高盐浓度有机废水处理技术

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　　[摘要] 废水中含盐浓度（SO42-， CL-）高会影响废水生物处理效果，采用阴离子交换树脂（R-OH）除去废水中的SO42-离子和Cl-离子，采用铁碳微电解法处理高盐度有机废水，废水的可生化性得到改善，采用硝化-反硝化（A/O）脱氮工艺，对废水进行有效的处理。
　　[关键词] 废水处理技术，高盐浓度有机废水，离子交换，铁碳微电解，可生化性，硝化-反硝化(A/O)
　　High Salinity Organic Wastewater Treatment Technic
　　Zhou Wen Hua
　　(Shanghai Kaiyinda Chemical Engineering Design and Consultant Co., Ltd)
　　Abstract: The high salinity concentration of wastewater influence the effect of wastewater biological treatment. The sulfate ion(SO42) and the chlorine ion(CL-) in the wastewater is removed by the anion-exchange resin(R-0H). Iron-carbon microelectrolysis process is used in the treatment of high salinity organic wastewater. the biodegradability of treated wastewater is improve. Nitrification and denitrification process is used in effective treatment of wastewater.
　　Key words: wastewater treatment technic; high salinity organic wasterwater; ion-exchange; biodegradability; nitrification and denitrification(A/O)
　　1. 概述
　　 高盐浓度废水是一种较难处理的废水，较高的盐浓度会对废水生物处理系统产生抑制作用，从而会影响基质降解速率，导致有机物去除率下降。在厌氧系统中，当废水中NaCL质量浓度由10g/L 增至30g/L时，COD比降速率下降了0.035d-1 由此可见，增加盐质量浓度会对厌氧污泥产生抑制作用。当盐质量分数大于1%时会导致细胞活性丧失，细胞瓦解，盐浓度的增加会导致盐析作用增强，脱氢酶的活性下降，新陈代谢作用减缓以及细胞组分的不断释放，从而导致COD比降解速率降低。某一精细化工厂，在生产过程中产生高盐浓度有机废水。废水中主要含有盐酸、硫酸、醋酸、钠盐、铵盐、水合肼及其聚合物，水弱酸性。废水量为48m3/d,水质情况为：CODcr 2200 mg/L, Cl- 7500 mg/L, 氨氮360 mg/L, 硫酸盐1625 mg/L, PH 7.6, 废水中总盐含量达到11g/L。采用常规的生化处理方法很难实现废水达标排放。因此需要强化废水的预处理过程，除去废水中的氯离子，改善废水的可生化性，提高废水处理效果。
　　2.废水处理基本原理
　　 2.1 用离子交换树脂除去废水中氯离子: 在废水进调节池前对废水进行离子交换处理,采用强碱性(R-OH)离子交换树脂,除去废水中的无机阴离子,离子交换系统再生采用2%-4%的NaOH溶液。
　　 2.2 铁碳微电解法废水预处理： 含盐废水具有较高的导电性，这一特点为电化学法在高盐度有机废水处理方面的应用提供了良好的发展空间，利用金属(Fe)的电化学腐蚀原理对废水进行处理，从而实现大分子有机污染物的开环，断链，提高废水的可生化性。在酸性充氧条件下发生电化学反应，反应中产生的了初生态的Fe2+和原子H，它们具有高化学活性， 能改变污水中许多有机物的结构和特性，使有机物发生断链、开环等作用。通过鼓风曝气，即充氧和防止铁屑板结。而由Fe2+氧化生成的Fe3+逐渐水解生成聚合度大的Fe(OH)3 胶体絮凝剂，可以有效地吸附、凝聚水中的污染物，从而增强对污水的净化效果，有利于后续废水生物处理系统的正常运行。
　　 2.3 废水厌氧酸化(A)，硝化-反硝化(A/O)生化处理：有机物在完全厌氧消化过程中依次经历水解酸化、产氢产乙酸和甲烷化三个阶段，研究证实:厌氧消化过程中的水解酸化阶段不但能降低COD,，同时还可以提高废水的可生化性。A/O 生物接触氧化池是兼氧和好氧生物接触氧化组合的生物处理技术，污水在生化系统各个不同的功能段，发生不同的生物化学反应，在好氧段发生硝化反应,在缺氧段发生反硝化反应, 研究表明,正常情况下,废水中氨氮的硝化率很高,达到98%以上,但反硝化率却很低,当以原污水中的有机碳为碳源时,反硝化率仅为15.1%,出水中硝态氮很高.因此当污水C/N比过低（BOD/TKN<3-5）时，需要从系统外补充碳源,通常以甲醇为补充碳源。A/O生物接触氧化法工艺的主要特点:(1) A2/O工艺系统为同步脱氮除磷流程,总的水力停留时间少于其他同类工艺,在工程造价和运行费用较常规活性污泥法略有提高的情况下,可同时达到脱氮,除磷和去除BOD(COD),SS等目标.该处理系统氨氮含量可降至15mg/l以下.(2) 对污水中的污染物的去除率一般可达到BOD5>90%,CODcr>85%, NH4-N>90%，T-N>70% ，T-P>60%, SS>90%。(3) 在厌氧(缺氧),好氧交替运行条件下,丝状菌不能大量繁殖,因而无污泥膨胀之忧.SVI值一般小于100,污泥沉降性能良好.(4)对脱氮为主要目标的A2/O工艺系统,剩余污泥产率较常规活性污泥法低.(5)污水中碳,氮,磷三种物质的含量比,以及它们在反应过程中的项目影响,是A2/O工艺系统运行效果的重要因素.
　　3.废水处理工艺过程
　　
　　
　　3. 设计实例
　　设计处理废水量： Q=2m3/h
　　废水水质:
　　
　　
　　处理后水质要求: 达到上海市地方标准DB31/425-2009《污水排入城镇下水道水质标准》
　　
　　
　　4. 废水处理过程
　　（1）废水预处理
　　 工艺废水首先进入废水槽，由泵抽送至离子交换器进行处理，根据废水含盐浓度高，水量小的特点，为满足强碱性离子交换器进水含盐量<500mg/l的要求，采用内循环稀释方法降低废水进水的含盐浓度，稀释倍数达到25倍。经过处理后废水排入废水调节池，再由泵抽送至催化氧化池处理，处理后废水自流进入斜板沉淀池，沉淀后废水去A2/O生物处理,沉淀池排泥去污泥处理。离子交换器反洗采用洁净水，反洗排水直接进入废水调节池，树脂再生采用NaOH（2-4%）溶液，再生液排入再生液池，循环使用。
　　（2）A2/O生物接触氧化
　　 来自废水预处理的废水，首先进入厌氧酸化池，废水厌氧处理后与内循环硝化液混合进入缺氧池和好氧池处理，内循环硝化液回流倍数为5倍。经过生物处理后废水进入斜板沉淀池，最后达标排入城镇污水排水管。污泥由回流污泥泵抽出回流，剩余污泥去污泥处理。

