水解酸化脱毒预处理工业废水研究进展

2020-02-18孟家兴陈伯俭王海松王文举

云南化工 2020年2期

孟家兴，陈伯俭，王海松，王文举

（1.河北工程大学能源与环境工程学院，河北邯郸 075000；2.中国新兴建筑工程有限责任公司，北京 100079）

工业废水多采用厌氧处理技术，废水中有毒有机物对微生物有毒害作用，易使生物处理系统受到冲击。研究以脱毒为目的的预处理工艺，在工业废水处理中显得尤为重要。水解酸化预处理工艺具有运行成本低，改善可生化性，提高酸化度，削减毒性，进而增强后续生化处理效果的特点。因此，水解酸化预处理工艺应用在工业废水研究中有现实意义。

1 工业废水的特征

在我国，对环境污染比较严重的工业废水主要为造纸、印染、制药、制革和石化等工业生产排放的高浓度难降解有机废水。

制浆造纸废水主要由蒸煮黑液、制浆造纸中段废水和抄纸废水等组成，其中制浆造纸中段废水包括洗浆废水、筛选废水和漂白废水[1]。而且中段废水排放量大，污染负荷高，成分复杂，毒性大等特点[2]。

印染废水主要由退浆废水、煮炼废水、漂白废水、丝光废水、染色废水和印花废水等组成，具有高浓度、高色度、高pH值、难降解、多变化五大特征[3]。

制药废水主要由抗生素废水、合成药物生产废水、中成药生产废水以及各类制剂生产过程中的洗涤水和冲洗废水等组成[4]。该废水具有成分复杂、有机物浓度高、可生化性差、色度高和有毒有害物质多等特点[5]。

制革废水主要来自于鞣前准备、鞣制和其他湿加工工段[6]。废水具有水质水量波动大，成分复杂，可生化性较好，污染物浓度较高，有毒及抑制类物质等特点[7]。

石化废水主要是在炼油生产以及热裂解生产乙烯、丙烯等化工材料过程中，及进一步加工合成有机化学产品的过程中排出的废水[8]。石化废水具有水量大、水质不稳、污染物种类多、毒性大等特点。

结合文献[2,3,5,7,8]报道工业废水中有毒有机物对微生物产生毒害作用，一般厌氧处理工艺对工业废水难以达到理想效果，水解酸化工艺能较好地解决有毒有机物废水难处理问题。

2 水解酸化工艺在工业废水处理中的应用

2.1 造纸废水

张安龙等[9]采用水解酸化对废纸造纸废水进行预处理，大分子难降解有毒有机物降解为小分子有机物，BOD5/CODCr值由0.42提高到0.53，可生化性有所提高。马邕文等[10]水解酸化工艺运行条件HRT为6～8h时，溶解性难降解胶体物质降解较明显，VFA含量较高，此时的酸化度使后续处理效果改善明显。

2.2 印染废水

陶星名等[11]研究发现，在水解菌作用下偶氮基、硝基、碳亚氨基等分子结构毒性物质被打破，其中的N被还原为氨氮，结果染料的发色团消失，废水的色度大大降低。宋梦琪等[12]以分子量和聚乙烯醇降解程度为指标，水解酸化处理后分子量下降了89.2%，PVA去除率为42.3%，好氧生物处理效果大为改观。

2.3 制药废水

陈业钢等[13]釆用水解酸化处理含髙浓度SO42-的抗生素废水，结果表明水解酸化有效降低了毒性物质的抑制作用，SO42-去除率60%左右。邵林广等[14]通过水解酸化工艺将有机氮转化为氨氮提高了废水生化性，为后续处理降低了难度。

2.4 制革废水

丁绍兰等[15]水解酸化预处理装置运行稳定后，对模拟皮革废水的硫化物有较好的去除效果，对后续微生物抑制减少。蒋健翔等[16]经过两段水解酸化处理废水中S2-、Cr3+、有机物等毒性污染物大幅度减少，水解酸化出水对后续好氧微生物抑制程度降低。

2.5 石化废水

王星[16]采用水解酸化技术处理石化废水，废水中含有挥发酚、苯系物等有毒物质分解成小分子有机物，降低了CASS工艺的处理难度。熊攀攀[17]采用水解酸化处理后，经UV254和GC-MS测定含有苯环结构物质明显减少，其中大分子物质转化为无毒小分子物质，使后续处理难度降低。

3 水解酸化工艺的探讨与展望

3.1 水解酸化与其他工艺的组合

肖利平等[18]采用微电解—厌氧水解酸化对制药废水进行预处理。潘红波等[19]水解酸化预处理医院废水。朱兆亮等[20]采用芬顿-水解酸化预处理城市污水厂混入工业污水。刘峰等[21]采用铁碳微电解—水解酸化制药废水进行预处理。无论水解酸化工艺与其他工艺组合，还是单独使用，大多都是应用到工艺为废水的预处理单元。