浅谈化工废水处理技术

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摘要: 随着经济的发展, 化工废水对环境污染加剧。化工产品生产过程中排放出大量结构复杂的有毒有害和生物难以降解的有机物污染物质, 处理起来难度极大。高效、低成本处理化工废水的新工艺、新技术成为目前研究的重点之一。针对化工废水的基本特征和处理现状, 指出了各种处理方法的适用条件及其存在的优缺点, 对化工废水常用处理技术和最新研究进展及发展趋势进行了综述。根据目前的研究和应用的情况, 建议化工废水处理技术的研究重点是解决投资大、 成本高和试验研究与实践应用相脱节以及化工废水处理技术如何适应化工废水水质的浓度与成分变化大, 处理难度高等特点的问题.

Abstract: With the development of the economy, the pollution of wastewater from chemical industry to the environment becomes intensified, the complex structure of poisonous and harmful biological degradation of organic pollutants that released in the process of chemical products production gets a vaster number which is hard to be deposed. So the wastewater treatment technology with the high efficiency、low cost of the new craft becomes one of the highlights of the present study. According to current situation of the basic characteristics and chemical wastewater treatment, the thesis points out the applicable conditions of various processing methods which commonly used for chemical industry wastewater treatment technology,and lists their advantages、disadvantages and the latest research progress and development trend. According to the present situation of application and research, the thesis suggests that chemical wastewater treatment technology research be focused on solving large investment, high cost of the test research, the separation of the practical application and the chemical wastewater treatment technology, besides, we should adapt to the chemical change of the concentration、the quality and the composition of the wastewater , and deal with the issue of high difficulty etc.

关键词: 化工废水; 处理技术; 发展

Key words: chemical wastewater; Processing technology; development

中图分类号：X703 文献标识码：A

一、化工废水的基本特征

1、 水质成分复杂,副产物多, 反应原料常为溶剂类物质或环状结构的化合物, 增加了废水的处理难度;

2、废水中污染物含量高, 这是由于原料反应不完全和原料、 或生产中使用的大量溶剂介质进入了废水体系所引起的;

3、有毒有害物质多, 精细化工废水中有许多有机污染物对微生物是有毒有害的, 如卤素化合物、 硝基化合物、 具有杀菌作用的分散剂或表面活性剂等;

4、 废水色度高.

近年来我国化工行业的环境污染防治工作取得了较大进展,废水治理率、排放达标率逐年有所增长.但目前化工行业废水排放达标率仍不高, 对高效、低成本的处理化工废水新工艺、 新技术的研究, 已经成为世界各国科学家和工程师研究的重点之一.

二、 常用处理技术

1、 常用的物理法包括过滤法、重力沉淀法和气浮法等。过滤法是以具有孔粒状粒料层截留水中杂质, 主要是降低水中的悬浮物, 在化工废水的过滤处理中, 常用扳框过滤机和微孔过滤机, 微孔管由聚乙烯制成, 孔径大小可以进行调节, 调换较方便; 重力沉淀法是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作用, 以达到固液分离的一种过程; 气浮法是通过生成吸附微小气泡附裹携带悬浮颗粒而带出水面的方法. 这三种物理方法工艺简单, 管理方便, 但不能适用于可溶性废水成分的去除, 具有很大的局限性。

2、化学方法是利用化学反应的作用以去除水中的有机物、无机物杂质. 主要有化学混凝法、化学氧化法、电化学氧化法等。化学混凝法作用对象主要是水中微小悬浮物和胶体物质, 通过投加化学药剂产生的凝聚和絮凝作用, 使胶体脱稳形成沉淀而去除。

混凝法还能去除色度, 微生物以及有机物等。该方法受 pH值、水温、水质、 水量等变化影响大, 对某些可溶性好的有机、 无机物质去除率低; 化学氧化法通常是以氧化剂对化工废水中的有机污染物进行氧化去除的方法. 废水经过化学氧化还原, 可使废水中所含的有机和无机的有毒物质转变成无毒或毒性较小的物质, 从而达到废水净化的目的。

