论文部分内容阅读
摘要：水是人类赖以生存的最重要的资源，保护水资源是人类社会永恒的课题。然而，改革开放以来，伴随着我国经济的快速发展，也带来许多发展的问题，其中不可回避的便是严重的水污染问题。尤其危害重大的是化工企业排出的高浓度有机废水的污染，这种污水不仅会对当地的生态环境造成巨大损害，也会对水体附近的人们正常生活和身体健康带来不可逆转的危害和影响。正是因为如此，化工企业的高浓度有机废水的处理应被足够重视并不断优化和解决，应采用各种科学、有效的技术措施对这些废水进行处理，最大限度降低其对生态和人体的损害。本文呢重点探讨化工企业排出的高浓度有机废水的特点及危害，并结合自身工作实际提出几种常见的处理技术。
关键词：化工合成；高浓度有机废水；处理技术
1化工合成中高浓度有机废水的特点以及危害分析
1.1高浓度有机废水的特点
化工合成中高浓度有机废水中存在大量的大分子有机物，例如纤维素、蛋白质以及碳水化合物等，如果没有对高浓度有机废水进行处理，而直接排放到环境中，将会对环境造成严重的污染。化工合成中高浓度有机废水的特点主要包括以下几个方面：其一，高浓度有机废水中有机污染物的浓度飞航高，COD值通常超过2000mg/L，甚至有的达到几万、几十万mg/L；其二，高浓度有机废水的成分非常复杂，难以进行降解，不仅包括杂环化合物、香族化合物等有毒物质，还包括重金属、氮化物以及硫化物等；其三，高浓度有机废水具有较高的酸碱度，因此具有非常强的腐蚀性；其四，高浓度有机废水的气味恶臭，色度非常高，会对周围环境造成严重的破坏和影响。
1.2高浓度有机废水的危害
高浓度有机废水对环境造成的危害主要包括以下几个方面：其一，高浓度有机废水中含有大量的有毒性物质，长年累月会对土壤、水体等造成严重的污染，甚至威胁人类的生命健康；其二，高浓度有机废水具有感官性污染，由于高浓度有机废水具有恶臭等强烈刺激气味，会对水土附近居民的日常生活产生不良的影响；其三，高浓度有机废水的好氧性危害，因为有机污染物在生物降解时需要消耗大量的氧，这样会导致水体中氧气的含量显著降低，出现水体缺氧，进而导致水体中水生动植物死亡等现象。
2化工合成中几种常见的高浓度有机废水处理技术
2.1好氧生物处理技术
好氧生物处理技术主要包括两种：
（1）好氧生物流化床技术。该种技术由澳大利亚科学家于上世纪七十年代研发，并成功的应用在工业废水处理中，该种处理技术的特点表现在以下几个方面：反应器内填料的表面积非常大，生物模量控制在20g/L-40g/L之间，和传统活性污泥法相比至少超过一个数量级；该种生物处理技术在实践应用中，投资规模相对较小，并且占地面积相对较小；因为该种技术需要对填料进行流化，然后采用水循环系统进行运转，这样在很大程度上增加了系统运行的复杂性。好氧生物流化床技术在我国尚处于试验阶段，在化工合成高浓度有机废水处理中的应用范围相对有限。
（2）深井曝气技术。该种技术由英国皇家化学工业公司于上世纪七十年代研发，该种技术的工作原理是对原来的生化法处理废水技术的氧转移率进行调整，这样能够有效的提高高浓度有机废水和膜氧化接触的表面积，进而提高氧的利用效率以及氧的饱和浓度，在高浓度有机废水处理中具有非常大的優势。
2.2厌氧处理技术
厌氧处理技术主要包括以下几个方面：
