工業廢水處理方法研究及技術進展

仲繼燕　牟東蘭

摘要：隨著現代工業的快速發展，產生了大量的工業廢水，工業廢水涉及的行業多、成分復雜，如不能很好地處理，勢必導致水體的嚴重污染。文中簡述了廢水處理的常用方法：物理處理法、化學處理法、物理化學處理法和生物化學處理法，并對各類方法進行了研究分析。

關鍵詞：工業廢水；廢水處理；方法

在工業生產過程中會產生大量的廢水、污水和廢液，包括食品工業廢水、印染工業廢水、造紙工業廢水、煤礦企業廢水、醫藥企業廢水等。這些工業廢水中含有未反應完全的生產原料、中間產物和未處理好的產品以及生產過程中產生的污染物，廢水中大多含有毒有害且難生物降解的污染物，極大的污染了地表水及地下水資源，嚴重威脅人類的健康和安全。因此，探究工業廢水處理方法及技術進展對于保護環境水資源具有非常重要的現實意義。

一、物理處理法

物理處理法是通過物理作用分離和去除廢水中不溶解的呈懸浮狀態的污染物（包括油膜、油珠）及部分膠體的方法。該法是廢水處理中最簡單的一種，在處理過程中，不外加化學試劑，污染物的化學性質不發生變化。主要包括重力分離法、離心分離法、篩濾截留法、吸附處理法、氣浮法等。一般用于處理廢水中的懸浮物。物理法設備大都較簡單、操作方便、運行成本較低、分離效果良好，但是只能對廢水進行初步預處理，對于可溶性污染物質幾乎沒有凈化效果。

①重力分離法 是物理處理法中最常用、最基本的方法，應用歷史較久。主要利用污染物的顆粒密度、粒徑大小，成功地將不同密度水的懸浮物和沉降物分離出來。②篩濾截留法是利用格柵、篩網、布濾設備、砂濾設備將大塊固體污染物、纖維、紙漿等較細小的懸浮物及細小懸浮物等截阻。

二、化學處理法

化學處理法是向廢水中加入某種化學物質，利用酸堿中和、氧化還原、化學沉淀、電解等化學反應來分離、處理廢水中的污染物質。將污染物轉化為無害的物質、沉淀等形式除去，從而降低對水體的危害。

①酸堿中和法適用于酸性、堿性廢水的處理，使酸性廢水中的H+與外加OH-，或使堿性廢水中的OH-與外加的H+相互作用，從而調節酸性或堿性廢水的pH值。②氧化還原處理法主要是利用強氧化劑在一定條件下（如高溫、高壓、催化劑等）氧化分解廢水中污染物，使難降解的污染物轉變成易降解的小分子物質，甚至直接生成CO2、N2和H2O，達到無害化目的。③化學沉淀法通過向廢水中投加可溶性化學試劑（即沉淀劑）如石灰、硫化物和鋇鹽等，沉淀劑與水中呈離子狀態的無機污染物起化學反應，生成不溶于或難溶于水的沉淀析出，達到廢水凈化的目的。化學沉淀法多用于去除廢水中的重金屬離子，如汞、鉻、鉛、鋅等[1]。④電解處理法是應用電解的基本原理，使廢水中有害物質通過電解轉化成為無害物質以實現凈化的方法。該法對、催化劑、電極結構及操作條件等要求較高，劉蕾等[2]利用碳納米管修飾的石墨陰極除水中的硝酸銀，在優化條件下，達97.1%的去除率。

三、物理化學處理法

物理化學處理法是運用物理和化學的綜合作用組成的廢水處理系統，或是包括物理過程和化學過程的單項處理方法。

①常用的有膜分離法如反滲透、電滲析、超濾、微濾、納濾等，反滲透用于礦化消除廢水中的礦物離子和去除總溶解固體；電滲析法是在直流電場的作用下，利用離子交換膜對水中的陰、陽離子進行交換，使其選擇性透過，從而實現廢水中的陰、陽離子與水分離。②利用活性炭、硅膠、沸石分子篩、吸附粉劑、凹凸棒石等多孔性的固態物質，對廢水中的重金屬、臭味進行吸附，是凈化水資源主要方法之一。其中活性炭具有吸附能力強、原料廉價充足、易脫附再生等諸多優點，已被廣泛應用于廢水處理中。

四、生物化學處理法

生化處理法在我國的廢水處理中應用比較廣泛，是利用微生物的新陳代謝作用，對廢水中的污染物質進行轉化和穩定，以為實現凈化的方法。用微生物降解作用進行水處理是一種效率較高的處理方法，但對要處理的水質要求比較高，故一般與其他預處理技術聯合使用。根據微生物對氧氣的要求不同，分為好氧法和厭氧法。

好氧法是較常用的污水處理方法，一般可分為活性污泥法、生物膜法等。該法是利用需氧微生物（主要是需氧細菌，或稱好氧細菌）分解廢水中的有機污染物，使廢水無害化的處理方法。好氧生物法處理時，需要供給微生物充足的氧和各種必要的營養源如碳、氮、磷以及鉀、鎂、鈣、硫、鈉等元素；同時應控制適宜的pH值和水溫等，以確保適合微生物的生存條件。廈門大學開發的高濃度有機廢水水解-好氧循環一體生物處理技術，可實現高濃度有機廢水的高效生物處理[3]。②厭氧法即厭氧消化法，無需提供外來能量，在厭氧細菌（包括兼氧微生物）的作用下，將污泥中的有機物分解，最后產生甲烷和二氧化碳等氣體，該法同時適用于高濃度、低濃度有機廢水的處理。厭氧法具有操作簡便、造價低、污泥產量少等優點，其缺點是操作不夠穩定、處理的時間較長[4]。

目前，在廢水處理過程中，為了取得更好的處理效果，常常將這幾種方法聯合應用，如化學沉淀-厭氧-好氧處理皮革廢水；活性炭吸附法-電化學氧化法應用于紡織工業廢水處理；催化-磁分離技術應用于砷、鎘、鉻、銅等重金屬和磷等污染物的去除，等等。廢水處理是一門綜合性很強的學科，其未來技術的發展將遠遠超過傳統學科的范疇，利用物理學、生物學、化學等學科之間的聯系來解決各種復雜的廢水處理系統。

參考文獻：

[1]楊景天，王應平，潘冰.工業廢水幾種深度處理方法的研究[J].甘肅科技.2016（32）：46-50

[2]劉蕾，張冬梅，褚衍洋.電化學法去除水中的硝酸根[J].環境工程學報.2013，7（11）：4195-4199

[3]楊志毅，彭麗，李躍華等.高校實驗室廢水的調查及處理方法[J].大理學院學報.2010.9（10）：32-34

[4]劉學貴，年中峰，邵紅等.石油化工工藝及其廢水處理的研究簡述[J].化學工程師，2016（1）：37-40