針對(duì)可生化性差、成分復(fù)雜且可能含有毒害物質(zhì)的涂料廢水,強(qiáng)化預(yù)處理是確保后續(xù)生化處理乃至整體達(dá)標(biāo)排放的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其核心目標(biāo)是破環(huán)斷鏈、提高B/C比、去除毒性、降低負(fù)荷。以下是幾種效率高且常用的強(qiáng)化預(yù)處理技術(shù):
1. 鐵碳微電解法(Fe/C Micro-electrolysis)
原理:在酸性條件下(pH 2-4),將廢水通過(guò)填充有鐵屑和碳顆粒(或焦炭、活性炭)的反應(yīng)器。鐵(Fe)作為陽(yáng),碳(C)作為陰,形成無(wú)數(shù)微型原電池。鐵被腐蝕產(chǎn)生Fe²?,同時(shí)產(chǎn)生新生態(tài)的氫[H]和電場(chǎng)。這些物質(zhì)通過(guò)氧化還原、電化學(xué)絮凝、吸附和共沉淀等多重作用,破壞有機(jī)物的發(fā)色基團(tuán)和穩(wěn)定結(jié)構(gòu)(如苯環(huán)、硝基),將大分子難降解有機(jī)物分解為小分子易降解物。
優(yōu)點(diǎn):適用范圍廣,尤其對(duì)含苯環(huán)、雜環(huán)、硝基、氰基的廢水效果顯著;能同步去除部分重金屬和色度;產(chǎn)生的Fe²?可作為后續(xù)芬頓試劑的來(lái)源,便于與芬頓法聯(lián)用。
缺點(diǎn):反應(yīng)后需中和沉淀,產(chǎn)生鐵泥;鐵屑易板結(jié)鈍化,需定期反沖洗或更換。
2. 芬頓氧化法(Fenton Oxidation)
原理:在酸性條件(pH 3-4)下,向廢水中投加亞鐵離子(Fe²?)和過(guò)氧化氫(H?O?)。兩者反應(yīng)生成具有強(qiáng)氧化能力的羥基自由基(·OH)。·OH能無(wú)選擇性地攻擊并氧化分解絕大多數(shù)有機(jī)污染物,實(shí)現(xiàn)開(kāi)環(huán)、斷鏈,顯著降低COD,同時(shí)大幅提高廢水的B/C比(可從<0.2提升至>0.3),并有效去除生物毒性。
優(yōu)點(diǎn):氧化能力強(qiáng),反應(yīng)速度快,對(duì)難降解有機(jī)物去除效果好,是提高可生化性的有效手段之一。
缺點(diǎn):藥劑成本較高(尤其是H?O?);產(chǎn)生大量含鐵污泥需處理;對(duì)pH要求嚴(yán)格,需控制。
3. 臭氧氧化法(Ozone Oxidation)
原理:利用臭氧(O?)的強(qiáng)氧化性直接氧化有機(jī)物,或在催化劑(如活性炭、金屬氧化物)存在下,催化臭氧產(chǎn)生·OH進(jìn)行深度氧化(催化臭氧氧化)。
應(yīng)用:常用于預(yù)處理或深度處理。預(yù)處理時(shí)可有效開(kāi)環(huán)降解大分子有機(jī)物,提高可生化性;深度處理時(shí)可進(jìn)一步去除生化出水中的殘余COD和色度。
優(yōu)點(diǎn):氧化能力強(qiáng),不產(chǎn)生二次污染(產(chǎn)物為氧氣),可改善水質(zhì)感官性狀。
缺點(diǎn):設(shè)備投資和運(yùn)行電耗高;臭氧在水中的溶解度和利用率有限;單獨(dú)使用處理高濃度廢水成本過(guò)高,常需與其他技術(shù)聯(lián)用。
4. 多技術(shù)聯(lián)用(推薦方案)
單一技術(shù)有時(shí)難以達(dá)到理想效果,常采用組合工藝以發(fā)揮協(xié)同效應(yīng):
微電解 + 芬頓:先通過(guò)微電解初步破環(huán)并產(chǎn)生Fe²?,出水經(jīng)pH調(diào)節(jié)后直接進(jìn)入芬頓系統(tǒng),利用微電解產(chǎn)生的Fe²?作為催化劑,節(jié)省藥劑,提高其效率。
臭氧 + 生物:臭氧預(yù)處理提高B/C比后,再進(jìn)入生化系統(tǒng);或作為生化后的深度處理,確保出水達(dá)標(biāo)。
混凝沉淀 + 深度氧化:先通過(guò)混凝去除大部分懸浮物和膠體,降低后續(xù)深度氧化的負(fù)荷和藥劑消耗。
5. 其他輔助技術(shù)
氣浮(DAF):有效去除廢水中的油類(lèi)、懸浮物和部分膠體,減輕后續(xù)處理單元的負(fù)擔(dān)。
蒸發(fā)濃縮:對(duì)于高鹽分、高濃度的涂料廢水,可采用蒸發(fā)技術(shù)將水與污染物分離,濃縮液作為危廢處置,冷凝水再進(jìn)行生化處理。
實(shí)施要點(diǎn):
水質(zhì)分析先行:準(zhǔn)確掌握廢水的COD、BOD?、B/C比、pH、色度、特征污染物等,是選擇預(yù)處理工藝的基礎(chǔ)。
小試確定參數(shù):通過(guò)實(shí)驗(yàn)室小試確定理想pH、藥劑投加量、反應(yīng)時(shí)間等關(guān)鍵參數(shù)。
控制運(yùn)行成本:深度氧化技術(shù)藥劑和能耗成本高,需優(yōu)化設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理。
總結(jié):對(duì)于涂料廢水,推薦采用“鐵碳微電解 + 芬頓氧化”作為核心強(qiáng)化預(yù)處理工藝,能破解難降解結(jié)構(gòu),提高可生化性,為后續(xù)的“水解酸化 + 厭氧 + 好氧”生化處理創(chuàng)造良好條件,是處理此類(lèi)高難度廢水的成熟可靠方案。