（1）厌氧滤池处理技术。该种厌氧生物处理技术是由美国斯坦福大学的学者研发，厌氧滤池属于高速厌氧反应器，微生物的载体为填充材料，厌氧细菌能够在填充材料商生长，然后形成生物膜，填充材料和形成的生物膜组成固定的滤床，其结构和好氧生物滤床的结构类似。高浓度有机废水会均匀的分布在厌氧反应器的底部，高浓度有机废水在滤床上流动时，生物膜会将有机物吸附在滤床上，对有机物进行分解，并通过生化反应，将有机物转化成甲烷、二氧化碳等，同时还会在反应器的上部排出沼气和水。在填充材料的表面会不断的累积生物膜，另一部分已经老化的生物膜会排出水中。由于反应器后面设计有沉淀池，能够将老化的生物膜聚集在沉淀池中，然后分离成剩余污泥。一般情况，厌氧滤池能够将生物量维持在较高的水平，并且已经老化的生物膜在反应器中停留时的时间非常少，快速的排至沉淀池中，并且厌氧滤池的设备操作简单、运行管理简单、能耗低以及具有非常强的抗冲击能力，正是由于其具有上述优点，被广泛的推广和应用在现代化工合成高浓度有机废水处理中。
（2）水解酸化技术。该种厌氧处理技术是基于两相厌氧理论，属于介于厌氧与好氧之间的高浓度有机废水处理技术，并且已经被广泛的推广和应用在化工合成高浓度有机废水预处理中，能够实现对大多数有机废水中有机物的水解处理，显著的提高COD，能够为废水的进一步厌氧处理与好氧处理提供良好的条件。水解酸化处理技术是借助酸化菌、水解细菌的作用，把高浓度有机废水中的难生物降解的大分子物质转化成容易生物降解的小分子物质、不溶性有机物水解成溶解性有机物。水解酸化处理技术应用兼性厌氧菌，该种厌氧菌具有对外界适应能力强、代谢强度高以及繁殖速度快等众多优点，具有非常高的推广和应用价值，并且已经被应用在难降解有机废水处理中。
（3）上流式厭氧污泥床技术。该种厌氧处理技术是由荷兰农业大学Lettinga于上世纪八十年代研发，高浓度有机废水由反应器的底部进入，反应器主体采用没有填充材料的空容器，内部存在大量的高活性厌氧污泥。因为高浓度有机废水具有一定的流速，自下而上的流动能够和高活性厌氧污泥进行充分的拌合或者混合，高浓度有机废水中的有机物被吸附在污泥上，并在高活性厌氧污泥中进行分解。由反应器上面的三相分离器将产生的沼气集中排出集气室，而含有悬浮污泥的废水进入到沉降池，因为已经将废水中的沼气排出，沼气并不会对沉降池的搅拌作用产生不良影响，分水会稳定的上升，具有良好沉淀性的污泥，会返回到反应器的主体部分，这样能够始终保持反应器具有较高的污泥浓度。
关键词：化工合成；高浓度有机废水；处理技术
1化工合成中高浓度有机废水的特点以及危害分析
1.1高浓度有机废水的特点
化工合成中高浓度有机废水中存在大量的大分子有机物，例如纤维素、蛋白质以及碳水化合物等，如果没有对高浓度有机废水进行处理，而直接排放到环境中，将会对环境造成严重的污染。化工合成中高浓度有机废水的特点主要包括以下几个方面：其一，高浓度有机废水中有机污染物的浓度飞航高，COD值通常超过2000mg/L，甚至有的达到几万、几十万mg/L；其二，高浓度有机废水的成分非常复杂，难以进行降解，不仅包括杂环化合物、香族化合物等有毒物质，还包括重金属、氮化物以及硫化物等；其三，高浓度有机废水具有较高的酸碱度，因此具有非常强的腐蚀性；其四，高浓度有机废水的气味恶臭，色度非常高，会对周围环境造成严重的破坏和影响。
1.2高浓度有机废水的危害
高浓度有机废水对环境造成的危害主要包括以下几个方面：其一，高浓度有机废水中含有大量的有毒性物质，长年累月会对土壤、水体等造成严重的污染，甚至威胁人类的生命健康；其二，高浓度有机废水具有感官性污染，由于高浓度有机废水具有恶臭等强烈刺激气味，会对水土附近居民的日常生活产生不良的影响；其三，高浓度有机废水的好氧性危害，因为有机污染物在生物降解时需要消耗大量的氧，这样会导致水体中氧气的含量显著降低，出现水体缺氧，进而导致水体中水生动植物死亡等现象。
