针对可生化性差、成分复杂且可能含有毒害物质的涂料废水,强化预处理是确保后续生化处理乃至整体达标排放的关键环节。其核心目标是破环断链、提高B/C比、去除毒性、降低负荷。以下是几种效率高且常用的强化预处理技术:
1. 铁碳微电解法(Fe/C Micro-electrolysis)
原理:在酸性条件下(pH 2-4),将废水通过填充有铁屑和碳颗粒(或焦炭、活性炭)的反应器。铁(Fe)作为阳,碳(C)作为阴,形成无数微型原电池。铁被腐蚀产生Fe²⁺,同时产生新生态的氢[H]和电场。这些物质通过氧化还原、电化学絮凝、吸附和共沉淀等多重作用,破坏有机物的发色基团和稳定结构(如苯环、硝基),将大分子难降解有机物分解为小分子易降解物。
优点:适用范围广,尤其对含苯环、杂环、硝基、氰基的废水效果显著;能同步去除部分重金属和色度;产生的Fe²⁺可作为后续芬顿试剂的来源,便于与芬顿法联用。
缺点:反应后需中和沉淀,产生铁泥;铁屑易板结钝化,需定期反冲洗或更换。
2. 芬顿氧化法(Fenton Oxidation)
原理:在酸性条件(pH 3-4)下,向废水中投加亚铁离子(Fe²⁺)和过氧化氢(H₂O₂)。两者反应生成具有强氧化能力的羟基自由基(·OH)。·OH能无选择性地攻击并氧化分解绝大多数有机污染物,实现开环、断链,显著降低COD,同时大幅提高废水的B/C比(可从<0.2提升至>0.3),并有效去除生物毒性。
优点:氧化能力强,反应速度快,对难降解有机物去除效果好,是提高可生化性的有效手段之一。
缺点:药剂成本较高(尤其是H₂O₂);产生大量含铁污泥需处理;对pH要求严格,需控制。
3. 臭氧氧化法(Ozone Oxidation)
原理:利用臭氧(O₃)的强氧化性直接氧化有机物,或在催化剂(如活性炭、金属氧化物)存在下,催化臭氧产生·OH进行深度氧化(催化臭氧氧化)。
应用:常用于预处理或深度处理。预处理时可有效开环降解大分子有机物,提高可生化性;深度处理时可进一步去除生化出水中的残余COD和色度。
优点:氧化能力强,不产生二次污染(产物为氧气),可改善水质感官性状。
缺点:设备投资和运行电耗高;臭氧在水中的溶解度和利用率有限;单独使用处理高浓度废水成本过高,常需与其他技术联用。
4. 多技术联用(推荐方案)
单一技术有时难以达到理想效果,常采用组合工艺以发挥协同效应:
微电解 + 芬顿:先通过微电解初步破环并产生Fe²⁺,出水经pH调节后直接进入芬顿系统,利用微电解产生的Fe²⁺作为催化剂,节省药剂,提高其效率。
臭氧 + 生物:臭氧预处理提高B/C比后,再进入生化系统;或作为生化后的深度处理,确保出水达标。
混凝沉淀 + 深度氧化:先通过混凝去除大部分悬浮物和胶体,降低后续深度氧化的负荷和药剂消耗。
5. 其他辅助技术
气浮(DAF):有效去除废水中的油类、悬浮物和部分胶体,减轻后续处理单元的负担。
蒸发浓缩:对于高盐分、高浓度的涂料废水,可采用蒸发技术将水与污染物分离,浓缩液作为危废处置,冷凝水再进行生化处理。
实施要点:
水质分析先行:准确掌握废水的COD、BOD₅、B/C比、pH、色度、特征污染物等,是选择预处理工艺的基础。
小试确定参数:通过实验室小试确定理想pH、药剂投加量、反应时间等关键参数。
控制运行成本:深度氧化技术药剂和能耗成本高,需优化设计和运行管理。
总结:对于涂料废水,推荐采用“铁碳微电解 + 芬顿氧化”作为核心强化预处理工艺,能破解难降解结构,提高可生化性,为后续的“水解酸化 + 厌氧 + 好氧”生化处理创造良好条件,是处理此类高难度废水的成熟可靠方案。