化工废水处理技术研究

随着经济社会的发展，化工废水产生量不断增加，对环境污染加剧。本文结合化工废水的特点，对化工废水处理技术的发展进行了综述，并论述了化工废水处理需要重点解决的问题和化工废水控制对策。

1、化工废水的特点

随着化学工业的发展 ，化工产品多种多样 ，成分复杂。化工废水即是由化工厂排出的废水 。其对环境的危害及其处理措施主要取决于化工废水的特点 。

化工废水的特点主要表现为 ：

(1) 水质成分复杂[1]，污染物种类多 由于化学反应过程反应不完全 ，水中含有各种副产物以及使用的各种辅料以及溶剂等物质，导致化工废水水质成分复杂。

(2) BOD和COD高 化工废水特别是石油化工废水，含有各种有机 酸 、醇 、醛 、酮、醚 和环氧化物等，其特点 是 B0D和 COD都较高 。这种废水一经排入水体，就会在水中 进一步氧化分解 ，从而消耗水中大量的溶解氧，直接威胁水生生物的生存 。化工废水 B／C较低 ，可生化性差[2]，难以直接生物处理。

(3) 有毒有害特征污染物多 化工废水中含有许多污染物 ，如氰 、酚、砷、汞 、 镉和铅等有毒或有剧毒的物质 ，多环芳烃化合物等 致癌物质，无机酸、碱类等刺激性、腐蚀性的物质。

(4) 有的废水温度 、色度高

2、化工废水处理技术

2．1 物理法

物理法是指通过物理作用分离、回收废水中呈悬浮状态的污染物质的废水处理法。

2．1．1 常用的物理法 常用的物理法包括重力沉淀法、过滤法 、和气浮法 。重力沉淀法是指利用水中悬浮颗粒的可沉淀性能 ，在重力场的作 用下自然沉降，从而达到固液分离。过滤法是指利用孔粒状滤料层截留水中杂质以降低废水中悬浮物的方法 。气浮法是指通过生成微小气泡将废水中的悬浮物颗粒附裹携带出水面的方法 。

2．1．2 物理法的发展

传统的物理法虽然具有工艺简单 、操作方便等优点，但不适用于可溶性废水成分的去除，具有很大的局限性[3]。而磁分离法、声波技术以及非平衡等离子体技术则没有这些局限性 。磁分离法是指通过 向废水 中投加磁种和 昆凝剂 ，利用剩余的磁种 ，在混 凝剂的作用下 ，使颗粒相互 吸引而聚结长大 ，加速悬 浮物的分离 ，然后利用磁分离 器去除有机 污染物 。高梯度磁分离在 国内外得到了广泛的应用[4]。

声波技术是指通过控制超声波的频率和饱和气体，降解 分解有机物质。非平衡等离子体技术是指用高压脉 冲放电、辉光放电产生的等离子体对水中的有机污 染物进行氧化降解 。

2．2 化学法

化学法 是指通过化学反应去除水中的污染物质 。

2．2．1 常用的化学法

常用的化学方法有氧化还原法 、中和法、电解法 和化学絮凝法。氧化还原法是利用溶解于废水中的某些有毒有害物质 ，在氧化还原反应中能转化为无毒无害物质这一原理来去除废水中的污染物。中和法是利用酸碱中和调整废水的pH值使废水达到中性 。

中和法可利用酸碱废水相互中和，或利用酸、碱性物质来中和酸 、碱性废水 。电解法是利用废水中的离子在电解槽的阴阳两极发生氧化还原反应而生成新物质，从而降低废水中的有毒物质浓度。化学混凝法是通过投加化学药剂产生的混凝和絮凝作用 ，使胶体脱稳形成沉淀而去除。

2．2．2 化学法的发展

化学法不断发展产生了紫外光催化氧化技术 、 湿法氧化技术和超临界水氧化技术 。紫外光催化氧 化技 术 是 利 用 TiO2等半导体催化剂在3O0— 400nm 的紫外光照射下 ，产生光电子空穴和羟基 自 由基等强氧化剂的能力，将废水中的有机物氧化分 解 ，并最终氧化成水和二氧化碳 。湿法氧化技术是在高温高压下 ，在水溶液中的有机物发生氧化还原 的处理技术[5]。

