有機(jī)工業(yè)廢水處理的基本方法和基本技術(shù)途徑

　　有機(jī)工業(yè)廢水是指石油化學(xué)工業(yè)、染料化學(xué)工業(yè)、食品加工工業(yè)、發(fā)酵工業(yè)、紡織工業(yè)和制革工業(yè)等各工業(yè)部門生產(chǎn)過程排放的含有一定濃度有機(jī)污染物的工業(yè)廢水。

　　有機(jī)工業(yè)廢水生物處理中的幾個(gè)問題

　　生物法是處理有機(jī)工業(yè)廢水的基本方法，在處理易生物降解的有機(jī)廢水方面， 已有了很多實(shí)踐與豐富經(jīng)驗(yàn)。 但是， 隨著有機(jī)化學(xué)工業(yè)的迅速發(fā)展，大量人工合成的難生物降解有機(jī)物的排放， 以及人們的環(huán)境意識(shí)和對(duì)環(huán)境質(zhì)量要求的提高，要求從廢水中去除可能有“三致”作用的有機(jī)污染物和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) N、P 等，傳統(tǒng)的生物處理技術(shù)已不再能完全適應(yīng)處理各種有機(jī)工業(yè)廢水的需求。目前，生物法處理有機(jī)工業(yè)廢水常遇到下述難題：

　　(1)生物法處理含高氨氮有機(jī)工業(yè)廢水時(shí)氨氮的去除問題

　　(2)厭氧生物法處理含高氮與硫酸鹽的高濃度有機(jī)工業(yè)廢水時(shí)，如何克服

　　(3)硫酸鹽的影響和去除氨氮的問題

　　(4)提高難降解有機(jī)工業(yè)廢水的可生化性問題

　　(5)降低有毒有害污染物對(duì)微生物的毒性作用問題

　　有機(jī)工業(yè)廢水處理的基本方法

　　工業(yè)廢水處理方法大體可分為：

　　物理處理法、

　　化學(xué)處理法、

　　物理化學(xué)處理法、

　　生物處理法

　　工業(yè)廢水處理方法的分類

　　有機(jī)工業(yè)廢水治理的基本技術(shù)途徑

　　有機(jī)工業(yè)廢水的處理工藝流程， 一般包含預(yù)處理、生物處理和后處理三部分。

　　預(yù)處理主要包括水質(zhì)水量均化、大顆粒固態(tài)懸浮物的去除等物理處理技術(shù)，以及提高有機(jī)物可生物降解性能、降低廢水毒性的一些化學(xué)法、物化法和生物法處理技術(shù)。對(duì)于某些難處理的廢水，雖然經(jīng)過預(yù)處理和生物處理，有時(shí)其出水 COD依然還較高，不能滿足排放要求，此時(shí)，需再輔以后處理，以做到最終達(dá)標(biāo)排放，后處理方法多為物化法和化學(xué)法。

　　(一)低濃度易降解有機(jī)工業(yè)廢水

　　好氧生物法是處理不含有毒有害污染物的低濃度易生物降解有機(jī)工業(yè)廢水的基本方法。其典型處理流程如下圖所示：

　　處理低濃度易降解有機(jī)工業(yè)廢水的基本工藝流程

　　由于工業(yè)廢水的水質(zhì)水量受產(chǎn)品變更、生產(chǎn)設(shè)備檢修、生產(chǎn)季節(jié)變化等多種因素影響，通常各工廠內(nèi)廢水的水質(zhì)水量每日每時(shí)都在變化，且變化幅度大。因此，工業(yè)廢水的處理流程中一般都設(shè)置調(diào)節(jié)池(均化池)，以調(diào)節(jié)水量和進(jìn)行勻質(zhì)，為后續(xù)生物處理設(shè)施的正常與穩(wěn)定運(yùn)行創(chuàng)造條件。

　　若廢水中還含有固態(tài)有機(jī)物和無機(jī)物時(shí)， 為減輕后續(xù)生物處理設(shè)施的有機(jī)負(fù)荷、降低運(yùn)行費(fèi)用和提高處理效率，或減少對(duì)后續(xù)處理設(shè)施的損害(如無機(jī)顆粒物對(duì)曝氣設(shè)備的磨損)，在生物處理設(shè)施前需依據(jù)固態(tài)污染物的特性(尺寸大小、比重)設(shè)置簡(jiǎn)單的、費(fèi)用較低的格柵、篩網(wǎng)或沉淀池等物理處理設(shè)施，以去除較大的固態(tài)有機(jī)的和無機(jī)的懸浮物。細(xì)小的固態(tài)有機(jī)物將隨水流入生物處理設(shè)施處理。

