处理高浓度有机废水的方法篇1
关键词：线路板，高浓度废水，处理
中图分类号：X703文献标识码：a文章编号：
pCB生产过程中的每个工序均会产生浓度较低的用于洗涤等的废水以及浓度高的污染废液。印制板生产过程中电镀、成像等工序形成的含有铅或镍等具有剧毒的第一类污染物；含有氟化物、悬浮物(ss)、化学需氧量(CoD)、铜、酸，碱等第二类污染物。未经处理就排放的污水中含有多种有毒的甚至是剧毒的污染物，其对人类生产生活以及自然环境造成严重危害，它们不仅污染江河湖海，还会对地下水资源造成严重污染，导致pCB行业的环保问题日益突出。当前常用的处理工艺对这类高浓度废水的处理成效不是很理想，行业废水污染问题十分突出，pCB行业废水处理难以达标。所以研究印制电路板(pCB)生产废水处理的各种工艺对于处理好pCB废水的环境污染问题、降低运行成本、工程投资以及实现达标排放均具有极其重要的意义。
1．国内外pCB高浓度废水的传统处理工艺及其利弊
(1)酸化+混凝法
酸化+混凝法主要是先利用酸将废水的pH值调节到一定值，从而使废水析出很多浮渣，然后再采用混凝剂、絮凝剂沉降废水中的有机物。这种方法是目前油墨废水处理方法中比较常用的，但是此法也具有一定的局限，它并不能真正除去废水中的有机污染物，比如有毒有害的物质及难降解的有机物，而且不能很大提高废水的可生化性，容易造成二次污染。此法在控制污染物的总体浓度方面有一定效果，而在去除有机物的总量方面效果甚微。
(2)生物处理法
生物处理法是将具有特定功能的微生物投入到生物处理体系里面，以改善处理成效的一种高浓度废水处理工艺技术。通常采用接触氧化法来对高浓度pCB油墨废水进行处理，进入到生化槽中的废水的CoDcr必须不超过1000mg／L，所以通常都要将pCB油墨废水进行稀释或预处理，经过生化处理之后的CoDcr可以小于200mg／L。不过此法生化处理需要进行曝气充氧，动力消耗比较大，处理费用也昂贵，水处理耗时漫长。
(3)过滤-吸附法
过滤-吸附法是先对废水进行预处理，然后经泵注入过滤器，废水经由过滤器处理之后能够除去大多数油墨以及悬浮物，过滤出来的水进入到活性碳吸附设备中，通过活性炭的分解以及吸附作用，可以获得很优异的处理效果。不过所使用的活性炭容易饱和，运行成本比较高，处理效率比较低。而且废水中的油墨粘性比较大，容易粘附在设备或者管路上，设备故障发生率高，所以此工艺不便利用。
(4)化学沉淀法
化学沉淀法指的是根据各种物质在水里面溶解度的各不相同，往废水中加入na2S、Cao、pFS等化学药品，该药品和水里面的有害物质进行化学反应，再通过混凝、沉淀以及过滤等过程进行固液分离，消除有害物质。化学沉淀法属于处理pCB高浓废水工艺中较为成熟的方法。化学沉淀法的优点在于其工艺简单、沉降脱水性能好、费用较低、运行管理方便以及技术成熟。不过因为不同重金属离子沉淀时的最佳pH值不一样，处理之后出水通常不能达到国家的排放标准。另外一个缺点是形成的污泥如果不加以妥善处理，就会形成二次污染。
(5)离子交换法
离子交换法是指借助于离子交换剂同高浓废水中的离子发生交换反应而除去高浓废水中的有害离子的一种工艺方法。根据废水中含有的不同的阴阳离子，选择使用不同的离子交换树脂。该处理工艺在废水处理领域的应用比较广泛，特别是在电镀工业废水处理过程中。处理之后的废水能够回收利用，并且还能够回收贵重金属，所以通常用来处理含有金，银，铜，铬，镍等重金属的高浓度废水。采用离子交换工艺处理pCB高浓废水，对于金属离子的去除率比较高，出水的水质比较好，并且设备比较简易，容易操控。不过pCB高浓废水中包含有强氧化剂以及很多种有机物，会使得树脂快速地污染以及劣化，大面积地失去离子交换能力，造成离子交换法处理废水工艺的成本很高。
(6)电解法
电解法处理工艺是在有高浓废水流经的电解槽里面通入电流，使得废水里面的阴离子向阳极移动而被氧化，阳离子向阴极移动而被还原，使得重金属形成不溶于水的沉淀，从而使废水得以净化。电解法作为比较成熟的水处理工艺技术，以前通常用于处理含氰和铬的电镀废水，当前已经应用于处理高浓度的pCB废水过程中，并且通过电解将重金属加以回收利用。电解法的优势在于具备很多功能，方便综合处理；电解法可以和生物学方法相互结合起来使用；电解反应能够避免形成二次污染物；设备比较简易，容易实现自动控制。不过这种工艺存在处理成本高、电极板消耗多以及耗电量大的弊端。
2.新型的高浓度废水处理工艺
线路板行业高浓度废水主要划分为：浓碱废液、浓酸废液、络合(铜氨)废水、高浓有机废水等．络合(铜氨)废水的处理工艺采取“破络一混凝—沉淀”的工艺流程。在pH=4的酸性环境下，高浓废水曝气搅拌，加入一定量的铁丝以及硫酸亚铁盐，随之废水中就会发生繁琐的置换反应、铁氧体反应以及微电解反应，使得铜等重金属可以从络合物(螫合物)中解离出来，并且经由混凝沉淀过程除去，通过此工艺处理之后废水中的铜离子浓度减少到1-3mg/L，出水排入到活性污泥池中，与经过物化厌氧处理之后的高浓度有机废水混合之后再加以处理。高浓度有机废水使用“物化一生化”相互结合的工艺进行处理，首先进行“酸析—气浮一混凝—沉淀”过程，废水预处理之后再采用改良型活性污泥法进行处理，其出水CoDcr可以降到300mg／L以下，C0Dcr的去除率达到70-80％，再将低浓度的清洗废水混入其中。综合(清洗)废水使用“pH调整-混凝-沉淀-砂滤一离子交换”的工艺进行处理，此工艺处理之后的铜离子浓度减少到0.1-0.5mg/L，去除率可以达到99％，CoDcr降低到20-50mg/L。此工艺排放出来的水的每项指标都能达到国家污水综合排放的一级排放标准。该工艺形成了一定的社会效益、经济效益以及环境效益。CoDcr，BoD5,铜,镍,氨氮等排放量可以大大降低，从而降低了环境污染程度。污泥中包含一定量的铜，卖给有资质的处理公司能够取得一定的经济效益。经过深度处理之后的废水，可以回收用于生产车间以及绿化、洗地、冲厕等，降低了企业的生产成本。
总结
通过文中提到的各种高浓度废水处理方法的对比研究，新型处理工艺处理线路板废水，其处理成本相对线路板企业现有的废水处理工艺要低一些，加入的药剂量和形成的污泥量也比较少，处理效果比较好，出水比较清透，CoDcr浓度和铜离子浓度均符合污染物排放标准，并且在工艺优化方面也更加简单一些.
参考文献
[1]林金堵．我国pCB工业必须走清洁生产和可持续发展的道路．印制电路信息，2005，(8)：5-10．
[2]朱萍，古国榜．从印刷电路板废料中回收金和铜的研究．稀有金属，2002，26(3)：214-216．
处理高浓度有机废水的方法篇2
【关键词】高浓度废水氨氮废水废水处理膜法高浓度氨氮废水电渗析
中图分类号：X703文献标识码：a文章编号：
一.前言
高浓度氨氮废水处理技术一直都是各国学着研究的热门课题。处理高浓度氨氮废水的方式有很多种，较为常用的包括生物脱氮法、折点加氯气、吹脱法和离子交换法等。在处理含有有机物的低氨氮浓度废水中吗，采用生物脱氮法较为可行。目前，对催化剂废水、化肥废水等高浓度无极氨氮废水处理，很多工业都是采用吹脱法。但由于吹脱法的脱氮率仅仅能够达到70%，其处理后无法达到国家标准。而聚丙烯中空纤维膜法处理具有诸多优点，能很好的弥补其他处理方式的缺欠。
二.膜分离技术。
膜分离技术是借助膜的渗透作用，通过化学位差和外界能量的推动作用，将混合物中的溶剂和溶质进行分离、分级和提纯及浓缩。同传统的蒸馏、沉淀、分馏、吸附、萃取等方法相比，膜分离技术在分离过程中没有发生相变，能耗较低；在膜分离的过程中，可在常温下进行，并且适合果汁、酶等热敏感物质；膜分离技术对有机物、无机物和生物制品都可适用，技术适用范围较广，遍布从微粒级到离子级；膜分离技术是采用压力差作为驱动力，具有操作方便、装置简单等诸多优点。
三.聚丙烯中空纤维膜法处理高浓度氨氮废水。
1.膜分离法处理原理。
膜分离法处理高浓度氨氮废水是通过膜的选择透过性，将液体中的氨氮成分进行选择性分离，达到脱除氨氮的目的。膜分离法处理高浓度氨氮废水的具体操作方式包括纳滤、电渗析、反渗透等。其中采用电渗析和聚丙烯中空纤维膜法处理氨氮废水具有较好的效果。采用电渗析方法时，在运行过程中需要消耗的电量和废水氨氮的含量成正比，在处理2000至3000mg/L氨氮废水中，去除率可达到85%以上，可提出高达8.9%的浓氨水。液膜法处理高浓度氨氮废水，在进水的氨氮质量浓度为500mg/L时，通过处理，其出水的氨氮含有浓度低于15mg/L；在处理过程中，对氨氮的回收比率较高，同时具有处理效果较为稳定，操作方便、无二次污染等优点。液膜法通常适用经过预处理的中低浓度氨氮废水，其弊端是，在处理过程中，使用的薄膜容易出现结垢，发生堵塞，造成反洗较为频繁，增加了废水处理的费用和成本。
