化工废水处理方法研究

有一组调查数据显示 ，在我国的污水排放总量中，化工行业排放的污水占到全国污水排放总量的百分之二十左右。化工废水排放到环境中将对环境产生很大的危害，这就要求化工企业严格落实环保理念，对化工过程产生的的废水进行妥善的化工废水处理 。 

化工废水还有以下特点 ：第一 ，废水排放量大 。化工生产离不开水 ，生产过程中需要大量的水作为溶剂 、吸收剂和循环冷却剂等，使得废水的排放量很大。第二，污染物种类多 。排出的水体中会含有一些生产中的原材料、副产物等 ，会使得成分复杂，种类繁多。第三，污染物毒性大 、不易生物降解 。在化工生产中，排放的有毒污染物大部分为硝基化合物 、分散剂以及卤毒化合物等 ，这些化合物虽然比重小 ，但是由于其毒性大， 导致排放的水毒性很大。第四，化工废水的水量和水质视其原料路线 、生产工艺方法及生产规模不同而有很大差异 。第五， 污染范围广 。我国的600多个化工企业，小型企业约占90％， 小型企业遍布全国各地 。这些中小企业工艺 落后 ，设备陈旧， 技术力量薄弱 。 

1、化工废水的常见处理方法 

1．1 物理法 

物理处理方法有离心分离、过滤、气浮和破乳等。其中过滤 法指 的是通过具有孔粒状滤料层截 留水 里面的杂质 ，主要 是减 少水里面的悬浮物；气浮法指的是向水中通入空气，使水中产 生大量 的气泡 ，并促使 其粘 附在 杂质 颗粒 上 ，形成 比重 比水小 的浮体，在浮力作用下 ，上浮到水面，实现固液分离 ；破乳主要 用来处理含油废水，破坏液滴界面上稳定的乳化层 ，使油和水 得以分离。这几种方法工艺简单，处理前后水的物理性质并没有发生变化，只能去除一些不溶于水的悬浮物，因此局限性较 大。近些年以来发展的物理技术包含非平衡等离子体技术，声 波技术 以及磁分离 法等。 

1．2 化学法 

化学处理 法是通过 化 学反 应来 分离 、去 除废水 中呈溶 解 、 胶体状态的污染物质或将其转化为无害物质的废水处理法 ，对 于废水的深度处理也有着重要作用。主要的化学处理法有 ：混 凝 、中和 、化学沉淀和氧化还原法 。 

1．2．1 混凝法 

混凝法是废水处理中一种经常采用的方法，它处理的对象 是废水中利用 自然沉淀法难以沉淀除去的细小悬浮物及胶体 微粒 ，还可以用于除油和脱色。这种方法可以用于化工、煤炭 、 造纸等各种工业 废水 的预 处理 和 中间处 理 阶段 。它 优 点在 于 设备简单，操作容易掌握，处理效果好 ；缺点是运行费用高，沉 渣量大 ，且脱水 较困难 。 

1．2．2 中和法 

中和就是酸碱相互作用生成盐和水，也即 pH调整或称为 酸碱度调整。酸 、碱废水 的中和方法有 ：(1)酸、碱废水互相中 和法：可以达到以废治废的目的，既简便又经济；(2)投药中和： 可以处理任何浓度、任何性质的酸碱废水；(3)过滤中和：可以 进行废水 的 pH调整 。 

1．2．3 化学沉淀法 

化学沉淀法是指 向工业废水 中加入 一些 化学药 剂 ，使它 和 废水 中的某些溶解 物质 产 生反应 ，生成 难溶 物 ，沉 淀下 来 。这 种方 法常用于处理含金属离子 的工业废水 。

1．2．4 氧化还原法 

氧化还原法是通过药剂 与污染物 的氧化 还原 反应 ，将废 水 中有害的污染物转化为无毒或低毒物质的方法。废水处理 中 最常采用的氧化剂是空气 、臭氧、二氧化氯(CIO：)、氯气 (C1：)、 高锰 酸钾 (KMnO )等。药剂还原法 在废水处 理 中应 用较少 ，只 限于某些废(如含铬废水)的处理，常用 的还原剂有硫酸亚铁 (FeSO)、亚硫酸盐、氯化亚(FeC1：)、铁屑、锌粉、硼氢化钠等。 

另外 ，采用高能量脉冲发生器或者电子发射器形成 的电子 束和水分子发生碰撞，产生激发态而导致有机物质发生氧化降 解作用 的辐照技术等也渐渐 开始应用于污水处理 实践过程 中。 

1．3 生物法 

废水 的生物处理法就是利用 微生 物 的代 谢作 用 ，把 废水 当 中的有机物转化为简单的无机物的过程，简而言之，就是利用 微生物的生命活动过程来转化污染物，最后达到无害的一种方 法。这种方法可以根据参与的微生物种类，分为好氧生物处理 和厌氧生物处理。 

伴随着化工行业 的发 展 ，废 水成 分越 来越 复 杂 ，含有 的难 降解的有机物质和有毒物质也越来越多，单纯的用物理处理法 或者化学 处理法是不行 的 。这时候 ，需 要运用 微生 物的处 理方 法，利用微生物的新陈代谢作用，获取废水中的养分 ，同时使得 废水中的有机污染物质得以净化。 

