化工廢水處理技術(shù)研究進(jìn)展

李曉建

摘要：社會經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展影響下，深度處理、清潔生產(chǎn)等零排放或減排的概念進(jìn)入到化工企業(yè)。當(dāng)前，化工產(chǎn)業(yè)園區(qū)企業(yè)數(shù)量不斷增加，對應(yīng)化工企業(yè)污水排放量也大大增加?；の鬯欧耪颊w水污染21%，但是，其帶澳排放量僅占化工污水排放52%，對水環(huán)境造成嚴(yán)重污染。分析綜合化工廢水中水回用處理技術(shù)迫在眉睫，需重視化學(xué)廢水處理，確保環(huán)境可持續(xù)發(fā)展，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：化工廢水;處理技術(shù);研究進(jìn)展

1 化工廢水的來源及特點(diǎn)

隨著我國工業(yè)生產(chǎn)的迅速崛起，環(huán)境污染也日益嚴(yán)重，工業(yè)領(lǐng)域中的化工產(chǎn)業(yè)既是我國用水大戶，同時也是污水排放大戶。我國各大湖泊河流港口的水質(zhì)污染與化工廢水的排放脫不了干系，它每年的排放量約占我國廢水污染量一半以上。通過對各種化工廠化工廢水調(diào)查研究，發(fā)現(xiàn)其主要來源有下面種途徑：（1）原料和產(chǎn)品的流失。在開釆、運(yùn)輸、生產(chǎn)等各種過程中，會有一部分物料、產(chǎn)品流失，通過大風(fēng)、雨水、大雪沖刷，形成化工污染廢水。（2）管道及設(shè)備的泄露。由于管道或設(shè)備操作不當(dāng)或者密封不良，在化工生產(chǎn)和物料運(yùn)送過程中，往往形成泄露。（3）生產(chǎn)設(shè)備的清洗?；どa(chǎn)的容器、設(shè)備、管道在實(shí)際生產(chǎn)過程中需要經(jīng)常清洗，而其殘留的物料可能會隨著清洗水一并排出，最終形成廢水。（4）未反應(yīng)完的原料。（5）副產(chǎn)品的生成。（6）特定生產(chǎn)過程生成廢水。這類化工廢水一般是由蒸汽蒸館、氣提、酸洗、堿洗的排放水?；U水種類繁多，有毒有害，不易凈化，不僅在生物體內(nèi)有一定的積累作用，且在水體中有耗氧性質(zhì)，易使水質(zhì)惡化。

2 化工廢水處理技術(shù)概述

2.1 化學(xué)方法

在處理化工廢水的過程中采用化學(xué)方法能夠?qū)U水中的無機(jī)物、有機(jī)物進(jìn)行清除，提高廢水處理效率，具體包括化學(xué)氧化法、催化氧化法、混凝法、斜管沉淀法等?；瘜W(xué)混凝法即將相應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)加入廢水中，其與無機(jī)有機(jī)物建立化學(xué)反應(yīng)關(guān)系，出現(xiàn)凝聚與沉淀效應(yīng)，這一方法在實(shí)際處理過程中，具有很大的應(yīng)用優(yōu)勢，不容易受到干擾因素的影響，但是也存在一定的缺陷，例如水量、水溫會對清除效果產(chǎn)生影響?；瘜W(xué)氧化法即將相應(yīng)的氧化劑加入廢水中，實(shí)現(xiàn)清除廢水中的有機(jī)物，在這一過程中，氧化劑結(jié)合廢水中的金屬雜質(zhì)建立氧化還原反應(yīng)關(guān)系，形成固結(jié)與沉淀，達(dá)到水與有毒物質(zhì)分離的目的。這些方法雖然可以取得良好的處理效果，然而耗費(fèi)的資源、成本較多，對于廢水量大及廢水濃度較低的廢水處理不太適用。電化學(xué)氧化即將有機(jī)物的溶液或懸浮液加入電解槽，利用直流電，在陽極上奪取電子使有機(jī)物氧化或是先使低價金屬氧化為高價金屬離子，進(jìn)而再進(jìn)行有機(jī)物氧化的處理過程。

廢水處理的氧化還原法國內(nèi)外研究都比較多，它主要是利用廢水中的有毒有害物質(zhì)，通過氧化還原作用能夠被氧化或被還原的性質(zhì)，在廢水處理時，使其轉(zhuǎn)化為無毒無害的新物質(zhì)或者容易與水分離的形態(tài)。一般比較常見的是臭氧氧化法，空氣氧化法，光化學(xué)氧化法，硫酸亞鐵還原法，亞硫酸鹽還原法，及水合肼還原法等。氧化還原法處理廢水時，效果明顯，工藝簡單，且一般沒有污泥等附加負(fù)擔(dān)，但是能量消耗多，經(jīng)濟(jì)成本高，且對安全性要求高，不適合處理水量大和濃度低的化工廢水。

