关于化工废水的治理方案

郭宁宁++张卫国++付爱素++谷庆云

摘 要：化工产业是国民经济的重要组成部分，随着我国经济的飞速发展，化工产业也在不断发展，并逐渐呈现集约化、规模化、园区化的趋势。由此也产生了很大一部分的化工产业废水，造成水体污染。水污染严重威胁人类的生命安全，化工废水处理问题亟待解决。

关键词：化工废水 基本特点 处理方法 思考

中图分类号：X78 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）01（b）-0131-02

化工废水主要是在工业生产过程中所排放的工业废水，分为有机化工废水和无机化工废水两大类。化工废水多种多样，且多数有剧毒，不容易净化，在生物体内有一定的积累作用，在水体中具有明显的耗氧性质，易使水质恶化，因此化工净水问题是大势所趋。

1 化工废水的类型及基本特点

1.1 化工废水的类型

化工废水分为无机化工废水和有机化工废水两大类。无机化工废水包括从无机矿物制取酸、碱、盐类等基本化工原料的工业废水，它们主要是生产中的冷却用水，废水中含酸、碱、盐类和悬浮物，有的还含硫化物或其他有毒物质。有机化工废水成分多样化，包括一些合成材料、人造纤维、油漆、涂料、药品制剂生产等过程中排放的废水，一般都有强烈耗氧性，毒性较强，因为多是人工合成的有机化合物，因此污染性强且不易分解。

1.2 化工废水的特点

（1）水质成分多数比较复杂，副产物较多，反应原料常为溶剂类物质或环状结构的化合物，在一定程度上增加了废水处理的难度。

（2）废水中污染物含量高，是因为生产中原料的不完全反应和使用的溶剂介质排入了废水体系造成的。

（3）化工废水中有许多对微生物有毒有害的有机污染物。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，B/C比低，可生化性差。

（5）一般化工废水有较高的色度。

2 化工废水的治理方案

2.1 物理处理法

物理处理法一般用于去除废水中的漂浮物、悬浮固体、砂粒和油类等物质。操作成本较低，方便管理，处理效果也比较稳定。常用的处理方法有过滤法、沉淀法和气浮法等。但是这些方法对可溶性强的废水成分都不易去除，所以物理处理法一般用于其他处理方法的预处理。

（1）过滤法：利用具有孔粒状粒料层截留水中的杂质以达到降低水中悬浮物的效果。

（2）沉淀法：利用化工废水中悬浮颗粒的可沉淀性，在重力作用下自然沉淀，以达到固液分离的效果。

（3）气浮法：通过生成微小的吸附气泡将悬浮颗粒附带出水面的方法。

2.2 化学处理法

化学处理法一般是通过化学反应去除废水中的有机物和无机物杂质即溶解物质或胶体物质。操作相对比较麻烦，需要一定的经济支援，常用的处理方法有：混凝法、氧化还原法、电化学法等。

2.2.1 混凝法

主要作用对象是废水中的微小悬浮物与胶体物质，通过添加化学药剂产生的凝聚作用去除形成沉淀的胶体物质，混凝法不但可以去除废水中粒径极为细小的悬浮颗粒，还能有效的去除废水色度、微生物以及部分有机物等，但是受水的温度、pH值、水量以及水质等条件影响大，对可溶性好的物质去除率低。

2.2.2 氧化还原法

用氧化剂对废水中的有机物进行氧化以达到去除效果（如图1所示）。废水经过氧化还原，可使其中所含的有机和无机的有毒物质反应成毒性较小甚至无毒的物质，从而达到净化废水的目的。

常用的方法有空气氧化法，氯氧化法和臭氧氧化法。

（1）空气氧化法的反应原理（以硫化物为例）。

无机硫化物氧化：

2HS-+2O2=S2O32-+H2O

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

（部分）S2O32-+2O2+2OH-=SO42-+H2O

有机硫化物氧化：

RSNa+RSNa+1/2O2+H2O=RS—SR+NaOH

由于空气中的氧含量偏底，氧化能力相对比较弱，主要还是常用于还原性较强的废水处理。

（2）氯氧化法（以次氯酸钙和氧化氰化钠为例）。

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

氯是最普便使用的氧化剂，主要用在含酚、氰等有机废水的处理上。

（3）臭氧氧化法。

臭氧（O3）是氧（O2）的同素异形体；常温、常压下为有特殊气味的蓝色气体，具有以下性质。

①不稳定性：常温、常压状态下O3极易自行分解为O2并释放出热量。

②溶解性：O3在水中的溶解度比纯O2高10倍，比空气高25倍。

③毒性：当空气中O3的浓度达到6.25×10-6 mol/L（0.3 mg/m3）时可以闻到臭味，就会对人的眼睛、鼻子、喉及呼吸道产生一定的刺激性；当浓度达到（6.25～62.5）×10-5 mol/L（3～30 mg/m3）时就会令人出现头痛、恶心及局部呼吸器官麻痹的症状；当浓度达到3.125×10-4～1.25×10-3 mol/L（15～60 mg/m3）时则对人体危害相对较大；O3的毒性还与接触的时间长短有关。

