废水处理中的COD指标是最为常见的水质指标之一,之前的文章中也写了关于COD概念的文章,没看过的可以戳《细说有机污染物评价指标COD和BOD》查看。 其实废水中的COD主要是指的有机污染物,而这里面就可以简单理解为废水中的碳。废水中的碳(COD)怎么去除呢?下面小编将根据自己的思考给大家分享一下小编的思路。 1、废水中的碳有什么? 废水中的碳,主要有一些有机物(甲醇、乙酸、VOC等有机物)、无机盐类(碳酸盐等无机盐化合物)和气态含碳物质(二氧化碳等气体),其中有机物在废水中则属于含碳的污染物;碳酸盐无机化合物则属于废水中的盐类污染物;水中的含碳气体(不含VOC)一般为二氧化碳,在水中的含量很少,并且暂不计为污染物(CO2属于温室气体,也属于污染物)。 因此废水中的含碳污染物,一般情况下是指废水中的一些含碳有机物,在水质指标方面则一般采用COD、BOD、TOC、TOD等表征,其中最常用的指标为COD。 2、废水中的COD是以什么形式存在水中? 存在于废水中并且能贡献COD的物质,都是废水中的COD。主要包括了溶解性有机物、不溶性的有机悬浮物、不溶性的胶体有机物等。 (1)溶解性有机物 这类溶解性的COD是废水处理过程中占比较大的一类污染物,主要包含了甲醇、乙酸、VOC、氨基酸等溶在水中的一些污染物质。 (2)不溶于水的颗粒有机物 不溶于水的有机物主要有一些有机颗粒,例如细菌体、生物粪便等,这类物质不溶于水,但是存在于水中。当测定废水中的COD时,这类物质也会作为污染物检测出来。 (3)胶体状态的有机物 水中存在为胶体状态的有机物主要有一些不易溶于水的大分子物质,例如生物质体在水中分解、腐化产生的一些腐殖酸类的有机物;例如牛奶类的蛋白质类物质等。 3、废水处理中碳的平衡? 废水处理系统的变动有进水、进空气;出水、出泥、出废气。所以废水处理中碳得平衡如下图所示。 因此,按照物质守恒的原则,进水中的COD只能通过以下途径去除: (1)外排水带走部分COD。此部分要保证出水达到排放标准,因此带走的COD量不高,这里面包含少量不能被生物法去除的COD; (2)排泥带走部分COD。废水处理过程中会进行剩余污泥排放,排泥过程会带走污泥(污泥是微生物同化COD而产生的生物菌体)、污泥吸附的COD、不溶于水的COD颗粒,以上过程都会带走废水中的COD,其中一些不能被生物降解的COD可以被污泥吸附并通过排泥进行去除。 (3)生物氧化为二氧化碳,随尾气排除。这部分是废水处理过程中最重要的去除途径,可被生物降解的COD在废水处理过程中被活性污泥中的微生物通过呼吸代谢、异化作用把COD氧化分解为二氧化碳、水等,从而降低废水中的COD。二氧化碳通过尾气排放,实现废水处理中的COD降解。 (4)尾气中带走部分COD。这部分主要带走的是水溶性较差、沸点较低的COD,这类COD在废水处理系统曝气过程中会被吹脱而去除,当曝气程度高时,去除效率会更高。 以上的4个途径中,生物氧化为二氧化碳是COD最为重要的去除路径;不可生化降解COD,污泥吸附是主要的去除途径;对于易挥发且不溶于水的COD,曝气吹脱过程也是一种重要的去除途径。 4、废水中不同的COD要怎么去除? 废水中的COD可以分为不溶于水和溶于水的,下面将按照这两个分类分别叙述COD在废水处理过程中如何降低。 4.1 不溶于水的胶体、油类和悬浮物 不溶于水的COD可以通过物化方法直接分离后去除,也可以通过化学或生化手段分解后再进一步处理。此外这一部分不溶于水的COD,当浓度很低时还是可以溶于水,这部分则在水溶性COD部分阐述。 (1)直接分离 ①混凝沉淀/气浮。废水中不溶于水的一些COD可以通过混凝沉淀工艺进行去除,采用混凝剂产生小矾花,之后采用絮凝剂捕集生产大矾花,再通过沉淀或气浮把矾花富集后去除,清液即为处理后的出水。本过程主要能去除油类、悬浮物、胶体物质等。 ②过滤法。废水中悬浮物浓度较大时,可以通过过滤法直接去除废水中的悬浮物,也可以通过压滤机直接把废水中的悬浮物去除,从而降低废水中的COD。此过程可以去除养殖废水中的粪便类悬浮物,也可以去除生产废水中的菌渣等悬浮物。 (2)分解溶于水 ①高级氧化。高级氧化工艺可以把一些不溶于水的胶体等有机物水解为小分子溶于水的物质,之后再通过其他工艺手段进行进一步处理。 ②生物法处理。一部分不溶于水的物质可以在微生物发酵、氧化分解过程中被降解为水溶性的物质,之后再进一步处理。例如化粪池、水解酸化池、厌氧系统等。 (3)低浓度后溶于水的,则参照下一小节介绍处理。 