2.处理技术。
聚丙烯中空纤维处理高浓度氨氮废水，是由于聚丙烯塑料在拉丝的工程中，在抽出的中空纤维膜中拉出了许多小孔，小孔允许气体从中通过，而阻止水的通过。在pH值达到11.5时，废水中的氨中有约为99.9%的是以游离状态的氨气存在的，而当废水通过聚丙烯中空纤维膜的内侧时，其中的氨分析能经由中空膜的膜壁透出，而将膜壁外的H2So4进行吸收，转换为（nH4）2So4，同时去除废水中的nH3-n。聚丙烯中空纤维膜法处理高浓度氨氮废水，是采用了吸收液循环的方式，将含有氨氮成分的废水，泵入到聚丙烯中空纤维内侧，H2So4吸收液在中空纤维膜的外侧循环流动，而当废水经过聚丙烯中空纤维膜的过滤后，去除其中的氨，同时将氨回收为（nH4）2So4.。
在膜法处理高浓度氨氮废水技术中，较为古老的技术是夜膜法，其去除氨的原理是：nH3易溶于膜相（油相），在膜相外侧中具有较高的浓度，而通过进行膜相的扩散和迁移，到达内相界面和膜相内侧，同时和膜内相中的酸产生解脱反应，形成了nH4+。而在膜两侧的nH3分压差作为处理的推动力，将废水中的nH3通过吸收液进行转移，将废水中的氨氮含量进行降低，实现去除的目的。液膜法处理高浓度氨氮废水技术中，如何防止液膜的乳化、含有氨氮的吸收液的处理方式、减少吸收液中对废水的有机污染等问题是液膜处理技术的核心技术内容。
纵观高浓度氨氮废水的处理技术及发展模式来看，膜技术日臻完善，而采用膜技术处理高浓度氨氮废水专业技术成为许多专家、学者、行业工作者研究和探讨的话题。
3.采用氨水的形式，回收氨氮废水。
以氨水的形式，回收氨氮废水的处理技术，能在去除氨氮的同时，获得浓度较高的氨水，通过处理后，将废水处理达到规定的排放标准，同时又能经济有效的分离和回收氨氮。采用回收氨水的形式，对高浓度氨氮废水进行处理，在处理废水的同时，又获得了较高浓度的氨水，具有较高的经济效益。
3.1电渗析处理技术，电渗析器通常由离子交换膜、极板、隔板组合而成。在含有氨氮的废水通过时，电渗析器在直流电场的作用下，将产生的oH-和nH4+进行定位迁移。通过离子迁移，将废水进行净化，取得较高浓度的氨水。采用电渗析处理技术，工艺流程较为简单，在处理废水的过程中不用受到废水的pH值限制，也同受处理温度的影响，具有投资成本较少、回收率较高、处理操作简便、处理过程不消耗药剂等优点。通过实验数据表明，采用电渗析处理高浓度氨氮废水时，在2000-3000mg/L氨氮浓度中，通过电渗析处理，对氨氮的去除率可超过87.5%，处理后获得浓度为89%的氨水。
3.2离子膜电解法处理高浓度氨氮废水。
采用离子膜电解法处理高浓度氨氮废水，同时也是进行脱氨的预处理，其处理原理为：离子膜的电解技术在电渗析器的直流电场作用下，将电位差作为处理的推动力，处理过程中利用离子交换膜的透过控制，选择性的将通过的废水中的部分离子通过离子交换膜进行分离，达到与原溶液分离的目的。通过电渗析处理，有效降低了高浓度氨氮废水的处理成本，同时获得的高浓度氨水，实现了废物资源的再利用。
3.3生物膜处理技术。
生物膜处理技术是指：采用附着和生长在惰性载体上，以微生物为主体的，其中包括能产生胞外多聚物，以及吸附在微生物的表面上的有机物和无机物等。其具有较强的吸附能力和具有生物降解的结构。生物膜处理技术是利用生物膜替代了传统的生化处理技术、以及生活处理中的二次沉淀、沙淀池处理技术。在高浓度氨氮废水处理中，生物膜处理技术通过分离工程中的膜法处理技术的应用，高效的完成了高浓度氨氮废水的分离处理，同时处理过程中，曝气池中的活性污泥的浓度得到增加，污泥总的特效菌也有所增加。另外，由于处理过程总，降低了F/m比值，将少了剩余的污泥产生量，甚至可以将到零，不仅仅是提高了生化反应的效率，同时也从基本上解决了传统活性污泥处理中存在的较为突出的问题。
五.结束语
聚丙烯中空纤维膜法处理高浓度氨氮具有技术先进，处理工艺流程短都优点，采用二级脱除后，脱除率能超过99.4%，非常适合处理高浓度的nH3-n废水。处理工艺设备要求简单，占地面积较小，同时操作也较为方便，具有较低的能耗，且不会产生二次污染。
参考文献：
[1]杨晓奕蒋展鹏潘成峰膜法处理高浓度氨氮废水的研究[期刊论文]《水处理技术》iStiCpKU2003年2期
[2]刘乾亮马军王盼盼王争辉LiUQian-liangmaJunwanGpan-panwanGZheng-hui气扫式膜蒸馏工艺处理高氨氮废水的影响因素研究[期刊论文]《中国给水排水》iStiCpKU2012年13期
[3]朱振中膜吸收法与膜生物反应器组合系统处理高浓度氨氮废水的研究
[学位论文]2005江南大学：环境工程
[4]陈友义膜法处理高浓度氨氮废水的研究[期刊论文]《城市建设理论研究（电子版）》2012年33期
处理高浓度有机废水的方法篇3
有机废水无害化处理的首选方法是生物处理。这是由生物处理所具有的处理的相对彻底性（无二次污染或二次污染较小）以及运行费用低廉等优点决定的。
根据有机废水处理方面的特性可以将其划分为以下3类：①废水中的有机物易于生物降解，同时废水中的毒物含量很少。这类废水主要是生活污水和来自以农牧产品为原料的工业废水等；②废水中的有机物易于生物降解，同时废水中的毒物含量较多。这类废水主要来自印染、制革废水等；③废水中所含的有机物难于生物降解（生物降解速度极其缓慢），同时，废水中毒物可能较多、亦可能较少。这类废水主要来自造纸、制药废水等。
第①类废水可直接进行生物处理。第③类废水较为复杂，此处不作讨论。本文主要对第②类废水中的毒物作用机制及应对措施加以讨论。
1、毒物及其作用机制
废水中凡是能延缓或完全抑制微生物生长的化学物质，统称为有毒有害物质，简称毒物。这些毒物，从化学性质上来分可划分为有机物和无机物两大类。从处理的角度又可划分为能被生物处理段去除、转化的物质（如h2s、苯酚等，或称非稳定性毒物）和不能被生物处理段去除、转化的物质（如nacl、汞、铜等，或称稳定性毒物）两大类。
毒物对微生物的作用机制主要有如下方式：
（1）损伤细胞结构成分和细胞外膜。如：70%浓度的乙醇能使蛋白凝固达到杀菌作用；酚、甲酚、表面活性剂作用于细胞外膜，破坏细胞膜的半透性。
（2）损伤酶和重要代谢过程。一些重金属（铜、银、汞等）对酶有潜在的毒害作用，甚至在非常低的浓度下也起作用。这些重金属的盐类和有机化合物能与酶的-sh基结合，并改变这些蛋白质的三级和四级结构。
（3）竞争性抑制作用。当废水中存在一种化学结构与代谢物质相类似的有机物时便会发生。因为二者都能在酶的活性中心与酶相结合，它们的竞争将抑制中间产物的形成，使酶的催化反应速率降低。
（4）对细胞成分合成过程的抑制作用。当某些化学物质的结构类似于细胞成分的结构时，它们便会被细胞吸收并同化，结果是合成无功能的辅酶或导致生长停止。这种作用最典型的例子便是磺胺酸。
（5）抗生素对核酸的抑制作用。不少抗生素能专一地抑制原核生物的蛋白质合成，如链霉素会抑制氨基酸正确结合于多肽上。
（6）抗生素对核酸的抑制作用。如丝裂霉系c会选择性地阻止dna的合成，从而抑制微生物的生长。
（7）对细胞壁合成的抑制作用。如青霉素便是通过干扰细胞壁的合成从而达到抑制微生物生长的效果。
2、菌种承受毒物的能力及菌种驯化法
需说明的是，微生物中存在不少能耐受常用代谢毒物的菌株，有的甚至能利用它们作为能源。化学物质对微生物的抑制作用与其浓度有直接关系，并随微生物的驯化而发生变化，经过驯化的微生物对有毒物质的适应能力将逐步加强。微生物这种巨大的适应性（变异性）是由它们的小体积决定的。如一个微球细胞仅具有约100000个蛋白质分子所能容纳的空间，如此小的体积决定了那些近期用不着的酶是不能储备的，许多分解代谢酶类只有当存在合适的基质时才会产生。在某些条件下这类可诱导的酶可占蛋白质总含量的10%.正是微生物的这种变异性，才使生物法处理含毒有机废水成为可能。但任何微生物承受毒物的能力都是有一定的极限的（此时的浓度叫极限允许浓度），正是这种极限又要求含毒物有机废水在生物处理前需要一定的预处理。
前已说过，微生物由于其体积的细小，而具有巨大的适应性（变异）。因此可以采用人工改变微生物生活环境的方法进行诱导变异，让微生物直接适应原水中毒物浓度或提高微生物对毒物的去除能力。这种方法对稳定性毒物及非稳定性毒物均适用，是处理含毒有机废水的一种基本方法。
在城市生活污水处理厂中，当进水中酚的浓度突然增加到50mg/l时，便会对生物处理系统产生巨大的破坏作用。严重时，会导致全系统的崩溃。可是，某焦化厂采用适应性变异的方法对菌种进行驯化即菌种驯化法，使微生物内的酶逐步适应了这种毒物的大量存在，便将这种毒物当成其底物而加以分解吸收。实际运行表明，进水中酚的平均浓度为117.5mg/l时，酚的去除率高达99.6%.
