化工廢水處理技術

發表時間：2021-04-30 14:14:03 閱讀次

隨著經濟社會的發展，化工廢水產生量不斷增加，對環境污染加劇。本文結合化工廢水的特點，對化工廢水處理技術的發展進行了綜述，并論述了化工廢水處理需要重點解決的問題和化工廢水控制對策。

1、化工廢水的特點

隨著化學工業的發展，化工產品多種多樣，成分復雜。化工廢水即是由化工廠排出的廢水。其對環境的危害及其處理措施主要取決于化工廢水的特點。化工廢水的特點主要表現為：

(1)水質成分復雜[1]，污染物種類多

由于化學反應過程反應不完全，水中含有各種副產物以及使用的各種輔料以及溶劑等物質，導致化工廢水水質成分復雜。

(2)BOD和COD高

化工廢水特別是石油化工廢水，含有各種有機酸、醇、醛、酮、醚和環氧化物等，其特點是 B0D和 COD都較高。這種廢水一經排入水體，就會在水中進一步氧化分解，從而消耗水中大量的溶解氧，直接威脅水生生物的生存。化工廢水 B／C較低，可生化性差[2]，難以直接生物處理。

(3)有毒有害特征污染物多

化工廢水中含有許多污染物，如氰、酚、砷、汞、鎘和鉛等有毒或有劇毒的物質，多環芳烴化合物等致癌物質，無機酸、堿類等刺激性、腐蝕性的物質。

(4)有的廢水溫度、色度高

2、化工廢水處理技術

2．1 物理法

物理法是指通過物理作用分離、回收廢水中呈懸浮狀態的污染物質的廢水處理法。

2．1．1 常用的物理法

常用的物理法包括重力沉淀法、過濾法、和氣浮法。重力沉淀法是指利用水中懸浮顆粒的可沉淀性能，在重力場的作用下自然沉降，從而達到固液分離。過濾法是指利用孔粒狀濾料層截留水中雜質以降低廢水中懸浮物的方法。氣浮法是指通過生成微小氣泡將廢水中的懸浮物顆粒附裹攜帶出水面的方法。

2．1．2 物理法的發展

傳統的物理法雖然具有工藝簡單、操作方便等優點，但不適用于可溶性廢水成分的去除，具有很大的局限性[3]。而磁分離法、聲波技術以及非平衡等離子體技術則沒有這些局限性。磁分離法是指通過向廢水中投加磁種和昆凝劑，利用剩余的磁種，在混凝劑的作用下，使顆粒相互吸引而聚結長大，加速懸浮物的分離，然后利用磁分離器去除有機污染物。高梯度磁分離在國內外得到了廣泛的應用[4]。聲波技術是指通過控制超聲波的頻率和飽和氣體，降解分解有機物質。非平衡等離子體技術是指用高壓脈沖放電、輝光放電產生的等離子體對水中的有機污染物進行氧化降解。

2．2 化學法

化學法是指通過化學反應去除水中的污染物質。

2．2．1 常用的化學法

常用的化學方法有氧化還原法、中和法、電解法和化學絮凝法。氧化還原法是利用溶解于廢水中的某些有毒有害物質，在氧化還原反應中能轉化為無毒無害物質這一原理來去除廢水中的污染物。中和法是利用酸堿中和調整廢水的pH值使廢水達到中性。中和法可利用酸堿廢水相互中和，或利用酸、堿性物質來中和酸、堿性廢水。電解法是利用廢水中的離子在電解槽的陰陽兩極發生氧化還原反應而生成新物質，從而降低廢水中的有毒物質濃度。化學混凝法是通過投加化學藥劑產生的混凝和絮凝作用，使膠體脫穩形成沉淀而去除。

2．2．2 化學法的發展

化學法不斷發展產生了紫外光催化氧化技術、濕法氧化技術和超臨界水氧化技術。紫外光催化氧化技術是利用 TiO2等半導體催化劑在3O0— 400nm 的紫外光照射下，產生光電子空穴和羥基自由基等強氧化劑的能力，將廢水中的有機物氧化分解，并最終氧化成水和二氧化碳。濕法氧化技術是在高溫高壓下，在水溶液中的有機物發生氧化還原的處理技術[5]。利用催化劑，用空氣中的氧氣和純氧為氧化劑，可以在較低的溫度和壓力下使有機物氧化。超臨界水氧化技術是在濕法氧化的基礎上發展起來的一種有毒有機固廢物和工業廢水的高級氧化技術。超臨界水氧化技術在水臨界點 (22．1MPa， 374℃)以上，能在極短時間內將各種有機物完全氧化為二氧化碳和水，且不產生二次污染[6]。

