高浓度有机废水处理技术进展

尚鸣，蒋超，吴鹏飞，吴昱

（上海绿澄环保科技有限公司，上海 201706）

高浓度有机废水具有一定的特殊性，处理方法主要有生物处理法和物化处理法。高浓度废水的生物处理法是运用微生物将水中的污染物进行降解，水中的污染物作为微生物的能源和营养，实现废水净化的一种方法。生物处理法具有强大的处理能力，运行设备的自动化程度比较好、具有一定的经济可行性、便于调控、没有二次污染等特点，在高浓度有机废水的处理领域的应用非常广泛，是主要的处理方法。物化处理法是使用物理和化学的原理将高浓度废水中的污染物去除而转化成无害物质的过程，将废水进行充分的处理，具体的处理方法有氧化-吸附法、光化学混凝法、萃取法、焚烧法、膜分离法、电化学法、湿式催化氧化法等。物化处理法单独处理高浓度时，处理成本非常高、处理难度非常大，对控制成本是非常不利的。

1 物理化学方法

1.1 氧化法

氧化法处理高浓度废水常见的方法有催化湿式氧化法和电化学氧化法等。

催化湿式氧化法是在高压和高温条件下，将空气中氧气、臭氧和过氧化氢作为氧化剂，使用催化剂将高浓度废水中污染物质转化成水和CO2。催化湿式氧化法的氧化速度非常快、氧化效率高，可以实现毒性较大、难于氧化或者生化法难以降解的有机物实现快速降解[1]。在实验中使用La（NO3）3、Zr（NO3）4、Cu（NO3）2、ZSM-5和尿素，可以制成CuOZrO2-La2O3/ZSM-5催化剂，可以在有效处理COD中乙酰基丁二酸二甲酯的浓度达16542mg/L，在反应压力为3.5MPa，反应温度240℃，进水pH值时，实现COD的处理率高达98.6%。

电化学氧化是催化的电极两端产生－OH基团，这个基团可以进行氧化反应，实现水中污染物的去除。电化学氧化法的作用机理是－OH基团在正负极的电极上将氧化污染物进行电化学反应和电极反应中产生的－OH基团当作引发剂，实现污染物的电化学转化。

1.2 混凝沉淀法

混凝沉淀法是往废水中投放定量的混凝剂，发生架桥、脱稳等一系列化学反应，将水中的污染物集中起来并将其沉降，通过处理污泥的过程将其去除的方法[2]。这种方法在高浓度有机废水的深度处理和预处理中使用效果比较明显，常见的混凝剂包含聚硅酸复盐、聚合硫酸铁以及粉煤灰混凝剂等。将粉煤灰作为底料，加入一定量的硫酸，制作成粉煤灰混凝剂，将其用在高浓度废水的处理之中，对氰化物、COD、色度的去除率实现90.65%、58.2%、96.2%。

1.3 焚烧法

焚烧法指的是向高浓度的有机物中加入大量的氧气、系统操作保持较高的温度、反应系统的搅拌程度较高等条件下，使得反应物进行充分的氧化分解，将废水中的有机物转化为CO2、H2O、灰烬，在这个过程中释放大量的热量，将有机物进行无害化处理。通常情况下焚烧法适用于COD的浓度高于10万mg/L、粘度低于40mps、热值高于10467kJ/kg、悬浮物粒度低于40的高浓度的废水处理之中，处理效率可以高达92.1%。

2 生物学方法

2.1 好氧生物法

好氧生物法处理高浓度有机废水处理主要包含生物膜法和活性污泥法。

活性污泥法是一种利用水力自净的原理通过人工干预实现水体净化的过程，在此过程中活性污泥发挥着关键的作用，好氧细菌分解水中的有机污染物。专家模拟完全混合情况下推流模式的活性污泥曝气池处理制药厂中产生的有机废水，水温控制在27℃～34℃，水力的停留时间大约在8d～10d，DO控制在1mg/L～3mg/L时，COD和TSS的去除率可以高达91%和94%，处理污染物的效果非常明显。

生物膜反应器由载体、池体和曝气系统共同组成。载体在水中，废水经过载体时，可以有效截留水中的悬浮物质，载体表面可以有效吸附大量的胶结物质，微生物可以在此进行繁殖和生活，可以形成生物膜。废水通过传质过程将有机物传递到生物膜的表层，将水层进行深层次的净化。实验中使用三重循环生物膜反应器处理制药厂中的高浓度废水，水力的停留时间在3h、6h、9h时，COD和氨氮的去除率分别是65.2%和73.2%、74.9%和48.3%、66.3%和72.1%。随着水力停留时间的增加，污染物的处理效果越好，出水水质可以保持较好的状态。

2.2 厌氧生物法

厌氧生物法是运用兼性厌氧菌和专性厌氧菌进行降解有机物的过程。IC反应器是比较常见的厌氧生物法之一，废水在反应器内从上向下进行流动，在此过程中污染物被细菌吸附并进行降解，净化后的水从反应器的上端流出。实验中运用这种方法处理淀粉厂中的生产废水，生产废水中首先收回蛋白，将水质的COD控制在6000mg/L～9000mg/L，通过IC反应器的处理，COD的处理率达90%以上，且出水非常稳定。

3 结论

多种废水的处理技术对高浓度废水的处理效果都非常显著，需要试验人员进行多项试验和研究，必定会增强高浓废水处理技术的进展。目前高浓度有机废水的难度依然会比较多，根据目前的研究可以合理组合物化、厌氧、好氧等工艺，充分发挥各个功能工艺，缩短工艺流程，使各个工艺统筹协调的运行。