揚中工業一體化廢水處理設施優質服務

　　可生化性是一種評價廢水中生物處置難易程度的重要指標，通過分析化工制藥廢水的可生化性，采取有效的處理工藝，降低廢水的毒性和生物抑制性物質，不僅可以保護自然生態環境，而且可以極大地提高化工制藥企業的環境效益和經濟效益。

　　一、化工制藥廢水可生化性分析

　　1、BOD

　　BOD是生化需氧量的簡稱，是指在規定條件下微生物分解存在水中的某些可氧化物質，特別是有機物進行的生物化學過程中消耗的溶解氧的量。此生物氧化過程進行的時間很長，需要100天左右。目前國內外普遍規定20℃培養5天，分別測定樣品培養前后溶解氧的差值，二者之差即為BOD5，以氧的mg/L表示。水中的有機物含量越多，消耗的氧也越多，生化需氧量也越高。

　　在測定中要注意以下三個關鍵環節：一，稀釋水的溶解氧要在規定溫度條件下達到飽和，如果達不到飽和就要通空氣曝氣和純氧曝氣達到穩定狀態;二，稀釋倍數的選擇是可生化實驗重要一環，它關系到生化試驗的成功與否。以CODCr值乘以生化系數來確定稀釋倍數，這樣只需經過一次實驗就能出結果，來確定這股廢水能否生化;三，菌種也是可生化實驗重要一環，它的活性和加入量的選擇直接關系到BOD5能否測定成功。菌種選擇很關鍵，它要求活性強，最好選擇在微生物曲線對數增長期階段的菌種，分解有機物能力強。菌種的加入量要求很嚴，應使接種稀釋水的BOD5值在012～018mg/L之間。

　　2、COD

　　COD是化學需氧量的簡稱，是指在一定條件下，用強氧化劑處理水樣時消耗氧化劑的量，以氧的mg/L表示。它反映了了水中受還原性物質污染的程度，根據二者的所代表的含義，不難知道B/C即廢水可生化性探討的重要意義了。根據有關資料介紹，BOD5/COD>015說明水樣容易生化，BOD5/COD在013～015屬于可生化，BOD5/COD在012～013屬于難生化，BOD5/COD在<012屬于不能生化。藥廠廢水基本上都可以生化處理，大部分制藥廢水生化性較好，但也不能排除少部分廢生化性較差，甚至不能生化處理。生物制藥廢水比合成制藥廢水更好生化。

　　二、化工制藥廢水的處理工藝

　　化工制藥廢水的處理技術的分類比較復雜，常用的處理方法包括：化學處理法、物理處理法和生物處理法，每種技術方法都有自身的優勢和弊端，化工制藥廢水的成分十分復雜，并具有毒性高、難降解等特點，因此單一的生化處理方式無法處理廢水。為此，從業人員就需要根據廢水所含物質的實際情況，采用合適的預處理工藝，以此來提高化工制藥廢水的可降解性。

　　1、物理處理方法

　　物理處理方法包插氣浮、過濾、離心分離、沉砂、篩網等技術，這種方法指的是用物理法把化工制藥廢水中的溶解物質和乳濁物質進行分離的方法，從而達到改變廢水成分的目的。這種方法已經成為廢水處理技術中的基本操作，在當前來說是比較成熟的技術。但是由于廢水具有毒性大、有機物含量高、色度深、含鹽量高、成分復雜、生化性差、間歇排放等特點，仍然屬于處理難度較高的化工制藥廢水。

　　2、高級氧化技術法

　　高級氧化技術法(又稱深度氧化技術法，簡稱Fenton法)Fenton法是氧化法的一個延伸，是一種高級氧化技術，其原理是通過氧化劑與有機污染物的反應使有機物的結構破裂從而達到清除目的。目前，有超聲波Fenton法、電Fenton法、光Fenton法、微波Fenton法等應用于實際生產中，在處理有機制藥廢水時效果尤其顯著。

