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萊博圖課堂 |高濃度有機(jī)廢水處理技術(shù)
目前，工業(yè)廢水和城市污水是我國水環(huán)境污染的污染源之一，特別是隨著生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和工業(yè)技術(shù)的迅速發(fā)展，含高濃度有機(jī)廢水的污染源日益增多。但是，由于高濃度有機(jī)廢水的性質(zhì)和來源不同，其處理工藝也不盡相同。
一般來說，根據(jù)高濃度有機(jī)廢水的性質(zhì)和來源，可分為三類：第1類是高濃度有機(jī)廢水，不含有害物質(zhì)，易生物降解，如食品工業(yè)廢水;二是有害物質(zhì)，易生物。降解高濃度有機(jī)廢水，如某些化學(xué)工業(yè)和制藥工業(yè)廢水;第三類是含有有害物質(zhì)且不易生物降解的高濃度有機(jī)廢水，如有機(jī)化學(xué)合成工業(yè)和農(nóng)藥廢水。本文綜述了上述三類高濃度有機(jī)廢水的典型處理技術(shù)，為高濃度有機(jī)廢水處理技術(shù)的選擇做出了貢獻(xiàn)。
廢水處理工藝的組成可分為四類：生物處理、化學(xué)處理、理化處理和物理處理。對于高濃度有機(jī)廢水的處理，通常采用上述兩種或三種方法進(jìn)行綜合處理。以下簡要介紹了高濃度有機(jī)廢水的各種處理技術(shù)。
一、高濃度有機(jī)廢水生物處理技術(shù)
生物處理技術(shù)是一般有機(jī)廢水處理系統(tǒng)中重要的工藝之一。它利用微生物(主要是細(xì)菌)的代謝來氧化，分解和吸附廢水中的可溶性有機(jī)物和部分不溶的有機(jī)物，并將其轉(zhuǎn)化為無害的。一種穩(wěn)定材料并因此凈化水的技術(shù)。以下是固定化微生物技術(shù)和厭氧消化技術(shù)的應(yīng)用介紹。
固定化微生物技術(shù)是利用優(yōu)勢菌以特定底物處理高濃度有機(jī)廢水，特別是制藥工業(yè)難降解有機(jī)廢水的技術(shù)。其作用機(jī)理是將微生物固定在載體上，培養(yǎng)特定的細(xì)菌，使其高度濃縮，維持其對高濃度有機(jī)廢水定向處理的生物功能。
其中，適用于高濃度有機(jī)廢水處理的優(yōu)勢菌株固化劑應(yīng)具有以下特點(diǎn)：(1)微生物固著具有良好的耐久性;(2)滲透性好，不被高濃度有機(jī)物或溶解氧溶解;(3)具有一定的強(qiáng)度。在原有生物膜法的基礎(chǔ)上，引入細(xì)胞固定化技術(shù)，進(jìn)一步提高生物處理結(jié)構(gòu)中有效生物量的濃度，大大提高了反應(yīng)速率和處理效率，降低了基建投資成本。這一技術(shù)引起了學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。
厭氧消化技術(shù)是指在厭氧條件下有機(jī)物的消化和降解。與傳統(tǒng)的好氧處理技術(shù)相比，后者由于有機(jī)物濃度高，難以進(jìn)行水中缺氧處理，好氧處理沒有能量回收，但厭氧消化處理技術(shù)有以下幾點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1無需曝氣所需能量; 2甲烷是一種產(chǎn)品，是一種有用的終產(chǎn)品;減少3個污泥產(chǎn)生;生產(chǎn)的4種生物污泥易脫水; 5個活性厭氧污泥可以存放數(shù)月;在更高的負(fù)載下運(yùn)行。該技術(shù)可以處理含有大量碳水化合物，脂肪，蛋白質(zhì)，纖維素等的高濃度有機(jī)廢水，在造紙，皮革和食品工業(yè)中排放，并取得了良好的效果。
二、高濃度有機(jī)廢水化學(xué)處理技術(shù)
化學(xué)處理技術(shù)是利用化學(xué)原理和化學(xué)作用將廢水中的污染物轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)的方法，裝置運(yùn)行過程包括中和、沉淀、氧化和還原。下面簡要介紹了焚燒處理高濃度有機(jī)廢水。
