难降解有机废水处理
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间歇式活性污泥法(SBR) 又称序批式活性污泥法, 是一种不同于传统活性污泥法的废水处理工艺。
1914年英国的Arden 和Lokett 首创活性污泥法时采用的就是间歇法〔1〕。
受当时技术条件的限制, 曝气池水流不断切换, 操作起来较为烦琐,而且沉淀时绝对静止, 曝气设备易被堵塞。
在连续式活性污泥法出现之后, 很快将其取代, 占据了主导地位。
20 世纪70 年代以来, 为解决连续污水处理法存在的问题, 由R. L.Irvine发起, 日本、澳大利亚等国学者对SBR 进行了重新评价和研究〔2〕。
特别是近年来由于计算机控制技术的发展, 通过溶解氧测定仪、氧化还原电位计等仪表对工艺运行进行过程控制的技术出现, 使得初期的SBR 反应器间歇运行的复杂操作问题得以解决。
20世纪80 年代以后, SBR 法引起越来越多国家的重视,并陆续得到开发应用。
1 SBR 工艺流程和优点SBR 工艺的核心是SBR 反应池, 它是按一定时间顺序间歇操作运行的生物反应器。
所谓“序批间歇式”有两种含义: 一是运行操作在空间上是按序列的方式进行的, 为匹配多数情况下废水的连续排放规律, 必须 2 个或多个SBR 池并联, 按次序间歇运行;二是每个SBR 的操作在时间上也是按次序排列的。
一个运行周期按次序分为五个阶段: 进水、反应、沉淀、排水和闲置阶段〔3〕。
典型的SBR 系统包括一座或几座反应池以及初沉池等预处理设施。
反应池兼有调节池和沉淀池的功能。
当反应池进水结束后, 开始曝气反应, 待有机物浓度达到排放标准后, 停止曝气, 使混合液在反应器中处于静止状态进行固液分离, 经过一段时间后排除上清液, 沉淀污泥进入闲置阶段, 反应器又处于准备进行下一周期运行的待机状态。
在进水阶段,又可根据是否曝气分为限制曝气、非限制曝气和半限制曝气三种。
限制曝气是指在进水时不曝气, 并尽量缩短进水时间, 这种限制曝气方式适合于处理无毒性的污水。
重点行业COD 减排实用技术研讨会P ra ct i c al Te ch nol o gy S em i n a r o f R ed u ci ng C OD Di s ch ar ge In Ke y I ndu st i es71高级氧化技术处理高浓度难降解有机废水的研究周宗南 王维丰 马志国 王科(珠海市德莱环保科技有限公司,珠海,519070)摘 要:文中主要介绍了超声波催化氧化和电解絮凝氧化两种高级氧化技术的特点和机理,以及在糖蜜酒精废水和化工废水处理上的研究和应用。
试验结果表明:超声波催化氧化技术和电解絮凝技术在高浓度有机废水处理中能取得较好的去除效果,但也受到一些水质条件的影响。
关键词:高级氧化技术; 超声波; 电解絮凝; 糖蜜酒精废水; 综合化工废水1 高级氧化技术概述目前,化学法和物化法的研究热点主要集中于废水的高级氧化技术。
相对传统工艺而言,高级氧化技术具有设备简单,反应速度快,对废水中难生化的有机污染物降解能力强等优势。
自从1976年Hoigne J [1]第一个较为系统地阐述高级氧化技术机理和1987年Glaze [2]等人提出了高级氧化技术(AOPs)的概念以来,高级氧化技术已被广泛应用于工业废水处理[3~10]。
高级氧化技术(Advanced Oxidation Processes,简称AOP)是一种新的有效处理难降解有废水的化学氧化技术,其基础在于运用电、光辐射、催化剂,有时还与氧化剂结合,产生活性极强的自由基(如羟基自由基:·OH 等)反应,在反应中再通过自由基与有机化合物之间的加合、取代、电子转移、断键等反应,使水体中有毒的大分子难降解有机物氧化降解为低毒或无毒的小分子物质,甚至直接降解成为CO 2和H 2O,接近于完全矿化。