生物法处理污水具备运作成本不高、操作管理便捷的优 势，在污水处理系统中的二级处理 占主体地位。但是微生物对 营养物质 、温度以及 pH值等条件有一定的要求，这种方法不容 易适应化 工污水水质变化快 、成分 繁琐 、毒性 强、降解 困难 的特 点 J，单独采用生物法处理化工污水达标工作难度很高，因此 生物物理 或者 生物 化学 处理方 法 的相互 结合 成 为化 工行业 污 水处理发 展的必然趋势 。 

1．4 物化法 

物化处理方法有吸附、离子交换 、电渗析等。吸附法是采 用多孔介质 (例如磺化媒树脂以及活性炭等 )吸附污水里面 的非极性有机物质，此方法简便而且易于施行，不过仅能够用 于处理非极 性 有机 物 质 吸附 之后 的污水 ，需要 深 化 处 理 吸 附 质，必须再生，吸附仅仅是一种污染物质的物理迁移过程而并 不是真正的降解作用；离子交换法是利用离子交换树脂将废水 中的 阴、阳离子通过交换反应交 换 出来 ，这 种方法 处理 效果好 ， 不仅可以去除重金属离子，也可以去除一些阴离子 。不过离 子交换树脂需要一系列的再生，再生费用较高；膜分离技术可 以分为反渗透 、超滤和 电渗析 。膜分 离 的优 点在 于其具 备对 有 机污染物质去除效果好 ，流程简便，结构紧密，容易操控等优 点 ，在废 水深化处理 方面 显示 出非 常广 泛 的应 用前 景 ，不过 膜 污染缺陷严重影响着膜 的推广和应用 。 

2、化工废水的新型处理工艺 

基于以上的处理方法 ，国内外的研究人员开始针对化工废 水 进行 了大量 的研究 。研 究 人员将 不 同 的学科 及技 术应 用 于 其 中 ，某些新 技术也呈现 出良好 的应用前 景。 

2．1 微电解技术 

将具有 电极单位差 的金属 与金 属 (非金 属 )在传 导性 较好 的废水 中接触 ，形成原 电池效应或发 生 电解 反应 来处理 废水 的 工艺，又称电解、铁屑过滤法 、零价铁等 J。微电解技术常用于 含有高浓度盐、高浓度有机物的难降解废水的预处理。Zhou 等 利 用 微 电 解 接 触 氧 化 法 处 理 混 合 化 工 废 水 ，处 理 后 m(BOD5)／m(CODc)值大于0．6，CODc的去除率为 64．6％，同 时对氨氮 和铅 有一定 的 去除 。微 电解技 术 有效 地利 用 了 固体 废弃物 ，是一种”以废 治废 ”的处理技术 。 

2．2 MBR技术 

MBR污 水 处 理 技 术 ，是 采 用 膜 生 物 反 应 器 (Membrane Bioreactor，简称 MBR)技术是生物处理技术与膜分离技术相结 合的一种新技术 ，取代 了传统工艺中的二沉池 ，它可以高效地 进行固液分离 ，得到直接使用的稳定中水。这种新型工艺应用 在在处理废水的具体操作中，地面积小 ，出水水质好 ，一般不须 经三级处理即可 回用。它有其工艺简单、操作方便等优点 ，并 且全程可 以实现 全 自动运行管理 。 

南京工业大学开发 了一种 “MBR处 理 PTA 废水 的 高效组 合工艺”，该工艺利用活性炭作为催化剂、空气为氧化剂对聚酯 企业的 A废水进行催化氧化处理。实验结果显示，工艺出水 水质符合国家废水综合排放一级标准 ，且有效的缩减了水处理 装置的 占地面积 、水力停 留时间 以及运行 费用 。 

2．3 光催化氧化技术 

光催化氧化技术利用光激发氧化将 0 、H0：等氧化剂与 光辐射相结合。所用光主要为紫外光，包括 uV—H0、uV一 0 等工艺，可以用于处理污水中 CHC13、CC1、多氯联苯等难降 解物质。另外，在有紫外光的 Feton体系中，紫外光与铁离子之 间存在着协 同效应 ，使 H 0：分解 产 生羟基 自由基 的速率 大大 加 快 ，促进有机物 的氧化去除 。在空 穴附 近的 OH 一和 H：0被 氧化成 ·OH，同时污水中的 0：与激发 的电子结合为 ·0 一， 所 生成 的 ·OH和 0：一将有 机物 氧化 分解 为 c0：、H 0 。光 催化 氧 化 还原 以 n型半 导 体 为催 化 剂 ，如 TiO：、ZnO、Fe：O，、 SnO2。等。 

Wang9等使用纳米 TiO 作为催化剂进行了脱硫废水中的 氯化物的光催化降解 ，实验发现当 TiO加入量为 800mg／L、温 度 25℃、pH值 =2时，使用 uV照射仅 10min，就除去了废水中 47．9％的氯化物 。 

3、总结

化工废水 的处理是化工行业发 展 的一 大难题 ，对 于国家 经 济社会的发展也具有十分重要的意义。仅仅靠着上述的一些 基本的处理方法还远远不够，在化工生产过程中，要使废水的 排放量大大减低 ，从 源头 上减 少 污染 。同时 ，我们 也 要努 力探 索废水处理 的新 工艺 ，来推动废水处理技术 的发展 。

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