含酚废水处理是应对一种不稳定性毒物的例子，当毒物很稳定时，亦可采用这种驯化方法以提高微生物对毒物的承受能力。但须注意，这种毒物的浓度必须满足最终出水排放标准或另外采取其它措施加以控制。
3、预处理方法
前已说过，驯化是生物处理法中应对毒物的一种基本方法。但任何微生物承受毒物的能力都是有一定的极限的，毒物浓度超过极限允许浓度时就需要一定的预处理。目前，预处理法主要有稀释法、转化法和分离法。
3.1 稀释法
污水中的毒物之所以成为毒物，是与其浓度有关的。当其浓度超过某一极限允许浓度时，毒物就成为毒物；在极限允许浓度以下时，毒物就不表现出毒性甚至成为营养。当废水中毒物浓度超过生物处理的极限允许浓度时，为保证生物处理的正常进行，可采用简单的稀释法，将废水中毒物浓度降低到极限浓度以下。
根据废水中毒物的稳定或非稳定性质，结合实际情况，可采取3种不同的稀释法：污水稀释法，处理出水稀释法，清水稀释法。
（1）污水稀释法。不同的污水中所含的物质不同，将它们混合起来，彼此稀释，可将毒物浓度降低到极限允许浓度以下，这便是污水稀释法。它最简单、最经济，是首选方法，不论毒物的性质是稳定或非稳定均适用。少量的工业废水混入大量的城市污水中，几乎所有的毒物浓度都会被降低到极限允许浓度以下。但是，少量的工业废水彼此间混合后，毒物浓度仍有可能在极限允许浓度以上，仍需继续采取其它措施。
污水稀释法除了上面所说的不同单位所排废水之间的大稀释外，还有同一工厂不同车间所排废水之间的小稀释。比如，制革工厂中，脱毛工段所排的灰碱废水中s2-的浓度高达1000mg/l以上，但脱毛工段所排的灰碱废水只占全厂总排水量的5%左右，只要建一较大的调节池（停留时间hrt一般在12h左右），不同工段所排废水在此搅拌混合后，总出水中s2-的浓度便可降低到100mg/l以下。这对后续处理非常有利。
（2）处理出水稀释法。这种方法只适用于废水中的毒物为非稳定这一单一情况。处理出水稀释法又有两种：①曝气池池型采用完全混合式；②处理出水回流稀释法。出于经济方面的考虑，方法①应是首选。
实例：制革废水中s2-的存在对生物处理具有极大的危害，生物处理的极限允许浓度为30mg/l.制革废水经调节池调节稀释后，进入曝气池时s2-仍然在50mg/l以上。以前，许多设计单位主张采用分隔处理，即先把灰碱废水单独进行脱s预处理，把进水中的s2-降低到30mg/l以下，再进行综合处理。有经验表明，可采用处理出水稀释法来消除s2-对生物处理的影响，不需要进行分隔处理，而直接进行综合处理。东南大学设计的南京制革厂废水处理站，采用的处理流程为调节池初沉池生物处理，生物处理采用的是氧化沟，该氧化沟沟宽6m，有效水深3m，沟内水流平均流速0.4m/s，做如下两个假定：①废水进入氧化沟后经过1周的循环，其中的s2-经曝气氧化后全被去除（被氧化成单体硫或硫代硫酸盐）；②废水一进入氧化沟后，横向扩散很好，横断面上各点水质完全相同。按s2-的极限允许浓度30mg/l进行计算，理论上可得该氧化沟进水s2-的最大允许浓度为7776mg/l.从30mg/l到7776mg/l可以看出稀释法的巨大作用。当然，在实际运行中①，②两条假定不可能完全做到，故实际进水最大允许浓度远远不能达到7776mg/l.根据该厂长达12年的稳定运行经验表明，在调节池出水s2-不超过100mg/l的情况下，s2-对氧化沟的稳定运行是完全没有影响的，而且氧化沟出水s2-始终在排放标准1mg/l以下。这是稀释法成功应用的一个例子。
（3）清水稀释法。这种方法只有在废水中的毒物为稳定性毒物，不能采用处理出水稀释，工厂内部及其附近又没有其它废水可以用来稀释它，而且这种毒物又不能采用分离法或转化法去除时才能使用。这是由于①这种方法的不经济性。采用清水稀释本身就要花费大量的水费；原水采用大量的清水稀释后，处理投资和运行费都要增加。②随着环境管理的加强，已由浓度排放控制过渡到排放总量控制。
实例：南京某石化公司化工二厂废水处理站，进水cod为6000mg/l，但同时含有cacl250000mg/l，如此高的盐度将会极大地抑制生物处理的正常运行，所以在生物处理之前必须对盐加以适当处理。考虑到生物处理对cacl2无去除或转化作用，其它的分离或转化方法又不经济，该厂地处郊区，附近无其它工厂或本厂的另类废水可利用来稀释，故设计单位与甲方商量后采用了清水稀释法，即将原水加清水稀释10倍，将cacl2浓度降为5000mg/l后，再进行深井曝气法处理，取得了满意的效果。
3.2 转化法
化学物质只有在特定的情况下才会表现毒性，比如，硝基苯毒性较大，转化为苯胺后，毒性就大为降低。cr6+的毒性很大，可是被还原为cr3+后，毒性就大为降低。所以，可以通过化学方法，将有机废水中的毒物转化为无毒或毒性较低的物质，以保证生物处理的正常进行。这种方法对稳定性毒物或非稳定性毒物均适用。采用这种方法一定要注意两个问题：①转化后，稳定性毒物的浓度必须在生物处理极限允许浓度以下，非稳定性毒物的浓度必须保证生物处理的正常运行；②最终出水中，毒物浓度也应满足排放标准。
实例：化工废水中的硝基苯是一种毒性较大，可生化性较差的物质。直接对它进行生物处理，由于毒物负荷的限制，使得生化曝气池的bod负荷极低，效率不高。故绝大多数工程在废水进入曝气池之前进行预处理，用化学法（比如亚铁还原）将硝基苯转化为苯胺，苯胺与硝基苯相比，其毒性大为降低，而且可生化性大幅提高，使曝气池bod负荷大大提高。
3.3 分离法
利用分离的手段，将废水中的毒物转移到气相或固相中去，以保证废水生物处理的正常运转，这便是分离法的原理。此法对稳定性或非稳定性毒物均适用。采用这种方法时应注意如下几点：①分离后，废水中稳定性毒物浓度必须在生物处理的极限允许浓度之下，非稳定性毒物的浓度必须保证生物处理的正常运行；②必须保证最终出水各项指项（包括毒物）达到国家排放标准；③转移到气相或固相的毒物必须进行妥善处理，不允许出现二次污染。
实例：制革废水中s2-是一种毒物，我们可以向废水中投加fe2+使之形成fes沉淀去除，出水可以直接进行生物处理而不受s2-的影响，沉淀的fes可以送去制砖或进行填埋处理；亦可以向废水中加酸，将废水中的s2-形成h2s吹脱到空气中去，用naoh吸收后形成na2s再回用于制革生产。
4、结语
为保证生物处理的正常进行，可采用的消除毒物影响的措施是很多的，如何从繁多的方法措施中选择一个最佳方案，是一个全系统优化课题。优化的原则是：①废水中各项指标（包括毒物）必须达到国家排放标准；②必须保证生物处理的正常运行；③在此基础上，应努力追求工艺流程简单、投资省、运行费用低、无二次污染以及管理方便。
处理高浓度有机废水的方法篇4
有机废水无害化处理的首选方法是生物处理。这是由生物处理所具有的处理的相对彻底性（无二次污染或二次污染较小）以及运行费用低廉等优点决定的。
根据有机废水处理方面的特性可以将其划分为以下3类：①废水中的有机物易于生物降解，同时废水中的毒物含量很少。这类废水主要是生活污水和来自以农牧产品为原料的工业废水等；②废水中的有机物易于生物降解，同时废水中的毒物含量较多。这类废水主要来自印染、制革废水等；③废水中所含的有机物难于生物降解（生物降解速度极其缓慢），同时，废水中毒物可能较多、亦可能较少。这类废水主要来自造纸、制药废水等。
第①类废水可直接进行生物处理。第③类废水较为复杂，此处不作讨论。本文主要对第②类废水中的毒物作用机制及应对措施加以讨论。
1、毒物及其作用机制
废水中凡是能延缓或完全抑制微生物生长的化学物质，统称为有毒有害物质，简称毒物。这些毒物，从化学性质上来分可划分为有机物和无机物两大类。从处理的角度又可划分为能被生物处理段去除、转化的物质（如h2s、苯酚等，或称非稳定性毒物）和不能被生物处理段去除、转化的物质（如nacl、汞、铜等，或称稳定性毒物）两大类。www.133229.Com
毒物对微生物的作用机制主要有如下方式：
（1）损伤细胞结构成分和细胞外膜。如：70%浓度的乙醇能使蛋白凝固达到杀菌作用；酚、甲酚、表面活性剂作用于细胞外膜，破坏细胞膜的半透性。
（2）损伤酶和重要代谢过程。一些重金属（铜、银、汞等）对酶有潜在的毒害作用，甚至在非常低的浓度下也起作用。这些重金属的盐类和有机化合物能与酶的-sh基结合，并改变这些蛋白质的三级和四级结构。
（3）竞争性抑制作用。当废水中存在一种化学结构与代谢物质相类似的有机物时便会发生。因为二者都能在酶的活性中心与酶相结合，它们的竞争将抑制中间产物的形成，使酶的催化反应速率降低。
（4）对细胞成分合成过程的抑制作用。当某些化学物质的结构类似于细胞成分的结构时，它们便会被细胞吸收并同化，结果是合成无功能的辅酶或导致生长停止。这种作用最典型的例子便是磺胺酸。
（5）抗生素对核酸的抑制作用。不少抗生素能专一地抑制原核生物的蛋白质合成，如链霉素会抑制氨基酸正确结合于多肽上。
（6）抗生素对核酸的抑制作用。如丝裂霉系c会选择性地阻止dna的合成，从而抑制微生物的生长。
（7）对细胞壁合成的抑制作用。如青霉素便是通过干扰细胞壁的合成从而达到抑制微生物生长的效果。
2、菌种承受毒物的能力及菌种驯化法
需说明的是，微生物中存在不少能耐受常用代谢毒物的菌株，有的甚至能利用它们作为能源。化学物质对微生物的抑制作用与其浓度有直接关系，并随微生物的驯化而发生变化，经过驯化的微生物对有毒物质的适应能力将逐步加强。微生物这种巨大的适应性（变异性）是由它们的小体积决定的。如一个微球细胞仅具有约100000个蛋白质分子所能容纳的空间，如此小的体积决定了那些近期用不着的酶是不能储备的，许多分解代谢酶类只有当存在合适的基质时才会产生。在某些条件下这类可诱导的酶可占蛋白质总含量的10%.正是微生物的这种变异性，才使生物法处理含毒有机废水成为可能。但任何微生物承受毒物的能力都是有一定的极限的（此时的浓度叫极限允许浓度），正是这种极限又要求含毒物有机废水在生物处理前需要一定的预处理。
前已说过，微生物由于其体积的细小，而具有巨大的适应性（变异）。因此可以采用人工改变微生物生活环境的方法进行诱导变异，让微生物直接适应原水中毒物浓度或提高微生物对毒物的去除能力。这种方法对稳定性毒物及非稳定性毒物均适用，是处理含毒有机废水的一种基本方法。
在城市生活污水处理厂中，当进水中酚的浓度突然增加到50mg/l时，便会对生物处理系统产生巨大的破坏作用。严重时，会导致全系统的崩溃。可是，某焦化厂采用适应性变异的方法对菌种进行驯化即菌种驯化法，使微生物内的酶逐步适应了这种毒物的大量存在，便将这种毒物当成其底物而加以分解吸收。实际运行表明，进水中酚的平均浓度为117.5mg/l时，酚的去除率高达99.6%.