高级氧化技术的关键是产生高活性的羟基自由基(·OH ),这是由于它具有以下特点: ①氧化能力强,·OH 的标准电极电势(2.80V) 仅次于氟(2.87V),是一种氧化能力极强的氧化剂;②反应速率常数大,·OH 非常活泼,与大多数有机物反应的速率常数在106 ~1010mol -1. L. S -1[1];③它是一种物理——化学处理过程,选择性小,与反应物浓度无关,很容易加以控制,满足各种处理要求;④寿命短, ·OH 寿命极短,在不同的环境介质中,其存在时有一定的差别,一般小于10- 4 s ;⑤反应条件温和,处理效率高,节约能耗; ⑥可诱发链反应,由于·OH 的电子亲和能为569.3 kJ ,可将饱和烃中的H 原子拉出来,形成有机物的自身氧化,从而使有机物得以降解,这是各类氧化剂单独使用时所不能做到的;⑦几乎无选择地与废水中的任何有机污染物反应, 彻底地氧化分解为二氧化碳、水或矿物盐,使有机污(废) 水的CODcr 值大大降低的同时不会产生新的污染;同时,·OH 还具有杀灭细菌防腐保鲜的功效。
毕业设计系别:环境工程与化学系专业:环境工程班级:学号:姓名:Fenton试剂处理难降解的氯乙酸废水摘要氯乙酸是一种非常重要的有机化工原料,目前国内外生产氯乙酸的主要方法是乙酸催化氯化法,该反应的转化率较低,且生产过程中氯乙酸废水的排放量较大,氯乙酸废水毒性强、化学性质稳定,难于生物降解。
其中的一氯乙酸、二氯乙酸、三氯乙酸等对人体具有很高的致癌风险,废水严重污染环境,须经处理后才能排放。
而含氯有机废水的处理至今仍无特别经济有效的方法,因此,拟通过本实验寻找有效地处理方法,为实际生产提供一定的借鉴意义。
关键词:氯乙酸,废水,难降解Fenton acid reagent refractory wastewatertreatmentABSTRACTTCA is a very important organic chemical raw materials, production at home and abroad is the main method of acetic acid catalyzed chlorination, the reaction conversion rate is low, and the production process of a large amount of acid waste water, chlorine acetic acid effluent toxicity strong, chemically stable, difficult biodegradable. Where an acid, dichloroacetic acid, trichloroacetic acid and other carcinogenic to humans with a high risk of serious environmental pollution waste water must be treated before discharge. The chlorinated organic wastewater treatment still no special cost-effective method, therefore, to be adopted in this experiment to find effective ways to deal with, the actual production of a certain significance.Keywords: acid, waste water, biodegradable目录前言 (VI)第1章Fenton试剂作用的机理及其特点 (1)1.1 Fenton试剂作用的机理 (1)1.2Fenton试剂的特点 (1)第2章Fenton法的分类及其与其它技术的联合使用 (4)2.1 Fenton法的分类 (4)2.1.1 普通Fenton法 (4)2.1.2 光Fenton 法 (4)2.1.3 电Fenton 法 (5)2.1.4超声-Fenton法 (6)2.1.5磁场-Fenton法 (6)2.1.6微电解法+Fenton 试剂法 (6)2.1.7拟Fenton 氧化法 (7)2.1.8UV/Fenton 法 (8)2.1.9UV- vis/ H2O2/草酸铁络合物法 (8)2.2Fenton氧化与其它技术的联合使用 (9)2.2.1Fenton氧化-混凝法 (9)2.2.2Fenton氧化-吸附法 (9)2.2.3Fenton氧化-生物法 (10)第3章Fenton 法在处理难降解废水中的应用 (11)第4章实验 (12)4.1 实验试剂及其制备方法 (12)4.2可能对芬顿试剂处理氯乙酸废水产生影响的因素 (12)4.2.1芬顿试剂添加量 (12)4.2.2加热时间长短 (12)4.2.3 PH值大小 (12)4.2.4搅拌时间的长短 (12)4.2.5芬顿试剂中硫酸亚铁与双氧水的比例 (12)4.3实验步骤: (12)4.3.1空白试验 (12)4.3.2实验1:芬顿试剂添加量对氯乙酸废水的处理的影响 (13)4.3.3实验2:加热时间长短对芬顿试剂处理氯乙酸废水的影响 (13)4.3.4 实验3:pH值大小对芬顿试剂处理氯乙酸废水的影响 (14)4.3.5实验4:搅拌时间的长短对芬顿试剂处理氯乙酸废水的影响 (14)4.3.6实验5:芬顿试剂中硫酸亚铁与双氧水的比例对芬顿试剂处理氯乙酸废水的影响 (15)第5章实验数据的处理 (17)5.1 一氯乙酸废水中所含的氯 (17)5.1.1 实验1的数据处理 (17)5.1.2 实验2的数据处理 (17)5.1.3 实验3的数据处理 (18)5.1.4 实验4的数据处理 (18)5.1.5实验5的数据处理 (19)结论 ............................................................... 错误!未定义书签。
高级氧化技术普通针对难降解有机废水,如医药、化工、染料工业废水以及含有难处理的有毒物质物质等。
第一节电化学处理技术电化学氧化法主要用于有毒难生物降解有机废水的处理,电化学水处理技术的基本原理是使污染物在电极上发生直接电化学反应或者间接电化学而得到转化,从而达到削减和去除污染物的目的。
根据不同的氧化作用机理,可分为直接电解和间接电解。
直接电解是指污染物在电极上直接被氧化或者还原而从废水中去除今直接电解可分为阳极过程和阴极过程。
阳极过程就是污染物在阳极表面氧化而转化成毒性较小的物质或者易生物降解的物质,甚至发生有机物无机化,从而达到削减、去除污染物的目的。
阴极过程就是污染物在阴极表面还原而得以去除,阴极过程主要用于卤代经的还原脱卤和重金属的回收,如卤代有机物的卤素通过阴极还原发生脱卤反应,从而可以提高有机物的可生化性。
直接电解过程伴有着氧气析出,氧的生成使氧化降解有机物的电流效率降低,能秏升高,因此,阳极材料对电解的影响很大。
间接电解是指利用电化学产生的氧化还原物质作为反应剂或者催化剂,使污染物转化成毒性小的物质。
间接电解分为可逆过程和不可逆过程。
可逆过程(媒介电化学氧化)是指氧化还原物在电解过程中可电化学再生和循环使用。
不可逆过程是指利用不可逆电化学反应产生的物质,如具有强氧化性的氯酸盐、次氯酸盐、 H202 和 O2 等氧化有机物的过程,还可以利用电化学反应产生强氧化性的中间体,包括溶剂化电子、 HO、H02/02 等自由基。
1) 电化学方法既可以单独使用,又可以与其他处理方法结合使用,如作为前处理方法,可以提高废水的生物降解性;2) 普通电化学处理工艺只能针对特定的废水,处理规模小,且处理效率不高;3)有的电化学水处理工艺需消耗电能,运行成本大。
电化学反应器按反应器的工作方式分类可分为:间歇式、置换流式和连续搅拌箱式电化学反应器。
按反应器中工作电极的形状分类可分为二维电极反应器、三维电极反应器。
电化学高级氧化技术处理难降解有机废水的影响因素作者:李杰来源:《科学导报·学术》2018年第36期摘要:近年来,电化学高级氧化技术(EAOPs)取得到迅速的发展,已成为高级氧化技术中最具有应用前景的技术之一。
电化学高级氧化技术是一种通过阳极氧化水生成羟基自由基以及直接电子转移而去除废水中污染物的技术,包括了最早的阳极氧化技术(AO)、电Fenton 技术(EF),以及最近研究较热的光电Fenton(PEF)和太阳光电Fenton(SPEF)技术;此外还有过氧化物絮凝、电化学过氧化和超声波电Fenton等技术,均已广泛应用于各种有机污染废水的处理。
