化工有機(jī)廢水生化前預(yù)處理技術(shù)

錢(qián)江

關(guān)鍵詞：化工;有機(jī)廢水;污水處理;生化處理;預(yù)處理

工業(yè)生產(chǎn)水平的提升，使廢水排放量與排放類(lèi)別逐漸增加。工業(yè)污水亂排亂放是導(dǎo)致水資源污染的重要原因，尤其是化工企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢水，含有大量的有毒有機(jī)物質(zhì)，如果未經(jīng)處理直接排放，會(huì)嚴(yán)重威脅生態(tài)平衡[1]。因此，必須做好化工有機(jī)廢水處理工作，生化處理是處理化工有機(jī)廢水的常用手段，為了提升生化處理效果，需要做好生化處理前預(yù)處理工作，去除會(huì)對(duì)生化處理產(chǎn)生不利影響的物質(zhì)。用于生化前預(yù)處理的技術(shù)較多，主要分為物理法預(yù)處理、氧化法預(yù)處理，具體的研究情況如下。

1化工有機(jī)廢水的特征

隨著化學(xué)工業(yè)的不斷發(fā)展，涉及的新物質(zhì)、新材料越來(lái)越多，導(dǎo)致化工生產(chǎn)產(chǎn)生的有機(jī)廢水越來(lái)越多，成分也越來(lái)越復(fù)雜。有機(jī)廢水中的有機(jī)物類(lèi)別繁雜、毒性強(qiáng)、氧氣需求量更大，一旦未經(jīng)達(dá)標(biāo)處理排放，產(chǎn)生的危害巨大，會(huì)迅速消耗水體中的氧氣，造成水生生物死亡，對(duì)生態(tài)平衡產(chǎn)生不利影響。與此同時(shí)，化工有機(jī)廢水中的有機(jī)物往往無(wú)法自然降解，因?yàn)橛袡C(jī)物的結(jié)構(gòu)牢固，單純地利用生化處理法無(wú)法有效降解，長(zhǎng)期留于水體，會(huì)對(duì)水質(zhì)造成巨大污染[2]。有機(jī)廢水往往具有很強(qiáng)的毒性，如果處理不當(dāng)，水生動(dòng)植物的正常生長(zhǎng)就會(huì)受到影響，并且有些有毒物質(zhì)會(huì)在動(dòng)植物體內(nèi)累積，最終通過(guò)食物鏈傳遞到人體內(nèi)，進(jìn)而威脅人體健康。化工有機(jī)廢水的水質(zhì)不穩(wěn)定，會(huì)受時(shí)間的影響發(fā)生轉(zhuǎn)變，再加上有機(jī)物含量多，部分有機(jī)物在既定條件下發(fā)生改變，主要體現(xiàn)在pH方面。

2對(duì)化工有機(jī)廢水展開(kāi)生化前預(yù)處理的必要性

化工有機(jī)廢水對(duì)水資源產(chǎn)生的污染相當(dāng)顯著，如果未經(jīng)達(dá)標(biāo)處理就排放，水體環(huán)境會(huì)受到極大破壞，生態(tài)平衡也會(huì)受到威脅，這與可持續(xù)發(fā)展理念相悖。因此，必須做好化工有機(jī)廢水處理工作。截至目前，歷經(jīng)幾十年的實(shí)踐發(fā)展，處理化工有機(jī)廢水的方法越來(lái)越多，生化處理憑借低成本、高效率、無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)深受污水處理界的青睞。但是應(yīng)用生化處理技術(shù)處理成分簡(jiǎn)單、毒性低、有機(jī)物含量低的廢水成效比較理想，而對(duì)有機(jī)物含量高、毒性大的有機(jī)廢水很難直接處理[3]。對(duì)于這些廢水，需要做好生化前預(yù)處理工作。大量工程實(shí)踐研究表明，做好生化前預(yù)處理工作，能夠提升生化處理成效，同時(shí)還可以降低處理成本，因此，做好化工有機(jī)廢水生化前預(yù)處理工作的現(xiàn)實(shí)意義顯著?；び袡C(jī)廢水預(yù)處理作為提升污水處理成效的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，發(fā)揮著預(yù)處理技術(shù)的處理優(yōu)勢(shì)，為后續(xù)的生化處理提供了良好的環(huán)境，可確保處理工作高效、順利地展開(kāi)。

3化工有機(jī)廢水生化前預(yù)處理技術(shù)

