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處理高濃度有機(jī)廢水的方法范文1

1高濃度難降解有機(jī)廢水生化前處理技術(shù)

應(yīng)用生物處理技術(shù)、化學(xué)處理技術(shù)與物化處理技術(shù)進(jìn)行高濃度難降解有機(jī)廢水處理，其去除率較高，然而其處理成本相對(duì)較高。綜合應(yīng)用多種方式，可以提高高濃度難降解有機(jī)廢水效果及效益。在廢水處理前，多通過(guò)混凝、中和、過(guò)濾、吸附、微電解等進(jìn)行預(yù)處理。

1.1吸附預(yù)處理在凈水處理中多應(yīng)用活性炭，然而在高濃度難降解廢水處理中應(yīng)用活性炭其成本較高，難以推廣。應(yīng)研制低成本高效吸附劑，如大孔吸附除酚研究對(duì)吸附機(jī)理進(jìn)行了探索，以期可以實(shí)現(xiàn)較好的處理效果。

1.2化學(xué)絮凝預(yù)處理化學(xué)絮凝預(yù)處理方法在高濃度難降解廢水處理中應(yīng)用十分廣泛，表現(xiàn)出去除率高、處理成本低、適用范圍廣、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)。如在廢水處理中，按照一定比例投入混凝劑或絮凝劑，可以讓廢水中大顆粒污染物通過(guò)吸附沉淀并去除，從而降低其污染物濃度。

1.3微電解技術(shù)微電解技術(shù)是通過(guò)金屬腐蝕原理，以Fe、C形成原電池對(duì)廢水進(jìn)行處理，其處理方法效果較好，應(yīng)用壽命較長(zhǎng)，屬于當(dāng)前廢水處理技術(shù)中研究熱點(diǎn)。應(yīng)用微電解技術(shù)，可以有效降低廢水有機(jī)物濃度，提高可生化性，為后續(xù)處理提供良好條件。

1.4超聲波技術(shù)超聲波技術(shù)屬于高濃度難降解有機(jī)廢水處理新型技術(shù)，其應(yīng)用超聲波的壓縮及擴(kuò)張，在水中形成微小氣泡，溶解分子與溶質(zhì)在氣泡中轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝Ｒ虿▔嚎s，在氣泡中產(chǎn)生瞬間的高溫與高壓，從而在蒸汽中生成OH自由基。有學(xué)者應(yīng)用超聲波技術(shù)進(jìn)行廢水處理，其COD去除率達(dá)到了90%。然而該技術(shù)能耗較大，其經(jīng)濟(jì)性有待深入研究驗(yàn)證。

2結(jié)語(yǔ)

處理高濃度有機(jī)廢水的方法范文2

關(guān)鍵詞 硫酸鹽還原菌；產(chǎn)甲烷菌；還原

中圖分類號(hào)X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2010）33-0175-02

隨著現(xiàn)代工業(yè)的高速發(fā)展，許多工業(yè)企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中都會(huì)排放出大量的高濃度硫酸鹽廢水，如：化工、造紙、制藥、，食品、采礦、制革等行業(yè)。高濃度的硫酸鹽廢水對(duì)環(huán)境的破壞比較嚴(yán)重，高濃度硫酸鹽廢水在排放前必須進(jìn)行處理。現(xiàn)在應(yīng)用和研究的比較多的是用SRB處理高濃度硫酸鹽廢水，其工藝比較多，發(fā)展也較為成熟。它的主要原理是：硫酸鹽還原菌（SRB）將SO42-還原成H2S和S2-，然后用吹脫法將H2S吹脫出來(lái)，或者進(jìn)一步將硫化物氧化成單質(zhì)硫，提取出來(lái)。SRB處理硫酸鹽廢水的影響因素很多，本文主要介紹了幾個(gè)關(guān)鍵因素。

1 SO42-濃度

SRB處理硫酸鹽廢水時(shí)，SO42-的進(jìn)水負(fù)荷一定要把握好，SO42-對(duì)微生物有毒性作用，SO42-濃度過(guò)高會(huì)影響SRB與MPB（產(chǎn)甲烷菌）的生長(zhǎng)和繁殖，導(dǎo)致SO42-還原率和COD的去除率下降。選擇適中的啟動(dòng)負(fù)荷，再逐步提高SO42-濃度，一旦微生物適應(yīng)新的生存環(huán)境，SO42-還原率和COD的去除率都會(huì)逐漸回升。

李清雪等[1]采用厭氧折流板反應(yīng)器處理高濃度有機(jī)廢水。結(jié)果表明：過(guò)高的硫化物濃度對(duì)MPB和SRB都有嚴(yán)重的抑制作用，用折流板反應(yīng)器SRB法處理高濃度有機(jī)廢水時(shí)，進(jìn)水SO42-濃度極限值為2 000mg/L左右，然而低硫酸鹽負(fù)荷啟動(dòng)方式會(huì)使MPB取得相對(duì)優(yōu)勢(shì)，SO42-還原對(duì)厭氧過(guò)程處理影響較小。所以硫酸鹽的啟動(dòng)負(fù)荷不能過(guò)低。硫酸鹽的啟動(dòng)負(fù)荷一般為200mg/L~500mg/L為宜。

2 COD/ SO42-

由于SRB屬于異養(yǎng)型微生物，所以在SRB法處理硫酸鹽廢水過(guò)程中，需要添加一定量的碳源。當(dāng)COD/ SO42-比較低時(shí)，碳源不足，SRB無(wú)法完全將SO42-全部轉(zhuǎn)化為硫化物，SO42-去除率比較低。SRB和MPB存在基質(zhì)競(jìng)爭(zhēng)，當(dāng)COD/ SO42-過(guò)高時(shí)，不利于SRB在基質(zhì)競(jìng)爭(zhēng)中取得優(yōu)勢(shì)，SO42-還原率依舊不高。根據(jù)動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)的原理，COD/ SO42-理論值為0.67，碳源全部被SRB優(yōu)先利用，但實(shí)際上并不是所有的碳源都能被SRB優(yōu)先利用。李清雪等[2]用ABR法處理高濃度硫酸鹽有機(jī)廢水時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)COD/ SO42- 值減小到2時(shí)反應(yīng)器發(fā)生酸化，運(yùn)行失敗。經(jīng)李清雪、王志強(qiáng)等人[1，3]實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證表明COD/ SO42-最佳取值范圍為3.3~10，如此能保證高效的去除COD和SO42-，使它們的去除效率均能達(dá)到90%以上。

3 pH

pH值是SRB處理硫酸鹽廢水的重要影響因素之一，微生物的生長(zhǎng)需要合適的pH環(huán)境， MPB對(duì)pH的要求很嚴(yán)格，適宜的pH范圍為6.8~7.8。產(chǎn)酸細(xì)菌對(duì)pH的耐受范圍較寬，其適宜的pH范圍為4.5~8.0。SRB的最適pH值在中性范圍內(nèi)，pH低于6.0的條件下SRB一般將散失活性。經(jīng)研究表明[4，5]，中性偏堿的pH值可以使硫酸鹽還原菌維持較高的生物活性，有利于SO42-的去除。pH在6.5~7.5為SRB的合適生存范圍，在兩相厭氧處理工藝中pH為6.8時(shí)硫酸鹽的還原效果較佳，具體的情況視反應(yīng)器而定。

