薛咏立
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摘要：危险废物处置中心废水成分复杂、污染物浓度高且含有毒性，属典型的高浓度、有毒、难降解的有机废水。由于废水中有毒/难降解有机物对生物处理具有抑制作用，简单的生物处理技术手段往往难以使其达标排放，因此，一般采用预处理与生物处理相结合的处理工艺。
关键词：危险废物；废水处理；研究
1 材料与方法
1.1 实验仪器与试剂
X射线衍射仪（X'Pert Powder),p H酸度计（p H-110），电子扫描显微镜及配套X射线能谱仪（SIGMA 300），电子天平（TP-116），原位漫反射傅立叶变换红外光谱仪（Nicolet i S50），分光光度计（724型），磁力搅拌器（CJJ78-1），氛灯稳流电源（PLS-SXE300/300UV），加热炉（DK-98-11）。
1.2 制定实验试剂配方（见表1)
表1 制定的试剂配方
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1.3 分析进水水质及特点
危险废物处置中心内主要含有的废水主要包括酸性废水、生产过程废水、清洗废水以及高温蒸煮废水等。综合多种废水来源可知，废水来源于多个危险加工工序，废水中含有多种碱性物质，并且内部含有浓度较高的盐，其可生化性能较差，如果不进行处理，会对生产工艺系统设备用水产生不可挽回的影响。并且会腐蚀机械设备，影响正常的工业生产，引发一定的安全事故。使用实验准备的各种仪器，测量得到废水中的有机物含量在100～200mg/L之间，BOD5的含量在80～100mg/L。针对废水中的沉淀物来讲，废水中主要的危险废水为CODcr、SS、NH3-N，根据测定的p H数值显示，废水中的p H数值变化区间在2.1～6.4之间。结合不同来源的化工用水，制定不同的处理工艺。
1.4 制定废水处理工序
针对危险废物处理中心产生的废水，从产物的化学及物理反应原理，制定为物理化学处理工艺，该工艺在处理废水时，反应容器内放入实验配置的试剂配方，在外接电流的作用下，控制阳极置换有机物中的电子，在氧化作用下，控制金属离子氧化形成可直接处理的固体物。或是在电解质的作用下，将氯碱性的有机物在电极放电过程中被去除，直接氧化形成另外一部分的游离物，去除废水中含有的有机物。
在废水内存在一种分散系，在模拟的废水中主要为氯碱综合废水，故采用混凝沉淀法除去废水中尺寸在1.1nm～0.1μm的胶体，并在处理过程中投入凝胶剂控制废水中的胶体，实现废水中胶体的脱稳。或是在废水中加入正电荷的物质，通过与废水中胶体表面电荷之间的作用，构建一个胶体的聚沉作用，从而达到去除废水中的悬浮物的目的。
危险废物处置中心中存在大量难降解的物质，为了处理该部分的物质，重塑废水的可生化性能，首先利用水解过程处理废水中含有的有机大分子。然后添加固定酶，在废水内部构建一个生物催化过程。将废水中含有的有机大分子通过水解过程转化为可溶性的小分子后，在反应容器中加入大量的微生物发酵处理，将有机小分子转化形成大量的有机酸，降低废水中的p H数值。p H数值降低后，酸化处理后的醇、醛等物质被转换为乙酸盐，并产生部分的CO2、H2气体，废水中氨态氮浓度逐渐增加，反应一段时间后，反应一阶段后产生的二氧化碳和氢气与废水中的甲醇发生反应，转换形成甲烷和二氧化碳，也就将有机酸转化形成可利用的沼气。在上述设定的工序下，测量并分析废水处理工序产生的处理效果。
2 结果及分析
2.1 废水p H数值的影响
在上述准备的实验试剂配方下，将废水处理过程中对p H数值的影响划分为初始处理阶段、反应过程阶段以及生物处理阶段三个阶段，在初始处理阶段废水设备管道口存在一定的腐蚀性。在反应过程中，废水产生了大量的反应物沉淀。在生物处理阶段，影响了废水中部分微生物的活性，定义三个反应阶段的水质抽样在相同的时间周期内测量p H数值，实际的p H数值的变化见表2。