由于电化学高级氧化技术的建设成本和运营成本较高,一些研究者还提出了包含生物处理、化学混凝、电絮凝以及膜处理在内的综合处理工艺,以优化废水处理。
然而,已有的电化学高级氧化技术在工程实践应用时仍存在诸多问题,废水的性质以及各项技术参数都会对处理效果产生很大影响。
因此,介绍目前研究较热的几种电化学高级氧化技术的基本原理,综述实验研究和工程实践中对处理效果产生重要影响的因素,将有助于提高电化学高级氧化技术处理实际废水的效率,也为后续研发更高效的电化学高级氧化技术提供思路。
关键词:电化学;高级氧化技术处理;难降解有机废水;影响因素引言由于工业的迅速发展,工业废水造成的环境污染问题越来越受关注。
在过去的几十年里,研究者们致力于开发能高效去除工业废水中难降解有机污染物的技术,其中高级氧化技术(AOPs)是最具发展潜力的一类。
高级氧化技术是以产生具有强氧化能力的羟基自由基(·OH)为特点,在高温高压、电、声、光辐照、催化剂等反应条件下,使大分子难降解有机物氧化成低毒或无毒的小分子物质的技术。
1高级氧化技术(AOPs)高级氧化技术最初是指一类利用不同方式产生羟基自由基(·OH)氧化去除难降解有机污染物的修复技术。
·OH的氧化还原电位可以达到E0=2.8V,且·OH与多种有机物的反应速率常数均可达到109L/mol,能有效地实现对有机污染物的无差别降解,将其完全矿化。
难降解有机废水可生化性预处理探讨摘要:难降解有机废水主要是染料、农药、医药、化工、焦化等生产过程中产生的废水,废水污染物浓度高、毒性大、盐份较高难于生物降解,因此必须采用预处理技术和方法,方能有效处理。
本文从物理法、化学法和生物法三个方面介绍降解有机废水可生化性预处理探讨。
关键词:有机废水物理法化学法生物法分类号:x703随着经济的发展,工业行业得到了长远的发展,纺织、制革、化工、造纸、印染等工业得到了快速的发展,随之而来产生了大量的工业有机废水。
工业有机业污水预处理,内容包括了皮革废水处理、造纸废水处理、印染废水处理、家庭废水、生活废水处理、硫酸废水处理、柠檬酸废水废液回收、淀粉行业废水废液、啤酒废水废液回收、酒精废废液回收、白酒废水废液回收、屠宰废水处理、畜禽养殖场污水处理、味精废水废液回收、家庭废水回收再利用、含铅废水处理、废水中汞离子去除、镉废水处理、含镍废水处理、酸洗废水处理、糠醛废水处理、酚醛废水处理、含汞废水处理、含油废水处理技术、重金属废水处理、含氰废水处理、中水技术和处理钢企业废水处理、炼铁废水处理、锅炉锅内水处理、水软化工艺、制备超纯水工艺流程、线路板废水回、电镀废水处理、高氟废水处理、电子半导体废水处理、苦咸水淡化、海水淡化综合利用、河水深度净化、餐饮废水处理、宾馆污水处理、反渗透水处理系统、活性炭过滤处理废水、烟脱硫烟囱设计、污水除臭、含钼废水处理、焦化废水处理、浴池废水处理、硝酸废水处理等等。
总之,可分为三大类,化学法预处理、物理法预处理、生物法预处理。
1、物理法预处理[1,2]吸附是指固体表面的分子或原子因受力不均衡而具有剩余的表面能,当某些物质碰撞固体表面时,受到这些不平衡力的吸引而停留在固体表面上。
引起吸附的主要原因在于溶质对水的疏水特性和溶质对固体颗粒的高度亲合力。
溶质的溶解程度是确定第一种原因的重要因素。
溶质的溶解度越大,则向表面运动的可能性越小。
相反,溶质的憎水性越大,向吸附接口移动的可能性越大。
污水中难降解COD问题的分析及解决措施摘要:本文主要介绍了工业废水中的高浓度难降解COD,以及化工污水处理装置在上游排污装置生化原料发生改变,难降解COD增多时,装置内部的调整措施。
通过对难降解COD的总结分析,以及归纳调整措施,为装置缩短调整周期提供切实有效经验。
关键词:难降解COD;高浓度负荷冲击;工业废水一、前言随着工业发展的需求,以及企业转型发展的需求,工业废水产量不断变大,废水中的有机物种类也日新月异,有效的处理废水方式变得十分重要,如今随着环保要求的严格以及对自然界不存在化合物的研发,这些化合物大多数都具有有毒有害,不易降解的特性,因此产生的工业废水毒性也随之上升,高浓度负荷废水一旦对活性污泥法造成冲击,使污泥中毒死亡,将可能导致整个污水处理装置运行停工。