4 堿度

SRB處理硫酸鹽廢水過(guò)程中，主要的微生物有SRB、MPB、AB（產(chǎn)酸菌）的存在。堿度能提高反應(yīng)系統(tǒng)的酸堿平衡，中和AB代謝所產(chǎn)生的酸性末端，使pH維持在生物生長(zhǎng)代謝所需要的適宜pH值范圍內(nèi)。實(shí)驗(yàn)證明較高的堿度可以提高SO42-去除率。因此，可以向反應(yīng)器中投加適量的NaHCO3和Na2CO3以維持較高的堿度，起到緩沖系統(tǒng)酸堿度的作用。

5 硫化物

硫酸鹽廢水中的SO42-被還原成硫化物，以H2S和S2-的形式存在。硫化物具有毒性，對(duì)SRB、MPB等細(xì)菌的生長(zhǎng)均具有抑制作用。研究表明，SRB對(duì)硫化物的毒性非常敏感。Reis等[6]采用非競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用模式得出H2S的抑制濃度為547mg/L。而H2S對(duì)MPB的抑制作用會(huì)使甲烷的產(chǎn)量減少，增加沼氣回收利用的難度。

SRB法處理硫酸鹽廢水過(guò)程中不斷有H2S和S2-產(chǎn)生。為了減少和消除它們對(duì)SRB和MPB的毒害，常用惰性氣體吹脫和出水回流等方法及時(shí)排出硫化氫氣體。

6 反應(yīng)器

SRB處理硫酸鹽廢水常見(jiàn)的兩個(gè)工藝是單相厭氧工藝和兩相厭氧工藝。

單相厭氧處理工藝一般會(huì)在系統(tǒng)中安裝惰性氣體吹脫裝置，將H2S不斷地從反應(yīng)器中吹脫出來(lái)，以減輕其對(duì)SRB和MPB的抑制作用。但是單相吹脫厭氧工藝并沒(méi)有將H2S全部吹出，仍有相當(dāng)一部分H2S存在于反應(yīng)器中，抑制SRB和MPB的生長(zhǎng)。兩相厭氧反應(yīng)器是由產(chǎn)酸反應(yīng)器和產(chǎn)甲烷反應(yīng)器串聯(lián)而成，硫酸鹽還原反應(yīng)主要是在產(chǎn)酸反應(yīng)器中完成，這就避免了SRB和MPB的基質(zhì)競(jìng)爭(zhēng)，保證了甲烷的產(chǎn)量，便于甲烷的回收利用。而H2S對(duì)AB的影響較小，不會(huì)影響產(chǎn)酸過(guò)程 ，而且SRB可以代謝酸性發(fā)酵的中間產(chǎn)物，在一定程度上可以促進(jìn)有機(jī)物的產(chǎn)酸分解。產(chǎn)酸反應(yīng)器處于弱酸狀態(tài)，硫酸鹽的還原產(chǎn)物大部分以H2S的形式存在，便于用惰性氣體吹脫。

兩相厭氧處理工藝彌補(bǔ)了單相厭氧處理工藝的不足，提高了硫酸鹽的還原效率，使用更為廣泛。

7 結(jié)論

除了上述影響因素外，還有溫度、氧化還原電位、可見(jiàn)光、HRT等均會(huì)影響SRB處理硫酸鹽廢水。在進(jìn)行科學(xué)研究和生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)，各種因素必須考慮周全，無(wú)論使用何種反應(yīng)器都應(yīng)在適宜的條件下運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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處理高濃度有機(jī)廢水的方法范文3

關(guān)鍵詞：硫酸鹽還原菌；產(chǎn)甲烷菌；影響因素；控制對(duì)策

通常采用厭氧消化方法處理有機(jī)廢水，但當(dāng)廢水中含有高濃度硫酸鹽時(shí)，廢水的厭氧處理效果會(huì)受到影響。硫酸鹽的存在會(huì)使厭氧系統(tǒng)出現(xiàn)硫酸鹽還原菌（SRB）和產(chǎn)甲烷菌（MPB）的競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象，使產(chǎn)甲烷菌活性降低，抑制厭氧消化過(guò)程。文章討論了厭氧消化中硫酸鹽還原菌與產(chǎn)甲烷菌之間的競(jìng)爭(zhēng)、影響競(jìng)爭(zhēng)的各種影響因素及使厭氧處理體系正常運(yùn)行的控制策略。

1 硫酸鹽還原菌（SRB） 和產(chǎn)甲烷菌（MPB）

硫酸鹽還原菌（SRB）是一類以H2、有機(jī)物等有機(jī)物作為電子供體，在厭氧狀態(tài)下把硫酸鹽、亞硫酸鹽、硫代硫酸鹽等還原為硫化氫的細(xì)菌總稱。產(chǎn)甲烷菌（MPB）是指將無(wú)機(jī)或有機(jī)化合物厭氧消化轉(zhuǎn)化成甲烷的微生物。

2 厭氧消化中SRB與MPB的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系

SRB能利用的基質(zhì)范圍廣泛，生長(zhǎng)速度快，可以適應(yīng)各種復(fù)雜環(huán)境，有較強(qiáng)生存能力。當(dāng)環(huán)境中出現(xiàn)了足量的硫酸鹽后，SRB則以硫酸根離子為電子受體氧化有機(jī)物，通過(guò)對(duì)有機(jī)物的異化作用，獲得生存所需的能量，活躍地生長(zhǎng)。如果廢水處理系統(tǒng)中硫酸鹽濃度較低，那么對(duì)廢水厭氧消化的抑制作用會(huì)比較弱，或許會(huì)起到促進(jìn)作用。但當(dāng)系統(tǒng)中硫酸鹽還原菌大量存在時(shí)，會(huì)影響正常的厭氧消化，致使廢水中有機(jī)物的去除效果不理想。

2.1 SRB與MPB對(duì)基質(zhì)的競(jìng)爭(zhēng)

乙酸和H2是SRB與MPB的共同良好基質(zhì)，因此在厭氧法消化處理含有硫酸鹽的有機(jī)廢水時(shí)，會(huì)出現(xiàn)SRB與MPB對(duì)乙酸和H2的競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象。從其他學(xué)者得出的動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)的數(shù)據(jù)來(lái)看，SRB比MPB具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)[1]。另外，SRB能利用的基質(zhì)范圍廣泛，既能利用乙酸和H2，又可利用其它復(fù)雜的有機(jī)物作為基質(zhì)進(jìn)行代謝，而MPB可利用的基質(zhì)種類較少。但是產(chǎn)甲烷菌具有更大的最大比基質(zhì)降解速率值，在乙酸或H2濃度較高的環(huán)境中，它能更有效地進(jìn)行物質(zhì)轉(zhuǎn)化，保持物質(zhì)代謝平衡，具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)[2]。

2.2 硫化物對(duì)MPB的抑制作用

在廢水厭氧消化體系中，SRB將硫酸鹽還原轉(zhuǎn)化為硫化物。當(dāng)體系中硫化物的濃度較高時(shí)，將造成廢水處理系統(tǒng)中微生物的活性下降、生長(zhǎng)率降低、降解有機(jī)物的速率變慢，使厭氧體系惡化。對(duì)微生物毒性作用最大的硫化物是H2S，原因可能在于細(xì)胞一般帶負(fù)電，只有電中性的H2S分子容易接近并穿透細(xì)菌的細(xì)胞膜進(jìn)入內(nèi)部，破壞蛋白質(zhì)，還可以通過(guò)形成硫鏈干擾輔酶A和輔酶M[3]。