2.2 物理方法

物理法對降解、清除廢水中的砂、懸浮固體、油等物質(zhì)能夠發(fā)揮很大作用。現(xiàn)階段，化工廢水處理中采用的較為普遍的物理方法主要有三種，重力沉淀、過濾和氣浮。重力沉淀即借助重力磁場作用對化工廢水進(jìn)行沉淀，達(dá)到固液隔離的效果;過濾處理即通過過濾層使難溶解的雜質(zhì)得到清除，懸浮物處理的具體過程中，通常會采用微孔管及其過濾設(shè)備;氣浮處理即將空氣注入廢水中，微小氣泡在水中作為載體，氣泡吸附廢水中的乳化油、微小懸浮顆粒等污染物，然后浮到水面上，形成泡沫-氣、水、顆粒（油）三相混合體，進(jìn)而對浮渣、泡沫進(jìn)行收集，最終實(shí)現(xiàn)雜質(zhì)分離、廢水凈化。當(dāng)前化工廢水處理過程中多采用的技術(shù)是分離膜和磁分離兩種，據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)分析，磁分離方法可以促使污泥沉降，具體采用過程中應(yīng)當(dāng)合理調(diào)節(jié)污水中的磁鐵粉末，促進(jìn)磁分離技術(shù)充分發(fā)揮磁性作用，從而更有效的污水中的磁化泥進(jìn)行吸附，確保實(shí)現(xiàn)物質(zhì)回收再利用。

2.3 生物處理法

微生物具有良好的新陳代謝特性，在化工廢水處理中正是有效利用了這一優(yōu)勢，從而達(dá)到分解、去除有機(jī)污染物的目的。

在采用生物處理工藝的過程中主要有兩個方案，一是好氧技術(shù)，二是厭氧技術(shù)。好氧技術(shù)包括活性污泥法和生物膜法，有研究資料表明，針對含有高濃度有機(jī)物質(zhì)的廢水處理，好氧生物吸附處理工藝的效果顯著，可以大大提高廢水中COD去除率。厭氧技術(shù)在應(yīng)用中發(fā)揮了厭氧微生物的高效降解優(yōu)勢，生物膜高效吸附與氧化廢水中的有機(jī)物，從而實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的凈化處理;或利用微生物降解廢水中的有機(jī)物。例如印染廠的廢水處理工作中，采用生物法進(jìn)行COD去除，去除效果較為理想。

2.4其他處理強(qiáng)氧化及去除技術(shù)

2.4.1固定性生物處理

該技術(shù)屬于新興化工廢水處理技術(shù)，其將物理、化學(xué)理論知識結(jié)合起來，將細(xì)胞、酶固定在限制空間，確保其自身活性，實(shí)現(xiàn)重復(fù)利用。固定性生物處理可獲取高效菌種，獲取高濃度、純度菌種，可處理高濃度污染物。例如，可以以木屑、聚乙烯醇為原材料，固定紅球菌，以此處理石油廢水，經(jīng)2-3周后，可實(shí)現(xiàn)對正構(gòu)烷烴的高效去除，可達(dá)70%-100%。

2.4.2濕氧法及超臨界水氧法

濕氧法需高溫高壓支持，在廢水中制造有機(jī)物氧化反應(yīng)，以制造催化劑使廢水污染物在較低溫度壓力下，有機(jī)物氧化。濕氧法可溶解高難度和濃度廢水，可實(shí)現(xiàn)對染料及有機(jī)磷廢水處理?；ぎa(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展，使人們重視濕氧法的應(yīng)用。當(dāng)下，濕氧法主要應(yīng)研究溫和條件下，對高濃度、難降解的化工廢水預(yù)處理。

臨界水氧法屬濕氧法延伸技術(shù)，其在水臨界點(diǎn)（22.1MPa、374℃）以上，快速將有機(jī)物氧化，無二次污染產(chǎn)生。

2.5 磁分離技術(shù)

作為一種新興的廢水處理技術(shù)，近幾年磁分離技術(shù)越來越受到人們的關(guān)注。該技術(shù)是在廢水處理過程中投加磁種和混凝劑，進(jìn)而利用二者的共同作用，使反應(yīng)生成的顆粒迅速聚結(jié)加大密度差，從而加速懸浮物的分離?；驹硎峭ㄟ^外加磁場對含有磁性物質(zhì)的懸浮物吸引從而實(shí)現(xiàn)懸浮物和與廢水的分離效果。采用磁分離技術(shù)改善了活性污泥法中的污泥沉降問題，在廢水處理過程中加入磁鐵（Fe3O4）粉末使由于細(xì)菌簇團(tuán)效應(yīng)產(chǎn)生的活性污泥具有磁性，從而實(shí)現(xiàn)磁化泥吸附在轉(zhuǎn)鼓上，進(jìn)而對其進(jìn)行回收利用。將磁分離技術(shù)應(yīng)用于煉油廠高濃度廢水的處理，效果顯著。

2.6 膜分離技術(shù)

膜分離技術(shù)是一項(xiàng)應(yīng)用面寬，適應(yīng)性強(qiáng)的高效分離濃縮技術(shù)，該技術(shù)是在選擇透過性膜在化學(xué)位差或外力的作用下，對混合物中粒徑不同的組分進(jìn)行分離和提純。成功地將納濾膜用來提取麻黃素，經(jīng)過納濾工藝處理后廢水中的COD含量接近100mg/L，此時的麻黃素溶液可以直接進(jìn)行回收。研究人員采用膜生物反應(yīng)器（MBR）對采油污水進(jìn)行了研究，在MBR中投放粉末活性炭可提高M(jìn)BR的出水水質(zhì)。

3 結(jié)束語

綜上所述，當(dāng)下廢水得到一定處理，但是其還存在一定問題，比如因鹽度、毒性等導(dǎo)致生物中毒、水循環(huán)平衡的損耗補(bǔ)充等，還需要進(jìn)一步解決。為確保群眾飲水安全、生活用水安全，應(yīng)優(yōu)化各個處理技術(shù)，將不同技術(shù)組合起來，開展高效廢水處理技術(shù)，促進(jìn)化工產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

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