有机废水简介、处理技术及利用

有机废水简介、处理技术及利用

一、有机废水简介

    就是以有机污染物为主的废水，有机废水易造成水质富营养化，危害比较大。

    在生活污水、食品加工和造纸等工业废水中，含有碳水化合物、蛋白质、油脂、木质素等有机物质。这些物质以悬浮或溶解状态存在于污水中，可通过微生物的生物化学作用而分解。在其分解过程中需要消耗氧气，因而被称为耗氧污染物。这种污染物可造成水中溶解氧减少，影响鱼类和其他水生生物的生长。水中溶解氧耗尽后，有机物进行厌氧分解，产生硫化氢、氨和硫醇等难闻气味，使水质进一步恶化。水体中有机物成分非常复杂，耗氧有机物浓度常用单位体积水中耗氧物质生化分解过程中所消耗的氧量表示，即以生化需氧量(BOD)表示。一般用20℃时，五天生化需氧量(BOD5)表示。

来源

    有机废水一般是指由造纸、皮革及食品等行业排出的在2000mg/L以上废水。这些废水中含有大量的碳水化合物、脂肪、蛋白、纤维素等有机物,如果直接排放，会造成严重污染。有机废水按其性质来源可分为三大类:

(1)易于生物降解有机废水； 　

(2)有机物可以降解,但含有害物质的废水；

(3)难生物降解的和有害的有机废水。

水质特点

有机废水水质特点：

1、有机物浓度高。COD一般在2000mg/以上,有的甚至高达几万乃至几十万mg/L,相对而言,BOD较低，很多废水BOD与COD的比值小于0.3。

2、成分复杂。含有毒性物质废水中有机物以芳香族化合物和杂环化合物居,还多含有硫化物、氮化物、重金属和有毒有机物。

3、 色度高，有异味。有些废水散发出刺鼻恶臭,给周围环境造成不良影响。 　

4、 具有强酸强碱性。工业产生的有机废水中,酸、碱类众多，往往具有强酸或强碱性。

5、不易生物降解有机废水中所含的有机污染物结构复杂，如蔡环是由10个碳原子组成的离域共扼键，结构相当稳定，难以降解。这类废水中大多数的BODSC/OD极低，生化性差，且对微生物有毒性，难以用一般的生化方法处理。

二、有机废水处理技术

物化处理技术

   物化法常作为一种预处理的手段应用于有机废水处理，预处理的目的是通过回收废水中的有用成分，或对一些难生物降解物进行处理，从而达到去除有机物，提高生化性，降低生化处理负荷降，提高处理效率。一般常用的物化法有萃取法、吸附法、浓缩法、超声波降解法等。 　

萃取法

    在众多的预处理方法中，萃取法具有效率高、操作简单、投资较少等特点。特别是基于可逆络合反应的萃取分离方法，对极性有机稀溶液的分离具有性和选择性，在难降解有机废水的处理方面具有广阔的应用前景。 　

   溶剂萃取法利用难溶或不溶于水的有机溶剂与废水接触，萃取废水中的非极性有机物，再对负载后的萃取剂进一步处理。近年来为了避免有机溶剂对环境的污染,又开发了超临界二氧化碳萃取。该法简单易行该法简单易行,适于处理有回收价值的有机物,但只能用于非极性有机物,被萃取的有机物和萃取后的废水需要进一步处理,有机溶剂还可能造成二次污染。萃取只是一个污染物的物理转移过程,而非真正的降解。

   由清华大学开发的萃取一反萃取体系，可以应用于多种染料与中间体废母液资源回收，对染料中间体的回收率达90%以上，脱色效果也达到同样水平，正在逐步推广于染料废水的治理工程中。 　

吸附法

吸附剂的种类很多，有活性炭、大孔树脂、活性白土、硅藻土等。 　

    在有机废水中常用的吸附剂有活性炭和大孔树脂在。虽然活性炭具有较高的吸附性，但由于再生困难、费用高而在国内较少使用。例如将活性炭投加到难降解染料废水的试验容器中，当活性炭的投加浓度为200mg/L时，色度的去除率为77%;而投加质量浓度增加到400mg/L时，色度的去除率达到86%。 　

浓缩法

   浓缩法是利用某些污染物溶解度较小的特点，将大部分水蒸发使污染物浓缩并分离析出的方法。浓缩法操作简，工艺成熟，并能实现有用物质的部分回收，适合于处理含盐有机废水。该法的缺点是能耗高，如有废热可用或降低能耗，则该法是可行的。一

超声波降解

    采用超声波降解水体中有机污染物，尤其是难降解有机污染物，是20世纪90年代兴起的新型水污染控制技术。该技术利用超声辐射产生的空化效应，将水中的难降解有机污染物分解为环境可以接受的小分子物质，不仅操作简便、降解速度快，还可以单独或与其它水处理技术联合使用，是一种产业前景清洁净化方法。它集氧化技术、焚烧、超临界水氧化等多种水处理技术特点于一身特点,具有反应条件温和、速度快、适用范围广等特点,可以单独或与其它技术联合使用，具有很大的发展潜力。超声波能在水中引起空化，产生约4000K和100MPa1的瞬间局部高温高压环境(热点热点热点热点),同时以约110m/s的速度产生具有强的微射流和冲击波。水分子在热点达到超临界状态，并分解成羟基自由基、超氧基等,羟基自由基是目前所发现的的氧化剂。有机物在热点发生化学键断、水相燃烧、高温分解、超临界水氧化、自由基氧化等。这些效应加上声场中的质点振动、次级衍生波等为有机物提供了其他方法难以达到的多种降解途。

三、有机废水的利用

概述

目前柠檬酸、酒精、造纸厂等工业生产中治理“三废”所需的费用越来越高，去年开始的“环保风暴”更是使三废治理工作成为企业生死存亡的大事情。

治理主要途径

工业生产的“三废”治理主要有三大途径：

一是对“三废”采取合理有效的治理方法；

二是改进合成工艺，将污染消灭在生产工艺过程中；

三是对“三废”合理利用，变废为宝。

    要从根本上消灭污染，关键是要对产生污染的每一个环节和步骤进行认真分析和研究，把污染消灭在工艺生产过程中，实现清洁生产。另外，要大力开发废物的综合利用技术，增加企业的经济效益，企业的竞争优势。 我们这里讨论的 “三废”主要指其中的有机废水。工业有机废水来源很多，主要来自柠檬酸、制糖、酒精、造纸、养殖、PTA等行业，这些行业目前处理污水的主流方式是采用生化法进行处理，处理过程中产生大量沼气，根据估算，每生产一吨柠檬酸可产生大约225方沼气，其中甲烷含量可达60%左右，这种沼气用于发电是一种非常好的燃料，每方沼气可以发1.7度电，效益非常可观。生产一吨酒精可产生300方沼气，甲烷含量可达70%，热值更高。其它行业类同，产生的沼气量都很可观。