　　3、厭氧法

　　利用兼性厭氧菌和專性厭氧菌將污水中大分子有機物降解為低分子化合物，進而轉化為甲烷、二氧化碳。常用的厭氧生物法包括上流式厭氧污泥床(UASB)、厭氧折流板反應器、厭氧膨脹顆粒污泥床反應器、內循環式反應器等。雖然經過厭氧處理后出水COD值降低到一定程度，但還達不到排放標準，因此尚需進行后續處理。

　　4、生物吸附法

　　生物吸附法是指污染物與生物細胞及細胞膜吸附等的生物化學反應，其主要的生物吸附劑主要是農作物、藻類等，此法的吸附劑與物理吸附法一樣也可以采取一些方法，將其的吸附量適當提高，改變吸附量可以通過調節溫度、pH值等實現，由于此方法比較方便、成本比較低且吸附量較大等，是一個非常實用的方法。

針對半夏泡制廢水中懸浮物含量高，且高CODCr等特點，采用水解酸化+CASS處理工藝，對間歇性排放廢水適應強，抗沖擊負荷能力強、工藝運行靈活、生化處理效果好，出水水質穩定。水解(酸化)處理方法是一種介于好氧和厭氧處理法之間的方法，和其它工藝組合可以降低處理成本提高處理效率。水解酸化工藝根據產甲烷菌與水解產酸菌生長速度不同，將厭氧處理控制在反應時間較短的厭氧處理第一和第二階段，即在大量水解細菌、酸化菌作用下將不溶性有機物水解為溶解性有機物，將難生物降解的大分子物質轉化為易生物降解的小分子物質的過程，從而改善廢水的可生化性，為后續處理奠定良好基礎。水解酸化-好氧生物處理工藝中的水解目的主要是將原有廢水中的非溶解性有機物轉變為溶解性有機物，特別是工業廢水，主要將其中難生物降解的有機物轉變為易生物降解的有機物，提高廢水的可生化性，以利于后續的好氧處理。考慮到后續好氧處理的能耗問題，水解主要用于低濃度難降解廢水的預處理。CASS工藝是周期循環活性污泥法的簡稱，又稱為循環活性污泥工藝。該工藝流程簡單、占地面積小、投資低、生化反應動力強、沉淀效果好、運行靈活、抗沖擊負荷能力強、污泥不易膨脹、剩余污泥量少，而且脫氮除磷效果好，已經廣泛應用于不同種工業廢水的工程實踐中，取得了良好的經濟、社會和環境效益。

　　因此半夏泡制廢水中生物堿、有機酸、多糖、甾醇、半夏蛋白、氨基酸、揮發油等大分子有機物先在水解酸化池中分解成小分子有機物，然后進入CASS反應池，再經好氧—缺氧系統處理，有機物最終被氧化為二氧化碳和水，有機氮和無機氮經過硝化—反硝化生物作用還原為氮氣釋放。

　　3、主要處理構筑物及設計參數

　　3.1 調節池調節池為鋼筋砼結構，采用地埋式建造。尺寸5.0m×3.0m×3.0m，有效容積為36m3，HRT為3.6d，不僅起到調節水質作用，同時作為事故應急池。調節池安裝2臺潛污提升泵進水(1用1備)，流量6m3/h，揚程10m，功率0.75kW。

　　3.2 水解酸化池

　　水解酸化池同CASS反應池合建，鋼筋砼結構，采用地下2m地上3m建造方式。水解酸化池尺寸2m×3m×5m，有效容積24m3。水力停留時間為2.4d，表面負荷為1.0m3/(m2·h)，容積負荷為0.5kg/(m3·d)，水解酸化池中安裝1臺潛水攪拌器，功率為1.5kw。CASS反應池尺寸為4m×3.0m×5m，有效水深4.0m，有效容積為48m3，其中缺氧區容積為12m3，好氧區容積36m3，容積負荷為0.26kg/(m3·d)，采用浮筒式潷水器，潷水深度0.8～1.2m，潷水體積9.6m3～14.4m3。空氣擴散采用旋曝氣頭，鼓風機為回轉式低噪音風機2臺(1用1備)，型號HD-501S，風量1.4m3/min，風壓50kPa，功率2.2kW。

