高浓度难降解有机废水的处理

高浓度难降解有机废水的处理

高浓度难降解有机废水的处理已成为国内外部环境保护技术领域亟待解决的难题。摘要:概述了高浓度难降解有机废水的特点，重点总结了国内外高浓度难降解有机废水不同处理技术的现状，并对分析不同技术进行了比较。后醉，发展趋势为高浓度难降解有机废水处理技术。

有机废水处理技术

1。引言高浓度难降解有机废水的处理目前被认为是国内以外废水处理领域的一个难题。对这类废水的研究很多，如焦化废水、制药废水、石油化工废水、纺织印染废水、化工废水、油漆废水等工业废水。所谓“高浓度”是指此类废水中有机物的高浓度，化学需氧量一般在2000毫克/升以上，有的甚至高达数万至数十万升。“难降解”是指这类废水的生物降解性相对较低，生化需氧量(BOD5/COD)值一般低于0.3甚至更低，难以生物降解。

“高浓度”和“难降解”使得仅使用“常规”方法(如生物法或物理化学法)难以有效处理此类废水。因此，研究生物法和物化法等其他方法的结合，试图将处理成本降低到z低，该处理方法在国内工业企业中具有有效的推广价值，是目前解决此类废水污染的关键问题[1]。作为嘴的基本污水指标，酸碱度势必成为供需热点，这对于E-1312 pH电极，S400-RT33 pH电极等众多制造商来说是一大好处。美国BroadleyJames作为美国BroadleyJamesE-1312的老牌制造商，必将为中国的环境保护带来可观的经济效益。我们生产的pH电极经久耐用，质量可靠，检测准确。广泛应用于各级环保污水监测及污水处理过程中。

2。现有高浓度难降解有机废水处理技术高浓度难降解有机废水的处理可分为物理法、化学法和生化法。物化法处理高浓度难降解有机废水比常用更有效，常用用于生物处理前的预处理或生物处理后的深度处理。近年来，氧化技术作为高浓度有机废水的预处理，不仅可以提高降低有机物的浓度，还可以提高其生物降解性，为后续的生物处理创造条件。

2.1。高浓度难降解有机废水处理技术研究现状国内国外高浓度难降解有机废水处理技术是目前国外废水处理领域公认的问题[2]。常用处理方法根据不同的处理机理可分为物理处理技术、化学处理技术和生化处理技术。

常规物理处理技术包括混凝、沉淀、气浮、过滤、中和、汽提等。目前，研究和应用相对成熟。此外，物理处理方法包括吸附、膜分离技术、热蒸发技术以及两种技术的结合。

物理处理技术通用常用用于预处理、生物处理前的资源分离或生物处理后的深度处理过程。对于高浓度有机废水，物理预处理通常是分离和回收废水中悬浮物质和有价值物质的过程，同时为后续的生物处理或化学处理创造更好的条件。

①常规物理处理技术

常规物理处理技术包括混凝、沉淀、气浮、过滤、中和、汽提等。目前，研究和应用相对成熟。此外，物理处理方法包括吸附、膜分离技术、热蒸发技术以及两种技术的结合。

吸附法主要用于处理废水中的生化难降解有机物或一般氧化法难以氧化的可溶性有机物。例如，它我

目前，有五种膜分离技术已广泛应用于化工和石油行业，即超滤、微滤、纳滤、电渗析和反渗透。本发明具有分离效果好、设备简单、操作简单、成本低廉的特点。已在抗生素发酵废水、含醚废水、石油工业废水和化工废水中得到初步应用。然而，膜分离技术也存在着一些亟待解决的问题，如膜污染、堵塞、腐蚀、使用寿命短等。特别是当甲苯二异氰酸酯高时，其脱盐率将急剧下降。

蒸发或蒸馏过程可以达到浓缩溶液、获得溶质、制备纯溶剂等目的。它被广泛使用。目前，多效蒸发(MED)工艺主要用于提高加热蒸汽的利用率和传热条件，从而增加了降低蒸发单元的能耗。为了减少蒸汽消耗，已经开发了使用机械蒸汽再压缩(MVR或MVC)技术的蒸发器。

蒸发或蒸馏技术面临的主要问题是: ，能耗过高，回收溶剂或溶质的过程消耗了大量的能量。因此，解决蒸发或蒸馏技术能耗高的问题是其广泛应用的关键。二是高浓度难降解有机废水成分复杂，会导致腐蚀、结垢、传热系数下降和沸点上升等不利于蒸发或蒸馏的因素。第三，蒸发或蒸馏后，会有较高浓度的浓缩液(如浓盐水、稠浆等)。)已出院。

