工业废水COD去除工艺

工业废水中的化学需氧量（COD）是衡量水体有机污染程度的重要指标，也是环保监管的重点对象。随着我国《水污染防治行动计划》的深入实施，工业废水COD排放标准日趋严格，传统处理工艺已难以满足新形势下的环保要求。本文系统分析当前主流的工业废水COD去除工艺，探讨其技术原理、应用特点及发展趋势，为工业企业选择合适处理方案提供参考。

物理化学处理工艺

混凝沉淀技术

混凝沉淀作为工业废水预处理的核心工艺，通过投加化学药剂实现COD的初步去除。铝盐和铁盐是最常用的混凝剂，其中聚合氯化铝（PAC）对印染废水COD去除率可达50-70%。该技术具有反应速度快、操作简便的特点，但存在污泥产量大、对溶解性有机物去除效果有限等不足。某造纸厂采用"PAC+阴离子PAM"组合投加方案，出水COD从1200mg/L降至450mg/L，吨水处理成本仅0.8元。

吸附处理技术

活性炭吸附在深度处理阶段表现突出，其发达的孔隙结构可有效截留小分子有机物。煤质活性炭对制药废水COD的吸附容量达300-500mg/g，再生后性能恢复率超过90%。近年来，改性生物炭、碳纳米管等新型吸附材料逐渐应用，对特定污染物的选择性显著提高。浙江某化工园区采用活性炭-臭氧联用工艺，将出水COD稳定控制在30mg/L以下。

生物处理工艺

活性污泥法

传统活性污泥法通过微生物代谢降解有机物，对易生化废水COD去除率通常为70-85%。工艺优化重点在于污泥龄（SRT）控制，食品废水处理中维持SRT在10-15天时，系统抗冲击负荷能力最佳。江苏某啤酒厂采用渐减曝气工艺，能耗降低20%的同时，COD去除率提升至92%。

生物膜法

生物膜法凭借高生物量特性，在处理高浓度有机废水方面优势明显。移动床生物膜反应器（MBBR）填料比表面积达500m²/m³以上，对石化废水COD去除负荷可达5kg/(m³·d)。山东某炼油厂MBBR系统出水COD<80mg/L，且占地面积仅为活性污泥法的1/3。生物膜法的主要挑战在于填料堵塞和生物膜厚度控制，需配套气水联合反冲洗系统。

高级氧化工艺

芬顿氧化技术

芬顿工艺通过铁离子催化过氧化氢产生羟基自由基，对难降解有机物具有强氧化能力。典型操作条件为pH=3-4，Fe²⁺/H₂O₂摩尔比1:5-10，反应时间1-2小时。某农药废水处理案例显示，芬顿氧化可使COD从2000mg/L降至150mg/L，但存在铁泥产量大、pH调节耗酸量高等问题。新型电芬顿技术通过阴极原位产H₂O₂，药剂消耗量减少40%。

臭氧催化氧化

臭氧氧化在染料废水脱色除COD方面效果显著，催化剂可提高臭氧利用率3-5倍。负载型金属氧化物催化剂（如MnOₓ/Al₂O₃）能使臭氧传质效率提升50%，COD去除率增加15-20%。广东某印染企业采用"臭氧-生物活性炭"组合工艺，运行成本较单独臭氧氧化降低35%。

组合工艺创新

物化-生物耦合工艺

"混凝-UASB-好氧"组合工艺在处理高浓度有机废水时表现优异。河南某酒精厂采用该工艺，进水COD高达15000mg/L，经UASB厌氧处理后降至1500mg/L，再通过好氧处理使出水COD<100mg hrt="24h，好氧段DO=2-4mg/L，系统整体COD去除率">99%。

膜生物反应器（MBR）

MBR技术通过膜分离替代二沉池，污泥浓度可达8-12g/L，对COD的去除率稳定在90-95%。天津某电子厂MBR系统采用PVDF中空纤维膜，通量维持15-20L/(m²·h)，出水可直接回用。膜污染控制是运行重点，需优化曝气强度（气水比15:1）和定期化学清洗（次氯酸钠+柠檬酸）。

技术发展趋势

低碳节能方向

光伏驱动曝气系统可降低电耗30%，江苏某工业园区试点项目年节电达80万度。厌氧氨氧化技术在处理高氨氮有机废水时，能耗仅为传统硝化反硝化的1/5，COD去除同步实现。

智能化升级

基于物联网的智能加药系统通过在线COD监测反馈调节加药量，某污水处理厂应用后药剂消耗减少18%。数字孪生技术可模拟不同工况下的处理效果，为工艺优化提供数据支撑。

资源化利用

微生物燃料电池在处理废水同时发电，实验室规模已实现COD去除与电能输出的双重效益。藻类培养耦合废水处理系统，每去除1kgCOD可产出0.5kg藻粉，具有良好经济前景。

结论

工业废水COD去除工艺正朝着高效化、低碳化、资源化方向发展。物化技术适合预处理和深度处理，生物法在中等浓度废水处理中经济性突出，高级氧化则为难降解有机物提供了解决方案。未来应重点关注：1）工艺组合优化，发挥协同效应；2）新材料新装备研发，提升处理效率；3）智能控制系统建设，实现精准运行。通过技术创新和系统集成，工业废水COD处理将更好地服务于生态文明建设。