“三高一难”工业废水处理方向

惠战友

摘 要：高有机物浓度、高氨氮、高盐工业废水的处理在水处理行业中一直是世界性难题。高有机物浓度处理中微电解联合高级氧化技术是当前热点。高盐处理要实现盐水固液分离只有采用蒸发法，而中空纤维膜在高氨氮资源化中是目前最佳技术之一。

关键词：高有机物浓度;高氨氮;高盐;处理方向

引 言

随着我国精细化工制造业的迅猛发展，一类高有机物浓度CODcr≥10g/L、高含盐量≥10g/L、高氨氮≥5g/L的工业废水大量产生，这类废水有毒有害的特性决定了难生物降解。如何有效处理“三高一难”工业废水，已成为水环境保护的难点、热点。

1.高有机物浓度废水

高有机物浓度工业废水的处理方法有生物法、焚烧法、以及微电解法等。

1.1生物法。生物法可降解的高浓度有机废水一般为可生化性较好的食品与发酵工业产生的酿酒、发酵废水。通过提高污泥负荷，提升生物法处理高浓度有机废水的能力。通过厌氧、好氧相结合的生物处理法能够取得较好效果。

常荣海[1]等利用EGSB和接触氧化工艺对酒厂酒精废液处理研究中，CODcr去除率达90%。其中最高进水CODcr浓度30g/L左右，EGSB反应器最高CODcr容积负荷≥25kg/m3.d。

1.2焚烧法。焚烧法在高有机物浓度废水处理中，对废水的CODcr浓度、热值有要求。

张绍坤[2]等研究发现CODcr≥100g/L、热值≥10450kJ/kg的有机废液，在辅助燃料引燃下适宜焚烧法处理。但仍然存在成本高以及二恶英、呋喃等排放控制难等问题。

1.3微电解法。微电解又称铁炭微电解等。应用于高有机物浓度废水处理中，一般要联合芬顿等高级氧化技术。现在常用方法为铁炭微电解芬顿氧化法。在酸性条件下利用铁炭之间电位差发生氧化还原反应，克服高分子污染物质的高位键能，达到开环断链的目的。芬顿氧化利用双氧水在微电解产生的亚铁离子催化下形成羟基自由基，将开环断链的有机物矿化，达到去除CODcr的目的。

原金海[3]等在利用铁炭微电解芬顿氧化法处理染料中间体酸母液废水研究中，CODcr的去除率高达95%。

2、高盐废水

高盐废水常用的处理方法一般有生物法、膜分离法、蒸发法等。

2.1生物法。高盐分对微生物、水生植物存在抑制作用。高盐浓度会改变细胞内外渗透压导致细胞脱水和脱氢酶的失活，国内外研究者通过采集自然高盐环境中的耐盐或嗜盐菌种进行驯化培养，提升微生物耐盐阈值，增加耐盐菌或嗜盐菌在活性污泥中的比例，在高盐环境中降解有机物。另外，国外研究利用耐盐碱植物对高盐水处理取得了进展。

Cristina S.C. Calheiros[4]等利用芦竹和紫穗槐构造水平潜流湿地对制革高盐废水系统出水进行处理研究。植物在驯化125d后，氯离子的浓度下降32%，TDS有2～30%的去除率。

2.2膜分离法。膜分离是近年来广泛应用的物理除盐技术。通过外部加压，使水分子通过反渗透膜达到盐水分离的目的。反渗透膜能够分离1nm以下的无机离子和小分子物质。但对于工业废水需要精密过滤等前处理，防止膜堵现象的发生。该技术一般应用于工业回用水中，设备投资、膜污染以及浓水处理等问题制约其应用。

