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user: 3. 高浓度有机废水处理技术 3.1. 物化处理技术 指废水中的污染物利用相转移变化在处理过程中进行处理，以达到分离去除有机污染物的方法，主要用于用在生物处理的预处理工艺中。 混凝沉淀法是向高浓度有机废水中按比例投加混凝剂，如聚合硫酸铁、聚硅酸复盐与粉煤灰等混凝剂引发的离解、水解等反应使胶体、悬浮颗粒发生凝聚等一系列反应，最终沉降以达到处理废水的目的。黄民生等 [ 8 ] 用聚丙烯酸钠为主要絮凝剂，木质素为助燃剂、沸石为吸附剂来预处理有机废水，吸附后的COD去除率达到69%。该方法在反应前的预处理过程及生物处理沉淀池中应用较多，废水中的悬浮物或不同混凝剂间的相互作用等会影响其效果。 萃取法是利用相似相溶原理，将废水与对有机污染物有强溶解能力的混合萃取剂进行混合，转为有机溶剂相中，通过分离处理达到去除有机污染物的目的。Hosseinzadeh [ 9 ] 等用煤油为萃取剂，以液液萃取法去除对苯氯酚，去除率达到了77.5%，超出了预期计划。该技术具有处理效率高、操作简单方便、投资较少等特点，在高浓度有机废水处理中有着广泛的应用。另外运用生物法处理废水中有机物前废水需要稀释，萃取法在应用上可将经过预处理的废水直接加到生物处理装置上，不仅在节约水资源的同时可以有效回收废水中的有用物质，并降低了废水的处理费用。 吸附法是利用吸附剂的吸附作用来去除废水中的污染物质，常用吸附剂有大孔树脂、活性炭和桂藻土等在处理高浓度有机废水时有较好的处理效果。陈刚 [ 10 ] 等研究活性炭吸附效果时发现，活性炭的投加量为200 mg/L时，色度的去除率达到了86%，且去除率随投加量的增加而上升。但使用的吸附剂很难再生且费用较高，另外吸附剂还有可能被生物体吸附，进而随着污泥排放到环境中，因此吸附法在国内外的实际应用较少。 浓缩法 [ 11 ] 是通过把废水中部分水蒸发浓缩、分离析出技术，利用污染物在水中溶解度小的优势。具有操作简单，可实现对有用组分回收的特点被广泛应用。但由于能耗过高，如何将废热加以利用或降低能耗是现在的研究热点。 3.2. 生物处理技术 利用微生物自身的代谢作用使有毒、有害的化学物质进行转化、分解，降解场所在微生物的活性污泥、生物膜及其相应的反应器等，分为好氧和厌氧两类。 3.2.1. 好氧生物处理技术 指在有氧条件下异养型好氧微生物把废水中的有机物当电子供体，电子受体一般用游离态的氧，以氧化有机物释放的能量来维持生命，达到降低有机物浓度及实现有机物降解、去除的目的 [ 12 ]。 活性污泥法是在自然界中水体自净化模拟技术的基础上，利用悬浮微生物的絮凝体的降解去除作用实现处理目的。而生物膜法是细菌、真菌等微生物依附在滤料载体上生长和繁育，最终在载体上形成膜状活性污泥(生物膜)，实施时工艺参数简便，处理后的水质较好。在实际应用中进行的改造方法如提高气池对水质、水量及冲击负荷的适应能力，最大限度减少污泥产生，縮短爆气时间，提高氧向混合液中的传递能力及利用率，减少污泥膨胀现象的发生等又造成了处理效果不理想等缺点，故该法较难实际应用。 生物接触氧化法是具备活性污泥法与生物滤池法两者优点处理技术，有较高处理负荷能力。梁启煜 [ 13 ] 等处理进水COD在2800~3000 mg/L的废水时发现出水COD能降至200~260 mg/L，去除率最终在90%左右。与传统方法相比，该法具有出水水质好、工艺参数易于控制、设备紧凑及污泥产率低等优点，应用较为广泛。 RBS是腐植化环境中独有的一类高活性兼性土壤菌，再通过生化反应能有效去除有机物的方法 [ 14 ]。因操作简便、处理BOD 5 在1000~15000 mg/L以上的废水时有突出效果，故在实际应用处理垃圾渗滤液已经广泛应用，取得较为理想的功能。 DSP他同样是一种活性污泥法，利用深井充当曝气池，具有动力效率高、能耗低、无污泥膨胀等特点被广泛应用。李志洪 [ 15 ] 等处理高浓度炼油废水时的出水COD cr 为59~239 mg/L，超额达到了排放要求。 