图3 AOHO工艺的污染物自净化作用

针对污染物的去除，可以演绎出多种多样的工艺。如，曝气生物滤池、传统活性污泥、缺氧—好氧活性污泥、厌氧氨氧化与自养反硝化耦合等生物脱氮工艺；厌氧产甲烷、生物吸附、好氧氧化等生物除碳工艺；AAO生物脱氮除磷工艺；AAO氧化沟工艺；OHO生物流化床工艺；FS-DADAS工艺；溶气气浮或混凝沉淀物化工艺。针对难降解有机物或生物处理残余有机物，可以选用的化学原理包括：酸碱中和、萃取蒸馏、Fenton氧化、光催化氧化、臭氧氧化、电化学氧化等方法工艺。因此，依据不同的水溶液性质和控制目标进行自如的工艺选择与调控是未来水处理工业的原则基础。

3. 过程约束

水污染控制技术应该是在追求清洁生产的前提条件下，以有限的时间空间要求，把低能耗、低物耗、去除关键污染物作为并行目标，同时要求产生低二次污染的稳定生产过程。对此，我们提出“安、稳、长、满、优”的设计目标，也就是，在科学引导下的废水处理工程技术应当追求安全、稳定、长效、满负荷以及优化的综合运行目标。将目标反馈到水处理过程的定义，所谓的过程约束需要先进的科技作为支撑，以工程实践作为手段，以符合实际的优化作为管理，相得益彰，互相推进。

对于实际案例，我们需要结合项目的地理位置、气候特征、行业特点、文化背景，加强针对性技术的选择与综合因素考虑的设计，以统计信息、数据权重、敏感效应、极限变化等因素建立模型，辅以经济要素(工程投资、运行费用)、生态效益、社会影响等的考虑，使选择的工艺原理趋于最优化的水平。对此，通常是基于专家对建议指标的多标准决策(MCDM)方法，如生命周期评估(LCA)、层次分析法(AHP)和模糊—德尔菲法等，可以是单独或组合使用的方法来制定科学的管理手段和政策措施。

归纳起来，废水溶液性质决定了工艺原理的组合与选择，针对特定的废水，识别其主要的水质特征，之后根据特征选择合适的物理、化学、生物以及组合的原理作为工艺基础，然后根据操作条件制定低能耗与低物耗的工艺路线，结合目标控制能够在过程中不断优化和完善运行管理的条件，最终实现尊重废水性质变化规律的集成工艺目标。

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难降解工业废水

1. 溶液性质与关键污染物

以焦化废水为例，焦化废水属于典型的难降解工业废水，其特征可以综合描述如下：废水毒性大，表现为复合毒性效应；污染物浓度高，内含能大，可降解性差；废水成分复杂，多相多元素物种共存；高C/N比，富氮富硫与缺磷；高盐分与高色度。国家标准GB—2012中，焦化废水的控制指标为14项，分别是pH、SS、BOD、COD、挥发酚、氰化物、氨氮、硫化物、油分、总氮、总磷、苯系物、苯并吡、多环芳烃，并没有涉及色度和盐分，也没有把普遍出现的硫氰化物和氟化物包含进来，还缺乏毒理学指标，很少人思考关键污染物和难降解有机物的化学组成，特别是元素的结合规律。焦化废水原水主要来源于蒸氨工段，由于废水呈弱碱性，其中含有较高浓度的硫离子和氨分子，向心离子以沉淀的形式被储存在油分离的浓缩相中，所以，进入废水处理系统的重金属离子浓度不高。可能带来风险的重金属如汞、砷、铜等，汞以单质的形式、砷以含氧基团的形式、铜以氨络合的形式，被分配在废水中。有机物特别是难降解有机物，以离心元素如C、O、H、N等结合为主，如多环芳烃与多溴联苯醚(PBDEs)等，在催化氧化工艺中，需要铁、锰、钴、镍、钛等矿物元素的反离心作用。据我们分析，焦化废水中的污染物由70余个元素及其化合物构成，是迄今发现的组成最为复杂的废水之一，原因是该种废水由以万年为单位的地下矿产成因，吸附水和化学结合水在900 ℃左右的高温干馏过程中形成，加上矿物元素的丰富性，结合高温催化作用，煤中各种元素之间实现了部分裂解和重新聚并，造成了焦化废水组成的多样性，构成了煤化工过程具有共性的特征。炼焦工艺包括高温干馏、蒸酚脱氨、粗苯分离、煤气清洗、硫酸生产等工段的贡献，构造了焦化废水的前述特征。其中的关键污染物，以浓度贡献划分，对COD的赋值作用大小为：酚类、硫氰化物、苯系物、硫化物、杂环芳烃、油分、氰化物、多环芳烃等；按照急性毒性贡献大小顺序为：氰化物、硫氰化物、硫化物、苯酚、氨氮、芳烃类化合物等。如果考虑其他毒性，芳烃类化合物可能置前，目前较少涉及重金属方面的评价。根据国家政策要求，焦化废水的处理要以实现零排放为目标，并且盐分以及残余有机物的处理也成为关键污染物。针对不同行业废水，在选择处理工艺之前，调查研究废水溶液性质，评价环境影响因素，识别出关键污染物，从化合物、共存组分、溶液性质等方面研究热力学可行性与动力学规律，成为污染控制的科学依据。

文章来源：《化学反应工程与工艺》 网址: http://www.hxfygcygy.cn/zonghexinwen/2022/0107/524.html

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