3 影響SRB和MPB競(jìng)爭(zhēng)的因素

3.1 COD/SO42-比值

COD/SO42-比值是影響厭氧過(guò)程的一個(gè)重要因素，但由于各研究者采用的廢水和反應(yīng)器類型等條件不同，得出的影響效果也不同。黃瑞敏等學(xué)者采用復(fù)合式厭氧折流板反應(yīng)器處理含硫酸鹽印染廢水，發(fā)現(xiàn)當(dāng)比值大于3時(shí)反應(yīng)器運(yùn)行良好，COD、硫酸鹽的去除率均較高；當(dāng)比值小于等于3時(shí)，反應(yīng)器處理效能較差，COD、硫酸鹽去除率均急劇下降；當(dāng)比值小于等于0.5時(shí)，則反應(yīng)器運(yùn)行失敗[4]。楊玖賢等在研究硫酸鹽對(duì)木糖廢水厭氧處理的影響時(shí)，發(fā)現(xiàn)在比值小于1.84時(shí)，SRB和MPB對(duì)底物的競(jìng)爭(zhēng)，SRB明顯占優(yōu)；當(dāng)比值在2.78-11.51之間時(shí)，COD的去除率幾乎不受比值的影響[5]。

3.2 氧化還原電位（ORP）

ORP對(duì)微生物影響較大，生物體細(xì)胞內(nèi)各種生物化學(xué)反應(yīng)都需在特定的ORP范圍內(nèi)完成。MPB要求比SRB更低的氧化還原電位，一般厭氧消化過(guò)程中硫酸鹽還原反應(yīng)優(yōu)先發(fā)生。在廢水厭氧處理過(guò)程中，將反應(yīng)系統(tǒng)的ORP降低，可提高M(jìn)PB對(duì)SRB的競(jìng)爭(zhēng)能力。

3.3 溫度的影響

SRB有中溫菌和嗜熱菌兩類。中溫SRB最適溫度一般在30℃左右，嗜熱SRB的最佳生長(zhǎng)溫度為54-70℃。產(chǎn)甲烷菌的較佳生長(zhǎng)溫度為20-35℃。SRB與MPB在中溫條件下都能很好的適應(yīng)，兩者在中溫條件下的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)在短時(shí)間內(nèi)不明顯；在高溫范圍內(nèi)，SRB比MPB更有競(jìng)爭(zhēng)利用H2和乙酸的優(yōu)勢(shì)[6]。

3.4 SRB與MPB初始數(shù)量比率

廢水處理系統(tǒng)中初始菌種數(shù)量比例可影響競(jìng)爭(zhēng)結(jié)果。如果MPB在處理系統(tǒng)初始階段占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，即使系統(tǒng)中SO42-濃度比較大，SRB通常不會(huì)發(fā)展到抑制MPB的程度；但當(dāng)廢水處理系統(tǒng)初始階段已存在相當(dāng)數(shù)量和比例的SRB時(shí)，如果系統(tǒng)中SO42-充足，則SRB會(huì)對(duì)MPB持續(xù)抑制，具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，影響產(chǎn)甲烷效果和廢水處理效果[1]。

3.5 pH值影響

pH值的變化直接影響著消化過(guò)程和消化產(chǎn)物，會(huì)影響MPB和SRB的正常代謝活動(dòng)。SRB生長(zhǎng)的最佳pH值范圍為中性偏堿，大多數(shù)中溫甲烷細(xì)菌的最適pH值范圍約在6.8-7.2之間。另外，pH值的變化影響消化液中硫化物狀態(tài)。硫化物對(duì)MPB的毒性主要來(lái)自游離的H2S，而消化液的pH值將決定游離H2S的濃度。當(dāng)pH值為6時(shí)，90%的硫化物以H2S狀態(tài)存在；當(dāng)pH值為7時(shí)，約有50%的硫化物以H2S狀態(tài)存在；當(dāng)pH值為8時(shí)，則硫化物主要以HS-狀態(tài)存在[7]。可見(jiàn)，當(dāng)pH升高時(shí)，未離解的H2S濃度降低，從而使其毒性也相應(yīng)降低，影響減小。

4 控制對(duì)策

為減輕高濃度硫酸鹽對(duì)厭氧處理的不利影響，可通過(guò)控制進(jìn)水SO42-濃度、控制適宜的pH和氧化還原電位（ORP）、改進(jìn)工藝類型、污泥馴化等途徑，提高含硫酸鹽有機(jī)廢水的處理效果。

4.1 控制進(jìn)水SO42-濃度

可將厭氧消化器出水中的H2S脫除后，使出水再循環(huán)，以降低進(jìn)水中SO42-濃度；也可在進(jìn)水加入其它不含SO42-或含SO42-濃度較低的廢水，以降低進(jìn)水中SO42-的濃度，減少對(duì)產(chǎn)甲烷菌的抑制作用。冀濱弘等學(xué)者在一定實(shí)驗(yàn)條件下，發(fā)現(xiàn)進(jìn)水SO42-濃度由2000mg/L增加到6000mg/L時(shí)，產(chǎn)甲烷菌的活性受到的抑制作用增大[8]。但是有的學(xué)者則認(rèn)為硫酸鹽的存在對(duì)厭氧消化的影響是不確定的。陳立偉等用厭氧反應(yīng)器處理廢水時(shí)，發(fā)現(xiàn)硫酸鹽的濃度范圍在200-400mg/L時(shí)，厭氧反應(yīng)器能夠穩(wěn)定運(yùn)行，且添加的硫酸鹽對(duì)處理效果具有促進(jìn)作用；其中硫酸鹽添加量為300mg/L時(shí)，厭氧反應(yīng)器運(yùn)行效果最好[9]。另外，通過(guò)稀釋反應(yīng)器進(jìn)水降低SO42-濃度的同時(shí)，COD濃度也會(huì)降低，可能影響處理效果，所以要根據(jù)具體情況決定稀釋程度。

4.2 鐵鹽預(yù)處理法

有研究者采用鐵鹽預(yù)處理硫酸鹽有機(jī)廢水，抑制硫酸鹽還原菌對(duì)厭氧消化的影響。吳少杰在處理高濃度硫酸鹽有機(jī)廢水時(shí)加入適量鐵鹽，通過(guò)生成難溶的硫化物來(lái)消除對(duì)硫酸鹽還原菌和產(chǎn)甲烷細(xì)菌生長(zhǎng)有抑制作用的厭氧生化反應(yīng)產(chǎn)物H2S或S2-，提高厭氧消化效果[10]。

4.3 控制適宜的pH和氧化還原電位（ORP）

控制消化液適宜pH，在弱堿性的消化環(huán)境下，使溶解的H2S離解成低毒的HS-及S2-，可降低含硫酸鹽有機(jī)廢水厭氧消化產(chǎn)生的H2S的毒性影響，減少對(duì)產(chǎn)甲烷菌的影響。通過(guò)控制氧化還原電位來(lái)也可提高含硫酸鹽廢水的厭氧處理效果。

