化工廢水處理技術研究進展

李曉建

摘要：社會經濟不斷發展影響下，深度處理、清潔生產等零排放或減排的概念進入到化工企業。當前，化工產業園區企業數量不斷增加，對應化工企業污水排放量也大大增加。化工污水排放占整體水污染21%，但是，其帶澳排放量僅占化工污水排放52%，對水環境造成嚴重污染。分析綜合化工廢水中水回用處理技術迫在眉睫，需重視化學廢水處理，確保環境可持續發展，促進經濟可持續發展。

關鍵詞：化工廢水;處理技術;研究進展

1 化工廢水的來源及特點

隨著我國工業生產的迅速崛起，環境污染也日益嚴重，工業領域中的化工產業既是我國用水大戶，同時也是污水排放大戶。我國各大湖泊河流港口的水質污染與化工廢水的排放脫不了干系，它每年的排放量約占我國廢水污染量一半以上。通過對各種化工廠化工廢水調查研究，發現其主要來源有下面種途徑：（1）原料和產品的流失。在開釆、運輸、生產等各種過程中，會有一部分物料、產品流失，通過大風、雨水、大雪沖刷，形成化工污染廢水。（2）管道及設備的泄露。由于管道或設備操作不當或者密封不良，在化工生產和物料運送過程中，往往形成泄露。（3）生產設備的清洗。化工生產的容器、設備、管道在實際生產過程中需要經常清洗，而其殘留的物料可能會隨著清洗水一并排出，最終形成廢水。（4）未反應完的原料。（5）副產品的生成。（6）特定生產過程生成廢水。這類化工廢水一般是由蒸汽蒸館、氣提、酸洗、堿洗的排放水。化工廢水種類繁多，有毒有害，不易凈化，不僅在生物體內有一定的積累作用，且在水體中有耗氧性質，易使水質惡化。

2 化工廢水處理技術概述

2.1 化學方法

在處理化工廢水的過程中采用化學方法能夠對廢水中的無機物、有機物進行清除，提高廢水處理效率，具體包括化學氧化法、催化氧化法、混凝法、斜管沉淀法等。化學混凝法即將相應的化學物質加入廢水中，其與無機有機物建立化學反應關系，出現凝聚與沉淀效應，這一方法在實際處理過程中，具有很大的應用優勢，不容易受到干擾因素的影響，但是也存在一定的缺陷，例如水量、水溫會對清除效果產生影響。化學氧化法即將相應的氧化劑加入廢水中，實現清除廢水中的有機物，在這一過程中，氧化劑結合廢水中的金屬雜質建立氧化還原反應關系，形成固結與沉淀，達到水與有毒物質分離的目的。這些方法雖然可以取得良好的處理效果，然而耗費的資源、成本較多，對于廢水量大及廢水濃度較低的廢水處理不太適用。電化學氧化即將有機物的溶液或懸浮液加入電解槽，利用直流電，在陽極上奪取電子使有機物氧化或是先使低價金屬氧化為高價金屬離子，進而再進行有機物氧化的處理過程。

廢水處理的氧化還原法國內外研究都比較多，它主要是利用廢水中的有毒有害物質，通過氧化還原作用能夠被氧化或被還原的性質，在廢水處理時，使其轉化為無毒無害的新物質或者容易與水分離的形態。一般比較常見的是臭氧氧化法，空氣氧化法，光化學氧化法，硫酸亞鐵還原法，亞硫酸鹽還原法，及水合肼還原法等。氧化還原法處理廢水時，效果明顯，工藝簡單，且一般沒有污泥等附加負擔，但是能量消耗多，經濟成本高，且對安全性要求高，不適合處理水量大和濃度低的化工廢水。

