·近年来在合成香料和食品添加剂等行业,出于安全性的担心和对污染的忧虑,以生物技术生产单体合成香料普遍受到大家的重视。
·目前应用的生物技术大致为:
微生物突变技术;
基因重组技术;
植物组织培养;
发酵技术。
3 精细化工行业废水处理技术
·精细化工废水含有许多有毒有害难降解的有机物,COD/BOD比值较低,直接采用生化法处理这类废水效果差;
·单一处理工艺很难达到排放要求;
·一般采用化学混凝-生化处理法,化学氧化-生化处理法等优化组合多种工艺方法;
·脱氮处理仍然是主要难点;
·研究高效、经济、节能的处理技术是主要内容和发展方向。
物化-生化法
·香料废水首先通过混凝、气浮、电解等物化法处理,可以去除大部分油膏状、不易降解的大分子有机物;
·出水进入厌氧、兼氧、好氧等生化工艺的处理;
·浮渣和污泥可烧掉回收热能;
聚合硫酸铝铁
助凝剂
↓
香料废水→混凝气浮→水解酸化→ SBR →高效过滤 →达标排放
·合成香料废水30m3/d, 生活废水120m3/d;
·进水 :CODCr 15000mg/L,BOD5 7500mg/L,pH 5~6;
·水解池停留时间为16h ,污泥负荷为2.14 kgCODCr /kg·d;
·SBR池污泥负荷为 0.25 kgBOD5/kg·d;
·温度在15℃~25℃,CODCr总去除率为99%。
实际运行时尽管进水水质变化较大,但由于混凝气浮效果较好,减缓了对后续生化系统的冲击,出水较为稳定,99%达到了国家一级排放标准。(郑一新)
香料废水→气浮→水解→ SBR。
·气浮后出水CODCr为17701 mg/L;
·水解池 HRT为2d;
·SBR 曝气时间10h,控制污泥负荷≤0.08 kg CODCr /kg·d;
·出水CODCr可以小于70mg/L;
·另外发现添加生活污水对水解处理效果有很大的改善,CODCr去除率大幅度提高,最高可达 51%左右。(黄益宏)
上流式兼氧滤池→好氧处理香料废水
·原水CODCr为9000~20000mg/L;
·兼氧反应器,内挂盾式纤维填料, 控制水力停留时间48h, 容积负荷 0.75 kg CODCr/m3·d;
·兼氧反应器色度去除率可达96%以上;
·二级好氧工艺采用氧化沟与生物接触氧化池相结合的工艺;
·出水CODCr150mg/L,BOD5 25mg/L,色度64倍,去除率分别达到 97%、99.2%和99.7%;
·水质指标均达到国家规定化工废水排放的二级标准;
·兼氧条件下色度的去除率远远高于好氧条件。(牛樱)
一级气浮→中和调节→二级气浮→SBR →三级气浮→炭滤
·生产甲酮、CAC( 乙酸柏木酯)、MMK 等香料原料的废水,有碱性废水、中性废水和酸性废水。进水CODCr 6100mg/L;
·一级气浮去除废水中大部分油脂;
·调节/中和池确保出水控制在pH=6;
·二级气浮,进一步降低油脂数量;
·SBR池内投加磷酸盐,降解有机物;
·三级气浮+炭滤作为深度处理,确保出水CODCr小于100mg/L,达到一级排放标准。
( 杭州某香料香精有限公司)
铁屑内电解→隔油沉淀→混凝气浮→ UASB → SBR
·洋茉莉醛的香料废水COD平均高达40000mg/L,含有大量油类物质,如香樟油等,常规方法很难处理;
·铁屑内电解是一种能有效地预处理难降解有机物的新方法,该公司长期运行实践表明铁屑内电解的COD去除率可达到30%~40%;
·随后香料废水通过隔油沉淀和混凝气浮可以去除绝大部分油类和部分有机物,再经过UASB —SBR生化工艺, 最终出水COD可降低至150mg/L。(重庆)
化学氧化-生化法
·湿式氧化技术(WAO)
