化工廢水處理方法研究

茹寶琳，王 璐

(甘肅有色冶金職業(yè)技術(shù)學院 化學工程系, 甘肅 金昌 737100)

化工廢水處理方法研究

茹寶琳，王 璐

(甘肅有色冶金職業(yè)技術(shù)學院 化學工程系, 甘肅 金昌 737100)

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國的化工企業(yè)也在不斷進步。同時，也存在著顯著的環(huán)境污染問題，尤其對水的污染?；U水的污染治理措施，是化工行業(yè)發(fā)展的一大難題，對于國家經(jīng)濟社會的發(fā)展也具有十分重要的意義。本文主要針對化工廢水，簡單介紹了一些處理方法。

化工;廢水;處理

有一組調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，在我國的污水排放總量中，化工行業(yè)排放的污水占到全國污水排放總量的百分之二十左右?；U水排放到環(huán)境中將對環(huán)境產(chǎn)生很大的危害，這就要求化工企業(yè)嚴格落實環(huán)保理念，對化工過程產(chǎn)生的的廢水進行妥善處理。

化工廢水還有以下特點： 第一，廢水排放量大 。化工生產(chǎn)離不開水，生產(chǎn)過程中需要大量的水作為溶劑、吸收劑和循環(huán)冷卻劑等，使得廢水的排放量很大。第二，污染物種類多 。排出的水體中會含有一些生產(chǎn)中的原材料、副產(chǎn)物等，會使得成分復雜，種類繁多。第三，污染物毒性大、不易生物降解 。在化工生產(chǎn)中，排放的有毒污染物大部分為硝基化合物、分散劑以及鹵毒化合物等，這些化合物雖然比重小，但是由于其毒性大，導致排放的水毒性很大。第四，化工廢水的水量和水質(zhì)視其原料路線、生產(chǎn)工藝方法及生產(chǎn)規(guī)模不同而有很大差異 。第五，污染范圍廣 。我國的600多個化工企業(yè)，小型企業(yè)約占90%，小型企業(yè)遍布全國各地。這些中小企業(yè)工藝落后，設(shè)備陳舊，技術(shù)力量薄弱。

1 化工廢水的常見處理方法

1.1 物理法

物理處理方法有離心分離、過濾、氣浮和破乳等。 其中過濾法指的是通過具有孔粒狀濾料層截留水里面的雜質(zhì)， 主要是減少水里面的懸浮物； 氣浮法指的是向水中通入空氣，使水中產(chǎn)生大量的氣泡，并促使其粘附在雜質(zhì)顆粒上，形成比重比水小的浮體，在浮力作用下，上浮到水面，實現(xiàn)固液分離；破乳主要用來處理含油廢水，破壞液滴界面上穩(wěn)定的乳化層，使油和水得以分離。這幾種方法工藝簡單，處理前后水的物理性質(zhì)并沒有發(fā)生變化，只能去除一些不溶于水的懸浮物，因此局限性較大。近些年以來發(fā)展的物理技術(shù)包含非平衡等離子體技術(shù)，聲波技術(shù)以及磁分離法等。

1.2 化學法

化學處理法是通過化學反應(yīng)來分離、去除廢水中呈溶解、膠體狀態(tài)的污染物質(zhì)或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為無害物質(zhì)的廢水處理法，對于廢水的深度處理也有著重要作用。主要的化學處理法有：混凝、中和、化學沉淀和氧化還原法。

1.2.1 混凝法

混凝法是廢水處理中一種經(jīng)常采用的方法，它處理的對象是廢水中利用自然沉淀法難以沉淀除去的細小懸浮物及膠體微粒，還可以用于除油和脫色。這種方法可以用于化工、煤炭、造紙等各種工業(yè)廢水的預處理和中間處理階段。它優(yōu)點在于設(shè)備簡單，操作容易掌握，處理效果好；缺點是運行費用高，沉渣量大，且脫水較困難。

1.2.2 中和法

中和就是酸堿相互作用生成鹽和水，也即pH調(diào)整或稱為酸堿度調(diào)整。酸、堿廢水的中和方法有：(1)酸、堿廢水互相中和法：可以達到以廢治廢的目的，既簡便又經(jīng)濟；(2)投藥中和: 可以處理任何濃度、任何性質(zhì)的酸堿廢水;(3)過濾中和：可以進行廢水的pH調(diào)整。

