化工污水处理技术浅析

摘 要：在化工生产过程中，产品洗涤、循环水脱盐、产品分离脱水以及化工锅炉排水等工序都会产生大量的化工废水。随着化工企业的不断发展及人们环保意识的增强，化工污水的治理已经越来越受到关注；同时随着化工企业技术的不断改革，化工废水中的污染物质也变得越来越复杂，给污水的处理工作带来了一定的难度。本文围绕我国目前的化工污水处理技术进行了分析。 
关键词：化工污水；处理技术；发展方法 
　　一、化工污水的处理现状 
　　化工污水中包含了各种有毒物质，其水质特征表现为：水质成分复杂、污染物含量大、破坏水体平衡、含毒害成分。有些企业为了寻求高收益，降低成本，不惜以牺牲环境为代价，将这些未经科学合理处理的污水直接排入江河之中，从而对我们的生活造成无法挽回的伤害。所以，采取有效的、有针对性的措施处理化工企业产生的污水迫在眉睫，只有这样才能保证人们的生活不受到影响。 
　　二、主要的化工污水处理技术 
　　（一）物理法 
　　1.筛滤。1）格栅是用于去除污水中那些较大的悬浮物，以保证后续处理设备正常工作的一种装置。通常由一组或多组平行金属栅条制成的框架组成，倾斜或直立地设立在进水渠道中，以拦截粗大的悬浮物。根据格栅上截留物的清除方法不同，可将格栅分为两大类：人工清理格栅、机械清渣格栅。2）筛网用以截阻、去除污水中的纤维、纸浆等较细小的悬浮物。一般用薄铁皮钻孔制成或用金属丝编制而成，孔眼直径为0.5～1.0 mm。 
　　2.过滤法。在水处理技术中，过滤是通过具有孔隙的粒状滤料层（如石英砂等）截留水中悬浮物和胶体而使水获得澄清的工艺过程。滤池的形式多种多样，以石英砂为滤料的普通快滤池使用历史最久，并在此基础上出现了双层滤料、多层滤料和向上流过滤等。若按作用水头分，有重力式滤池、压力式滤池两类。 
　　3.沉淀法。沉淀法是使水中悬浮物质（主要是可沉固体）在重力作用下下沉，从而与水分离，使水质得到澄清，这种方法简单易行，分离效果良好，是水处理的重要工艺，在每一种水处理过程中几乎都不可缺少。 
　　（二）化学法 
　　1.中和法。中和法是利用化学酸碱中和的原理消除污水中过量的酸和碱，使其PH值达到中性或接近中性的过程。针对酸性污水，主要有酸性污水与碱性污水相互中和、投药中和过滤中和。而对于碱性污水，主要有碱性污水与废酸性物质相互中和、投药中和。 
　　2.混凝法。混凝法就是通过向水中投加一些药剂（常称混凝剂），使水中难以沉淀的细小颗粒（粒径大致在1～100μm）及胶体颗粒脱稳并相互聚集成粗大的颗粒而沉降，从而实现与水分离，达到水质的净化。混凝可以用来降低污水的浊度和色度，去除多种高分子有机物、某些重金属物和放射性物质。此外，混凝法还能改善污泥的脱水性能。因此，混凝法是工业废水处理中常用的方法。 
　　3.化学沉淀。化学沉淀法是向水中投加某些化学药剂，使之与水中溶解性物质发生化学反应，生成难溶化合物，然后进行固液分离，从而除去污水中污染物的方法。利用此法可在给水处理中去除钙、镁，污水处理中去除重金属（如Hg、Zn、Cd、Cr、Pd、Cu等）和某些非金属（如As、F等）离子态污染物。一般分为：氢氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、钡盐沉淀法、碳酸盐沉淀法等。 
　　4.化学氧化还原。氧化还原法是污水中的溶解性无机或有机污染物，通过化学反应过程将其氧化或还原，转化成无毒或微毒的新物质，从而达到处理的目的。分为氧化法和还原法两大类。 
　　5.电解。电解法是利用电解的基本原理，将含电解质的污水通过电解过程，在阳、阴两极上分别发生氧化反应和还原反应，从而使某些污染物转化为无害物质以实现污水净化的方法。电解是把电能转化为化学能的过程。广泛用于处理含氰、含铬、含镉的电镀废水，如燃料生产过程中排出的废水，能取得良好的脱色效果。一般分为：电解氧化、电解还原、电解气浮、电解凝聚等方法。 
　　（三）物理化学处理法 
　　1.气浮。气浮法亦称浮选，它是从液体中除去低密度固体物质或液体颗粒的一种方法。是通过空气鼓入水中产生的微小气泡与水中的悬浮物黏附在一起，靠气泡的浮力一起上浮到水面而实现固液或液液分离的操作。其处理对象是靠自然沉降或上浮难以去除的乳化油或相对密度接近于1的微小悬浮颗粒。 