4.4 改進(jìn)工藝類型

硫酸鹽有機(jī)廢水處理中應(yīng)用較多的工藝有單相厭氧和兩相厭氧工藝。單相厭氧工藝不能徹底擺脫SRB對(duì)MPB的影響，又因硫酸鹽的還原產(chǎn)物H2S的存在而影響生物產(chǎn)氣的質(zhì)量。兩相厭氧工藝可將SRB和MPB分開(kāi)，使它們分別在不同的反應(yīng)器中生長(zhǎng)繁殖，第一相出水經(jīng)脫硫裝置后再進(jìn)入第二相進(jìn)行甲烷化處理，可有效控制硫化物的影響，減輕H2S對(duì)產(chǎn)甲烷菌的抑制作用，提高系統(tǒng)的處理效率和運(yùn)行穩(wěn)定性。李玲等在用兩相UASB反應(yīng)器處理含高濃度硫酸鹽廢水時(shí)，硫酸鹽還原率達(dá)到90%以上，COD去除率也在94%左右[11]。但由于產(chǎn)生的H2S較多，所需的脫硫成本高。

4.5 污泥馴化

SRB與MPB在廢水處理體系中的初始相對(duì)優(yōu)勢(shì)會(huì)影響競(jìng)爭(zhēng)結(jié)果，影響廢水處理效果。反應(yīng)器污泥馴化MPB成熟后，可以保持穩(wěn)定的硫酸鹽和COD去除率。在處理硫酸鹽廢水時(shí)，要達(dá)到預(yù)期的目的，馴化污泥是一種非常重要的方法[6]。冀濱弘等學(xué)者用間歇式厭氧反應(yīng)器處理水樣時(shí)，采用以培養(yǎng)馴化產(chǎn)甲烷菌為主的馴化方法，使初始產(chǎn)甲烷菌占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，處理過(guò)程有效地抑制了硫酸鹽還原菌的生長(zhǎng)對(duì)產(chǎn)甲烷菌的負(fù)面影響[8]。

5 結(jié)束語(yǔ)

廢水中硫酸鹽含量達(dá)到一定程度后，對(duì)廢水的厭氧處理有抑制作用，可通過(guò)采取一些有效措施消除影響。但是由于工業(yè)廢水成分比較復(fù)雜，所以想取得理想的處理效果，需在廢水處理過(guò)程中根據(jù)實(shí)際情況具體分析實(shí)施。

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處理高濃度有機(jī)廢水的方法范文4

Key words：pharmaceutical wastewater，treatment

1.引言

20世紀(jì)以來(lái)，醫(yī)藥工業(yè)的迅速發(fā)展，給人類文明帶來(lái)了飛躍，與此同時(shí)，在其生產(chǎn)過(guò)程中所排放出來(lái)的廢水對(duì)環(huán)境的污染也日益加劇，給人類健康帶來(lái)了嚴(yán)重的威脅。據(jù)文獻(xiàn)[1]報(bào)道，醫(yī)藥廢水成分復(fù)雜、濃度和鹽分高、色度和毒性大，往往含有種類繁多的有機(jī)污染物質(zhì)，這些物質(zhì)中有不少屬于難生化降解的物質(zhì)，可在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)存留于環(huán)境中。特別是對(duì)人類健康危害極大的“三致”（致癌、致畸、致突變）有機(jī)污染物，即使在水體中濃度低于10-9級(jí)時(shí)仍會(huì)嚴(yán)重危害的人類健康，采用傳統(tǒng)的處理工藝很難達(dá)標(biāo)排放[2].對(duì)于這些種類繁多，成分復(fù)雜的有機(jī)廢水的處理，仍然是目前國(guó)內(nèi)外水處理的難點(diǎn)和熱點(diǎn)。

為了尋找一種更加實(shí)用、有效、成本較低的醫(yī)藥廢水處理方法，本文將現(xiàn)有的方法做了一番討論，并從新思想、新技術(shù)這一思路出發(fā)，提出醫(yī)藥廢水的處理方法的發(fā)展方向。目前醫(yī)藥廢水的處理方法可大致歸納為以下幾類。

2.催化氧化法

在催化劑作用下，廢水中的有機(jī)物可以被強(qiáng)氧化劑氧化分解，有機(jī)物結(jié)構(gòu)中的雙鍵斷裂，由大分子氧化成小分子，小分子進(jìn)一步氧化成二氧化碳和水，使COD大幅度下降，BOD／COD值提高，增加了廢水的可生化性，經(jīng)深度處理后可達(dá)標(biāo)排放。用催化氧化法處理醫(yī)藥工業(yè)廢水，可以克服傳統(tǒng)生化處理醫(yī)藥廢水效果不明顯的不足，有效地破壞有機(jī)物分子的共軛體系，達(dá)到去除COD、提高可生化性的目的。催化氧化法中，選擇催化劑和氧化劑是關(guān)鍵。選擇合適的催化劑和氧化劑，在適宜的工藝條件下處理的廢水再經(jīng)過(guò)二次處理后可達(dá)標(biāo)排放。如在活性炭載帶過(guò)渡金屬氧化物催化劑的催化作用下，采用Cl02作氧化劑處理醫(yī)藥廢水，不但處理成本低，氧化性遠(yuǎn)高于次氯酸鈉，而且不會(huì)生成三鹵甲烷等致癌物質(zhì)[3].

3.內(nèi)電解法

內(nèi)電解法的原理是利用鐵屑中鐵與石墨組分構(gòu)成微電解的負(fù)極和正極，以充入的污水為電解質(zhì)溶液，在偏酸性介質(zhì)中，正極產(chǎn)生具有強(qiáng)還原性的新生態(tài)氫，能還原重金屬離子和有機(jī)污染物。負(fù)極生成具有還原性的亞鐵離子。生成的鐵離子、亞鐵離子經(jīng)水解、聚合形成的氫氧化物聚合體以膠體形式存在，它具有沉淀、絮凝吸附作用，能與污染物一起形成絮體、產(chǎn)生沉淀。應(yīng)用內(nèi)電解法可去除廢水中部分色度、部分有機(jī)物，并且提高廢水的生化處理性能，增加生物處理對(duì)有機(jī)物的去除效果。

實(shí)驗(yàn)證明，在內(nèi)電解后，廢水的可生化性能明顯提高，這主要是由于在內(nèi)電解的過(guò)程中產(chǎn)生的新生態(tài)氫和亞鐵離子具有較強(qiáng)的還原性，能與廢水中的難降解的有機(jī)物發(fā)生氧化還原反應(yīng)，破壞其化學(xué)結(jié)構(gòu)，從而提高了生物降解性能。此外。在電極氧化和還原的同時(shí)，廢水中某些有色物質(zhì)也由于參加氧化還原反應(yīng)而被降解，從而使廢水的色度降低。

4.吸附法

吸附法處理廢水是通過(guò)活性炭、磺化煤等吸附劑和吸附質(zhì)（溶質(zhì)）間的物理吸附、化學(xué)吸附以及交換吸附的綜合作用來(lái)達(dá)到除去污染物的目的。其具有以下特點(diǎn)[4]：

（1）活性炭對(duì)水中有機(jī)物吸附性強(qiáng)；

（2）活性炭對(duì)水質(zhì)、水溫及水量的變化有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。對(duì)同一種有機(jī)污染物的污水，活性炭在高濃度或低濃度時(shí)都有較好的去除效果；

