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萊博圖課堂 |高濃度有機廢水處理技術
目前，工業廢水和城市污水是我國水環境污染的污染源之一，特別是隨著生產規模的不斷擴大和工業技術的迅速發展，含高濃度有機廢水的污染源日益增多。但是，由于高濃度有機廢水的性質和來源不同，其處理工藝也不盡相同。
一般來說，根據高濃度有機廢水的性質和來源，可分為三類：第1類是高濃度有機廢水，不含有害物質，易生物降解，如食品工業廢水;二是有害物質，易生物。降解高濃度有機廢水，如某些化學工業和制藥工業廢水;第三類是含有有害物質且不易生物降解的高濃度有機廢水，如有機化學合成工業和農藥廢水。本文綜述了上述三類高濃度有機廢水的典型處理技術，為高濃度有機廢水處理技術的選擇做出了貢獻。
廢水處理工藝的組成可分為四類：生物處理、化學處理、理化處理和物理處理。對于高濃度有機廢水的處理，通常采用上述兩種或三種方法進行綜合處理。以下簡要介紹了高濃度有機廢水的各種處理技術。
一、高濃度有機廢水生物處理技術
生物處理技術是一般有機廢水處理系統中重要的工藝之一。它利用微生物(主要是細菌)的代謝來氧化，分解和吸附廢水中的可溶性有機物和部分不溶的有機物，并將其轉化為無害的。一種穩定材料并因此凈化水的技術。以下是固定化微生物技術和厭氧消化技術的應用介紹。
固定化微生物技術是利用優勢菌以特定底物處理高濃度有機廢水，特別是制藥工業難降解有機廢水的技術。其作用機理是將微生物固定在載體上，培養特定的細菌，使其高度濃縮，維持其對高濃度有機廢水定向處理的生物功能。
其中，適用于高濃度有機廢水處理的優勢菌株固化劑應具有以下特點：(1)微生物固著具有良好的耐久性;(2)滲透性好，不被高濃度有機物或溶解氧溶解;(3)具有一定的強度。在原有生物膜法的基礎上，引入細胞固定化技術，進一步提高生物處理結構中有效生物量的濃度，大大提高了反應速率和處理效率，降低了基建投資成本。這一技術引起了學術界的廣泛關注。
厭氧消化技術是指在厭氧條件下有機物的消化和降解。與傳統的好氧處理技術相比，后者由于有機物濃度高，難以進行水中缺氧處理，好氧處理沒有能量回收，但厭氧消化處理技術有以下幾點：優點：1無需曝氣所需能量; 2甲烷是一種產品，是一種有用的終產品;減少3個污泥產生;生產的4種生物污泥易脫水; 5個活性厭氧污泥可以存放數月;在更高的負載下運行。該技術可以處理含有大量碳水化合物，脂肪，蛋白質，纖維素等的高濃度有機廢水，在造紙，皮革和食品工業中排放，并取得了良好的效果。
二、高濃度有機廢水化學處理技術
化學處理技術是利用化學原理和化學作用將廢水中的污染物轉化為無害物質的方法，裝置運行過程包括中和、沉淀、氧化和還原。下面簡要介紹了焚燒處理高濃度有機廢水。
焚燒方法是在高溫下對含有高濃度有機物的廢水進行氧化分解的技術，其中有機物產生的水，二氧化碳，碳酸鹽等直接排出或作為副產物， COD去除率可達99.99%。高濃度有機物，回轉窯焚燒爐，液體注入爐和流化床焚燒爐有三種主要類型的廢水焚燒裝置。
前兩種燃料通常使用石油和天然氣作為輔助燃料，運行成本高，局部溫度高，醉高可達1400~1650攝氏度，很容易產生更多的NO 2，造成環境污染。流化床焚燒爐采用低溫燃燒技術，溫度可控制在800~900℃，氮氧化物排放量小，燃燒效率高。目前，它在國外有著廣泛的應用，在我國尚處于起步階段。
流化床焚燒爐技術可以處理更多的化工廢水，如尼龍生產中含鹽廢水的處理，能在能源利用、尾氣NOx濃度控制、副產品利用等方面取得較好的效果。此外，催化濕式氧化法處理高濃度有機廢水是近年來發展起來的一項新技術。凈化后，廢水可達到飲用水標準，不產生污泥，同時也能脫色、除臭、殺菌。這一技術達到了1990年代工業化水平。
三、高濃度有機廢水的理化處理技術
物化處理技術是指通過相轉移去除廢水中的污染物。常用的單元操作包括萃取、吸附、膜技術、離子交換等。以下是對萃取法處理高濃度有機廢水的簡要介紹。
萃取是在水中或溶劑中分離不溶于水的污染物，俗稱物理萃取，但如果溶劑與廢水中的某些成分形成絡合物，則通常稱為化學萃取或絡合萃取。采用萃取法處理高濃度有機廢水，不僅具有設備投資少、操作簡單等優點，而且能有效回收利用主要污染物。絡合萃取對極性有機物的分離具有較好的選擇性和有效性。
復合萃取主要基于可逆絡合的極性有機萃取和分離方法。關鍵是選擇具有相應官能團的絡合劑，選擇合適的稀釋劑，選擇經濟有效的萃取溶劑再生方法。例如，使用與乙酸丁酯和苯類似的新型絡合劑QH處理高濃度含酚廢水，苯酚含量達到國家排放標準，絡合劑性能優良，便于回收利用。
四、高濃度有機廢水物理處理技術
物理處理技術是指應用物理作用改變廢水處理方法的組成，如沉淀、過濾、均質、氣浮等單元操作，已成為廢水處理工藝的基礎，已經比較成熟。
總之，隨著高濃度有機廢水處理技術的發展，高濃度有機廢水污染的控制將取得更好的效果。目前正在研究的綠色化學和技術的核心問題是化學反應，工藝及其產品具有以下四個特征：1使用無毒，無害的原料; 2在無毒，無害的反應條件下(溶劑，催化劑等); 3使化學反應及具選擇性，副產物很少，甚至達到原子經濟的程度，即在獲得新物質的過程中充分利用每種原料，實現*，但高同時采用的選擇性反應需要一定的轉換率，這在技術上是經濟上合理的; 4種產品應該是環保的，將對工業生產的可持續發展產生重大影響。
五、結語
生物處理技術是高濃度有機廢水處理系統中重要的工藝之一。然而，在處理高濃度有機廢水的同時，通常采用兩種或三種方法。綠色化學技術引起的工業生產技術革命正在興起，從源頭上減少或消除污染，將帶來越來越多的經濟、社會和環境效益。