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生物处理技术在高浓度有机废水处理中的研究进展一、本文概述随着工业化的快速发展，高浓度有机废水的产生量逐年增长，已成为环境保护领域面临的重要挑战。
这类废水含有大量有毒有害物质，若未经处理直接排放，将对生态环境和人类健康造成严重影响。
因此，研究和开发高效、环保的废水处理技术具有重要意义。
生物处理技术作为其中的一种重要方法，以其独特的优势在高浓度有机废水处理中得到了广泛关注和应用。
本文旨在综述生物处理技术在高浓度有机废水处理中的研究进展，包括常见的生物处理技术类型、应用实例、优势与挑战等。
通过对国内外相关文献的梳理和评价，本文旨在为读者提供一个全面、深入的了解生物处理技术在高浓度有机废水处理中的应用现状和未来发展的视角。
本文还将探讨生物处理技术的发展趋势和研究方向，以期为相关领域的科研工作者和工程技术人员提供有益的参考和启示。
二、高浓度有机废水的特性高浓度有机废水是一种特殊类型的废水，主要来源于化工、制药、食品加工、造纸和印染等行业。
这类废水具有以下几个显著特性：高有机物浓度：高浓度有机废水中含有大量溶解或悬浮的有机物，这些有机物来源于生产过程中的原材料、副产品和中间产物。
这些有机物通常以溶解性有机碳（DOC）或生物可降解溶解性有机碳（BDOC）的形式存在，其浓度远超过普通生活污水或工业废水。
成分复杂：高浓度有机废水的化学成分复杂多变，可能包含多种有机化合物，如酚类、醛类、醇类、酮类、酯类、胺类、烃类等，这些化合物可能单独存在，也可能相互结合形成更复杂的有机物。
高毒性：部分高浓度有机废水含有有毒有害物质，如重金属、卤代烃、硝基化合物、多环芳烃等，这些物质对微生物具有较强的抑制作用，增加了废水处理的难度。
高色度和浑浊度：部分高浓度有机废水（如印染废水）具有较高的色度和浑浊度，这些特征不仅影响废水的外观，还可能对废水处理过程中的光照、氧传递等过程产生影响。
难降解性：部分高浓度有机废水中的有机物具有难降解性，这些物质在生物处理过程中难以被微生物降解，导致废水处理效果不佳。
精品整理
高氨氮有机废水处理技术
一、技术概述
高氨氮有机废水短程-厌氧氨氧化脱氮处理技术，该技术分为三个处理单元，污水经第一单元将氨氮部分转化为亚硝态氮后进入第二单元，其中的氨氮和亚硝态氮在厌氧氨氧化菌的作用下转变成氮气，最后进入第三单元，部分硝化，实现生物脱氮。
二、技术优势
通过厌氧氨氧化细菌的氧化作用，大幅度降低外部鼓风的动力消耗，在不添加外部碳源的情况下，有效去除水中的氨氮和有机物。
三、适用范围
蛋白、食品添加剂、药品制造等生物发酵行业高浓度高氨氮有机废水处理。
四、技术指标
进水NH3-N：≤500mg/L
进水CODCr：≤1200mg/L
进水BOD5：≤500mg/L
出水NH3-N：≤20mg/L
出水CODCr：≤100mg/L
出水BOD5：≤20mg/L。
8大行业高浓度难降解废水27个处理技术高浓度难降解有机废水是指有机物浓度(以C O D计)较高，一般均在2000m g/L 以上，有的甚至高达每升几万至十几万毫克；所谓“难降解”是指这类废水的可生化性较低(B O D5/C O D值一般均在0.3以下甚至更低，难以生物降解。
所以，业内普遍将C O D浓度大于2000m g/L，B O D5/C O D值低于0.3的有机废水统一称为高浓度难降解有机废水。
一、制药行业废水1.特点制药废水具有成分差异大，组分复杂，污染物量多，COD 高，BOD5和CODcr 比值低且波动大，可生化性很差，难降解物质多，毒性强，间歇排放，水量水质及污染物的种类波动大等特点。
2.组成3.处理技术（1）预处理：混凝法、气浮法、微电解、Fenton试剂、催化氧化等；（2）厌氧工艺：UASB、两相厌氧消化、EGSB等；（3）好氧工艺：生物接触氧化法、CASS、SBR、活性污泥法等；二、造纸行业废水1.特点造纸废水危害很大，其中黑水是危害最大的，它所含的污染物占到了造纸工业污染排放总量的90%以上，由于黑水碱性大、颜色深、臭味重、泡沫多，并大量消耗水中溶解氧，严重地污染水源，给环境和人类健康带来危害。