2．3 物理化學法

2．4 生物法

生物法是指利用微生物的新陳代謝作用降解轉

化有機物的過程。生物法主要分為好氧處理和厭氧處理兩種類型。

2．4．1 好氧生物處理技術

好氧生物處理技術主要包括生物膜法和活性污泥法。生物膜法是通過廢水和生物膜接觸，生物膜吸附和氧化廢水中的有機物。活性污泥法是利用懸浮生長的活性污泥處理廢水。其中活性污泥是由好氧微生物及其吸附和代謝的有機物和無機物組成。活性污泥具有降解廢水中的有機污染物的能力。

2．4．2 厭氧生物處理技術

厭氧生物處理技術是指在無分子氧的條件下通過厭氧微生物或兼養微生物的作用，將廢水中的有機物分解轉化成甲烷和二氧化碳的過程，該過程主要依靠水解產酸細菌、產氫產乙酸細菌和產甲烷細菌等三大細菌的聯合作用完成。

2．4．3 生物法的發展

2．4．3．1 好氧生物處理技術的進展

(1)A／O工藝

A／O工藝能使廢水中的有機污染物得到降解，還具有一定的脫氮除磷功能。該工藝是將前段缺氧段和后段好氧段串聯在一起。在缺氧段異養菌將污水中的淀粉、纖維、碳水化合物等懸浮污染物和可溶性有機物水解為有機酸，使大分子有機物分解為小分子有機物，不溶性的有機物轉化成可溶性有機物，當這些經缺氧水解的產物進入好氧池進行好氧處理時，可提高污水的可生化性及氧的效率；在缺氧段，異養菌將蛋白質、脂肪等污染物進行氨化游離出氨 (NH。、NH +)，在充足供氧條件下，自養菌的硝化作用將 NH。-N(NH +)氧化為 NO3一，通過回流控制返回至 A 池，在缺氧條件下，異氧菌的反硝化作用將 NO3一還原為分子態氮 (N2)完成 C、N、O在生態中的循環，實現污水無害化處理[引。該工藝具有效率高、流程簡單、投資省、操作費用低、容積負荷高、降解率高、抗沖擊能力強等優點。

(2)A2／O工藝

A2／O工藝是厭氧一缺氧一好氧生物脫氮除磷工藝的簡稱。具有污染物去除效率高、運行穩定、耐沖擊負荷、污泥沉降性能好以及同時具有脫氮除磷功能等優點。

2．4．3．2 固定化生物技術

固定化生物技術是指利用褐藻酸鈣等天然凝膠及聚丙烯酰胺、聚乙烯醇等高分子材料作為載體，有目的地篩選一些特殊的優勢菌種，將其固定在載體上[8]。固定化生物技術具有反應速度快、降解能力強、對廢水適應能力強等優點。

3、結論

3．1 化工廢水處理技術存在的問題

(1)由于化學工業的不斷發展，化工廢水水質成分與濃度都在不斷變化，使得處理難度提高，許多處理技術難以適應化工廢水水質的變化而導致處理效果低下。

(2)雖然目前關于化工廢水處理技術的研究很多，很多研究在實驗室能夠取得較好的效果，但應用到實際的化工廢水處理工程中時往往難以實施。

(3)隨著化工廢水處理技術的不斷發展，許多新技術新方法已經被應用到實際中，但由于投資運營成本高等原因許多新技術無法得到廣泛運用。

3．2 化工廢水控制對策

(1)化工企業合理布局。在對化工企業進行布局時，要增強區域間企業的集聚效應和規模效應，劃分明確的功能區，統籌考慮，優化組合[9]。

(2)運用清潔生產工藝。清潔生產工藝是從源頭上對污染進行控制，運行成本低。因此在治理化工廢水時，要以推廣清潔生產為主、末端治理為輔，促進經濟效益與社會效益的提升。