因此分析高浓度COD的危害以及污水处理装置遭受高浓度难降解COD 时的特性进行总结并归纳相关经验十分必要。
二、难降解COD实例1、BOD5/COD比值即污水可生化性分析由前述可知,当水中BOD5/COD<0.3时为较难生化降解的污水,通过查阅水质分析中心化验数据,2020年装置生产异常时,气浮池入口的B/C比为0.16已经远远小于B/C<0.3的指标,说明装置内污水的可生化性非常差,在2021年装置同样出现COD异常波动时,气浮池入口的B/C比为0.07,,此时的可生化性较2020年更加低,可生化性更差,生化系统处理能力无法发挥有效功效,根据难降解COD的特征判断,污水中存在难降解的COD2、微生物镜检分析通过微生物镜检可发现,虽然微生物数量和种类都有不同程度的减少,但未全部死亡,说明本装置生化系统生产异常不是由于有毒物质造成的而只是一些难降解的COD对微生物有抑制作用,因此生化系统处理能力大幅下降。
3、表征异常情况(1)二沉池出现污泥上浮现象,在高速气浮池及总排口等发现大量白色泡沫。
(2)二沉池池面有大量悬浮物随出水流出,出水浑浊,出水COD指标超标。
山 东 化 工 收稿日期:2019-01-21基金项目:国家自然科学基金项目(51408295);山东省重点研发计划(2017GSF217013);国家级大学生创新创业训练计划项目(201710426033)作者简介:胡德皓(1994—),男,山东青岛人,青岛科技大学在读硕士研究生,主要研究方向为有毒难降解废水物化处理。
芬顿氧化技术处理废水中难降解有机物的应用进展胡德皓,孙 亮,毛慧敏,吴 丹,王雅婷,张伟倩,戚静洒,姚栋栋(青岛科技大学环境与安全工程学院,山东青岛 266042)摘要:介绍了芬顿氧化技术的基本原理和特点,详细阐述了光-芬顿技术、电-芬顿技术、超声-芬顿技术、微波-芬顿技术、零价铁-芬顿技术等类芬顿氧化技术的反应机理,以及处理废水中难降解有机物的应用现状。
总结了芬顿技术目前存在的主要问题以及改进措施,展望了芬顿技术未来的发展趋势和研究方向。
关键词:芬顿;类芬顿氧化技术;难降解有机物中图分类号:X703.1 文献标识码:A 文章编号:1008-021X(2019)07-0060-03ResearchProgressoftheFentonOxidationTechnologyforTreatmentofRefractoryOrganicsHuDehao,SunLiang,MaoHuimin,WuDan,WangYating,ZhangWeiqian,QiJingsa,YaoDongdong(SchoolofEnvironmentandSafetyEngineering,QingdaoUniversityofScienceandTechnology,Qingdao 266042,China)Abstract:FundamentalmechanismsofFentonoxidationtechnologyareintroduced.ThemechanismsandapplicationsofnewFentonoxidationtechnologysuchasphoto-Fentontechnology,electro-Fentontechnology,ultrasonic-Fentontechnology,microwave-Fentontechnologyandzero-valentiron-Fentontechnologyaredemonstrated.ThemainproblemsforthenewFentontechnologyaresummarizedandthecorrespondingsolutionsfortheseproblemsarealsoillustrated.Furthermore,thefuturedevelopmenttrendsofFentonoxidationtechnologyarediscussedinthepaper.Keywords:Fenton;Fentone-likeoxidationprocess;refractoryorganics 随着城市的发展和工业化水平的提高,环境污染问题已经成为当前关注的热点问题,其中水污染问题最为严重。
