高浓度难降解有机废水处理研究进展

复合式生物膜工艺的开发、生物膜/悬浮生长联合处理、膜生物反应器工艺的开发，在一些国家和地区都展开了一定的应用，尤其是应用于生物膜法和活性污泥法旧污水处理厂的升级改造，以克服生物膜法或活性污泥法单一工艺的不足。生物处理技术在应用范围、占地、生态与能源方面都具有显著地特点，在制药废水、煤化工废水、石化废水等废水处理过程中得到了广泛的应用。

传统的好氧活性污泥法，除了降低有机物的毒性外，还利用了培养、改性、调节、变异等手段驯化和培养分解难生物降解有机物的微生物。因其技术成熟，实施简单，该方法广泛应用于老式的污水处理厂以及排放高浓度废水的工厂。

但是，运用生物处理技术处理高浓度的有机废水存在一定的弊端与限制。此方法的使用条件受有机物浓度的限制，只能处理有机物浓度处于中低水平的范围，对于浓度很高的焦化废水，以及富含油，氨，酚等有机物的废水需要进行稀释和前处理。

此外，厌氧微生物对毒性物质比价敏感，如果对水质了解不充分或者操作不当，可能会导致反应器失稳。厌氧过程中微生物繁殖慢，因此反应器启动过程缓慢，需要8~12周时间，增加工作量和费用。曝气池首端有机物负荷高，耗氧速率较高，为了避免由于缺氧而形成厌氧状态，进水的有机物浓度不宜过高，则曝气池的容积大、占用的土地比较多、基建费用较高。生物处理技术对进水水质、水量变化的适应性较低，运行结果容易受到水质、水量变化的影响，脱氮除磷效果不太理想。

鉴于高浓度有机废水成分的复杂性及难降解性，目前使用单一的污水处理技术处理高浓度有机废水存在一定的局限性，同时，高浓度有机废水往往伴随大量的无机盐，是微生物的抑制和毒害剂，也会造成水质的不达标。除有机物降解的需要外，还需关注无机盐的处理。因此必须用综合治理的理念，针对不同特性的高浓度有机废水，制定出适合的工艺路线，发挥上述技术的优势，实现高浓度有机废水的无害化和资源化处理。

2.2.技术发展的比较

不同行业的高浓度难降解有机废水的性质和来源不同，其处理技术也不一样。发挥各单元技术的优势，将预处理技术、无害化技术及资源化技术有效结合，是未来高浓度难降解有机废水的必然趋势[10]。

1)随着仿生技术的发展，相应的生物膜技术也会得到很好的发展，从而在处理高浓度废水领域，膜技术的发展将会促进污水处理工艺的发展。针对这一点，研究合适的微生物用以投入高浓度的废水处理会是今后生物处理技术领域的发展方向。

2)湿式催化氧化法(WCAO)也是目前较为有效的处理高浓度有机废水的方法。目前，该技术只有少数发达国家实现了工业应用，我国真正达到或接近工业应用水平的只有少数高校和研究机构。所以研究WCAO法将会成为高浓度难降解且量少的废水未来主要研究对象。

3)在萃取法治理高浓度有机废水方法上，研究合适的萃取剂以及配置比例是该技术得到发展的必要条件。4)高级氧化法因其具有氧化彻底、反应速度快、处理效率高、无公害等巨大的潜力及独特的优势，在过去的二十多年中脱颖而出。

高级氧化法以产生强氧化活性的羟基自由基为标志，通过电、声、光辐照、催化剂等作用方式，使污水中难降解物质直接矿化，或利用自由基强氧化作用将大分子物质降解为小分子易降解物质，提高污水的可生化性。氧化能力强的氧化法也可作为难降解有机废水的深度处理，如超临界氧化法及臭氧催化氧化法等，其氧化能力强，降解效率高，无二次污染，其工业化应用成为目前的研究热点。

3.高浓度难降解有机废水处理发展趋势

高浓度难降解有机废水中大量难降解有机污染物的存在，会导致常规的生物处理工艺难以奏效，难降解有机污染物不能有效降解，处理后的排水不能达到排放标准，从而导致整个处理工艺达不到预期效果和目的。因此，需要对高浓度难降解有机废水的水质进行深入的分析和认识，并选择正确的、更合适的处理工艺进行处理。随着环保要求和排放标准的提高，高浓度难降解有机废水的处理趋势主要有以下几个方面[11]。

3.1.源头控制，实施清洁生产，废水减量与回用

清洁生产是指原料与能源利用率最高、废物产生量和排放量最低、对环境危害最小的生产方式和过程。清洁生产是一种新的创造性思想，体现的是“预防为主”的方针，传统的末端治理偏重于“治”，与生产过程脱节；清洁生产侧重于“防”，从源头抓起，尽量将污染物消除或减少在生产过程中。清洁生产实现了环境效益与经济效益的统一，可以充分实现污染物、废水的减量。一般通过再循环、分离、处置、减量、替代等途径达到污染物减少。

3.2.资源化处理

废水处理仅仅以达标排放为目的是远远不够的，应最大限度的利用水资源和废水中的有价物质，将高物耗、高能耗的污染物去除变为以低能耗、低物耗为前提的新工艺、技术、方法、设备，实现最大程度的资源回收的回用。有机废水中的高浓度有机物本身是一种能量和资源，如不对这部分资源进行充分的回收与利用，势必会造成能源和资源的浪费，并对环境造成一定影响。

同时，伴随高浓度有机物存在于废水中的无机盐也是一种可供利用的资源。目前的工业废水处理技术主要利用物理、化学和生物的方法来降低废水中污染物浓度，达到可以排放的标准，并未关注工业废水中蕴含的资源。若能在保证废水处理效果的同时，兼顾资源化利用，一方面有利于处理成本的降低和经济效益的提高，另一方面将会为高盐高浓度有机废水处理技术的发展提供新的思路。

3.3.低成本技术的需求

随着技术的进步，高浓度难降解有机废水处理工艺已日趋成熟，但废水处理成本偏高造成企业运营成本增加，导致该类废水的处理存在一定的局限性。因此，对工艺的投资以及运行成本的控制显得尤为重要。如催化氧化技术是在催化剂存在的情况下利用氧化剂将废水中的有机物氧化成二氧化碳和水，从而达到去除的目的。

该法具有使用范围广，成本低，处理效率高，很少有二次污染等特点催化氧化法可加速有机物与氧化剂之间的化学反应，降解过程中又可产生氧化性更强的基团，在某些难降解有机废水处理中具有很高的处理效率，同时可进一步优化废水处理技术的组合应用，随着研究的不断深入，催化氧化法将是一种非常有竞争力的难降解有机废水处理新技术。

3.4.加强开发各类组合工艺的集成与优化[12]

针对难降解废水，应强化预处理的作用，改变有毒难降解有机废水的化学结构，提高废水的可生化性，为后续处理技术做好铺垫。根据废水的特点开发前处理的组合工艺也是发展趋势所需。常见的工艺组合主要有：物化预处理+生化处理、电催化氧化预处理+生化处理、厌氧酸化+好氧生化、物理化学预处理+生化处理+深度处理。

4.结论

高浓度难降解有机工业废水对水环境影响时间持久、影响程度非常大，实践中的处理难度也非常大，在构建资源节约型和环境友好型社会的今天，加强对高浓度难降解有机工业废水处理技术应用问题研究，具有重大的现实意义。通过综述系列高浓度难降解有机废水的处理技术，为以后处理技术的发展趋势的提供导向。

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