2.2蒸发法。蒸发法主要指多效蒸发和多级闪蒸技术，主要应用在海水淡化方面。

多效蒸发是利用低压情况下水沸点随之降低的特性，实现盐水分离。多效蒸发不受废水含盐量的限制，特别适用在有废热利用的场合。但设备投资以及腐蚀问题不可忽视。同样应对高有机物浓度废水时，结垢现象会危害运行的安全。在此基础上，多级闪急蒸馏有效缓解结垢问题得以应用。加热的废水通过逐级降压的闪蒸室进行闪蒸与冷凝，实现盐水分离。

3、高氨氮废水

传统氨氮废水以生化法为主，高氨氮废水处理一般以物化法作预处理，再以生化法作后处理，达到排放要求。物化法主要有磷酸铵镁沉淀法、吹脱法、膜法等[5]。

3.1磷酸铵镁沉淀法。在高氨氮废水中投加镁盐、磷酸盐生成磷酸镁铵。利用磷酸镁铵难溶的水溶特性，形成沉淀从废水中分离出来，达到除氨氮的目的。

裴红洋[6]等在垃圾渗滤液的处理中，利用磷酸铵镁沉淀法作为前处理，氨氮最高去除率为97.7%。同时对磷、CODcr有很好的去除率，可生化性有较大改善，最后得到优质的氮磷复合肥鸟粪石。

3.2吹脱法。吹脱法除氨氮是通过调节废水pH至10～12，将废水中的NH4+转化为气态的NH3，利用吹脱塔喷淋布液鼓风吹脱将氨氮从废水中脱离。吹脱出来的氨气一般通过硫酸溶液中和回收。

3.3膜法。膜法除高氨氮的应用是基于气水分离膜的特性，其基本原理类似传统吹脱法。通过调碱使NH4+转化为气态的NH3，膜两侧的氨气浓度差推动氨气通过分离膜进入吸收液。一般氨氮脱除率95%以上。

4.结语

“三高一难”工业废水的综合治理，以降低高有机物浓度为主，同时增加工艺对高盐和高氨氮进行去除。

高有机物浓度降解的方法中，微电解是相对成熟的工艺，目前也已经被广泛使用并衍生出很多分支技术，也产生了很多催化剂，国内外研究者主要以研究催化剂为方向，如CuO/γ-Al2O3、Ni/MgAlO等。

高盐处理中，膜法和蒸发法是可靠的两个技术。膜法在中水回用中应用广泛，但浓水未实现盐水分离。采用高效蒸发法，盐以固废形式从水中脱离才能真正达到除盐目的。

高氨氮废水的处理中，资源化是主要方向。磷酸铵镁沉淀预处理除氨氮，在“三高一难”废水处理中，沉淀分离比较困难。传统吹脱法吸收条件不稳定，逸出的氨气会对空气造成污染。膜法脱氨氮在相对密闭环境中实现氨氮回收并且能够通过吸收液的调整，实现最大的资源回收，将是今后的主要方向。

参考文献

[1] 常海荣， 张振家， 王欣泽. 厌氧膨胀颗粒污泥床 （EGSB） 在高浓度工业废水处理中的应用[J]. 环境工程， 2004， 22（3）： 14-16.

[2] 张绍坤. 焚烧法处理高浓度有机废液的技术探讨[J]. 工业炉， 2011， 33（5）： 25-28.

[3] 原金海， 鲜学福， 雷菊. 铁/炭微电解-Fenton 氧化技术处理 1， 2， 4-酸生产废水[J]. 重庆大学学报： 自然科学版， 2011， 34（9）： 121-127.

[4] Calheiros C S C， Quitério P V B， Silva G， et al. Use of constructed wetland systems with Arundo and Sarcocornia for polishing high salinity tannery wastewater[J]. Journal of environmental management， 2012， 95（1）： 66-71.

[5] 劉亚敏， 郝卓莉. 高氨氮废水处理技术及研究现状[J]. 水处理技术， 2012， 1.

[6] 裴红洋， 徐远， 蒋京东， 等. 鸟粪石结晶法前处理垃圾渗滤液[J]. 苏州科技学院学报 （工程技术版）， 2007， 20（4）.