3.1物理方法預(yù)處理

3.1.1中和法

化工有機(jī)廢水往往表現(xiàn)出強(qiáng)酸或者強(qiáng)堿性，一旦其pH不在合適的范圍內(nèi)，會(huì)直接干擾微生物的分解作用，對(duì)生化處理方式產(chǎn)生直接影響。因此，為了提升生化效率，需要做好酸堿中和預(yù)處理工作，調(diào)節(jié)酸堿性，確保待處理廢水的pH控制在生化處理合適范圍內(nèi)，不會(huì)對(duì)生化細(xì)菌活性產(chǎn)生干擾，保障生化處理成效。

3.1.2絮凝沉淀法

絮凝沉淀法也是化工有機(jī)廢水預(yù)處理方法之一，結(jié)合水質(zhì)情況，選擇恰當(dāng)?shù)男跄齽┱归_(kāi)絮凝沉淀，例如聚合硫酸鐵、聚合氯化鋁、三氯化鐵等[4]。絮凝劑發(fā)揮沉淀作用，使有機(jī)廢水中的有機(jī)成分或者有毒成分沉淀，然后通過(guò)過(guò)濾的方法將沉淀去除，使廢水中有毒物質(zhì)的濃度大大降低。對(duì)絮凝劑的要求是，可以同廢水中的有機(jī)物發(fā)生反應(yīng)，并且所產(chǎn)生的沉淀不溶于水。

3.1.3氣浮法

氣浮法主要針對(duì)絮凝效果較差的廢水進(jìn)行處理，對(duì)設(shè)備以及能源要求不高，在煉油廢水預(yù)處理環(huán)節(jié)尤為常用。對(duì)比其他預(yù)處理方法，氣浮法對(duì)體積較大的污水處理成效更佳，能夠極大地提升處理結(jié)果的精準(zhǔn)性。同時(shí)，運(yùn)行廢水以及能源消耗量也比其他處理方法少，這與可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略相契合。

3.1.4水解處理

部分有機(jī)廢水中的有機(jī)物質(zhì)處于酸性或者堿性環(huán)境中，其分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性較低，很容易出現(xiàn)分解現(xiàn)象，分解成沒(méi)有毒性或者容易被凈化的物質(zhì)。基于此，可以人為創(chuàng)造酸性或者堿性環(huán)境，使存在于廢水中的有機(jī)物自動(dòng)分解，以達(dá)到降低廢水中污染物濃度的目的，也為后續(xù)的生化處理奠定基礎(chǔ)[5]。大量研究表明，當(dāng)廢水處在高溫、高壓環(huán)境時(shí)，其中的有機(jī)物能以更快的速度降解。因此，可以人為創(chuàng)造酸性或者堿性環(huán)境，提高溫度與壓力，達(dá)到提升有機(jī)物降解速率的目的，以降低廢水濃度，提升預(yù)處理成效。

3.1.5吸附法

化工有機(jī)廢水成分復(fù)雜，很多成分容易因吸附作用發(fā)生分離，這樣就產(chǎn)生了凈化效果。活性炭是常用的吸附劑，在化工有機(jī)廢水中得到廣泛運(yùn)用。但是采用活性炭吸附有機(jī)廢水時(shí)，投加量與有機(jī)物濃度成正比，面對(duì)高濃度化工有機(jī)廢水，只能加大活性炭投加量，因此處理成本較高且操作控制難度較大。隨著科技水平的提升，越來(lái)越多新型吸附劑被人們發(fā)現(xiàn)，例如吸附樹(shù)脂，其在廢水處理中發(fā)揮著重要作用。運(yùn)用吸附樹(shù)脂可以在一定程度上減少?gòu)U水中的化學(xué)需氧量（COD），同時(shí)發(fā)揮吸附作用，可實(shí)現(xiàn)目標(biāo)物質(zhì)的有效回收。對(duì)比活性炭，吸附樹(shù)脂的處理成本較低且支持大規(guī)模應(yīng)用，所以對(duì)于廢水量大的工程，其作用更突出[6]。

3.1.6萃取、蒸餾

不同物質(zhì)的熔點(diǎn)以及沸點(diǎn)不同，可利用這一特征選擇加熱蒸餾的方式，做好廢水有機(jī)物的分離工作，達(dá)到降低廢水濃度的目的。與此同時(shí)，不同的物質(zhì)在不同的溫度條件下，溶解性不一致，當(dāng)對(duì)廢水展開(kāi)加熱處理時(shí)，隨著溫度的升高，溶解性改變顯著的物質(zhì)就被直接分離出來(lái)，進(jìn)而減輕了后續(xù)生化處理負(fù)擔(dān)。例如，在處理焦化廢水時(shí)，直接采用生化處理無(wú)法將其中的酚類(lèi)物質(zhì)去除，并且酚類(lèi)成分對(duì)微生物分解作用有干擾性。但是酚類(lèi)物質(zhì)的使用價(jià)值較高，在對(duì)這類(lèi)廢水進(jìn)行生化處理之前，可以采取加熱手段，將其中無(wú)用的成分直接蒸發(fā)，然后回收酚類(lèi)有機(jī)物。預(yù)處理操作既達(dá)到了回收再利用的目的，又降低了廢水的濃度及毒性，為后續(xù)生化處理奠定了基礎(chǔ)。