（3）活性炭水處理裝置占地面積小，易于自動(dòng)控制，運(yùn)轉(zhuǎn)管理簡(jiǎn)單；

（4）活性炭對(duì)某些重金屬化合物也有較強(qiáng)的吸附能力，如汞、鉛、鐵、鎳、鉻、鋅、鉆等；

（5）飽和炭可經(jīng)再生后重復(fù)使用，不產(chǎn)生二次污染；

（6）可回收有用物質(zhì)，如處理高濃度含酚廢水，用堿再生后可回收酚鈉鹽。

大量的研究和實(shí)踐已經(jīng)證明活性炭是一種優(yōu)良的吸附劑，它在工業(yè)廢水處理中有著特殊的處理效果。但是由于生產(chǎn)原料的限制和價(jià)格昂貴，導(dǎo)致它的推廣應(yīng)用受到了限制，而以褐煤、焦渣、爐渣和粉煤灰等為吸附劑處理工業(yè)廢水的研究變得十分活躍[5]，所以吸附劑再生問(wèn)題能否解決是該方法能否為廠家所接受的關(guān)鍵所在。

5.混凝沉淀法

混凝是水處理中的一道重要工序，通過(guò)混凝沉淀過(guò)濾，可大幅度降低水中的渾濁度、色度，去除水中的懸浮物和雜質(zhì)。混凝過(guò)程是一個(gè)十分復(fù)雜的物理化學(xué)過(guò)程，它是在一定的pH、溫度等條件下，向廢水中加入一定量的混凝劑，通過(guò)攪拌使其與污水中的懸浮狀水不溶物和過(guò)飽和物等發(fā)生反應(yīng)沉淀下來(lái)，使廢水由渾濁變得澄清。

混凝效果的好壞與混凝劑種類、水中雜質(zhì)、渾濁度、PH值、水溫、藥劑的投加量和水力條件等因素密切相關(guān)，其中，混凝處理的關(guān)鍵是投加混凝藥劑。性能優(yōu)越的混凝劑不僅水處理效果好，成本還低。

6.厭氧生物處理

廢水厭氧生物處理是利用厭氧微生物的代謝過(guò)程，在無(wú)需提高氧氣的情況下把有機(jī)物轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)物和少量的細(xì)胞物質(zhì)，這些無(wú)機(jī)物主要包括大量的沼氣和水。這種處理方法對(duì)于低濃度有機(jī)廢水，是一種高效省能的處理工藝；對(duì)于高濃度有機(jī)廢水，不僅是一種省能的治理手段，而且是一種產(chǎn)能方式。厭氧生物處理技術(shù)現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于世界范圍內(nèi)各種工業(yè)廢水的處理，它的處理工藝主要有普通厭氧消化，厭氧接觸工藝，上流式厭氧污泥床（UASB），厭氧流化床，厭氧生物轉(zhuǎn)盤(pán)等。該工藝將環(huán)境保護(hù)、能源回收和生態(tài)良性循環(huán)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，能明顯地降低有機(jī)污染物，用厭氧處理高濃度有機(jī)廢水有較高的處理效果，BOD去除率可達(dá)90%以上，COD去除率可達(dá)70%—90%，并將大部分有機(jī)物轉(zhuǎn)化為甲烷。用該法處理廢水成本比好氧處理要低[6]，設(shè)備負(fù)荷高，占地面積少，產(chǎn)生剩余污泥量較少，可直接處理高濃度有機(jī)廢水，不需要大量稀釋水，并可使在好氧條件下難于降解的有機(jī)物進(jìn)行降解，但它仍有不足之處，其初次啟動(dòng)過(guò)程較慢，對(duì)有毒物質(zhì)較為敏感，操作控制因素比較復(fù)雜，且出水COD濃度高于好氧處理，仍需要后續(xù)處理才能達(dá)到較高的排水標(biāo)準(zhǔn)。如孫劍輝[7]等研究的用鐵屑作填料的UBF酸化反應(yīng)器與UASB組成的兩相厭氧系統(tǒng)能夠穩(wěn)定、高效地處理Zn 5—ASA廢水。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：此系統(tǒng)在UBF與UASB的HRT分別控制在5.95h和11.43h時(shí)，UBF與UASB的OLR（以COD計(jì)）分別高達(dá)58.44和17.01kg／（m3.d）。對(duì)SCOD和BOD5的總?cè)コ史謩e達(dá)90％和95％左右，具有系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、處理效率高等優(yōu)點(diǎn)，系統(tǒng)中UBF反應(yīng)器所選用的鐵屑填料，通過(guò)微電解作用，能夠有效提高廢水的可生化性，且可省去通常的調(diào)堿工序，為難降解有機(jī)廢水的處理開(kāi)辟了新途徑。

7.結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)上面的敘述，我們可以知道，盡管水處理方法經(jīng)過(guò)一百多年的發(fā)展，至今已比較成熟，但是在醫(yī)藥廢水處理這一領(lǐng)域上，仍存在很多問(wèn)題，僅靠單一的處理工藝是很難使出水達(dá)標(biāo)排放的，必須對(duì)現(xiàn)有的工藝進(jìn)行集成，采用多種工藝聯(lián)合處理的方法，才能達(dá)標(biāo)排放，甚至是變廢為寶，實(shí)現(xiàn)資源綜合利用的目的。如吸附—混凝—高級(jí)化學(xué)氧化法[8]、內(nèi)電解混凝沉淀—厭氧—好氧法[9]、UBF——UASB兩相厭氧法、水解—接觸氧化法[10]、氣浮—兼氧—CASS法[11]、OFR—SBR法[12]等，醫(yī)藥廢水經(jīng)過(guò)這些工藝的處理后均能達(dá)標(biāo)排放。筆者認(rèn)為醫(yī)藥廢水治理的關(guān)鍵在于準(zhǔn)確分析出該廢水的實(shí)際水質(zhì)特性（特別是對(duì)廢水內(nèi)有機(jī)物的辨析），以及其在不同溫度、酸堿度、厭氧和好氧等條件下各組分的變化情況，如果掌握了以上信息，在現(xiàn)有科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)上就能找到一種真正工藝簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、處理徹底、節(jié)省能源且成本低廉的處理方法。

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處理高濃度有機(jī)廢水的方法范文5

關(guān)鍵詞：維生素C；廢水；生物法；廢渣

中圖分類號(hào)：F42文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

一、引言

維生素C，又稱抗壞血酸，是世界上產(chǎn)銷量最大、應(yīng)用范圍最廣的維生素產(chǎn)品，是具有中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品。由于維生素C生產(chǎn)工藝的固有特點(diǎn)，使其生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生了大量高濃度廢水，是環(huán)境的嚴(yán)重污染源之一。維生素C生產(chǎn)中的廢水處理方法有厭氧生物法、好氧生物法、光合細(xì)菌法、中和廢水的循環(huán)利用及綜合處理法等方法。在廢渣處理技術(shù)方面，開(kāi)發(fā)了一系列用廢渣生產(chǎn)有用產(chǎn)品（如飼料、活性炭等產(chǎn)品），變廢為寶的技術(shù)方法。本文先分析了維生素C生產(chǎn)廢水的主要來(lái)源及水質(zhì)特征，然后介紹了維生素C生產(chǎn)廢水處理技術(shù)和廢渣的綜合利用技術(shù)。

二、生產(chǎn)廢水主要來(lái)源及水質(zhì)