3、 生物法除污是利用微生物的新陈代谢作用降解转化有机物的过程。随着化学工业的发展, 污染物成分日渐复杂, 废水中含有大量的有机污染物, 如果仅采用物理或化学的方法是很难达到治理的要求。利用微生物的新陈代谢作用, 可对废水中的有机污染物质进行转化与稳定, 使其无害化. 生化处理方法主要分为好氧处理和厌氧处理两大类型, 好氧处理方法主要分为活性污泥法和生物膜法. 活性污泥是利用悬浮生长的微生物絮体处理废水的方法, 这种生物絮体称为活性污泥, 它由好氧微生物及其代谢的和吸附的有机物、 无机物组成, 具有降解废水中有机污染物的能力. 生物膜法是通过废水同生物膜接触,生物膜吸附和氧化废水中的有机物. 废水的厌氧生物处理是指在无分子氧的条件下通过厌氧微生物( 或兼氧微生物) 的作用, 将废水中的有机物分解转化为甲烷和二氧化碳的过程, 所以又称厌氧消化，厌氧生物处理实际上是一个复杂的生物化学过程. 研究表明, 厌氧过程主要依靠三大主要类群的细菌, 即水解产酸细菌、产氢产乙酸细菌和产甲烷细菌的联合作用完成.用生化法处理废水具有运行成本低, 操作管理简单, 但由于微生物对pH值、营养物质、 温度等条件有一定要求, 难以适应化工废水水质变化大、 成分复杂、毒性高、难降解的特点, 单纯用生化法治理化工废水达标工作难度大.

4、 常用于化工废水处理的物理化学法有: 离子交换法、 萃取法、 膜分离法和吸附法等。废水中经常含有某些细小的悬浮物及溶解静态有机物, 为了进一步去除残存在水中的污物,可以采用物理化学方法进行处理.

（1）离子交换法是一种借助于离子交换剂上离子和水中离子进行交换反应而除去废水有害离子态物质的方法, 在水的软化、 有机废水处理中有着广泛的应用.

（2）萃取法采用与水不互溶但能很好溶解污染物的萃取剂, 使其与废水充分混合接触,利用污染物在水和溶剂中的溶解度或分配比的不同, 达到分离、提取污染物和净化废水的目的.

（3）电渗析是在渗析法的基础上发展起来的一项废水处理工艺, 它是在直流电场的作用下, 利用阴、 阳离子交换膜对溶液中阴、 阳离子的选择透过性, 而使溶液中的溶质与水分离的一种物理化学过程. 反渗透是利用半渗透膜进行分子过滤, 来处理废水的一种方法, 所以又称为膜分离技术, 这种方法是利用“半渗透膜”的性质, 进行分离作用. 这种膜可以使水通过, 但不能使水中悬浮物及溶质通过, 所以这种膜称为半渗透膜, 利用它可以除去水中的溶解固体、 大部分溶解性有机物和胶状物质.

三、化工废水处理相关技术数据分析

（图3.1）

例如，减解反应工艺：水中的氨氮多以氨离子（NH4+）和游离的氨（NH3）的状态存在，两者并保持平衡。关系为：，这一关系受PH值的影响。PH值升高的话，平衡向右移动，游离氨占的比例增大。当PH值为11左右时，NH3大致在90%以上。游离氨易于从水中溢出，再经加热曝气的话，可达到去除氨氮的目的。

调试工艺参数：

从数据分析看，氨氮的去除率在17.6%-80.2%之间偏差很大，分析可能有几个原因，进水氨氮浓度太高，PH值没有调够到11，温度偏低，曝气量不足，抽风机没有启动等原因。这些都可以导致氨氮的去除率浮动。因此，在操作工艺中要对PH值和进水的三个指标进行分析。

四、结论

如上所述, 化工废水处理技术国内外展开了一系列的研究, 并取得了一定的进展, 有些新技术处在实验室研究阶段, 或中试阶段, 部分到了开始实际应用阶段。根据目前的研究和应用的情况, 化工废水处理技术会进一步得到提升。

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