工业废水中COD去除的试验研究

1李时龙 ,2,罗荣昌

2广东工业大学 -轻工化工学院  广东广州  511400

摘要：随着社会和经济的持续发展，生活质量得到了进一步的改善。工业污水具有高度的污染，其组成成分较为复杂，导致癌症和致畸的重要原因所在。目前，污水的排放与治理已成为社会各界普遍关心的问题。COD是反映水体是否受到污染的一个重要指标，COD值越高，说明污染程度越高。因此，对污水处理 COD的研究具有重要的现实意义。对工业废水COD的处理进行了调查和总结，并对 COD的处理试验进行了分析和讨论[1]。

关键词：工业废水；COD；活性污泥

引言

目前，我国的水资源环境受到了严重的影响，而由于工业污水的处理方式不当，对水资源造成的环境污染也是一个不容忽视的问题。化学需氧量（COD）是一种常用的水污染监测方法，它是通过化学方法，在一定的条件下，通过化学方法来测量水中有机物中的还原性物质所消耗的氧化质。目前，我国的工业废水治理存在以下问题：工业化生产工艺的多元化，使得废水的组成更加复杂；工业废水是一种非常复杂的废水，其废水主要有酸性、碱性、酚、油、醛、放射性元素、重金属等。水资源的污染防治是当前生态环境保护工作中的一个重要内容，今后污水处理技术的研究将走向“绿色化学”和“生化”。要想达到“以废治废”，必须尽快提高污水处理的质量。

一、化学需氧量的原理

采用强氧化剂对不同种类的有机物进行处理，不仅会使水质的利用率下降，而且会对水中的氧产生一定的损耗。在此期间，所需的氧称为 COD。这是一个与水资源污染水平成正比的指标。这意味着，随着 COD的增加，污染程度会越来越严重。COD的测定结果受氧化剂与还原剂组分的不同而不同。所以，应从实际污染状况和测定对象出发，谨慎地选用氧化剂。目前常用的有高锰酸钾与双氧水两种氧化剂。它们的结构组成有很大差别，因此在实际应用中也有各自的优点。

二、工业废水中COD处理方法

目前，针对工业废水 COD的处理技术有：多效蒸发结晶工艺、生物法、 SBR法、 MBR法、电解法、药剂反应法等等[2]。

2.1多效蒸发结晶工艺

处理废水的时候，将含盐废水送入低温多效浓缩结晶设备，经3-6次蒸发、凝结、结晶，再将其分解成脱水剂，以及浓缩废渣晶浆；通过对无机盐和有机物质的结晶分离，经燃烧后得到无机盐的残渣；对不能结晶的浓缩有机废水，可以采用鼓式蒸发器，将其转化为固体废物，焚化进行处理。低温多效蒸发浓缩结晶工艺，可用于化工产品的浓缩、结晶，从而节省了蒸汽的需求，并能充分利用二次蒸汽的热，从而减少了生产费用，增加了经济效益。

2.2生物法

生物处理作为污水处理技术中应用最为广泛的一种，其应用范围广，适应性强，经济高效，无害。目前，生物处理方法主要有两种，一是常规的活性污泥法，二是生物接触氧化法。

2.2.1活性污泥法

活性污泥法是应用最多的污水的好氧生物处理工艺。该方法可以将废水中溶解的、胶态的、可生物化学的、能被其吸附的悬浮物等除去，还能除去一些磷、氮。活性污泥法具有很高的脱除率，特别适合处理水质较稳定、水质较好的污水。但不能很好地适应水质的改变，无法充分地利用供氧；空气供给在池水中均匀分布，导致前段氧不足，后段氧过量；通风系统体积大，占用空间较大。

2.2.2接触氧化的方法

生物接触氧化其实是一种以生物膜为载体，通过在固体物体上附着的微生物来处理有机废水。生物接触氧化工艺是一种浸渍式生物膜工艺，它是一种集生物过滤与曝气池于一体的有机结合而成的新型工艺。

2.3 SBR法

SBR是一种连续生产的废水处理工艺，它是一种连续运行的污水处理技术。SBR工艺分为五个步骤：流入→反应→沉淀→排放→闲置。废水按顺序间歇地在反应器内进行。SBR工艺具有工艺简便、占地少等优点。

2.4 MBR工艺

MBR是一种新的废水处理技术，将 MBR膜装置放置在曝气池内，再经好氧曝气和生化处理，再用水泵将其过滤，然后再用滤膜进行过滤。MBR工艺具有体积小、设备简单、体积小的特点；出水质量好，稳定性好，有机物的脱除效果好；减少了剩余污泥的产出，减少了生产费用；能脱除NH3-N和难降解的有机物质；容易从传统的生产过程中进行改装。然而，由于膜成本较高，使得其投资较大；膜污染易产生，对运行和管理造成了一定的影响。

2.5电解工艺

在高含盐条件下，它具有良好导电的性能，可以应用于高盐浓度的工业废水中。高含盐废水经电解处理后，会发生一系列的氧化还原反应，生成不可溶物，经沉淀处理，或直接形成无害的气体，从而降低 COD值。在电解法中，电解氯化钠时，会产生氯气，会与溶液中的氯离子发生二次反应，形成氯酸盐与次氯酸盐。在这些因素的作用之下，可以有效地降解水中的有机物。电化学原理的限制，能源消耗大，电解技术对高浓度废水的处理仍在探索中。

