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化工污水處理方法和技術(shù)

有一組調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，在我國的污水排放總量中，化工行業(yè)排放的污水占到全國污水排放總量的百分之二十左右。化工污水排放到環(huán)境中將對環(huán)境產(chǎn)生很大的危害，這就要求化工企業(yè)嚴(yán)格落實(shí)環(huán)保理念，對化工過程產(chǎn)生的的污水進(jìn)行妥善的化工污水處理 。

化工污水還有以下特點(diǎn) ：

第一，污水排放量大?；どa(chǎn)離不開水，生產(chǎn)過程中需要大量的水作為溶劑、吸收劑和循環(huán)冷卻劑等，使得污水的排放量很大。

第二，污染物種類多 。排出的水體中會含有一些生產(chǎn)中的原材料、副產(chǎn)物等 ，會使得成分復(fù)雜，種類繁多。

第三，污染物毒性大、不易生物降解。在化工生產(chǎn)中，排放的有毒污染物大部分為硝基化合物 、分散劑以及鹵毒化合物等，這些化合物雖然比重小，但是由于其毒性大，導(dǎo)致排放的水毒性很大。

第四，化工污水的水量和水質(zhì)視其原料路線 、生產(chǎn)工藝方法及生產(chǎn)規(guī)模不同而有很大差異。

第五，污染范圍廣。我國的600多個(gè)化工企業(yè)，小型企業(yè)約占90％，小型企業(yè)遍布全國各地。這些中小企業(yè)工藝落后，設(shè)備陳舊，技術(shù)力量薄弱 。

一、污水的常見處理方法

1. 化學(xué)法

化學(xué)處理法是通過化學(xué)反應(yīng)來分離、去除污水中呈溶解、膠體狀態(tài)的污染物質(zhì)或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為無害物質(zhì)的污水處理法 ，對 于污水的深度處理也有著重要作用。主要的化學(xué)處理法有 ：混 凝 、中和 、化學(xué)沉淀和氧化還原法 。

①中和法

中和就是酸堿相互作用生成鹽和水，也即 pH調(diào)整或稱為 酸堿度調(diào)整。酸、堿污水的中和方法有：(1)酸、堿污水互相中 和法：可以達(dá)到以廢治廢的目的，既簡便又經(jīng)濟(jì)；(2)投藥中和： 可以處理任何濃度、任何性質(zhì)的酸堿污水；(3)過濾中和：可以 進(jìn)行污水 的 pH調(diào)整。

② 混凝法

混凝法是污水處理中一種經(jīng)常采用的方法，它處理的對象 是污水中利用 自然沉淀法難以沉淀除去的細(xì)小懸浮物及膠體 微粒 ，還可以用于除油和脫色。這種方法可以用于化工、煤炭、造紙等各種工業(yè)污水的預(yù)處理和中間處理階段。它優(yōu)點(diǎn)在于設(shè)備簡單，操作容易掌握，處理效果好；缺點(diǎn)是運(yùn)行費(fèi)用高，沉渣量大，且脫水較困難 。

③氧化還原法

氧化還原法是通過藥劑 與污染物的氧化還原反應(yīng)，將廢水中有害的污染物轉(zhuǎn)化為無毒或低毒物質(zhì)的方法。污水處理中最常采用的氧化劑是空氣 、臭氧、二氧化氯(CIO：)、氯氣 (C1：)、 高錳 酸鉀 (KMnO )等。藥劑還原法在污水處理中應(yīng)用較少，只限于某些廢(如含鉻污水)的處理，常用的還原劑有硫酸亞鐵 (FeSO)、亞硫酸鹽、氯化亞(FeC1：)、鐵屑、鋅粉、硼氫化鈉等。

另外 ，采用高能量脈沖發(fā)生器或者電子發(fā)射器形成的電子束和水分子發(fā)生碰撞，產(chǎn)生激發(fā)態(tài)而導(dǎo)致有機(jī)物質(zhì)發(fā)生氧化降 解作用 的輻照技術(shù)等也漸漸 開始應(yīng)用于污水處理 實(shí)踐過程中。

