高浓度有机废水处理技术研究进展_陈旭东

高浓度有机废水一般是指由造纸、皮革及食品等行业排出的COD在2000mg/L以上的废水。按其性质与来源可将其分为三大类：第一类为不含有害物质且易于生物降解的高浓度有机废水，这类废水一般来自以农牧产品为原料的工业废水，如食品工业废水；第二类为含有有害物质且易于生物降解的高浓度有机废水，如部分化学工业、轻工工业、冶金工业和制药业废水；第三类为含有有害物质且不易于生物降解的高浓度有机废水，如有机化学合成工业和农药生产工业废水等。这些高浓度的有机废水中含有大量的碳水化合物、脂肪、蛋白质、纤维素等有机物，如果直接排放，会造成严重的水环境污染。目前，高浓度有机废水的处理方法主要有物化处理法和生物处理法。物化处理法是应用物理化学作用及其原理将废水中的污染物成分转化为无害物质，使废水得到净化的方法，如光化学混凝法、氧化－吸附法、焚烧法、萃取法、湿式催化氧化法、电化学法和膜分离法等，但单独利用物化法处理高浓度有机废水，处理难度大、成本高。废水生物处理是利用微生物降解水中的污染物质作为自身的营养和能源，同时使废水得到净化的方法。生物处理法发展至今，已成为世界各国处理城市污水和有机废水的主要手段，具有处理能力大、设备自动化程度高、易于调控、经济可行、无二次污染等特点，是高浓度有机废水主要的处理方法。1好氧生物处理法好氧生物法一般用于处理低浓度有机废水，但近年来有人研制出一些高效的好氧生物处理工艺，可用于处理高浓度有机废水，如深井曝气和好氧流化床等。1.1深井曝气法（DSP）DSP(DeepShaftProcess)法是20世纪70年代初，英国皇家化学工业公司在进行利用好氧细菌生产单细胞蛋白的研究时派生出来的一种工艺。它改变了传统生化法处理污水时氧的转移率，增大氧气与液膜的接触面积，提高了氧的饱和浓度及其利用率，具有很好的处理效果。DSP法利用深井中的静水压力把氧的转移率从传统曝气法的5%～15%提高到60%～90%[1]。该技术具有处理效果好、产泥量少、不受气温影响、不产生污泥膨胀、占地面积小、耐冲击负荷等优点，但其投资较大，动力消耗大，其应用受地质条件的影响等。DSP法可应用于现代化学合成工业的高浓度有机废水的治理，如塑料、合成纤维、合成橡胶、洗涤剂、染料、溶剂、涂料、农药、药品等废水的处理。1.2好氧生物流化床法（ABFB）ABFB(AerobicBiologicalFluidizedBed)法是澳大利亚科学家于20世纪70年代初开发的工业废水生物处理工艺。这种工艺的特点是反应器内填料的表面积大，生物膜量可达10～40g/L，比普通活性污泥法高1个数量级。因此，该工艺具有效能高、占地少、投资省等优点。但由于要使填料流化，必须进行出水循环，并保持反应器内具有一定的流速，从而增加了运行的复杂性。目前，国内利用ABFB处理高浓度有机废水尚处于实验阶段，工程应用并不多[2-4]。2厌氧生物处理法厌氧处理技术是指在无分子氧的条件下，通过微生物作用，将有机物降解为CH4、CO2的过程。该技术较大规模地用于有机废水处理开始于20世纪60年代末，期间随着人们对厌氧消化的微生物学和生物化学认识得到了逐步深入和完善，并通过新型高效厌氧反[收稿日期]2008-10-04[作者简介]陈旭东（1977-），男，工程师，主要从事环境科学及水污染控制方面的技术工作。高浓度有机废水处理技术研究进展（1.河北省地理科学研究所，河北石家庄050011；2.石家庄市排水总公司，河北石家庄050021）陈旭东1，李朝霞2，孟令尧1[摘要]对目前国内外高浓度有机废水的生物处理技术进行了综述，阐明了各种方法的原理、适用条件、优缺点及其研究和应用现状，并提出了厌氧－好氧组合工艺是高浓度有机废水处理技术的研究重点。[关键词]有机废水；生物处理技术；厌氧－好氧工艺[中图分类号]X703[文献标识码]A[文章编号]1003-5095(2008）12-0071-03Vol.31No.12Dec.2008!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!环保与安全应器的开发应用，使厌氧消化技术在废水处理方面取得了很大进展。同时厌氧生物处理的范围也从局限于污水污泥的消化发展到各种高浓度有机废水处理甚至低浓度的生活污水的处理，尤其是厌氧滤池AF和UASB厌氧反应器，近年来在世界范围内各种高浓度有机废水的处理中均得到广泛应用[5]。2.1厌氧滤池（AF）AF(AnaerobicFilter)是美国斯坦福大学的两位学者首先研制的，是采用填充材料作为微生物载体的一种高速厌氧反应器。厌氧菌在填充材料上附着生长形成生物膜，生物膜与填充材料一起形成固定的滤床，其结构与原理类似于好氧生物滤床。图1为上流式厌氧滤池示意图。废水进入反应器底部并均匀布水，在向上流动的过程中，废水中的有机物被生物膜吸附并分解，进而