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化工废水处理常用技术

作者: 时间:2022-04-13 10:32:50 点击:


  1、前言

  有机化工生产过程中会产生大量的废水,比如石油化工、农药、制药、皮革、金属表面处理等生产都会产生很多废水,并且废水成分复杂、污染物浓度高且难降解,对环境污染严重。如果不对其进行有效的降解处理,会给周边环境造成严重污染。基于此,以下就有机化工废水处理常用技术进行探讨。

  2、化工废水的概述

  化工废水是指化工厂生产产品过程中所生产的废水,如生产乙烯、聚乙烯、橡胶、聚酯、甲醇、乙二醇、油品罐区、空分空压站等装置的废水。化工废水成分复杂,反应原料常为溶剂类物质或环状结构的化合物,增加了废水的处理难度;化工废水中含有大量污染物物质,主要是由于原料反应不完全和原料或生产中使用大量溶剂造成的。化工废水中的有毒有害物质多,其中许多有机污染物对微生物存在有毒有害现象,如卤素化合物、硝基化合物、具有杀菌作用的分散剂或表面活性剂等;并且生物难降解物质多,BOD/COD低,可生化性差。

  3、有机化工废水的主要特征及其危害性

  (1)有机化工废水的特征主要表现为:

  其一,有机化工废水中有机污染物的COD值通常超过2000mg/L,甚至有的达到几万、几十万mg/L;

  其二,有机化工废水的成分非常复杂,难以进行降解,不仅包括杂环化合物、香族化合物等有毒物质,还包括重金属、氮化物以及硫化物等;

  其三,有机化工废水具有较高的酸碱度,因此具有非常强的腐蚀性。

  (2)有机化工废水对环境造成的危害。主要包括以下几方面:

  ①好氧性危害,因为有机污染物在生物降解时需要消耗大量的氧,这样会导致水体中氧气的含量显著降低,出现水体缺氧,进而导致水体中水生动植物死亡等现象。

  ②有机化工废水中含有大量的有毒性物质,长年累月会对土壤、水体等造成严重的污染,甚至威胁人类的生命健康。

  ③有机化工废水具有感官性污染,由于有机化工废水具有恶臭等强烈刺激气味,会对附近居民的日常生活产生不良影响。

  4、化工废水处理常用技术的分析

  4.1 有机化工废水的物理处理技术分析

  4.1.1 吸附法。

  有机化工废水处理的吸附法原理是利用疏松多孔结构的吸附剂吸附废液中的污染物,从而达到净化废水的目的。活性炭、树脂等物质是常用的吸附剂,如印染废水通过活性炭后,可除去大部分的有机成分,取得良好的处理效果;树脂在处理头孢G酸医药废水时,可取得很好的处理效果。李丽娟等人利用多种树脂,多级串联的方法对医药废液进行了试验处理,结果发现该法对头孢G酸的去除率可达95%以上,CODCr的去除率也达到了90%;而树脂经过5%的NaOH处理后,还可恢复吸附功能。吸附法应用过程中也存在一定的不足,吸附剂容易达到饱和状态,影响后期的处理效果;吸附剂再生工艺难度大,且成本高,一定程度上限制了该法的推广。

  4.1.2 膜分离法。

  有机化工废水处理的膜分离法是借助外力作用使废水中的物质选择通过薄膜,进而达到去除有机物的目的。如在处理城市污水时,超滤法的使用能去除水中95%以上的浊度;纳膜处理染料废水时,可将废水中96%以上的染料成分截留,不受溶液pH的影响。膜分离技术运行成本低,操作简单,但容易发生结构现象,影响处理效果,限制了膜分离技术的使用。