表2 废水内的p H数值变化
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根据表2所示后的p H数值可知：在运用废水处理工艺后在三个反应阶段，废水中的p H数值均能够产生一定的上升，并且将废水的p H数值保持在8左右，工艺处理对废水的p H数值调节，具有一定的成效。
2.2 危险物去除效果
危险废物处理中心内废水中主要的危险成分为CODcr以及SS，通过上述调节可知：反应池内废水的p H数值在8左右，在废水处理后，通过对比两者进水与出水时废物的浓度，作为最终废水危险物的去除效果见表3。
表3 废水进出水浓度数值
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由表3所示的废水进出水浓度数值结果可知：在废水处理工艺的处理下，三种反应阶段均表现出了较好的废物处理效果，在进水阶段SS浓度均在200 mg/L以上，在废水处理工艺使用后，浓度平均数值在110 mg/L左右，实际的处理效果较佳。在进水口处CODcr的浓度数值在250mg/L以上，废水处理工艺处理后，其浓度数值下降到了16mg/L左右。综合上述结果可知，在使用废水处理工艺使用后，废水的治理效果较佳。
3 深度处理工艺
焦化废水深度处理工艺主要有混凝沉淀、膜生物反应(MBR)、臭氧催化氧化、芬顿氧化等。
混凝沉淀作为焦化废水生化处理的后续处理工艺，可进一步去除COD、氰化物、总悬浮物。卢建杭等的研究表明，焦化废水中有机物的混凝去除机理主要是络合沉降和絮体吸附。混凝沉淀单独作为生化后的深度处理工艺，对有机物的去除效率有限，一般仅为20%～30%,同时加药量较大，处理成本高，因此可以作为吸附、臭氧化、电化学处理的预处理工艺，通过减少水中的固溶体(SS)和有机物，确保后续处理工艺的低耗、高效运行。
MBR工艺在生化池后增加了膜过滤单元，一方面能极大降低出水悬浮物，从而降低非溶解性有机物，另一方面可提高生化池污泥浓度从而提高生化效果。但实际工程中单独采用MBR处理焦化废水的效果并不理想。这是因为焦化废水经过水停留时间(HRT)长达数十至上百小时的生化处理后，出水中可生物降解的有机物浓度很低，可生化性很差，也需要在前端增加高级氧化工艺；同时膜易受焦化废水的污染，膜通量随运行时间延长而下降。
臭氧催化氧化和芬顿(Fenton)氧化作为高级氧化工艺，近几年在焦化废水深度处理工艺中应用较多。芬顿氧化主要通过投加过氧化氢和Fe盐，通过芬顿作用产生[HO·]对有机物进行氧化，在实验室理想条件下对有机物的去除效率较高。但在实际工程应用中，Fenton氧化处理工艺的过氧化氢( H2O2 ) 、Fe 盐投加量不易控制，难以满足焦化废水水质的波动影响，而且反应体系中引入盐类会使废水中总溶解固体( TDS) 含量增加30%～40%,且产生大量危废污泥，增加末端污泥的处理处置费用。臭氧催化氧化工艺在单独臭氧氧化的基础上增加催化剂，从而产生[HO·]，提高对有机物的去除效率。该工艺流程和操作简单，不产生废水的TDS,不产生污泥。因此项目考虑采用臭氧催化氧化工艺，同时考虑到因投加臭氧量有限，经臭氧催化氧化后生成的小分子有机物难以被彻底氧化，因此在臭氧催化氧化后增加深度A/O池作为补充。
4 总结
危险废物处置中心中的废水有着很大的破坏作用，如果不对其进行处理，会对环境产生不可逆转的破坏。为此，设计一种废水处理工艺，处理危险性废水，保证生态环境安全非常重要。
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