④氧化性：O3氧化能力极强，它的氧化还原电位仅次于氟，利用这一特性它可以与无机物（亚铁、Mn2+、硫化物、硫氰化物、氰化物、氯等）发生氧化还原反应，也可以将烯烃、炔烃、芳香烃等有机物质氧化成醛类或有机酸。

由于以上臭氧的特性，臭氧氧化法主要用于废水三级处理中的以下几个方面。

①降低废水中的COD、BOD。endprint

②杀菌消毒。

③增加水中溶解氧。

④脱色和脱臭味。

⑤降低浊度。

臭氧氧化能力极强，而且没有二次污染隐患，但是具有较强的腐蚀性，贮存设备昂贵。因此臭氧氧化法与氯氧化法一样能耗相对较大，且成本比较高，不适用于处理量大和浓度较低的化工废水。

2.2.3 电化学法：在电解槽中，由于废水中的有机

污染物在电极上发生氧化还原反应被去除，污染物在电解槽的阳极被氧化外，废水中的氯离子、氢氧根离子等也可在阳极放电而生成氯、氧由此间接地破坏污染物。但是通常在实际操作中为了强化阳极的氧化作用，减少电解槽的内阻，会在废水电解槽中加一些氯化钠，使阳极生成氯和次氯酸根，对废水中的无机物、有机物都有较强的氧化作用。

2.3 物化处理法

物化处理法是指通过物理化学反应，去除或分离废水中细小的悬浮物及溶解有机物。常用的有：吸附法、离子交换法、萃取法和膜分离法等，但是这些方法都只适用于某一类物质的分离，选择性强，成本偏高，且容易造成二次污染。

（1）吸附法是利用多孔性固体物质作为吸附剂，以吸附剂的表面吸附废水中的有机污染物的方法，活性炭是最常用的吸附材料之一，对分子量在400左右的染料分子脱色效果最佳，对分子量小的染料吸附性也比较好，而对疏水性染料脱色效果较差，再加上活性炭再生能力差，费用高，所以很难广泛使用。

（2）离子交换法是为了去除残存在废水中的细小悬浮物及溶解静态有机污染物，它是一种借助离子交换剂进行离子交换反应去除有害离子的方法，在水的软化和有机废水处理中得到了广泛应用。

（3）萃取法采用不能与水相溶却能溶解污染物的萃取剂，与废水充分接触，利用污染物在水和溶剂中不同的溶解度、分配比例，达到分离、提取污染物，净化废水的目的。

（4）膜分离法是利用半渗透膜进行分子过滤处理废水的方法，利用“半渗透膜”的性质，进行过滤分离。水能通过这种膜，但水中的悬浮物及溶质通不过，所以被称为半渗透膜，利用它可以除去溶解在水中的有机物和胶状物质。

2.4 生化处理法

生化处理法是指利用自然界存生的各种微生物的新城代谢功能将废水中的有机物分化成无害物质，达到净化废水作用。此方法成本较低，操作简单，但是对营养物质、pH值、温度等条件有一定要求，若单独采用生化法处理化工废水工作难度非常大，常用的方法有：活性污泥法、生物膜法和厌氧生化法等。

（1）活性污泥是利用悬浮生长的微生物絮体处理废水的方法，它由好氧微生物及其代谢吸附的有机物、无机物组成，与废水充分接触可以降解有机污染物。

（2）生物膜法是废水与着于载体表面的好氧微生物充分接触时通过生物膜吸附和氧化废水中的有机物净化废水的过程。

（3）厌氧生化法是在无氧条件下利用厌氧或兼氧生物将废水中的有机物分化为甲烷和二氧化碳的过程。主要由水解产酸细菌、产氢产乙酸细菌和产甲烷细菌联合作用完成，是一个复杂的生化过程。

每一次惊心动魄的污染事件引起的骚动都向政府敲响了警钟，尤其是水污染，保护水资源、保护环境势在必行！

参考文献

[1] 冯粒克，喻学敏，白永刚，等.化工园区混合化工废水处理技术研究[J].污染防治技术，2010（4）：69-73.

[2] 彭松，蒋克彬，陈红艳.化工废水治理措施综述[J].江苏环境科技，2008（S1）：122-124.

[3] 孙璐，张继义.混凝-活性炭吸附对化工废水深度处理效果的研究[J].北方环境，2010（1）：55-58.

[4] 韩洪军，李慧强，杜茂安，等.厌氧/好氧/生物脱氨工艺处理煤化工废水[J].中国给水排水，2010，（6）：75-77.

[5] 迟卫军，杨素娟.氧化还原法在处理化工废水中的应用[J].承德职业学院学报，2006（3）：116-118.endprint