4.2 废水中溶于水的COD 废水中水溶性的COD的去向有污泥端(生化污泥、物化污泥等)、排水端和尾气端,可以通过生化处理降解,也可以通过物化工艺进行转或降。 (1)生化处理 生化处理工艺是指各种各样的微生物通过自身的呼吸代谢、氧化还原过程把一些有机物分解为二氧化碳、水等小分子物质,而降解废水中COD的过程。对于生化处理降解的COD,根据毒性和可生化性可以分为以下四种。 ①有毒性不好吃的。此类污染物有生物毒性,且在废水处理过程中无法被生物降解,因此此类污染物在废水中的毒性必须要借助其他手段才能接触废水的毒性。例如多氯联苯类污染物,其对大部分微生物有较大毒性,并且活性污泥短时间内无法降解多氯联苯类,所以只能通过污泥吸附-排泥(或者化学沉淀法去除)解除废水毒性。 ②有毒性好吃的。此类污染物有生物毒性,但其可以在废水处理过程中被生物降解,而降解之后其毒性也会降低,进而变为无毒性废水,因此处理过程中第一步需要降解有毒性的物质。例如抗生素类污染物,其对很大一部分微生物有毒性,但活性污泥经过长期驯化即可培养出降解抗生素的活性污泥。这类废水可以采用生物预处理工艺进行处理,解除了微生物毒性之后再采用常规活性污泥进行进一步处理。 ③没有毒性好吃的。此类属于生化处理过程中最好处理的污染物,其在一定浓度下对微生物无毒性,且很容易被微生物降解。例如废水中的乙醇、乙酸等低分子有机物,其是微生物的良好碳源,很容易被微生物利用从而被降解。这类废水可以简单通过厌氧、好氧工艺进行处理达标。 ④没有毒性不好吃的。此类污染物在废水中属于比较难处理的一类,其虽然对微生物没有明显的不利影响,但微生物无法分解这类污染物,导致此类污染物很难通过生物降解过程进行去除。例如废水中的无机磷、叔丁醇等污染物,其中无机磷类只能通过生物富集、物理吸附、化学沉淀等方式去除;而叔丁醇这类污染物只能考虑高级氧化预处理分解后再通过微生物分解进行进一步降解。 (2)物化处理 ①酸/碱析。通过一些有机物在酸性或者碱性条件下溶解度变化的原理,可以通过酸/碱析把废水中的有机物去除。 ②高级氧化工艺。是通过氧化性极强的物质将有机物氧化分解为小分子,从而降解为氨氮的过程。这类工艺主要有Fenton、类Fenton、臭氧氧化、湿式氧化等,其中湿式氧化是高温高压氧化工艺效果较好,但运行成本和安全风险较高;Fenton、类Fenton、臭氧氧化工艺则通过自由基或臭氧氧化,这类氧化过程为非特异性氧化,导致有机物的氧化效果不稳定。并且高级氧化工艺对于高浓度COD废水处理的运行成本也比较高。 ③蒸发工艺。是通过蒸发设备把水蒸馏出来,把一些高沸点的有机化合物留在釜底从而去除有机物,蒸发工艺适用于废水盐分高且沸点高的有机物去除,可以做到同步脱除盐分、降低有机氮、降低总磷、去除氨氮、去除COD的目的,但蒸发设备运行费用偏高(一般≥200元/吨)。 ④吸附工艺。是把有机化合物通过吸附的方式去除,主要有吸附剂吸附(沸石、活性炭)和离子交换树脂,这类工艺涉及到吸附剂的再生以及再生液的处置问题,运行成本也比较高; ⑤膜过滤工艺。是通过纳滤膜、反渗透膜等膜过滤工艺将废水中的有机物进行截流的过程。例如DTRO膜工艺用于处理垃圾渗滤液,是利用反渗透的技术原理,施加较大的压力使渗滤液中的水分子透过反渗透膜,而截留氨氮、有机物等1nm以上的分子和颗粒等污染物,从而达到降低废水中COD、氨氮的目的。 5、废水处理中去除COD的案例分享 (1)某农药化工废水。COD浓度4万mg/L,氨氮1500mg/L,总氮2000mg/L。该废水是医药化工类废水,生产中有高盐分废水,也有低浓度废水,工艺路线如下: ①高盐废水。通过三效蒸发,之后再生物预处理解毒后进入调节池。 ②低浓度废水。低浓度废水进入调节池,混合后直接采用水解酸化池+AO工艺+AO工艺,实现达标排放。 (2)某食品加工厂。COD浓度2万mg/L,氨氮120mg/L,总氮150mg/L。该工艺废水的处理工艺流程如下:高浓度废水采用UASB厌氧反应器,之后再AO工艺,实现达标排放。 (3)某养殖废水。COD浓度16000mg/L,氨氮1500mg/L,总氮1800mg/L,废水中SS浓度不高,处理工艺流程如下:废水通过UASB厌氧反应器,之后再水解酸化池+AO工艺+AO工艺,实现达标排放。 (4)某化工废水。COD浓度18000mg/L,氨氮50mg/L,总氮1500mg/L,废水中有机氮浓度偏高,处理工艺流程:高浓度废水采用树脂吸附去除COD和一部分有机氮,再进一步采用常规系统处理。 以上为本人的观点,仅供参考,