　　(二)高濃度易降解有機(jī)工業(yè)廢水

　　這類廢水中的有機(jī)污染物雖然易被微生物降解，但由于濃度很高，若直接采用好氧生物法處理，其工程投資和運(yùn)行費(fèi)用將都很高。厭氧生物法具有有機(jī)負(fù)荷高，運(yùn)行費(fèi)用較低，產(chǎn)生的甲烷氣可以回收能源等優(yōu)點(diǎn)，因此，是處理不含有毒有害污染物的高濃度易降解有機(jī)工業(yè)廢水的首選處理技術(shù)。但是，厭氧法處理后出水的有機(jī)物濃度還比較高，一般都不能達(dá)標(biāo)，需再經(jīng)好氧生物法處理才能確保出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)。處理這類廢水的基本工藝流程如下圖所示：

　　處理高濃度易降解有機(jī)工業(yè)廢水的基本工藝流程

　　(三)可降解有機(jī)工業(yè)廢水

　　如前所述，可降解有機(jī)工業(yè)廢水含有較多的易降解有機(jī)物或含可降解有機(jī)物，因此，通常都考慮采用好氧生物法處理。但是，由于廢水中還含有一定數(shù)量的難降解有機(jī)物(或可降解有機(jī)物)， BOD5/COD 比值較低，因此，其處理流程中除需依水質(zhì)水量變化和懸浮物含量考慮設(shè)置均化池、格柵、篩網(wǎng)、沉淀等物理處理設(shè)施外，還需有其他的預(yù)處理或后處理設(shè)施，以提高廢水的可生物降解性，或降低好氧生物工藝出水中難降解有機(jī)物濃度，使出水能達(dá)標(biāo)排放。其典型處理工藝流程如下圖所示：

　　處理可降解有機(jī)工業(yè)廢水的基本工藝流程

　　(四)難降解有機(jī)工業(yè)廢水

　　難生物降解有機(jī)工業(yè)廢水的處理問題，是當(dāng)今水污染防治領(lǐng)域面臨的一個(gè)難題，至今尚無較為完善、經(jīng)濟(jì)、有效的通用處理技術(shù)可以被廣泛運(yùn)用于這類廢水的處理，有些處理技術(shù)還處于實(shí)驗(yàn)室研究階段。目前，用以處理這類廢水的主要技術(shù)途徑有好氧生物法、物化-生物法聯(lián)合處理工藝、優(yōu)勢(shì)菌種法、應(yīng)用微生物的共代謝與協(xié)同作用強(qiáng)化生物處理、生物技術(shù)等，現(xiàn)在我們著重介紹一下好氧生物法：

　　好氧生物法是低濃度有機(jī)廢水最通用的處理技術(shù)，但用于處理難降解有機(jī)廢水時(shí)，則需先進(jìn)行化學(xué)的、物化的或生物的預(yù)處理，以改變難降解有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu)或降低其中某些污染物質(zhì)的濃度，降低其毒性，提高廢水的 BOD5/COD值，使能被微生物分解、利用和穩(wěn)定，為后續(xù)生物處理的運(yùn)行穩(wěn)定性和高處理效率創(chuàng)造條件。對(duì)于某些廢水經(jīng)預(yù)處理和生物處理后其水質(zhì)指標(biāo)(如色度、 COD)依然未能達(dá)到預(yù)期的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，還不能滿足排放要求時(shí)，則在生物處理后還需有后處理措施，以降低殘留有機(jī)物濃度。后處理技術(shù)主要有混凝沉淀、混凝氣浮和活性炭吸附等。其基本工藝流程如下圖所示：

　　處理難降解有機(jī)工業(yè)廢水的基本工藝流程

　　流程中預(yù)處理方法的選擇與難降解有機(jī)物的性質(zhì)、濃度有關(guān)，主要方法有：

　　(1)化學(xué)氧化法(如臭氧氧化法、催化氧化法、濕式氧化法)

　　化學(xué)氧化法是用氧化劑去除有機(jī)物的有毒有害基團(tuán)， 提高其可生物降解性與降低廢水 COD 濃度的方法。這類方法還可用作為高濃度難降解有機(jī)工業(yè)廢水的預(yù)處理技術(shù)。在我國(guó)，多數(shù)化學(xué)氧化法尚處于實(shí)驗(yàn)室研究階段。

　　(2)化學(xué)水解法(堿水解、酸水解)