工業(yè)生產(chǎn)維生素C一般采用二步發(fā)酵法，以玉米為原料，經(jīng)發(fā)酵、提取、轉(zhuǎn)化、精制等工序制得產(chǎn)品。生產(chǎn)1噸維生素C時(shí)，各工藝點(diǎn)中所排放廢水的水量、COD值、pH值及含有的主要成分情況見(jiàn)表1。（表1）由表1可見(jiàn)，維生素C生產(chǎn)廢水中主要為高濃度有機(jī)污染物，包括乙醇、乙酸、菌絲體蛋白質(zhì)、古龍酸、Vc等，還含有銨態(tài)氮及各種無(wú)機(jī)鹽等，水質(zhì)總體偏酸性。

三、維生素C生產(chǎn)廢水的處理方法

目前，國(guó)內(nèi)主要以生物法對(duì)維生素C工業(yè)廢水進(jìn)行處理。另外，還有光合細(xì)菌法、中和廢水循環(huán)利用等方法。

（一）生物法。由于維生素C生產(chǎn)廢水屬于高濃度有機(jī)廢水，不含有毒物質(zhì)，可生化性好，因此國(guó)內(nèi)外常用的處理方法是生物法。根據(jù)作用微生物的不同，可分為好氧處理和厭氧處理。

1、厭氧生物法。厭氧生物法是指在無(wú)分子氧條件下通過(guò)厭氧微生物（包括兼氧微生物）的作用，將廢水中的各種復(fù)雜的有機(jī)物分解為甲烷和二氧化碳等物質(zhì)的過(guò)程，同時(shí)把部分有機(jī)質(zhì)合成細(xì)菌胞體，通過(guò)氣、液、固分離，使廢水得到凈化的一種廢水處理方法。

目前，國(guó)內(nèi)的Vc廢水處理工程主要采用高效厭氧反應(yīng)器，主要有UASB、EGSB、Ic等，其主要特點(diǎn)有：有機(jī)負(fù)荷率高；單位容積反應(yīng)器的生物量高；污泥與廢水混合充分；污泥活性高、沉降性能好、粒徑較大、強(qiáng)度較好等。2004年石家莊維生藥業(yè)采用UASB工藝處理Vc廢水時(shí)，優(yōu)化回流量、回流比等技術(shù)參數(shù)，提高了反應(yīng)器的水力負(fù)荷，減少了因調(diào)節(jié)進(jìn)水pH而消耗的堿量，容積負(fù)荷提高到5kg COD/（m?d），COD去除率大于85%。

2、好氧生物法。好氧生物處理法可分為活性污泥法和生物膜法兩類。活性污泥法本身就是一種處理單元，它有多種運(yùn)行方式。生物膜法有生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤(pán)、生物接觸氧化池及生物流化床等。氧化塘和土地處理法即自然生物處理。氧化塘有好氧塘、兼氧塘、厭氧塘和曝氣塘等；土地處理法有灌溉法、滲濾法、浸泡法及毛紉管凈化法等。

活性污泥法是利用微生物（細(xì)菌、原生動(dòng)物、后生動(dòng)物）將廢水中一部分有機(jī)物降解、分解成CO2和H2O等無(wú)害物，一部分有機(jī)物作為其自身代謝的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，從而除去有機(jī)物。生物接觸氧化工藝是好氧活性污泥法的一種，其實(shí)質(zhì)是在生物反應(yīng)池內(nèi)充填填料，已經(jīng)充氧的污水浸沒(méi)全部填料，并以一定的流速流經(jīng)填料。在填料上布滿生物膜，污水與生物膜廣泛接觸，在生物膜上微生物的新陳代謝作用下，污水中有機(jī)污染物得到去除，污水得到凈化。自1993年起寧波制藥廠對(duì)于Vc廢水的處理采用的即是生物接觸氧化工藝，進(jìn)水COD為1，000～1，500mg/L時(shí)，去除率在75%～80%。

（二）光合細(xì)菌法。日本自20世紀(jì)六十年代起開(kāi)展利用光合細(xì)菌法（縮寫(xiě)為PSB）處理高濃度有機(jī)廢水的實(shí)驗(yàn)研究，先后成功地對(duì)食品、淀粉、糞尿、皮革等廢水進(jìn)行處理，并建立了日處理量幾十至幾千噸廢水的大中型實(shí)用系統(tǒng)。我國(guó)從20世紀(jì)五十年代就對(duì)PSB進(jìn)行了基礎(chǔ)理論的研究，但應(yīng)用研究起步較晚。

光合細(xì)菌法優(yōu)點(diǎn)是：處理效果好、無(wú)二次污染、工藝流程簡(jiǎn)單、管理方便、處理成本低、副產(chǎn)品蛋白質(zhì)含量較高、無(wú)毒性、可再利用等。與其他處理方法相比，具有占地少、投資省、工期短等特點(diǎn)。該工藝處理過(guò)程中，廢水偏堿性，腐蝕較小，設(shè)備的使用壽命長(zhǎng)。

（三）綜合處理法

1、厭氧-好氧生物組合法。由于維生素C工業(yè)廢水中COD的平均含量在10，000mg/L以上，單獨(dú)采用厭氧生物法或好氧生物法處理高濃度維生素C廢水，往往不能達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，需組合其他處理技術(shù)或?qū)煞N生物法組合起來(lái)對(duì)維生素C廢水進(jìn)行處理。先采用UASB技術(shù)對(duì)COD在5，000～50，000mg/L的高濃度廢水進(jìn)行處理，處理后的廢水與低濃度廢水混合，再進(jìn)入生物接觸氧化池，最后再由生化處理把關(guān)，盡可能降低水中污染物濃度和水的色度，使出水達(dá)標(biāo)排放。利用厭氧-好氧聯(lián)合工藝處理維生素C廢水COD去除率達(dá)98.6%，可達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。江蘇一Vc企業(yè)于20世紀(jì)九十年代對(duì)原有廢水處理設(shè)施進(jìn)行改造，改造后的組合處理工藝為：過(guò)濾中和-UASB-氧化溝工藝，工程運(yùn)行結(jié)果表明，出水水質(zhì)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）中的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

2、厭氧-兼氧-好氧。高濃度廢水經(jīng)集水池，提升到高位配水槽，再由配水槽向管道厭氧消化器配水，進(jìn)行厭氧消化處理。廢水中的有機(jī)污染物COD、BOD大部分被除去。厭氧出水經(jīng)氣水分離器后，進(jìn)入調(diào)節(jié)池。低濃度廢水進(jìn)入調(diào)節(jié)池，與厭氧處理出水混合后，提升到兼氧接觸曝氣池，生物接觸氧化池處理，再經(jīng)二次沉淀池后，出水排入排水總管。二次沉淀池污泥，部分回流到兼氧接觸曝氣池和厭氧消化池進(jìn)行分解，剩余污泥經(jīng)濃縮后，用板框壓濾機(jī)脫水，干污泥摻入煤中焚燒。管道厭氧消化器處理產(chǎn)生的沼氣，經(jīng)淋洗器、脫硫裝置處理后，送入貯氣柜，經(jīng)阻火器供用戶使用。

3、循環(huán)利用中和廢水技術(shù)。維生素C生產(chǎn)過(guò)程中排放的各股廢水中，中和工序產(chǎn)生的廢水水量最大，污染嚴(yán)重，應(yīng)探討中和廢水的回用技術(shù)，來(lái)保護(hù)環(huán)境和節(jié)約用水。采用“中和-催化氧化-沙濾-吸附”工藝來(lái)處理維生素C生產(chǎn)廢水，COD可從16，642mg/I降至2，308mg/I，去除率可達(dá)86.1%，處理后的廢水可以重復(fù)灌溉農(nóng)田，實(shí)現(xiàn)了廢水的回收利用。

