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污水回用中COD的去除方法
污水回用COD的去除
一般情況下,經(jīng)過二級(jí)生化處理后的污水中COD濃度已經(jīng)降到100mg/L以下,BOD5濃度更低,針對(duì)這種水質(zhì)特點(diǎn),目前采用的深度處理方法有生化法、活性炭吸附法和臭氧預(yù)處理+生化法等。
1、生化處理方法
采用生化處理方法時(shí),由于基質(zhì)的限制,微生物增長(zhǎng)緩慢,如果采用普通的活性污泥工藝,生長(zhǎng)很慢的活性污泥將隨水流流出,曝氣池中的污泥濃度很低,達(dá)不到理想的處理效果,因此對(duì)二級(jí)生化出水一般不采用活性污泥法,而是采用對(duì)微生物具有較強(qiáng)固著能力的生物膜法。與普通二級(jí)生化處理中的生物膜法不同的是,對(duì)污水進(jìn)行深度處理時(shí)對(duì)填料的選擇應(yīng)更慎重,主要考慮的指標(biāo)是填料的掛膜性能,采用普通的軟性、半軟性塑料或纖維填料時(shí),由于其掛膜性能較差,難以達(dá)到預(yù)期的處理效果。研究表明,采用鞏義市奧林濾材有限公司生產(chǎn)的生物陶粒填料的接觸氧化工藝可以取得很好的處理效果,對(duì)于煉油污水,出水的COD可穩(wěn)定在40mg/L以下。遼寧盤錦瀝青股份有限公司采用生物陶粒接觸氧化處理生產(chǎn)污水并將處理后污水回用作循環(huán)系統(tǒng)補(bǔ)水已經(jīng)成功的運(yùn)行了近2年,效果良好。因此采用生物陶粒為載體的生物膜法是深度去除COD的成功工藝。
應(yīng)說明的是,生化方法所能夠去除的主要是二級(jí)出水中可以生化降解的有機(jī)物,對(duì)于生化難降解的有機(jī)物是不起作用的。
2、活性炭吸附工藝
活性炭吸附法是技術(shù)上可靠,經(jīng)濟(jì)上可行的物化處理方法,其原理是利用活性炭巨大的表面積吸附水中的有機(jī)物,在國外已經(jīng)有多年的生產(chǎn)應(yīng)用實(shí)踐,一般對(duì)活性污泥法二級(jí)出水先進(jìn)行混凝沉淀和過濾,然后進(jìn)行活性炭吸附,炭塔的出水的COD可達(dá)到10mg/L左右,吸附的COD同活性炭的重量比可以達(dá)到0.3——0.8,運(yùn)行效果都比較理想,因此采用活性炭處理污水廠二級(jí)出水從技術(shù)看是成熟、可靠的。
但是,活性炭吸附處理二級(jí)出水也存在一些障礙,其主要問題是活性炭的再生。在運(yùn)行過程中,活性炭的吸附容量會(huì)逐漸飽和,必須進(jìn)行再生或更換。再生方法通常為熱再生法,需要經(jīng)過干化、有機(jī)物熱解、活化三個(gè)過程,其中活化溫度達(dá)到820℃以上,設(shè)備較為復(fù)雜,對(duì)于活性炭用量不大的系統(tǒng),設(shè)置活性炭再生設(shè)備在經(jīng)濟(jì)上是不合算的,在這種情況下,將飽和的活性炭運(yùn)回活性碳廠再生更經(jīng)濟(jì),國內(nèi)一些活性炭生產(chǎn)廠已經(jīng)開展了此項(xiàng)業(yè)務(wù)。
3、臭氧氧化+生化處理工藝
對(duì)于可生化性很差的污水,單獨(dú)采用生化處理方法達(dá)不到高的COD處理效果,因此出現(xiàn)了化學(xué)氧化+生化處理工藝,其中的氧化劑主要采用臭氧,由于臭氧是一種很強(qiáng)的氧化劑,它可以將很多復(fù)雜的有機(jī)物氧化為簡(jiǎn)單的有機(jī)物,使不可生物降解的成分轉(zhuǎn)化為可生物降解的成分,在這個(gè)過程中,臭氧被分解為氧,沒有其它有害物質(zhì)的產(chǎn)生。對(duì)于后續(xù)的生化處理單元,一些研究人員提出了生物活性炭工藝,一方面活性炭作為微生物載體用來生長(zhǎng)生物膜,另一方面活性炭用來吸附難降解的有機(jī)物質(zhì),進(jìn)一步降低污水中的COD。應(yīng)用表明,該工藝對(duì)于污水中有機(jī)物的深度去除是有效果的,但也存在一定的問題,一是活性炭仍然需要再生,如果不進(jìn)行再生,飽和后的活性炭只能起普通生物載體的作用;如果進(jìn)行再生,則前一階段培養(yǎng)起來的生物膜將被破壞掉。第二個(gè)問題是經(jīng)過沉淀、過濾處理的二級(jí)出水中仍然有30——40mg/L的COD,投加臭氧的濃度相應(yīng)增大,運(yùn)行成本增加。第三,國內(nèi)目前還不能生產(chǎn)大容量的臭氧發(fā)生器,基建投資大,運(yùn)行管理復(fù)雜。
