工艺可以增强整体废水处理效果。
该案例中的厌氧生物处理包括水解酸化和 UASB 反应器。
在 UASB 反应器中,废水自下而上流动,反应器内设置三相分离器,实现气、液、固三相分离。厌氧污泥被三相分离器截流返回至反应器中继续参加厌氧反应。大部分有机物可在 UASB 反应器中得到去除,COD 去除率能达到 85%。水解酸化则将大分子有机物降解为小分子有机物,提高废水的可生化性,为后续好氧处理奠定基础。好氧处理利用好氧微生物将废水中的有机物氧化分解为二氧化碳和水等无害物质。
两者融合应用能更好地提升水质质量,加强处理后水质的稳定性,降低资金成本投入。
深度处理工艺越来越重要。
应用于化工废水处理的深度处理工艺有膜分离技术、高级氧化技术、生物深度处理等,它们起到不同的作用。
例如膜分离技术中的微滤、超滤、反渗透、膜集成技术以及膜生物反应器等,主要用于处理化工废水当中的油脂、悬浮物、盐、有机物等。微滤和超滤通过膜的孔隙过滤作用去除较大颗粒的悬浮物和油脂。反渗透则在压力作用下,使水通过半透膜而截留盐分和有机物等。膜生物反应器将生物处理与膜分离相结合,提高处理效率和水质。
总之,通过预处理、生化处理和深度处理的协同作用,可以有效地处理化工废水,实现达标排放。