我國(guó)化工廢水治理技術(shù)現(xiàn)狀及進(jìn)展

姜 敏

（南京大學(xué)環(huán)境規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司，江蘇南京 210093）

我國(guó)化工廢水治理技術(shù)現(xiàn)狀及進(jìn)展

姜 敏

（南京大學(xué)環(huán)境規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司，江蘇南京 210093）

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，化工行業(yè)也得到了迅猛發(fā)展。與此同時(shí)，帶來(lái)了確實(shí)日益嚴(yán)峻的環(huán)境污染，尤為突出的就是化工行業(yè)的廢水污染，其中含有大量有毒有害成分，如重金屬砷鎘等，已嚴(yán)重影響到生態(tài)環(huán)境的安全。就化工行業(yè)的廢水特點(diǎn)以及常規(guī)治理方法做分析探討，并指出目前化工廢水治理存在的主要問(wèn)題，以期后期改造工程中能得到有效解決。

化工廢水；特點(diǎn)；治理技術(shù)

1 化工廢水的特點(diǎn)

2014年，在調(diào)查統(tǒng)計(jì)的41個(gè)工業(yè)行業(yè)中，廢水排放量位于前4位的行業(yè)依次位造紙和紙制品、化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè)、紡織業(yè)、煤炭開(kāi)采和洗選業(yè)。4個(gè)行業(yè)的廢水排放量為80.0億t，占重點(diǎn)調(diào)查工業(yè)企業(yè)廢水排放總量的47.1%。截至2015年2月我國(guó)共有化學(xué)原料和化學(xué)制品制造企業(yè)25 202家，同比增長(zhǎng)1.84%。據(jù)環(huán)保部網(wǎng)站統(tǒng)計(jì)，化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè)廢水排放量前5位的省份依次是江蘇、山東、遼寧、河南和湖北。江蘇、山東、遼寧、河南和湖北5省化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè)廢水排放量為11.4億t，占該行業(yè)重點(diǎn)調(diào)查工業(yè)企業(yè)廢水排放量的43.4%。有毒化工廢水的特點(diǎn)主要包括：濃度高（COD為幾萬(wàn)甚至幾十萬(wàn)ppm）；含雜環(huán)或多環(huán)等物質(zhì)多，生物可降解性差；生態(tài)毒性高，大量三類化合物；成分復(fù)雜，優(yōu)控污染物種類多（中國(guó)68種、美國(guó)126種）；具有羥酸強(qiáng)堿性或鹽度高：10%以上；可循環(huán)使用物質(zhì)多。

2 化工廢水常規(guī)治理技術(shù)概況

高濃度難降解有機(jī)廢水的處理原則包括：分離優(yōu)先、資源利用、毒性破壞、生物強(qiáng)化。其技術(shù)組合策略主要包括高效分離技術(shù)（液膜萃取技術(shù)、新型高效蒸發(fā)技術(shù)、滲透技術(shù)、新型吸附技術(shù)、溶劑回收技術(shù)）、預(yù)處理技術(shù)（催化濕式氧化、高溫焚燒、氫自由基降解、熱解氣化、超臨界水氧化）、生物強(qiáng)化技術(shù)（碳載三相流化、高效厭氧技術(shù)、傳統(tǒng)生物改良技術(shù)、高效菌種強(qiáng)化、生物電化學(xué)技術(shù)、新型MBR技術(shù)）、深度處理技術(shù)（電催化氧化、臭氧催化氧化、光催化氧化）。

2.1 液膜分離技術(shù)

液膜即液體在表面張力作用下形成的相界面。本技術(shù)應(yīng)用的液膜是在表面活性劑的存在下，在兩液相間形成界面。利用液膜技術(shù)將兩種能夠相互混溶的溶液經(jīng)選擇性滲透而隔開(kāi)，使物質(zhì)得到分離提純。在液相膜中加入流動(dòng)載體即可提高膜的選擇性和分離效率。該技術(shù)特點(diǎn)為比表面大、分離系數(shù)高、分離速度快、成本低，既可實(shí)現(xiàn)污染物的分離去除，又可實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)。其可應(yīng)用于吡啶等含氮雜環(huán)化合物、酚類、苯胺類、氰。

2.2 廢酸資源化——催化裂解法

含有機(jī)物的廢硫酸在1 000～1 100℃的高溫下裂解制成二氧化硫氣體，其中的有機(jī)物同時(shí)被燃燒為二氧化碳。制得的二氧化硫爐氣送往催化氧化系統(tǒng)氧化為三氧化硫，重新制造工業(yè)硫酸。傳統(tǒng)焚燒裝置回收硫酸設(shè)備投資大，據(jù)報(bào)道，以年產(chǎn)25萬(wàn)t規(guī)模的裝置來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)裝置投資約為1.3個(gè)億，新建裝置可節(jié)省投資1.1個(gè)億。