②有价物质物理回收技术

有机废水中可回收的有价物质主要包括高浓度酚类、氨氮、磷等。常用方法包括萃取、汽提、沉淀等。例如，焦化厂、煤气厂、石化厂、保温材料厂等生产过程中产生的含酚废水主要采用萃取技术。然而，现有脱酚技术在高浓度含酚废水的应用过程中存在提取率低的问题。主要有两个原因: ，萃取剂对不挥发酚的分配系数低；二是传统液液萃取设备传质效率低，脱酚后废水中苯酚含量仍在1000毫克/升以上，不能满足生化处理的要求。

2)化学处理技术

①氧化技术[3]

随着发展在医药、化工、染料等行业中，合成有机化合物的种类和数量日益增多，越来越多的高浓度难降解有机废水产生的成分越来越复杂，废水中所含污染物主要是难降解有机化合物，生化需氧量(BOD/COD)很低，有时低于0.1，此外，污染物毒性很大。许多物质，如苯胺、硝基苯和多环芳烃，被列入环境污染黑名单。通常很难用常规工艺处理，需要废水氧化技术。例如芬顿氧化、催化氧化、湿式氧化、臭氧氧化和超临界氧化。

电催化氧化法[4]对高浓度、高毒性、难生物降解的有机废水有很好的去除效果，从而降低后续生化处理过程的负荷。因此，电催化氧化技术在水处理领域被称为“环境友好”技术，是一种极具潜力的绿色工艺。然而，目前电化学氧化嘴的突出问题是其高能耗。如何进一步实现大规模工业应用，通过开发新型电极材料，提高电流效率和催化活性，实现低成本去除有机污染物，是其进一步发展的关键。

目前，越来越多的新研究集中在电极材料、光电芬顿、填充三维粒子等强化技术上。但仍存在生成强氧化基团的速率和密度不足、能耗高、扩增I困难等问题

因此，研究过渡金属和稀土元素的掺杂，开发高稳定性、高活性、低成本的可控催化剂，使降低反应过程所需的温度和压力以及提高经济性成为该技术的发展趋势。例如，用国内处理化学需氧量高达3×104毫克/升的石化废水，有机物去除率可达99%以上。

该技术还应用于高浓度染料废水、氰化物废水和农药废水的处理。然而，湿式氧化法对水量小、毒性高、浓度高的系统具有一定的实用价值，对难降解有机物具有良好的去除效果。然而，由于其高温、高压、高能耗和安全问题，该装置不易放大，从而限制了其工业应用。

臭氧氧化技术[6]利用反应过程中产生的大量高度氧化自由基(羟基自由基)氧化分解水中的有机物，从而达到水质净化的目的。臭氧作为一种有效的高级废水处理方法，具有氧化能力强、反应速度快、使用方便、无二次污染等一系列优点，受到了人们的关注。

臭氧氧化法氧化能力强，反应速度快，无污泥，无二次污染。近年来，发展已经使用各种催化方法来增强臭氧氧化单元的氧化能力，使得降解不能被单一臭氧氧化技术氧化的难降解有机物成为可能。目前臭氧化水处理工艺发展有以下方向:深入研究臭氧化在不同条件下水处理中的反应动力学和反应机理；臭氧催化氧化塔优化和臭氧催化氧化过程中催化剂的开发。

然而，臭氧的氧化特性决定了单一的臭氧氧化技术有很大的局限性； 先，臭氧不能氧化一些难降解有机物，如氯芳。其次，单一臭氧氧化技术无法将有机物完全分解为二氧化碳和水，难以达到较高的化学需氧量去除效果。此外，在臭氧的实际应用中存在高成本的问题，这限制了臭氧在工程中的使用。臭氧的大部分催化氧化仍在实验室的研究和大规模试验过程中。工业应用是一个亟待解决的问题。

超临界氧化法[7]利用超临界水独特的物理化学性质，实现有毒有害有机污染物的氧化降解，反应速度快，一般不超过1分钟。有机物降解效率高，大多数有机物的去除率可达99%以上；无二次污染；二氧化碳；可以收集高纯度和高浓度的；自热反应可以在一定浓度的有机物下实现，无需外部供热。高浓度有机污染物的完全去除是超临界氧化技术发展的主要驱动力，特别适用于常规法难降解的有机废水。

