ХПК, или химическая потребность в кислороде, является важным показателем для измерения степени загрязнения восстановительными веществами воды. Высокий ХПК сточных вод, или сточные воды с высокой химической потребностью в кислороде, обычно означает, что в сточных водах содержится большое количество органических веществ. По мере увеличения его содержания усиливается дефицит кислорода в водоеме, что приводит к гибели животных и растений из-за недостатка кислорода, а это, в свою очередь, ускоряет ухудшение качества воды.
Источники ХПК
1) Химическая промышленность: нефтехимическая промышленность, тонкая химическая промышленность и т.д. в процессе производства образуют большое количество сточных вод с высоким ХПК. Например, сточные воды, сбрасываемые при производстве синтетических смол, красителей, пестицидов и т.д., содержат большое количество органических соединений, которые трудно разлагаются.
2) Фармацевтическая промышленность: Сточные воды, образующиеся в процессе синтеза лекарств, ферментации и других процессов, содержат непрореагировавшее сырье, промежуточные продукты, продукты и растворители и т.д., и значение ХПК часто бывает высоким.
3) Полиграфическая и красильная промышленность: Сточные воды, образующиеся в процессе крашения и печати, содержат органические вещества, такие как красители и вспомогательные вещества, что приводит к увеличению ХПК.
4) Бумагоделательная промышленность: Сточные воды, образующиеся в процессе варки и отбеливания целлюлозы, содержат органические вещества, такие как лигнин и целлюлоза, и имеют высокое содержание ХПК.
5) Бытовые сточные воды: В некоторых районах, где нет полноценных очистных сооружений, прямой сброс бытовых стоков приводит к повышению ХПК в водоемах. Органические вещества в бытовых стоках в основном образуются из остатков пищи, моющих средств, фекалий и т.д.
Вред сточных вод с высоким ХПК
1 ) Нарушение экологического баланса: когда высокие концентрации органических веществ попадают в водоем, они потребляют большое количество растворенного в воде кислорода, вызывая гибель водных организмов из-за недостатка кислорода, разрушая экологический баланс водоема и нанося серьезный ущерб структуре и функционированию водной экосистемы.
2) Влияние на безопасность питьевой воды: Если сточные воды с высоким ХПК сбрасываются в природные водоемы без эффективной очистки, загрязняющие вещества распространяются по водному циклу, загрязняют источники питьевой воды и угрожают здоровью людей. Эти органические вещества могут содержать вредные вещества, вызывающие рак, тератогены и мутагенез. Длительное употребление загрязненной воды повышает риск возникновения различных заболеваний.
3) Загрязнение почвы и грунтовых вод: Вредные вещества, содержащиеся в сточных водах, попадают в почву и подземные водоносные горизонты путем инфильтрации, вызывая уплотнение почвы и снижение плодородия, что негативно сказывается на росте сельскохозяйственных культур. Они также загрязняют грунтовые воды и делают невозможным нормальное использование ресурсов подземных вод.
Какие существуют методы удаления ХПК?
С точки зрения морфологии ХПК можно разделить на растворимое, коллоидное и взвешенное состояния, поэтому варианты очистки также можно разделить на три типа:
- Физическое удаление
Методы удаления ХПК в основном включают фильтрацию, маслоотделение, коагуляцию и седиментацию, фильтрацию с адсорбцией активированного угля, флотацию и т.д. Эти методы могут эффективно удалять ХПК в различных формах.
Например, грубая фильтрация может использоваться для удаления взвешенных ХПК, в то время как средняя и тонкая фильтрация могут эффективно удалять коллоидные и растворимые ХПК.
Технология сепарации нефти позволяет удалять нефть, плавающую в воде. Несмотря на то, что трудно добиться полного соблюдения стандартов очистки, она может эффективно снизить большую часть ХПК.
- Биологические методы удаления
Биологическое удаление использует метаболизм микроорганизмов для преобразования органических веществ в сточных водах в безвредные вещества, такие как углекислый газ и вода. К распространенным методам биологической очистки относятся метод активного ила, метод биопленки, анаэробный биологический метод и т. д. Эти методы дают значительный эффект при очистке органических сточных вод с низкой и средней концентрацией, но не подходят для органических сточных вод с высокой концентрацией или для очистки сточных вод в конкретных отраслях промышленности.
- Химический метод
Химический метод - это метод непосредственного добавления в сточные воды реагентов для разложения ХПК с целью удаления растворенных веществ или коллоидных веществ в сточных водах посредством химических реакций. Этот метод является высокоэффективным и быстрым и позволяет значительно снизить концентрацию загрязняющих веществ, таких как ХПК, в сточных водах. Сильные окислители, такие как реактив Фентона и озон, также могут быть использованы для разрушения молекулярной структуры органических веществ, что подходит для сточных вод с высокой концентрацией в химической и фармацевтической промышленности.
По концентрации ХПК их можно разделить на ХПК высокой концентрации, ХПК средней концентрации и ХПК низкой концентрации. Схемы очистки также можно разделить на три типа:
- сточных вод с высокой концентрацией ХПК биологическими методами. Для очистки таких сточных вод можно использовать методы адсорбции или сжигания. Адсорбция угольного порошка является эффективной технологией очистки. Адсорбированный угольный порошок используется для сжигания без вторичного загрязнения, что более экономично, чем адсорбция активированным углем. Благодаря предварительной коагуляции и адсорбции в сочетании с каталитическим окислением и кислотной коагуляцией, а также последующей коагуляции и адсорбции угольным порошком, цвет и ХПК в сточных водах могут быть эффективно удалены, достигая степени удаления 100% и более 90% соответственно, а эффект очистки очень хороший.
- Сточные воды с ХПК средней концентрации: Сточные воды со средней концентрацией ХПК подходят для биологической очистки, среди которых распространенными методами очистки являются процесс A/O и процесс SBR. Процесс A/O, также известный как анаэробно-аэробный процесс, эффективно удаляет органическое ХПК в воде за счет синергетического эффекта анаэробных и аэробных стадий. Процесс прост, не требует дополнительного источника углерода, использует сырые сточные воды в качестве источника углерода, имеет относительно низкие эксплуатационные расходы и хорошо снижает ХПК.
- Сточные воды с низкой концентрацией ХПК: Концентрация сточных вод с низким содержанием ХПК, очищенных биохимической системой, значительно снижена и соответствует стандартам квалифицированного сброса. Если требуется дальнейшая интенсивная обработка, мы можем использовать метод химического окисления для очистки.
