處理高COD(化學需氧量)廢水需要根據廢水的具體性質(如COD濃度、有機物種類、可生化性、水量等)選擇合適的方法。以下是一些經濟有效的COD處理方法,通常結合使用以達到最佳效果:
1. 生物法:經濟實用,環境友好
這是最常用且經濟的處理方式,利用微生物的代謝作用降解有機物。
好氧生物處理:在有氧環境下,微生物將有機物分解為二氧化碳和水。常用工藝包括:
活性污泥法:應用廣泛,技術成熟,運行穩定,適用于大多數有機廢水。
氧化溝法、生物濾池法:處理效果好,運行成本相對較低。
厭氧生物處理:在缺氧環境下,微生物將有機物分解為甲烷和二氧化碳。特別適合處理COD濃度高、可生物降解的廢水(如食品加工、釀酒廢水)。優點是能耗低,還能產生沼氣作為能源回收。
優點:處理成本低,運行穩定,環境友好。
局限:對于COD極高或含有難降解有機物的廢水,單獨使用效果有限,可能需要預處理或與其他方法聯用。
2. 化學法:處理效率高,速度快
通過添加化學試劑與污染物發生反應來去除COD。
絮凝法/混凝沉淀法:加入絮凝劑(如鐵鹽、鋁鹽)或混凝劑,使廢水中的有機物和懸浮物聚集成大顆粒沉淀去除。操作簡單,成本相對可控,常用于預處理或深度處理。
氧化還原法:
高級氧化技術(AOPs):如Fenton反應法、臭氧氧化法、光催化氧化法。能產生強氧化性的羥基自由基,高效降解難降解有機物。適用于處理成分復雜、難生物降解的高濃度廢水。
普通氧化法:使用氯氣、過氧化氫等氧化劑。
優點:反應速度快,處理效果好,尤其對難降解有機物有效。
缺點:化學藥劑消耗量大,運行成本較高,可能產生二次污染(如污泥),需謹慎選擇和控制。
3. 物理法:操作簡便,無二次污染
通過物理手段分離污染物。
膜分離法:如超濾、反滲透。能有效去除懸浮物、膠體和大分子有機物,降低COD。常用于深度處理或中水回用。
氣浮法:通過微小氣泡將懸浮物和部分有機物帶到水面形成浮渣去除。適用于懸浮物含量高的廢水。
吸附法:使用活性炭等吸附劑吸附有機物。操作簡單,但吸附劑需再生或更換,長期成本需考慮。
優點:不涉及化學反應,一般無二次污染。
缺點:單獨處理高COD廢水能力有限,常作為預處理或與其他方法聯用。
4. 組合技術:協同增效,經濟高效
針對復雜或高濃度的COD廢水,單一方法往往難以達標,組合工藝是經濟有效的主流選擇。
生物-化學法:先用生物法處理大部分可降解有機物,再用化學法(如高級氧化)處理剩余難降解物質。能發揮各自優勢,提高整體效率。
物理-生物法:先用物理法(如氣浮、沉淀)去除懸浮物,減輕后續生物處理的負荷,再用生物法降解溶解性有機物。
預處理 + 主體處理 + 深度處理:例如,對高濃度工業廢水,可采用“調節/沉淀(物理)→ 厭氧處理(生物)→ 好氧處理(生物)→ 高級氧化/膜處理(深度)”的組合流程,實現高效、穩定、經濟的處理。
最經濟有效的方法通常是根據廢水特性選擇合適的組合工藝。對于可生化性好的高COD廢水,“厭氧+好氧”生物法是經典且經濟的選擇。對于難降解或成分復雜的廢水,則需要結合化學法(特別是高級氧化)或物理法進行預處理或深度處理。同時,精細化管理、節能降耗和新技術的應用(如無藥劑深度氧化)也是降低成本、提升經濟效益的關鍵。