　　（3）污泥处理
　　 各类污泥首先进入污泥浓缩池，池内投加适量的助凝剂RAM，经过浓缩后上清液返回废水调节池，浓缩污泥由螺杆泵抽送至板框压滤机进行脱水处理。滤清液返回废水调节池，干污泥外运处理。
　　（4）主要工艺设备设计参数
　　 阴离子交换器： 处理量50m3/h , 进水含盐浓度 <500mg/L。
　　 废水调节池： 废水停留时间HRT48hr。
　　 催化反应池：废水停留时间HRT7.5hr ， 硫酸亚铁浓度 50mg/h，H2O2 100 mg/h.。
　　 A2/O生物接触氧化池： 废水总停留时间HRT 40hr, 硝化液回流倍数 5倍, 磷盐投加浓度：5mg/L。
　　5. 技术经济分析
　　 (1) 药剂消耗：
　　硫酸亚铁投加量为50mg/L，H202投加量为100mg/L,磷盐投加量为5mg/L， PAM 投加量为1mg/L， 药剂费：0.5 元/吨水
　　 （2）耗电：运行装机容量：22.5kw。电费：6.0元/吨水
　　 （3）日常运行费用约为： 7.2 元/吨水
　　 6. 节能
　　 (1) 耗电量大的设备主要是水泵和鼓风机，通过比较在满足流量和压力的前提下，合理选择水泵，使水泵工作点位于效率最高区，以节省电耗。
　　 (2) 在高程布置上，除必要的提升外（集水池，废水调节池等），尽可能做到重力流，避免水泵的重复提升，相关设施合理布置，节约水头损失，减少跃水高度。
　　7. 结束语
　　 (1) 对于高盐含量有机废水必须加强废水的预处理，采用离子交换措施，降低废水中的盐含量，有利于后续废水生化处理的正常运行。如采用反渗透膜法处理高盐含量有机废水要注意二个问题：（a）废水中的有机物会影响膜的使用寿命，（b）膜清洗废水会产生二次污染。
　　 （2）高盐含量废水具有较高的导电性，可以利用金属的电化学腐蚀原理，分解废水中难降解的有机物质，改善废水的可生化性。
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　　作者简介：周文华男毕业于中国纺织大学（现东华大学）环境工程专业本科，工程师，长期从事企业环保管理和项目设计等工作，目前在上海化工研究院设计所从事给排水和环保项目设计工作。
　　
　　注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。

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