含酚废水处理是应对一种不稳定性毒物的例子，当毒物很稳定时，亦可采用这种驯化方法以提高微生物对毒物的承受能力。但须注意，这种毒物的浓度必须满足最终出水排放标准或另外采取其它措施加以控制。
3、预处理方法
前已说过，驯化是生物处理法中应对毒物的一种基本方法。但任何微生物承受毒物的能力都是有一定的极限的，毒物浓度超过极限允许浓度时就需要一定的预处理。目前，预处理法主要有稀释法、转化法和分离法。
3.1 稀释法
污水中的毒物之所以成为毒物，是与其浓度有关的。当其浓度超过某一极限允许浓度时，毒物就成为毒物；在极限允许浓度以下时，毒物就不表现出毒性甚至成为营养。当废水中毒物浓度超过生物处理的极限允许浓度时，为保证生物处理的正常进行，可采用简单的稀释法，将废水中毒物浓度降低到极限浓度以下。
根据废水中毒物的稳定或非稳定性质，结合实际情况，可采取3种不同的稀释法：污水稀释法，处理出水稀释法，清水稀释法。
（1）污水稀释法。不同的污水中所含的物质不同，将它们混合起来，彼此稀释，可将毒物浓度降低到极限允许浓度以下，这便是污水稀释法。它最简单、最经济，是首选方法，不论毒物的性质是稳定或非稳定均适用。少量的工业废水混入大量的城市污水中，几乎所有的毒物浓度都会被降低到极限允许浓度以下。但是，少量的工业废水彼此间混合后，毒物浓度仍有可能在极限允许浓度以上，仍需继续采取其它措施。
污水稀释法除了上面所说的不同单位所排废水之间的大稀释外，还有同一工厂不同车间所排废水之间的小稀释。比如，制革工厂中，脱毛工段所排的灰碱废水中s2-的浓度高达1000mg/l以上，但脱毛工段所排的灰碱废水只占全厂总排水量的5%左右，只要建一较大的调节池（停留时间hrt一般在12h左右），不同工段所排废水在此搅拌混合后，总出水中s2-的浓度便可降低到100mg/l以下。这对后续处理非常有利。
（2）处理出水稀释法。这种方法只适用于废水中的毒物为非稳定这一单一情况。处理出水稀释法又有两种：①曝气池池型采用完全混合式；②处理出水回流稀释法。出于经济方面的考虑，方法①应是首选。
实例：制革废水中s2-的存在对生物处理具有极大的危害，生物处理的极限允许浓度为30mg/l.制革废水经调节池调节稀释后，进入曝气池时s2-仍然在50mg/l以上。以前，许多设计单位主张采用分隔处理，即先把灰碱废水单独进行脱s预处理，把进水中的s2-降低到30mg/l以下，再进行综合处理。有经验表明，可采用处理出水稀释法来消除s2-对生物处理的影响，不需要进行分隔处理，而直接进行综合处理。东南大学设计的南京制革厂废水处理站，采用的处理流程为调节池初沉池生物处理，生物处理采用的是氧化沟，该氧化沟沟宽6m，有效水深3m，沟内水流平均流速0.4m/s，做如下两个假定：①废水进入氧化沟后经过1周的循环，其中的s2-经曝气氧化后全被去除（被氧化成单体硫或硫代硫酸盐）；②废水一进入氧化沟后，横向扩散很好，横断面上各点水质完全相同。按s2-的极限允许浓度30mg/l进行计算，理论上可得该氧化沟进水s2-的最大允许浓度为7776mg/l.从30mg/l到7776mg/l可以看出稀释法的巨大作用。当然，在实际运行中①，②两条假定不可能完全做到，故实际进水最大允许浓度远远不能达到7776mg/l.根据该厂长达12年的稳定运行经验表明，在调节池出水s2-不超过100mg/l的情况下，s2-对氧化沟的稳定运行是完全没有影响的，而且氧化沟出水s2-始终在排放标准1mg/l以下。这是稀释法成功应用的一个例子。
（3）清水稀释法。这种方法只有在废水中的毒物为稳定性毒物，不能采用处理出水稀释，工厂内部及其附近又没有其它废水可以用来稀释它，而且这种毒物又不能采用分离法或转化法去除时才能使用。这是由于①这种方法的不经济性。采用清水稀释本身就要花费大量的水费；原水采用大量的清水稀释后，处理投资和运行费都要增加。②随着环境管理的加强，已由浓度排放控制过渡到排放总量控制。
实例：南京某石化公司化工二厂废水处理站，进水cod为6000mg/l，但同时含有cacl250000mg/l，如此高的盐度将会极大地抑制生物处理的正常运行，所以在生物处理之前必须对盐加以适当处理。考虑到生物处理对cacl2无去除或转化作用，其它的分离或转化方法又不经济，该厂地处郊区，附近无其它工厂或本厂的另类废水可利用来稀释，故设计单位与甲方商量后采用了清水稀释法，即将原水加清水稀释10倍，将cacl2浓度降为5000mg/l后，再进行深井曝气法处理，取得了满意的效果。
3.2 转化法
化学物质只有在特定的情况下才会表现毒性，比如，硝基苯毒性较大，转化为苯胺后，毒性就大为降低。cr6+的毒性很大，可是被还原为cr3+后，毒性就大为降低。所以，可以通过化学方法，将有机废水中的毒物转化为无毒或毒性较低的物质，以保证生物处理的正常进行。这种方法对稳定性毒物或非稳定性毒物均适用。采用这种方法一定要注意两个问题：①转化后，稳定性毒物的浓度必须在生物处理极限允许浓度以下，非稳定性毒物的浓度必须保证生物处理的正常运行；②最终出水中，毒物浓度也应满足排放标准。
实例：化工废水中的硝基苯是一种毒性较大，可生化性较差的物质。直接对它进行生物处理，由于毒物负荷的限制，使得生化曝气池的bod负荷极低，效率不高。故绝大多数工程在废水进入曝气池之前进行预处理，用化学法（比如亚铁还原）将硝基苯转化为苯胺，苯胺与硝基苯相比，其毒性大为降低，而且可生化性大幅提高，使曝气池bod负荷大大提高。
3.3 分离法
利用分离的手段，将废水中的毒物转移到气相或固相中去，以保证废水生物处理的正常运转，这便是分离法的原理。此法对稳定性或非稳定性毒物均适用。采用这种方法时应注意如下几点：①分离后，废水中稳定性毒物浓度必须在生物处理的极限允许浓度之下，非稳定性毒物的浓度必须保证生物处理的正常运行；②必须保证最终出水各项指项（包括毒物）达到国家排放标准；③转移到气相或固相的毒物必须进行妥善处理，不允许出现二次污染。
实例：制革废水中s2-是一种毒物，我们可以向废水中投加fe2+使之形成fes沉淀去除，出水可以直接进行生物处理而不受s2-的影响，沉淀的fes可以送去制砖或进行填埋处理；亦可以向废水中加酸，将废水中的s2-形成h2s吹脱到空气中去，用naoh吸收后形成na2s再回用于制革生产。
4、结语
为保证生物处理的正常进行，可采用的消除毒物影响的措施是很多的，如何从繁多的方法措施中选择一个最佳方案，是一个全系统优化课题。优化的原则是：①废水中各项指标（包括毒物）必须达到国家排放标准；②必须保证生物处理的正常运行；③在此基础上，应努力追求工艺流程简单、投资省、运行费用低、无二次污染以及管理方便。
处理高浓度有机废水的方法篇5
关键词：高含盐石油开采废水高效复合微生物生物降解达标排放
石油开采废水处理已成为国内外研究的重要课题。大港油田石油开采废水组成复杂，含盐量高，难降解物质浓度高，是难处理的工业废水。从水的角度看，废水中无机盐含量的高低直接影响水的活度，从而导致水的渗透压发生改变。一般来说微生物在适当的渗透压下生长良好，渗透压过高会导致微生物细胞因脱水过多而无法进行正常的代谢活动，过低则易因基质中缺乏必要的无机离子而影响细胞的存活。废水处理微生物对于水环境渗透压的适应能力的不同，主要是由于不同微生物对于渗透压的调节能力的不同所致。因此，通过筛选驯化过程培养出耐高渗透压具有良好有机物降解性能的耐盐微生物是对该类有机工业废水进行处理的重要前提。
1试验条件与方法
1.1试验分析方法
细菌数的测定：采用血球计数板计数和平板统计菌落数；pH值测定：玻璃电极法；石油类含量：非分散红外法；矿化度测定：重量法；氯离子测定：铬酸钾指示剂滴定法；生物需氧量测定(BoD5)：5日生化法；化学需氧量(CoD)测定：(1)当水样氯离子浓度mg/L/稀释倍数(a)<1000mg/L且水样CoD/稀释倍数(a)>50mg/L时采用GB11914-89方法测定；(2)当水样氯离子浓度mg/L/稀释倍数(a)<1000mg/L且水样CoD/稀释倍数(a)≤50mg/L时采用密封消解法测定[1]。
1.2废水来源大港油田
12#井石油开采废水，废水水质情况：样品外观：深褐色，浑浊液体；pH值7～8(玻璃电极法)；化学需氧量(CoD)：4.01×103mg/L；石油类135.5mg/L；矿化度：3.6×104mg/L；氯离子含量：23000mg/；生物需氧量(BoD5)：2.04×103mg/L。
通过检测可以看出12#井废水属于高色度、高矿化度、高CoD、高BoD、高石油类含量的开采废水。BoD/CoD的比例约50%，可初步定为可部分生化降解废水。如此高的含盐量及有机物浓度对微生物有较强的抑制作用，大大降低微生物的降解效率，因而拟采用物化前处理方法去除部分有机物后再进行生物处理的复合处理工艺路线。
2高含盐石油开采废水的前处理
