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化工污水处理方法和技术

有一组调查数据显示，在我国的污水排放总量中，化工行业排放的污水占到全国污水排放总量的百分之二十左右。化工污水排放到环境中将对环境产生很大的危害，这就要求化工企业严格落实环保理念，对化工过程产生的的污水进行妥善的化工污水处理 。

化工污水还有以下特点 ：

第一，污水排放量大。化工生产离不开水，生产过程中需要大量的水作为溶剂、吸收剂和循环冷却剂等，使得污水的排放量很大。

第二，污染物种类多 。排出的水体中会含有一些生产中的原材料、副产物等 ，会使得成分复杂，种类繁多。

第三，污染物毒性大、不易生物降解。在化工生产中，排放的有毒污染物大部分为硝基化合物 、分散剂以及卤毒化合物等，这些化合物虽然比重小，但是由于其毒性大，导致排放的水毒性很大。

第四，化工污水的水量和水质视其原料路线 、生产工艺方法及生产规模不同而有很大差异。

第五，污染范围广。我国的600多个化工企业，小型企业约占90％，小型企业遍布全国各地。这些中小企业工艺落后，设备陈旧，技术力量薄弱 。

一、污水的常见处理方法

1. 化学法

化学处理法是通过化学反应来分离、去除污水中呈溶解、胶体状态的污染物质或将其转化为无害物质的污水处理法 ，对 于污水的深度处理也有着重要作用。主要的化学处理法有 ：混 凝 、中和 、化学沉淀和氧化还原法 。

①中和法

中和就是酸碱相互作用生成盐和水，也即 pH调整或称为 酸碱度调整。酸、碱污水的中和方法有：(1)酸、碱污水互相中 和法：可以达到以废治废的目的，既简便又经济；(2)投药中和： 可以处理任何浓度、任何性质的酸碱污水；(3)过滤中和：可以 进行污水 的 pH调整。

② 混凝法

混凝法是污水处理中一种经常采用的方法，它处理的对象 是污水中利用 自然沉淀法难以沉淀除去的细小悬浮物及胶体 微粒 ，还可以用于除油和脱色。这种方法可以用于化工、煤炭、造纸等各种工业污水的预处理和中间处理阶段。它优点在于设备简单，操作容易掌握，处理效果好；缺点是运行费用高，沉渣量大，且脱水较困难 。

③氧化还原法

氧化还原法是通过药剂 与污染物的氧化还原反应，将废水中有害的污染物转化为无毒或低毒物质的方法。污水处理中最常采用的氧化剂是空气 、臭氧、二氧化氯(CIO：)、氯气 (C1：)、 高锰 酸钾 (KMnO )等。药剂还原法在污水处理中应用较少，只限于某些废(如含铬污水)的处理，常用的还原剂有硫酸亚铁 (FeSO)、亚硫酸盐、氯化亚(FeC1：)、铁屑、锌粉、硼氢化钠等。

另外 ，采用高能量脉冲发生器或者电子发射器形成的电子束和水分子发生碰撞，产生激发态而导致有机物质发生氧化降 解作用 的辐照技术等也渐渐 开始应用于污水处理 实践过程中。

④化学沉淀法

化学沉淀法是指向工业污水中加入一些化学药剂，使它和污水中的某些溶解物质产生反应，生成难溶物，沉淀下来。这种方法常用于处理含金属离的工业污水。

2. 物理法

物理处理方法有离心分离、过滤、气浮和破乳等。其中过滤 法指 的是通过具有孔粒状滤料层截 留水 里面的杂质，主要是减少水里面的悬浮物；气浮法指的是向水中通入空气，使水中产生大量的气泡，并促使其粘附在杂质颗粒上，形成比重比水小的浮体，在浮力作用下，上浮到水面，实现固液分离；破乳主要用来处理含油污水，破坏液滴界面上稳定的乳化层，使油和水得以分离。这几种方法工艺简单，处理前后水的物理性质并没有发生变化，只能去除一些不溶于水的悬浮物，因此局限性较大。近些年以来发展的物理技术包含非平衡等离子体技术，声波技术以及磁分离法等。

3. 物化法

物化处理方法有吸附、离子交换 、电渗析等。吸附法是采 用多孔介质 (例如磺化媒树脂以及活性炭等 )吸附污水里面 的非极性有机物质，此方法简便而且易于施行，不过仅能够用 于处理非极 性 有机 物 质 吸附 之后 的污水 ，需要 深 化 处 理 吸 附 质，必须再生，吸附仅仅是一种污染物质的物理迁移过程而并 不是真正的降解作用；离子交换法是利用离子交换树脂将污水 中的 阴、阳离子通过交换反应交 换 出来 ，这 种方法 处理 效果好 ， 不仅可以去除重金属离子，也可以去除一些阴离子 。不过离 子交换树脂需要一系列的再生，再生费用较高；膜分离技术可 以分为反渗透 、超滤和 电渗析 。膜分 离 的优点在于其具备对有机污染物质去除效果好，流程简便，结构紧密，容易操控等优点 ，在废水深化处理方面显示出非常广泛的应用前景，不过膜污染缺陷严重影响着膜的推广和应用。