④化學(xué)沉淀法

化學(xué)沉淀法是指向工業(yè)污水中加入一些化學(xué)藥劑，使它和污水中的某些溶解物質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng)，生成難溶物，沉淀下來。這種方法常用于處理含金屬離的工業(yè)污水。

2. 物理法

物理處理方法有離心分離、過濾、氣浮和破乳等。其中過濾 法指 的是通過具有孔粒狀濾料層截 留水 里面的雜質(zhì)，主要是減少水里面的懸浮物；氣浮法指的是向水中通入空氣，使水中產(chǎn)生大量的氣泡，并促使其粘附在雜質(zhì)顆粒上，形成比重比水小的浮體，在浮力作用下，上浮到水面，實(shí)現(xiàn)固液分離；破乳主要用來處理含油污水，破壞液滴界面上穩(wěn)定的乳化層，使油和水得以分離。這幾種方法工藝簡單，處理前后水的物理性質(zhì)并沒有發(fā)生變化，只能去除一些不溶于水的懸浮物，因此局限性較大。近些年以來發(fā)展的物理技術(shù)包含非平衡等離子體技術(shù)，聲波技術(shù)以及磁分離法等。

3. 物化法

物化處理方法有吸附、離子交換 、電滲析等。吸附法是采 用多孔介質(zhì) (例如磺化媒樹脂以及活性炭等 )吸附污水里面 的非極性有機(jī)物質(zhì)，此方法簡便而且易于施行，不過僅能夠用 于處理非極 性 有機(jī) 物 質(zhì) 吸附 之后 的污水 ，需要 深 化 處 理 吸 附 質(zhì)，必須再生，吸附僅僅是一種污染物質(zhì)的物理遷移過程而并 不是真正的降解作用；離子交換法是利用離子交換樹脂將污水 中的 陰、陽離子通過交換反應(yīng)交 換 出來 ，這 種方法 處理 效果好 ， 不僅可以去除重金屬離子，也可以去除一些陰離子 。不過離 子交換樹脂需要一系列的再生，再生費(fèi)用較高；膜分離技術(shù)可 以分為反滲透 、超濾和 電滲析 。膜分 離 的優(yōu)點(diǎn)在于其具備對有機(jī)污染物質(zhì)去除效果好，流程簡便，結(jié)構(gòu)緊密，容易操控等優(yōu)點(diǎn) ，在廢水深化處理方面顯示出非常廣泛的應(yīng)用前景，不過膜污染缺陷嚴(yán)重影響著膜的推廣和應(yīng)用。

4. 生物法

污水 的生物處理法就是利用 微生 物 的代 謝作 用 ，把 污水 當(dāng) 中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為簡單的無機(jī)物的過程，簡而言之，就是利用 微生物的生命活動過程來轉(zhuǎn)化污染物，最后達(dá)到無害的一種方 法。這種方法可以根據(jù)參與的微生物種類，分為好氧生物處理 和厭氧生物處理。

伴隨著化工行業(yè) 的發(fā) 展 ，廢 水成 分越 來越 復(fù) 雜 ，含有 的難 降解的有機(jī)物質(zhì)和有毒物質(zhì)也越來越多，單純的用物理處理法 或者化學(xué) 處理法是不行 的 。這時(shí)候 ，需 要運(yùn)用 微生 物的處 理方 法，利用微生物的新陳代謝作用，獲取污水中的養(yǎng)分 ，同時(shí)使得 污水中的有機(jī)污染物質(zhì)得以凈化。

生物法處理污水具備運(yùn)作成本不高、操作管理便捷的優(yōu) 勢，在污水處理系統(tǒng)中的二級處理 占主體地位。但是微生物對 營養(yǎng)物質(zhì) 、溫度以及 pH值等條件有一定的要求，這種方法不容 易適應(yīng)化 工污水水質(zhì)變化快 、成分 繁瑣 、毒性 強(qiáng)、降解 困難 的特 點(diǎn) J，單獨(dú)采用生物法處理化工污水達(dá)標(biāo)工作難度很高，因此 生物物理 或者 生物 化學(xué) 處理方 法 的相互 結(jié)合 成 為化 工行業(yè) 污 水處理發(fā) 展的必然趨勢 。

