高有机物/COD(化学需氧量)废水之所以难以处理,主要是由于其污染物浓度高、成分复杂、毒性大以及对生物处理系统的抑制作用等多重因素共同导致的。以下是具体原因分析:
1. 污染物浓度高,超出生物处理能力
COD值极高:高有机物废水的COD可达数千甚至上万 mg/L(如制药、化工、食品加工废水),远超常规生物处理系统(如活性污泥法)的承受能力。
微生物负荷过重:高浓度有机物会迅速消耗水体中的溶解氧(DO),导致系统缺氧或厌氧,抑制好氧微生物的正常代谢,甚至造成“污泥中毒”或“污泥膨胀”。
2. 有机物结构复杂,难以生物降解
含难降解有机物:如芳香族化合物(苯、酚、硝基苯)、杂环化合物(吡啶、喹啉)、氯代有机物(氯苯、多氯联苯)、合成染料、农药等。这些物质分子结构稳定,环状或共轭体系难以被微生物酶系统打开。
生物惰性:部分有机物(如腐殖质、长链烷烃、某些高分子聚合物)本身不易被微生物利用,降解速率极慢。
3. 含有毒性物质,抑制微生物活性
抑制或杀死微生物:废水中常含有重金属(如Cr⁶⁺、Hg²⁺、Cu²⁺)、氰化物、硫化物、高浓度盐分(如NaCl)、氨氮或特定有机毒物(如抗生素、酚类),这些物质会破坏微生物细胞结构或抑制其酶活性。
影响污泥沉降性:毒性物质可导致污泥解体、丝状菌过度生长,造成污泥膨胀,影响固液分离。
4. 水质波动大,冲击负荷高
成分不稳定:工业废水(如化工、制药)往往随生产批次变化,水质波动剧烈,pH、温度、有机物种类和浓度频繁变化。
冲击负荷:短时间内高浓度废水进入处理系统,易导致微生物失活,系统崩溃。
5. 营养比例失衡
C:N:P比例失调:高COD废水常缺乏氮、磷等营养元素,或氮磷比例不适宜,影响微生物生长繁殖,降低处理效率。
高盐分抑制:某些工业废水含盐量高(如腌制废水、海水冷却废水),造成渗透压过高,抑制微生物代谢。
6. 处理工艺复杂,成本高
需多级处理:单一处理工艺(如生化法)难以达标,必须采用“预处理 + 生化 + 深度处理”的组合工艺。
预处理:常用高级氧化(Fenton、臭氧、光催化)、微电解、混凝沉淀等,将大分子有机物断链、开环,提高可生化性(BOD₅/COD比值)。
深度处理:如活性炭吸附、膜分离(RO、NF)、电化学氧化等,用于进一步去除残留有机物。
运行成本高:高级氧化药剂(如H₂O₂、臭氧)、膜更换、污泥处置等费用高昂。
7. 副产物与二次污染风险
高级氧化产生中间产物:部分氧化过程可能生成毒性更强的中间体(如醛类、小分子酸)。
污泥产量大:高浓度有机物处理过程中产生大量剩余污泥,属于危险废物,处置困难且成本高。
高有机物/COD废水难处理的核心在于:
“三高一复杂”:高浓度、高毒性、高盐分、成分复杂,导致生物处理受限、工艺链长、运行成本高。
因此,处理此类废水需:
源头控制:优化生产工艺,减少污染物产生。
分类收集:避免不同性质废水混合,降低处理难度。
科学预处理:提高可生化性。
组合工艺:采用“物化 + 生化 + 深度处理”集成技术。
智能化运行:实时监控水质,优化运行参数。
只有综合施策,才能实现高COD废水的高效、稳定、经济处理。
