兰炭废水处理工艺技术评述

3.3 生化处理工艺

经过酚氨回收后，废水中的COD可降低至4 000 mg/L以下，氨氮可降低至500 mg/L以下，酚可以降至300  mg/L以下。而笔者调研的工程案例和所进行的实验中，氨氮通常可降低至300 mg/L以下，酚为500  mg/L以下。COD主要为剩余酚、有机酸、多环芳烃、氮氧杂环化合物等，难以被异养微生物直接利用，废水中B/C很低，约在0.1~0.16左右，应采用恰当的方法提高废水的B/C。目前常用的方法有高级氧化、上流式厌氧污泥床(UASB)、EC外循环厌氧反应器、IC内循环厌氧反应器、水解酸化池等。由于此阶段有机物含量高，当采用高级氧化时，氧化剂会优先氧化废水中易降解的小分子物质，再氧化难降解的大分子物质，故氧化剂消耗量非常大，运行费用高;生化法是比较经济合理、值得推广的处理方法。

根据笔者实验，经过高级氧化或厌氧反应后，B/C可提高至0.3以上，可进行生化反应。兰炭废水生化工艺一般参照水质相似的焦化废水处理工艺，常采用两级生化工艺。

一级生化工艺常采用A/O内循环生物脱碳脱氮工艺或SBR序批式活性污泥工艺。其中A/O工艺由于容积负荷大、处理效率高、流程简单、投资省、运行费用低而被广泛采用。根据笔者实验得知，当总停留时间>150  h时，经一级A/O生化处理后的出水再经过混凝沉淀，COD可降至400~500  mg/L以下，TN去除率达70%以上。若要提高COD的去除率，可考虑在A/O生化池前增加生物增浓系统，在生物增浓氧化池中投加一定量的炭粉，增加污泥质量浓度至5  000~6 000 mg/L，控制低溶解氧(0.3~0.5  mg/L)，较高的污泥浓度和低溶解氧状态不仅对难降解COD有较好的适应性，同时也创造了同步硝化反硝化脱氮的条件，避免了泡沫的产生。若要进一步提高脱氮效率，常用方法是加大A/O生化池硝化液内循环比，但内循环液来自曝气池，含有一定的溶解氧，过大的内循环比使A段难以保持理想的缺氧状态，影响反硝化效果，脱氮率很难达到90%。

经一级生化处理后，废水中COD大部分为难生化降解的大分子有机物，为提高二级生化处理效率，通常需进行高级氧化。二级生化工艺常采用A/O内循环生物脱碳脱氮工艺或BAF曝气生物滤池。经高级氧化后，废水的可生化性增强，污染物降解率提高。根据笔者实验得知，采用Fenton试剂氧化后，一级A/O生化池出水B/C可由0.03~  0.1提高到0.45~0.5，再经第二级A/O生化反应，出水COD<200 mg/L，氨氮<10 mg/L，总氮<25 mg/L。

3.4 深度处理工艺

深度处理一般包括高级氧化、混凝、沉淀、过滤、活性炭吸附等。其中混凝、沉淀、过滤与常规废水处理工艺一致，不做详细说明。活性炭吸附由于活性炭极易饱和，再生困难，运行成本高，常用作膜处理前的安保措施。

目前高级氧化技术众多，如Fenton试剂氧化法、臭氧氧化法、催化湿式氧化法、超临界水氧化法、电化学氧化法等。各种高级氧化具有相似的技术原理，即通过各种途径生成羟基自由基，起到将难降解有机物破环、断链的作用。

Fenton试剂氧化的基本原理是在pH为3~4且Fe2+存在的情况下，双氧水快速分解产生˙OH，˙OH具有极强的氧化性，从而将有机物氧化。Fenton试剂氧化法目前已被广泛应用于焦化废水的深度处理中，具有反应迅速、温度和压力等反应条件温和且无二次污染等优点。目前的发展应用主要有吸附/Fenton法、UV/Fenton法、电/Fenton法和微波/  Fenton法等。

臭氧氧化设备简单、使用方便、无二次污染，但投资和运行费用偏高。近年来，臭氧与过氧化氢联用、臭氧与UV联用以及多相催化臭氧氧化技术等强化臭氧氧化技术在中间体废水处理方面也得到广泛的研究和应用。

催化湿式氧化技术是在较高温度(200~ 240 ℃)和压力(6.0~8.0  MPa)下投加固体催化剂，以空气或纯氧为氧化剂，将有机污染物氧化分解为无机物或小分子有机物的化学过程;超临界水氧化法是利用超临界水(374.3 ℃，22.05  MPa)作为介质来氧化分解有机物，但两种工艺都需要耐高温、高压的设备，一次性投资高，其推广应用有一定困难。

电化学氧化法实质是利用直接或间接的电解作用，使废水中有机污染物的结构和形态发生变化，完成由难降解到易降解的转化。根据电极发生反应方式的不同可分为微电解法(如铁碳微电解法)和外加电压电解法(如三维电极氧化法)。目前，电化学氧化法已成为一种非常具有竞争力的废水处理方法。

环境工作者对高级氧化的研究颇多，各项技术都取得了一定发展，但Fenton试剂及类Fenton试剂氧化法由于反应条件温和、一次性投资低，仍然是应用最多的处理方法。Fenton试剂氧化法的药剂利用率不高，导致加药量大、运行费用高，今后的研究重点是如何提高药剂的利用效率。

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