化工污水處理技術(shù)

【專家解說】：化工行業(yè)一直是公認(rèn)的工業(yè)污染大戶。據(jù)統(tǒng)計， 化工污水 占我國工業(yè)污水的 21% ， 居第一位， 化工污水排放達(dá)標(biāo)率僅有 52. 9% ［ 1］ 采 仍是首選的方法。但由于高含鹽化工污水的可生化性能差， 用單一的好氧生物工藝處理難度較大。水解（ 酸化） 處理方法是 一種介于好氧和厭氧處理法之間的方法， 它廣泛地應(yīng)用于有機 污水的預(yù)處理。采用水解酸化作為難降解高鹽化工污水的生物 預(yù)處理工藝， 逐漸引起國內(nèi)外的廣泛關(guān)注。 ?；I(yè)的生產(chǎn)原料成分復(fù)雜， 大部分化工污水水質(zhì)［ 2］ 具有高鹽、 難降解兩大特點。 高鹽污水是指總含鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)至少 1% 的污水。這類污 水大多含有無機鹽、 難降解有機物以及 SS 等， 很難進(jìn)行生物處 理。生物難降解有機污染物， 是指被微生物分解時速度很慢、 分 解又不徹底的有機物， 也包括某些有機物的代謝產(chǎn)物， 這類污染 物化學(xué)穩(wěn)定性好， 在環(huán)境中存在的時間長， 可通過食物鏈富集， 危害人體健康。隨著我國化工行業(yè)的快速發(fā)展， 難降解高鹽度 污水所帶來的環(huán)境污染和危害問題也越來越嚴(yán)重， 直接導(dǎo)致江 加速鹽堿化、 沙漠化進(jìn)程， 給生態(tài)環(huán)境 河水質(zhì)礦化度顯著提高， 帶來嚴(yán)重的負(fù)面影響。因此， 高鹽有機難降解污染物的治理對 策和技術(shù)， 一直是環(huán)保領(lǐng)域的一個重要研究課題。 目前， 難降解高鹽污水的處理方法主要有生物法、 物理法、 物理化學(xué)法及電化學(xué)法。國內(nèi)外應(yīng)用較多的主要是物理法、 生 物法。生物處理法具有經(jīng)濟、 有效、 無害的特點， 因此生物處理 1 1. 1 難降解高鹽化工污水處理技術(shù) 物理法膜分離法 膜分離法是利用特殊的薄膜對液體中的某些成分進(jìn)行選擇 1. 1. 1 性透過方法的統(tǒng)稱。電滲析法、 反滲透法、 滲透法等都屬于膜分 離法。 馬娜等人采用電滲析法對油脂基兩性表面活性劑 α － 癸基 甜菜堿進(jìn)行脫鹽純化， 考察了操作電壓、 淡室流量、 溶液 pH 值等 操作條件對電滲析脫鹽的影響， 結(jié)果表明， 電滲析可有效脫除兩 性表面活性劑中的無機鹽， 最佳運行條件為：α － 癸基甜菜堿兩 操作電壓 10V， 淡室流量 性表面活性劑的等電點 pH 值 7. 50， E 作者簡介：盧曉君（1984 － ） ， 碩士研究生， 女， 主要研究方向：水污染控制， － mail：6979899900@ 163. com；林海（1966 － ） ， 博士， 男， 教授， 主要研究方 向：水污染控制和回用研究。E － mail：linhai@ ces. ustb. edu. cn 158 廣州化工 2010 年 38 卷第 2 期～ 99% ， 出水 COD Cr 平均降至 1000mg / L 以下， 為后續(xù)處理創(chuàng)造了 有利條件［ 8］ 20L / h。最終， － 癸基甜菜堿粗產(chǎn)品脫鹽率達(dá)到 92% ， α 回收率 92. 3% 。趙經(jīng)緯等人采用離子交換膜處理 IDAN 法草甘膦廢 液時發(fā)現(xiàn)， 溶液 pH 值應(yīng)該控制在 8. 6 左右， 而流量應(yīng)該是越小［ 3］ 。 蒸餾法設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單緊湊， 操作容易， 運行安全可靠， 技術(shù)成 熟， 泛易腐蝕、 結(jié)構(gòu)， 且投資及運行成本都相對較高， 投資為 1321 ～ 6］ 3 2268 美元/ （m3 d）［ ， 運行費用為 1. 