工业废水处理方法研究及技术进展

仲继燕　牟东兰

摘要：随着现代工业的快速发展，产生了大量的工业废水，工业废水涉及的行业多、成分复杂，如不能很好地处理，势必导致水体的严重污染。文中简述了废水处理的常用方法：物理处理法、化学处理法、物理化学处理法和生物化学处理法，并对各类方法进行了研究分析。

关键词：工业废水；废水处理；方法

在工业生产过程中会产生大量的废水、污水和废液，包括食品工业废水、印染工业废水、造纸工业废水、煤矿企业废水、医药企业废水等。这些工业废水中含有未反应完全的生产原料、中间产物和未处理好的产品以及生产过程中产生的污染物，废水中大多含有毒有害且难生物降解的污染物，极大的污染了地表水及地下水资源，严重威胁人类的健康和安全。因此，探究工业废水处理方法及技术进展对于保护环境水资源具有非常重要的现实意义。

一、物理处理法

物理处理法是通过物理作用分离和去除废水中不溶解的呈悬浮状态的污染物（包括油膜、油珠）及部分胶体的方法。该法是废水处理中最简单的一种，在处理过程中，不外加化学试剂，污染物的化学性质不发生变化。主要包括重力分离法、离心分离法、筛滤截留法、吸附处理法、气浮法等。一般用于处理废水中的悬浮物。物理法设备大都较简单、操作方便、运行成本较低、分离效果良好，但是只能对废水进行初步预处理，对于可溶性污染物质几乎没有净化效果。

①重力分离法 是物理处理法中最常用、最基本的方法，应用历史较久。主要利用污染物的颗粒密度、粒径大小，成功地将不同密度水的悬浮物和沉降物分离出来。②筛滤截留法是利用格栅、筛网、布滤设备、砂滤设备将大块固体污染物、纤维、纸浆等较细小的悬浮物及细小悬浮物等截阻。

二、化学处理法

化学处理法是向废水中加入某种化学物质，利用酸碱中和、氧化还原、化学沉淀、电解等化学反应来分离、处理废水中的污染物质。将污染物转化为无害的物质、沉淀等形式除去，从而降低对水体的危害。

①酸碱中和法适用于酸性、碱性废水的处理，使酸性废水中的H+与外加OH-，或使碱性废水中的OH-与外加的H+相互作用，从而调节酸性或碱性废水的pH值。②氧化还原处理法主要是利用强氧化剂在一定条件下（如高温、高压、催化剂等）氧化分解废水中污染物，使难降解的污染物转变成易降解的小分子物质，甚至直接生成CO2、N2和H2O，达到无害化目的。③化学沉淀法通过向废水中投加可溶性化学试剂（即沉淀剂）如石灰、硫化物和钡盐等，沉淀剂与水中呈离子状态的无机污染物起化学反应，生成不溶于或难溶于水的沉淀析出，达到废水净化的目的。化学沉淀法多用于去除废水中的重金属离子，如汞、铬、铅、锌等[1]。④电解处理法是应用电解的基本原理，使废水中有害物质通过电解转化成为无害物质以实现净化的方法。该法对、催化剂、电极结构及操作条件等要求较高，刘蕾等[2]利用碳纳米管修饰的石墨阴极除水中的硝酸银，在优化条件下，达97.1%的去除率。

三、物理化学处理法

物理化学处理法是运用物理和化學的综合作用组成的废水处理系统，或是包括物理过程和化学过程的单项处理方法。

①常用的有膜分离法如反渗透、电渗析、超滤、微滤、纳滤等，反渗透用于矿化消除废水中的矿物离子和去除总溶解固体；电渗析法是在直流电场的作用下，利用离子交换膜对水中的阴、阳离子进行交换，使其选择性透过，从而实现废水中的阴、阳离子与水分离。②利用活性炭、硅胶、沸石分子筛、吸附粉剂、凹凸棒石等多孔性的固态物质，对废水中的重金属、臭味进行吸附，是净化水资源主要方法之一。其中活性炭具有吸附能力强、原料廉价充足、易脱附再生等诸多优点，已被广泛应用于废水处理中。

四、生物化学处理法

生化处理法在我国的废水处理中应用比较广泛，是利用微生物的新陈代谢作用，对废水中的污染物质进行转化和稳定，以为实现净化的方法。用微生物降解作用进行水处理是一种效率较高的处理方法，但对要处理的水质要求比较高，故一般与其他预处理技术联合使用。根据微生物对氧气的要求不同，分为好氧法和厌氧法。

好氧法是较常用的污水处理方法，一般可分为活性污泥法、生物膜法等。该法是利用需氧微生物（主要是需氧细菌，或称好氧细菌）分解废水中的有机污染物，使废水无害化的处理方法。好氧生物法处理时，需要供给微生物充足的氧和各种必要的营养源如碳、氮、磷以及钾、镁、钙、硫、钠等元素；同时应控制适宜的pH值和水温等，以确保适合微生物的生存条件。厦门大学开发的高浓度有机废水水解-好氧循环一体生物处理技术，可实现高浓度有机废水的高效生物处理[3]。②厌氧法即厌氧消化法，无需提供外来能量，在厌氧细菌（包括兼氧微生物）的作用下，将污泥中的有机物分解，最后产生甲烷和二氧化碳等气体，该法同时适用于高浓度、低浓度有机废水的处理。厌氧法具有操作简便、造价低、污泥产量少等优点，其缺点是操作不够稳定、处理的时间较长[4]。

目前，在废水处理过程中，为了取得更好的处理效果，常常将这几种方法联合应用，如化学沉淀-厌氧-好氧处理皮革废水；活性炭吸附法-电化学氧化法应用于纺织工业废水处理；催化-磁分离技术应用于砷、镉、铬、铜等重金属和磷等污染物的去除，等等。废水处理是一门综合性很强的学科，其未来技术的发展将远远超过传统学科的范畴，利用物理学、生物学、化学等学科之间的联系来解决各种复杂的废水处理系统。

参考文献：

[1]杨景天，王应平，潘冰.工业废水几种深度处理方法的研究[J].甘肃科技.2016（32）：46-50

[2]刘蕾，张冬梅，褚衍洋.电化学法去除水中的硝酸根[J].环境工程学报.2013，7（11）：4195-4199

[3]杨志毅，彭丽，李跃华等.高校实验室废水的调查及处理方法[J].大理学院学报.2010.9（10）：32-34

[4]刘学贵，年中峰，邵红等.石油化工工艺及其废水处理的研究简述[J].化学工程师，2016（1）：37-40