1.2.3 化學沉淀法

化學沉淀法是指向工業(yè)廢水中加入一些化學藥劑，使它和廢水中的某些溶解物質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng)，生成難溶物，沉淀下來。這種方法常用于處理含金屬離子的工業(yè)廢水。

1.2.4 氧化還原法

氧化還原法是通過藥劑與污染物的氧化還原反應(yīng)，將廢水中有害的污染物轉(zhuǎn)化為無毒或低毒物質(zhì)的方法。廢水處理中最常采用的氧化劑是空氣、臭氧、二氧化氯(ClO2)、氯氣(Cl2)、高錳酸鉀(KMnO4)等。藥劑還原法在廢水處理中應(yīng)用較少，只限于某些廢(如含鉻廢水)的處理，常用的還原劑有硫酸亞鐵(FeSO4)、亞硫酸鹽、氯化亞(FeCl2)、鐵屑、鋅粉、硼氫化鈉等。

另外，采用高能量脈沖發(fā)生器或者電子發(fā)射器形成的電子束和水分子發(fā)生碰撞， 產(chǎn)生激發(fā)態(tài)而導致有機物質(zhì)發(fā)生氧化降解作用的輻照技術(shù)等也漸漸開始應(yīng)用于污水處理實踐過程中。

1.3 生物法

廢水的生物處理法就是利用微生物的代謝作用，把廢水當中的有機物轉(zhuǎn)化為簡單的無機物的過程，簡而言之，就是利用微生物的生命活動過程來轉(zhuǎn)化污染物，最后達到無害的一種方法。這種方法可以根據(jù)參與的微生物種類，分為好氧生物處理和厭氧生物處理。

伴隨著化工行業(yè)的發(fā)展，廢水成分越來越復雜，含有的難降解的有機物質(zhì)和有毒物質(zhì)也越來越多，單純的用物理處理法或者化學處理法是不行的。 這時候，需要運用微生物的處理方法，利用微生物的新陳代謝作用，獲取廢水中的養(yǎng)分，同時使得廢水中的有機污染物質(zhì)得以凈化。

生物法處理污水具備運作成本不高、操作管理便捷的優(yōu)勢，在污水處理系統(tǒng)中的二級處理占主體地位。但是微生物對營養(yǎng)物質(zhì)、溫度以及 pH 值等條件有一定的要求，這種方法不容易適應(yīng)化工污水水質(zhì)變化快、成分繁瑣、毒性強、降解困難的特點[3]，單獨采用生物法處理化工污水達標工作難度很高， 因此生物物理或者生物化學處理方法的相互結(jié)合成為化工行業(yè)污水處理發(fā)展的必然趨勢。

1.4 物化法

物化處理方法有吸附、離子交換、電滲析等。吸附法是采用多孔介質(zhì) ( 例如磺化媒樹脂以及活性炭等 ) 吸附污水里面的非極性有機物質(zhì)，此方法簡便而且易于施行，不過僅能夠用于處理非極性有機物質(zhì)吸附之后的污水，需要深化處理吸附質(zhì)，必須再生，吸附僅僅是一種污染物質(zhì)的物理遷移過程而并不是真正的降解作用；離子交換法是利用離子交換樹脂將廢水中的陰、陽離子通過交換反應(yīng)交換出來，這種方法處理效果好，不僅可以去除重金屬離子，也可以去除一些陰離子[2]。不過離子交換樹脂需要一系列的再生，再生費用較高；膜分離技術(shù)可以分為反滲透、超濾和電滲析。 膜分離的優(yōu)點在于其具備對有機污染物質(zhì)去除效果好，流程簡便，結(jié)構(gòu)緊密，容易操控等優(yōu)點，在廢水深化處理方面顯示出非常廣泛的應(yīng)用前景，不過膜污染缺陷嚴重影響著膜的推廣和應(yīng)用。

2 化工廢水的新型處理工藝

基于以上的處理方法，國內(nèi)外的研究人員開始針對化工廢水進行了大量的研究。研究人員將不同的學科及技術(shù)應(yīng)用于其中，某些新技術(shù)也呈現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。

2.1 微電解技術(shù)