通过对不同前处理方法的筛选和优化并从实际工程处理考虑，采用前处理方法为12#井废水调pH7.5～8.2后加入0.3%硫酸铝絮凝。处理后，处理液pH6.0，颜色淡黄色，透明，CoD由原水的3800mg/L降至2360mg/L。
3针对高含盐石油开采废水的微生物筛选、驯化
经资料文献检索及检测分析，油田井下作业废水有机物组成十分复杂，以酚类、碳氢烃类等有机物为主[2]，此有针对性地从长期被石油开采及炼油废水污染的土壤底泥及深井油泥中进行菌种筛选工作以及选用部分本室保藏菌种。
3.1耐盐性菌种的筛选及驯化
由于12#井石油开采废水含盐量较高，对微生物的生长有抑制作用，因此在菌种筛选过程中需进行菌种耐盐驯化。
在筛选、驯化培养基中加入氯化钠溶液，浓度由低到高逐步加入，观察所筛选出的菌种在氯化钠浓度为2%～10%的培养基内的生长情况。
单株兼性氧菌及单株好氧菌耐盐驯化试验结果，见图1单株兼性厌氧菌耐盐试验及图2单株好氧菌耐盐试验。
图1 单株兼性厌氧菌耐盐试验
图2 单株好氧菌耐盐试验
由图1可见FY-1菌种、FY-2菌种可以耐受的naCl浓度为7%，FY-3可以耐受的naCl浓度为10%，FY-4耐受naCl浓度小于2%。因此选择耐盐性比较好的FY-1、FY-2、FY-3为试验用兼性厌氧菌种。
由图2可见F1、F2、F3、F4、F5可以耐受的naCl浓度为分别10%、2%、5%、5%、2%，F6、F7耐受naCl浓度小于2%。因此选择耐盐性比较好的F1、F2、F3、F4、F5为试验用好氧菌种。
3.2单株菌对废水CoD的去除作用
分别将已筛选、驯化的耐盐性及降解效率好的初筛菌液，置于前处理后废水中，废水处理前CoD：2360mg/LpH：7.2颜色：++++。F1～F5号菌种进行好氧培养，12h，30℃。FY1～FY3号兼性厌氧菌采用静止深层培养法，30℃，12h。单株菌处理废水结果见表1。
表1 单株菌降解废水CoD测定结果
菌种
通过以上实验证明，经过兼性厌氧处理后废水CoD下降不明显(52.2%～58%)但颜色去除效果较好，而且通过厌氧处理后大分子有机物降解为小分子有机物为进一步好氧处理达标提供条件。所以在工艺上考虑将厌氧处理置于好氧处理前，即先经FY1+FY2+FY3复合菌处理后再经F2+F3+F4+F5复合菌处理，停留时间为12h。废水经物化前处理及兼性厌氧复合菌处理串联好氧复合菌处理后废水的CoD浓度为150mg/L以下，达到二级排放标准。
4结论
4.1针对大港油田12#井废水的特性及实际工程处理的特点筛选、优化了废水的前处理方法，使其CoD降解率达到37.9%，为进一步微生物处理提供条件。
4.2通过筛选、驯化培养出耐盐兼性厌氧微生物菌种及好氧微生物菌种共8株，其中FY-1菌种、FY-2菌种可以耐受的naCl浓度为7%，FY-3可以耐受的naCl浓度为10%，F1可以耐受的naCl浓度为10%；F2、F3、F4、F5可以耐受的naCl浓度为2%～7%。
4.3筛选出的耐盐兼性厌氧微生物及好氧微生物菌种，其单株微生物菌种的CoD降解率分别为兼性厌氧菌种52.4%～66.1%，好氧菌种69.9%～82.6%。
4.4进行了兼性厌氧菌种FY-1、FY-2、FY-3和好氧菌种F1、F2、F3、F4、F5、的组合，使组合后的复合兼性厌氧菌群CoD降解率达到58%，复合好氧菌群CoD降解率达到90.1%。组合后兼性厌氧菌群对废水的色度去除效果明显。
4.5采用物化前处理及兼性厌氧生物处理与好氧生物处理相串联的工艺进行废水处理，CoD去除率达到97.37%，处理后废水由CoD浓度3800mg/L降至100mg/L，达到二级排放标准。
参考文献
处理高浓度有机废水的方法篇6
abstract:twotreatmentprocesses,simplexphysicaltreatmentandphysical&bio-chemistrytreatmentwereprovidedtoautomobilewastewaterbasedonthecharactersofhighconcentrationpollutants,manypollutantcomponentsandgreatvarietyofwastewaterflowandinfluentquality.manyshortcomingsoccurredintheprojectsthroughthestudyonthesimplexphysicaltreatment,andphysical&bio-chemistrytreatmentwerewidelyadoptedbecauseofovercomingtheexistingshortcomings.itwasprovedmorestableoperationandbettereffluentqualitycouldbeachievedthroughtheoptimizationandimprovementonthephysical&bio-chemistrytreatment.
关键词:涂装废水;预处理;物化+生化
Keywords:paintingwastewater;pretreatment;physical&bio-chemistry
中图分类号:X703文献标识码:a文章编号:1006-4311(2010)03-0049-02
涂装工艺在汽车表面处理中运用极其广泛,在生产过程中基本上都有废水产生[1],而汽车涂装废水的处理已成为当今污水处理工程的一大难题,急待解决。通过多年的摸索和工程实践,发现采用物化+生化处理汽车涂装废水是经济有效的,但在实际的应用中也存在一些问题,需要对此工艺进行优化和改进,使汽车涂装废水处理更加稳定和有效。
1汽车涂装废水的来源及特点
在涂装工艺中产生的废水主要有前脱脂、酸洗和磷化表调等前处理废水、电泳涂装废水和喷涂底、中、面漆时的喷漆废水[2]。各股废水的成分复杂,浓度各不相同,处理难度大。
此废水除部分水洗水从水槽连续溢流外,各工序所产生的废水或废液多为间歇排放,各股废水混合后形成高浊度的涂装废水,废水的水量及水质在一天内变化很大,且无规律可循,废水中污染物成份复杂,含有多种有毒物质,浓度高,可生化性差。经多年的监测,其综合水质情况为:CoDcr浓度1000～2500mg/L,BoD5浓度100～250mg/L,SS浓度400～600mg/L,石油类浓度30～85mg/L,磷酸盐浓度25～50mg/L,pH7.0～8.5,Zn2+浓度5.0～20mg/L。
2处理工艺的研究
2.1单纯物化法
由于汽车涂装废水的可生化性差,单纯的物化处理工艺流程一般为:调节池――混凝沉淀或气浮――砂滤――活性炭过滤,也有的工艺是将每个工序的废水分开,各自加药反应进行预处理(如含油废水则加药破乳)后再进行混凝沉淀或气浮,通过选择适当的混凝剂和絮凝剂,在理论上该工艺处理涂装废水是可行的,但单纯的物化处理后出水水质不稳定,涂装废水在混凝沉淀或气浮后,CoD去除率为30%～60%,最高80%,即出水CoD会在450mg/L左右,而且绝大部分为溶于水的有机物,这部分有机物的去除主要靠活性炭吸附,加大活性炭过滤器的负荷,很快使活性炭失效,从而导致出水不达标。同时工艺流程长,操作维护复杂,运行成本高。
2.2物化+生化相结合的处理方法
目前处理汽车涂装废水最具前景的方法之一为物化+生化法,此工艺的核心原理为:以物化法作为预处理,然后采用生化法处理,使废水稳定达标。
(1)物化预处理
由于汽车涂装废水中含有大量磷酸盐等生化不能完全去除或难去除的物质,必须依靠物化法来去除。在实际工程中多采用石灰,利用石灰乳将废水的pH值控制在11.5以上,使磷酸根和锌离子生成羟基磷灰石和氢氧化锌沉淀物而去除,使废水中的磷酸盐浓度低于5.0mg/L。同时利用Ca2+完成乳化油、高分子树脂的胶体脱稳、凝聚过程,为混凝反应创造条件。
(2)生化处理
废水经物化法预处理后,水质有所改善,但必须通过生化法处理后才可稳定达标。由于涂装车间废水主要污染物质可生化性较差(BoD/CoD=0.1),因此,提高原水可生化性是该废水生化处理的首要条件。其次,由于工业废水中营养物不均衡,为提高废水生化性需投加营养源。另一方面,在生化处理前段,首先将废水进行水解酸化处理,即将厌氧控制在水解酸化阶段,利用水解酸化菌将难以降解的合成有机物如环氧树脂、醚类物质之类的环状有机物、芳香族有机物等断链,分解成小分子有机物,从而提高了废水可生化性。
废水经水解酸化处理后,再采用好氧工艺进行后续处理。好氧生化段是整个废水处理工艺的核心部分。在有氧条件下,废水中的可降解污染物在好氧微生物作用下,一部分合成为微生物细胞,另一部分分解为Co2、H2o,得以彻底去除,部分多余的微生物有机体通过排泥从系统中排除,从而使水质得到净化。
而在工程实践中用得较多的好氧工艺有SBR法和接触氧化法。由于汽车涂装废水的水质和水量变化很大,接触氧化法难以稳定运行,出水水质波动较大,需要采用微絮凝过滤或活性炭吸附作为补充,出水才能稳定达标。而SBR工艺的进水、曝气反应、静止沉淀、排上清液和闲置阶段循环操作,将生物处理和沉淀集于一体,具有运行效果稳定、耐水量和有机负荷冲击、运行灵活、构造简单、操作和维护方便等特点[4],故SBR工艺在汽车涂装废水中应用较广泛。