　　化學(xué)水解法是根據(jù)有機(jī)物特性，用堿或酸進(jìn)行水解，以改變難降解有機(jī)物化學(xué)結(jié)構(gòu)，降低其毒性和提高廢水的可生物處理性。

　　(3)生物法(厭氧水解酸化法)

　　大量研究和實(shí)踐表明，某些有機(jī)物(如雜環(huán)化合物、多環(huán)芳烴)在好氧條件下難以被好氧微生物難降解，但采用厭氧水解酸化法進(jìn)行預(yù)處理，可使化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的苯環(huán)開環(huán)，改善其生物降解性能，使易于被好氧微生物降解。

　　(五)含有毒有害污染物有機(jī)工業(yè)廢水

　　為降低有毒有害污染物對(duì)微生物的毒性作用，這類廢水進(jìn)行生物處理前都應(yīng)進(jìn)行預(yù)處理， 經(jīng)過預(yù)處理后使有毒有害污染物的濃度降低或改變有機(jī)污染物化學(xué)結(jié)構(gòu)，降低對(duì)微生物的毒性作用，使后續(xù)的生物處理能順利進(jìn)行。其基本處理工藝流程如下圖所示：

　　含有毒有害污染物有機(jī)工業(yè)廢水的基本處理流程

　　流程中預(yù)處理方法選擇與有毒有害污染物的性質(zhì)有關(guān)。

　　主要有：

　　(1)物化法(如吹脫法、吸附法、萃取法)

　　物化法可以減低有毒有害有機(jī)物濃度，使其降至微生物不受毒害，能進(jìn)行正常生物氧化的水平。該方法可以回收廢水中的資源，多用于污染物毒性大、濃度高的有機(jī)廢水。

　　(2)稀釋法

　　當(dāng)廢水含較高濃度的有毒有害無機(jī)物(如 SO42-)，或有機(jī)污染物在高濃度時(shí)對(duì)微生物有毒性作用，但降低濃度后易被微生物降解(如甲醇)，此時(shí)可用稀釋法作為預(yù)處理措施來降低有毒有害污染物的毒性， 以滿足微生物生長(zhǎng)與繁殖的環(huán)境條件要求。

　　(3)化學(xué)法

　　化學(xué)法的選用應(yīng)根據(jù)廢水中有毒有害污染物的性質(zhì)確定。例如，廢水的 pH值過高或過低都不利于微生物生長(zhǎng)，若有機(jī)廢水呈酸性或堿性時(shí)，需用酸堿中和法調(diào)整 pH 值，以滿足微生物生長(zhǎng)要求。

　　(六)有機(jī)污染物的資源化

　　對(duì)于高濃度有機(jī)工業(yè)廢水， 通過物化法、生物法將廢水中有機(jī)污染物資源化，是降低廢水處理費(fèi)用(工程投資、運(yùn)行費(fèi)用)和取得好的社會(huì)效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益的有效措施， 是處理這類廢水的首選技術(shù)途徑?；厥諒U水中的有用成分，不僅可以產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益，還因降低了廢水中有機(jī)物濃度，有利于生物處理設(shè)施的正常穩(wěn)定運(yùn)行。

　　有機(jī)污染物資源化的主要技術(shù)途徑有：

　　蒸餾法、

　　汽提法、

　　萃取法、

　　膜技術(shù)等物化方法，

　　以及有機(jī)污染物生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白和甲烷氣等生物方法。

　　物化法主要用于有機(jī)合成化學(xué)工業(yè)廢水治理。例如，含醇廢水、含醚廢水和含醛廢水可通過上述物化方法回收廢水中的醇、醚和醛，回收資源后剩余的殘液還含有低濃度的醇、醚和醛，需進(jìn)一步進(jìn)行生物處理。

　　生物法常用于以農(nóng)牧產(chǎn)品為原料的有機(jī)工業(yè)廢水，這類廢水中的有機(jī)組分主要有糖類、蛋白質(zhì)和脂肪，易于被天然微生物利用轉(zhuǎn)化為能源、單細(xì)胞蛋白等。例如，糧食酒精廢水、啤酒廢水用厭氧生物法可產(chǎn)生甲烷氣，回收能源;味精廢水、糖蜜酒精廢水和檸檬酸廢水等可生產(chǎn)酵母、光合細(xì)菌等單細(xì)胞蛋白。經(jīng)生物方法回收資源后的廢水，有機(jī)物濃度還比較高，一般都需要再進(jìn)行好氧生物處理才能達(dá)標(biāo)。