2.3 溶劑回收——超重力

利用旋轉(zhuǎn)的離心力場(chǎng)來(lái)代替常規(guī)的重力場(chǎng)，使得氣液兩相的相對(duì)速度大大提高，相界面更新加快，生產(chǎn)強(qiáng)度成倍提高，極大地強(qiáng)化氣液傳質(zhì)過(guò)程，達(dá)到增加效率、縮小設(shè)備和降低能耗的目的。其技術(shù)特點(diǎn)包括傳質(zhì)效率高，設(shè)備體積小；停留時(shí)間短、持液量小；操作彈性大、不容易液泛、安全可靠；抗堵能力強(qiáng)、維護(hù)方便；投資省、管理成本低。折流式超重力床大大地降低了設(shè)備的高度和縮小了設(shè)備的體積。

2.4 催化濕化氧化

在一定的溫度、壓力和催化劑的作用下，經(jīng)空氣氧化，使得污水中的有機(jī)物氧化分解成二氧化碳、水及小分子易生化降解物質(zhì)，達(dá)到凈化及改善水體可生化性的目的。適用于治理焦化、染料、制藥、農(nóng)藥、石化、皮革等工業(yè)中含高COD或含難生化降解的化合物的各種工業(yè)有機(jī)廢水。其特點(diǎn)包括凈化效率高；無(wú)二次污染；流程簡(jiǎn)單；占地面積小；可實(shí)行全自動(dòng)化操作管理；氧化反應(yīng)產(chǎn)熱維持系統(tǒng)熱平衡，運(yùn)行費(fèi)用低。適用對(duì)象包括甘氨酸工藝母液、IDA工藝母液、雙甘膦母液。

2.5 造粒焚燒

在一定的溫度、壓力和催化劑的作用下，經(jīng)空氣氧化，使污水中的有機(jī)物氧化分解成二氧化碳、水及小分子易生化降解物質(zhì)，達(dá)到凈化及改善水體可生化性的目的。適用于治理焦化、染料、制藥、農(nóng)藥、石化、皮革等工業(yè)中含高鹽高COD的各種工業(yè)有機(jī)廢水。其技術(shù)特點(diǎn)包括熱利用率高；裝置熱損失小；實(shí)現(xiàn)焚燒處理的減量化和節(jié)能，比直接霧化焚燒降低40%～60%；設(shè)備使用壽命長(zhǎng)；二惡英控制效果好；可資源回收利用。

2.6 碳載生物流化床

通過(guò)全混式內(nèi)環(huán)流結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，集成三相流態(tài)、生物附載、優(yōu)勢(shì)菌等多項(xiàng)強(qiáng)化手段，運(yùn)行時(shí)液相與固相載氣體推動(dòng)力和密度差的作為下高速往復(fù)循環(huán)流動(dòng)，增加優(yōu)勢(shì)菌種，提高抗沖擊能力和處理負(fù)荷。其技術(shù)特點(diǎn)包括處理效率高；節(jié)約能耗；占地面積小；迸氣能耗低；溶解氧濃度高；氧傳質(zhì)速率快、利用率高。應(yīng)用領(lǐng)域包括高濃度、高毒性、可降解有機(jī)污染物廢水。

2.7 MBR膜生物反應(yīng)器

MBR利用膜分離設(shè)備將生化反應(yīng)池中的活性污泥和大分子有機(jī)物截留，省掉二沉池。膜生物反應(yīng)器工藝通過(guò)膜的分離技術(shù)大大強(qiáng)化了生物反應(yīng)器的功能，使活性污泥濃度大大提高，其水力停留時(shí)間（HRT）和污泥停留時(shí)間（SRT）可以分別控制。

2.8 電催化氧化

通過(guò)陽(yáng)極或陰極上發(fā)生氧化反應(yīng)或還原反應(yīng)，把水中的污染物轉(zhuǎn)化為無(wú)毒性或低毒性物質(zhì)的水處理方法，同時(shí)利用電解槽中的一些物理化學(xué)作用（如絮凝、共沉、氣泡上浮等）將污染物從污水中分離出去使其凈化。其技術(shù)特點(diǎn)包括凈化效率高、無(wú)二次污染、流程簡(jiǎn)單、占地面積小、可實(shí)行全自動(dòng)化操作管理。應(yīng)用領(lǐng)域包括含有機(jī)氯、有機(jī)磷、芳香族化合物、較高鹽含量的有機(jī)廢水。

