高濃度難降解有機廢水處理技術研究現狀

丁愷 周莉 朱宣

（南京中材水務股份有限公司 江蘇南京 210012）

引言

目前，治理高濃度難降解有機廢水水污染已經成為當前全球水資源可持續利用和國民經濟可持續發展的重要戰略目標[1]。現在隨著科技的發展，環境污水的種類以及排放量越來越多，成分更加復雜多變，含有許多難降解的有機物，對環境和人類健康具有巨大的危害[2]，其中有些有機物具有致癌、致畸等作用，導致各種遺傳病史[3]。近年處理高濃度難降解有機廢水技術已經取得了一定的進展，國內外的處理方法主要有氧化法、物化法和生物法等。

1 氧化技術

氧化技術被廣泛應用于高濃度難降解有機廢水的處理中，現代氧化技術主要包括濕式催化氧化法、電化學氧化法以及兩種或兩種以上氧化技術聯合等手段進行處理廢水的技術[4]。

1.1 濕式催化氧化

濕式氧化主要是對高濃度難降解有機物廢水進行預處理的一種方法。其主要原理是在高溫加壓條件下將氧氣變為具有強氧化性的氧化劑將水中的有機物充分氧化，使高分子有機物分解為低分子化合物，或徹底氧化分解成CO2和水[5]。

濕式氧化具有二次污染低、適用范圍廣、可回收能量和有用物料、處理效率高、裝置小等優點，可以應用于工業廢水的治理中。缺點是該方法需要較高的溫度和壓力，因此需要耐高溫高壓、耐腐蝕的設備[6]。

1.2 電化學催化氧化

電化學氧化法基本原理是使有機污染物在電極上發生氧化還原反應，反應降解為二氧化碳和水的主要作用分為兩種，一種是有機物直接被電極，另外一種為電極首先與水作用生產具有強氧化性的羥基自由基，隨后羥基自由基與有機污染物反應，達到降解的目的。研究表明電化學法處理有機污染物效果較好，可以對難生物消化的有機污染物進行預處理，將其轉化為可生物降解的有機污染物后進行自降解[7]。

該方法發生在水中，不需要另加催化劑，能有效避免二次污染，具有處理效率高、操作方便、條件溫和等優點，同時還有凝聚、殺菌等作用。

2 物化法

常用的物理化學技術主要包括吸附法、膜處理技術等。

2.1 吸附法

根據吸附的主要原理可將其分為物理吸附和化學吸附。物理吸附石通過分子間作用力進行吸附，化學吸附是通過電子轉移形成化學鍵或形成配位化合物的方式進行吸附[8]。影響吸附效果的因素較多，其中常見的主要包括溫度、吸附劑結構、吸附劑用量以及污染物性質等，生產應用的常用吸附劑包括活性炭、樹脂、高分子吸附劑、活性炭纖維等。吸附法的優點是占地面積小、處理效果好、成本少，不會造成二次污染，但由于吸附劑的吸附容量是有限，再生能力弱，這些因素限制了該方法的實際應用[9]。

2.2 膜分離技術

膜分離技術主要指通過借助膜的選擇作用，在外界能量作用下對污水中的溶質和溶劑進行分離的技術手段，與常規分離方法相比，膜分離過程具有不污染環境，能耗低，效率高，工藝簡單等優點[10]。膜分離技術主要包括超濾(UF)、納濾(NF)、反滲透(RO)和電滲析(electrodialysic)等[11]。

已有的研究表明采用殼聚糖超濾膜處理印染廢水能取得較好的處理效果，喻勝飛等人[12]制備了用活性炭填充共混的改性殼聚糖超濾膜，研究表明所制得的殼聚糖活性炭共混超濾膜具有良好的分離脫色效果和良好的滲透性，能應用于染料污水處理中去，處理效果顯著，降低率大90%以上[13]。

3 生物法

高濃度難降解有機廢水的生物處理技術研究已經取得較好的成果，有缺氧反硝化技術、厭氧水解酸化預處理技術等。

3.1 缺氧反硝化技術

缺氧反硝化技術是指在缺氧的條件下提供一定濃度的氮源給反硝化菌吸收，提高反硝化菌的降解效率的方法。與好氧條件相比，缺氧條件下污水的降解速率上升，C/N比對缺氧反硝化的降解效果有很大影響。只有適宜的C/N比，才能得到較好的效果。有研究運用缺氧反硝化技術處理焦化廢水中的難降解有機物，結果表明焦化廢水中含有的大量有毒難降解有機物在經過缺氧反硝化技術處理后幾乎完全被降解，得到較好的效果。

3.2 厭氧水解酸化預處理技術

研究表明厭氧水解酸化預處理技術在處理含高濃度難降解有機物的廢水中的應用廣泛。它能將難降解的大分子有機物轉化為易降解的小分子有機物，同時經預處理后水質穩定，改善廢水的可生化性。有研究通過厭氧酸化預處理技術對焦化廢水進行預處理，結果表明焦化廢水中大部分的難降解有機物可被生物利用，提高了廢水的可生化性。

結語

水資源決定著人類生存和發展的連續性，綠色化學為水處理工程提供了新的思路，持續穩定地進行原子性經濟設計和加工，擺脫傳統工藝的思維模式，對現有水處理行業的方法進行研究，以便實現資源利用和持續發展的和諧統一。以上所有的技術都不是孤立的，只有在不斷實踐過程中將它們有機地結合起來，使其協同作用，才能達到更佳的效果。