化工有機廢水生化前預處理技術

錢江

關鍵詞：化工;有機廢水;污水處理;生化處理;預處理

工業生產水平的提升，使廢水排放量與排放類別逐漸增加。工業污水亂排亂放是導致水資源污染的重要原因，尤其是化工企業生產過程中產生的廢水，含有大量的有毒有機物質，如果未經處理直接排放，會嚴重威脅生態平衡[1]。因此，必須做好化工有機廢水處理工作，生化處理是處理化工有機廢水的常用手段，為了提升生化處理效果，需要做好生化處理前預處理工作，去除會對生化處理產生不利影響的物質。用于生化前預處理的技術較多，主要分為物理法預處理、氧化法預處理，具體的研究情況如下。

1化工有機廢水的特征

隨著化學工業的不斷發展，涉及的新物質、新材料越來越多，導致化工生產產生的有機廢水越來越多，成分也越來越復雜。有機廢水中的有機物類別繁雜、毒性強、氧氣需求量更大，一旦未經達標處理排放，產生的危害巨大，會迅速消耗水體中的氧氣，造成水生生物死亡，對生態平衡產生不利影響。與此同時，化工有機廢水中的有機物往往無法自然降解，因為有機物的結構牢固，單純地利用生化處理法無法有效降解，長期留于水體，會對水質造成巨大污染[2]。有機廢水往往具有很強的毒性，如果處理不當，水生動植物的正常生長就會受到影響，并且有些有毒物質會在動植物體內累積，最終通過食物鏈傳遞到人體內，進而威脅人體健康。化工有機廢水的水質不穩定，會受時間的影響發生轉變，再加上有機物含量多，部分有機物在既定條件下發生改變，主要體現在pH方面。

2對化工有機廢水展開生化前預處理的必要性

化工有機廢水對水資源產生的污染相當顯著，如果未經達標處理就排放，水體環境會受到極大破壞，生態平衡也會受到威脅，這與可持續發展理念相悖。因此，必須做好化工有機廢水處理工作。截至目前，歷經幾十年的實踐發展，處理化工有機廢水的方法越來越多，生化處理憑借低成本、高效率、無二次污染等優點深受污水處理界的青睞。但是應用生化處理技術處理成分簡單、毒性低、有機物含量低的廢水成效比較理想，而對有機物含量高、毒性大的有機廢水很難直接處理[3]。對于這些廢水，需要做好生化前預處理工作。大量工程實踐研究表明，做好生化前預處理工作，能夠提升生化處理成效，同時還可以降低處理成本，因此，做好化工有機廢水生化前預處理工作的現實意義顯著。化工有機廢水預處理作為提升污水處理成效的關鍵環節，發揮著預處理技術的處理優勢，為后續的生化處理提供了良好的環境，可確保處理工作高效、順利地展開。

3化工有機廢水生化前預處理技術

3.1物理方法預處理

3.1.1中和法

化工有機廢水往往表現出強酸或者強堿性，一旦其pH不在合適的范圍內，會直接干擾微生物的分解作用，對生化處理方式產生直接影響。因此，為了提升生化效率，需要做好酸堿中和預處理工作，調節酸堿性，確保待處理廢水的pH控制在生化處理合適范圍內，不會對生化細菌活性產生干擾，保障生化處理成效。

3.1.2絮凝沉淀法

絮凝沉淀法也是化工有機廢水預處理方法之一，結合水質情況，選擇恰當的絮凝劑展開絮凝沉淀，例如聚合硫酸鐵、聚合氯化鋁、三氯化鐵等[4]。絮凝劑發揮沉淀作用，使有機廢水中的有機成分或者有毒成分沉淀，然后通過過濾的方法將沉淀去除，使廢水中有毒物質的濃度大大降低。對絮凝劑的要求是，可以同廢水中的有機物發生反應，并且所產生的沉淀不溶于水。

3.1.3氣浮法

氣浮法主要針對絮凝效果較差的廢水進行處理，對設備以及能源要求不高，在煉油廢水預處理環節尤為常用。對比其他預處理方法，氣浮法對體積較大的污水處理成效更佳，能夠極大地提升處理結果的精準性。同時，運行廢水以及能源消耗量也比其他處理方法少，這與可持續發展戰略相契合。

3.1.4水解處理

部分有機廢水中的有機物質處于酸性或者堿性環境中，其分子結構的穩定性較低，很容易出現分解現象，分解成沒有毒性或者容易被凈化的物質。基于此，可以人為創造酸性或者堿性環境，使存在于廢水中的有機物自動分解，以達到降低廢水中污染物濃度的目的，也為后續的生化處理奠定基礎[5]。大量研究表明，當廢水處在高溫、高壓環境時，其中的有機物能以更快的速度降解。因此，可以人為創造酸性或者堿性環境，提高溫度與壓力，達到提升有機物降解速率的目的，以降低廢水濃度，提升預處理成效。