而中段水对环境污染最严重的是漂白过程中产生的含氯废水，例如氯化漂白废水，次氯酸盐漂白废水等。
此外，漂白废液中含有毒性极强的致癌物质二恶英，也对生态环境和人体健康造成了严重威胁。
2.组成制浆造纸废水主要分为：黑液、中段废水、白水三种。
黑液：用含NaOH或NaOH+硫酸钠碱性药剂蒸煮植物纤维，溶出木质素，排放的蒸煮液即为“黑液”(碱煮为黑液，酸煮为红液，绝大部分采用碱煮)。
黑液含木质素、聚戊糖和总碱，是高浓度难降解废水。
中段废水：碱煮制成的浆料在洗涤、筛选、漂白过程中产生的废水，吨浆COD 负荷在310kg左右。
BOD/COD在0.20～0.35之间，可生化性较差。
污染物主要以木质素、纤维素、有机酸等可溶性COD为主，污染最严重的是漂白产生的含氯废水。
盐城高浓度难降解有机废水处理技术国家工程实验室概况盐城高浓度难降解有机废水处理技术国家工程实验室是国家领导力，行政力和研究力高强韧性的科研机构。
一、机构概述盐城高浓度难降解有机废水处理技术国家工程实验室是由国家发改委批准设立的科研机构，隶属于盐城高新技术产业开发区管委会。
实验室牵头单位是盐城高新技术产业开发区，主要承担高浓度难降解有机废水处理领域的研究任务和技术创新。
二、研究方向1.高浓度难降解有机废水处理技术研发：通过研究分离纯化技术、生物脱硝技术、微生物降解技术等，开展高浓度难降解有机废水处理技术的研发和应用。
2.水体环境质量评价：通过监测分析手段，评价水体环境的质量和污染程度，为防治水体污染提供科学依据。
3.环境治理技术创新：研究环境治理的新技术和新方法，提高环境治理的效率和效果。
4.污水处理装备研发：通过研发新型污水处理设备，提高污水处理的处理效率和降解效果。
三、科研成果盐城高浓度难降解有机废水处理技术国家工程实验室在高浓度难降解有机废水处理领域取得了多项研究成果。
包括：1.开展了多项高浓度有机废水处理技术的研究，成功研发了一种高效的生物脱硝技术，可有效降解有机废水中的含氮化合物，减少对水体环境的污染。
2.研究了微生物降解技术在高浓度难降解有机废水处理中的应用，通过改良微生物降解菌株，提高了降解效率及废水处理的稳定性。
3.开展了高浓度难降解有机废水处理装备的研发，成功开发了一种高效的膜分离纯化设备，可有效去除废水中的有机物和重金属。
四、科研实力盐城高浓度难降解有机废水处理技术国家工程实验室具有一支高水平的科研团队，包括一批技术精湛、经验丰富的科研人员。
实验室配备了先进的实验设备和仪器设施，为科研人员提供了良好的研究平台。
同时，实验室与国内外多家科研机构、高校和企业建立了密切的合作关系，形成了良好的科研合作网络。
五、社会影响盐城高浓度难降解有机废水处理技术国家工程实验室的研究成果得到了社会的广泛认可和应用。
高浓度有机废水的接触氧化工艺处理【摘要】随着城市化进程的不断加快，人们的生活水平和企业的生产水平也在不断提高。
而高浓度有机废水就是食品、农药、化工等等行业在进行生产时产生的高化学耗氧量废水，其处理问题已经得到人们的重视。
本文主要讲述高浓度有机废水的接触氧化工艺处理。
【关键词】高浓度有机废水；接触氧化；工艺处理要对高浓度有机废水进行接触氧化工艺处理，就要先对其现状和处理必要性进行分析，再将其处理工艺进行详细的阐述。
在这里主要讲述两种接触氧化工艺处理方法，即为厌氧-接触氧化工艺处理和生物接触氧化工艺处理。
1、高浓度有机废水的含义高浓度有机废水是指化学耗氧量超过2000mg/L的废水，根据其废水来源及其性质可分为三种类型，即为不含有害物质而且易于生物降解、含有有害物质而且易于生物降解以及含有有害物质但是不易生物降解的高浓度有机废水。
2、高浓度有机废水的现状高浓度有机废水的处理技术大概可以分为物化处理技术、化学处理技术以及生物处理技术三种。