　　4、工程調試

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　　為了快速啟動水解酸化池及CASS反應池，污泥接種采用投加城市污水處理廠厭氧消化脫水污泥，投加量約為0.5t，直接一次性分別投加到水解酸化池和CASS反應池。在啟動初期，廢水進入水解酸化池后，每天間歇啟動潛水攪拌器，以保證污泥充分懸浮，快速培養厭氧菌群。等廢水進入CASS反應器后，采用間歇曝氣方式，曝氣2～4h，沉淀2h，繼續曝氣2～4h。廢水達到CASS反應池潷水水位后，將上清液排放。整個系統穩定調試15d后，系統穩定運行，活性污泥性能良好，活性污泥表現為絮凝體較大，沉降性好，污泥沉降比SV在30～40，污泥濃度3000～4000mg/L，出水水質清澈。鏡檢觀察出現的生物有鐘蟲屬、蓋蟲屬、有肋木盾纖蟲屬、獨縮蟲屬、聚縮蟲屬、各類吸管蟲屬、輪蟲類、累枝蟲屬、寡毛類等固著型種屬或匍匐型種屬。

　1894年，H.J.Fenton發現采用Fe2+/H2O2體系能氧化多種有機物。后人為紀念他將亞鐵鹽和過氧化氫的組合稱為Fenton試劑。1964年加拿大學者H.R.Eisenhaner用Fe2+和H2O2氧化廢水和烷基廢水中的各種有機物，將Fenton試劑成功地應用到廢水處理上。

　　Fenton試劑法具有操作簡單、反應物易得、無復雜設備等優點。Fenton試劑及各種改進系統在廢水處理中的應用可分為兩個方面，一是單獨作為一種處理方法氧化有機廢水;二是與其他方法聯用，如混凝沉降法、活性炭法、生物處理法等。在處理成分復雜的造紙廢水時，一般是將Fenton試劑法與其他方法聯用，以達到較好的處理效果。在Fenton氧化工藝的應用中，反應完畢后增加相應的脫氣措施，可有效提高絮體的沉淀性能。Fenton氧化技術對廢水COD具有理想的處理效果，但出水仍有一定的色度，這也是需要解決的問題。目前國內已有多家造紙企業采用了Fenton技術。

　　1.2 濕式氧化技術

　　濕式氧化又稱濕式燃燒，是處理高濃度有機廢水的一種行之有效的方法，其基本原理是在高溫高壓條件下通入空氣，使廢水中的有機污染物被氧化。按處理過程有無催化劑可將其分為濕式空氣氧化和濕式空氣催化氧化兩類。濕式氧化法是在高溫(150～350℃)、高壓(5～20MPa)下用氧氣或空氣作為氧化劑，氧化水中溶解態或懸浮態的有機物，或還原態的無機物使之生成CO2和H2O的一種處理方法。一般認為濕式氧化是自由基反應，經歷誘導期、增殖期、退化期以及結束期四個階段。在誘導期，分子氧與有機物反應形成烴基自由基R·。在增殖期，烴基自由基繼續與分子氧反應，產生的酯基自由基ROO·，還可以與有機物作用生成低分子酸和羥基自由基·OH。在退化期，低分子酸分解形成醚基自由基RO·、羥基自由基·OH、以及烴基自由基R·，烴基自由基有強氧化性，可以再去氧化有機廢物。在結束期，自由基之間結合，能量湮滅，反應停止。

　　1.3 光催化氧化技術

　　光催化氧化是以型半導體如n型半導體(如TiO2、ZnO、WO3、Cd等)作催化劑的氧化過程。當催化劑受到紫外光照射時，表面的價帶電子就會被激發到導帶，同時在價帶產生空穴，形成電子空穴對。這些電子和空穴遷移到粒子表面后，由于空穴有很強的氧化能力，使水在半導體表面形成氧化能力的·OH，羥基自由基再與水中有機污染物發生氧化反應，最終生成CO2及無機鹽等物質。光催化氧化法處理造紙廢水工藝過程簡單、節能、設備少，將具有一定的應用前景。

