工业废水处理新技术研究综述

工业废水处理新技术研究综述

[摘要]随着我国工业的发展，工业用水量与日俱增，每年工业废水的排放量也在不断增加。这些废水如果直接排放或处理不当，将影响水体的自净，导致水质恶化。人们也日益意识到环境污染带来的危害，现在污水必须通过处理才能排放已成为人们的共识。因此研究开发高效、经济的工业废水处理新技术成为全世界环保工作者关心的热点。本文针对一些先进的工业废水处理技术作了综述，并对其未来的发展趋势进行了展望。文章概括了应用于工业废水处理的化学法、物理化学法和生物法的一般原理和最新进展，但由于废水的组成复杂，往往需要由几种方法组成一个处理系统，才能完成废水处理的任务。因此不能认为某种方法是最好的，最先进的。目前，研究开发高效经济的应用于工业废水处理的新技术已成为环保工作者的热点。

[关键词]工业废水处理；新技术；化学处理法；物理化学处理法；生物处理法

一引言

随着工农业生产的快速发展，城镇数量的增加以及规模的扩大，人类生产、生活对水的需求日益增加，同时，由于排水中含有某些有害物质进入水体，引起天然水体发生物理和化学上的变化，使水质变坏。水的污染有两类：一类是自然污染另一类是人为污染。而后者是主要的，人为污染是人类的生活和生产活动中产生的污水对水的污染，主要包括生活污水、工业废水和农田排水等，其中，工业废水带来的污染最严重。本文介绍了化学、物化以及生物方面处理工业废水的新技术。

二工业废水处理的新技术

(一) 工业废水处理的目的及分类

工业废水处理的目的是将废水中所含的污染物分离出来，或将其转化为无害和稳定的物质或可分离的物质，从而使废水得到净化。工业废水处理按不同方法可划分为不同种类，按实施的作用不同，可分为两大类：一类是通过各种外力的作用把有害物从废水中分离出来，称为分离法；另一类是通过化学或生物作用使有害物转化为无害或可分离的物质(再经过分离予以除去)，称为转化法。按处理程度划分，可分为一级、二级和三级处理。一级处理主要是通过筛滤、沉淀等物理方法对废水进行预处理，目的是除去废水中的悬浮固体和漂浮物；二级处理主要是采用各种生物处理方法除去废水中呈胶体和溶解状态的有机污染物；三级处理是在一级、二级处理的基础上，对难降解的有机物、磷、氮等营养性物质进一步处理。

(二) 工业废水处理新技术

1 高级氧化技术

高级氧化技术降解工业废水的原理主要是利用各种活性自由基进攻有机大分子并与之反应，从而破坏有机物分子结构达到氧化去除有机物的目的。目前的研究主要集中在湿式氧化(亚临界和超临界)、催化氧化(均相和非均相)、光化学氧化和光电催化氧化等方面，并已经取得了一些研究成果。如大阪日本触媒公司新近推出一种催化湿式氧化法处理工业废水，其成本与活性污泥或煅烧方法处理的成本相比可减少30％-50％。据称，用此法每天可处理10t或更多的含有各种有害成分(如甲醛、乙醛、苯酚、甲基丙烯酸甲酯、丙酮、四氢呋喃(THF)、乙二醇、硫化物、氨、异氰酸酯和丙烯等)的废水，其COD、含氮化合物及含硫化合物等的去除率可以达到95％以上，但这种方法不能直接应用于含有大量不溶于水的固体、油类和

黄磷等的废水。总体来说，这些高级氧化技术均不同程度地存在着诸如反应条件苛刻、选择性差或成本高等不足，从而限制了这些方法在废水实际处理中的应用。能否克服单一高级氧化技术存在的不足，将多种高级氧化技术联合应用，在联用这些技术时产生协同效应，目前还处于探索研究阶段。据已有的文献报道表明，液相高压脉冲放电处理技术集合了高能电子辐射、湿式氧化、化学氧化、光催化氧化等多种高级氧化技术特点于一体，系统不需外加氧化剂，而是利用放电电火花产生的臭氧、双氧水和紫外光作为氧化剂(UV/O3/H2O2光化学氧化)，同时反应体系也无需辅以高温、高压和外加光源辐射等技术手段，是一种全新概念的难降解有毒害工业废水化工处理新技术。液相脉冲放电技术是利用高压脉冲放电过程中所发生的高温热解、光化学氧化、液电空化降解、超临界水氧化以及高能电子辐射等综合效应产生各种对污染物具有强氧化作用的活性自由基及低温非平衡等离子体，迅速而无选择性地将工业废水中的有机污染物降解为相对分子质量更小、毒性更低的有机物甚至将其无机化。1.1 光化学氧化法

利用光激发氧化将O3、H2O2、O2等氧化剂与光辐射相结合，所用光主要为紫外光，包括UV-O3、UV-H2O2、UV-H2O2-O3等工艺，可以用于处理污水中CHCl3、CCl4、六联苯、多氯联苯等难降解的物质。研究表明，在有紫外光的Fenton体系中，紫外光与铁离子之间存在着协同效应，使H2O2分解产生·OH 自由基的速率大大加快，促进了有机物的氧化。

1.2 催化湿式氧化法

固体催化剂在高温高压下，废水不经稀释一次处理，即可将废水中高浓度的COD、TOC、氨及氰等污染物经催化氧化转变成CO2、N2和H2O等无害成分，从而达到净化处理的目的。废水经净化后可达到饮用水的标准，而且不产生污泥，还可同时脱色、除臭及杀菌消毒。用这种方法处理也可以处理城市污水厂的污泥，大大提高上清液的生化性能和污泥的沉降性能。

1.3 超临界水氧化法

80年代中期才出现的超临界水氧化技术备受人们的关注，它是利用超临界水作为水质通过氧化剂O2、O3、O2+H2O2或O3+H2O2来氧化分解有机物的新型技术，该技术可以在较短的时间内将大部分有机物彻底分解成CO2和H2O 等简单无机物。

1.4 臭氧法

臭氧的氧化能力很强，能氧化大部分无机物和很多有机物(如合成洗涤剂等），臭氧能与其他方法联用如臭氧活性炭法、O3-H2O2混合氧化等。臭氧处理后的废水能够进行生物处理，这是目前国际上很重视的，且很有前途的方法。

这些氧化法虽然能有效地处理各种高浓度的废水，但是处理费用相对来说是比较昂贵的，对于流量大的废水来说不是很经济。随着各种新型材料及其他技术的进步，这一方法将会得到广泛的应用。

2 生物处理技术

难降解有毒害工业废水经高级氧化技术处理后具有废水毒性低、可生化性好等特点，一般采用厌氧一好氧生物处理技术做进一步生化处理后才能达到排放标准。生化处理法降解有机废水是利用微生物的代谢作用将有机物质转化为CO2、N2、H2O等无毒害小分子物质排放。由于所使用的微生物菌株对有毒污染物的抗性局限在一定限度之内，从而限制了这一技术的进一步发展。目前对该技术的研究主要集中在诸如菌种的筛选、驯化、纯化等传统的微生物工程技术和一些常规的处理效率低的生物反应装置来进行可生化有机废水的处理，但对生化法中如何进一步采用现代生物技术来增强微生物菌种的生物活性及处理能力，如何进一步减少生物反应器体积以及如何进一步改进与增强生物反应器的处理能力与效率等问题均缺少必要的深入研究。从目前国际上的发展趋势来看，将细胞与分子生物学原理与方法、基因工程技术、光生物技术等现代生物技术手段应用于微生物菌种的基因重组与改造，提高降