其中生物处理技术在废水净化过程中为最主要的工艺。
如今工业发展快速，人们对环境的要求越来越高，高浓度有机废水的处理渐渐得到人们的重视。
3、对高浓度有机废水进行处理的必要性水污染一直都是国内面临的主要环境问题之一，而高浓度有机废水就是水污染中备受关注的水体，污染程度比较大，处理难度也比较高。
因此，高浓度有机废水的净化处理问题是国内外环保研究领域里十分重要的难题。
在水污染日益严重的背景下，人们必须对高浓度有机废水进行净化处理。
4、高浓度有机废水的接触氧化工艺处理4.1厌氧-接触氧化工艺处理在厌氧-接触氧化工艺处理这一方面，以下以某酱油企业排放的高浓度有机废水为例。
4.1.1企业高浓度有机废水来源和特性该酱油企业在生产时排放的高浓度有机废水包括盐水发酵池和浅层发酵池以及消毒工艺的清洗水、大豆浸洗水。
这些废水具有比较高浓度的有机物，虽然可生化性比较好，但是盐度相对不高，大约在1.3gNaCl/L，在微生物可以忍受的范围内。
高浓度有机废水处理技术随着全球工业化进程加快，水环境受到有机污染已成为全球性环保议题之一。
有机污染物主要来自大规模高浓度有机废水的排放，主要来自焦化、制药、造纸、印染、石化以及食品加工等领域。
高浓度有机废水主要是指COD和BOD5达到或超过几千甚至几万毫克每升的废水。
该类废水直接排放会对水环境造成严重破坏，可危害人体健康，引起急慢性中毒和致畸、致癌等远期危害。
在淡水资源和能源日益短缺的今天，探索高浓度有机废水处理以及资源化利用技术已成为最热门的环保议题之一。
1、高浓度有机废水处理难点和现状高浓度有机废水难于处理的原因是由其特性决定的，该类废水主要有几种特点：有机物浓度较高;含较多生物难降解物质;含盐量较高;废水出水水质不稳定等。
目前，处理高浓度有机废水，大多采用传统的生物处理法。
该类方法本身存在较大问题，以广泛应用的AA/O法为例，根据实际运行状况，存在反应池容积较大、能耗较高、污泥回流量大、脱氮效果有限等缺点。
因此，本文主要介绍了包括传统的生物法和物理化学法的创新和改进，新型的膜分离法以及以上方法的组合工艺。
2、高浓度有机废水处理技术传统生物处理法存在缺陷，本文主要介绍改进的生物法和物理化学法，重点介绍了膜分离法的应用。
各方法优缺点并存，在实际工程运作中，需要仔细分析废水水质，合理选择和设计技术方案。
2.1 生物法生物法技术成熟，处理效果稳定，主要分为利用好氧微生物的好氧处理法与利用厌氧微生物的厌氧处理法。
微生物在酶的催化作用下，以高浓度有机废水中大量有机以及少量无机物质为新陈代谢的底物，净化了水质同时合成了自身。
目前，研究热点主要集中于新型生物处理工艺的开发以及传统生物法与其他处理技术的组合应用。
好氧生物处理工艺的开发应用起步较早，经过一百多年的发展和改进，广泛应用于各高浓度有机废水处理领域。
单一好氧工艺处理效果有限，与其它工艺组合使用是其发展趋势。
Marcelino等采用好氧生物降解和臭氧氧化相结合的工艺，针对某药企高浓度制药废水进行处理研究，结果表明：废水中COD去除率达到98%，超过99%的抗生素得到去除。
科技成果——催化湿式氧化（CWAO）高浓有机废水处理技术所属行业工业废水治理技术开发单位中国科学院大连化学物理研究所适用范围化工、冶金等行业高浓有机废水处理行业现状辽宁省石油化工、精细化工企业多，污水排放量大，处理技术不过关，出水水质不合格。
化工废水成分复杂，反应原料常为溶剂类物质或环状结构的化合物，增加了废水的处理难度；废水中含有大量有机污染物，COD Cr高、含盐量高，主要是由于原料反应不完全和原料或生产中使用大量溶剂造成的。
化工行业高浓有机废水平均COD Cr排放量为20kg/t。
精细化工废水中有许多有机污染物对微生物是有毒有害的，如卤素化合物、硝基化合物、具有杀菌作用的分散剂或表面活性剂等；生物难降解物质多，B/C比低，可生化性差。
