難降解有機廢水處理技術(shù)研究

程偉 江蘇環(huán)保產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院股份公司

難降解有機物主要來源于人類的工業(yè)生產(chǎn)，這些有機物無法或者很難被自然界降解。所以，難降解有機物會在土壤、大氣、水體中循環(huán)，并且對動植物的正常生長產(chǎn)生負面作用，有的還會隨著動植物借由食物鏈進入人體。因此，需要給予廢水中難降解有機物足夠的重視。

一、難降解有機廢水的來源和危害

（一）焦化廢水

焦化廢水主要來源于鋼鐵制造工業(yè)。焦化廢水的特點是有機物含量相對較低，主要有機物是單環(huán)芳烴、多環(huán)芳烴、雜環(huán)芳烴、苯酚等等，這些都屬于高度有機物。另外，焦化廢水中還含有大量的氨氮，這對微生物降解非常不利。所以，利用微生物法來處理焦化廢水往往受到限制，焦化廢水的主要危害是致癌、致畸形、致突變。

（二）制藥廢水

制藥廢水主要來源于西藥的制造過程，制藥廢水的特點是含有大量的氯霉素或者抗生素，這些物質(zhì)流入自然界，會增強各類生物的耐藥性，也會導致某些病毒和細菌發(fā)生變異。制藥廢水的根本性危害是提升了自然界生物對抗生素的耐藥性，從而降低了人類抗生素類藥物的有效性。

（三）石化廢水

石化廢水主要來源于石油化工的生產(chǎn)過程，包括石油冶煉、化肥等各個化工領(lǐng)域。石化廢水中有機物的種類非常多，不同石化企業(yè)所產(chǎn)生的廢水中有機物各有不同，產(chǎn)生的危害也不盡相同。由于石化廢水中有機物種類多，所以其處理難度也非常大。

二、難降解有機廢水處理技術(shù)簡析

（一）超聲波處理技術(shù)

超聲波處理技術(shù)是利用物理方式來對廢水中的難降解有機物進行處理，超聲波能夠制造空化氣泡，空化氣泡的邊緣具有高溫高壓。常溫常壓下無法分解的有機物，在高溫高壓下可以發(fā)生化學反應，分解成無毒或者低毒的物質(zhì)，在空化氣泡邊緣的難降解有機物，則會被降解。除了高溫高壓條件外，超聲波還能夠誘導空氣中的物質(zhì)產(chǎn)生羥基自由基，這種自由基具有很強的氧化性，有利于難降解有機物的氧化反應。該技術(shù)的優(yōu)點是利用超聲波來進行處理，無須其他化學或者生物方法干預，處理后沒有其他輔助材料待處理。該技術(shù)的缺點是超聲波需要耗費大量的電能，并且處理能力有限。所以，超聲波處理技術(shù)一般只能夠用于廢水中難降解有機物含量較少的情況，比如焦化廢水的處理。在實際應用中，超聲波處理技術(shù)常常與臭氧處理技術(shù)聯(lián)用。

（二）臭氧處理技術(shù)

臭氧處理技術(shù)是利用臭氧的氧化作用來處理廢水中的難降解有機物，臭氧具有很強的氧化性，臭氧溶于水之后，具有很高的氧化還原電位，可以氧化多種有機物。臭氧處理技術(shù)的效率與多種因素相關(guān)，在不同的水體條件下，其處理效率是有顯著差異的。水體的酸堿度對氧化作用影響明顯，堿性環(huán)境下，臭氧的氧化效果更好。該技術(shù)的優(yōu)點是處理過程無須其他的化學實際或者微生物，不會產(chǎn)生二次污染，也無須其他投入。缺點是臭氧的產(chǎn)生需要耗費大量的電能，并且臭氧濃度較高時，會對環(huán)境中工作人員的健康產(chǎn)生負面影響。所以，臭氧處理技術(shù)在實際應用中常常與其他技術(shù)聯(lián)合使用。

（三）優(yōu)勢菌處理技術(shù)

優(yōu)勢菌處理技術(shù)是利用某種特定的微生物來代謝降解廢水中的難降解有機物，優(yōu)勢菌處理技術(shù)屬于生物處理方法，生物處理方法的優(yōu)點是成規(guī)模應用后，成本相對較低。微生物能夠利用廢水中的有機物完成自己的新陳代謝和生長繁殖。優(yōu)勢菌是指在廢水環(huán)境中具有較強生存能力，并且能夠降解某些有機物。優(yōu)勢菌處理技術(shù)已經(jīng)在焦化廢水、石化廢水、制藥廢水中實驗，都取得了一定的治理結(jié)果，具有良好的應用前景。該技術(shù)的優(yōu)點是利用生物方法來處理廢水，較之物理方法，其沒有額外的能量消耗；較之化學方法，其沒有可能產(chǎn)生二次污染的化學試劑。該技術(shù)的缺點是尚無一種微生物可以降解掉所有種類難以降解的有機物。這就需要針對各類有機物篩選和培養(yǎng)出對應的菌類。另外，優(yōu)勢菌在水體中，會受到水體酸堿度、溫度、重金屬離子等影響，從而降低活性。所有，優(yōu)勢菌處理技術(shù)，還有很大提升空間，一方面向著專業(yè)性發(fā)展，另一方面向著環(huán)境適應性發(fā)展。

（四）高級氧化技術(shù)

高級氧化技術(shù)是利用某些催化劑來氧化廢水中難以降解的有機物，該技術(shù)中常用的催化劑是二氧化鈦，高級氧化技術(shù)不僅利用了催化劑的優(yōu)良特性，也利用了太陽光、物質(zhì)在水中的溶解度、界面物理化學等等。同時，高級氧化技術(shù)一般需要特定的反應器，所以，高級氧化技術(shù)的應用要考慮多種因素，并非所有的廢水處理都能夠應用。高級氧化技術(shù)的優(yōu)點是利用催化劑和太陽能，較之物理處理技術(shù)，其能源消耗相對較小。另外，催化劑可以回收再利用，在一定程度上可以降低成本。

（五）微電解處理

微電解處理技術(shù)是利用鐵和炭來構(gòu)建原電池，然有利用氧化還原反應來實現(xiàn)難降解有機物的消解。楊怡研究了三維電極耦合鐵碳微電解處理技術(shù)，并探究了最佳的處理條件，反應時間 2.33h，極板間距 D=10cm，外電壓=12V，初始 pH=5。該技術(shù)的優(yōu)點是利用廢鐵為負極，以炭為正極，形成原電池來降解有機物。廢鐵和炭來源廣泛，無須特別處理。這就實現(xiàn)了利用廢品來治理廢水的做法。這樣可以降低廢水處理的成本，簡化廢水處理的程序，成本低，且簡單易行。

三、結(jié)語

綜上所述，工業(yè)發(fā)展是時代的需求，對待難降解有機物，一方面要從源頭控制，盡量不產(chǎn)生或者少產(chǎn)生；如果無法避免，則要在源頭做好回收和富集工作，減少排放量。另一方面，物理、化學、生物等領(lǐng)域，要積極發(fā)展技術(shù)手段，用多種方法，或者多種方法聯(lián)用來有效處理難降解有機物。此外，難降解有機廢水的處理工作要向著專業(yè)化的方向發(fā)展，即針對不同的來源，分析其主要物質(zhì)，從而有的放矢的開展處理技術(shù)研發(fā)工作。