浅谈工业废水中难降解有机污染物处理技术及发展方向

第33卷第4期2008年4月环境科学与管理

ENV I RONMENTAL SCI ENCE AND MANAG E MENT Vol 133N o 14Apr .2008

收稿日期:2007-10-30

作者简介:刘继凤(1966-),女,高级工程师,毕业于东北农业大学,

现从事环境科研与监测工作。

文章编号:1673-1212(2008)04-0120-03

浅谈工业废水中难降解有机污染物

处理技术及发展方向

刘继凤1

,刘继永2

,朱进勇

3

(1.黑龙江省环境保护科学研究院,黑龙江哈尔滨150056;2.黑龙江省环境监测中心站,黑龙江哈尔滨150056;

3.黑龙江三江环境监测站,黑龙江佳木斯156500)

摘 要:随着生产规模的不断扩大及工业技术的飞速发展,各种高浓度有机废水的污染源日益增多。针对目前

工业废水中高浓度有机污染物的污染现状,对工业废水的来源、种类进行了分类,同时对不同性质的难降解有机污染物的处理技术和发展方向做出了论述。

关键词:工业废水;有机污染物;处理技术;发展方向中图分类号:X 703.1

文献标识码:A

Study on t he T reat m ent Technol ogy and D evelop T endency o fH ard D egradab l e O rgan i c Po ll utant i n IndustrialW aste water

Liu Jifeng 1

,Liu Ji y ong 2

,Zhu Jinyong

3

(1.H eil ongji ang Sci en tifi c R esear ch I nstitute of E nv i ron m ent Protecti on ,H arbin 150056,Ch i na ;

2.H e il ongji ang Pr ov i nci al Environ m entalM on itor Center S tation ,H arb i n 150056,Ch ina ;

3.Envir onm entalM on itori ng Stati on ,K ja m usze 156500,Ch i na)

A bstract :W it h the i ncr easi ng of producti on scales and t he devel op i ng of i ndustri al technology ,k inds of h igh concentr ati on of

organic pollutant w aste w ater are on the i ncrease .A ccord i ng t o the c urrent situation of h i gh c oncentr ati on of organic poll utant i n -dustri al w aste w ater ,t h is pa per ela bor ates on the classification of industri alw aste w ater base d on its r esource a nd type .It also states the treat m ent technology and develop te ndenc y of har d degrada b le or gan ic poll u ta n t i n industri al w aste w ater .

K ey words :i ndustrialw aste w ater ;organ i c poll utan;t treat m en t tec hnology ;develo p tendency

随着经济的迅猛发展,水环境污染日益严重,工业废水排放的有机污染物已对生态安全造成了危害。减少和消除工业污染源的排放,减少进入水环境中有机污染物的量,减少其造成污染的程度和范围,是水环境中有机污染物治理的重点。因此,研究开发高效、经济的废水处理新技术成为全世界环保工作者关心的热点。

1 工业废水中有机污染物的种类

按有机污染物生物降解的难易程度,一般可分为三类:(1)不含有毒有害物质且易生物降解的有机污染物,指该有机污染物进入水体后能在较短时

间内达到生物降解;(2)含有有害物质且易于生物降解的有机污染物,指该有机污染物进入水体后能被降解到一定程度,但所需时间较长或降解不够彻底;(3)含有有毒有害物质且难于生物降解的有机污染物,指该有机污染物进入水体后几乎不能被微生物降解,或降解所需时间较长,对环境危害难以控制。

2 工业废水中有机污染物的来源

工业废水中有机污染物主要来自化工、石油、冶金、炼焦、轻工等行业,污染物种类繁多,有的有机污染物浓度相对较高,对环境造成极大的危害。工业废水未经处理而排放,是造成水体有机污染的主要根源。按其来源划分为较易降解和难降解的有机污染物。

#

120#

(1)较易降解的高浓度有机废水,主要来自食品工业、制药业和化学工业等,其中含有有害物质,通过适当的预处理后,可以用现代的生物技术进行处理,如果有害物质浓度较高又难以去除,可采用物理化学方法进行处理,可回收部分资源并达到无害化目的。

(2)难降解的高浓度有机废水,主要来自有机合成化学工业、石油和农药厂等,这类高浓度有机废水中的有机污染物主要是生物难以降解且有害的有机污染物。如多环芳烃、硝基化合物、氯苯类和芳烃等化合物。

