预处理在高浓度有机废水中的应用
摘要：本文结合某制药厂实例，逐一介绍混凝沉淀、 气浮及催化氧化等预处理方法，分析预处理在含毒有机废 水处理中的重要作用。运行结构表明，COD去除率达到 90%，出水PH值为7～8，出水各项指标达到《污水综合排 放标准》(GB8978-1996)中的一级标准。
关键字：预处理混 凝沉淀 气浮 催化氧化 高浓度有机物
某制药厂主要产品为磷酸氯喹及医药化工中间品，废水来源于生产过程，污染物主要成分为乙醇、二氯乙烷、乙酸乙脂、类有机物，四氮唑、戊酰胺、四氢呋喃、喹诺酮等药品成份，苯、二甲苯等有机溶剂。该类废水有机物浓度高，水量及水质变化大，该类废水含有较多难降解有机物，色度高，是处理难度较大的化学制药废水，其主要指标如表1。为此，该制药厂投资200余万元建成一座日处理200t生产废水的污水处理站。
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一、处理工艺
各车间生产废水和少量生活废水经过站外预处理、站内预处理及主体工艺处理后实现达标排放，其详细工艺 流程图如图1。该工艺中的混凝沉淀池、气浮机及氧化反应器即为该工程的站内预处理单元(站外预处理单元为各车间的隔油沉淀池，本文不作叙述)。
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二、预处理工艺
预处理工作是企业做好环保工作，确保废水处理达标排放的一个重要环节，预处理做得好将会减少废水排量，降低污染物浓度，特别是难降解高浓度有机物浓度的降低，是废水处理达标的重要保障。本项目预处理主要分为两级，第一级为车间预处理，主要由企业实施。第二级为废水处理站预处理，也是本 文需要介绍的重点内容。
（一）混凝沉淀法。
混凝沉淀法，是通过投加混凝剂使水中 难以自然沉淀的胶体物质以及细小的悬浮物聚集成较大的颗粒，使之能与水分离的过程。在适宜的温度、PH值及碱度条件下，混凝沉淀通过以下机理可有效分解高分子有机物。1、电性中和：通过投加电解质压缩扩散层以导致胶粒之间互相凝聚；或通过投 加异号离子与校核表面的静电吸附，中和了胶体原来所带电荷从而降低了胶体的ζ电位而使胶体脱稳。2、吸附桥架：利用高分 子混凝剂松散的网状长联式结构的大覆盖面积，通过氢键、共价键及范德华力等作用与胶粒表面吸附。3、卷扫(网捕)：以铝盐和铁盐为混凝剂时，所产生的沉淀物能够以卷扫(网捕)形式，使水中的胶体微粒一起下沉。通过运行监测，该段的COD去除率最高时可达到35%，BOD/COD<0.45。
（二）气浮法。
气浮就是向水中通入空气，产生微 细的气泡，使水中细小悬浮物黏附在空气泡上，随气泡 一起上浮到水面，达到去除水中污染物的目的。向水中 通入空气泡后，可根据水与胶体及水与气体两条张力线 形成的夹角分为亲水性物质和疏水性物质两种。疏水性 颗粒表面存在双电层，处于分散稳定状态，在气浮前， 向水中投加混凝剂，压缩双电层，降低ζ电位，促进悬 浮物凝聚，使其黏附于气泡而上浮。实际运行过程中， 该段的COD去除率最高也可达到35%，BOD/COD＜0.40。
（三）催化氧化法。
向废水中投加氧化剂，使废水中有毒害作用的物质转化为无毒无害或毒害作用小的新 物质的方法称为药剂氧化法。可作为氧化剂的药品有很 多，常用的如：空气中的氧、纯氧、臭氧、氯气、漂白粉、二氧化氯及双氧水等。不同的药剂反应的机理及针 对的污染物都不尽相同，本文中的制药厂废水中由于有酚及其它有害物质的存在，最好的氧化剂应选用氯系氧 化剂。根据氯系氧化剂的反应机理，在碱性条件下，可将酚分解为小分子有机物或二氧化碳及水，尽可能的避免二次污染的产生。而且在8.0～8.5的弱碱性条件下， 也能有利于二氧化碳的逸出。我们将该段作为进入生物 处理段的最后一级预处理，是为了减小制药废水对微生 物的毒害及其抑菌性。如：酚作用于细胞外膜，会破坏 细胞膜的半透性；当某些化学结构类似于细胞成分的物质存在的时候，就会被细胞吸收并同化，结果是合成无 功能的辅酶或导致停止生长，从而产生抑制作用。催化氧化对该制药厂废水的治理有意想不到的处理效果，运 行结果显示，该段对COD的去除率可这到40%～45%，而 且使得高分子物质及苯环状断链，大大提高了该废水的 可生化性，监测结果证明，该段出水的BOD/COD<0.30， 从而为后续的生物法提供了绝佳的进水条件。
二、结论
本文通过工艺流程逐一介绍了混凝沉淀、气浮以及 催化氧化三种物化法的反应原理和其作为预处理阶段的 表现。实践证明，经过三道由物化法组成的预处理装置，不但COD的去除效率有很好的表现(该工程运行过程中的监测数据表面COD的去除效率>50%)，而且提高 了整个处理工艺的抗冲击性，使其在不断变化的水量及水质情况下依旧能够保证后续的生物处理阶段不受影响，出水稳定的达到规定的排放要求。更为重要的一点，进水的BOD/COD接近0.50，可生化性非常的差，且含有有毒有害有机物，若直接进入生物处理阶段，将导致细菌不能存活，处理效果差。三道预处理工艺的加入保证了进入后续生物处理阶段的BOD/COD<0.30，从而更加完美的发挥生物处理技术的优势，使整个工艺能够达到预想的处理效果。
本案采用的预处理方法只是针对该种废水设计的方案，不具备特定性。实际操作中可根据不同的有机废水种类、浓度以及需要达到的不同指标设计符合不同要求的预处理方案。这样，在减少构筑物的同时又能达到理想的处理效果，才是预处理方案在水处理工程中的应用的意义。
参考文献：
[1]赵庆良,刘雨等.废水处理与资源化新工艺. 北京：中国建筑工业出版社,2006;
[2]赵良庆,任南琪.水污染控 制工程.北京：化学工业出版社,2005;
[3]张志杰.排水工程(下) (第四版).北京：中国建筑工业出版社,2000;
[4]张杰等.城市污水处理与利用.中国工程院咨询项目(内部),1999 （作者单位：重庆市环境保护工程设计研究院有限公司）
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