如果將這種工藝用于循環(huán)冷卻系統(tǒng)的補(bǔ)充水處理,則未必能達(dá)到理想的運(yùn)行效果。首先,當(dāng)有機(jī)物種類不同時(shí),微生物的生長(zhǎng)狀態(tài)會(huì)有很大的差異,如果有機(jī)物成分中可以生化降解的比例高,微生物的基質(zhì)濃度相應(yīng)的高,微生物繁殖快,并*終導(dǎo)致微生物粘垢的大量產(chǎn)生。相反,如果有機(jī)物成分中可生化降解的比例小,則可以作為微生物基質(zhì)的數(shù)量少,穩(wěn)定條件下微生物生長(zhǎng)數(shù)量少。因此在補(bǔ)充水的COD組成中,對(duì)微生物繁殖起決定作用的是可生化降解的成分。經(jīng)過充分的生化處理后,水中所含的絕大部分可生化降解的有機(jī)物已經(jīng)被去除,在這種條件下,即使COD濃度較高,采取適當(dāng)?shù)拇胧┖罂梢员苊鈱⑵渥鳛檠h(huán)系統(tǒng)的補(bǔ)充水而產(chǎn)生微生物大量繁殖的問題。第二,投加臭氧后,難降解或不可生化降解的有機(jī)物得到一定程度的分解,轉(zhuǎn)化為可生物降解的有機(jī)物,使得污水的可生化性提高。如果不進(jìn)行進(jìn)一步的生化處理,必將在循環(huán)冷卻系統(tǒng)中引起微生物的大量繁殖,因此將投加臭氧作為后置的去除COD措施是不合理的。即使再經(jīng)過生化處理,這部分可生化降解的有機(jī)物可以得到大部分去除,出水中的COD也相應(yīng)的降低,但臭氧處理后的生化裝置出水的BOD則不一定降低,根據(jù)前面的分析,將其作為循環(huán)系統(tǒng)補(bǔ)充水補(bǔ)到循環(huán)冷卻系統(tǒng)后,微生物的繁殖程度不一定降低。第三,采用臭氧處理的基建成本和運(yùn)行費(fèi)用都很高,理論上去除1mg/L的COD需要3mg/L的臭氧,而根據(jù)相關(guān)試驗(yàn),氧化1mg/L氨氮17——20mg/L臭氧,考慮到將有機(jī)物部分氧化時(shí)投加的臭氧數(shù)量可以減少,但要達(dá)到理想的效果臭氧投加濃度應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于微污染給水處理,基建投資和運(yùn)行費(fèi)用都將很高。
綜合對(duì)比,采用生化處理進(jìn)一步降解污水中的COD是*經(jīng)濟(jì)的處理工藝,其缺點(diǎn)是處理后出水的COD濃度難于達(dá)到很低的水平,當(dāng)要求的COD值很低時(shí),仍需要采取其它措施;活性炭吸附工藝是一項(xiàng)技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì)上可行的方法,出水的COD可達(dá)到10mg/L左右的水平,缺點(diǎn)是需要定期再生,如附近有活性炭生產(chǎn)廠提供換炭業(yè)務(wù)時(shí),活性炭吸附工藝是一種較理想的污水深度處理方法;對(duì)于臭氧預(yù)處理+生化處理方法,雖然能夠使出水COD達(dá)到較低的水平,但作為循環(huán)冷卻系統(tǒng)補(bǔ)充水不一定能夠減少粘垢的產(chǎn)生量,同時(shí)采用臭氧處理還會(huì)大大增加基建投資和運(yùn)行費(fèi)用,運(yùn)轉(zhuǎn)管理也將復(fù)雜化,因此在實(shí)際工程中應(yīng)慎重考慮。