2.9 臭氧催化氧化

在常溫常壓下，采用一系列臭氧多相催化氧化反應(yīng)中產(chǎn)生的大量強(qiáng)氧化性羥基自由基氧化分解水中的有機(jī)物的污水處理技術(shù)。根據(jù)作用方式可分為直接氧化和間接氧化。其技術(shù)特點(diǎn)包括氧化能力強(qiáng)；脫色、除臭、殺菌、去除有機(jī)物和無(wú)機(jī)物；無(wú)二次污染；制備臭氧只用空氣和電能，操作管理方便。

3 化工廢水排放和治理中存在的問(wèn)題

3.1 治理成本高、效果難保證、運(yùn)行不穩(wěn)定

高濃度難降解有機(jī)廢水水質(zhì)成分復(fù)雜，污染物濃度高、可生化性差、毒性大，一般的處理技術(shù)難以保證出水效果，處理必須采用專業(yè)性和針對(duì)性較強(qiáng)的技術(shù)方法。技術(shù)往往出現(xiàn)操作復(fù)雜、投資費(fèi)用高、運(yùn)行費(fèi)用昂貴、效果難以保證、運(yùn)行不穩(wěn)定等問(wèn)題。此外，還缺乏高端、精細(xì)的自動(dòng)化集成與調(diào)控技術(shù)，設(shè)計(jì)參數(shù)與實(shí)際運(yùn)行參數(shù)往往不匹配，這也是導(dǎo)致工藝與設(shè)備運(yùn)行不穩(wěn)定的重要原因。

3.2 技術(shù)創(chuàng)新能力不足，缺乏原創(chuàng)性核心技術(shù)和成套設(shè)備

目前，我國(guó)高效的廢水處理核心技術(shù)和成套設(shè)備仍然主要依賴國(guó)外引進(jìn)。技術(shù)的研發(fā)主要以科研院所等為主，這些平臺(tái)受自身局限性影響集成能力、創(chuàng)新能力，導(dǎo)致自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)和關(guān)鍵設(shè)備的缺失，環(huán)保產(chǎn)業(yè)設(shè)備制造業(yè)結(jié)構(gòu)落后，創(chuàng)新層次低，高端發(fā)明少，這也是我國(guó)高效廢水處理核心技術(shù)和設(shè)備缺乏的主要原因。

3.3 技術(shù)研發(fā)與工程應(yīng)用脫節(jié)，新技術(shù)的工程示范力度不夠，產(chǎn)業(yè)化推廣難

我國(guó)在高濃度難降解有機(jī)廢水治理新技術(shù)示范和推廣方面缺乏有效的組織機(jī)制，技術(shù)成果良莠不齊，以次充好的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生；新技術(shù)推廣過(guò)程中存在主體不明的問(wèn)題，環(huán)保示范工程多由科研單位來(lái)承擔(dān)而非企業(yè)，限制了技術(shù)的轉(zhuǎn)化和推廣。

3.4 技術(shù)評(píng)估體系不健全、缺乏權(quán)威性，造成市場(chǎng)上各種技術(shù)良莠不齊

在環(huán)境技術(shù)評(píng)估管理方面做了大量工作，但尚未形成完善、科學(xué)、系統(tǒng)的環(huán)境技術(shù)評(píng)估體系，仍然存在評(píng)價(jià)制度不完善、評(píng)價(jià)機(jī)制不健全、評(píng)估技術(shù)缺乏廣泛性和代表性等問(wèn)題；技術(shù)評(píng)估工作還不能實(shí)現(xiàn)與環(huán)境保護(hù)整體戰(zhàn)略和環(huán)境科技發(fā)展戰(zhàn)略的緊密結(jié)合，遠(yuǎn)不能滿足環(huán)境監(jiān)督、科技進(jìn)步和環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展的要求。

［1］ 李彩紅.我國(guó)化工行業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展研究［D］.武漢：華中科技大學(xué)，2007.

［2］ 付春.我國(guó)萘系染料中間體廢水治理技術(shù)進(jìn)展［J］.染料工業(yè)，2002，（4）.

Present Situation and Development of Chemical Wastewater Treatment Technology in China

Jiang Min

With the continuous development of our country's economy，the chemical industry has been developing rapidly.At the same time，it brings the increasingly serious environmental pollution，especially the chemical industry wastewater pollution，Such as heavy metal arsenic and cadmium，has seriously affected the ecological environment health and safety.In this paper，wastewater characteristics of the chemical industry and conventional treatment methods to do analysis，and pointed out that the current chemical wastewater treatment problems，with a view to the latter part of the renovation project can be effectively resolved.

chemical wastewater；characteristics；treatment technology

X703

A

1003-6490（2016）07-0147-02

2016-06-15

姜敏（1983—），女，山東臨沂人，工程師，主要從事環(huán)境影響評(píng)價(jià)工作。