3.1.5吸附法

化工有機廢水成分復雜，很多成分容易因吸附作用發生分離，這樣就產生了凈化效果。活性炭是常用的吸附劑，在化工有機廢水中得到廣泛運用。但是采用活性炭吸附有機廢水時，投加量與有機物濃度成正比，面對高濃度化工有機廢水，只能加大活性炭投加量，因此處理成本較高且操作控制難度較大。隨著科技水平的提升，越來越多新型吸附劑被人們發現，例如吸附樹脂，其在廢水處理中發揮著重要作用。運用吸附樹脂可以在一定程度上減少廢水中的化學需氧量（COD），同時發揮吸附作用，可實現目標物質的有效回收。對比活性炭，吸附樹脂的處理成本較低且支持大規模應用，所以對于廢水量大的工程，其作用更突出[6]。

3.1.6萃取、蒸餾

不同物質的熔點以及沸點不同，可利用這一特征選擇加熱蒸餾的方式，做好廢水有機物的分離工作，達到降低廢水濃度的目的。與此同時，不同的物質在不同的溫度條件下，溶解性不一致，當對廢水展開加熱處理時，隨著溫度的升高，溶解性改變顯著的物質就被直接分離出來，進而減輕了后續生化處理負擔。例如，在處理焦化廢水時，直接采用生化處理無法將其中的酚類物質去除，并且酚類成分對微生物分解作用有干擾性。但是酚類物質的使用價值較高，在對這類廢水進行生化處理之前，可以采取加熱手段，將其中無用的成分直接蒸發，然后回收酚類有機物。預處理操作既達到了回收再利用的目的，又降低了廢水的濃度及毒性，為后續生化處理奠定了基礎。

3.2化學氧化法預處理

3.2.1空氣氧化

化學氧化處理技術也是常用的預處理方法。其中，空氣氧化法很顯然是利用空氣中的氧氣氧化廢水中的有毒有害成分。例如煉油廠排放的廢水中含有大量的硫，可借助空氣將其中的硫氧化成硫酸根，以減少硫離子對生化造成的沖擊。

3.2.2臭氧氧化

臭氧氧化法主要是臭氧發揮氧化劑的作用。臭氧的氧化性比普通氧化劑強，不會對環境造成二次污染。臭氧氧化作用可降低廢水的化學需氧量、生物需氧量，增強廢水的可生化性。

3.2.3光催化氧化

光催化氧化法也是常用的預處理方法。利用可見光以及紫外光降解有機廢水中的有機物。當前，在光催化氧化中充當催化劑的是二氧化鈦。光催化氧化法氧化性強，同時不會產生二次污染，所以應用前景相當樂觀。但是如果將廢水中的有機物全部氧化，需要花費的成本較高;部分氧化是生化前預處理的理想方式，綜合考慮生化工藝，既可以將廢水中的有機物有效去除，還可以減少處理費用。

3.2.4電化學氧化

采用電化學氧化法對化工有機廢水展開預處理操作，氧化還原反應在電極表面發生。電化學氧化法能將廢水中難降解的有機物氧化成可降解的物質。借助陽極氧化，將有機物氧化為無機物，陰極上發生脫氯反應，脫氯后廢水毒性減弱，不會對后續的生化處理造成太大沖擊。在弱電解槽中采用循環伏安法，將降解難度大的有機物（例如酚類、苯系等物質）轉變為可生化性強的物質。電解環節所產生的電解氣浮或者電解絮凝效果對有機物也有明顯的去除功效。

3.3厭氧生化預處理

厭氧處理也是常用的污水預處理方法，采用厭氧水解技術，使難降解有機物在厭氧微生物作用下借助加氫還原以及開環處理，轉變其中的化學結構，將分子變小以及毒性減弱。該方法處理成本較低，不會消耗較多能量，是行之有效的污水預處理手段。厭氧處理可直接改變難降解物質的化學結構，以達到增強生物降解性能的目的[7]。例如采用厭氧法處理焦化廢水，將好氧處理難降解的吲哚、吡啶、聯苯等雜環類有機物直接降解，以好氧微生物的抑制作用應對廢水中的有毒成分，達到提升生化氧化效率的目的。

4結語

化工有機廢水生化前預處理技術豐富，預處理效果對后續的生化處理效果產生直接影響。若預處理方法恰當，可降低污水毒性，提高B/C比，提升后續好氧生化處理質量。廢水生化前預處理質量對出水水質也有直接影響，必須加強對廢水預處理技術的研究，不斷開發新型技術手段，提升預處理成效和廢水可生化性，降低處理成本，提升廢水排放達標率。