難降解有機廢水處理技術研究

程偉 江蘇環保產業技術研究院股份公司

難降解有機物主要來源于人類的工業生產，這些有機物無法或者很難被自然界降解。所以，難降解有機物會在土壤、大氣、水體中循環，并且對動植物的正常生長產生負面作用，有的還會隨著動植物借由食物鏈進入人體。因此，需要給予廢水中難降解有機物足夠的重視。

一、難降解有機廢水的來源和危害

（一）焦化廢水

焦化廢水主要來源于鋼鐵制造工業。焦化廢水的特點是有機物含量相對較低，主要有機物是單環芳烴、多環芳烴、雜環芳烴、苯酚等等，這些都屬于高度有機物。另外，焦化廢水中還含有大量的氨氮，這對微生物降解非常不利。所以，利用微生物法來處理焦化廢水往往受到限制，焦化廢水的主要危害是致癌、致畸形、致突變。

（二）制藥廢水

制藥廢水主要來源于西藥的制造過程，制藥廢水的特點是含有大量的氯霉素或者抗生素，這些物質流入自然界，會增強各類生物的耐藥性，也會導致某些病毒和細菌發生變異。制藥廢水的根本性危害是提升了自然界生物對抗生素的耐藥性，從而降低了人類抗生素類藥物的有效性。

（三）石化廢水

石化廢水主要來源于石油化工的生產過程，包括石油冶煉、化肥等各個化工領域。石化廢水中有機物的種類非常多，不同石化企業所產生的廢水中有機物各有不同，產生的危害也不盡相同。由于石化廢水中有機物種類多，所以其處理難度也非常大。

二、難降解有機廢水處理技術簡析

（一）超聲波處理技術

超聲波處理技術是利用物理方式來對廢水中的難降解有機物進行處理，超聲波能夠制造空化氣泡，空化氣泡的邊緣具有高溫高壓。常溫常壓下無法分解的有機物，在高溫高壓下可以發生化學反應，分解成無毒或者低毒的物質，在空化氣泡邊緣的難降解有機物，則會被降解。除了高溫高壓條件外，超聲波還能夠誘導空氣中的物質產生羥基自由基，這種自由基具有很強的氧化性，有利于難降解有機物的氧化反應。該技術的優點是利用超聲波來進行處理，無須其他化學或者生物方法干預，處理后沒有其他輔助材料待處理。該技術的缺點是超聲波需要耗費大量的電能，并且處理能力有限。所以，超聲波處理技術一般只能夠用于廢水中難降解有機物含量較少的情況，比如焦化廢水的處理。在實際應用中，超聲波處理技術常常與臭氧處理技術聯用。

（二）臭氧處理技術

臭氧處理技術是利用臭氧的氧化作用來處理廢水中的難降解有機物，臭氧具有很強的氧化性，臭氧溶于水之后，具有很高的氧化還原電位，可以氧化多種有機物。臭氧處理技術的效率與多種因素相關，在不同的水體條件下，其處理效率是有顯著差異的。水體的酸堿度對氧化作用影響明顯，堿性環境下，臭氧的氧化效果更好。該技術的優點是處理過程無須其他的化學實際或者微生物，不會產生二次污染，也無須其他投入。缺點是臭氧的產生需要耗費大量的電能，并且臭氧濃度較高時，會對環境中工作人員的健康產生負面影響。所以，臭氧處理技術在實際應用中常常與其他技術聯合使用。

（三）優勢菌處理技術

優勢菌處理技術是利用某種特定的微生物來代謝降解廢水中的難降解有機物，優勢菌處理技術屬于生物處理方法，生物處理方法的優點是成規模應用后，成本相對較低。微生物能夠利用廢水中的有機物完成自己的新陳代謝和生長繁殖。優勢菌是指在廢水環境中具有較強生存能力，并且能夠降解某些有機物。優勢菌處理技術已經在焦化廢水、石化廢水、制藥廢水中實驗，都取得了一定的治理結果，具有良好的應用前景。該技術的優點是利用生物方法來處理廢水，較之物理方法，其沒有額外的能量消耗；較之化學方法，其沒有可能產生二次污染的化學試劑。該技術的缺點是尚無一種微生物可以降解掉所有種類難以降解的有機物。這就需要針對各類有機物篩選和培養出對應的菌類。另外，優勢菌在水體中，會受到水體酸堿度、溫度、重金屬離子等影響，從而降低活性。所有，優勢菌處理技術，還有很大提升空間，一方面向著專業性發展，另一方面向著環境適應性發展。

（四）高級氧化技術

高級氧化技術是利用某些催化劑來氧化廢水中難以降解的有機物，該技術中常用的催化劑是二氧化鈦，高級氧化技術不僅利用了催化劑的優良特性，也利用了太陽光、物質在水中的溶解度、界面物理化學等等。同時，高級氧化技術一般需要特定的反應器，所以，高級氧化技術的應用要考慮多種因素，并非所有的廢水處理都能夠應用。高級氧化技術的優點是利用催化劑和太陽能，較之物理處理技術，其能源消耗相對較小。另外，催化劑可以回收再利用，在一定程度上可以降低成本。

（五）微電解處理

微電解處理技術是利用鐵和炭來構建原電池，然有利用氧化還原反應來實現難降解有機物的消解。楊怡研究了三維電極耦合鐵碳微電解處理技術，并探究了最佳的處理條件，反應時間 2.33h，極板間距 D=10cm，外電壓=12V，初始 pH=5。該技術的優點是利用廢鐵為負極，以炭為正極，形成原電池來降解有機物。廢鐵和炭來源廣泛，無須特別處理。這就實現了利用廢品來治理廢水的做法。這樣可以降低廢水處理的成本，簡化廢水處理的程序，成本低，且簡單易行。

三、結語

綜上所述，工業發展是時代的需求，對待難降解有機物，一方面要從源頭控制，盡量不產生或者少產生；如果無法避免，則要在源頭做好回收和富集工作，減少排放量。另一方面，物理、化學、生物等領域，要積極發展技術手段，用多種方法，或者多種方法聯用來有效處理難降解有機物。此外，難降解有機廢水的處理工作要向著專業化的方向發展，即針對不同的來源，分析其主要物質，從而有的放矢的開展處理技術研發工作。