  4.1.3 萃取法。

  有机化工废水处理的萃取法原理是利用一种溶剂对不同物质的溶解度具有明显差异的性质而达到分离物质组分的目的。处理时,向有机化工废水中投入萃取剂,萃取剂不溶于水,且对有机物的溶解性较高,因而废水中的有机物质溶解到萃取剂中,实现与水相的分离。王晓兵等人将叔胺N235、乙苯和煤油按比例混合成萃取剂,对含羧酸的有机化工废液进行处理,经过三次萃取后,去除率达到96%以上;处理含苯酚的有机化工废液时,可选用脂肪酸甲酯为萃取剂,萃取率可高达99.97%,基本实现了苯酚的循环再利用。

  4.2 有机化工废水的化学处理技术分析。

  4.2.1 催化氧化法。

  有机化工废水处理应用催化氧化法,其原理与湿法氧化法运行条件相似,但是通过催化作用将大分子有机物转化为低污染或无污染的小分子物质,Cu、Fe、Ni、Mn等是常用的催化剂。例如,利用该法处理有机化工废水,当温度控制在240℃,压强控制在6.5MPa时,CODCr的去除率可达到96.9%;催化氧化法适应性较好,但反应条件苛刻,只能在有限范围内处理少量有机化工废水。

  4.2.2 湿法氧化法。

  有机化工废水在高温、高压条件下,废水中大分子有机物与氧化剂反应,生产无机物或小分子有机物的过程,称为湿法氧化法。湿法氧化法可应用在印染废液处理工艺中,提高水的可生化性。湿法氧化法反应时间短、处理效果好,不易产生二次污染,因此具有广泛的应用领域;但该法对设备要求较高,因此运行成本相对较高,无法在大规模废水处理中进行推广。

  4.2.3 超临界水氧化法。

  有机化工废水处理应用超临界氧化法,其在催化剂作用下,有机物在超临界水中与氧气反应,导致有机物结构发生重组,进而达到分解大分子有机物的目的。利用超临界水氧化法处理造纸黑液时,废液内的CODCr和色度去除效果十分理想,控制实验条件时,废水中CODCr的去除率可达到99.8%。超临界水氧化法反应速度快,处理效率高,但由于反应条件仍为高温高压,因此限制了该法的大范围应用。

  4.2.4 其他氧化法。

  有机化工废水的处理除了上述化学处理法之外,还有臭氧氧化法和光催化氧化法。其中,臭氧氧化法氧化能力强,无二次污染,杀菌和脱色效果好,但对废液pH、反应时间要求较高;光催化氧化法氧化能力强,处理速度快,效果好,可用于ABS有机化工废水的处理,但应用也受到了限制,对废液颜色、成本均有一定要求。

  4.3 有机化工废水的生物处理技术与微电解技术。

  4.3.1 生物处理技术。

  有机化工废水处理的生物处理法是好氧或厌氧微生物利用废水中的有机物进行新陈代谢,从而达到去除有机污染物的目的。在对味精工业废水进行试验时,SBR法对CODCr的去除率达到90%以上,达到国家二级排放标准。生物处理技术能耗低,符合绿色环保的要求,但占地面积大,管理过程相对复杂,对CODCr以及色度的去除率相对较低,且受温度、pH影响较大,因此一般不宜单独使用。

  4.3.2 微电解技术。

  有机化工废除处理的微电解法是利用金属腐蚀原理,构建原电池从而达到对有机化工废水进行处理的目的。处理时,在废水中填充的微电解材料可在自身电位差的作用下自行电解,消耗废水中的发色基团、助色基团、甚至断链,降低CODCr的含量。微电解法占地面积小,工艺简单,处理效果好,使用寿命长,便于维护,成本较低;但该技术存在的不足是铁耗量与碳耗量不均衡、容易生锈结垢,影响处理效果。

  5、结束语

  综上所述,有机化工生产过程中会产生大量的废水,目前有机化工废水处理常用技术主要有化学法、物理法、生物处理法以及微电解法等,并且由于有机化工废水成分含量复杂,因此多种处理技术联合使用是有机化工废水处理的主要形式。(来源:滕州中盛化工有限公司)