(化工废水处理技术与进展.docVIP

化工废水的处理技术及进展 1. 化工废水概况 石油和化学工业是我国重要的基础原料产业和支柱产业，其规模和发展速度对社会各个部门有着重大影响，在国民经济中占有重要位置。改革开放二十多年来，我国石化工业的发展取得了长足的进步，已形成石油炼制、乙烯、化纤、盐化工、煤化工、精细化工、林产化工等20多个行业，4万多个品种的化工产品，主要化工产品产量已跃居世界前列：电石、染料、合成氨、化纤居世界第一位；化肥、农药、纯碱居世界第二位；硫酸、烧碱居世界第三位；乙烯、轮胎、涂料、合成材料等也名列前茅。中国化学工业的发展越来越引起世界瞩目，然而，不容忽视的是，中国承接国际产业转移也相应地加大了自身的能源消耗总量，化工产品生产过程的环境污染加剧，对人类健康的危害也日益普遍和严重，其中特别是精细化工产品(如制药、染料、日化等)生产过程中排出的有机物质，大多都是结构复杂、有毒有害和生物难以降解的物质。因此，化工废水处理难度很大，是目前水处理技术方面的研究重点和热点。 1.1 化工废水的特征 化学工业包括有机化工和无机化工两大类，化工产品多种多样，成分复杂，排出的废水也多种多样。多数有剧毒，不易净化，在生物体内有一定的积累作用，易使水质恶化。有机化工废水则成分多样，包括合成橡胶、合成塑料、人造纤维、合成染料、油漆涂料、制药等过程中排放的废水，具有强烈耗氧的性质，毒性较强，且由于多数是人工会成的有机化合物，因此污染性很强，不易分解。 化工废水的基本特征为[1]：(1)水质成分复杂，副产物多，反应原料常为溶剂类物质或环状结构的化合物，增加了废水的处理难度；(2)废水中污染物含量高，这是由于原料反应不完全和原料、或生产中使用的大量溶剂介质进入了废水体系所引起的；(3)有毒有害物质多，精细化工废水中有许多有机污染物对微生物是有毒有害的，如卤素化合物、硝基化合物、具有杀菌作用的分散剂或表面活性剂等；(4)生物难降解物质多，可生化性差；(5)废水色度高。 1.2 化工废水处理技术特点 化工废水的处理技术针对性强，方法多样{2}。主要技术有隔油、气浮、混凝、沉淀、重力过滤和膜过滤、活性炭吸附、臭氧氧化、离子交换、电解、电渗析、反渗透等专用技术来分离减少化工废水中的油，色、重金属、有毒有害物质，在化工废水治理中也常常用到水解酸化、接触氧化、表面曝气、纯氧曝气、厌氧和好氧活性污泥法等生化技术。现代化工废水处理技术，习惯上按作用原理，可分为物理法、化学法、物理化学法和生物法四大类。化工废水中的污染物质是多种多样的，不能设想只用一种处理方法，就能把所有污染物质去除殆尽。一种废水往往要采用多种方法组合成的处理工艺系统，才能达到预期要求的处理效果。 2. 化工废水处理方法 2.1 物理处理法： 废水物理处理法是通过物理作用分离和去除废水中不溶解的呈悬浮状态的污染物（包括油膜、油珠）的方法{3}。处理过程中，污染物的化学性质不发生变化。化工废水常用的物理处理方法有重力沉淀法、过滤法、气浮法等。重力沉淀法是利用水中悬浮颗粒的可沉淀性能，在重力场的作用下自然沉降作用，以达到固液分离的一种过程，是最常用、最基本的废水物理处理法，应用历史较久；过滤法是以具有孔粒状粒料层截留水中杂质，主要是降低水中的悬浮物，在化工废水的过滤处理中，常用扳框过滤机和微孔过滤机，微孔管由聚乙烯制成，孔径大小可以进行调节，调换较方便；气浮法是通过生成吸附微小气泡附裹携带悬浮颗粒而带出水面的方法，常用气浮法有气气浮法、电气浮法、生物及化学气浮法、溶气气浮法。这三种物理方法工艺简单，管理方便，但不能适用于可溶性废水成分的去除，具有很大的局限性。此外，近年来，国内外学者提出通过磁分离、声波、高压脉冲放电等技术氧化分解有机污染物的方法。 2.2 化学处理法： 废水化学处理法是通过化学反应和传质作用来分离、去除废水中呈溶解、胶体状态的污染物或将其转化为无害物质的废水处理法{4}。以投加药剂产生化学反应为基础的处理单元有混凝、中和、氧化还原等；以传质作用为基础的处理单元有萃取、汽提、吹脱、吸附、离子交换以及电渗吸和反渗透等。有废水废水电解处理法、废水化学沉淀处理法、废水混凝处理法、废水氧化处理法等。与生物处理法相比，能较迅速、有效地去除更多的污染物，可作为生物处理后的三级处理措施。此法还具有设备容易操作、容易实现自动检测和控制、便于回收利用等优点。化学处理法能有效地去除废水中多种剧毒和高毒污染物。 2.2.1 电解处理法 废水电解处理法是废水化学处理法之一种。应用电解的基本原理，使废水中有害物质通过电解转化成为无害物质以实现净化的方法。废水电解处理包括电极表面电化学作用、间接氧化和间接还原、电浮选和电絮凝等过程，分别以不同的作用去除废水中的污染物。以含氰废水为例，在阳极表面的电化学氧化过程为{5}：