張鵬昊

引言

近年來，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，化工廠廢水的排放對(duì)環(huán)境帶來的污染日益嚴(yán)重，化工廠在產(chǎn)品加工過程中會(huì)排放出大量的有毒有害、結(jié)構(gòu)復(fù)雜和生物難以降解的有機(jī)物污染物質(zhì)，處理過程中，存在極大的困難，并且會(huì)耗費(fèi)大量的成本。因此高效、低成本處理化工廢水的新工藝、新技術(shù)成為目前研究的重點(diǎn)之一。

1.化工廢水相關(guān)概述

1.1化工廢水的水質(zhì)特點(diǎn)

化工廠廢水排放對(duì)環(huán)境造成的污染危害，以及所采取的處理措施，和化工廢水的特性密切相關(guān)，這些特性包括污染物的種類、濃度和件質(zhì)?；U水的水質(zhì)并不是一成不變的，它不僅和廢水種類有關(guān)，而且會(huì)隨時(shí)間而發(fā)生改變。化工廢水的特點(diǎn)主要表現(xiàn)為：組成比較復(fù)雜、排放量較大、污染也較為嚴(yán)重。各種不同的化工廢水之間，其水質(zhì)差異很大。

1.2化工廢水處理的特點(diǎn)

處理化工廢水時(shí)針對(duì)性相對(duì)較強(qiáng)，技術(shù)也復(fù)雜多變。主要的處理技術(shù)有氣浮、隔油、沉淀、混凝、膜過濾和重力過濾、活性炭吸附、離子交換、臭氧氧化、電解、反滲透、電滲析等專用技術(shù)來分離減少化工廢水中的重金屬、油等有毒有害物質(zhì)，在化工廢水處理中也往往會(huì)用到接觸氧化、水解酸化、純氧曝氣、表面曝氣、厭氧和好氧活性污泥法等生化技術(shù)?，F(xiàn)今，習(xí)慣上按作用原理，把這些技術(shù)分為物理法、化學(xué)法、物理化學(xué)法和生物法四大類。因?yàn)榛U水中的污染物質(zhì)是各種各樣，不能只靠一種處理方法，想把所有污染物質(zhì)全部去除。一種廢水往往結(jié)合多種方法來合成一個(gè)新的處理工藝系統(tǒng)，才能達(dá)到預(yù)期要求的處理效果。

2.廢水處理技術(shù)

2.1物理處理

所謂的物理處理法就是通過物理作用，把廢水中不溶解的呈懸浮狀態(tài)污染物質(zhì)進(jìn)行回收、分離的處理法。而由于不同的物理作用，又可分為離心分離法、重力分離法以及篩濾截流法等。

2.2化學(xué)處理法

化學(xué)處理法就是通過特定的化學(xué)反應(yīng)除去那些溶解在廢水中的呈膠體狀態(tài)的污染物質(zhì)，或者把那些有毒有害的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無毒無害的物質(zhì)的廢水處理法。比如說，通過添加化學(xué)藥劑使之產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的處理技術(shù)（如中和、混凝、氧化還原等）。在利用化學(xué)處理法處理化學(xué)廢水的過程中，所用的設(shè)備有相應(yīng)的池、灌、塔以及一些附屬裝置。

2.3物理化學(xué)法

當(dāng)通過傳質(zhì)作用處理廢水時(shí)，不僅具有化學(xué)作用而且又有與之相關(guān)的物理作用，因此，稱之為物理化學(xué)法。它是通過把物理和化學(xué)作用結(jié)合起來處理污水，從而凈化污水處理的方法。屬于這種方法的有萃取、吹脫、汽提、吸附、電滲析、離子交換以及反滲透等。在利用這種方法之前，廢水要先經(jīng)過一定的預(yù)處理，先把廢水中的油漬、懸浮物、以及有害氣體等除去，必要的時(shí)候還要調(diào)節(jié)PH。

2.4生物處理法

所謂的生物處理法就是利用微生物的代謝作用，除去廢水中那些呈微小懸浮物、膠體、溶液狀態(tài)的有機(jī)污染物質(zhì)，或者將其轉(zhuǎn)化為無毒無害的物質(zhì)的處理技術(shù)。

3.廢水三級(jí)處理流程

3.1一級(jí)處理

一級(jí)處理的主要目的是將廢水中的呈懸浮狀態(tài)的污染物質(zhì)除去，并且調(diào)節(jié)廢水的酸堿度等處理工藝負(fù)荷的處理方法。使用的方法主要有自然沉淀、柵網(wǎng)過濾、上浮、隔油等。經(jīng)過一級(jí)處理之后的污水，通常情況下還不能夠達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。所以一般還要進(jìn)行后續(xù)的二級(jí)處理和三級(jí)處理。

3.1.1篩濾法

篩濾法是去除廢水中懸浮污染物的方法。使用此方法時(shí)經(jīng)常會(huì)用到格柵和篩網(wǎng)等設(shè)備。格柵的作用是截留污水中大于柵條間隙的漂浮物，一般情況下會(huì)將其放置在污水處理場(chǎng)處，目的是避免管道和一些設(shè)備的堵塞。在使用格柵清渣的過程中既可以使用機(jī)械方法也可以使用人工方法，必要的時(shí)候還會(huì)將殘?jiān)ニ?，再將其投入到格柵下游?/p>

