高浓度有机氰废水的可生化性及调控研究

本文通过广泛查阅国内外有关技术资料，针对高浓度有机氰废水难以生化处理的现实情况，详细分析了难生化处理的成因及存在的问题。在国内外首次全面研究了有机氰废水及主要污染物的生化特性，试验确定了主要污染物对产甲烷菌的50％抑制浓度，开创了主要有机氰废水的后化调控新技术，极大的改善了高浓度有机氰废水的生化特性，为有机氰废水的生化处理创造了有利条件。研究结果表明，丙烯腈生产一段急冷废水、二段急冷废水和腈纶生产工艺废水3种废水为难以生化降解的废水，其BOD_5／COD比值分别为0.15、0.17、0.33，BD％分别为36.3、45.8、53。据此，明确了生化调控的对象。高浓度有机氰废水中，聚合物、CN~-、AN、乙腈、NH_3-N、SO_3~(2-)为影响废水生化处理的主要水质因素，聚合物、CN~-、AN、乙腈的可生化性较差，其BOD_5／COD比值在0.3以下；聚合物、CN~-、AN、乙腈为抑制厌氧生物降解性能的主要有机毒性物质，其50％IC分别为1300、4.5、85、320mg/L, 氧氮、含硫化合物为抑制厌氧生物解的主要无机毒性物质。首次将精馏法用于丙烯腈生产一段急冷废水的可生化性调控，打破了传统的以氧化分解工艺为途径的可生化性调控模式，将制约废水生化性能的主要污染物丙烯腈、乙腈、HCN及聚合物从水中进行了有效分离，实现了有用物质的回收。同时极大的降低了废水中污染物的浓度，COD由调控前的124.6mg/L降到7.9g/L，有效地改善了废水的可生化性能，其BOD_5／COD比值由原来的0.15提高到0.41，BD％由原来的36.3提高到67.5。开发了Ca~(2+)～汽提法对丙烯腈生产二段急冷废水进行可生化性调控，废水中的氨氮及SO_4~(2-)的去除率达到99％以上，其浓度分别由原来的51728、147560 mg/L降为70.3、1100mg/L，氰类化合物亦有96％以上的去除率，从根本上提高了废水的可生化性能，废水的BOD_5／COD由原来的0.17提高到0.32，BD％由原来的45.8提高到70.2。开发了曝气～Ca~(2+)～混凝法对腈纶生产工艺废水进行可生化性调控，降低了对厌氧生化具有抑制作用的毒性物质，SO_3~(2-)由原来的843mg/L降到64mg/L；聚合物由原来的4730mg/L降到1190mg/L。废水的生化性能得到了改善，BOD_5／COD由原来的0.33提高到0.42，BD％由原来的53提高到76.2。提出了高浓度有机氰废水的总体处理方案，该方案具有明显的技术优势，环境效益和经济效益明显。方案分为可生化性调控及生化处理两部分，可生化性调控部分以改善废水的可生化性能为目的，同时实现废弃物的资源化；生化处理部分采用生物脱氮处理工艺，可望达到很好的处理效果。