成果简介1、技术原理CWAO反应机理为：在高温（200-280℃）和高压（2-7.5MPa）条件下，空气中的氧气在催化剂表面生成强氧化性的·OH自由基，·OH 将有机污染物及含N、S等的毒物直接氧化为CO2、H2O及N2、SO2-等4无害物排放；在此过程中没有NOx、SO2和HCl等有害气体产生，通常不需要尾气净化系统。
因而在现有的有机废水处理工艺中，CWAO 对大气造成的污染最低。
该技术具有应用范围广、净化效率高、占地面积小、能耗低、二次污染少等优点，具有广阔的应用前景。
2、关键技术及减污技术细节该CWAO废水处理装置主要由储送单元、换热单元、反应单元、尾气吸收单元组成。
（1）储送单元储送单元主要功能为废水与空气的储存及输送、反应后液体和气体的分离及输送。
储送单元将来自工业化装置的高浓度废水收集储存并调整。
废水由工业化装置预处理，经检测达到入口条件后，通过废水来源管线进入废液储罐中储存，储罐出水经过滤后经废水计量泵增压至反应压力。
空气经空压机增压后与废水通过管道混合器混合后送入换热单元。
储送单元同时将反应后的气液混合物进行气液分离后，气体送往尾气吸收单元，液体经地沟去集水井。
科技成果——催化湿式氧化处理高浓度有机废水技术技术开发单位中科院大连化物所学科领域环保减排项目阶段成熟产品成果简介催化湿式氧化（Catalytic Wet Air Oxidation，简称CWAO）技术是在一定的温度、压力和催化剂的作用下，经空气氧化，使污水中的有机物及胺类分别氧化分解成CO2、H2O及N2等无害物质。
CWAO技术具有净化效率高，流程简单，占地面积小等特点，有广泛的工业应用前景。
CWAO技术适用于治理焦化、染料、农药、印染、石化、皮革等工业中含高化学需氧量（COD）或含生化法不能降解的化合物（如氨氮、多环芳烃、致癌物质BAP等）的各种工业有机废水。
我国国内CWAO尚处于正在进行产业化阶段，目前国内仅有少数几套催化湿式氧化设备，并且多为日本大阪煤气公司的技术，因此该公司的技术使用费及催化剂价格等很高，极大限制了该项技术在国内的推广应用。
大连化物所拥有从事环境治理技术研究的专业队伍，在油田含油污水处理及资源化利用、化工行业废水处理方面已有20多个项目成功实施。
先后承担了“863”、“973”等国家攻关项目，主持过国家“十五”863重大项目“湿式氧化催化剂和反应器的研制与开发”课题以及“十一五”863重点项目“高浓度难降解有机废水处理新技术开发”中“强化催化氧化集成技术与装备”课题，技术实力雄厚。
我所在二十世纪八十年代末即开展催化湿式氧化处理高浓度有机废水技术的研究，至今已建立起了九套小试连续反应装置以及四套工业化装置：深圳市危险废物处理站有限公司（24t/d）、万华化学集团股份有限公司（48t/d）、天津北方食品有限公司（80t/d）和北京天罡助剂有限责任公司（72t/d），制备出拥有自主知识产权的贵金属：稀土金属双组分催化剂（专利号：CN1084496A），其各项指标达到国际水平，所研制成功的车载型催化湿式氧化处理废水装置（最大处理量为0.5t/d），已顺利地通过了由国家经贸委组织的技术鉴定，获准进行工业化应用批量生产，并且其已被列入国家“十五”期间环保重点攻关项目的新产品。
1、废水厌氧生物处理：是指才无分子氧条件下通过厌氧微生物和兼氧微生物的作用，将废水中的各种复杂有机物分解转化为甲烷和二氧化碳等物质的过程，也称为厌氧消化。
主要包含三大类群的细菌：水解产酸菌、产氢产乙酸菌、产甲烷细菌。
2、厌氧生化法较好氧生化法的优缺点优点1）应用范围广：好氧法因供氧限制一般只适用于中低浓度有机废水的处理，而厌氧法及适用于高浓度有机废水，又适用于中低浓度有机废水；有些有机物对好氧生物处理来说是难降解的，但对于厌氧生物处理是可降解的，如固体有机物、着色剂蒽醌和某些偶氮燃料等。
2）能耗低。
好氧法需要消耗大量能量供氧，曝气费用随着有机物浓度的增加而增加，而厌氧发不需要充氧，而且产生的沼气可作为能源。
废水有机物达到一定浓度后，沼气所产生的能量可以抵偿消耗能量。