2化工合成中几种常见的高浓度有机废水处理技术
2.1好氧生物处理技术
好氧生物处理技术主要包括两种：
（1）好氧生物流化床技术。该种技术由澳大利亚科学家于上世纪七十年代研发，并成功的应用在工业废水处理中，该种处理技术的特点表现在以下几个方面：反应器内填料的表面积非常大，生物模量控制在20g/L-40g/L之间，和传统活性污泥法相比至少超过一个数量级；该种生物处理技术在实践应用中，投资规模相对较小，并且占地面积相对较小；因为该种技术需要对填料进行流化，然后采用水循环系统进行运转，这样在很大程度上增加了系统运行的复杂性。好氧生物流化床技术在我国尚处于试验阶段，在化工合成高浓度有机废水处理中的应用范围相对有限。
（2）深井曝气技术。该种技术由英国皇家化学工业公司于上世纪七十年代研发，该种技术的工作原理是对原来的生化法处理废水技术的氧转移率进行调整，这样能够有效的提高高浓度有机废水和膜氧化接触的表面积，进而提高氧的利用效率以及氧的饱和浓度，在高浓度有机废水处理中具有非常大的優势。
2.2厌氧处理技术
厌氧处理技术主要包括以下几个方面：
（1）厌氧滤池处理技术。该种厌氧生物处理技术是由美国斯坦福大学的学者研发，厌氧滤池属于高速厌氧反应器，微生物的载体为填充材料，厌氧细菌能够在填充材料商生长，然后形成生物膜，填充材料和形成的生物膜组成固定的滤床，其结构和好氧生物滤床的结构类似。高浓度有机废水会均匀的分布在厌氧反应器的底部，高浓度有机废水在滤床上流动时，生物膜会将有机物吸附在滤床上，对有机物进行分解，并通过生化反应，将有机物转化成甲烷、二氧化碳等，同时还会在反应器的上部排出沼气和水。在填充材料的表面会不断的累积生物膜，另一部分已经老化的生物膜会排出水中。由于反应器后面设计有沉淀池，能够将老化的生物膜聚集在沉淀池中，然后分离成剩余污泥。一般情况，厌氧滤池能够将生物量维持在较高的水平，并且已经老化的生物膜在反应器中停留时的时间非常少，快速的排至沉淀池中，并且厌氧滤池的设备操作简单、运行管理简单、能耗低以及具有非常强的抗冲击能力，正是由于其具有上述优点，被广泛的推广和应用在现代化工合成高浓度有机废水处理中。
（2）水解酸化技术。该种厌氧处理技术是基于两相厌氧理论，属于介于厌氧与好氧之间的高浓度有机废水处理技术，并且已经被广泛的推广和应用在化工合成高浓度有机废水预处理中，能够实现对大多数有机废水中有机物的水解处理，显著的提高COD，能够为废水的进一步厌氧处理与好氧处理提供良好的条件。水解酸化处理技术是借助酸化菌、水解细菌的作用，把高浓度有机废水中的难生物降解的大分子物质转化成容易生物降解的小分子物质、不溶性有机物水解成溶解性有机物。水解酸化处理技术应用兼性厌氧菌，该种厌氧菌具有对外界适应能力强、代谢强度高以及繁殖速度快等众多优点，具有非常高的推广和应用价值，并且已经被应用在难降解有机废水处理中。
（3）上流式厭氧污泥床技术。该种厌氧处理技术是由荷兰农业大学Lettinga于上世纪八十年代研发，高浓度有机废水由反应器的底部进入，反应器主体采用没有填充材料的空容器，内部存在大量的高活性厌氧污泥。因为高浓度有机废水具有一定的流速，自下而上的流动能够和高活性厌氧污泥进行充分的拌合或者混合，高浓度有机废水中的有机物被吸附在污泥上，并在高活性厌氧污泥中进行分解。由反应器上面的三相分离器将产生的沼气集中排出集气室，而含有悬浮污泥的废水进入到沉降池，因为已经将废水中的沼气排出，沼气并不会对沉降池的搅拌作用产生不良影响，分水会稳定的上升，具有良好沉淀性的污泥，会返回到反应器的主体部分，这样能够始终保持反应器具有较高的污泥浓度。