2.3工艺流程
以湖南某汽车制造公司的涂装废水处理为例,设计处理水量:Q=300m3/d,水质如前所述,工艺流程如下:
图1涂装废水处理工艺
由于涂装预处理中存在不定期的倒槽工序,倒槽废液间歇排放,水量大,且浓度非常高,必须进行分质分流处理。倒槽浓废液收集在浓废液槽中;而其他浓度较低的废水则进入调节池中,然后用泵将浓废液定期定量打到调节池中,与其他废水充分混合均匀;在混凝反应池中投加石灰乳和pam,充分混合反应后去除大部分磷酸盐、重金属和SS,然后经沉淀澄清后,投加盐酸调节废水pH。经物化处理后出水经过水解酸化后进入SBR池,在SBR池中进行好氧生化反应,废水中的有机物被好氧分解,从而使废水得以净化,达到国家一级标准排放。
3工艺的改进
通过多个汽车涂装废水处理厂的设计与实际运行,发现采用物化+生化法处理涂装废水是经济可行的,能达到预期的处理效果,但也存在一些问题,需要对此工艺进行优化与改进。
3.1均匀水质水量
由于汽车涂装废水大多间歇排放,瞬时排放水量大,浓度高,必须在调节池内混合均匀,减少对后续处理的冲击。在设计调节池时,须满足废水在池内停留足够的时间来混合均匀,一般调节池的有效容积占设计水量的40%以上,运行时特别注意池内必须留出安全容积来稀释从倒槽废液池中泵入的高浓度废液,防止水质的大幅波动,造成系统无法稳定运行。
3.2化学除磷的控制
汽车涂装废水中磷酸盐浓度较高,必须考虑采用物化除磷。运行时加入过量的石灰乳,调节废水pH值至11.5以上,去除重金属离子,又能作为廉价高效的除磷剂。根据实际运行,以石灰为混凝剂,pam为絮凝剂,磷酸盐的去除率可达到99%左右,出水浓度小于0.5mg/L。但如此高效的化学除磷,导致废水中磷酸盐过低,影响后续生化反应的进行,必须适当控制石灰乳的投加量,保证出水中的磷酸盐的浓度为2.0～3.0mg/L内,既能满足生化反应的需要,又能保证最终出水磷酸盐稳定达标。
3.3废水营养物的补充
由于汽车涂装废水中缺少微生物所需的各种营养源,必须考虑补充废水的营养物。目前常用的方式有:(1)人工投加氮磷;(2)引入生活污水。从运行管理和实际运行效果来看,最简单有效的方法是引入生活污水,补充微生物所需的各种营养源。
3.4提高水解酸化的效率
汽车涂装废水的重要特征之一为可生化性差,采用水解酸化来提高废水的可生化性能是首要条件,水解酸化的设计水力停留时间一般为6～9h,BoD5/CoDcr由原来的0.2提高到0.3以上,基本满足生化反应的条件。但从多个工程实例的对比来看,在水解酸化池中安装填料,组成复合水解酸化工艺,CoDcr的去除率可提高20%～30%,废水可生化性可提高15%左右,减轻SBR的处理负荷。
3.5合理分配供氧,降低能耗
目前汽车涂装废水的好氧工艺多采用SBR法,其运行方式为:进水时间4h,进水1h后进行曝气8h,沉淀2h。排水0.5h,闲置0.5h。SBR池供氧采用罗茨鼓风机和微孔曝气器,池内溶解氧的浓度控制在2.0～5.0mg/L。
在SBR法处理涂装废水时,多采用非限制性或限制性曝气。在充水的起始阶段,由于池内污染物浓度较低,需氧量较小;但随着进水量的加大,污染物的浓度逐渐加大,在进水的后半期应加大废水的供氧量[4]。在曝气阶段,由于池内污染物浓度逐渐降低,需氧量也逐渐减少,在曝气的后半期应减少废水的供氧量。在实际运行时,罗茨鼓风机变频运行可很好的解决供氧分配问题,节省能耗约20%~25%。
4处理效果及运行成本分析
经多年运行表明,系统运行稳定,处理效果好,处理后的水质经当地环境监测站多次采样分析,结果为pH=6.0～9.0,CoDcr≤80%~90mg/L,SS≤60~70mg/L,BoD5≤4~20mg/L,石油类物质≤5.0mg/L,磷酸盐≤0.5mg/L,达到国家《污水综合排放标准》中的一级排放标准。
优化与改进后,总的运行成本由原来的1.36元/立方米降到0.93元/立方米,减少运行成本约30%左右,经济效益明显。
5结论
5.1对于汽车涂装废水的处理,必须对原水进行分质分流,重视废水水质均匀。
5.2经实践表明,采用物化+生化法处理汽车涂装废水是经济可行的,较之其它方法具有处理效果稳定、运行成本低、操作维护简单等特点。
5.3通过对物化+生化处理工艺的改进,使汽车涂装废水处理工艺更趋完善,处理效果更稳定。
参考文献:
[1]工锡春.最新汽车涂装技术[m].北京:机械械业出版社,1998.
[2]孙华.涂镀三废处理工艺与设备[m].北京:化学工业出版社,2006.
处理高浓度有机废水的方法篇7
关键词：高浓度废水 槽液底液 预处理 铁炭微电解
目前处理高浓度难降解有机废水的主要方法有溶剂萃取法、吸附法、湿式氧化法、催化湿式氧化法、超临界水氧化法、化学氧化法、生化处理法和焚烧法等。吸附法对废水中污染物的去除有明显的效果，但吸附法吸附剂容易饱和。化学氧化法对废水中污染物浓度有明显的降解效果，设备占地面积也较小，但都存在处理成本较高的问题。生化处理法对废水色度和CoD的去除上都有较好的效果，但其设备占地面积大，而且在日益严格的环保要求下，单一的生化法处理也难以满足印染废水达标排放和回用的要求。焚烧法处理废水的水量受相配锅炉的限制，且处理成本相对较高。因而，用组合工艺降解高浓度难降解有机废水是今后的发展方向。
一、实验方案
本实验以宁波某制药企业生产车间反应釜底液为主要研究对象，研究了铁炭微电解组合预处理工艺对高浓度难降解有机废水中CoDCr的降解效果，具体有四个方面的实验：
第一，确定铁炭微电解工艺最佳实验条件：铁屑与废水的体积比、铁炭体积比、反应时间、微电解次数，以及铁炭微电解联合微波振荡对CoDCr去除率的影响；
第二，确定絮凝沉淀工艺最佳实验条件：初始pH值和絮凝剂的使用量对CoDCr去除率的影响；
第三，确定臭氧工艺最佳实验条件：处理时间对CoDCr去除率的影响；
第四，确定铁炭微电解组合预处理工艺流程和实验室最佳工艺条件，考察组合工艺预处理效果，以CoDCr的去除率和B/C变化及其它一些水质指标作为评价依据，并作初步经济性分析。
二、实验对象
本实验所用废水取自宁波某制药企业的反应釜底液，该企业主要从事医药新产品、中药中间体和化工中间体的研制开发、批发和零售，主要产品有盐酸恩丹西酮、盐酸格拉斯琼和枸橼酸托瑞米芬等。企业所用到的主要原辅材料为有机溶剂和其它一些有机、无机物，包括丙酮、乙酸乙酯、甲苯、四氢呋喃、二氯甲烷、石油醚、乙腈、氯仿、异丙醇等二十多种原辅材料。该废水的主要水质指标详见表1：
三、分析方法
1.水样CoDCr去除率的测定
水样CoDCr值采用标准重铬酸钾法测定[1]，消解利用CoD恒温加热器。按下式计算CoDCr去除率：
2.BoD
水样生化需氧量（BoD5）的测定采用20℃五天培养法[1]，也称稀释接种法。水样的培养利用恒温恒湿箱。臭氧氧化反应后的液体样品，须除去样品中的臭氧和氧气后再用溶氧仪进行BoD5测定。
3.水样pH值的测定
水样pH值采用玻璃电极法[1]测定。
4.UV-Vis光谱图
UV-Vis光谱图由紫外可见分光光度计分析得到。
5.臭氧浓度的测定
水中臭氧浓度测定采用碘量法[2]，利用o3的强氧化性，将Ki氧化释放出碘，然后用na2S2o3溶液滴定碘至无色（以淀粉作指标剂）。
四、结论
本课题以宁波某制药企业生产车间反应釜底液为主要研究对象，研究了铁炭微电解组合预处理工艺对高浓度难降解有机废水中CoDCr的降解效果，得出以下主要结论：
1.根据实验结果，确定了该制药企业实际废水的预处理工艺流程，在实验室最佳工艺条件下处理该实际废水，总处理时间为90min左右，CoDCr的浓度由处理前的82573mg/L降低至处理后的2655mg/L，CoDCr总去除率可以达到96.8%；废水的B/C可以从0.10提高至0.35，处理后的废水可生化性较好；所耗费的药剂成本仅4.36元/m3废水，因此该预处理工艺在技术上和经济成本上都是可行的。
2.铁炭微电解工艺对废水的CoDCr有较好的去除效果，影响铁炭微电解效果的主要因素有进水的pH值、铁屑和废水的比例、铁屑和活性炭的比例、处理时间，以及处理次数等。其中，进水pH值、处理时间和处理次数需根据实际废水的水质特点、排放要求和工程实际来确定。利用铁炭微电解工艺处理该制药企业实际废水时，在不需调节进水pH值的情况下，废水经过两次各30min的铁炭微电解工艺处理后，CoDCr的去除率可以达到76.6%，污染物降解效果明显。
3.超声波和曝气的同时使用对铁炭微电解工艺降解CoDCr有促进作用，原因是超声波和曝气可以阻止沉淀物附着在电极上，减缓了电极的钝化，同时使反应物之间充分混合接触，从而促进电极反应的进行，提高CoDCr的去除率。针对该企业实际废水，同时使用超声波和曝气，可以使CoDCr的去除率提高93.1%。在可以达到处理效果要求的前提下，从经济性方面考虑，本预处理工艺中的铁炭微电解工艺仅联合使用了曝气，此时CoDCr的去除率可以提高25.2%。
