难降解有机废水处理技术研究

程伟 江苏环保产业技术研究院股份公司

难降解有机物主要来源于人类的工业生产，这些有机物无法或者很难被自然界降解。所以，难降解有机物会在土壤、大气、水体中循环，并且对动植物的正常生长产生负面作用，有的还会随着动植物借由食物链进入人体。因此，需要给予废水中难降解有机物足够的重视。

一、难降解有机废水的来源和危害

（一）焦化废水

焦化废水主要来源于钢铁制造工业。焦化废水的特点是有机物含量相对较低，主要有机物是单环芳烃、多环芳烃、杂环芳烃、苯酚等等，这些都属于高度有机物。另外，焦化废水中还含有大量的氨氮，这对微生物降解非常不利。所以，利用微生物法来处理焦化废水往往受到限制，焦化废水的主要危害是致癌、致畸形、致突变。

（二）制药废水

制药废水主要来源于西药的制造过程，制药废水的特点是含有大量的氯霉素或者抗生素，这些物质流入自然界，会增强各类生物的耐药性，也会导致某些病毒和细菌发生变异。制药废水的根本性危害是提升了自然界生物对抗生素的耐药性，从而降低了人类抗生素类药物的有效性。

（三）石化废水

石化废水主要来源于石油化工的生产过程，包括石油冶炼、化肥等各个化工领域。石化废水中有机物的种类非常多，不同石化企业所产生的废水中有机物各有不同，产生的危害也不尽相同。由于石化废水中有机物种类多，所以其处理难度也非常大。

二、难降解有机废水处理技术简析

（一）超声波处理技术

超声波处理技术是利用物理方式来对废水中的难降解有机物进行处理，超声波能够制造空化气泡，空化气泡的边缘具有高温高压。常温常压下无法分解的有机物，在高温高压下可以发生化学反应，分解成无毒或者低毒的物质，在空化气泡边缘的难降解有机物，则会被降解。除了高温高压条件外，超声波还能够诱导空气中的物质产生羟基自由基，这种自由基具有很强的氧化性，有利于难降解有机物的氧化反应。该技术的优点是利用超声波来进行处理，无须其他化学或者生物方法干预，处理后没有其他辅助材料待处理。该技术的缺点是超声波需要耗费大量的电能，并且处理能力有限。所以，超声波处理技术一般只能够用于废水中难降解有机物含量较少的情况，比如焦化废水的处理。在实际应用中，超声波处理技术常常与臭氧处理技术联用。

（二）臭氧处理技术

臭氧处理技术是利用臭氧的氧化作用来处理废水中的难降解有机物，臭氧具有很强的氧化性，臭氧溶于水之后，具有很高的氧化还原电位，可以氧化多种有机物。臭氧处理技术的效率与多种因素相关，在不同的水体条件下，其处理效率是有显著差异的。水体的酸碱度对氧化作用影响明显，碱性环境下，臭氧的氧化效果更好。该技术的优点是处理过程无须其他的化学实际或者微生物，不会产生二次污染，也无须其他投入。缺点是臭氧的产生需要耗费大量的电能，并且臭氧浓度较高时，会对环境中工作人员的健康产生负面影响。所以，臭氧处理技术在实际应用中常常与其他技术联合使用。

（三）优势菌处理技术

优势菌处理技术是利用某种特定的微生物来代谢降解废水中的难降解有机物，优势菌处理技术属于生物处理方法，生物处理方法的优点是成规模应用后，成本相对较低。微生物能够利用废水中的有机物完成自己的新陈代谢和生长繁殖。优势菌是指在废水环境中具有较强生存能力，并且能够降解某些有机物。优势菌处理技术已经在焦化废水、石化废水、制药废水中实验，都取得了一定的治理结果，具有良好的应用前景。该技术的优点是利用生物方法来处理废水，较之物理方法，其没有额外的能量消耗；较之化学方法，其没有可能产生二次污染的化学试剂。该技术的缺点是尚无一种微生物可以降解掉所有种类难以降解的有机物。这就需要针对各类有机物筛选和培养出对应的菌类。另外，优势菌在水体中，会受到水体酸碱度、温度、重金属离子等影响，从而降低活性。所有，优势菌处理技术，还有很大提升空间，一方面向着专业性发展，另一方面向着环境适应性发展。

（四）高级氧化技术

高级氧化技术是利用某些催化剂来氧化废水中难以降解的有机物，该技术中常用的催化剂是二氧化钛，高级氧化技术不仅利用了催化剂的优良特性，也利用了太阳光、物质在水中的溶解度、界面物理化学等等。同时，高级氧化技术一般需要特定的反应器，所以，高级氧化技术的应用要考虑多种因素，并非所有的废水处理都能够应用。高级氧化技术的优点是利用催化剂和太阳能，较之物理处理技术，其能源消耗相对较小。另外，催化剂可以回收再利用，在一定程度上可以降低成本。

（五）微电解处理

微电解处理技术是利用铁和炭来构建原电池，然有利用氧化还原反应来实现难降解有机物的消解。杨怡研究了三维电极耦合铁碳微电解处理技术，并探究了最佳的处理条件，反应时间 2.33h，极板间距 D=10cm，外电压=12V，初始 pH=5。该技术的优点是利用废铁为负极，以炭为正极，形成原电池来降解有机物。废铁和炭来源广泛，无须特别处理。这就实现了利用废品来治理废水的做法。这样可以降低废水处理的成本，简化废水处理的程序，成本低，且简单易行。

三、结语

综上所述，工业发展是时代的需求，对待难降解有机物，一方面要从源头控制，尽量不产生或者少产生；如果无法避免，则要在源头做好回收和富集工作，减少排放量。另一方面，物理、化学、生物等领域，要积极发展技术手段，用多种方法，或者多种方法联用来有效处理难降解有机物。此外，难降解有机废水的处理工作要向着专业化的方向发展，即针对不同的来源，分析其主要物质，从而有的放矢的开展处理技术研发工作。