　　1.4 超臨界水氧化技術

　　水的臨界點在相圖上是氣體——液體共存曲線的終點，它由一個具有固定不變的溫度、壓力和密度的點來表示，在該點氣相和液相之間的差別剛好消失。當體系的溫度和壓力超過臨界點值時，體系中的水就被稱作“超臨界"的水。在高溫、高壓下，利用分子氧作為氧化劑，以超臨界水作為溶劑，把有機物氧化分解為CO2和H2O的高級氧化技術，稱為超臨界水氧化(SCWO)法。超臨界水具有溶解有機化合物的能力。在足夠壓力下它與有機物和氧或空氣互溶，發生氧化反應。在超臨界水氧化過程中，有機物、空氣(或氧)和水在25MPa的壓力和400℃以上的溫度下互溶。在這種條件下，有機物開始自發氧化，所產生的反應熱使溫度升高到550～650℃。不到1min的反應停留時間內，使99.99%以上的有機物被迅速氧化成CO2、H2O和N2等物質。超臨界水氧化技術具有處理、節能、高效、選擇性可調等特點，有良好的工業應用前景。

　　1.5 聲化學氧化技術

　　聲化學(Sonochemistry)，或超聲波化學，是指利用超聲波輻射以加速化學反應，提高化學產率的一門新興的交叉學科。超聲波氧化技術主要是利用聲空化理論和自由基理論，利用頻率超過20kHz的聲波在水中的正負半周期幅值與液體空化核的內外壓差的不同，使得空化核從迅速膨脹到絕熱受壓破裂，而在液體內局部產生的高溫高壓(5000K和100MPa)環境的同時發出速率為110m·s-1的強沖擊微射流，使得液體內有機物受自由基氧化、熱解、機械剪切和絮凝作用等而被降解。

　　超聲波降解污染物今后主要著重以下幾個方面：

　　(1)使用催化劑。添加催化劑來進一步提高反應速度;

　　(2)與其他技術耦合。開發超聲波與其他技術相耦合的新工藝，提高降解速度，降低費用;

　　(3)采用連續操作。在實現連續化操作上進行必要探索，加大處理量，減少成本。

　　1.6 電催化氧化技術

　　電催化高級氧化法(AEOP)是最近發展起來的處理有毒難降解污染物的新型有效技術。電催化氧化過程中，電極材料的性質及其表面積在電化學氧化還原反應動力學中起著主要的作用，電流效率不僅取決于有機物的性質，在很大程度上也與電極材料有關。在電催化氧化應用中二維反應器是最常見的電解反應器，但是二維電極的有效面積小，電流效率低，所以越來越多的研究者開始轉向三維電極的開發研制。三維電有比表面積大，粒子電極間距小，傳質效果好等優點。無論是單純的還是各種聯合的電催化氧化技術要能在未來實現大規模工業化，都必須在電極催化材料、電解反應裝置上做進一步的研究改進。通過電催化材料和工藝技術的研究有可能在不久的將來實現電催化氧化技術的產業化。

　　2、制漿造紙廢水高級氧化技術的展望

　　近20年來新興的水處理技術，與傳統的水處理方法相比，高級氧化技術具有氧化能力強、氧化過程無選擇性、反應可連續操作及占地面積小等優點，特別是對成分復雜、深度處理要求高的制漿造紙工業廢水的處理具有極大的應用價值。Fenton及O3氧化等技術已有很多工程實踐，在此基礎上還要加強高級氧化和其他技術的聯合應用，集中精力進行相關設備和工藝的研究，積累實踐工程經驗并不斷改進，以降低運行成本和工程投資。在我國積極開展高級氧化技術的研究與應用，不僅對解決我國制漿造紙行業很多企業廢水出水水質不達標等問題具有現實意義，而且對發展我國環境保護行業的具有更加深遠的影響。推廣高級氧化技術實現新形勢新標準下的達標排放不僅是滿足企業正常生產的需求，更是減少環境污染，增加經濟效益和社會效益的長遠舉措。