二、化工污水的新型處理工藝

基于以上的處理方法，國內(nèi)外的研究人員開始針對化工廢水進(jìn)行了大量的研究。研究人員將不同的學(xué)科及技術(shù)應(yīng)用于其中，某些新技術(shù)也呈現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。

1. MBR技術(shù)

MBR污水處理技術(shù) ，是采用膜生物反應(yīng)器 (Membrane Bioreactor，簡稱 MBR)技術(shù)是生物處理技術(shù)與膜分離技術(shù)相結(jié)合的一種新技術(shù) ，取代了傳統(tǒng)工藝中的二沉池 ，它可以高效地 進(jìn)行固液分離 ，得到直接使用的穩(wěn)定中水。這種新型工藝應(yīng)用 在在處理污水的具體操作中，地面積小，出水水質(zhì)好，一般不須經(jīng)三級處理即可回用。它有其工藝簡單、操作方便等優(yōu)點(diǎn) ，并且全程可 以實(shí)現(xiàn) 全 自動運(yùn)行管理 。

南京工業(yè)大學(xué)開發(fā) 了一種 “MBR處理PTA污水的高效組合工藝”，該工藝?yán)没钚蕴孔鳛榇呋瘎?、空氣為氧化劑對聚?企業(yè)的 A污水進(jìn)行催化氧化處理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，工藝出水 水質(zhì)符合國家污水綜合排放一級標(biāo)準(zhǔn) ，且有效的縮減了水處理裝置的占地面積、水力停留時(shí)間以及運(yùn)行費(fèi)用 。

2. 光催化氧化技術(shù)

光催化氧化技術(shù)利用光激發(fā)氧化將 0 、H0：等氧化劑與 光輻射相結(jié)合。所用光主要為紫外光，包括 uV—H0、uV一 0 等工藝，可以用于處理污水中 CHC13、CC1、多氯聯(lián)苯等難降 解物質(zhì)。另外，在有紫外光的 Feton體系中，紫外光與鐵離子之間存在著協(xié) 同效應(yīng)，使 H 0：分產(chǎn)生羥基自由的速率大大加 快 ，促進(jìn)有機(jī)物 的氧化去除 。在空 穴附 近的 OH 一和 H：0被 氧化成 ·OH，同時(shí)污水中的 0：與激發(fā) 的電子結(jié)合為 ·0 一， 所 生成 的 ·OH和 0：一將有機(jī)物氧化分解為c0：、H 0 。光催化氧化還原以n型半導(dǎo)體為催化劑，如TiO：、ZnO、Fe：O，、 SnO2等。

Wang9等使用納米TiO作為催化劑進(jìn)行了脫硫污水中的 氯化物的光催化降解 ，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)當(dāng) TiO加入量為800mg／L、溫度25℃、pH值 =2時(shí)，使用uV照射僅10min，就除去了污水中47.9％的氯化物。

3. 微電解技術(shù)

將具有電極單位差的金屬與金屬 (非金屬)在傳導(dǎo)性較好的污水中接觸，形成原電池效應(yīng)或發(fā)生電解反應(yīng)來處理污水的工藝，又稱電解、鐵屑過濾法、零價(jià)鐵等。微電解技術(shù)常用于含有高濃度鹽、高濃度有機(jī)物的難降解污水的預(yù)處理。Zhou 等利用微電解接觸氧化法處理混合化工廢水，處理后m(BOD5)／m(CODc)值大于0.6，CODc的去除率64．6％，同 時(shí)對氨氮和鉛有一定的去除。微電解技術(shù)有效地利用了固體廢棄物，是一種”以廢治廢”的處理技術(shù)。

三、總結(jié)

化工污水 的處理是化工行業(yè)發(fā)展的一 大難題 ，對 于國家 經(jīng) 濟(jì)社會的發(fā)展也具有十分重要的意義。僅僅靠著上述的一些基本的處理方法還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，在化工生產(chǎn)過程中，要使污水的排放量大大減低 ，從源頭上減少污染 。同時(shí) ，我們也要努力探索污水處理的新工藝 ，來推動污水處理技術(shù)的發(fā)展 。

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