靳曉悅+劉雅舉
摘 要:隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的不斷增強(qiáng),化工行業(yè)也迅速發(fā)展起來(lái),然而在初期,環(huán)保法規(guī)不夠完善,化工廠污水排放沒(méi)有明確的規(guī)定和指標(biāo),導(dǎo)致水環(huán)境受到嚴(yán)重破壞。如今,我國(guó)對(duì)污水排放要求日益嚴(yán)格,化工污水處理技術(shù)也不斷地發(fā)展和改進(jìn)。本文列舉了現(xiàn)今主要的化工污水處理技術(shù),并進(jìn)行分析,為化工污水處理技術(shù)的選擇提供參考。
關(guān)鍵詞:化工污水;處理;化學(xué)法;物理法;物理化學(xué)法;生物法
近年來(lái),化工行業(yè)快速發(fā)展,污水排放成了首要問(wèn)題。由于化工產(chǎn)品的多種多樣,所以排出的廢水依然是成分復(fù)雜,而且多數(shù)都含有有毒物質(zhì),不應(yīng)進(jìn)化不易凈化。有些污水會(huì)還有重金屬元素如Hg、Zn等,在生物體內(nèi)會(huì)有一定的積累作用,同時(shí)對(duì)水質(zhì)的造成很大程度的破壞,特別是石油化工衛(wèi)生石油化工廢水,還有各種有機(jī)廢液如酮、醚等,這些物質(zhì)生物需氧量和化學(xué)需氧量較高,所以排入水中會(huì)對(duì)水中生物的生存造成威脅。
1化工污水處理技術(shù)
1.1污水處理方法的分類
按作用原理分類:化學(xué)法、物理法、生化法和物理化學(xué)法。
1.2化工污水處理方法
1.2.1化學(xué)法
通過(guò)化學(xué)反應(yīng)和傳質(zhì)分離作用來(lái)分離去除廢水中呈溶解、膠體狀的污染物,也可將轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)排放污水。一般常用的有中和處理法、電解處理法、化學(xué)沉淀處理法、混凝處理法。
1.2.1.1廢水中和處理法
利用酸堿中和反應(yīng)處理廢水,使酸中所含的H+或OH—中和,生成H2O分子,同時(shí)生成其他易溶性鹽類,采用該方法可以調(diào)解廢水中的pH。
1.2.1.2電解處理法
該方法采用的原理是將廢水中有毒有害的物質(zhì),通過(guò)電解的方式,轉(zhuǎn)化為無(wú)毒無(wú)害的物質(zhì)。優(yōu)點(diǎn)在于:①采用電解法不必外加試劑,省下一部分成本。②在常溫常壓下即可實(shí)現(xiàn),但于操作和運(yùn)行。③可以根據(jù)廢水濃度的不同調(diào)節(jié)電壓和電流,以便達(dá)到凈化的目的。
但是該方法會(huì)消耗大量電能和金屬電極,分離后得到的重金屬鹽類或沉淀物不方便利用。
1.2.1.3化學(xué)沉淀處理法
原理基于廢水中某些離子可以與可溶性化學(xué)試劑反應(yīng),生成難溶于水或不溶于水的化合物,作為沉淀分離出來(lái),從而凈化廢水。常見(jiàn)的化學(xué)沉淀處理法有氫氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、鋇鹽沉淀法?;瘜W(xué)沉淀處理法常用于水的軟化,也可用于除去工業(yè)廢水中的重金屬和氰化物。
1.2.1.4混凝處理法
該方法是向廢水中投加混凝劑去除的是化工廢水中的膠體及部分細(xì)小的懸浮物,混凝土的目的是使膠體脫穩(wěn),凝聚生長(zhǎng);主要用于處理水中的粘土(50nm~4um)細(xì)菌80um~91um)病毒(10nm~300nm)蛋白質(zhì)(1nm~50nm)。
1.2.2物理法
物理處理法中主要以過(guò)濾法、氣浮法、重力沉淀法為主,主要用于處理污水中的不溶性物質(zhì)。作用物理方法處理時(shí),不會(huì)改變污水中物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。物理法處理的能力相對(duì)較弱,只能用于處理污水處理程度要求不高的情況中。
1.2.2.1過(guò)濾法
過(guò)濾法是以具有孔粒狀粒料層截留水中的雜質(zhì),該方法主要用于降低水中懸浮物的含量。微孔管的孔徑大小可以根據(jù)污水情況的不同人為調(diào)節(jié),操作相對(duì)方便。
1.2.2.2氣浮法