目前，工业废水主要包括印染废水、医疗废水、焦化废水、含油废水和造纸废水，这些废水都含有大量有机物，非常适合超临界氧化处理。美国莫达尔公司于1985年在SCWO建造了一个试验工厂，而* SCWO商用设备仅在1995年建造。这套设备建于德克萨斯州，用于分解胺、乙醇胺和长链醇。

近年来，美国、德国、法国、英国和日本等发达 一直在发展超临界氧化技术。目前，国内超临界氧化技术的研究主要集中在实验室。制约该技术工程应用的主要问题是腐蚀和盐沉积。由于超临界氧化的高温高压反应条件、废水中氯离子的存在和反应系统中氧气的存在，反应器中不可避免地会发生腐蚀。同时，无机盐在超临界水中的极低溶解度导致无机盐在反应过程中沉淀和沉积。

当前发展技术的方向是设计一个特殊的

例如，一家意大利公司处理高浓度含盐废水，废液由染料母液和压滤头洗涤液组成。化学需氧量浓度在100克/升以上，含盐量为6%~7%。经过两效蒸发浓缩后，废液送入焚烧炉焚烧。反应区温度为900℃~1000℃，停留时间为3~4s，有机物完全降解，烟气符合排放标准。在我国也有应用案例。例如，一家制药厂用硅砖建造卧式喷液炉，用氯霉素的副产品邻硝基乙苯作为燃料处理维生素C古龙酸母液，从而达到变废为宝、节约能源的目的。

如果废水量大，有机物浓度低，焚烧前可采用膜技术、蒸发等技术进行浓缩。国内的前期研究和实际应用表明，传统的基于回转窑、流化床和现有液体喷射焚烧炉的垃圾处理焚烧技术，难以解决由于废液热值低和废水(废液)燃烧条件和工艺成分复杂的特点造成的受热面腐蚀、积灰、结渣等问题，运行问题突出，维护成本高。

因此，一般焚烧过程在应用过程中受到焚烧装置的限制。废水的组成应详细为分析，以确保不会影响锅炉本体的燃烧。存在粘壁、积灰、结渣等问题。研究开发高浓度含碱有机废液焚烧的关键技术和成套设备，并应用于工程。

3)生物处理技术[9]

常规生化技术包括:普通活性污泥技术、厌氧法、好氧法、A/O技术、A2/O技术、曝气生物滤池等。微生物是多样的，因此产生不同的污染物降解酶。微生物可以在20分钟内完成一代替换，因此生化方法适应性广。

生物处理方法发展已成为各国处理城市废水和有机废水的主要方法。它具有处理量大、设备自动化程度高、易于调节、经济可行、无二次污染的特点。它是高浓度有机废水的主要处理方法。随着新技术的不断发展，新微生物菌种、生物反应器和优化创新技术的培养取得了很大进展。

例如，基于亚硝化反应和厌氧氨氧化技术的新型脱氮细菌和技术的开发，通过不同的手段强化硝化细菌的富集，实现短程硝化；同时，通过菌种的配合，增强了生物反应器的运行效果，实现了有机物高选择性降解生物处理技术在废水处理中的应用。

复合生物膜法、生物膜/悬浮生长联合处理和膜生物反应器法的发展已在一些 和地区得到应用，特别是在旧污水处理厂生物膜法和活性污泥法的升级改造中，克服了生物膜法或活性污泥法单一工艺的缺点。生物处理技术在应用范围、占地、生态和能源方面具有显著的特点，已广泛应用于制药废水、煤化工废水和石化废水等废水处理过程。

传统好氧活性污泥法除了降低有机物的毒性外，还利用培养、改性、调节、变异等手段驯化培养分解难降解有机物的微生物。由于技术成熟、实施简单，该方法广泛应用于老式污水处理厂和排放高浓度废水的工厂。

然而，用生物处理技术处理高浓度有机废水存在一些缺点和局限性。这种方法的使用条件受到有机物浓度和有机物m浓度的限制

由于高浓度有机废水成分的复杂性和难降解性，采用单一的废水处理技术处理高浓度有机废水存在一定的局限性。同时，高浓度有机废水往往伴随着大量无机盐，无机盐是微生物抑制剂和毒物，也将导致水质不合格。除了需要降解有机物外，还应注意无机盐的处理。因此，有必要运用综合治理的理念，为不同特性的高浓度有机废水建立合适的工艺路线，充分发挥上述技术的优势，实现高浓度有机废水的无害化和资源化处理。