在高温(125℃~350℃)和高压(0.5~20 MPa)条件下,以空气中的氧气为氧化剂,将有机物氧化为CO2和水等无机物或小分子有机物的化学过程。
·催化湿式氧化
·Fenton试剂
由过氧化氢与催化剂构成的氧化体系。
作用机理:在酸性条件下过氧化氢被催化产生反应活性很高的羟基。
Fenton试剂特别适用于生物难降解的有机废水处理。
·化学氧化法目前基本上还处于实验室研究阶段。
湿式氧化处理高浓度的香料废水
·原水CODCr、TOC、色度分别为65111mg/L、35000mg/L、11260倍;
·在中温(160℃) 、中压(2.8MPa)条件下,废水经30min湿式氧化处理后,其CODCr、TOC、色度的去除率分别为48%、51%、95%;
·BOD5/ CODCr值从0.195增加到0.419;
·WAO处理后的中间产物主要为低级有机酸、醇、酮等,难以进一步被化学氧化,但很容易被生物降解。
催化湿式氧化
·原水CODCr、TOC、色度分别为71600mg/L、28100mg/L、12000倍;
·用稀土类催化剂,在160℃和0.98MPa条件下进行试验,经30min氧化反应后,CODCr、TOC、色度的去除率分别为69.1%、74.8%、79.5%;
·BOD/CODCr从0.184提高到0.354;
·有机物没有完全被氧化,尚有苯甲醇、苯甲醛等;
·WAO优点:启动时间短、氧化速度快、占地少,当CODCr质量浓度>2g/L时,能量可回收等;
·弱点:需耐中温、耐中压的设备,一次投资大等缺点。色度去除效果很好,但对CODCr去除率不高,处理后出水仍然要结合其它工艺进行处理。 (杨琦)
催化氧化法组合工艺处理高浓度白水废水
·CODCr质量浓度高达1万mg/L,并有强烈刺激性气味;
·其工艺特点:
聚丙烯酰胺 ClO2
↓ ↓
絮凝→ →杀菌→砂滤→活性炭→ →催化氧化→活性炭
↓负载硅钛化合物 负载活性
有机物
·自制催化剂(载体为工业γ-Al2O3,其外型为条型,负载Mn、Ni、Ce、Co、Fe等活性组分)与双氧水进行催化氧化;
·整个过程CODCr去除率为95%,出水水质达到国家二级排放标准。(石芳)
废水脱氮技术介绍
(1)A/O脱氮工艺(anoxic/oxic)
·内循环流程可利用原废水中有机物作碳源;
·缺氧池在好氧池前面可起生物选择器的作用,抑制污泥膨胀;
·为提高脱氮效率,需加大内循环比,但将影响反硝化池中的缺氧状态;
·总脱氮率不高,所以总氮进水浓度应<100mg/L,否则脱氮率下降。
(2)突破传统的新认识及新发现
·亚硝化和硝化是两组完全不同的菌属
NH4+ → NO2- → N2
短程硝化反硝化过程
·好氧反硝化菌的发现
和硝化菌共同组成好氧
同步硝化反硝化(ASND)过程
·好氧反硝化且异养硝化菌的发现
某些好氧反硝化菌还能进行异养硝化作用
ASND过程
·微环境理论——在污泥结构内部存在缺氧部位生长反硝化菌,外部硝化
SND过程
北京工商大学开发的ASND技术可以在好氧情况下达到同步生化/硝化/反硝化过程,部分有机物直接作为反硝化碳源,硝化产物可以直接去反硝化,促进反应进行,因此可以承受很高的进水氨氮和COD负荷。运行pH稳定,污泥产生量少,需要的营养元素磷要明显低于常规生化处理。
已获取的专利和奖项:
·发明专利“一种好氧生物脱氮方法”, 200310121374.0,授权公告日2006年2月8日;
·《高效生物脱氮技术》2005年12月荣获国家环境保护总局科技三等奖, 获奖证书:KJ2005-3-11-G01;
·2005年6月《高效生物脱氮技术》被科技部批准为《国家科技成果重点推广计划》,项目编号2005EC000013;
·在新工艺和分离新菌种方面06年11月已申请发明专利五项;
·示范工程两项:吴江垃圾填埋场渗滤液处理。