3.2化學(xué)氧化法預(yù)處理

3.2.1空氣氧化

化學(xué)氧化處理技術(shù)也是常用的預(yù)處理方法。其中，空氣氧化法很顯然是利用空氣中的氧氣氧化廢水中的有毒有害成分。例如煉油廠(chǎng)排放的廢水中含有大量的硫，可借助空氣將其中的硫氧化成硫酸根，以減少硫離子對(duì)生化造成的沖擊。

3.2.2臭氧氧化

臭氧氧化法主要是臭氧發(fā)揮氧化劑的作用。臭氧的氧化性比普通氧化劑強(qiáng)，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染。臭氧氧化作用可降低廢水的化學(xué)需氧量、生物需氧量，增強(qiáng)廢水的可生化性。

3.2.3光催化氧化

光催化氧化法也是常用的預(yù)處理方法。利用可見(jiàn)光以及紫外光降解有機(jī)廢水中的有機(jī)物。當(dāng)前，在光催化氧化中充當(dāng)催化劑的是二氧化鈦。光催化氧化法氧化性強(qiáng)，同時(shí)不會(huì)產(chǎn)生二次污染，所以應(yīng)用前景相當(dāng)樂(lè)觀(guān)。但是如果將廢水中的有機(jī)物全部氧化，需要花費(fèi)的成本較高;部分氧化是生化前預(yù)處理的理想方式，綜合考慮生化工藝，既可以將廢水中的有機(jī)物有效去除，還可以減少處理費(fèi)用。

3.2.4電化學(xué)氧化

采用電化學(xué)氧化法對(duì)化工有機(jī)廢水展開(kāi)預(yù)處理操作，氧化還原反應(yīng)在電極表面發(fā)生。電化學(xué)氧化法能將廢水中難降解的有機(jī)物氧化成可降解的物質(zhì)。借助陽(yáng)極氧化，將有機(jī)物氧化為無(wú)機(jī)物，陰極上發(fā)生脫氯反應(yīng)，脫氯后廢水毒性減弱，不會(huì)對(duì)后續(xù)的生化處理造成太大沖擊。在弱電解槽中采用循環(huán)伏安法，將降解難度大的有機(jī)物（例如酚類(lèi)、苯系等物質(zhì)）轉(zhuǎn)變?yōu)榭缮詮?qiáng)的物質(zhì)。電解環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的電解氣浮或者電解絮凝效果對(duì)有機(jī)物也有明顯的去除功效。

3.3厭氧生化預(yù)處理

厭氧處理也是常用的污水預(yù)處理方法，采用厭氧水解技術(shù)，使難降解有機(jī)物在厭氧微生物作用下借助加氫還原以及開(kāi)環(huán)處理，轉(zhuǎn)變其中的化學(xué)結(jié)構(gòu)，將分子變小以及毒性減弱。該方法處理成本較低，不會(huì)消耗較多能量，是行之有效的污水預(yù)處理手段。厭氧處理可直接改變難降解物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)，以達(dá)到增強(qiáng)生物降解性能的目的[7]。例如采用厭氧法處理焦化廢水，將好氧處理難降解的吲哚、吡啶、聯(lián)苯等雜環(huán)類(lèi)有機(jī)物直接降解，以好氧微生物的抑制作用應(yīng)對(duì)廢水中的有毒成分，達(dá)到提升生化氧化效率的目的。

4結(jié)語(yǔ)

化工有機(jī)廢水生化前預(yù)處理技術(shù)豐富，預(yù)處理效果對(duì)后續(xù)的生化處理效果產(chǎn)生直接影響。若預(yù)處理方法恰當(dāng)，可降低污水毒性，提高B/C比，提升后續(xù)好氧生化處理質(zhì)量。廢水生化前預(yù)處理質(zhì)量對(duì)出水水質(zhì)也有直接影響，必須加強(qiáng)對(duì)廢水預(yù)處理技術(shù)的研究，不斷開(kāi)發(fā)新型技術(shù)手段，提升預(yù)處理成效和廢水可生化性，降低處理成本，提升廢水排放達(dá)標(biāo)率。