4. 生物法

污水 的生物处理法就是利用 微生 物 的代 谢作 用 ，把 污水 当 中的有机物转化为简单的无机物的过程，简而言之，就是利用 微生物的生命活动过程来转化污染物，最后达到无害的一种方 法。这种方法可以根据参与的微生物种类，分为好氧生物处理 和厌氧生物处理。

伴随着化工行业 的发 展 ，废 水成 分越 来越 复 杂 ，含有 的难 降解的有机物质和有毒物质也越来越多，单纯的用物理处理法 或者化学 处理法是不行 的 。这时候 ，需 要运用 微生 物的处 理方 法，利用微生物的新陈代谢作用，获取污水中的养分 ，同时使得 污水中的有机污染物质得以净化。

生物法处理污水具备运作成本不高、操作管理便捷的优 势，在污水处理系统中的二级处理 占主体地位。但是微生物对 营养物质 、温度以及 pH值等条件有一定的要求，这种方法不容 易适应化 工污水水质变化快 、成分 繁琐 、毒性 强、降解 困难 的特 点 J，单独采用生物法处理化工污水达标工作难度很高，因此 生物物理 或者 生物 化学 处理方 法 的相互 结合 成 为化 工行业 污 水处理发 展的必然趋势 。

二、化工污水的新型处理工艺

基于以上的处理方法，国内外的研究人员开始针对化工废水进行了大量的研究。研究人员将不同的学科及技术应用于其中，某些新技术也呈现出良好的应用前景。

1. MBR技术

MBR污水处理技术 ，是采用膜生物反应器 (Membrane Bioreactor，简称 MBR)技术是生物处理技术与膜分离技术相结合的一种新技术 ，取代了传统工艺中的二沉池 ，它可以高效地 进行固液分离 ，得到直接使用的稳定中水。这种新型工艺应用 在在处理污水的具体操作中，地面积小，出水水质好，一般不须经三级处理即可回用。它有其工艺简单、操作方便等优点 ，并且全程可 以实现 全 自动运行管理 。

南京工业大学开发 了一种 “MBR处理PTA污水的高效组合工艺”，该工艺利用活性炭作为催化剂、空气为氧化剂对聚酯 企业的 A污水进行催化氧化处理。实验结果显示，工艺出水 水质符合国家污水综合排放一级标准 ，且有效的缩减了水处理装置的占地面积、水力停留时间以及运行费用 。

2. 光催化氧化技术

光催化氧化技术利用光激发氧化将 0 、H0：等氧化剂与 光辐射相结合。所用光主要为紫外光，包括 uV—H0、uV一 0 等工艺，可以用于处理污水中 CHC13、CC1、多氯联苯等难降 解物质。另外，在有紫外光的 Feton体系中，紫外光与铁离子之间存在着协 同效应，使 H 0：分产生羟基自由的速率大大加 快 ，促进有机物 的氧化去除 。在空 穴附 近的 OH 一和 H：0被 氧化成 ·OH，同时污水中的 0：与激发 的电子结合为 ·0 一， 所 生成 的 ·OH和 0：一将有机物氧化分解为c0：、H 0 。光催化氧化还原以n型半导体为催化剂，如TiO：、ZnO、Fe：O，、 SnO2等。

Wang9等使用纳米TiO作为催化剂进行了脱硫污水中的 氯化物的光催化降解 ，实验发现当 TiO加入量为800mg／L、温度25℃、pH值 =2时，使用uV照射仅10min，就除去了污水中47.9％的氯化物。

3. 微电解技术

将具有电极单位差的金属与金属 (非金属)在传导性较好的污水中接触，形成原电池效应或发生电解反应来处理污水的工艺，又称电解、铁屑过滤法、零价铁等。微电解技术常用于含有高浓度盐、高浓度有机物的难降解污水的预处理。Zhou 等利用微电解接触氧化法处理混合化工废水，处理后m(BOD5)／m(CODc)值大于0.6，CODc的去除率64．6％，同 时对氨氮和铅有一定的去除。微电解技术有效地利用了固体废弃物，是一种”以废治废”的处理技术。

三、总结

化工污水 的处理是化工行业发展的一 大难题 ，对 于国家 经 济社会的发展也具有十分重要的意义。仅仅靠着上述的一些基本的处理方法还远远不够，在化工生产过程中，要使污水的排放量大大减低 ，从源头上减少污染 。同时 ，我们也要努力探索污水处理的新工艺 ，来推动污水处理技术的发展 。

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