　　2.吸附。吸附是利用多孔性固体物质的表面吸附污水中的一种或多种污染物，从而达到净化水质的目的。主要用以脱除水中的微量污染物，应用范围包括脱色、除臭、脱除金属、各种溶解性有机物、放射性元素等。在处理流程中吸附法可作为离子交换、膜分离等方法的预处理，以去除有机物、胶体物及余氯等；也可作为二级处理后的深度处理手段，以保证回用水的质量。 
　　3.膜分离法。膜分离法是利用特殊的薄膜（如半透膜）对液体中的某些成分进行选择性透过的方法的统称。溶剂透过膜的过程称为渗透，溶质透过膜的过程称为渗析。常用的膜分离方法有电渗析、反渗透、超滤，其次是自然渗析和液膜技术。近年来，膜分离技术发展很快，在水和污水处理、化工、医疗、轻工、生化等领域得到大量应用。 
　　（四）生物法 
　　生物法就是利用微生物的新陈代谢将污水中有机物转化为自身细胞物质和简单化合物，使水质得到净化的方法。按照作用机制和对氧的需求，可分为好氧法和厌氧法。按照微生物的附着方式，可将生物处理分为悬浮生长法和固着生长法，即活性污泥法和生物膜法。 
　　1.好氧生物处理。污水的好氧生物处理法是应用最广的有机污水处理方法。好氧活性污泥法简称活性污泥法，适用于处理各种水量和水质的可生化污水。工艺流程如图1所示： 
　　2.厌氧生物处理。厌氧生物处理法是利用兼性厌氧菌和专性厌氧菌来降解污水或污泥中的有机污染物，分解的最终产物以甲烷为主的消化气（即沼气），沼气是可以作为能源利用的。 
　　三、化工污水处理技术的发展趋势分析
　　（一）脱氮除磷功能的技术 
　　传统的脱氮除磷A2/O工艺，改良Bardenpho工艺，UCT、 SER工艺等。后来研究出的工艺大多为以上工艺的变型。其一、同步硝化和反硝化，由于好氧反硝化菌的发现和微环境理论的发展，硝化和反硝化就可以同时在一个具有好氧条件的反应器内完成得到证实了，即同步硝化反硝化（SND）。SND工艺具的优势主要表现在：可有效地减少反应器数量和尺寸；可减少甚至不需要投加碳源，而且硝化的耗碱与反硝化的产碱可以得到良好地互补；可缩短反应时间。亚硝酸型的SND可明显地减少氧气的供给从而节省能耗、进一步减少碳源的需求和提高脱氮的效率。其二、反硝化除磷，Dephanox工艺和BCFS工艺是目前国内外研究最多的反硝化除磷工艺。其三、短程硝化反硝化技术，SHARON工艺的核心是应用硝酸菌和亚硝酸菌生长速率的不同，即在适合两者生存和繁殖的温度下，硝酸菌的最小水力停留时间大于亚硝酸菌，而硝酸菌的生长速率慢于亚硝酸菌的生长速率这一特性， 通过对该脱氮系统的控制，使该系统的水力停留时间介于硝酸菌和亚硝酸菌最小水力停留时间之间，从而使亚硝酸菌在竞争中成为系统的优势菌群，硝酸菌被自然所淘汰，得到稳定的亚硝酸的积累与传统脱氮工艺相比较，脱氮速率快、投资及运行费用较低、工艺流程简单是SHARON 工艺的优点。生物脱氮除磷污水处理技术是目前水污染控制领域的重点研究方向之一，其理论与技术都在迅速发展。 
　　（二）典型化工处理技术方法 
　　传统的化工处理技术方法所需的投资相对较高，占用的土地面积相对较大，较低的利用效率等。基于这些方面的原因，利用典型化工处理技术方法可以大大提升经济效益，其主要方法主要包括AB、A/O以及CBR等诸多技术方法。对于AB工艺来说，其发展方向是提高对活性污泥处理的稳定性，降低成本。例如降低人工以及资金、物资等使用量，朝着高能效、低消耗的方向发展；对于A/O工艺来说，其在现实之中的生物脱氧除磷效果非常不错，应用到污水处理之中，可以明显缩减操作流程，同时在实践中已经获得普及推广；对于CBR工艺来说，其具有相对稳定的污水处理效果，相对于普通的的典型工艺来说，这种工艺具有明显的优势，例如：能够缩减占地面积，非常容易操作，伴随科学技术的逐渐更新发展，这一个方法还能够将污水里面含有的毒害物质降解，这样就能够明显降低对人体的伤害。 
　　四、结束语 
　　在今后的企业发展过程中，要不断加大对化工污水处理过程中专业人才的投入，根据出现的问题和实际情况不断研究出适合我国化工污水处理的新技术，最大程度上减少污染，提高人们的生活质量。我相信在国家的科学指导和企业的积极配合下，化工企业一定会有一个更光明的发展前景。 
　　参考文献： 
　　[1]张群，丁光伟.浅谈化工废水处理技术的应用[J].城市建设理论研究，2015. 
　　[2]王金梅，薛叙明.水污染控制技术[M].北京.化学工业出版社，2014.3.