化工污水处理技术

化工行业一直是公认的工业污染大户。据统计， 化工污水 占我国工业污水的 21% ， 居第一位， 化工污水排放达标率仅有 52. 9% ［ 1］ 采 仍是首选的方法。但由于高含盐化工污水的可生化性能差， 用单一的好氧生物工艺处理难度较大。水解（ 酸化） 处理方法是 一种介于好氧和厌氧处理法之间的方法， 它广泛地应用于有机 污水的预处理。采用水解酸化作为难降解高盐化工污水的生物 预处理工艺， 逐渐引起国内外的广泛关注。 。化工业的生产原料成分复杂， 大部分化工污水水质［ 2］ 具有高盐、 难降解两大特点。 高盐污水是指总含盐质量分数至少 1% 的污水。这类污 水大多含有无机盐、 难降解有机物以及 SS 等， 很难进行生物处 理。生物难降解有机污染物， 是指被微生物分解时速度很慢、 分 解又不彻底的有机物， 也包括某些有机物的代谢产物， 这类污染 物化学稳定性好， 在环境中存在的时间长， 可通过食物链富集， 危害人体健康。随着我国化工行业的快速发展， 难降解高盐度 污水所带来的环境污染和危害问题也越来越严重， 直接导致江 加速盐碱化、 沙漠化进程， 给生态环境 河水质矿化度显著提高， 带来严重的负面影响。因此， 高盐有机难降解污染物的治理对 策和技术， 一直是环保领域的一个重要研究课题。 目前， 难降解高盐污水的处理方法主要有生物法、 物理法、 物理化学法及电化学法。国内外应用较多的主要是物理法、 生 物法。生物处理法具有经济、 有效、 无害的特点， 因此生物处理 1 1. 1 难降解高盐化工污水处理技术 物理法膜分离法 膜分离法是利用特殊的薄膜对液体中的某些成分进行选择 1. 1. 1 性透过方法的统称。电渗析法、 反渗透法、 渗透法等都属于膜分 离法。 马娜等人采用电渗析法对油脂基两性表面活性剂 α － 癸基 甜菜碱进行脱盐纯化， 考察了操作电压、 淡室流量、 溶液 pH 值等 操作条件对电渗析脱盐的影响， 结果表明， 电渗析可有效脱除两 性表面活性剂中的无机盐， 最佳运行条件为：α － 癸基甜菜碱两 操作电压 10V， 淡室流量 性表面活性剂的等电点 pH 值 7. 50， E 作者简介：卢晓君（1984 － ） ， 硕士研究生， 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 广州化工 2010 年 38 卷第 2 期～ 99% ， 出水 COD Cr 平均降至 1000mg / L 以下， 为后续处理创造了 有利条件［ 8］ 20L / h。最终， － 癸基甜菜碱粗产品脱盐率达到 92% ， α 回收率 92. 3% 。赵经纬等人采用离子交换膜处理 IDAN 法草甘膦废 液时发现， 溶液 pH 值应该控制在 8. 6 左右， 而流量应该是越小［ 3］ 。 蒸馏法设备结构简单紧凑， 操作容易， 运行安全可靠， 技术成 熟， 泛易腐蚀、 结构， 且投资及运行成本都相对较高， 投资为 1321 ～ 6］ 3 2268 美元/ （m3 d）［ ， 运行费用为 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。结果证明电渗析法 脱盐率达 90% 以上， 而浓液中的草甘膦 可以有效地去除硫酸铵， ［ 4］ 的损失量相对也比较小 。膜蒸馏是膜技术与蒸发过程结合的 新型膜分离过程。其所用的膜为不被待处理水溶液润湿的微孔 膜。王车礼等人采用减压膜蒸馏技术处理江苏油田高含盐污 水。研究了真空度、 污水温度、 流量以及污水含盐量对膜通量与 馏出 截留率的影响。结果表明：当污水含盐量大于 220g / L 时， 液电导率明显增加， 但各次实验的截留率仍然接近 100% ， 表明 ［ 5］ 实验用聚丙烯中空纤维膜具有很好的疏水性 。 膜分离过程在常温下进行， 因此特别适于对热敏性物料， 例 如果汁、 药物等的分离、 酶、 分级和浓缩， 且装置简单， 操作简单， 分离效率高， 作为一种新型的水处理方法与常规水处理方法相 具有占地面积小、 适用范围广、 处理效率高等特点。但由于 比， 膜的成本较高， 且有些膜对酸或碱的耐受能力较差， 膜分离法投 资也较高。目前在高盐污水处理领域， 反渗透和电渗析法投资 3 ［ 6］ 为 528 ～ 793 美元 / （ m d） ， 运行费用为 0. 26 ～ 0. 52 美元 / （m3 d）［ 6］ 。 1. 2 电化学法早在 20 世纪 40 年代国外就有人提出利用电化学法处理污 水， 但由于电力缺乏， 成本较高， 发展较为缓慢。60 年代开始， 随 电化学法才被真正地用于污水处理工艺研 着电力工业的发展， 究。 电化学氧化降解有机污染物的方法主要有 2 种：直接电氧 化法和间接电氧化法。前者是利用电极表面产生的自由基（ 如 羟基自由基） 来氧化降解有机物；后者是以生成的氧化剂（ 如次 氯酸） 来氧化降解有机物。在高盐污水电化学法处理中采用间－ 因为污水中的 Cl 可以在阳极上放电， 生成 接电氧化法较多， Cl2 。产生的氯气， 有一部分溶解在溶液中发生次级反应而生成 次氯酸盐和氯酸盐， 对有机物起氧化和漂白作用： 2Cl － + 3H2 O → ClO － + ClO2－ + 3H2 ［9］－ Na + SO2 － SO2 － CO2 － 高盐度有机污水， 因含有 Cl 、 、 4 、 3 、 3 等无机 。此外， 膜分离法对预处理的要求较高， 单一的膜法 不能有效地处理高盐污水中的难降解物质， 须与其它方法联合， 这都使得膜法处理高盐化工污水费用居高不下， 不能很好地兼 顾环境效益与经济效益。 1. 1. 2 蒸馏法 蒸馏即将液体加热至沸腾， 使液体变为蒸气， 然后使蒸气冷 却再凝结为液体。显然， 蒸馏可将易挥发和不易挥发的物质分 离开来， 也可将沸点不同的液体混合物分离开来。 蒸馏法脱盐是一种古老的方法， 最早用于海水淡化处理， 它 的发展大致可分为三个阶段。第一阶段为五十年代以前， 海水 淡化以单效 和 多 效 浸 管 式 （ ST） 蒸 发 为 主。1957 年 英 国 教 授 R. S. Silver 发明了多级闪蒸（ MSF） ， 这是蒸馏法一个里程碑。蒸 馏法的第三阶段是从 20 世纪 70 年代初开始， 世界性的能源危机 节能灯多效蒸发和压汽蒸馏 给蒸馏法脱盐提出了严峻的问题， 的开发给古法的蒸馏法带来了年轻的活力。目前， 蒸馏技术已 食品制造行业、 污水处理等领域。 被广泛应用于海水淡化、