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高BOD废水(BOD5≥1000 mg/L)几乎伴随所有“高有机负荷”行业,来源可粗分为三类:一是以动植物蛋白、脂肪、多糖为生产原料的食品、屠宰、酿造、乳制品、淀粉加工;二是以化学合成、发酵、提取为主的制药、农药、染料、树脂、乳胶、塑料软包装印刷;三是含乳化油、脱脂液、表面活性剂的机械加工、冶金冷轧、汽车零部件清洗。三类废水共同特点为:①可被微生物快速利用的溶解性有机物占比高,B/C 普遍>0.4,耗氧速率快;②氮磷伴随丰富,易引发受纳水体“先臭后藻”的次生污染;③水质水量波动大,早晚班或换料冲洗时瞬时峰值可达日均值3~5倍;④温度、pH、盐分、难降解添加剂(如杀菌剂、抗氧化剂)经常同时出现,对生物系统造成协同冲击。危害集中体现在:水体缺氧黑臭、底泥酸化、鱼类窒息死亡,若直排市政管网则极易引发公共污水处理厂生化系统崩溃,导致大面积超标事件。
处理难点可概括为“三高一低一复杂”:有机负荷高、氮磷高、盐分高;缓冲能力低;成分复杂且含一定量毒性与表面活性剂。传统单一生化工艺常出现“曝气池泡沫盖顶、SV30沉降困难、出水COD反弹”三大症状。针对性解决思路是“先减负毒、再稳生化、后深度净化”:①物化预处理以“隔油-气浮-微电解/Fenton”为主,快速去除油脂、乳化剂并打断长链难降解结构,把B/C从0.2~0.3提至0.4~0.6,同时削减30 %以上COD负荷;②生化段采用“厌氧颗粒污泥+好氧MBBR”或“两级AO+后置反硝化”组合,通过提高污泥浓度(MLSS 8~12 g/L)、延长污泥龄(SRT 25~40 d)来强化碳氧化同步脱氮,厌氧段可产生0.35 m³沼气/kg COD,实现“以能定能”;③深度处理选用“臭氧-生物活性炭”或“MBR+RO”双膜法,既保障COD≤50 mg/L、BOD≤10 mg/L,又可将70 %以上出水回用于冷却或冲洗,实现“零排放”或“微排放”。
以下通过三个经典案例,从项目背景、工艺路线、核心装备优势、运行效果与综合效益五个方面进行文字化全景呈现,便于企业直接对标。
案例一:浙江某软包装龙头企业高BOD清洗废水“气浮+IC厌氧+AO-MBR”项目
背景:年产5000 t塑料薄膜,日排清洗水400 m³,COD 8000 mg/L、BOD 3200 mg/L、SS 1500 mg/L,含聚乙烯醇(PVA)、丙烯酸乳液、油墨,原有沉淀池频繁超标。
工艺路线:车间格栅→隔油调节池→CAF涡凹气浮(回收浮油)→IC内循环厌氧反应器(上升流速6 m/h,颗粒污泥浓度50 g/L)→低氧AO(缺氧HRT 8 h,好氧HRT 12 h)→外置式PVDF-MBR(通量18 L·m⁻²·h⁻¹)→臭氧催化氧化-生物活性炭保障段。
装备亮点:IC反应器高径比8:1,颗粒污泥呈“黑珍珠”状,容积负荷达18 kg COD·m⁻³·d⁻¹,较UASB占地节省45 %;MBR采用“间歇松弛抽吸+在线次氯酸钠反洗”,膜寿命由2年延长至4年;臭氧-BAC段利用厌氧剩余沼气发电后的低谷电制氧,臭氧电耗降低0.8 kWh·kg⁻¹ O₃。
运行效果:COD降至48 mg/L、BOD 7 mg/L、总氮<15 mg/L,稳定优于《污水排入城镇下水道水质标准》A级;沼气年产14万m³,折合标煤110 t,抵消全站30 %用电;水费+排污费年节省约120万元,污泥减量55 %(厌氧消化+MBR低产泥),实现“用能自平衡+出水中水回用60 %”,企业因此获评“浙江省绿色工厂”,在客户验厂评分中加分明显,直接带动欧美订单增长8 %。
案例二:山东某注塑制品公司高BOD乳化液废水“隔油+铁碳微电解+MBR+RO”零排放项目
背景:日排200 t,COD 1000~5000 mg/L,BOD 1200~3000 mg/L,含脂肪酸盐脱模剂、冷却油及少量丙烯腈,传统气浮+SBR出水COD 400 mg/L左右,无法回用。
工艺路线:旋液隔油池→铁碳微电解(Fe-C 3:1,曝气量0.8 m³·m⁻²·min⁻¹)→中和絮凝沉淀→CAF气浮→MBR(好氧池投加悬浮填料,填充率60 %)→RO(低压抗污染卷式膜,段间增压泵)。
装备亮点:铁碳微电解池采用“立体穿孔管+梯度布水”,pH 2.5~3.0原位生成·OH,COD去除45 %、B/C由0.25提至0.55,丙烯腈从8 mg/L降至<0.1 mg/L;MBR膜组件选用“内衬增强PVDF+脉冲曝气”,膜擦洗气量下降30 %;RO段浓水经“电渗析-蒸发结晶”产出硫酸钠副产品,外售给洗涤剂厂,年创收18万元。
运行效果:清水产率70 %,COD≤30 mg/L、电导率≤100 μS·cm⁻¹,直接回用于冷却循环与绿化冲洗;全厂实现“零排放”,每年节省新鲜水费、排污费合计约50万元;项目获评“山东省节水型企业”,在产能扩环评审批中享受“绿色通道”,新项目提前3个月投产,抢占市场先机。
案例三:江苏某抗生素原料药基地高BOD发酵废水“UASB+两级AO+臭氧-BAC”提标项目
背景:园区废水量6000 m³/d,COD 12000 mg/L、BOD 5000 mg/L、NH₃-N 300 mg/L,含残余头孢菌素、溶媒、硫酸盐,原有“水解+SBR”出水COD 300 mg/L左右,提标要求COD≤80 mg/L。
工艺路线:格栅-调节-混凝气浮→UASB(颗粒污泥,水温35 ℃)→前置反硝化两级AO(投加粉末活性炭形成PACT,污泥龄30 d)→臭氧催化氧化(填料为Mn-Ce/Al₂O₃)→生物活性炭滤池→紫外消毒。
装备亮点:UASB采用“脉冲配水+外循环稀释”,容积负荷12 kg COD·m⁻³·d⁻¹,沼气甲烷含量72 %,经脱硫-干燥后供锅炉掺烧,年节气煤2100 t;PACT系统利用活性炭吸附-生物再生耦合,抗头孢菌素生物毒性,COD容积负荷提高40 %;臭氧催化剂使用寿命5年,臭氧利用率由55 %提至82 %,吨水电耗0.7 kWh。
运行效果:最终出水COD 65 mg/L、BOD 9 mg/L、NH₃-N 3 mg/L,稳定达到《发酵类制药工业水污染物排放标准》表3特别限值;年回收沼气折合标煤2100 t,减碳1.1万t CO₂当量;废水处理成本由8.2元·t⁻¹降至5.4元·t⁻¹,年节省运行费用约600万元;园区凭此成功摘掉“省级挂牌督办”帽子,顺利扩产第三代头孢原料药,新增产值5亿元。
通过上述案例可以看出,高BOD废水虽来势汹汹,但只要“物化减负、高效生化、深度净化、资源回收”四环紧扣,就能把环保负担转化为能源与水资源优势,既守住法规红线,也为企业带来真金白银的经济回报与品牌溢价。
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