研究表明，当原水BOD5达到1500mg/L时，采用厌氧处理即有能量剩余。
有机物浓度越高，剩余能量越多。
一般厌氧法的动力消耗约为活性污泥法的1/10。
3）负荷高。
通常好养发的有机容积负荷为2~4kgBOD/（m3•d）,二厌氧法为2~10kgBOD/（m3•d），高的可达到50 kgBOD/（m3•d）.4）剩余污泥量少，其浓缩性、脱水性良好，易于处理。
好氧法每去除1kgCOD 将产生0.25kg~0.6kg生物量，而厌氧法去除1kgCOD只产生0.002kg~0.1kg 生物量，其剩余污泥量只有好氧法的5%~20%。
同时，消化污泥在卫生学上和化学上都是稳定的。
因此，剩余污泥处理和处置简单、运行费用低，甚至可作为肥料、饲料或饵料使用。
5）营养物质需要量较少。
好氧法一般要求BOD：N：P为100:5:1，而厌氧法的BOD：N：P为100:2.5:0.5，对处理氮、磷缺乏的工业废水时所需偷家的营养盐量较少。
6）厌氧处理过程中有一定的杀菌作用，可以杀死废水和污泥中的寄生虫卵、病毒等。
7）厌氧活性污泥可长期贮存，厌氧反应器可以季节性或间歇性运转。
高浓度有机废水来源及处理高浓度有机废水一般是指由造纸、皮革及食品等行业排出的COD在2000mg/L以上的废水。
这些废水中含有大量的碳水化合物、脂肪、蛋白质、纤维素等有机物，如果直接排放，会造成严重污染。
水污染是当前我国面临的主要环境问题之一。
预测工业废水占总污水量的70%以上。
而工业废水又以高浓度有机废水为主。
高浓度有机废水对环境水体的污染程度大，而且处理难度较高，是国内外环保研究领域中的难题之一，它的净化处理越来越受到人们的关注。
目前，工业废水和城市生活废水是我国水环境污染的污染源之一，尤其是随着生产规模的不断扩大及工业技术的飞速发展，含有高浓度有机废水的污染源日益增多。
但由于高浓度有机废水的性质和来源不一样，其治理技术也不一样。
通常根据高浓度有机废水的性质和来源可以分为三大类：(1) 第一类为不含有害物质且易于生物降解的高浓度有机废水，如食品工业废水；(2) 第二类为含有有害物质且易于生物降解的高浓度有机废水，如部分化学工业和制药业废水；(3) 第三类为含有有害物质且不易于生物降解的高浓度有机废水，如有机化学合成工业和农药废水。
由于高浓度有机废水采用一般的废水治理方法难以满足净化处理的经济和技术要求，因此对其进行净化处理、回收和综合利用研究已逐渐成为国际上环境保护技术的热点研究课题之一。
针对上述三大类高浓度有机废水的典型治理技术进行评述有助于高浓度有机废水治理技术的选择。
废水处理过程的各个组成部分可以分类为生物处理法、化学处理法、物理化学处理法、物理处理法等四种。
对于高浓度有机废水的治理方法，往往是上述两种或三种方法进行综合处理，如废水中含有芳烃、芳香族和卤代芳香族化合物、脂肪族和氯化脂肪族化合物、有机氰化物等，若含量很高，则可先通过湿式氧化法等进行处理，可大大降低有害化合物的浓度，并可提高残余有机物的可生化性，如有必要，还可以采用化学法如焚烧做最终处理，可使有害物质的去除率达到环保要求。
高浓度有机废水处理技术
目前，工业废水和城市污水是我国水环境污染的污染源之一，特别是随着生产规模的不断扩大和工业技术的迅速发展，含高浓度有机废水的污染源日益增多。
但是，由于高浓度有机废水的性质和来源不同，其处理工艺也不尽相同。
一般来说，根据高浓度有机废水的性质和来源，
可分为三类：
第一类是高浓度有机废水，不含有害物质，易生物降解，如食品工业废水;二是有害物质，易生物。
降解高浓度有机废水，如某些化学工业和制药工业废水;
第三类是含有有害物质且不易生物降解的高浓度有机废水，如有机化学合成工业和农药废水。
本文综述了上述三类高浓度有机废水的典型处理技术，为高浓度有机废水处理技术的选择做出了贡献。
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