淺談化工廢水處理的方法

彭麗雅 鎖琛

【摘 要】考慮到廢水處理及回用對保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源有著重大意義，本文在化驗室進(jìn)行了用不同方法對廢水樣品進(jìn)行處理的試驗，通過測定廢水樣品處理前后的化學(xué)需氧量來選擇較為有效的廢水處理方法，重點研究了活性炭吸附處理廢水樣品技術(shù)對水樣中化學(xué)需氧量及甲醇的去除效果。

【關(guān)鍵詞】化工廢水；污水處理；活性炭處理

我國不僅水資源短缺，而且還伴隨著日益嚴(yán)重的水環(huán)境污染問題之一。石油化工生產(chǎn)耗水量大，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水量也很大，既浪費資源又污染環(huán)境，給水體造成極大的危害。為緩解水資源的供需矛盾，迫切需要研究開發(fā)經(jīng)濟(jì)、高效及方便可行的廢水處理與回用新技術(shù)，新工藝。以便對石油化工廢水進(jìn)行處理，實現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放或回用，同時回收有用物質(zhì)，節(jié)約資源。

一、關(guān)于水體污染的概述

所謂水污染是指排入水體的污染物超過了該物質(zhì)在水體中的本底含量和水體的自凈能力，破壞了水體原有用途的程度。工業(yè)廢水是水體的最主要污染源，它量大面廣，由于受產(chǎn)品、原料、藥劑、工藝流程、設(shè)備構(gòu)造、操作條件等多因素的綜合影響，所含的污染物質(zhì)成分多，組成極為復(fù)雜，毒性大，處理也比較困難而且，不同時間水質(zhì)也有很大差異。工業(yè)污染源是目前造成水體污染的主要來源和環(huán)保的主要防治對象，在工業(yè)生產(chǎn)過程中排出的廢水、污水、廢液等統(tǒng)稱工業(yè)廢水。廢水主要指工業(yè)用冷卻水污水指與產(chǎn)品直接接觸、受污染較重的排水廢液指在生產(chǎn)工藝中流出的廢液。合成氨排污工業(yè)廢水，主要是氮肥生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水。氮肥生產(chǎn)大多數(shù)以氨為原料，氨的制取采用合成的方法，即由氫氣和氮氣在高溫高壓和催化劑作用下合成的。氮氫混合氣由煤或石油、空氣制得，有大量冷卻水及脫硫廢水，含有懸浮物、鹽、二氧化硫、硫化氫等。

二、化工廢水處理方法

（一）傳統(tǒng)廢水處理方法

廢水處理的目的就是用各種方法將廢水中的污染物質(zhì)分離出來，或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，從而使廢水得到凈化。

廢水的處理方法基本上可分為物化法和生化法兩大類。物化法可進(jìn)一步分為物理法、化學(xué)法和物理化學(xué)法。生化法具體可分為好氧生物法和厭氧生物法。

根據(jù)廢水的處理程度，通常可分為三級。

一級處理，又叫預(yù)處理，主要是去除廢水中的懸浮固體、膠體、油類揮發(fā)性物質(zhì)或進(jìn)行值調(diào)整，通常采用物化法處理，使廢水初步凈化，對二級處理創(chuàng)造適宜的條件。

二級處理，又叫基本處理，通常采用生化法，主要是去除廢水中溶解性和膠態(tài)有機(jī)污染物，它是化工廢水處理的主要步驟。

三級處理，又叫深度處理，主要是去除廢水中難降解的有機(jī)物、溶解的無機(jī)物、含氮磷的營養(yǎng)物質(zhì)等。一般采用化學(xué)物理法處理，使處理后的廢水達(dá)到重復(fù)利用的要求，排放的廢水不會產(chǎn)生富營養(yǎng)化作用。

廢水處理的工藝流程，可以由各種單元處理方法組合而成，并有多種不同的組合形式。隨著處理程度的提高，治理費用也隨之大大提高。所以治理廢水應(yīng)注意環(huán)境效益與經(jīng)濟(jì)效益的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，所以采用的技術(shù)和流程應(yīng)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)、合理。

（二）污水處理新技術(shù)

1、爐渣吸附

爐渣是電廠鍋爐、各種工業(yè)及民用鍋爐，爐窯燃燒煤炭后排出的固體廢棄物。由于煤炭在燃燒過程中進(jìn)入大量空氣，冷卻后又逃逸，導(dǎo)致生成的爐渣形成多孔結(jié)構(gòu)。爐渣中含有的多種堿性氧化物，在與工業(yè)廢水接觸后能溶出部分堿性物，因而對工業(yè)廢水中的有機(jī)物、重金屬、懸浮物具有一定的吸附、過濾、中和及絮凝作用。爐渣去除工業(yè)廢水中污染物的過程較復(fù)雜，與其物理結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分，廢水性質(zhì)等因素有關(guān)。根據(jù)目前的有關(guān)資料，爐渣處理廢水的主要機(jī)理為吸附、中和及絮凝沉降作用。

第一，吸附過濾作用。

爐渣具有多孔結(jié)構(gòu)，孔隙率達(dá)50%-60%，比表面積較大，表面能高，爐渣中含有的殘?zhí)窟_(dá)10%-30%，這些殘?zhí)烤哂谢钚蕴康男再|(zhì)，因此爐渣對工業(yè)廢水中的有機(jī)物、重金屬、懸浮物具有較強的物理和化學(xué)吸附作用。