3.2.2. 厌氧生物处理技术 指在厌氧环境下厌氧和兼性厌氧微生物通过氧化水中含有的有机物释放的能量来维持本身的生命活动和生长需求，并将有机物转化为二氧化碳以此降低废水中有机物浓度的处理方法 [ 16 ]。具有运行负荷较高、产生的污泥量少且易于脱水处理、反应过程中不需曝气故能量消耗较低等特点 [ 17 ]。 厌氧生物滤池法是将有微生物附着的填料添加到厌氧反应器上，浸没在水中，水从厌氧反应器的端口进入，固定填料床。有机物在厌氧微生物的作用被分解达到降低污染物浓度的处理方法。付志敏 [ 17 ] 等在实验室模拟试验时发现进水COD浓度500~1000 mg/L，停留时间在8~15 h时，出水的COD去除率最终稳定在20%左右，且明显改善了废水的可生化性。 厌氧污泥床反应器在构造上添加出水再循环部分，整个反应仪器由进水区、反应区、三相分离区、沉淀区等多部分共同组成了EGSB，反应器内有明显上升的液体流速，废水与微生物之间的接触面提升了数倍。杨丽英 [ 18 ] 等在实验室模拟处理高浓度抗生素制药废水的实验时发现逐步提高容积负荷，运行90d后成功启动，9.5 kg COD/(m 3 ·d)的容积负荷下，COD平均去除率能达91.4%。 IC反应器在两厌氧污泥床反应器的基础上进行相互重叠制成，由精处理和回流等不同功能的各个区组成，分别分担不同的压力，在增大水力负荷防止污泥大量流失。管锡珺 [ 19 ] 等在调试运行后发现COD和氨氮的去除率分别达到84%和45%。目前在高浓度有机废水的处理过程中已经开始广泛应用，并己经成功应用于啤酒、乳制品及酒精等行业的废水处理过程。 3.3. 化学处理技术 化学处理技术是以化学处理或采用化学处理法来将废水中大量的污染物转化为无害物质，达到净化污染物的目的。 Fenton氧化法是利用试剂的强氧化性将其氧化分解以达到去除污染物的目的，去除废水中的各种有机物有较为理想的效果，但当废水中含有大量时，处理效果会出现明显下降。李启武 [ 20 ] 处理多种有机化合物混合的废水，COD进水51 g/L，2 h后COD降至25.5 g/L。戴丽雅利用超声催化Fenton氧化法处理染料废水的试验，COD浓度从6500 mg/L降至500 mg/L，去除率达92.26%，色度也由800倍降至1倍。 超临界水氧化技术 [ 21 ] 是利用水在超临界状态(T > 347℃，P > 22 MPa)所特有的超临界性质氧化分解有机物，在降低传质阻力、提高氧化性的同时把有机结构彻底破坏。其对难降解的有机物有较好的处理效果，实际应用领域涉及酯类化合物、多氯联苯、农药及染料中间体苯胺的处理。但也存在一系列问题，包括苟刻的反应条件、对金属有强的腐烛性、盐堵塞、热量传递及氧化部分化学性质稳定的化合物时间较长等问题，所以寻找广泛催化性能的催化剂是广泛应用的最大难题。 焚烧法 [ 22 ] 是利用燃料将有机废水单独或者与其他物质混合进行燃烧。废水中的大分子有机物在高温下会氧化分解为二氧化碳、水、氮氧化物等小分子物质，达到无害排放目的。该处理技术的主要特点为处理效率高、处理速度快等。如能燃烧完全，可以将废水中的有机物质彻底转化为二氧化碳和水。由于运行成本较高很难实际广泛应用。 3.4. 高浓度有机废水处理技术总结 在实际应用中生物、物化及化学处理技术均存在优缺点，如表1所示。使用单一的处理方法很难对含量较高的有机物，可生化性较低的高浓度有机废水达到理想的处理效果。 Table 1 Comparison of advantages and disadvantages of various processing technique 处理方法 优点 缺点 生物处理技术 运行成本低，应用范围广 处理周期长，处理难降解有毒物质时效果较差 物化处理技术 运行简单，处理效果稳定，操作管理简单 只适用于某一类物质的分离，成本较高，容易产生二次污染 化学处理技术 COD去除率高，其中焚烧法的去除率可达99.99%，有机物浓度越高越经济 能耗大，成本高 表1. 各处理技术的优缺点比较