新建化工厂在运营过程中,必然会面临化工废水如何实现达标排放的难题。化工生产流程繁杂,所涉及的物质种类极为丰富,其中包含溶剂类物质以及具有环状构造的物质。在工厂运营期间,技术废水、冷却水、洗涤水以及生产区域冲洗水等不断排放,致使化工废水成为处理难度极大的工业废水类型。其主要特性如下:
废水所含污染物成分呈现出多样性与复杂性等显著特征。
污染物浓度颇高,属于典型的高浓度废水,有机浓度超过 10000mg/L 的情形并不罕见。
废水颜色丰富多样,有的呈乳白色,有的呈红色,涵盖了各种各样的色调。
有毒有害物质含量较高,可生化性欠佳,很难借助微生物进行降解。
鉴于此,化工废水的治理不能单纯依靠某一种方法,也不能仅采用传统的废水处理手段。否则,不但难以达到排放标准,而且后续运行过程中还会出现诸多问题,无端增加废水处理成本,提升操作难度。一般而言,处理化工废水时,需依据水质、水量等实际状况,采用与之适配的废水处理体系,即 “预处理 - 生化处理 - 深度处理”。
(一)预处理系统的选择
预处理系统的核心目标在于解决化工废水无法顺利进入生化处理系统的问题。
例如,若某化工废水的有机浓度极高,同时可生化性极差,此时 “高级氧化法” 就可作为预处理的主要手段。它能够有效应对因可生化性差和浓度过高而导致无法进入生化处理系统的难题。
高级氧化技术(AOPs)亦被称作深度氧化技术,它源于化学氧化法。该技术在处理高浓度、高毒性、难降解的有机废水方面成效显著,常见的有芬顿氧化法、光催化氧化法、电化学氧化法等。
当然,废水的情况多种多样。倘若氨氮浓度过高,可选用化学沉淀法或者吹脱法;若含盐量较高,蒸发结晶法是不错的选择;要是油脂过多,则可采用隔油、气浮等方法。做好预处理工作,是整个废水处理系统得以稳定运行的重要前提,能够保障后续生化处理系统的正常运作。
(二)生化处理系统的选择
生物处理方式实际上涵盖好氧和厌氧这两种处理措施。好氧处理又可细分为生物膜法与活性污泥法。生物膜法主要是运用生物膜对废水中的有机物质进行吸附与氧化;活性污泥法则是借助污泥中的微生物来降解废水中高浓度的有机物。
厌氧生物处理是一种成本相对较低的处理技术,它能够利用多种厌氧细菌将水中难以降解的有机物分解为 CH4、CO2 等物质。
当前,处理化工废水普遍采用 “厌氧 + 好氧” 相结合的方式构建生化处理系统,以此去除废水中的有机物等,进而达到排放标准。
例如,在某化工废水处理案例中,采用了 “UASB 反应器 + 生物接触氧化法” 作为生化处理系统。首先通过前端的 UASB 反应器对预处理系统的出水进行降解,即便在有机浓度很高的情况下,也能够去除相当一部分有机物,并且能将大分子污染物降解为小分子,把难降解有机物转化为易降解有机物(出水 COD 浓度可达 1000mg/L)。随后通过好氧生物处理,使 COD 浓度降至 300mg/L 以下,成功达到排放标准。
(三)深度处理系统的选择
部分企业对化工废水的排放标准要求更为严苛,需要对出水的 COD、SS、氨氮、磷等污染物指标进行严格把控,此时就需要借助各类物化处理技术。
比如,采用混凝沉淀法来处理废水中的悬浮物问题,利用臭氧氧化法进一步降低有机物浓度等。