焚燒方法是在高溫下對含有高濃度有機(jī)物的廢水進(jìn)行氧化分解的技術(shù)，其中有機(jī)物產(chǎn)生的水，二氧化碳，碳酸鹽等直接排出或作為副產(chǎn)物， COD去除率可達(dá)99.99%。高濃度有機(jī)物，回轉(zhuǎn)窯焚燒爐，液體注入爐和流化床焚燒爐有三種主要類型的廢水焚燒裝置。
前兩種燃料通常使用石油和天然氣作為輔助燃料，運(yùn)行成本高，局部溫度高，醉高可達(dá)1400~1650攝氏度，很容易產(chǎn)生更多的NO 2，造成環(huán)境污染。流化床焚燒爐采用低溫燃燒技術(shù)，溫度可控制在800~900℃，氮氧化物排放量小，燃燒效率高。目前，它在國外有著廣泛的應(yīng)用，在我國尚處于起步階段。
流化床焚燒爐技術(shù)可以處理更多的化工廢水，如尼龍生產(chǎn)中含鹽廢水的處理，能在能源利用、尾氣NOx濃度控制、副產(chǎn)品利用等方面取得較好的效果。此外，催化濕式氧化法處理高濃度有機(jī)廢水是近年來發(fā)展起來的一項(xiàng)新技術(shù)。凈化后，廢水可達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)，不產(chǎn)生污泥，同時(shí)也能脫色、除臭、殺菌。這一技術(shù)達(dá)到了1990年代工業(yè)化水平。
三、高濃度有機(jī)廢水的理化處理技術(shù)
物化處理技術(shù)是指通過相轉(zhuǎn)移去除廢水中的污染物。常用的單元操作包括萃取、吸附、膜技術(shù)、離子交換等。以下是對萃取法處理高濃度有機(jī)廢水的簡要介紹。
萃取是在水中或溶劑中分離不溶于水的污染物，俗稱物理萃取，但如果溶劑與廢水中的某些成分形成絡(luò)合物，則通常稱為化學(xué)萃取或絡(luò)合萃取。采用萃取法處理高濃度有機(jī)廢水，不僅具有設(shè)備投資少、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)，而且能有效回收利用主要污染物。絡(luò)合萃取對極性有機(jī)物的分離具有較好的選擇性和有效性。
復(fù)合萃取主要基于可逆絡(luò)合的極性有機(jī)萃取和分離方法。關(guān)鍵是選擇具有相應(yīng)官能團(tuán)的絡(luò)合劑，選擇合適的稀釋劑，選擇經(jīng)濟(jì)有效的萃取溶劑再生方法。例如，使用與乙酸丁酯和苯類似的新型絡(luò)合劑QH處理高濃度含酚廢水，苯酚含量達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)，絡(luò)合劑性能優(yōu)良，便于回收利用。
四、高濃度有機(jī)廢水物理處理技術(shù)
物理處理技術(shù)是指應(yīng)用物理作用改變廢水處理方法的組成，如沉淀、過濾、均質(zhì)、氣浮等單元操作，已成為廢水處理工藝的基礎(chǔ)，已經(jīng)比較成熟。
總之，隨著高濃度有機(jī)廢水處理技術(shù)的發(fā)展，高濃度有機(jī)廢水污染的控制將取得更好的效果。目前正在研究的綠色化學(xué)和技術(shù)的核心問題是化學(xué)反應(yīng)，工藝及其產(chǎn)品具有以下四個特征：1使用無毒，無害的原料; 2在無毒，無害的反應(yīng)條件下(溶劑，催化劑等); 3使化學(xué)反應(yīng)及具選擇性，副產(chǎn)物很少，甚至達(dá)到原子經(jīng)濟(jì)的程度，即在獲得新物質(zhì)的過程中充分利用每種原料，實(shí)現(xiàn)*，但高同時(shí)采用的選擇性反應(yīng)需要一定的轉(zhuǎn)換率，這在技術(shù)上是經(jīng)濟(jì)上合理的; 4種產(chǎn)品應(yīng)該是環(huán)保的，將對工業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生重大影響。
五、結(jié)語
生物處理技術(shù)是高濃度有機(jī)廢水處理系統(tǒng)中重要的工藝之一。然而，在處理高濃度有機(jī)廢水的同時(shí)，通常采用兩種或三種方法。綠色化學(xué)技術(shù)引起的工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)革命正在興起，從源頭上減少或消除污染，將帶來越來越多的經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)境效益。