將具有電極單位差的金屬與金屬(非金屬)在傳導性較好的廢水中接觸，形成原電池效應(yīng)或發(fā)生電解反應(yīng)來處理廢水的工藝，又稱電解、鐵屑過濾法、零價鐵等[4]。微電解技術(shù)常用于含有高濃度鹽、高濃度有機物的難降解廢水的預處理。Zhou[5]等利用微電解接觸氧化法處理混合化工廢水， 處理后m(BOD5) /m(CODCr)值大于0.6， CODCr的去除率為64.6%，同時對氨氮和鉛有一定的去除。微電解技術(shù)有效地利用了固體廢棄物， 是一種"以廢治廢"的處理技術(shù)。

2.2 MBR技術(shù)

MBR污水處理技術(shù)，是采用膜生物反應(yīng)器(Membrane Bioreactor,簡稱MBR)技術(shù)是生物處理技術(shù)與膜分離技術(shù)相結(jié)合的一種新技術(shù)，取代了傳統(tǒng)工藝中的二沉池，它可以高效地進行固液分離，得到直接使用的穩(wěn)定中水。這種新型工藝應(yīng)用在在處理廢水的具體操作中，地面積小，出水水質(zhì)好，一般不須經(jīng)三級處理即可回用。它有其工藝簡單、操作方便等優(yōu)點，并且全程可以實現(xiàn)全自動運行管理。

南京工業(yè)大學開發(fā)了一種“MBR 處理PTA 廢水的高效組合工藝”，該工藝利用活性炭作為催化劑、空氣為氧化劑對聚酯企業(yè)的PTA 廢水進行催化氧化處理。實驗結(jié)果顯示，工藝出水水質(zhì)符合國家廢水綜合排放一級標準，且有效的縮減了水處理裝置的占地面積、水力停留時間以及運行費用[6]。

2.3 光催化氧化技術(shù)

光催化氧化技術(shù)利用光激發(fā)氧化將O2、H2O2等氧化劑與光輻射相結(jié)合。所用光主要為紫外光，包括UV-H2O2、UV-O2等工藝，可以用于處理污水中CHCl3、CCl4、多氯聯(lián)苯等難降解物質(zhì)。另外，在有紫外光的Feton體系中，紫外光與鐵離子之間存在著協(xié)同效應(yīng)，使H2O2分解產(chǎn)生羥基自由基的速率大大加快，促進有機物的氧化去除。在空穴附近的OH-和H2O 被氧化成·OH，同時污水中的O2與激發(fā)的電子結(jié)合為·O2-，所生成的·OH 和O2-將有機物氧化分解為CO2、H2O[7]。光催化氧化還原以n型半導體為催化劑，如TiO2、ZnO、Fe2O3、SnO2[8]等。

Wang[9]等使用納米TiO2作為催化劑進行了脫硫廢水中的氯化物的光催化降解，實驗發(fā)現(xiàn)當TiO2加入量為800mg/L、溫度25 ℃、pH值=2 時，使用UV 照射僅10 min，就除去了廢水中47.9%的氯化物。

3 總結(jié)

化工廢水的處理是化工行業(yè)發(fā)展的一大難題，對于國家經(jīng)濟社會的發(fā)展也具有十分重要的意義。僅僅靠著上述的一些基本的處理方法還遠遠不夠，在化工生產(chǎn)過程中，要使廢水的排放量大大減低，從源頭上減少污染。同時，我們也要努力探索廢水處理的新工藝，來推動廢水處理技術(shù)的發(fā)展。

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[8] 孫德智.環(huán)境工程中的高級氧化技術(shù)[M].北京：化學工業(yè)出版社，2002.

[9] Wang Shuqin, Jiao Kunling, Zhang Jinghong, et al. Research on thechloride treatment from desulphurization wastewater by nano-TiO2[C]. Bioinformatics and Biomedical Engineering, Beijing: 2009: 1-4.

(本文文獻格式：茹寶琳，王 璐.化工廢水處理方法研究[J].山東化工，2017，46(14)：188-189,191.)

Study on Chemical Wastewater Treatment

RuBaolin,WangLu

(School of Chemical Engineering，Gansu Vocational & Technical College Of Nonferrous Metallurgy，Jinchang 737100，China)

With the rapid development of economy, our country's chemical companies are also in progress. At the same time, there are significant environmental pollution problems, especially to the pollution of water. Chemical waste water pollution control measures, is a big problem in the development of chemical industry, for national economic and social development also has the very vital significance. This article mainly aimed at chemical waste water, introduced some processing methods.

the chemical industry； waste water；dispose

2017-05-14

茹寶琳(1991—)，女，甘肅金昌人，大學本科，助教，研究方向：水處理。

X522

A

1008-021X(2017)14-0188-02