關于化工廢水的治理方案

郭寧寧++張衛國++付愛素++谷慶云

摘 要：化工產業是國民經濟的重要組成部分，隨著我國經濟的飛速發展，化工產業也在不斷發展，并逐漸呈現集約化、規模化、園區化的趨勢。由此也產生了很大一部分的化工產業廢水，造成水體污染。水污染嚴重威脅人類的生命安全，化工廢水處理問題亟待解決。

關鍵詞：化工廢水 基本特點 處理方法 思考

中圖分類號：X78 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）01（b）-0131-02

化工廢水主要是在工業生產過程中所排放的工業廢水，分為有機化工廢水和無機化工廢水兩大類。化工廢水多種多樣，且多數有劇毒，不容易凈化，在生物體內有一定的積累作用，在水體中具有明顯的耗氧性質，易使水質惡化，因此化工凈水問題是大勢所趨。

1 化工廢水的類型及基本特點

1.1 化工廢水的類型

化工廢水分為無機化工廢水和有機化工廢水兩大類。無機化工廢水包括從無機礦物制取酸、堿、鹽類等基本化工原料的工業廢水，它們主要是生產中的冷卻用水，廢水中含酸、堿、鹽類和懸浮物，有的還含硫化物或其他有毒物質。有機化工廢水成分多樣化，包括一些合成材料、人造纖維、油漆、涂料、藥品制劑生產等過程中排放的廢水，一般都有強烈耗氧性，毒性較強，因為多是人工合成的有機化合物，因此污染性強且不易分解。

1.2 化工廢水的特點

（1）水質成分多數比較復雜，副產物較多，反應原料常為溶劑類物質或環狀結構的化合物，在一定程度上增加了廢水處理的難度。

（2）廢水中污染物含量高，是因為生產中原料的不完全反應和使用的溶劑介質排入了廢水體系造成的。

（3）化工廢水中有許多對微生物有毒有害的有機污染物。如：鹵素化合物、硝基化合物、具有殺菌作用的分散劑或表面活性劑等。

（4）生物難降解物質多，B/C比低，可生化性差。

（5）一般化工廢水有較高的色度。

2 化工廢水的治理方案

2.1 物理處理法

物理處理法一般用于去除廢水中的漂浮物、懸浮固體、砂粒和油類等物質。操作成本較低，方便管理，處理效果也比較穩定。常用的處理方法有過濾法、沉淀法和氣浮法等。但是這些方法對可溶性強的廢水成分都不易去除，所以物理處理法一般用于其他處理方法的預處理。

（1）過濾法：利用具有孔粒狀粒料層截留水中的雜質以達到降低水中懸浮物的效果。

（2）沉淀法：利用化工廢水中懸浮顆粒的可沉淀性，在重力作用下自然沉淀，以達到固液分離的效果。

（3）氣浮法：通過生成微小的吸附氣泡將懸浮顆粒附帶出水面的方法。

2.2 化學處理法

化學處理法一般是通過化學反應去除廢水中的有機物和無機物雜質即溶解物質或膠體物質。操作相對比較麻煩，需要一定的經濟支援，常用的處理方法有：混凝法、氧化還原法、電化學法等。

2.2.1 混凝法

主要作用對象是廢水中的微小懸浮物與膠體物質，通過添加化學藥劑產生的凝聚作用去除形成沉淀的膠體物質，混凝法不但可以去除廢水中粒徑極為細小的懸浮顆粒，還能有效的去除廢水色度、微生物以及部分有機物等，但是受水的溫度、pH值、水量以及水質等條件影響大，對可溶性好的物質去除率低。

2.2.2 氧化還原法

用氧化劑對廢水中的有機物進行氧化以達到去除效果（如圖1所示）。廢水經過氧化還原，可使其中所含的有機和無機的有毒物質反應成毒性較小甚至無毒的物質，從而達到凈化廢水的目的。

常用的方法有空氣氧化法，氯氧化法和臭氧氧化法。

（1）空氣氧化法的反應原理（以硫化物為例）。

無機硫化物氧化：

2HS-+2O2=S2O32-+H2O

2S2-+2O2+H2O =S2O32-+2OH-

（部分）S2O32-+2O2+2OH-=SO42-+H2O

有機硫化物氧化：

RSNa+RSNa+1/2O2+H2O=RS—SR+NaOH

由于空氣中的氧含量偏底，氧化能力相對比較弱，主要還是常用于還原性較強的廢水處理。

（2）氯氧化法（以次氯酸鈣和氧化氰化鈉為例）。

2NaCN+5Ca（OCl）2+H2O=N2+2CO2+ 4CaCl2+Ca（OH）2+2NaCl

氯是最普便使用的氧化劑，主要用在含酚、氰等有機廢水的處理上。

（3）臭氧氧化法。

臭氧（O3）是氧（O2）的同素異形體；常溫、常壓下為有特殊氣味的藍色氣體，具有以下性質。

①不穩定性：常溫、常壓狀態下O3極易自行分解為O2并釋放出熱量。

②溶解性：O3在水中的溶解度比純O2高10倍，比空氣高25倍。

③毒性：當空氣中O3的濃度達到6.25×10-6 mol/L（0.3 mg/m3）時可以聞到臭味，就會對人的眼睛、鼻子、喉及呼吸道產生一定的刺激性；當濃度達到（6.25～62.5）×10-5 mol/L（3～30 mg/m3）時就會令人出現頭痛、惡心及局部呼吸器官麻痹的癥狀；當濃度達到3.125×10-4～1.25×10-3 mol/L（15～60 mg/m3）時則對人體危害相對較大；O3的毒性還與接觸的時間長短有關。

