某新建化工厂坐落于工业园区，在投入生产运营后，废水排放所引发的污染问题迅速引起关注。经专业机构检测，其排放废水的初始化学需氧量（COD）高达 25000mg/L，这一数值远超常规可接受范围。
在显微镜下观察，废水中的有机污染物呈现出复杂多样的形态，其中包含多种卤代烃、硝基苯类等高毒性且结构复杂的有机物。未经处理的废水，外观呈现出深褐色的浑浊状态，凑近便能闻到刺鼻的恶臭气味，这些废水一旦流入周边水体或土壤，将对当地生态系统造成难以估量的破坏，对周边环境及水体构成严重潜在威胁。
污染物浓度高
新建化工厂废水 COD 普遍高于 20000mg/L，含卤代烃、硝基苯类等难降解有机物。以氯代甲烷为例，C-Cl 键能约 350kJ/mol，常规物理处理手段无法打破其化学键；硝基苯类有机物因苯环上硝基的强吸电子性，生物降解难度大。多种复杂有机物大量积聚，使废水处理难度剧增。
生物毒性强
废水 B/C 值常低于 0.3，可生化性差。十二烷基苯磺酸钠等表面活性剂在水中形成胶束结构，阻碍微生物接触污染物；季铵盐类杀菌剂能穿透微生物细胞膜，抑制其活性，破坏细胞结构，导致生物处理工艺中的微生物菌群难以正常生长，处理效果大打折扣。
物化性质复杂
废水 pH 值 2-4，呈强酸性，会腐蚀碳钢、不锈钢等常用金属材质。盐分浓度超 15g/L，微生物因渗透压失衡失水死亡，酶活性受抑制。此外，废水中可能含 Cr³⁺等重金属离子，毒性强、难降解且易在生物体内富集，危害生态环境和人体健康。
水质水量波动大
受生产周期影响，废水水质水量波动剧烈，污染物浓度变化幅度可达 60% 以上。传统活性污泥法等处理工艺难以适应，微生物菌群活性降低，严重时导致菌群大量死亡，处理系统崩溃，无法有效处理废水。
物化预处理强化系统铁碳微电解 - 芬顿协同氧化
在酸性条件下，一般将废水的 pH 值调节至 3 - 4 左右，向其中投入铁碳填料。铁碳填料中的铁与碳由于电极电位的差异，在废水中形成了无数微小的原电池。阳极的铁发生氧化反应，Fe - 2e⁻ = Fe²⁺，释放出的电子会沿着电路流向阴极。在这个电子转移过程中，废水中的有机物分子靠近电极表面时，化学键会受到电子的攻击而发生断裂。
例如，卤代烃中的 C - Cl 键在电子的作用下，能够发生断裂，使卤原子脱离有机物分子。微电解过程中产生的 Fe²⁺，会与后续投加的 H₂O₂发生芬顿反应。Fe²⁺ + H₂O₂ = Fe³⁺ +・OH + OH⁻，生成具有极强氧化性的羟基自由基（・OH）。这些羟基自由基的氧化电位高达 2.8V，几乎能够无选择性地与废水中的各类有机物发生反应，将其氧化分解为小分子物质，显著提升废水的可生化性，为后续的生物处理创造有利条件。
水解酸化 - UASB 组合工艺
在水解酸化池中，兼性菌发挥着至关重要的作用。兼性菌具有独特的代谢特性，它们在有氧和无氧环境下都能生存。在水解酸化阶段，兼性菌利用自身分泌的酶，将大分子有机物，如复杂的多糖、蛋白质等，分解为小分子的有机酸、醇类等物质。例如，淀粉类大分子有机物在淀粉酶的作用下，逐步水解为葡萄糖等小分子糖类，进而再被转化为乙酸、丙酸等有机酸。经过水解酸化处理，废水的 B/C 值得到提高，可生化性增强。
废水随后进入 UASB 反应器，反应器内的三相分离器设计精妙。在废水自下而上流动的过程中，产生的沼气会向上聚集，通过三相分离器的集气装置收集；处理后的水则从侧面流出；而沉淀下来的颗粒污泥则留在反应器底部。在 35℃左右的适宜温度下，颗粒污泥中的厌氧微生物活性极高，它们能够将废水中的有机酸等有机物进一步降解为二氧化碳和甲烷，同时产生沼气，实现资源回收利用。
A/O - MBR 集成系统
A/O 工艺的缺氧段，溶解氧一般控制在 0.5mg/L 以下。在这个环境中，反硝化菌利用废水中的有机物作为电子供体，将好氧段回流过来的硝酸盐还原为氮气。这一过程不仅实现了生物脱氮，降低了废水中的氮含量，还利用了废水中的有机物，减少了后续好氧段的处理负荷。好氧段则由硝化菌将氨氮转化为硝酸盐，同时异养菌利用氧气降解废水中残留的有机物，使 COD 降低至 300mg/L 以下。
MBR 膜系统采用的是具有特殊孔径的膜材料，如常见的 PVDF 超滤膜，其孔径一般在 0.1μm 左右。这种孔径能够有效截留微生物和大分子有机物，使反应器内的污泥浓度维持在较高水平，通常可达 10000 - 15000mg/L。经过 MBR 处理后，出水水质得到进一步提升，COD 可稳定在 80mg/L 以下。
为确保化工厂废水经处理后能够稳定达标排放，一系列深度处理保障措施不可或缺。在工艺层面，选用先进且成熟的深度处理技术，如反渗透、高级氧化、离子交换等，并依据废水的水质特性与排放要求进行优化组合。
定期对处理设备进行全面维护与检修，建立详细的设备维护档案，记录设备的运行状况、维护时间及更换部件等信息，及时发现并解决潜在问题，保障设备的稳定运行。
同时，构建严格的水质监测体系，对深度处理前后的水质进行高频次、多指标检测，不仅涵盖常规污染物指标，还针对废水中可能存在的难降解有机污染物、重金属等特殊污染物进行重点监测。此外，配备专业的技术团队，通过持续培训与技术交流，提升团队的专业素养与应急处理能力，以便在面对突发水质异常时能够迅速制定并实施有效的应对策略，全方位保障废水深度处理系统的高效、稳定运行。
新建化工厂在选择废水处理工艺时，可参考上述案例与技术，并结合自身实际情况，如投资预算、水质特点、场地条件等，合理选择工艺组合。
例如，针对高浓度难降解废水，可选用微电解 + UASB + MBR 组合工艺，该组合工艺能够充分发挥各工艺的优势，从预处理阶段打破有机物结构，到生化阶段利用微生物降解，再到 MBR 膜深度处理，确保废水达标排放。
对于含盐量高的废水，湿式氧化 + 反渗透组合更为适宜，湿式氧化能够在高温高压下将有机物氧化分解，降低 COD，反渗透则利用半透膜的原理实现盐分与水的高效分离；
中小规模且间歇排水的企业，可采用电催化 + 生物滤池组合，电催化能够在短时间内对废水进行预处理，提高废水可生化性，生物滤池则利用微生物附着在滤料上对废水进行处理，占地面积小且启动快。
同时，建议引入 DCS 智能控制系统，通过在线监测水质参数，如 COD、氨氮、pH 值等，以及设备运行参数，如流量、压力等，结合污泥活性检测，如通过检测脱氢酶活性来评估污泥的健康状况，实时调节工艺参数，确保处理系统高效稳定运行，在实现达标排放的同时，兼顾经济效益与环境效益的平衡。