电-Fenton法处理难降解有机废水技术的进展摘要:电-Fenton法是高级氧化技术的一种,体系中由电解产生H202在Fe2+催化作用下产生活泼的·OH(羟基自由基),引起一系列的反应,加快还原性物质的氧化,从而达到降解有机物的效果。
文章主要介绍了电-Fenton反应的机理以及其在处理难降解废水中的应用技术和发展状况。
关键词:电-Fenton;废水处理;难降解有机物;氧化技术高级氧化技术是当今最可能被工业化应用的氧化工艺之一。
它通过反应中的-OH直接氧化降解污染物,-OH有极强的氧化能力,对于有机物降解和脱色卓有成效,去除率高,而自身还原为水。
电-Fenton法自动产生H2O2、Fe2+的机制比较完善,从而产生-OH,除羟自由基-OH 的氧化作用外,还有阳极氧化,电吸附等。
一、国内外研究现状国外20世纪80年代中后期已广泛开展了用电-Fenton技术处理难降解有机废水的研究。
A·Ventura等用水银做阴极,多个串联的铂片做阳极,对难降解性有机除草剂莠去津进行了研究。
试验结果表明:电-Fenton法比Fenton试剂法氧化的更快更彻底。
HsiaoY等利用石墨作阴极对酚和氯苯的氧化进行了研究,Fe2+和H2O2的再生均在阴极上进行,酚和氯苯的氧化率较普通Fenton法大大提高。
HuangYaohui等利用铁片做阳极产生的 Fe2+和用石墨做阴极产生H2O2的处理含六胺的石油化工废水, COD去除率在80%以上。
Enric Brillas等利用Pt作阳极和一个充碳一聚四氯乙烯作阴极(用于生产-OH)对2.4-D进行了降解,浓度较低时2.4-D的矿化程度达90%,若采用与光-Fenton法相结合的方式2.4-D可完全矿化。
国内郑曦等以多孔石墨电极为阴极,对有机染料工业废水进行降解脱色反应,实验结果表明,COD的去除率大于80%,染料的脱色率达100%。
对酸性铬蓝的降解脱色研究中,以相同的电解条件进行试验,COD的去除率大于80%,酸性铬蓝的脱色率达100%。
难降解有机废水处理
1解析难降解有机废水的特性与危害
从整体的水质特性来看,难降解的有机废水一般有会这些特性表现:首先含有的有机物浓度较高,一般COD的含量超过每升2000毫克以上,甚至是十几万毫克也有可能;而且非常的难以被降解,可进行生化降解的可能性也比较低,其BOD5或者COD数值一般都不到0.3,甚至有些还更加的小,从而使得整体更加不容易被降解掉;
而且,其水质本身含有成分比较驳杂,其中包含了类似硫化物、重金属以及氮化物、有毒物物质等;另外,从颜色上来看,难降解有机废水本身浓度比较高颜色比较鲜艳,而且会伴有异味情况,对于周边的环境也有比较大的影响,而且还有强酸强碱等特性。
同时,在危害方面来说,难降解的有机废水一般会导致整体的水体出现缺氧或者厌氧的情况,从而直接导致水生物的思维,并且因此急需致使水质与水环境的恶化;而且难降解有机废水一般会有比较强的致毒性危害,并且与水里的有机物一起循环到土壤环境里,从而进入人体,危害健康。
2简述常见的难降解有机废水
2.1印染废水
印染废水一般是由于印刷厂或者服装纺织厂所排放出来的,一般是针对棉、麻、化学纤维等产品进行加工而产生的废水。
这类废水一般水量比较大,而且里面所含的有机物浓度也会更高,同样的PH值相对比较高,里面含有很多的染料、浆料、油剂、纤维杂质等。
本身属于比较高浓度的难降解有机废水类别之一。
同时也是属于当前问题最为严重的工业废水问题之一。
而且之前有专家针对这类废水做了研究,从这类废水里面分离出多种有机物质,并以此针对性的进行印染废水的处理,反而效果比较好。
2.2造纸废水
造纸废水相对来说仅仅只是针对于造纸印刷一类,但是也包含了生物强化技术应用之下的制浆造纸废水类型。