利用催化剂，用空气 中的氧气和纯 氧为氧化剂，可以在较低 的温度和压力下使有机物 氧化。超临界水氧化技术是在湿法氧化的基础上发展起来 的一种有毒有机固废物和工业废水的高级氧化技术 。超临界水氧化技术在水临界点 (22．1MPa， 374℃)以上 ，能在极短时 间内将各种有机物完全氧化为二氧化碳和水 ，且不产生二次污染[6]。

2．3 物理化学法

2．4 生物法

生物法是指利用微生物的新陈代谢作用降解转化有机物的过程。生物法主要分为好氧处理和厌氧 处理两种类型。

2．4．1 好氧生物处理技术

好氧生物处理技术主要包括生物膜法和活性污 泥法 。生物膜法是通过废水 和生物膜接触，生物膜 吸附和氧化废水中的有机物。活性污泥法是利用悬浮生长的活性污泥处理废水。其中活性污泥是由好 氧微生物及其吸附和代谢 的有机物和无机物组成 。活性污泥具有降解废水 中的有机污染物的能力 。

2．4．2 厌氧生物处理技术

厌氧生物处理技术是指在无分子氧的条件下通 过厌氧微生物或兼 养微生物的作用 ，将废水 中的有机物分解转化成甲烷和二氧化碳的过程 ，该过程主要依靠水解产酸细菌、产氢产 乙酸细菌和产甲烷细菌等三大细菌的联合作用完成。

2．4．3 生物法的发展

2．4．3．1 好氧生物处理技术的进展

(1) A／O工艺

A／O工艺能使废水 中的有机污染物得到降解 ， 还具有一定的脱氮除磷功能。该工艺是将前段缺氧 段和后段好氧段串联在一起。在缺氧段异养菌将污水中的淀粉 、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶 性有机物水解为有机酸，使大分子有机物分解为小 分子有机物 ，不溶性的有机物转化成可溶性有机物 ， 当这些经缺氧水解的产物进入好氧池进行好氧处理 时，可提高污水的可生化性及 氧的效率 ；

在缺氧段 ， 异养菌将蛋 白质 、脂肪 等污染物进行氨化游离 出氨 (NH。、NH +)，在充足供氧条件下 ，自养菌 的硝化作用将 NH。-N(NH +)氧化为 NO3一，通过 回流控 制返回 A 池 ，在缺氧条件下 ，异氧菌 的反硝化作 用将 NO3一还原为分子态氮 (N2)完成 C、N、O在生 态中的循环，实现污水无害化处理[引。该工艺具有效率高、流程简单、投资省、操作费用低、容积负荷 高、降解率高、抗冲击能力强等优点。

(2) A2／O工艺

A2／O工艺是厌氧一缺氧一好氧生物脱氮除磷工艺的简称。具有污染物去除效率高、运行稳定 、耐冲击负荷 、污泥沉降性 能好 以及同时具有脱氮除磷 功能等优点 。

2．4．3．2 固定化生物技术

固定化生物技术是指利用褐藻酸钙等天然凝胶 及聚丙烯酰胺 、聚乙烯醇等高分子材料作为载体 ，有目的地筛选一些特殊的优势菌种，将其固定在载体 上[8]。固定化生物技术具有反应速度快、降解能力 强 、对废水适应能力强等优点

3、结论

3．1 化工废水处理技术存在的问题

(1) 由于化学工业的不断发展 ，化工废水水质成分与浓度都在不 断变化 ，使得处理难度提高 ，许多处 理技术难以适应化工废水水质的变化而导致处理效 果低下。

(2) 虽然 目前关于化工废水处理技术 的研究很 多，很多研究在实验室能够取得较好 的效果，但应用 到实际的化工废水处理工程中时往往难 以实施。

(3) 随着化工废水处理技术的不断发展 ，许多新 技术新方法已经被 应用到实际中 ，但 由于投资运营 成本高等原 因许多新技术无法得到广泛运用。

3．2 化工废水控制对策

(1) 化工企业合理布局。在对化工企业进行布 局时，要增强区域间企业 的集聚效应和规模效应 ，划 分明确的功能区，统筹考虑 ，优化组合[9]。

(2) 运用清洁生产工艺 。清洁生产工艺是从源头上对污染进行控制 ，运行成本低 。因此在治理化 工废水时，要以推广清洁生产为主 、末端治理为辅 ， 促进经济效益与社会效益的提升 。

(3) 车间废水原地资源化。化工生产过程 中每 个车间都会产生废水 ，若将这些废水原地资源化处 理 ，不仅可以降低废水量 ，而且废水经处理之后还能 被各个车间利用 ，从而实现生产过程中的水循环 。

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