高有機物/COD(化學需氧量)廢水之所以難以處理,主要是由于其污染物濃度高、成分復雜、毒性大以及對生物處理系統(tǒng)的抑制作用等多重因素共同導致的。以下是具體原因分析:
1. 污染物濃度高,超出生物處理能力
COD值極高:高有機物廢水的COD可達數千甚至上萬 mg/L(如制藥、化工、食品加工廢水),遠超常規(guī)生物處理系統(tǒng)(如活性污泥法)的承受能力。
微生物負荷過重:高濃度有機物會迅速消耗水體中的溶解氧(DO),導致系統(tǒng)缺氧或厭氧,抑制好氧微生物的正常代謝,甚至造成“污泥中毒”或“污泥膨脹”。
2. 有機物結構復雜,難以生物降解
含難降解有機物:如芳香族化合物(苯、酚、硝基苯)、雜環(huán)化合物(吡啶、喹啉)、氯代有機物(氯苯、多氯聯(lián)苯)、合成染料、農藥等。這些物質分子結構穩(wěn)定,環(huán)狀或共軛體系難以被微生物酶系統(tǒng)打開。
生物惰性:部分有機物(如腐殖質、長鏈烷烴、某些高分子聚合物)本身不易被微生物利用,降解速率極慢。
3. 含有毒性物質,抑制微生物活性
抑制或殺死微生物:廢水中常含有重金屬(如Cr??、Hg²?、Cu²?)、氰化物、硫化物、高濃度鹽分(如NaCl)、氨氮或特定有機毒物(如抗生素、酚類),這些物質會破壞微生物細胞結構或抑制其酶活性。
影響污泥沉降性:毒性物質可導致污泥解體、絲狀菌過度生長,造成污泥膨脹,影響固液分離。
4. 水質波動大,沖擊負荷高
成分不穩(wěn)定:工業(yè)廢水(如化工、制藥)往往隨生產批次變化,水質波動劇烈,pH、溫度、有機物種類和濃度頻繁變化。
沖擊負荷:短時間內高濃度廢水進入處理系統(tǒng),易導致微生物失活,系統(tǒng)崩潰。
5. 營養(yǎng)比例失衡
C:N:P比例失調:高COD廢水常缺乏氮、磷等營養(yǎng)元素,或氮磷比例不適宜,影響微生物生長繁殖,降低處理效率。
高鹽分抑制:某些工業(yè)廢水含鹽量高(如腌制廢水、海水冷卻廢水),造成滲透壓過高,抑制微生物代謝。
6. 處理工藝復雜,成本高
需多級處理:單一處理工藝(如生化法)難以達標,必須采用“預處理 + 生化 + 深度處理”的組合工藝。
預處理:常用高級氧化(Fenton、臭氧、光催化)、微電解、混凝沉淀等,將大分子有機物斷鏈、開環(huán),提高可生化性(BOD?/COD比值)。
深度處理:如活性炭吸附、膜分離(RO、NF)、電化學氧化等,用于進一步去除殘留有機物。
運行成本高:高級氧化藥劑(如H?O?、臭氧)、膜更換、污泥處置等費用高昂。
7. 副產物與二次污染風險
高級氧化產生中間產物:部分氧化過程可能生成毒性更強的中間體(如醛類、小分子酸)。
污泥產量大:高濃度有機物處理過程中產生大量剩余污泥,屬于危險廢物,處置困難且成本高。
高有機物/COD廢水難處理的核心在于:
“三高一復雜”:高濃度、高毒性、高鹽分、成分復雜,導致生物處理受限、工藝鏈長、運行成本高。
因此,處理此類廢水需:
源頭控制:優(yōu)化生產工藝,減少污染物產生。
分類收集:避免不同性質廢水混合,降低處理難度。
科學預處理:提高可生化性。
組合工藝:采用“物化 + 生化 + 深度處理”集成技術。
智能化運行:實時監(jiān)控水質,優(yōu)化運行參數。
只有綜合施策,才能實現高COD廢水的高效、穩(wěn)定、經濟處理。