这类废水一般不仅仅会造成一般的环境危害,更重要的是能够对周边环境的木质素或其他的要素造成降解,而自己本身则不易被降解。
在碱性环境的培养条件下,我们发现它们有50%左右的几率对木质素造成降解作用。
3难降解废水难生物处理的原因分析
3.1有机物浓度高
首先,这些废水里面含有多种高浓度的有机物,而且这些高浓度的有机物无法快速被降解,最后再经过多次的有机物混合,使得这类的废水更加难以被降解。
3.2种类多比例高
其次,这些废水里面含有的有机物以及生物难以降解的物品种类及其繁多,而且浓度较多,所占据的比例也很高,特别是很多废水更是含有生物毒物,使得这类废水更加的难以被降解。
3.3废水含盐浓度高
第三,就是这些废水里面本身含盐量也比较高,使得生物等多种废水处理难度加大,而且更加快了这些废水有机物的沉淀等。
3.4水质、水量波动性大
第四,就是这些废水在其水质以及排放时间、排放量上面其实也不是一成不变的,而且这些问题最终也会给废水的处理产生极大的难度。
4难降解有机废水生化前处理研究
4.1生物法
生物法是目前应用最广泛的一种有机废水处理方法,主要包括活性污泥、生物膜法、好氧-厌氧法等。
主要是利用微生物的新陈代谢,通过微生物的凝聚、吸附、氧化分解等作用来降解污水中的有机物,具有应用范围广、处理量大、成本低等优点。
但当废水含有有毒物质或
生物难降解的有机物时,生物法的处理效果欠佳,甚至不能处理。
针对这类废水,人们对生物法作了一些改进,使其能应用于这类废水的处理。
主要包括以下几方面。
4.2生物强化
生物强化技术是通过改善外界环境因素,提高现有工艺对有毒难降解有机物的生物降解效率。
目前实施的生物强化技术主要有3个途径。
投加有效降解的微生物:主要是针对所要去除的污染物质,投加专门培养的优势菌种对其进行有效降解。
该法已在美国、德国、日本等国采用,主要用于改善活性污泥法处理效果,但优势菌种在新环境中的适应性和再生问题待解决。
为了增加优势菌种在生物处理装置内的浓度,提高难降解有机物的处理效率,固定化技术已被用来处理部分难降解有机物。
固定化技术是通过化学或物理的手段将优势的游离菌固定,使其不再游离,但仍具有生物活性的技术。
投加营养物和基质类似物:由于大部分有毒有机物的降解是通过共代谢途径进行的,在常规活性污泥系统中可降解目标污染物的微生物数量与活性比较低,添加某些营养物包括碳源与能源性物质,或提供目标污染物降解过程所需的因子,将有助于降解菌的生长,改善处理系统的运行性能。
投加基质类似物是针对代谢酶的可诱导性而提出,利用目标污染物的降解产物、前体作为酶的诱导物,提高酶活性。
投加遗传工程菌酶:通过基因工程技术构建具有特殊降解功能的菌,形成了酶生物处理技术。
酶的固定化技术是目前这一领域研究的热点。
4.3优化组合处理
提高难降解物质的去除率,必须延长水力停留时间和增加泥龄,提高微生物有效浓度,增加污染物与微生物的接触时间。
添加粉末活性炭活性污泥工艺:采用这一工艺,使有机物除被微生物氧化处理外,还被活性炭所吸附。
由于活性炭表面的污泥泥龄较长,污染物与微生物接触时间远大于水力停留时间,从而使难降解毒性有机物去除率提高。
厌氧-好氧工艺的组合:有时采用单独的好氧或厌氧工艺处理效果都不理想,但采用联合处理工艺后,可能会发挥各工艺的优点,产生协同效应,使处理效果大大提高。
4.4化学氧化
化学氧化技术常用于生物处理的前处理,一般是在催化剂的作用下,用化学氧化剂处理有机废水以提高废水可生化性,或直接氧化降解废水中有机物使之稳定化。
常用的氧化剂有O3,H2O2,KMnO4等。
现代工业的发展使含有高浓度难生化降解有机物的工业废水日益增多,对于这类废水的处理,常用氧化剂表现出氧化能力不强,存在选择性氧化等缺点,难以达到实际的要求。
随着研究的深入,高级化学氧化技术应运而生,在使用中已获得显著效果。
高级氧化技术的基础在于运用光辐照、电、声、催化剂,有时还与氧化剂结合,在反应中产生活性极强的.OH自由基,再通过自由基与有机化合物之间的加合、取代、电子转移、断键等,使水体中的大分子,难降解有机物氧化降解成低毒或无毒的小分子物质,甚至直接降解成CO2和H2O,接近完全矿化。