四、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)分析維生素C生產(chǎn)廢水的主要來(lái)源及水質(zhì)特征，可看出維生素C生產(chǎn)中排放出大量高濃度的有機(jī)廢水及廢渣，既嚴(yán)重污染環(huán)境，又增加了生產(chǎn)成本，不利于維生素C工業(yè)的發(fā)展。利用好氧和厭氧生物法、光合細(xì)菌法以及綜合處理方法來(lái)處理生產(chǎn)廢水可以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)；中和廢水的循環(huán)利用技術(shù)可以達(dá)到節(jié)約用水和保護(hù)環(huán)境兩種目的；利用改進(jìn)工藝方法可以達(dá)到節(jié)能效果。另外，解決維生素C生產(chǎn)的污染問(wèn)題還可以從改進(jìn)生產(chǎn)工藝，使用清潔生產(chǎn)工藝入手。

（作者單位：華藥集團(tuán)維爾康制藥有限公司）

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處理高濃度有機(jī)廢水的方法范文6

關(guān)鍵詞：光催化　生物法　有機(jī)廢水

中圖分類號(hào)：TQ02　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A　文章編號(hào)：100703973(2010)09－073－02

1、引言

近年來(lái)。工業(yè)廢水，如農(nóng)藥、制藥、造紙、印染等廢水的直接排放，造成了水體嚴(yán)重的有機(jī)污染，嚴(yán)重威脅著人類的健康，已成為一個(gè)嚴(yán)峻的環(huán)境問(wèn)題。目前全世界已發(fā)現(xiàn)的700多萬(wàn)種有機(jī)化合物中，地面水體中檢出的有機(jī)物達(dá)到2221種，其中具有致癌、致畸達(dá)數(shù)百多種。

目前，雖然物理法、化學(xué)法、生物處理及高級(jí)氧化技術(shù)(Ad－vanced oxidation processes，AOPs)應(yīng)用于難降解有機(jī)工業(yè)廢水的處理，但仍缺乏經(jīng)濟(jì)而有效的實(shí)用技術(shù)。近年來(lái)，一些聯(lián)合處理技術(shù)，如光催化氧化聯(lián)合生物處理技術(shù)，應(yīng)用于低濃度有機(jī)廢水的處理顯示出其獨(dú)特的優(yōu)越性，成為廢水治理領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，引起越來(lái)越多學(xué)者的關(guān)注和研究。

本文簡(jiǎn)要概述了水體中低濃度有機(jī)廢水處理技術(shù)現(xiàn)狀，綜述了光催化氧化聯(lián)合生物處理技術(shù)的研究進(jìn)展。

2、低濃度有機(jī)廢水處理技術(shù)

一般認(rèn)為，有機(jī)廢水濃度在1000mg／L以上的為高濃度有機(jī)廢水，應(yīng)首先考慮酚的回收利用：濃度在500mg／L以下的為低濃度有機(jī)廢水，需凈化處理后排放或循環(huán)使用。有機(jī)廢水成分復(fù)雜、毒性大、有機(jī)物含量高，處理起來(lái)有極高的難度。目前，有機(jī)廢水的處理方法主要有物理法、化學(xué)法、生物法及高級(jí)氧化技術(shù)。與物理法、化學(xué)法相比，生物法具有經(jīng)濟(jì)、高效、處理量大、無(wú)二次污染的特點(diǎn)，是目前低濃度有機(jī)廢水處理應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)。

近年來(lái)。一些學(xué)者利用高級(jí)氧化技術(shù)，如光催化技術(shù)，聯(lián)合生物法處理低濃度有機(jī)廢水，通過(guò)光催化氧化使得那降解有機(jī)化合物礦化，轉(zhuǎn)變?yōu)橐子谏锝到獾幕蚨拘暂^小的有機(jī)物，一定程度上加速了生物降解速率，降解更徹底，無(wú)二次污染，具有突出的優(yōu)勢(shì)和廣闊的應(yīng)用前景。

3、光催化聯(lián)合生物法處理低濃度有機(jī)廢水技術(shù)

3.1　光催化技術(shù)

光催化技術(shù)以光敏化半導(dǎo)體為催化劑，在紫外光或日光照射下產(chǎn)生電子一空穴對(duì)，催化劑表面羥基或水吸附后，形成氧化能力極強(qiáng)的羥基自由基，通過(guò)一系列自由基氧化反應(yīng)降解有機(jī)物。該技術(shù)在常溫常壓下降解有機(jī)物，甚至完全礦化，經(jīng)濟(jì)，無(wú)二次污染。光催化劑TiO2以其價(jià)廉、穩(wěn)定、無(wú)毒、無(wú)腐蝕性，具有廣闊的應(yīng)用前景。主要缺點(diǎn)是光催化劑不易燒制在載體表面，易在運(yùn)行過(guò)程中脫落流失。

3.2　生物法

生物法主要是利用微生物的新陳代謝作用，吸附、氧化、分解有機(jī)廢水中的酚類化合物，將其轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的無(wú)害物質(zhì)，使廢水得到凈化，是我國(guó)低濃度有機(jī)廢水無(wú)害化處理的主要方法。生物法處理所用的微生物主要有真菌、細(xì)菌和藻類等?生物處理法多采用好氧處理、厭氧－好氧處理、活性污泥和生物膜法。缺點(diǎn)是對(duì)有機(jī)濃度較高、毒性較強(qiáng)的廢水，由于存在毒性物質(zhì)對(duì)微生物活性的抑制作用，處理效率較低。當(dāng)廢水中當(dāng)生物法處理的廢水中含有難降解的酚類化合物時(shí)，一般很難降酚類有機(jī)物徹底礦化，未充分降解的殘余有機(jī)物積累或轉(zhuǎn)化后，水體的危害進(jìn)一步加劇。

3.3　光催化技術(shù)聯(lián)合生物法

光催化聯(lián)合生物技術(shù)處理低濃度有機(jī)廢水是近年來(lái)污水處理的研究熱點(diǎn)之一。通過(guò)光催化作用，在有機(jī)廢水中產(chǎn)生強(qiáng)氧化性的羥基自由基，一方面將大分子酚類化合物轉(zhuǎn)化為易于生物降解的或毒性較小的有機(jī)物，另一方面將小分子物質(zhì)直接氧化降解為CO2和H2O，接近完全礦化。通過(guò)發(fā)揮光催化技術(shù)和生物法兩種方法各自的優(yōu)點(diǎn)，低濃度有機(jī)廢水的降解更徹底，無(wú)二次污染，處理效率更高。

3.4　光催化法聯(lián)合生物法研究現(xiàn)狀與進(jìn)展

李濤等探討了“磁性顆粒負(fù)載型TiO2”用于光催化氧化－生物工藝，處理有機(jī)磷農(nóng)藥廢水的可行性。試驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)80rain光催化氧化處理后，難降解廢水在生物段的COD去除率可達(dá)到85％以上，但在光催化預(yù)處理時(shí)間為1h時(shí)COD去除率僅僅才35％，光催化預(yù)處理階段初期生成的中間產(chǎn)物也是難生物降解物，只有經(jīng)充分光催化氧化處理后才能達(dá)到好的效果。趙夢(mèng)月等采用光催化－生化－光催化降解的方法處理有機(jī)磷農(nóng)藥廢水，當(dāng)農(nóng)藥廢水的進(jìn)水COD為2000mg／L，有機(jī)磷90mg／L時(shí)，經(jīng)光催化1h～2h，后經(jīng)生物降解16h，最再經(jīng)光催化處理2h后，出水COD小于180mg／L，有機(jī)磷含量小于0.5 mg／L，總體有機(jī)磷去除率可達(dá)99％以上。