2.2。不同行业高浓度难降解有机废水的性质和来源不同，处理技术也不同。充分发挥各单元技术的优势，有效结合预处理技术、无害化技术和资源化技术，是未来趋势[10]高浓度难降解有机废水的必然选择。

1)随着仿生技术发展的发展，相应的生物膜技术将获得良好的发展，因此在高浓度废水处理领域，膜技术发展将促进废水处理技术发展的发展。有鉴于此，研究适合高浓度废水处理的微生物将是未来生物处理技术领域的发展方向。

2)湿式催化氧化也是处理高浓度有机废水的有效方法。目前，只有少数发达 实现了该项技术的工业应用，只有少数高校和研究机构真正达到或接近中国的工业应用水平。因此，WCAO法将成为未来高浓度、低降解废水的主要研究对象。

3)对于萃取法处理高浓度有机废水，研究合适的萃取剂及其配比是获得发展工艺的必要条件。4)氧化法具有氧化彻底、反应速度快、处理效率高、无污染等巨大潜力和独特优势，在过去20年中脱颖而出。

氧化法的特点是产生具有强氧化活性的羟基自由基。通过电、声、光照射、催化剂等作用方式。污水中的难降解物质可以直接矿化，或者大分子物质可以通过自由基的强烈氧化降解成小分子易降解物质，从而提高污水的生物降解性。氧化能力强的氧化法也可用于难降解有机废水的深度处理，如超临界氧化法和臭氧催化氧化法等。它们氧化能力强，降解效率高，无二次污染。它们的工业应用已成为当前的研究热点。

3。发展趋势

高浓度难降解有机废水中存在大量难降解有机污染物，会使常规的生物处理过程难以进行，难降解有机污染物无法有效降解，处理后的排水达不到排放标准，导致整个处理过程达不到预期的效果和目的。因此，需要对水质高浓度难降解有机废水进行彻底的了解和处理，并选择正确、更合适的处理工艺进行处理。随着环保要求和排放标准的提高，趋势高浓度难降解有机废水的处理主要包括以下几个方面[11]。

3.1。源头控制、实施清洁生产、废水减量和回用

清洁生产是指原材料和能源利用率高、废物产生和排放率低、环境危害小的生产方式和工艺。清洁生产是一种新的创新理念，体现了“预防为主”的方针。传统的终端管理注重“治理”，与生产过程脱节。清洁生产注重“预防”，从源头开始，尽可能消除或减少污染物

同时，高浓度有机物废水中的无机盐也是可利用的资源。目前，工业废水处理技术主要采用物理、化学和生物方法，使降低废水中的污染物浓度达到排放标准，而不重视工业废水中所含的资源。在保证废水处理效果和资源利用的前提下，一方面有利于提高降低的处理成本和经济效益，另一方面为发展高盐高浓度有机废水处理技术提供新思路。

3.3。对低成本技术的需求随着技术的进步，这个过程变得越来越成熟。然而，废水处理的高成本增加了企业的运营成本，导致此类废水处理的某些限制。因此，控制工艺投资和运行成本尤为重要。例如，催化氧化技术使用氧化剂在催化剂存在下将废水中的有机物氧化成二氧化碳和水，从而达到去除的目的。

该方法具有适用范围广、成本低、处理效率高、二次污染少的特点。催化氧化法可以加速有机物与氧化剂之间的化学反应，并在降解过程中产生更多的氧化基团。它在某些难降解有机废水处理中具有较高的处理效率，可进一步与优化废水处理技术相结合。随着研究的深入，催化氧化法将成为一种极具竞争力的难降解有机废水处理新技术。

3.4。加强各种组合工艺开发与优化[12]

的整合对于难降解废水，应加强预处理，改变有毒难降解有机废水结构的化学性质，提高废水的可生化性，为后续处理技术铺平道路。根据废水的特点，还需要开发发展趋势的联合预处理工艺。常见主要包括物化预处理生化处理、电催化氧化预处理生化处理、厌氧酸化好氧生化处理、物化预处理生化处理深度处理。

4。结论

高浓度难降解有机工业废水对水环境影响持久，影响程度较大，在实践中也很难处理。在建设资源节约型、环境友好型社会的今天，加强高浓度难降解有机工业废水处理技术的应用研究具有重要的现实意义。通过对一系列高浓度难降解有机废水处理技术的总结，为发展趋势今后的处理技术提供指导。