第二，中和作用。

爐渣中含有的CaO、MgO、Fe2O3、K2O等堿性氧化物被水浸泡后進(jìn)入廢水中，能提高廢水的堿度，可用來中和酸性廢水的酸度，這在處理酸性除塵廢水，酸性礦井廢水以及某些酸性重金屬廢水方面有較好的效果。

第三，絮凝沉降作用。

爐渣在被中性水浸泡35-65min后，被溶出的鋁達(dá)到22.5-53mg/L。鋁在水中形成的氫氧化物是良好的絮凝劑，能對廢水中有機(jī)物、重金屬、懸浮物起絮凝作用，加強其澄清沉降效果，此外爐渣中的部分無機(jī)粉塵對廢水也有混凝作用。爐渣是一種良好的吸附介質(zhì)，對工業(yè)廢水中的有機(jī)物，重金屬離子、懸浮物、酸性物、色度有良好的吸附和中和能力，可用于工業(yè)廢水的前處理和深度處理，并可在一定程度上代替活性炭，因而可降低工業(yè)廢水處理費用，吸附飽和后的爐渣可進(jìn)焚燒爐焚燒，以消除二次污染。

2、粉煤灰吸附處理

吸附法因吸附材料有很寬的來源范圍、選擇性強以及經(jīng)濟(jì)和便于操作，對廢水處理是一種理想的方法。傳統(tǒng)的吸附處理多用活性炭或樹脂作吸附劑，效果雖然很好，但價格昂貴，材料的再生處理也很麻煩。通過大量的對比和選擇性實驗，認(rèn)為粉煤灰和天然沸石是很好的吸附劑。粉煤灰是煤粉在高溫下燃燒后的產(chǎn)物，其形成過程與活性炭的制作過程有類似之處，具有較大的比表面積，其主要成分是SiO2、Al2O3、Fe2O3等。粉煤灰中大量活性點可與吸附質(zhì)發(fā)生化學(xué)吸附和物理吸附，因此粉煤灰有很強的吸附能力。粉煤灰對含鉻廢水、含磷廢水、含氟廢水、含酚廢水以及多種有機(jī)廢水等都有較好吸附效果。由于粉煤灰是固體廢物，處理后的粉煤灰不必再生，因此比活性炭和其他吸附材料經(jīng)濟(jì)。的去除率可高達(dá)70%。

3、活性炭吸附和其他工藝耦合處理廢水

活性炭在廢水處理方面的主要優(yōu)點是處理程度高、出水水質(zhì)穩(wěn)定。與其他方法配合使用可獲得質(zhì)量很高的出水水質(zhì)，甚至達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)。活性炭在環(huán)保方面繼續(xù)發(fā)揮重要作用的同時，人們已將活性炭與儲氣、膜分離、化工分離、分析傳感器和生物機(jī)體聯(lián)系起來，這些研究領(lǐng)域的開發(fā)為活性炭產(chǎn)品提供了新的生命力，也為活性炭的研制提出了新的要求。活性炭的研制應(yīng)適應(yīng)于應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，所以有針對性地研制具有特殊吸附性能的活性炭成為重要的研究方向之一[1]。

近年來，電化學(xué)高級氧化技術(shù)作為一種新發(fā)展的高級氧化技術(shù)因其處理效率高、操作簡便、環(huán)境友好等優(yōu)點，引起極大關(guān)注。它通過電極反應(yīng)產(chǎn)生氧化能力很強的輕基自由基有效降解污染物。研究表明，當(dāng)有機(jī)污染物濃度較低時，傳質(zhì)將成為控制因素，導(dǎo)致降解過程僅發(fā)生在陽極表面而很少在溶液主體，并且因降解中間產(chǎn)物的滯留導(dǎo)致陽極毒化。從而降低了處理效果。另一方面，活性炭因其極強的吸附能力在廢水處理中獲得廣泛的應(yīng)用。但其成本高，且易吸附飽和，若不進(jìn)行再生回收不僅不經(jīng)濟(jì)還會對環(huán)境造成污染。常用的再生方法，如熱再生和化學(xué)法再生法等。需高溫或高壓條件，費用高[2]。最近，電化學(xué)再生法因其了研究者的注意，在常溫常壓下其再生效率可達(dá)85%。但目前報道的電化學(xué)再生方法時間長達(dá)5h，主要原因是：一、采用石墨等常規(guī)電極，不易產(chǎn)生輕基自由基等活性物種，氧化性欠強，導(dǎo)致再生不徹底。二、再生裝置很少考慮傳質(zhì)，導(dǎo)致再生時間長[3]。

三、結(jié)論

綜上可知，采用廢水處理方法對廢水樣品進(jìn)行處理，測試處理前后廢水的值及甲醇含量，經(jīng)過實驗可得出結(jié)論活性炭吸附技術(shù)對廢水樣中的及甲醇有較好的去除效果。這一實驗結(jié)果可為設(shè)計和改進(jìn)廢水處理工藝提供參考。

【參考文獻(xiàn)】

[1]劉文昭，許高潔，董強，寧朋歌，李玉平.煤化工廢水中二元酚處理方法的研究進(jìn)展[J].過程工程學(xué)報，2018，18（02）：232-240.

[2]一種化工廢水處理站尾水深度處理系統(tǒng)及處理方法[J].山西化工，2017，37（01）：83.

[3]徐珊姍.探討醫(yī)藥化工廢水處理技術(shù)應(yīng)用問題及解決方法[J].化工管理，2014（15）：118.