2.6 药剂反应法

药剂是由硫酸亚铁和双氧水组成，硫酸亚铁和双氧水都是用来处理废水的，其中硫酸亚铁是还原剂、混凝剂，而双氧水则是一种很强的氧化剂。Fe

2+在硫酸亚铁中与氧化氢发生强烈的氧化作用，生成了羟基。两者相结合，形成了一种新型的强氧化工艺。首先，要确定投加硫酸亚铁和双氧水的先后次序，并按照污水的特性，推算出药剂的投加量，比如：体系中，氧化性物质越多，硫酸亚铁浓度越高，而还原性物质越多，双氧水的浓度就会增加。按照COD的氧化程度为200 ppm计算，通常，按质量浓度H2O2：COD=1:1，以Fe2+:H2O2=1:3的比例进行计算。根据 COD的用量，H2O2: COD的质量浓度为1:1，可以首先确定所需的氧化氢的量，再用硫酸亚铁与氧化氢的体积比例为3:1。也就是说，Fe2+和H2O2的摩尔浓度是1:3。药剂的加入与水中的杂质有着很大的关系，因此的加入比例和浓度都要看具体的情况。该工艺可单独或与其它工艺联合使用，例如：混凝沉淀、活性炭法、生物处理法等。

三、活性污泥对工业污水COD处理效率产生的影响

3.1选用试验的材料

在进行试验时，需要使用 COD测速仪、电动搅拌机、烧杯、取样筒等。

3.2试验测量和水源的选取

在此项试验中，选取的废水样本均为 A化工厂废水处理厂。在 COD检测中，采用了速度计和 SS法，从这两个方面进行了质量检测。采用旋流式沉淀池的进水法，在配制过程中，以泥浆和水混料为主。搅拌好后，进行通风。经过一段时间的吸附，再进行沉淀，最终精确地检测出清水中 COD[3]。

3.3试验结果与数据分析

试验中，活性污泥对 COD的吸附作用主要表现在活性污泥上，氧化性物质多的情况下除COD，投加硫酸亚铁的比例大一些，还原性物质多的情况下，双氧水多投加一些。本试验的主要内容为：采用水体中的微生物进行吸附，再采用投加使用硫酸亚铁和双氧水药剂的方法去除 COD。由于其浓度对 COD的去除有较大的影响，因此，在试验中应着重考虑残余污泥的添加。因此，当需要添加浓度不一样的泥浆时，应先进行曝气，15分钟后，30分钟后再进行沉淀，最终测定出水中 COD。通过试验，可以看出，污泥与水的接触时间对其吸附性能有很大的影响。一般来说，25分钟是一个极限，25分钟内，吸收效果会大幅度增强，但一旦超过25分钟，就会越来越弱。其根源在于曝气时间过长，使污泥产生絮化。由于 COD浓度持续升高，污泥与污水的接触时间延长， COD就会被释放。试验结果显示，在25分钟之内，污泥与水的接触是最好的。

通过试验，可以看出，在处理工业废水 COD时，在按一定比例加入硫酸亚铁和双氧水的基础上，可以加入一种具有生物活性的生物降解细菌。在此条件下，污泥的吸附率约为14%。在相同的处理条件下，将高效 COD降解细菌加入到传统的污泥体系中，能减少滞留时间，提高污水处理的含水量。试验数据表明，在相同的实验条件下，加入一定数量的 COD降解菌株，可以减少停留时间，提高整个机体的处理水量。在加入量达到20%后，常规活性污泥的吸附量会逐渐降低，整体降低约6%。在加入超高效 COD降解细菌后，试验组脱色率仅降低3%。所以，加入 COD能有效地降解 COD，提高整个体系的抗冲击能力。在进行试验时，应严格控制 COD降解菌的投加量。在控制组和试验组试验中，应谨慎地选用有效的 COD降解菌，保证加入有效的 COD降解菌，从而提高其工作效率。为了使试验数据更精确，为工业发展提供了有力的支撑。

四、结束语

总之，在目前的环境条件下，加强污水的监测，能够推动污水治理的进一步发展。污水经处理后，既能水质得以改善，又能达到相关排放的要求。在污水的检测与治理中，应采用新的方法和技术。应引入更先进的污水监测技术，以保证各项工作的顺利进行。在此基础上，开发节能环保技术，以改善废水处理的效果，从而为中国的工业生产与发展提供有力的支撑，同时也为相关企业创造了更大的经济效益。

参考文献

[1]郭鸣. 钛型混凝剂对工业废水中Pb、As及COD的削减研究[D].河北工程大学,2020.

[2]孙志洪.催化氧化芬顿法在皮革废水中COD深度处理的实践[J].皮革制作与环保科技,2020,1(03):33-37.

[3]许哲峰,宋夫夫.工业废水中COD测定方法的对比[J].内蒙古石油化工,2019,45(05):31-34.