氣浮法也稱為浮選法,該方法是使水中產(chǎn)生大量的微氣泡,用來(lái)形成氣、水和被去除物質(zhì)的三相體系。此時(shí),在靜水壓力、界面張力、以及氣泡的上浮力的作用下,使氣泡粘附上被去除的雜質(zhì)后,因密度小于水從而上浮,使得污染物與水的分離。
1.2.2.3重力沉淀法
重力沉淀法是利用污染物在水中的不溶性,使其在重力作用下自然沉淀,經(jīng)過(guò)過(guò)濾法過(guò)程使污染物與水分離,該方法工藝簡(jiǎn)單,不需消耗大量人力物力,但是存在很大的局限性,無(wú)法除去污水中的可溶性成分,也無(wú)法除去BOD、COD高的物質(zhì)。
1.2.3物理化學(xué)法
物理化學(xué)法是利用物理和化學(xué)的縮合作用從而凈化污水的方法。該方法比較穩(wěn)定,對(duì)廢水水量、水溫順濃度變化適應(yīng)性強(qiáng),可用于脫除重金屬離子,且脫色效果較為突出,但是該方法需要初期設(shè)備投資較高,日常維護(hù)所需費(fèi)用也不可忽視。
常用于化工污水處理的物理化學(xué)法有吸附法、膜分離法和離子交換法。
1.2.3.1吸附法
吸附法是利用多孔性固體如纖維活性炭(ACF)等吸附材料,對(duì)化工污水中的污染物進(jìn)行吸附,該方法優(yōu)點(diǎn)是吸附速率快,吸附劑使用時(shí)間長(zhǎng),工藝流程較簡(jiǎn)單,成本偏低,可用于大范圍推廣使用。
1.2.3.2膜分離法
膜分離技術(shù)作為一種較為新穎的凈化方法,過(guò)程中無(wú)相態(tài)變化,且該方法可以利用膜生物反應(yīng)器在催化劑(酶、微生物)的催化下,進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化以及化學(xué)反應(yīng)。膜分離技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中有能耗低、工藝簡(jiǎn)單、效率高,且操作方便等優(yōu)點(diǎn)。膜分離在處理石油化工污水方面有著極為廣闊的前景。
1.2.3.3離子交換法
離子交換技術(shù)需要外加離子交換劑,利用離子交換劑中的離子同廢水中的離子進(jìn)行交換,從而除去廢水中的污染物離子,該方法經(jīng)過(guò)交換反應(yīng),所以它的反應(yīng)速率會(huì)受到溫度的影響。同時(shí),離子的價(jià)態(tài)會(huì)影響交換勢(shì)的大小,所以選擇交換劑時(shí)要考慮到些問(wèn)題。該方法可以作為連續(xù)操作過(guò)程對(duì)污水進(jìn)行處理,可降低投資。
1.2.4生物法
生物處理法主要包括活性污泥法和生物膜法。
1.2.4.1活性污泥法
活性污泥法主要是以活性污泥為主體,在有氧條件下,活性污染通過(guò)一系列生物反應(yīng)和化學(xué)反應(yīng),使污水中的有機(jī)污染物得到降解,使污水得到凈化。該方法效率較高,且適用范圍廣,技術(shù)成熟。但是占地面積較大,容易出現(xiàn)污泥膨脹現(xiàn)象,不便于管理,且需對(duì)大量剩余污泥做無(wú)害化代理,增加了投資。
1.2.4.2生物膜法
生物膜法與活性污泥法是平行發(fā)展的一種化工污水處理技術(shù)。主要用于去除工業(yè)污水中的溶解性和膠體狀的有機(jī)物。該方法還可以降低水質(zhì)的氨氮參數(shù)。主要優(yōu)點(diǎn)是:①對(duì)污水水質(zhì)、水量適應(yīng)性強(qiáng),方便管理;②幾乎不產(chǎn)生污泥,但是該方法的效率比活性污泥處理法偏低,操作伸縮性差。
2結(jié)語(yǔ)
近年來(lái),水污染問(wèn)題加劇,對(duì)化工污水進(jìn)行處理已經(jīng)刻不容緩。本文通過(guò)對(duì)現(xiàn)在各種化工污水處理技術(shù)做出了簡(jiǎn)要的總結(jié),每種方法都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)和使用的范圍。技術(shù)沒(méi)有優(yōu)劣之分,在選擇處理技術(shù)時(shí)要從實(shí)際出發(fā),考慮成本,可以將不同的技術(shù)進(jìn)行組合,以達(dá)到污水凈化的目的。
作者簡(jiǎn)介:
靳曉悅(1996.12.09—),女,籍貫:河北省衡水市饒陽(yáng)縣,河北農(nóng)業(yè)大學(xué)理工學(xué)院在讀,研究方向:化學(xué)工程與工藝。
劉雅舉(1978.09—),通訊作者。