化工废水处理技术研究进展

化工废水处理技术研究进展

作者：李晓建

来源：《装备维修技术》2020年第08期

摘要：社会经济不断发展影响下，深度处理、清洁生产等零排放或减排的概念进入到化工企业。当前，化工产业园区企业数量不断增加，对应化工企业污水排放量也大大增加。化工污水排放占整体水污染21%，但是，其带澳排放量仅占化工污水排放52%，对水环境造成严重污染。分析综合化工废水中水回用处理技术迫在眉睫，需重视化学废水处理，确保环境可持续发展，促进经济可持续发展。

关键词：化工废水;处理技术;研究进展

1 化工废水的来源及特点

随着我国工业生产的迅速崛起，环境污染也日益严重，工业领域中的化工产业既是我国用水大户，同时也是污水排放大户。我国各大湖泊河流港口的水质污染与化工废水的排放脱不了干系，它每年的排放量约占我国废水污染量一半以上。通过对各种化工厂化工废水调查研究，发现其主要来源有下面种途径：（1）原料和产品的流失。在开釆、运输、生产等各种过程中，会有一部分物料、产品流失，通过大风、雨水、大雪冲刷，形成化工污染废水。（2）管道及设备的泄露。由于管道或设备操作不当或者密封不良，在化工生产和物料运送过程中，往往形成泄露。（3）生产设备的清洗。化工生产的容器、设备、管道在实际生产过程中需要经常清洗，而其残留的物料可能会随着清洗水一并排出，最终形成废水。（4）未反应完的原料。（5）副产品的生成。（6）特定生产过程生成废水。这类化工废水一般是由蒸汽蒸馆、气提、酸洗、堿洗的排放水。化工废水种类繁多，有毒有害，不易净化，不仅在生物体内有一定的积累作用，且在水体中有耗氧性质，易使水质恶化。

2 化工废水处理技术概述

2.1 化学方法

在处理化工废水的过程中采用化学方法能够对废水中的无机物、有机物进行清除，提高废水处理效率，具体包括化学氧化法、催化氧化法、混凝法、斜管沉淀法等。化学混凝法即将相应的化学物质加入废水中，其与无机有机物建立化学反应关系，出现凝聚与沉淀效应，这一方法在实际处理过程中，具有很大的应用优势，不容易受到干扰因素的影响，但是也存在一定的缺陷，例如水量、水温会对清除效果产生影响。化学氧化法即将相应的氧化剂加入废水中，实现清除废水中的有机物，在这一过程中，氧化剂结合废水中的金属杂质建立氧化还原反应关系，形成固结与沉淀，达到水与有毒物质分离的目的。这些方法虽然可以取得良好的处理效果，然而耗费的资源、成本较多，对于废水量大及废水浓度较低的废水处理不太适用。电化学

氧化即将有机物的溶液或悬浮液加入电解槽，利用直流电，在阳极上夺取电子使有机物氧化或是先使低价金属氧化为高价金属离子，进而再进行有机物氧化的处理过程。

废水处理的氧化还原法国内外研究都比较多，它主要是利用废水中的有毒有害物质，通过氧化还原作用能够被氧化或被还原的性质，在废水处理时，使其转化为无毒无害的新物质或者容易与水分离的形态。一般比较常见的是臭氧氧化法，空气氧化法，光化学氧化法，硫酸亚铁还原法，亚硫酸盐还原法，及水合肼还原法等。氧化还原法处理废水时，效果明显，工艺简单，且一般没有污泥等附加负担，但是能量消耗多，经济成本高，且对安全性要求高，不适合处理水量大和浓度低的化工废水。