06 ～ 2. 11 美元/ （m d） ［ 6］ 越好， 但是一定要保持隔板流道的湍流度。結(jié)果證明電滲析法 脫鹽率達(dá) 90% 以上， 而濃液中的草甘膦 可以有效地去除硫酸銨， ［ 4］ 的損失量相對也比較小 。膜蒸餾是膜技術(shù)與蒸發(fā)過程結(jié)合的 新型膜分離過程。其所用的膜為不被待處理水溶液潤濕的微孔 膜。王車禮等人采用減壓膜蒸餾技術(shù)處理江蘇油田高含鹽污 水。研究了真空度、 污水溫度、 流量以及污水含鹽量對膜通量與 餾出 截留率的影響。結(jié)果表明：當(dāng)污水含鹽量大于 220g / L 時， 液電導(dǎo)率明顯增加， 但各次實驗的截留率仍然接近 100% ， 表明 ［ 5］ 實驗用聚丙烯中空纖維膜具有很好的疏水性 。 膜分離過程在常溫下進(jìn)行， 因此特別適于對熱敏性物料， 例 如果汁、 藥物等的分離、 酶、 分級和濃縮， 且裝置簡單， 操作簡單， 分離效率高， 作為一種新型的水處理方法與常規(guī)水處理方法相 具有占地面積小、 適用范圍廣、 處理效率高等特點。但由于 比， 膜的成本較高， 且有些膜對酸或堿的耐受能力較差， 膜分離法投 資也較高。目前在高鹽污水處理領(lǐng)域， 反滲透和電滲析法投資 3 ［ 6］ 為 528 ～ 793 美元 / （ m d） ， 運行費用為 0. 26 ～ 0. 52 美元 / （m3 d）［ 6］ 。 1. 2 電化學(xué)法早在 20 世紀(jì) 40 年代國外就有人提出利用電化學(xué)法處理污 水， 但由于電力缺乏， 成本較高， 發(fā)展較為緩慢。60 年代開始， 隨 電化學(xué)法才被真正地用于污水處理工藝研 著電力工業(yè)的發(fā)展， 究。 電化學(xué)氧化降解有機污染物的方法主要有 2 種：直接電氧 化法和間接電氧化法。前者是利用電極表面產(chǎn)生的自由基（ 如 羥基自由基） 來氧化降解有機物；后者是以生成的氧化劑（ 如次 氯酸） 來氧化降解有機物。在高鹽污水電化學(xué)法處理中采用間－ 因為污水中的 Cl 可以在陽極上放電， 生成 接電氧化法較多， Cl2 。產(chǎn)生的氯氣， 有一部分溶解在溶液中發(fā)生次級反應(yīng)而生成 次氯酸鹽和氯酸鹽， 對有機物起氧化和漂白作用： 2Cl － + 3H2 O → ClO － + ClO2－ + 3H2 ［9］－ Na + SO2 － SO2 － CO2 － 高鹽度有機污水， 因含有 Cl 、 、 4 、 3 、 3 等無機 。此外， 膜分離法對預(yù)處理的要求較高， 單一的膜法 不能有效地處理高鹽污水中的難降解物質(zhì)， 須與其它方法聯(lián)合， 這都使得膜法處理高鹽化工污水費用居高不下， 不能很好地兼 顧環(huán)境效益與經(jīng)濟效益。 1. 1. 2 蒸餾法 蒸餾即將液體加熱至沸騰， 使液體變?yōu)檎魵猓?然后使蒸氣冷 卻再凝結(jié)為液體。顯然， 蒸餾可將易揮發(fā)和不易揮發(fā)的物質(zhì)分 離開來， 也可將沸點不同的液體混合物分離開來。 蒸餾法脫鹽是一種古老的方法， 最早用于海水淡化處理， 它 的發(fā)展大致可分為三個階段。第一階段為五十年代以前， 海水 淡化以單效 和 多 效 浸 管 式 （ ST） 蒸 發(fā) 為 主。1957 年 英 國 教 授 R. S. Silver 發(fā)明了多級閃蒸（ MSF） ， 這是蒸餾法一個里程碑。蒸 餾法的第三階段是從 20 世紀(jì) 70 年代初開始， 世界性的能源危機 節(jié)能燈多效蒸發(fā)和壓汽蒸餾 給蒸餾法脫鹽提出了嚴(yán)峻的問題， 的開發(fā)給古法的蒸餾法帶來了年輕的活力。目前， 蒸餾技術(shù)已 食品制造行業(yè)、 污水處理等領(lǐng)域。 被廣泛應(yīng)用于海水淡化、