4.该制药企业实际废水在实验室最佳工艺条件下，采用铁炭微电解工艺处理后，出水中Fe2+含量仅73.3mg/L，不在150~250mg/L的范围内，在不另外补充Fe2+的前提下，后续工艺不适合采用Fenton法。
5.pH值在本预处理工艺流程中是一个很重要的因素，其中铁炭微电解工艺需在弱酸性条件下进行，絮凝沉淀工艺需在中性条件下进行，臭氧工艺需在弱碱性条件下进行。因此，根据实际废水预处理过程中的pH值变化和处理效果，可以看出该预处理流程中三种工艺的组合顺序具备一定的合理性，在本预处理工艺中总共需要进行4次pH值调节以确保达到要求的处理效果。
6.铁炭微电解工艺预处理该制药企业实际废水时，CoDCr浓度的降解基本符合表观二级反应动力学模型，用相关系数为R2=0.947的拟合方程Ca=79579.41361/(1+0.04234t)能较好体现铁炭微电解反应的动力学过程。
由此可见，使用该工艺对CoDCr浓度较高、水量相对较小的反应釜底液或槽液进行预处理时，可以有效减少此类废水对后续生化处理设施的冲击负荷；该工艺中的铁炭微电解工艺具有“以废治废”的特点，且整个预处理工艺与焚烧法相比较具有明显的经济性优势。因此，本预处理工艺为经济有效地处理高浓度难降解有机废水这一难题提供了一个解决途径。
五、建议
1.在条件允许的情况下，进一步完善双循环铁炭微电解工艺的小试装置，并使用该套装置结合其它工艺预处理不同类型和浓度的高浓度难降解有机废水，以确定铁炭微电解工艺的适用范围。
2.针对双循环铁炭微电解装置，需对其处理效果的稳定性、铁屑的使用寿命、以及经济有效的铁屑活化方法和防止铁屑板结方法进行研究。
3.如有与企业合作的可能，则可以设计安装双循环铁炭微电解组合预处理工艺的中试装置，以发现小试中无法暴露的技术问题。
参考文献
处理高浓度有机废水的方法篇8
关键词：高浓度化工废水QBR
中图分类号：X78文献标识码：a文章编号：1672-3791（2014）09（c）-0033-02
随着经济的飞速发展，科学技术的快速进步，化工产品种类越来越多，人类生活的方方面面都离不开化工。但化工产品生产过程的排放物对环境的污染很大，对人类健康的危害也日益严重，尤其是在制药、染料、日化等精细化工产品生产过程中排放的物质，大多是高浓度、结构复杂多样、有毒害以及难生物降解。由这类高浓度化工废水引发的一系列水体严重污染、生态环境剧烈恶化、威胁人体健康等问题，逐渐受到社会各界和政府环保部门的关注。
当前，化工废水已经成为目前国内外公认的难处理废水之一，而高浓度化工废水处理的最终标准是达到城镇污水处理厂的《污水排入城镇下水道水质标准》（CJ343-2010）。高效、经济地处理高浓度化工废水具有重要的意义。处理好高浓度化工废水，不仅能保护人民的身体健康，又能实现环境的可持续发展。
1高浓度化工废水的特点
高浓度化工废水具备的主要特点为：浓度高、排放量大、组成复杂多样、生物难以降解。不同的化工废水的水质差异很大。就化学需氧量而言，较低的化工废水也在2500～3500mg/L之间，高的甚至达每升数万毫克、几十万毫克；另外，它含有很多有毒有害物质，精细化工废水有许多有机污染物，如卤素化合物、硝基化合物，都对微生物具有毒害作用；同时，废水中含有杀菌作用的表面活性剂及分散剂等；而且，废水的可生化性差，色度高。
2a/o工艺及其局限性
目前国内处理高浓度化工废水技术主要采用的水处理工艺路线为“预处理+a/o生化处理+深度处理”。国内外多数采用a/o工艺即缺氧、好氧生物法来处理高浓度化工废水。
（1）a/o工艺的原理。a/o法是改进的活性污泥法，使有机污染物得到降解，并具有一定的脱氮除磷功能。在缺氧段，异养菌将可溶性有机物和悬浮污染物水解为有机酸，将大分子有机物水解为小分子有机物，不溶性有机物转化为可溶性有机物，可提高废水的可生化性和处理废水的效率；在缺氧段，异养菌对蛋白质、脂肪等污染物进行氨化，游离出氨，完成生态循环，实现污水无害化处理。
（2）局限性。高浓度化工废水中的多环和杂环类化合物存在很多，经好氧生物法处理后的水中的CoD指标不能确保达标；并且，水中含一定量的难降解有机物，不能完全达到排放标准。同时，异养菌等微生物受温度、pH、进水浓度的影响较大。好氧池中的微生物对温度较为敏感，低温将抑制其生物活性。当浓度过高以至于超过微生物的耐受能力时，会导致处理效果大大降低，尤其要注意好氧工艺段。
3QBR高效生化处理技术
韩国SK集团研究开发的QBR高效生化处理技术是高浓度化工废水处理工程的新的高效工艺。
3.1QBR的概述
（1）QBR高效生化处理技术的原理。QBR（QuickBioreactor）高效生物处理技术是在全面分析废水中的污染物成分和模拟废水环境条件的基础上，通过在废水处理系统生物处理单元中植入特效微生物菌群，投加特效微生物菌群所需营养液（Bmm），实现对目标污染物的充分生物降解，从而提高废水的可生物降解水平和处理效率。打破了传统好氧生化处理方式，在好氧污水处理系统中运用现代微生物培养技术，通过生物强化技术对专一性强、高活性的特效微生物菌群进行强化，使传统活性污泥法无法处理的高浓度化工废水中的难生化降解有机物快速、经济地降解为低浓度、易生化的废水生物。图1为QBR高效生化处理技术典型的工艺流程。
（2）QBR具备明显优势。特效微生物菌群长期生存于含有高浓度毒性的有机化合物环境，在其微生物酶的降解作用下，可以降低工业废水的生物毒性，提高可生化性，也为其后续处理创造出有利条件。QBR工艺具有高于传统活性污泥法10倍以上的容积负荷，极大地降低了高浓度化工废水的处理成本。还可以大大缩短处理工艺流程，一次性投资及处理费用较传统的花费少。该技术避免了焚烧法、湿式氧化法等高温高压运行方式，在常温、常压条件下即可实施，减少了潜在危险因素，也转移污染物，更不会带来二次污染。较之传统生物处理系统，启动时间大大缩短，植入特效微生物菌群两到三天后即可实现正常运行，而传统启动时间则需一两个月；同时，改善了污泥沉淀性能，抑制污泥膨胀，废水处理系统运行的稳定性大大增加。
3.2应用分析
（1）图2为某化工厂污水QBR工艺流程。
高浓度化工废水与低浓度化工废水同时进入QBR反应器，经QBR中生长的特效微生物菌群的生化降解作用，可以将废水中难生化降解的有机物高效降解；处理后的出水进入一沉池，并将QBR的出水进行初次沉淀与分离；处理后的出水加入paC及pam混凝剂后，进入二沉池，进行二次沉淀分离。当二沉池处理后的出水达到设计排放指标后，将其排放至二级污水处理厂处理。两座沉池沉淀下来的污泥一部分回流至QBR反应器，另一部分则排入污泥储池，经脱水机房脱水处理后外运。
（2）工艺说明。QBR工艺的主反应区是曝气池，它是QBR技术的关键构筑物，曝气池内有旋流曝气器，经鼓风机进行供氧曝气；QBR生化工艺有一定的特殊性，在生化进行过程中会放热，导致曝气池内温度升高，而生化反应的特效微生物菌群在不同温度下会有不同的处理效果。为了避免较高温度下特效微生物菌群处理效果降低，影响化工废水的处理。现场应使用板式换热器对池内进行降温处理工作，确保特效微生物菌群的处理效果。
（3）主要操作原则。①将QBR曝气池的污泥浓度控制于6000～15000mg/L。在正常情况下，污泥浓度高就说明污泥量多或老化，此时需要及时排泥。②将QBR池Do值控制在2.0～4.0mg/L。Do值过小，曝气量不足会出现厌氧状态，妨碍特效微生物菌群正常的代谢过程，进而引起污泥膨胀，甚至造成污泥腐化发臭，化工废水处理能力降低。③使QBR池tDS含量控制指标大于25g/L。向QBR池加入新鲜水来降低tDS含量，并根据混合废水tDS分析结果调整流量，确保tDS含量在工艺要求范围内。④出水的CoD值控制指标大于500mg/L。CoD值反映QBR的处理效果，化工废水处理量过大或QBR效果不好都会导致出水CoD值升高。控制废水处理量、将不合格污水回流来保证出水CoD值在指标范围内。⑤出水酚类的含量控制指标大于10mg/L，它反映QBR的处理效果，化工废水处理量过大或QBR处理效果不好都会导致出水酚类值升高。控制废水处理量、将不合格污水回流来确保出水酚类含量在指标范围内。
（4）二沉池最终出水水质与设计指标对比见表1。
由表1可见，系统最终出水的各项指标均符合设计值。QBR高效生化处理技术对高浓度化工废水的处理具有很好的效果。
4结语
QBR高效生化处理技术可根据高浓度化工废水中不同水质特点培育筛选出适合的特效微生物菌群，能适应实际操作中的水质与处理废水量变化，具有处理效率高，流程简单、管理操作方便，适合常温常压、安全系数高等优点，该技术将会成为高浓度化工废水处理工程的重要工艺之一。
参考文献
[1]肖学梅，李杰，路斌，等.生物强化技术处理化工碱渣废水[J].辽宁化工，2011（8）.
