仲繼燕 牟東蘭
摘要:隨著現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展,產(chǎn)生了大量的工業(yè)廢水,工業(yè)廢水涉及的行業(yè)多、成分復雜,如不能很好地處理,勢必導致水體的嚴重污染。文中簡述了廢水處理的常用方法:物理處理法、化學處理法、物理化學處理法和生物化學處理法,并對各類方法進行了研究分析。
關鍵詞:工業(yè)廢水;廢水處理;方法
在工業(yè)生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的廢水、污水和廢液,包括食品工業(yè)廢水、印染工業(yè)廢水、造紙工業(yè)廢水、煤礦企業(yè)廢水、醫(yī)藥企業(yè)廢水等。這些工業(yè)廢水中含有未反應完全的生產(chǎn)原料、中間產(chǎn)物和未處理好的產(chǎn)品以及生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污染物,廢水中大多含有毒有害且難生物降解的污染物,極大的污染了地表水及地下水資源,嚴重威脅人類的健康和安全。因此,探究工業(yè)廢水處理方法及技術進展對于保護環(huán)境水資源具有非常重要的現(xiàn)實意義。
一、物理處理法
物理處理法是通過物理作用分離和去除廢水中不溶解的呈懸浮狀態(tài)的污染物(包括油膜、油珠)及部分膠體的方法。該法是廢水處理中最簡單的一種,在處理過程中,不外加化學試劑,污染物的化學性質(zhì)不發(fā)生變化。主要包括重力分離法、離心分離法、篩濾截留法、吸附處理法、氣浮法等。一般用于處理廢水中的懸浮物。物理法設備大都較簡單、操作方便、運行成本較低、分離效果良好,但是只能對廢水進行初步預處理,對于可溶性污染物質(zhì)幾乎沒有凈化效果。
①重力分離法 是物理處理法中最常用、最基本的方法,應用歷史較久。主要利用污染物的顆粒密度、粒徑大小,成功地將不同密度水的懸浮物和沉降物分離出來。②篩濾截留法是利用格柵、篩網(wǎng)、布濾設備、砂濾設備將大塊固體污染物、纖維、紙漿等較細小的懸浮物及細小懸浮物等截阻。
二、化學處理法
化學處理法是向廢水中加入某種化學物質(zhì),利用酸堿中和、氧化還原、化學沉淀、電解等化學反應來分離、處理廢水中的污染物質(zhì)。將污染物轉(zhuǎn)化為無害的物質(zhì)、沉淀等形式除去,從而降低對水體的危害。
①酸堿中和法適用于酸性、堿性廢水的處理,使酸性廢水中的H+與外加OH-,或使堿性廢水中的OH-與外加的H+相互作用,從而調(diào)節(jié)酸性或堿性廢水的pH值。②氧化還原處理法主要是利用強氧化劑在一定條件下(如高溫、高壓、催化劑等)氧化分解廢水中污染物,使難降解的污染物轉(zhuǎn)變成易降解的小分子物質(zhì),甚至直接生成CO2、N2和H2O,達到無害化目的。③化學沉淀法通過向廢水中投加可溶性化學試劑(即沉淀劑)如石灰、硫化物和鋇鹽等,沉淀劑與水中呈離子狀態(tài)的無機污染物起化學反應,生成不溶于或難溶于水的沉淀析出,達到廢水凈化的目的?;瘜W沉淀法多用于去除廢水中的重金屬離子,如汞、鉻、鉛、鋅等[1]。④電解處理法是應用電解的基本原理,使廢水中有害物質(zhì)通過電解轉(zhuǎn)化成為無害物質(zhì)以實現(xiàn)凈化的方法。該法對、催化劑、電極結構及操作條件等要求較高,劉蕾等[2]利用碳納米管修飾的石墨陰極除水中的硝酸銀,在優(yōu)化條件下,達97.1%的去除率。
三、物理化學處理法
物理化學處理法是運用物理和化學的綜合作用組成的廢水處理系統(tǒng),或是包括物理過程和化學過程的單項處理方法。
①常用的有膜分離法如反滲透、電滲析、超濾、微濾、納濾等,反滲透用于礦化消除廢水中的礦物離子和去除總溶解固體;電滲析法是在直流電場的作用下,利用離子交換膜對水中的陰、陽離子進行交換,使其選擇性透過,從而實現(xiàn)廢水中的陰、陽離子與水分離。②利用活性炭、硅膠、沸石分子篩、吸附粉劑、凹凸棒石等多孔性的固態(tài)物質(zhì),對廢水中的重金屬、臭味進行吸附,是凈化水資源主要方法之一。其中活性炭具有吸附能力強、原料廉價充足、易脫附再生等諸多優(yōu)點,已被廣泛應用于廢水處理中。
四、生物化學處理法
生化處理法在我國的廢水處理中應用比較廣泛,是利用微生物的新陳代謝作用,對廢水中的污染物質(zhì)進行轉(zhuǎn)化和穩(wěn)定,以為實現(xiàn)凈化的方法。用微生物降解作用進行水處理是一種效率較高的處理方法,但對要處理的水質(zhì)要求比較高,故一般與其他預處理技術聯(lián)合使用。根據(jù)微生物對氧氣的要求不同,分為好氧法和厭氧法。
好氧法是較常用的污水處理方法,一般可分為活性污泥法、生物膜法等。該法是利用需氧微生物(主要是需氧細菌,或稱好氧細菌)分解廢水中的有機污染物,使廢水無害化的處理方法。好氧生物法處理時,需要供給微生物充足的氧和各種必要的營養(yǎng)源如碳、氮、磷以及鉀、鎂、鈣、硫、鈉等元素;同時應控制適宜的pH值和水溫等,以確保適合微生物的生存條件。廈門大學開發(fā)的高濃度有機廢水水解-好氧循環(huán)一體生物處理技術,可實現(xiàn)高濃度有機廢水的高效生物處理[3]。②厭氧法即厭氧消化法,無需提供外來能量,在厭氧細菌(包括兼氧微生物)的作用下,將污泥中的有機物分解,最后產(chǎn)生甲烷和二氧化碳等氣體,該法同時適用于高濃度、低濃度有機廢水的處理。厭氧法具有操作簡便、造價低、污泥產(chǎn)量少等優(yōu)點,其缺點是操作不夠穩(wěn)定、處理的時間較長[4]。
目前,在廢水處理過程中,為了取得更好的處理效果,常常將這幾種方法聯(lián)合應用,如化學沉淀-厭氧-好氧處理皮革廢水;活性炭吸附法-電化學氧化法應用于紡織工業(yè)廢水處理;催化-磁分離技術應用于砷、鎘、鉻、銅等重金屬和磷等污染物的去除,等等。廢水處理是一門綜合性很強的學科,其未來技術的發(fā)展將遠遠超過傳統(tǒng)學科的范疇,利用物理學、生物學、化學等學科之間的聯(lián)系來解決各種復雜的廢水處理系統(tǒng)。
參考文獻:
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[2]劉蕾,張冬梅,褚衍洋.電化學法去除水中的硝酸根[J].環(huán)境工程學報.2013,7(11):4195-4199
[3]楊志毅,彭麗,李躍華等.高校實驗室廢水的調(diào)查及處理方法[J].大理學院學報.2010.9(10):32-34
[4]劉學貴,年中峰,邵紅等.石油化工工藝及其廢水處理的研究簡述[J].化學工程師,2016(1):37-40