工业废水的处理原则和技术应用

到目前为止，有多种方法和技术可以处理工业废水，总的来说各有利弊。单纯的生物氧化法出水中含有一定量的难降解有机物，COD值偏高，不能完全达到排放标准。吸附法虽能较好地除去COD，但存在吸附剂的再生和二次污染的问题。催化氧化法虽能降解难以生物降解的有机物，但实际的工业应用中存在运行费用高等问题。

工业废水中的污染物成分五花八门、多种多样，采用一种工艺处理往往不能将废水中所有的污染物去除殆尽。用物化工艺将工业废水处理到排放标准难度很大，而且运行成本较高；工业废水含较多的难降解有机物，可生化性差，而且工业废水的废水水量水质变化大，故直接用生化方法处理工业废水效果不是很理想。

工业废水怎么处理呢？针对工业废水处理的特点，我们认为对其处理宜根据实际废水的水质采取适当的预处理方法，如絮凝、内电解、电解、吸附、光催化氧化等工艺，破坏废水中难降解有机物、改善废水的可生化性；再联用生化方法或膜处理技术，对工业废水进行深度处理。

一、工业废水的分类
第一种是按工业废水中所含主要污染物的化学性质分类，含无机污染物为主的为无机废水，含有机污染物为主的为有机废水。例如电镀废水和矿物加工过程的废水，是无机废水；食品或石油加工过程的废水，是有机废水。

第二种是按工业企业的产品和加工对象分类，如冶金废水、造纸废水、炼焦煤气废水、金属酸洗废水、化学肥料废水、纺织印染废水、染料废水、制革废水、农药废水、电站废水等。

第三种是按废水中所含污染物的主要成分分类，如酸性废水、碱性废水、含氰废水、含铬废水、含镉废水、含汞废水、含酚废水、含醛废水、含油废水、含硫废水、含有机磷废水和放射性废水等。

前两种分类法不涉及废水中所含污染物的主要成分，也不能表明废水的危害性。第三种分类法，明确地指出废水中主要污染物的成分，能表明废水一定的危害性。

此外也有从废水处理的难易度和废水的危害性出发，将废水中主要污染物归纳为三类：第一类为废热，主要来自冷却水，冷却水可以回用；第二类为常规污染物，即无明显毒性而又易于生物降解的物质，包括生物可降解的有机物，可作为生物营养素的化合物，以及悬浮固体等；第三类为有毒污染物，即含有毒性而又不易生物降解的物质，包括重金属、有毒化合物和不易被生物降解的有机化合物等。

实际上，一种工业可以排出几种不同性质的废水，而一种废水又会有不同的污染物和不同的污染效应。例如染料工厂既排出酸性废水，又排出碱性废水。纺织印染废水，由于织物和染料的不同，其中的污染物和污染效应就会有很大差别。即便是一套生产装置排出的废水，也可能同时含有几种污染物。如炼油厂的蒸馏、裂化、焦化、叠合等装置的塔顶油品蒸气凝结水中，含有酚、油、硫化物。在不同的工业企业，虽然产品、原料和加工过程截然不同，也可能排出性质类似的废水。如炼油厂、化工厂和炼焦煤气厂等，可能均有含油、含酚废水排出。

二、工业废水的处理原则
工业废水的有效治理应遵循如下原则：

①最根本的是改革生产工艺，尽可能在生产过程中杜绝有毒有害废水的产生。如以无毒用料或产品取代有毒用料或产品。

②在使用有毒原料以及产生有毒的中间产物和产品的生产过程中，采用合理的工艺流程和设备，并实行严格的操作和监督，消除漏逸，尽量减少流失量。

③含有剧毒物质废水，如含有一些重金属、放射性物质、高浓度酚、氰等废水应与其他废水分流，以便于处理和回收有用物质。

④一些流量大而污染轻的废水如冷却废水，不宜排入下水道，以免增加城市下水道和废水处理厂的负荷。这类废水应在厂内经适当处理后循环使用。

⑤成分和性质类似于城市废水的有机废水，如造纸废水、制糖废水、食品加工废水等，可以排入城市废水系统。应建造大型废水处理厂，包括因地制宜修建的生物氧化塘、废水库、土地处理系统等简易可行的处理设施。与小型废水处理厂相比，大型废水处理厂既能显著降低基本建设和运行费用，又因水量和水质稳定，易于保持良好的运行状况和处理效果。

⑥一些可以生物降解的有毒废水如含酚、氰废水，经厂内处理后，可按容许排放标准排入城市下水道，由废水处理厂进一步进行生物氧化降解处理。

⑦含有难以生物降解的有毒污染物废水，不应排入城市下水道和输往废水处理厂，而应进行单独处理。

三、工业废水处理的技术应用
1、膜处理技术

近年来，膜处理技术发展迅速，在电力、冶金、石油石化、医药、食品、市政工程、废水回用及海水淡化等领域得到了较为广泛的应用，各类工程对膜技术及其装备的需求量更是急速增加。目前已经熟和不断研发出来的微滤、超滤、反渗透、纳滤、渗析、电渗析、气体分离、渗透汽化、无机膜等技术正在广泛用于石油、化工、环保、能源、电子等行业中，并产生了明显的经济和社会效益，将对21世纪的工业技术改造起着重要的战略作用。同时，国家和政府相关部门的高度支持和重视也给膜行业的发展带来了前所未有的机遇u。微滤的分离目的是溶液脱粒子和气体脱粒子，截留粒径为0.10m的粒子，是所有膜过程中应用最普遍且总销售额最大的一项技术，主要用于制药行业的过滤除菌和高纯水的制备。东莞威立雅水处理引动的德国SUPER RO高压膜处理技术，该产品进水水质要求宽泛，是工业废水处理的理想产品。