3工业废水中难降解有机污染物处理技术

针对难降解的高浓度有机污染物的工业废水,必须采取科学和先进的技术方法进行处理。这些处理技术主要有物理法、化学法和生物处理法。

3.1气浮法

气浮法是将空气打入废水中,使废水中乳状油粒(粒径在0.5~2.5um)粘附到气泡上;随气泡上升至水面,形成浮渣而去除。它去除有机污染物的能力与范围由很多因素决定,这些因素包括空气和液体中污染物的浓度、气液比、空气和液体的温度扩散和传递速率以及液体中物质的物理化学性质,也与设备及其它因素有关。它的主要机理为化合物向着气液间达到平衡状态的方向传递。这种方法是目前应用最广泛的一种物理化学法,适用于废水处理、污泥的浓缩以及给水的处理。

3.2吸附法

吸附法对污水中有机污染物的处理技术是一项成熟的技术,活性炭和多孔聚合物树脂,主要用于有机污染物回收回用系统。

3.2.1活性炭吸附

近些年,国内外有许多专家以活性炭作吸附剂处理有机废水,特别是对芳香族化合物进行吸附,研究结果表明,在吸附过程中色散作用是决定要素,而静电作用也同样不能忽视。但由于传统的活性炭吸附剂在吸附效率、再生条件以及材料的机械强度和使用寿命等方面都不理想,因此,该法应用价值还有待研究。

3.2.2树脂吸附

树脂吸附是指将废水处理与资源回收集于一体的技术,是目前治理有机化工废水最具有应用前景的技术之一。吸附树脂是内部呈交联网状结构的高分子球状体,具有可控的孔结构和表面化学结构,通过污染物和树脂表面分子间的非共价键力,实现废水中有机物的集合、分离和回收,因此可以实现废水的资源化。该法比其它方法(如吸附溶剂萃取等)在经济上更具有优越性。在与活性炭吸附效果的比较中,当使用纯化学溶液时,树脂吸附量常低于活性炭。

3.3化学氧化法

化学氧化法是指利用强氧化性,在一定条件下与水中有机污染物发生反应,从而达到消除污染的目的,国内外的研究热点是高级化学氧化法。该过程是指在催化剂存在的条件下,氧化剂在水溶液中与有机物发生反应,诱发产生氧化性极强的羟基自由基(#OH),其氧化电位为2.80V,对有机物有强烈的破坏、分解作用,且不产生二次污染[1]。

3.3.1均相催化氧化

在均相催化氧化过程中,利用复合氧化剂诱发羟基自由基,使有机污染物氧化速率大大高于使用单一氧化剂的速率。马军[2]等人运用O3/H2O2氧化工艺降解水中硝基苯,结果表明,与单纯使用臭氧相比,O3/H2O2高级氧化工艺可以显著地提高水中硝基苯的去除效率,同时减少H2O2的投加量,且多次投加对硝基苯的去除效果明显大于一次投加。3.3.2多相催化氧化

多相催化氧化技术是在装有固体催化剂的反应器中,污染物和氧化剂分子扩散到催化剂表面的活性中心被吸附,并发生催化氧化反应,产物解离脱附返回液相主体[3]。虽然多相催化氧化技术已有工程应用实例,但仍有许多问题尚待解决,如催化氧化处理效率的稳定性、催化剂与废水性质是否匹配对处理效果的影响等,需要进一步研究解决。

3.4生物处理技术

生物处理技术是一般有机废水处理系统中最重要的过程之一,是利用微生物,主要是细菌的代谢作用,氧化、分解、吸附废水中可溶性的有机物及部分不溶性有机物,并使其转化为无害的稳定物质从而使水得到净化的技术。在现代的生物技术处理过程中,好氧生物和厌氧生物处理技术由于经济可行、无二次污染等特点,已越来越引起重视。

3.4.1好氧生物处理

好氧生物处理是在有游离氧(分子氧)存在的条件下,好氧微生物降解有机物,使其稳定、无害化的处理方法。微生物利用废水中存在的有机污染物(以溶解状与胶体状的为主),作为营养源进行好氧代谢。有机物被微生物摄取后,通过代谢活动,约有

#

121

#