2.2 物理方法

物理法對降解、清除廢水中的砂、懸浮固體、油等物質能夠發揮很大作用。現階段，化工廢水處理中采用的較為普遍的物理方法主要有三種，重力沉淀、過濾和氣浮。重力沉淀即借助重力磁場作用對化工廢水進行沉淀，達到固液隔離的效果;過濾處理即通過過濾層使難溶解的雜質得到清除，懸浮物處理的具體過程中，通常會采用微孔管及其過濾設備;氣浮處理即將空氣注入廢水中，微小氣泡在水中作為載體，氣泡吸附廢水中的乳化油、微小懸浮顆粒等污染物，然后浮到水面上，形成泡沫-氣、水、顆粒（油）三相混合體，進而對浮渣、泡沫進行收集，最終實現雜質分離、廢水凈化。當前化工廢水處理過程中多采用的技術是分離膜和磁分離兩種，據相關統計分析，磁分離方法可以促使污泥沉降，具體采用過程中應當合理調節污水中的磁鐵粉末，促進磁分離技術充分發揮磁性作用，從而更有效的污水中的磁化泥進行吸附，確保實現物質回收再利用。

2.3 生物處理法

微生物具有良好的新陳代謝特性，在化工廢水處理中正是有效利用了這一優勢，從而達到分解、去除有機污染物的目的。

在采用生物處理工藝的過程中主要有兩個方案，一是好氧技術，二是厭氧技術。好氧技術包括活性污泥法和生物膜法，有研究資料表明，針對含有高濃度有機物質的廢水處理，好氧生物吸附處理工藝的效果顯著，可以大大提高廢水中COD去除率。厭氧技術在應用中發揮了厭氧微生物的高效降解優勢，生物膜高效吸附與氧化廢水中的有機物，從而實現相應的凈化處理;或利用微生物降解廢水中的有機物。例如印染廠的廢水處理工作中，采用生物法進行COD去除，去除效果較為理想。

2.4其他處理強氧化及去除技術

2.4.1固定性生物處理

該技術屬于新興化工廢水處理技術，其將物理、化學理論知識結合起來，將細胞、酶固定在限制空間，確保其自身活性，實現重復利用。固定性生物處理可獲取高效菌種，獲取高濃度、純度菌種，可處理高濃度污染物。例如，可以以木屑、聚乙烯醇為原材料，固定紅球菌，以此處理石油廢水，經2-3周后，可實現對正構烷烴的高效去除，可達70%-100%。

2.4.2濕氧法及超臨界水氧法

濕氧法需高溫高壓支持，在廢水中制造有機物氧化反應，以制造催化劑使廢水污染物在較低溫度壓力下，有機物氧化。濕氧法可溶解高難度和濃度廢水，可實現對染料及有機磷廢水處理。化工產業不斷發展，使人們重視濕氧法的應用。當下，濕氧法主要應研究溫和條件下，對高濃度、難降解的化工廢水預處理。

臨界水氧法屬濕氧法延伸技術，其在水臨界點（22.1MPa、374℃）以上，快速將有機物氧化，無二次污染產生。

2.5 磁分離技術

作為一種新興的廢水處理技術，近幾年磁分離技術越來越受到人們的關注。該技術是在廢水處理過程中投加磁種和混凝劑，進而利用二者的共同作用，使反應生成的顆粒迅速聚結加大密度差，從而加速懸浮物的分離。基本原理是通過外加磁場對含有磁性物質的懸浮物吸引從而實現懸浮物和與廢水的分離效果。采用磁分離技術改善了活性污泥法中的污泥沉降問題，在廢水處理過程中加入磁鐵（Fe3O4）粉末使由于細菌簇團效應產生的活性污泥具有磁性，從而實現磁化泥吸附在轉鼓上，進而對其進行回收利用。將磁分離技術應用于煉油廠高濃度廢水的處理，效果顯著。

2.6 膜分離技術

膜分離技術是一項應用面寬，適應性強的高效分離濃縮技術，該技術是在選擇透過性膜在化學位差或外力的作用下，對混合物中粒徑不同的組分進行分離和提純。成功地將納濾膜用來提取麻黃素，經過納濾工藝處理后廢水中的COD含量接近100mg/L，此時的麻黃素溶液可以直接進行回收。研究人員采用膜生物反應器（MBR）對采油污水進行了研究，在MBR中投放粉末活性炭可提高MBR的出水水質。

3 結束語

綜上所述，當下廢水得到一定處理，但是其還存在一定問題，比如因鹽度、毒性等導致生物中毒、水循環平衡的損耗補充等，還需要進一步解決。為確保群眾飲水安全、生活用水安全，應優化各個處理技術，將不同技術組合起來，開展高效廢水處理技術，促進化工產業可持續發展。

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