【水处理】尾水深度处理与中水回用

　　尾水一般包括生化尾水和物化尾水。其中生化尾水占尾水的绝大部分，通常指经过微生物处理后的出水，一般污染物浓度相对较低、水量稳定，是良好的第二水源，深度处理是满足废水排放的提标要求或实现中水回用的前提。而物化尾水，一般指经过氧化、沉淀、过滤、膜分离等物化方法处理后的出水，比如电镀行业、或表面处理行业含重金属、金属等废水、废酸的处理。这些行业的尾水往往是镍、总磷、氟等无机物超标。

 

　　关于生化尾水的案例

 

　　以焦化行业生化尾水为例

 

　　焦化废水成分复杂，通常含有大量酚类、杂环类、多环芳烃类等性质非常稳定的有机物，是典型的高污染、难降解工业废水焦化。此类废水经生化法处理后的出水，含有残余的有机物使COD和氨氮等水质指标仍达不到日益严格的环保要求。有机物除了生物代谢产生的小分子有机物外，还有些难降解的芳香环类、杂环类等有机物，包括含有双键、羟基、酰胺基和硝基等生色团的有机物，并且大多还含有-NH2、-OR、-OH等助色团，使焦化废水色度依然很高。因此，需要进一步深度处理。

 

　　以木薯酒精发酵行业生化尾水为例

 

　　木薯发酵生产酒精所产生的废水，主要含有糖分、蛋白质、维生素、残糖、短纤维和氨盐等，经过生化（微生物代谢）处理后，废水成分变得非常复杂。主要成分为含发色基团难生物降解的含氮有机物、水溶性小分子有机物、铵盐等。这些污染物是生化出水COD和色度的主要贡献者，其中含氮有机物，既产生COD，又引起高色度等问题，这些问题是生化尾水共性问题。

 

　　我司以吸附工艺为核心的生化尾水提标技术，是专门针对生化处理出水提标或回用需求而开发的特种吸附剂及其应用工艺。该吸附剂的孔结构、比表面积和功能基团，是根据生化尾水的共性问题进行人为调控设计的。相关技术团队带头人，曾供职于多家知名外企，负责废水深度处理与回用相关产品、技术和工艺的研发。相关技术已在国内多家大型钢铁、焦化企业得到工业化应用。目前，我司相关产品和技术，是基于之前相关技术的进一步升级，其性能更优、操作更简便、运行费用更低。

 

　　下表对主要废水深度治理方法进行了综合比较。

 

　　表1废水深度处理技术比较

技术	优缺点
芬顿氧化	1.产水中引入大量铁离子，出水色度不易控制，污泥量较大，污泥处理费高，整个系统运行费用较高。   2.设备维修维护成本高，特别是本项目气浮出水水质硬度比较高的情况下，使用芬顿氧化，设备结垢问题会比较严重。   3.比较难控制，因为双氧水与硫酸亚铁的最佳比例需要进行正交实验才可以得出，并且受到反应pH值、反映时间长短、搅拌混合程度的影响，所以比例很难控制。   4.芬顿处理腐蚀性大，如果水质波动，则污水处理参数修改繁琐，影响处理效率。
生化技术	1.生化尾水，是已经过微生物技术处理过的出水，其残留的有机物、色度等，都是微生物无法代谢的物质，一般BOC/COD较低，可生化性差，再进行后续生化处理，效率较低。   2.生化技术放大效应较大，调试周期长，影响处理效果的不确定因素较多。   3.占地大，整个系统投资大，运行效果不稳定，运行费用高。   生化系统产生的腐殖酸、胶体物质、微生物颗粒、微生物遗体，影响后续RO深度处理和水回用。
双膜法（超滤+反渗透）或三膜法（超滤+纳滤+反渗透）	1.可实现生化尾水达标排放或水回用，出水无色。但同时，产生大量高色度、高COD的浓水（浓水30-55%）。2.系统投资较大，纳滤、反渗透易被废水污染，膜元件更换成本高，整个系统运行费用高。
特种吸附技术	1.特种吸附剂具有很强的脱色性能，对有色有机物去除效率高，脱色同时去除COD等其他污染物，且不反色。   2.可实现生化尾水稳定达标排放，去除生化系统产生的大分子有机物，为后续RO膜中水回用提供保障。   系统占地小，投资低，运行稳定，操作简便，运行费用低。

　　关于物化尾水的案例

 

　　以电镀行业尾水为例：

 

　　电镀废水一般含有多种重金属离子，比如镍、铜、锌、铬等，而且其存在形态多样，有离子态，也有络合态。通常，该废水采用氧化破络、絮凝沉淀、重捕剂沉淀、膜分离等方法处理。其中，铜、锌、铬等经过处理后，可达标。而镍往往很难达标，一般处理出水能稳定在0.3mg/L已经非常不易，但仍然不能达到国家要求的≤0.1mg/L。这些少量存在的镍，主要是化学镍，一般的物化方法，包括常规的螯合吸附剂也很难有效。我司采用自主开发的特种深度除镍吸附剂，可实现镍的深度去除，包括总排水中少量离子态的镍，以及前面经过破络、重捕剂沉淀未处理掉的络合态镍，并且具有较高的浓缩比，机械强度好，使用损耗极小。在与同等数量级离子强度的其他二价或高价阳离子共存的情况下，可优先吸附镍离子，最大限度发挥吸附剂对镍的吸附容量，因此，再生周期较长，运行费用低，具有更高的性价比。此外，针对含氟、磷、氨氮、或总氮的尾水，我司也有相应的吸附剂，可实现相关污染物的深度处理，满足相关排放要求。

 

　　生化尾水深度处理工艺路线

图1 特种吸附深度处理生化尾水工艺

　　应用案例

　　案例1江苏某轻工厂生化尾水，因为生化尾水色度问题，无法纳管排放。处理要求：色度<80倍。处理前后水质情况如下表，与原氧化方案相比，处理费用节省一半。

　　表2原水与出水对比

	水量   （立方/天）	COD   （mg/L）	氨氮   （mg/L）	总氮   （mg/L）	色度
原水	7000	~500	~30	~100	~600
出水	7000	65	5	20	50

图2 原水（左）与最终出水（右）

案例2山东某焦化废水提标，处理要求：出水COD≤50 mg/L，色度＜50倍。处理前后水质情况如下表。

表3 原水与出水对比 

	COD   （mg/L）	pH	外观
原水	~300	8.2	棕黄色
出水	40	7.3	无色

图3 原水（左）与出水（右）

案例3江苏某电镀废水提标，处理要求：出水满足行业达标排放要求，处理前后水质情况如下表。

表4 原水与出水对比 

	COD   （mg/L）	总磷   （mg/L）	外观
原水	<240	<8	淡黄色
出水	<80	<1	无色透明

图4 原水（左）与出水（右）

案例4江苏某电镀企业生产废水，废水中主要包括镍、铜、铬、锌等，并且大多数重金属以络合态形式存在。客户通过破络、种捕剂沉淀等物化方法处理后，出水中的铜、铬、锌可以达到相关排放要求，但镍仍有0.8-2.0mg/L，需要提标处理以确保达标排放。

表5 处理前后

	水量（m3/d）	镍离子（mg/L）	外观
原水	3000	0.8-2	无色透明
出水	3000	<0.1	无色透明

案例5 山东某企业含氟尾水，原水中氟含量为1.4 mg/L左右，按照国家排放标准，要求处理至≤1 mg/L。

表6 处理前后

	水量（m3/d）	氟离子（mg/L）	外观
原水	8000-12000	~1.4	无色透明
出水	8000-12000	＜1.0	无色透明

项目现场