2.2 物理方法

物理法对降解、清除废水中的砂、悬浮固体、油等物质能够发挥很大作用。现阶段，化工废水处理中采用的较为普遍的物理方法主要有三种，重力沉淀、过滤和气浮。重力沉淀即借助重力磁场作用对化工废水进行沉淀，达到固液隔离的效果;过滤处理即通过过滤层使难溶解的杂质得到清除，悬浮物处理的具体过程中，通常会采用微孔管及其过滤设备;气浮处理即将空气注入废水中，微小气泡在水中作为载体，气泡吸附废水中的乳化油、微小悬浮颗粒等污染物，然后浮到水面上，形成泡沫-气、水、颗粒（油）三相混合体，进而对浮渣、泡沫进行收集，最终实现杂质分离、废水净化。当前化工废水处理过程中多采用的技术是分离膜和磁分离两种，据相关统计分析，磁分离方法可以促使污泥沉降，具体采用过程中应当合理调节污水中的磁铁粉末，促进磁分离技术充分发挥磁性作用，从而更有效的污水中的磁化泥进行吸附，确保实现物质回收再利用。

2.3 生物处理法

微生物具有良好的新陈代谢特性，在化工废水处理中正是有效利用了这一优势，从而达到分解、去除有机污染物的目的。

在采用生物处理工艺的过程中主要有两个方案，一是好氧技术，二是厌氧技术。好氧技术包括活性污泥法和生物膜法，有研究资料表明，针对含有高浓度有机物质的废水处理，好氧生物吸附处理工艺的效果显著，可以大大提高废水中COD去除率。厌氧技术在应用中发挥了厌氧微生物的高效降解优势，生物膜高效吸附与氧化废水中的有机物，从而实现相应的净化处理;或利用微生物降解废水中的有机物。例如印染厂的废水处理工作中，采用生物法进行COD去除，去除效果较为理想。

2.4其他处理强氧化及去除技术

2.4.1固定性生物处理

该技术属于新兴化工废水处理技术，其将物理、化学理论知识结合起来，将细胞、酶固定在限制空间，确保其自身活性，实现重复利用。固定性生物处理可获取高效菌种，获取高浓度、纯度菌种，可处理高浓度污染物。例如，可以以木屑、聚乙烯醇为原材料，固定红球菌，以此处理石油废水，经2-3周后，可实现对正构烷烃的高效去除，可达70%-100%。

2.4.2湿氧法及超临界水氧法

湿氧法需高温高压支持，在废水中制造有机物氧化反应，以制造催化剂使废水污染物在较低温度压力下，有机物氧化。湿氧法可溶解高难度和浓度废水，可实现对染料及有机磷废水处理。化工产业不断发展，使人们重视湿氧法的应用。当下，湿氧法主要应研究温和条件下，对高浓度、难降解的化工废水预处理。

临界水氧法属湿氧法延伸技术，其在水临界点（22.1MPa、374℃）以上，快速将有机物氧化，无二次污染产生。

2.5 磁分离技术

作为一种新兴的废水处理技术，近几年磁分离技术越来越受到人们的关注。该技术是在废水处理过程中投加磁种和混凝剂，进而利用二者的共同作用，使反应生成的颗粒迅速聚结加大密度差，从而加速悬浮物的分离。基本原理是通过外加磁场对含有磁性物质的悬浮物吸引从而实现悬浮物和与废水的分离效果。采用磁分离技术改善了活性污泥法中的污泥沉降问题，在废水处理过程中加入磁铁（Fe3O4）粉末使由于细菌簇团效应产生的活性污泥具有磁性，从而实现磁化泥吸附在转鼓上，进而对其进行回收利用。将磁分离技术应用于炼油厂高浓度废水的处理，效果显著。

2.6 膜分离技术

膜分离技术是一项应用面宽，适应性强的高效分离浓缩技术，该技术是在选择透过性膜在化学位差或外力的作用下，对混合物中粒径不同的组分进行分离和提纯。成功地将纳滤膜用来提取麻黄素，经过纳滤工艺处理后废水中的COD含量接近100mg/L，此时的麻黄素溶液可以直接进行回收。研究人员采用膜生物反应器（MBR）对采油污水进行了研究，在MBR中投放粉末活性炭可提高MBR的出水水质。

3 结束语

综上所述，当下废水得到一定处理，但是其还存在一定问题，比如因盐度、毒性等导致生物中毒、水循环平衡的损耗补充等，还需要进一步解决。为确保群众饮水安全、生活用水安全，应优化各个处理技术，将不同技术组合起来，开展高效废水处理技术，促进化工产业可持续发展。