④氧化性：O3氧化能力極強，它的氧化還原電位僅次于氟，利用這一特性它可以與無機物（亞鐵、Mn2+、硫化物、硫氰化物、氰化物、氯等）發生氧化還原反應，也可以將烯烴、炔烴、芳香烴等有機物質氧化成醛類或有機酸。

由于以上臭氧的特性，臭氧氧化法主要用于廢水三級處理中的以下幾個方面。

①降低廢水中的COD、BOD。endprint

②殺菌消毒。

③增加水中溶解氧。

④脫色和脫臭味。

⑤降低濁度。

臭氧氧化能力極強，而且沒有二次污染隱患，但是具有較強的腐蝕性，貯存設備昂貴。因此臭氧氧化法與氯氧化法一樣能耗相對較大，且成本比較高，不適用于處理量大和濃度較低的化工廢水。

2.2.3 電化學法：在電解槽中，由于廢水中的有機

污染物在電極上發生氧化還原反應被去除，污染物在電解槽的陽極被氧化外，廢水中的氯離子、氫氧根離子等也可在陽極放電而生成氯、氧由此間接地破壞污染物。但是通常在實際操作中為了強化陽極的氧化作用，減少電解槽的內阻，會在廢水電解槽中加一些氯化鈉，使陽極生成氯和次氯酸根，對廢水中的無機物、有機物都有較強的氧化作用。

2.3 物化處理法

物化處理法是指通過物理化學反應，去除或分離廢水中細小的懸浮物及溶解有機物。常用的有：吸附法、離子交換法、萃取法和膜分離法等，但是這些方法都只適用于某一類物質的分離，選擇性強，成本偏高，且容易造成二次污染。

（1）吸附法是利用多孔性固體物質作為吸附劑，以吸附劑的表面吸附廢水中的有機污染物的方法，活性炭是最常用的吸附材料之一，對分子量在400左右的染料分子脫色效果最佳，對分子量小的染料吸附性也比較好，而對疏水性染料脫色效果較差，再加上活性炭再生能力差，費用高，所以很難廣泛使用。

（2）離子交換法是為了去除殘存在廢水中的細小懸浮物及溶解靜態有機污染物，它是一種借助離子交換劑進行離子交換反應去除有害離子的方法，在水的軟化和有機廢水處理中得到了廣泛應用。

（3）萃取法采用不能與水相溶卻能溶解污染物的萃取劑，與廢水充分接觸，利用污染物在水和溶劑中不同的溶解度、分配比例，達到分離、提取污染物，凈化廢水的目的。

（4）膜分離法是利用半滲透膜進行分子過濾處理廢水的方法，利用“半滲透膜”的性質，進行過濾分離。水能通過這種膜，但水中的懸浮物及溶質通不過，所以被稱為半滲透膜，利用它可以除去溶解在水中的有機物和膠狀物質。

2.4 生化處理法

生化處理法是指利用自然界存生的各種微生物的新城代謝功能將廢水中的有機物分化成無害物質，達到凈化廢水作用。此方法成本較低，操作簡單，但是對營養物質、pH值、溫度等條件有一定要求，若單獨采用生化法處理化工廢水工作難度非常大，常用的方法有：活性污泥法、生物膜法和厭氧生化法等。

（1）活性污泥是利用懸浮生長的微生物絮體處理廢水的方法，它由好氧微生物及其代謝吸附的有機物、無機物組成，與廢水充分接觸可以降解有機污染物。

（2）生物膜法是廢水與著于載體表面的好氧微生物充分接觸時通過生物膜吸附和氧化廢水中的有機物凈化廢水的過程。

（3）厭氧生化法是在無氧條件下利用厭氧或兼氧生物將廢水中的有機物分化為甲烷和二氧化碳的過程。主要由水解產酸細菌、產氫產乙酸細菌和產甲烷細菌聯合作用完成，是一個復雜的生化過程。

每一次驚心動魄的污染事件引起的騷動都向政府敲響了警鐘，尤其是水污染，保護水資源、保護環境勢在必行！

參考文獻

[1] 馮粒克，喻學敏，白永剛，等.化工園區混合化工廢水處理技術研究[J].污染防治技術，2010（4）：69-73.

[2] 彭松，蔣克彬，陳紅艷.化工廢水治理措施綜述[J].江蘇環境科技，2008（S1）：122-124.

[3] 孫璐，張繼義.混凝-活性炭吸附對化工廢水深度處理效果的研究[J].北方環境，2010（1）：55-58.

[4] 韓洪軍，李慧強，杜茂安，等.厭氧/好氧/生物脫氨工藝處理煤化工廢水[J].中國給水排水，2010，（6）：75-77.

[5] 遲衛軍，楊素娟.氧化還原法在處理化工廢水中的應用[J].承德職業學院學報，2006（3）：116-118.endprint