化工厂废水污染及废水处理流程探讨

张鹏昊

引言

近年来，随着我国经济的快速发展，化工厂废水的排放对环境带来的污染日益严重，化工厂在产品加工过程中会排放出大量的有毒有害、结构复杂和生物难以降解的有机物污染物质，处理过程中，存在极大的困难，并且会耗费大量的成本。因此高效、低成本处理化工废水的新工艺、新技术成为目前研究的重点之一。

1.化工废水相关概述

1.1化工废水的水质特点

化工厂废水排放对环境造成的污染危害，以及所采取的处理措施，和化工废水的特性密切相关，这些特性包括污染物的种类、浓度和件质。化工废水的水质并不是一成不变的，它不仅和废水种类有关，而且会随时间而发生改变。化工废水的特点主要表现为：组成比较复杂、排放量较大、污染也较为严重。各种不同的化工废水之间，其水质差异很大。

1.2化工废水处理的特点

处理化工废水时针对性相对较强，技术也复杂多变。主要的处理技术有气浮、隔油、沉淀、混凝、膜过滤和重力过滤、活性炭吸附、离子交换、臭氧氧化、电解、反渗透、电渗析等专用技术来分离减少化工废水中的重金属、油等有毒有害物质，在化工废水处理中也往往会用到接触氧化、水解酸化、纯氧曝气、表面曝气、厌氧和好氧活性污泥法等生化技术。现今，习惯上按作用原理，把这些技术分为物理法、化学法、物理化学法和生物法四大类。因为化工废水中的污染物质是各种各样，不能只靠一种处理方法，想把所有污染物质全部去除。一种废水往往结合多种方法来合成一个新的处理工艺系统，才能达到预期要求的处理效果。

2.废水处理技术

2.1物理處理

所谓的物理处理法就是通过物理作用，把废水中不溶解的呈悬浮状态污染物质进行回收、分离的处理法。而由于不同的物理作用，又可分为离心分离法、重力分离法以及筛滤截流法等。

2.2化学处理法

化学处理法就是通过特定的化学反应除去那些溶解在废水中的呈胶体状态的污染物质，或者把那些有毒有害的物质转化为无毒无害的物质的废水处理法。比如说，通过添加化学药剂使之产生化学反应的处理技术（如中和、混凝、氧化还原等）。在利用化学处理法处理化学废水的过程中，所用的设备有相应的池、灌、塔以及一些附属装置。

2.3物理化学法

当通过传质作用处理废水时，不仅具有化学作用而且又有与之相关的物理作用，因此，称之为物理化学法。它是通过把物理和化学作用结合起来处理污水，从而净化污水处理的方法。属于这种方法的有萃取、吹脱、汽提、吸附、电渗析、离子交换以及反渗透等。在利用这种方法之前，废水要先经过一定的预处理，先把废水中的油渍、悬浮物、以及有害气体等除去，必要的时候还要调节PH。

2.4生物处理法

所谓的生物处理法就是利用微生物的代谢作用，除去废水中那些呈微小悬浮物、胶体、溶液状态的有机污染物质，或者将其转化为无毒无害的物质的处理技术。

3.废水三级处理流程

3.1一级处理

一级处理的主要目的是将废水中的呈悬浮状态的污染物质除去，并且调节废水的酸碱度等处理工艺负荷的处理方法。使用的方法主要有自然沉淀、栅网过滤、上浮、隔油等。经过一级处理之后的污水，通常情况下还不能够达到排放标准。所以一般还要进行后续的二级处理和三级处理。

3.1.1筛滤法

筛滤法是去除废水中悬浮污染物的方法。使用此方法时经常会用到格栅和筛网等设备。格栅的作用是截留污水中大于栅条间隙的漂浮物，一般情况下会将其放置在污水处理场处，目的是避免管道和一些设备的堵塞。在使用格栅清渣的过程中既可以使用机械方法也可以使用人工方法，必要的时候还会将残渣磨碎，再将其投入到格栅下游。

3.1.2沉淀法

沉淀法的核心机理是重力沉降，利用重力沉降可以分离废水中呈悬浮状态污染物质。沉淀法所用的主要设备有沉砂池和沉淀池，它们的作用是去除污水中大部分可沉降的悬浮固体以提高后续的处理效果。

3.1.3上浮法

上浮法的主要作用是除去污水中相对密度较小的污染物，在一级处理过程中，主要是用于去除污水中的油类及悬浮物质。

3.1.4预曝气法

预曝气法是先将污水进行短时间曝气，然后再使之进入处理单元。它的主要作用是（1）使废水自然絮凝或通过生物絮凝的作用，把污水中难以处理的微小颗粒聚集，以便沉淀分离；（2）使废水中的还原性物质被氧化；（3）吹脱废水中溶解的挥发物；（4）增加废水中的溶解氧的浓度，有效的减轻污水的腐化程度，进而使污水的稳定度提高。

3.2二级处理

二级处理的目的是对废水进一步处理，除去存在于废水中大量的有机污染物的一种技术。废水在通过诸如沉淀、筛滤或上浮等一级处理之后，会除去大量的悬浮污染物，但是，对于那些存在于废水中的呈胶体状态或呈溶解状态的氧化物或有机污染物却不能够有效的去除。因此，废水因为未达排放标准，还是不能够直接排放。这时，二级处理就显得非常有必要。二级处理的主要方法如下。

3.2.1活性污泥法

在废水化学处理中，活性污泥处理法占有非常重要的地位。它的主要操作过程是把废水中有机污染物作为底物，在持续通养氧的条件下，把各种微生物群体进行混合连续培养，使之形成活性污泥。利用这种微生物群体形成的活性污泥具有在废水的吸附、凝聚、分解、沉淀、氧化的作用，进而来消除废水中那些有毒的有机污染物质，从而使污水得到净化。活性污泥法从开创至今已经有90年的历史，可谓相当成熟，目前活性污泥法已成为处理有机工业废水和城市污水最有效的生物处理法，应用非常普遍。

3.2.2生物膜法

生物膜法的操作流程就是让废水通过生长在固定支撑物表面上的生物膜，然后通过生物氧化作用以及各相之间的物质交换，把废水中的有机污染物进行降解的方法。使用这种方法处理废水时所用到的设备主要有生物转盘、生物滤池和生物接触氧化池以及近年来研制出的悬浮载体流化床，目前普遍使用的是生物接触氧化池。

3.2.3三级处理

污水三级处理又称污水高级处理或深度处理。二级处理之后，还会存在一些污染物质，这些污染物质主要有微生物未能降解的有机物，以及一些可溶性无机物（如磷、氮、硫等）。三级处理和深度处理在很大程度上很相似，但是也有较重要的区别。三级处理是在二级处理之后，为了进一步除去从废水中余留的某种特定的污染物质而补充增加的处理单元；而深度处理主要是是以废水回收、复用为目的，在二级处理后所增设的处理单元。需要注意的是，三级处理所需的资金较大，管理也较复杂，但能充分利用水资源。

4.结束语

化工厂污水处理已经有多年的历史，化工废水中的一些污染物，比如一些重金属离子、氮、磷等有毒元素以及一些有机物质，给人们的生活带来了许多不便之处。鉴于此，上文通过对化工厂污水中的污染物的特点进行了分析，并提出了一些处理技术，如物理处理法、化学处理法、物理化学处理法、生物处理法以及多级处理法等。这些废水处理技术基本上解决了化工厂废水排放所带来的污染问题，为化工厂的进一步发展奠定了基础。

（作者单位：COWI咨询（北京）有限公司）