Hess等采用光催化，生化聯(lián)合法處理TNT炸藥廢水得出結(jié)論，當(dāng)只用生化法處理100 mg／LTNT廢水時(shí)。其礦化率為14％，如果用光催化法先預(yù)處理2h，其礦化率則為23％，若預(yù)處理6h，則TNT礦化率為32％。Parra等用光催化－生化聯(lián)合法處理異丙隆廢水。對(duì)于經(jīng)光催化預(yù)處理1h后的異丙隆廢水(0.2mM)，BOD5／COD比值由O增至0.65，增加了可生化性。王怡中等采用光催化－生物法聯(lián)合法處理100ppm的甲基橙廢水，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明先生物法、后光催化氧化是一種比較好的組合方法，光催化氧化和生物氧化對(duì)甲基橙都有去除作用，24h生物氧化，溶液COD去除達(dá)69.68％，色度去除達(dá)22.39％，隨后光催化氧化1h，COD去除達(dá)84.65％，色度去除達(dá)到91.31％。 Gomez等采用光催化，生物復(fù)合反應(yīng)器降解Z,－－胺四乙酸鐵氨(EDTA－Fe)溶液(2.5mM)，結(jié)果表明，2.5h光催化氧化后，50％的EDTA－Fe溶液被降解，與此同時(shí)，BOD5／COD的比例增加了4倍，明顯增加了對(duì)EDTA－Fe溶液的可生化性。Mohanty等研究了H酸的光催化－生化降解過(guò)程。對(duì)于1000mg／LH酸溶液，經(jīng)生化降解后，COD僅脫除了3.5％；經(jīng)光催化預(yù)處理30 min后(此過(guò)程COD脫除了13.7％)，再經(jīng)生化處理，COD總脫除率為46％；經(jīng)光催化預(yù)處理1h后(此過(guò)程COD脫除了27.5％)，再經(jīng)生化處理，COD總脫除率為61.3％。

邢核等將多相光催化氧化法與生物氧化法組合，探討了在太陽(yáng)光條件下負(fù)載型催化劑降解染料化合物(50ppm的活性艷紅K－2G溶液)的可行性，實(shí)驗(yàn)表明，光催化法對(duì)色度的去除作用明顯，生物氧化法對(duì)溶液COD的去除作用明顯。經(jīng)24h生物氧化后，溶液的COD去除最高可達(dá)82.92％，經(jīng)5h光催化氧化，色度的去除保持在20％－30％之間。謝翼飛等采用光催化與生化組合工藝處理印染模擬廢水(活性艷紅X－3B和陽(yáng)離子艷紅5GN)，脫色率達(dá)到94％，COD去除率為94％，遠(yuǎn)比單獨(dú)用光催化或生化處

理優(yōu)越。Balcioglu等采用光催化，生化聯(lián)合法處理制漿漂白廢水，該廢水經(jīng)光催化預(yù)處理后，其生物降解性能大大提高。

李川等采用三相內(nèi)循環(huán)式流化床光反應(yīng)器和固定床生物反應(yīng)器聯(lián)合處理難生物降解的對(duì)氯酚廢水。固定床生物反應(yīng)器處理效果及廢水的COD／BOD5證實(shí)，光催化預(yù)處理能明顯的增強(qiáng)對(duì)氯酚的可生化性，使之更易徹底礦化。劉虹通過(guò)將光催化與生物膜組合成一體處理苯酚廢水，苯酚被光催化降解后立即被生物降解，在反應(yīng)器中重復(fù)循環(huán)被降解的效果，難降解與可降解有機(jī)物同時(shí)得到轉(zhuǎn)化與降解，大大提高了含苯酚廢水的處理效率。研究表明，單獨(dú)生物降解苯酚比單獨(dú)紫外光輻射降解苯酚時(shí)速率較快：苯酚在紫外光與生物膜協(xié)同作用下，其去除負(fù)荷相比單獨(dú)紫外輻射和生物膜降解要高；通過(guò)生物膜和紫外輻射共同作用，雖然苯酚的降解速率與單獨(dú)采用生物膜降解時(shí)一樣，但苯酚的礦化程度要比單獨(dú)生物降解高。Zhang Y等采用光催化－生物復(fù)合反應(yīng)器對(duì)苯酚的降解情況，單獨(dú)經(jīng)10h光催化僅能降解部分苯酚，礦化率也不是很高：?jiǎn)为?dú)生物降解雖然能幾乎完全去除苯酚，但苯酚的礦化率不超過(guò)74％，光催化與生物氧化同時(shí)進(jìn)行，能更迅速的去除苯酚，苯酚的礦化率接近92％。

Marsolek MD等人研究了一種新型光催化復(fù)合生物膜的循環(huán)床(PCBBR)，利用醋酸纖維做光催化劑和微生物的共同載體，載體表層負(fù)載漿液形式的Degussa P25 TiO2，微生物負(fù)載在載體內(nèi)部大孔道中，避免了紫外光輻射及羥基自由基等有毒害物質(zhì)殺死微生物，使光催化和生物法密切聯(lián)系。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，單獨(dú)光催化作用下，TCP和COD去除率分別為32％和26％，載體負(fù)載微生物后，TCP和COD去除率分別提高到98％和96％，而單獨(dú)生物降解不能去除TCP。

4、前景展望

光催化氧化聯(lián)合生物法處理難降解有機(jī)廢水作為一種新型的處理方法，通過(guò)光催化氧化處理和生物降解處理之間協(xié)同耦合作用，使難降解有機(jī)物，經(jīng)過(guò)光催化氧化后轉(zhuǎn)變?yōu)橐子诒晃⑸锼没蚍纸獾闹虚g產(chǎn)物，使難降解有機(jī)廢水礦化程度進(jìn)一步提高，兩級(jí)聯(lián)合處理廢水后效率大幅度提高。與傳統(tǒng)有機(jī)廢水處理方法相比，光催化聯(lián)合生物法，彌補(bǔ)了二者的缺點(diǎn)，在未來(lái)低濃度有機(jī)廢水處理中，具有更廣闊的發(fā)展和應(yīng)用推廣潛力。

5、結(jié)語(yǔ)

光催化氧化聯(lián)合生物法處理有機(jī)廢水，目前仍存在許多問(wèn)題。需進(jìn)一步深入研究。第一，光催化氧化協(xié)同生物降解的作用機(jī)理尚未完善，如反應(yīng)器的組合式、分體式、組合的先后順序等對(duì)處理效果的影響，及光催化氧化階段對(duì)微生物生長(zhǎng)及分布規(guī)律的影響等，都需做大量研究工作；第二，目前，光催化劑的負(fù)載、成型方式仍不太理想，有待提高，在實(shí)際應(yīng)用中必須考慮，使得光催化劑具有良好的催化特性、經(jīng)濟(jì)型及耐用性。

參考文獻(xiàn)：