丙烯酸废水处理方案:如何实现高浓度化工废水达标排放?
在工业生产领域,丙烯酸废水因其复杂特性成为处理难题。某企业排放的丙烯酸废水,不仅 SS 浓度高、色度高、有机浓度高,还富含丙烯酸、助剂、苯类、醇类等大量难降解有机污染物,这使得废水成分繁杂,可生化性极差。
生产过程中,该企业排放多股废水,依水质可分为超高浓度有机废水(COD 浓度超 100000mg/L)、高浓度有机废水以及低浓度废水。传统废水处理工艺难以使其达标排放,单纯采用生化处理无法有效降解,而氧化法、焚烧法、稀释法等单独使用,会导致处理费用高昂,不利于企业可持续发展。
即便部分企业现有工艺曾有良好效果,但因水量变化、工艺调整、环保要求提高以及设备老化等因素,也常出现出水水质不稳定、不达标的情况。当下,处理丙烯酸废水多采用适宜的预处理结合生化处理工艺,通过预处理解决 COD 高、可生化性差、色度高等问题,为后续生化处理创造条件。
预处理:开启有效处理的关键之门预处理在丙烯酸废水处理中至关重要,常用方法包括混凝法、微电解、氧化法等。
混凝法
混凝法是利用混凝剂(如聚合氯化铝、聚丙烯酰胺等)使废水中的悬浮物和胶体颗粒聚集形成较大絮体,进而实现沉淀分离。这一过程中,混凝剂通过压缩双电层、吸附架桥等作用,促使颗粒碰撞凝聚。处理后,出水水质清澈,能有效去除大部分悬浮物,对某些有机物也有一定去除效果,在众多工业废水处理中广泛应用。例如在一些印染废水处理中,混凝法可显著降低废水的浊度和色度。
铁碳微电解技术
铁碳微电解技术基于铁碳电极反应、铁离子絮凝以及 H⁺及・OH 的氧化还原作用。在酸性条件下,铁和碳构成无数微小原电池,铁作为阳极失去电子生成 Fe²⁺,碳作为阴极,溶液中的 H⁺在阴极获得电子生成氢气。产生的新生态 Fe²⁺和 H 具有较强还原性,可使难生物降解有机物断链、脱色。同时,Fe²⁺水解生成的 Fe (OH)₂、Fe (OH)₃等胶体具有絮凝作用,能吸附废水中的污染物。该技术可有效改善废水水质,提高可生化性,减轻后续处理负荷。将其与芬顿氧化法耦合,铁碳微电解产生的 Fe²⁺可作为芬顿反应的催化剂,减少芬顿试剂用量,不仅提高处理效果,还降低后续芬顿氧化法的处理成本。
氧化法
氧化法同样在酸性条件下运行,利用强氧化剂(如过氧化氢、臭氧等)产生的强氧化性自由基(如・OH),无选择性地氧化分解废水中的有机物。这些自由基能够破坏有机物的分子结构,将其转化为小分子物质或二氧化碳和水,从而降低废水中有机物含量,提高可生化性。在化工废水、制药废水、农药废水等高浓度难降解有机废水处理中,氧化法发挥着重要作用。比如在农药废水处理中,臭氧氧化法可有效去除废水中的有机磷等难降解污染物。
生化处理:深度净化的核心环节厌氧生物处理是丙烯酸废水生化处理的关键部分,尤其适用于有机浓度高的工业废水,能有效去除大量有机物并提高可生化性。丙烯酸废水经预处理后,出水 COD 浓度依旧较高,此时厌氧生物处理成为必要手段。
第三代厌氧生物处理技术之 UASB 反应器
如今厌氧生物处理已发展到第三代,UASB 反应器应用广泛且效果良好。在处理丙烯酸废水时,UASB 反应器底部为高浓度厌氧污泥床,废水自下而上流动,与厌氧污泥充分接触。在厌氧微生物作用下,废水中的有机物被分解为甲烷、二氧化碳等。
运行过程中,需密切关注进入 UASB 反应器的进水 COD 浓度,过高浓度会影响处理效果,一般控制在 6000mg/L 左右。实际操作中,可通过出水循环降低进液浓度,将放流水用作稀释水,因其有机物含量低,能充分稀释进水,既保证处理效果,又实现水资源节约。
A/O 工艺
A/O 工艺即厌氧 - 好氧工艺,是一种经典的生物脱氮工艺,在丙烯酸废水处理中也发挥着重要作用。废水先进入厌氧池,在厌氧微生物的作用下,废水中的有机物被分解为小分子有机酸,同时一些含氮有机物被氨化,释放出氨氮。
随后,废水流入好氧池,好氧微生物利用水中的溶解氧,将氨氮氧化为硝态氮,完成硝化过程。同时,好氧微生物进一步分解废水中的有机物,降低 COD。在 A/O 工艺中,通过将好氧池的混合液回流至厌氧池,利用厌氧池中丰富的有机物作为碳源,反硝化细菌将硝态氮还原为氮气,从水中逸出,实现脱氮目的。该工艺不仅能有效去除废水中的有机物,还能同步实现脱氮,提高废水处理的综合效果,为后续深度处理减轻负担。
多级接触氧化法
多级接触氧化法是在生物接触氧化法的基础上发展而来的。在该工艺中,废水依次流经多个串联的接触氧化池,每个氧化池中都装填有生物填料,微生物附着在填料表面形成生物膜。当废水通过时,微生物利用废水中的有机物进行新陈代谢,将其分解为二氧化碳和水。
与传统生物处理工艺相比,多级接触氧化法具有以下优势:一是微生物浓度高,生物膜的存在使得单位体积内的微生物量远高于活性污泥法,处理效率更高;二是耐冲击负荷能力强,由于微生物附着在填料上,不易流失,能够更好地适应废水水质和水量的变化;三是无需污泥回流,简化了工艺流程,降低了运行成本。在丙烯酸废水处理中,多级接触氧化法能够进一步降解预处理和厌氧处理后残留的有机物,提高废水的净化程度,确保出水水质稳定达标。
如超滤、反渗透)通过半透膜的选择透过性,去除废水中的小分子有机物、溶解性盐类等。这些深度处理工艺可进一步去除废水中的污染物,确保丙烯酸废水最终达标排放,实现水资源的安全回用或合规排放。
处理丙烯酸废水需综合运用预处理、生化处理和深度处理等多种工艺,针对废水特性精准施策,才能有效实现达标排放,助力企业可持续发展,守护生态环境 。
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