化工企業廢水處理工藝分析

陸宜航，姚乾秦，屠秉坤，陸海杰

（浙江仁欣環科院有限責任公司，浙江 寧波 315000）

化工生產過程復雜，每道工序都會產生多種污染物。化工企業廢水類型多樣[1-5]，其中通常含有酚類、氨、含氮雜環物質（NHCs）、多環芳烴（PAHs）、長鏈烴和氰化物等。為避免化工企業廢水對環境的污染，要對其中各種污染物進行處理。目前，化工企業廢水處理方法主要有物理法、化學法和生物法[6-11]。因此，本文綜述化工企業廢水處理工藝，以推進化工企業廢水處理研究，高效處理化工企業廢水。

1 化工企業廢水處理現狀

現階段，化工企業廢水處理方法主要分為三類，即物理法、化學法與生物法。廢水處理工藝應根據廢水參數進行設計，考慮廢水處理后能否滿足再利用要求或排放標準。污水處理廠的設計與當地法規和環境政策密切相關，大多數早期政策對總溶解固體（TDS）的排放沒有明確的限值，特別是無機鹽。無機鹽在眾多領域廣泛使用，在化工業中，無機鹽的副產物也普遍存在。在高鹽度條件下，微生物對污染物的降解效率降低，這也限制無機鹽在生物處理中的使用。水熱法是一種新興的材料制備技術，對無機鹽的存在高度敏感[4]，系統維護成本昂貴，設備更換頻率較高。化工企業廢水含有多種有機物和無機鹽，目前，其整體處理效果較差，資源回收困難，化工企業必須探尋合適的廢水處理方法。

2 物理法

作為物理法的代表性工藝，膜分離技術兼有分離、濃縮、純化和精制的功能，又有高效、節能、環保、分子級過濾、過濾過程簡單和易于控制等特征，因此已廣泛應用于化工領域，產生了巨大的經濟效益和社會效益[12-15]。膜分離技術可以從廢水中分餾出有機物和無機鹽，理想結果是分餾后得到只含有機物或無機鹽的分離溶液。前者可通過常規水處理工藝有效降解或礦化，后者可用于鹽的回收或凈化，具有很高的資源化潛力，然而，出水難以滿足排放限值。目前，膜分離技術精度可控，雖然反滲透技術可以顯著減少濃縮液的體積[5]，但產生的凝膠狀或固體狀廢物難以處理，增加環境風險。

3 化學法

3.1 高級氧化工藝

高級氧化工藝（AOPs）可以產生具有強氧化能力的羥基自由基（·OH），在高溫高壓、電、聲、光輻照、催化劑等反應條件下，使大分子難降解有機物氧化成低毒或無毒的小分子物質。化工企業廢水含有大量可生化性差的有機污染物，活性污泥法等生物法不能滿足處理要求。為了有效處理化工企業廢水，經常采用化學預處理和生物處理相結合的方法。AOPs 工藝可以去除化工企業廢水中可生化性差的有機污染物，提高廢水的可生化性。該工藝可將有機污染物直接礦化或通過氧化提高污染物的可生化性，使絕大部分有機物完全礦化或分解，具有很好的應用前景[16-18]。

3.2 微納氣泡工藝

微納氣泡是指氣泡發生時直徑在數十微米到數百納米的氣泡，這種氣泡直徑介于微米氣泡和納米氣泡之間，具有常規氣泡所不具備的物理與化學特性。微納氣泡具有氣泡體積小、比表面積大、上升速度慢、電動電位低、穩定性好等特點，其成功附著在懸浮粒子上的可能性非常大，因此微納氣泡工藝可以用于處理化工企業廢水，去除廢水中的有機物和無機物[19-21]。微納氣泡破裂瞬間，由于氣液界面消失的劇烈變化，界面上集聚的高濃度離子將積蓄的化學能瞬間釋放出來，此時可激發產生大量的羥基自由基（·OH）。羥基自由基具有超高的氧化還原電位，其產生的超強氧化作用可降解水中正常條件下難以氧化分解的苯酚等污染物，實現水質凈化。未來，該工藝可以與吸附、離子交換、曝氣等物化處理技術相結合，降低化工企業廢水處理成本，提高廢水處理效果。整體來看，微納氣泡工藝是一種生態友好的廢水處理方法，具有很大的應用潛力。

4 生物法

生物法中，目前應用較多的是藻類與微生物[22-24]。作為一種新型生物法，微藻法相比傳統廢水處理工藝更具有可持續性。微藻法可以減少氮、磷和碳物質的使用，有效地回收養分，減少溫室氣體排放和能源消耗，實現廢水處理和生物質再利用，具有廣闊的研究前景。利用微藻進行生物修復是減少廢水污染的一種潛在途徑。此外，藻類可用于生產高價值的生物產品。藻類-細菌聯合處理工藝是一種有效去除化工企業廢水中污染物的綠色技術，它有效利用厭氧菌及兼性菌，分解廢水中的污染物。相比單一藻類或細菌系統，藻類-細菌共生系統更能充分利用營養物來去除廢水中的污染物。廢水處理過程可以形成藻類-細菌絮凝體，無須使用絮凝劑。藻類-細菌的共生不僅可以有效處理化工企業廢水，還可以生產生物燃料、生物肥料和動物飼料。藻類具有抗污染能力，適應性強，可以作為生物吸附劑。目前，利用多種微生物對廢水進行生物處理的研究已經相當多，但藻類-細菌聯合的生物處理技術研究較少。利用微藻-細菌進行生物處理可以消除污染，同時產生的生物質可以轉化為其他增值生物產品。因此，生物法是最有前途的工業廢水處理方法，有助于發展循環經濟。

5 結論

化工企業廢水成分復雜，潛在環境威脅較大，尋找合適的處理方法是化工企業推進廢水處理的重中之重。本文結合化工企業廢水處理現狀，總結了國內外廢水處理工藝的研究進展。當前，化工企業需要積極研發和引進新技術，有效地處理生產廢水，提高水資源循環利用率，保護生態環境。因為單一廢水處理方法各自存在一定局限性，所以有必要改進傳統技術，研發新型技術，探索多種組合處理工藝，提高化工企業廢水處理效果。