3.1.2沉淀法

沉淀法的核心機(jī)理是重力沉降，利用重力沉降可以分離廢水中呈懸浮狀態(tài)污染物質(zhì)。沉淀法所用的主要設(shè)備有沉砂池和沉淀池，它們的作用是去除污水中大部分可沉降的懸浮固體以提高后續(xù)的處理效果。

3.1.3上浮法

上浮法的主要作用是除去污水中相對(duì)密度較小的污染物，在一級(jí)處理過程中，主要是用于去除污水中的油類及懸浮物質(zhì)。

3.1.4預(yù)曝氣法

預(yù)曝氣法是先將污水進(jìn)行短時(shí)間曝氣，然后再使之進(jìn)入處理單元。它的主要作用是（1）使廢水自然絮凝或通過生物絮凝的作用，把污水中難以處理的微小顆粒聚集，以便沉淀分離；（2）使廢水中的還原性物質(zhì)被氧化；（3）吹脫廢水中溶解的揮發(fā)物；（4）增加廢水中的溶解氧的濃度，有效的減輕污水的腐化程度，進(jìn)而使污水的穩(wěn)定度提高。

3.2二級(jí)處理

二級(jí)處理的目的是對(duì)廢水進(jìn)一步處理，除去存在于廢水中大量的有機(jī)污染物的一種技術(shù)。廢水在通過諸如沉淀、篩濾或上浮等一級(jí)處理之后，會(huì)除去大量的懸浮污染物，但是，對(duì)于那些存在于廢水中的呈膠體狀態(tài)或呈溶解狀態(tài)的氧化物或有機(jī)污染物卻不能夠有效的去除。因此，廢水因?yàn)槲催_(dá)排放標(biāo)準(zhǔn)，還是不能夠直接排放。這時(shí)，二級(jí)處理就顯得非常有必要。二級(jí)處理的主要方法如下。

3.2.1活性污泥法

在廢水化學(xué)處理中，活性污泥處理法占有非常重要的地位。它的主要操作過程是把廢水中有機(jī)污染物作為底物，在持續(xù)通養(yǎng)氧的條件下，把各種微生物群體進(jìn)行混合連續(xù)培養(yǎng)，使之形成活性污泥。利用這種微生物群體形成的活性污泥具有在廢水的吸附、凝聚、分解、沉淀、氧化的作用，進(jìn)而來消除廢水中那些有毒的有機(jī)污染物質(zhì)，從而使污水得到凈化。活性污泥法從開創(chuàng)至今已經(jīng)有90年的歷史，可謂相當(dāng)成熟，目前活性污泥法已成為處理有機(jī)工業(yè)廢水和城市污水最有效的生物處理法，應(yīng)用非常普遍。

3.2.2生物膜法

生物膜法的操作流程就是讓廢水通過生長(zhǎng)在固定支撐物表面上的生物膜，然后通過生物氧化作用以及各相之間的物質(zhì)交換，把廢水中的有機(jī)污染物進(jìn)行降解的方法。使用這種方法處理廢水時(shí)所用到的設(shè)備主要有生物轉(zhuǎn)盤、生物濾池和生物接觸氧化池以及近年來研制出的懸浮載體流化床，目前普遍使用的是生物接觸氧化池。

3.2.3三級(jí)處理

污水三級(jí)處理又稱污水高級(jí)處理或深度處理。二級(jí)處理之后，還會(huì)存在一些污染物質(zhì)，這些污染物質(zhì)主要有微生物未能降解的有機(jī)物，以及一些可溶性無機(jī)物（如磷、氮、硫等）。三級(jí)處理和深度處理在很大程度上很相似，但是也有較重要的區(qū)別。三級(jí)處理是在二級(jí)處理之后，為了進(jìn)一步除去從廢水中余留的某種特定的污染物質(zhì)而補(bǔ)充增加的處理單元；而深度處理主要是是以廢水回收、復(fù)用為目的，在二級(jí)處理后所增設(shè)的處理單元。需要注意的是，三級(jí)處理所需的資金較大，管理也較復(fù)雜，但能充分利用水資源。

4.結(jié)束語

化工廠污水處理已經(jīng)有多年的歷史，化工廢水中的一些污染物，比如一些重金屬離子、氮、磷等有毒元素以及一些有機(jī)物質(zhì)，給人們的生活帶來了許多不便之處。鑒于此，上文通過對(duì)化工廠污水中的污染物的特點(diǎn)進(jìn)行了分析，并提出了一些處理技術(shù)，如物理處理法、化學(xué)處理法、物理化學(xué)處理法、生物處理法以及多級(jí)處理法等。這些廢水處理技術(shù)基本上解決了化工廠廢水排放所帶來的污染問題，為化工廠的進(jìn)一步發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

（作者單位：COWI咨詢（北京）有限公司）