处理高浓度有机废水的方法篇9
1.1燃烧法
这是一种最传统也是最为直接有效的方法，最大的缺点是造成了资源浪费，同时成本较高、处理效率也比较低。
1.2催化氧化法
这种工艺是通过在高温、高压的条件下，配以催化剂的催化作用，将废水中大量的有机物氧化分解成水和二氧化碳等小分子或一些无机物。传统的单一氧化法相比于催化氧化法来说，需要更高的压力和温度，同时反应的停留时间也更长。通常在处理中采用过氧化氢作为反应的氧化剂。过氧化氢本身具有强氧化能力，可以促进形成羟基自由基，同时过氧化氢对共轭中的发色基团进行氧化，产生断链的作用，使废水中的大分子有机物转变成小分子的无机物，最终达到使废水中CoD值降低的作用。这其中，水中的氢离子对过氧化氢的催化作用起协同作用，可以使过氧化氢的氧化能力得到很大程度上提升，所以，废水在处理时要保证一定的弱酸性，否则要经过事先的预处理向其中投加少量酸用来调节废水的pH值。同时，过氧化氢还具有很好的脱色作用，在处理纺织、涂料等一类废水时效果很好。采用催化氧化法对丙烯酸废水进行处理，CoD去除率可以达到70%。
1.3电渗析法
丙烯酸废水中含有一少部分的丙烯酸，相比于其他的处理工艺，采用电渗析法就能够很好地实现丙烯酸的回收和利用。采用电渗析法主要有以下两种方式：
1.3.1一次提浓发：通过丙烯酸废水的稀释溶液在电渗析器中进行循环浓缩达到提浓的目的，采用生物膜的方式，对废水进行浓缩处理，具体通过对废水处理量对应的膜对数和膜面积进行计算，来获取所需要的生物膜数量，相比于其他处理方法，采用生物膜进行的电渗析法要求更多，成本也更高，膜片需要定期进行更换，优点是处理效果更好。
1.3.2分级处理法：采用这种方法可以得到一部分用于丙烯酸回收的浓相，一部分可进行生化处理的稀相，但需要耗费大量的电力资源。采用电渗析法处理丙烯酸废水实现了对废水中丙烯酸的回收和利用，同时还使废水处理结果达到了国家的排放标准，增加经济效益的同时，也实现了废水的循环利用。
1.4浓缩-结晶-干燥法
丙烯酸废水属于高浓度的有机废水，含有大量无机盐和有机物，通过浓缩结晶的方法，可以使其中含有的大量无机盐随着废水的浓缩而结晶析出。同时，对废水进行浓缩，可以得到高纯度的有机物，这些有机物在经过高早处理后可以自燃，同时在燃烧过程中会释放大量的热量，也基于这点，这些有机物可以代替一部分的化石燃料。相比于传统简单的燃烧法，这种方法成本更低，同时还实现了废水中有机物和无机盐的回收和利用，干燥过程中产生的蒸发水也可以冷凝回收利用，作为冷却回用水或者是车间的冲洗水，也可以用作供暖系统中的中水回用。这种处理方法的核心设备就是多效蒸发器，这种设备广泛应用于果汁、牛奶、制药、木糖、造纸黑液、乳酸等物质的蒸发和浓缩，这些年来也被广泛应用在废水处理中，设备的运行参数和自身主体结构直接影响了废水中CoD的处理效果。该设备由多个蒸发器来串联运行，实现了多级蒸发和热能的多级利用，大大提升了热能的利用效率，具体流程分为逆流流程和错流流程。
1.5生化法
生化法是现今污水处理中最为常用的一种处理方法，相比于一般的膜法成本更低，和其他的处理方法相比处理效果更好，但同时生化法对废水本身的可生化性较高。一般的丙烯酸废水中有机物含量非常高，B/C比值远大于可生化的标准，这就要求在采用生化法对污水进行处理之前要经过事先的预处理，使CoD值大大降低。常用的生化法有a/o法、UaSB法等。采用生物法中的厌氧生物处理进行丙烯酸废水的处理时，会产生一部分的沼气，可以进行回收和利用。
2.结语
处理高浓度有机废水的方法篇10
关键词：颜料生产废水处理置换沉淀生化处理
概述
酞菁蓝是一类高级有机颜料，几乎可用于所有的色材领域。由我院承担设计的甘谷油墨厂2000t/a酞菁蓝生产线，采用捷克先进技术—连续式无溶剂法生产工艺，以苯酐、尿素、氯化亚铜等为原料，钼酸铵为催化剂，通过原料予预混、反应合成、粗品纯化、压滤干燥等工序，生产出铜酞菁精品。在粗品铜酞菁的纯化过程中产生的滤液和冲洗水，含有大量的有害物质。经我院设计人员与省环保协会专家组的共同研讨，最终确定了该工艺废水的处理方案。1 废水的来源及性质
废水来自粗品铜酞菁纯化过程产生的滤液和冲洗水，水量为5.7m3/h，污染物质量浓度见表1。
表1 处理前废水中污染物质量浓度污染物CoDBoD5nH3-nSo42-Cu2+质量浓度/(mg·L-1)860.0522.01034.02287.026.0注：处理前废水pH为6.7
2 关键因素分析
从表1数据可见，废水中的氨氮含量较高，而国家标准对于排入自然水体的废水氨氮浓度要求甚为严格，不得超过15.0mg/L。因此，如何去除氨氮则成为本设计要解决的一个关键环节。由于通常的生化处理法对氨氮的降解率只有70％～80％，所以单纯采用生化法处理难以达到理想效果。如果先以其它物理方法，诸如解吸或吹脱，先将废水中的nH3吹脱，使氨氮含量降低，再采用生化法处理，可同时去除剩余的氨氮和BoD5、CoD。这样可使废水中的主要污染物指标达到排放要求。再者，废水中含铜，铜离子能使生物酶失去活性，对生物氧化系统有毒性效应。而且，铜价值很高，不采用铜回收工艺，会造成资源的浪费。3 废水处理流程简述
如图1所示，将纯化废水与车间排出的冲洗水(1.5m3/h)混合后泵入一级调节池，加硫酸搅拌调节pH为4.0，进入充满铁刨花填料的置换池，停留5～6h，可使废水中的铜离子得以置换，质量浓度降至0.5mg/L以下，铜的去除率达98％以上。废水自置换池进入二级调节池，向池中投加石灰乳搅拌混合均匀，调节pH为11.0左右，使废水中的氨氮主要呈游离氨(nH3)形式逸出，此时用液下泵将澄清液送入吹脱塔并向塔内鼓入空气，同时通入蒸汽，将nH3吹脱，经排气筒送至高位吸氨器吸收。据计算，经吹脱塔吹脱去除的nH3为7.4g/h。通过上述物理方法去除部分氨氮，使氨氮质量浓度降至140.0mg/L左右，并将厂区冷却塔排出的废水(4.5m3/h)与之混合，进入三级调节池，调节废水pH为8.0～9.0，以达到生化处理对碱度的要求。此时三级调节池内的废水处理量为11.7m3/h，主要污染物质量浓度：氨氮为60.0mg/L，CoD为510.0mg/L，BoD5为143.0mg/L。随后将废水送入“a—o生化处理系统”，经生化处理后再经砂滤池过滤，去除残留悬浮物，最后排出厂外。排出厂外的废水中污染物质量浓度见表2，满足《污水综合排放标准》的要求。表2 处理后废水中污染物质量浓度污染物CoDBoD5nH3-nSo42-Cu2+质量浓度/(mg·L-1)40.021.011.0100.00.0注：处理后废水pH为7.24 主要工艺过程分析4.1 铜回收
废水治理流程中，铜回收分渗铁法回收铜和沉淀法回收氢氧化铜两步进行。渗铁法回收铜的装置在流程中称为铜置换池，该池中废水渗滤穿过装有铁刨花的床层，通过氧化还原反应，铜在铁上析出，而置换出的铁则进入废水中。回收铜后的废水经加石灰乳调节pH、沉淀处理，残余的铜离子与oH－反应生成难溶的氢氧化铜[1]。
4.2 吹脱
本设计采用穿流式筛板吹脱塔(又名泡沫塔)，筛板孔径6mm，筛板间距250mm。水自上向下喷淋，穿过筛孔流下，空气则自下向上流动。控制空塔的气流速度达到2.0m/s，筛板上的一部分水就被气流冲击成泡沫状态，使传质面积大大增加，强化了传质过程，提高吹脱效率，空气由鼓风机供给，冬季为避免温度下降影响吹脱效率，可向塔中通入蒸汽，维持高效去除率所需的水温。泡沫塔在正常工作状态下对nH3的去除效率在95％以上[2]。
4.3 a－o生化处理
“a－o生化处理”对废水中的有机物和氨氮有很高的去除率。生物硝化脱氮是一个两阶段的生物反应过程，第一过程为硝化过程，分两部进行，首先nH4-n在亚硝化菌的作用下生成no2-，其后no2-再在硝化菌的作用下氧化生成no3-。第二过程为反硝化过程，是完成生物脱氮的最后一步，no3--n在反硝化菌的作用下，以有机碳为碳源和能源，以硝酸盐作为电子受体，将硝酸盐还原为气态氮。所以“a级生物池”不仅具有去除有机物的功能，而且可以完成反硝化作用最终消除氮的富营养化污染。“o级生物池”即好氧反应池，利用好氧微生物对有机物的降解作用，去除上一级残余的有机物，最终达到废水处理要求。
生化处理系统运行中，控制废水温度在22～28℃，pH为7.5～8.0，为硝化菌和反硝化菌提供适宜的环境。控制厌氧池溶解氧浓度低于0.5mg/L，停留时间4h；好氧池溶解氧浓度2.5～3.0mg/L，停留时间16h。反应池污泥浓度5.0～6.0g/L；总回流比为8.3。
5 结论
目前利用生化处理方法去除废水中的氨氮被广泛采用，事实证明去除率较高，但对于本设计所涉及的废水，因其特殊的高含氨氮量则不适于用单一的生化方法来处理，生化处理法对进入处理系统的污水氨氮浓度要求有一定的适宜范围，如果浓度太高会阻碍生物氧化过程的进行，质量浓度在1000mg/L以上时会使微生物中毒[3]，进而影响生化系统的去除效率。因此，必须采用一种切实可行的预处理方法，先去除部分氨氮，使废水中的氨氮浓度降至140.0mg/L以下，再采用生化处理方法去除残留氨氮，以达到最终去除氨氮的目的。
参考文献：
1GB8978-96，污水综合排放标准[S].
2黄海啸，方淑琴铜酞菁生产三废综合利用[m].北京：环境工程出版社，1998.31～32．
3顾夏声水处理工程[m].北京：清华大学出版社，1985.301．