超滤(包括纳滤)的分离目的是溶液脱大分子、大分子溶液脱小分子、大分子分级，截留粒径为1．020nm的粒子。超滤技术可用于回收电泳涂漆废水中的涂料，现已广泛用于世界各地的电泳涂漆自动化流水线上。日本等国一些造纸厂的工业废液也已采用超滤技术进行处理。在采矿及冶金工业中，超滤技术的应用正日益受到重视，采用该技术处理酸性矿物排出液，其渗透液可环使用，浓缩液可回收有用物质。同时，电子工业集成电路生产和医药工业用水过程也已开始广泛应用超滤技术。纳滤是在反渗透基础上发展起来的新型分离技术，在废水处理方面，用纳滤膜对木材制浆碱萃取阶段所形成的废液进行脱色，脱色率可达98%以上。还可用纳滤膜从酸性溶液中分离金属硫酸盐和硝酸盐，其中对硫酸镍的截留率可达95%。

反渗透分离的目的是溶剂脱溶质、含小分子溶质溶液的浓缩，截留粒径为0．11nm的小分子溶质。反渗透技术已成为海水和苦咸水淡化、纯水和超纯水制备及物料预浓缩的最经济手段，而且随着性能优良的反渗透膜及膜组件的工业化，反渗透技术的应用范围已从最初的脱盐放到电子、化工、医药、食品、饮料、冶金和环保等领域。现正在开发反渗透技术在化工和石油化工中的应用，如：工艺用水的生产和再利用；废液处理；水、有机液体的分离；电镀漂洗水再利用和金属回收等。食品工业正用反渗透技术开发奶品加工、糖液浓缩、果汁和乳品加工、废水处理、低度酒和啤酒的生产。

电渗析技术目前已发展成为一个大规模的化工单元过程，广泛用于苦咸水脱盐，是电渗析技术应用最早且至今仍最大的应用领域，前景极好。锅炉及工业过程用初级纯水的制备是电渗析技术应用的第二大领域。近年来，我国废水、废水排放量以每年1．810。kt的速度增长，全国工业废水和生活废水每天的排放量近1．6410kt，其中约80%未经处理而直接排人水域。因而，我国环保水处理方面对膜应用的需求量将很大，这一领域将成为水处理工业增长潜力最大的领域。

2、活性炭

活性炭可分为粉末状和颗粒状，是一种经特殊处理的炭，具有无数细／J,?L隙，表面积巨大，每克活性炭的表面积为500～l500m。粉末状的活性炭吸附能力强，制备容易，价格较低，但再生困难，一般不能重复使用；颗粒状的活性炭价格较贵，但可再生后重复使用，并且使用时的劳动条件较好，操作管理方便。因此，水处理中较多采用颗粒状活性炭。

3、微波能

常规废水处理法存在以下共同缺点：①工艺流程长，废水处理过程中物化反应进程缓，废水处理设施庞大，占地面积大；②废水只能集中处理，对于城市废水而言，地下排污管网工程庞大，废水处理工程总投资巨大；③处理后的水质不稳定，对难降解的可溶性有机物、磷、氮等营养性物质处理不彻底，对某些工业废水如造纸废液等处理困难且运行费用高。而把微波场对单相流和多相流物化反应的强烈催化作用、穿透作用、选择性供能及其杀灭微生物的功能用于废水处理，可以克服常规废水处理法存在的诸多缺点，并且处理工程小型化、分散化，可省掉城市建设中现行废水处理工程长距离埋设庞大排污管网的巨大费用，堵住污染源头，从根本上消除因人类的生活和生产活动给江河湖泊造成的污染。需特别指出的是微波对杀灭蓝藻的特殊作用，蓝藻在微波场中只需30S即由微细粒汇聚成大颗粒，经过沉降与水分离，与此同时，水中的富营养物也得到了降解。废水经微波能处理后可100%回用，实现水的可持续利用，使人类水环境步人良性循环，为解决2l世纪人类将面临的世界性水荒做贡献。随着物质文明建设的不断发展，淡水资源的需求量越来越大，产生的废水量也越来越大，意味着对废水处理任务及处理深度的要求也必然加大，这就要求废水处理技术不断吸纳创新，而微波处理技术将是废水处理技术上的一场革命。

到目前为止，微波能废水处理技术已应了昆明盘龙江水、大观河水、滇池水、翠湖水等生活废水与日用化工厂废水、造纸废水(含纸浆废水、木浆废水、草浆废水)、焦化厂(上海)废水、化纤厂(北京)废水、玉米制酒精(吉林)废水、制革厂(河北)、印染厂、造纸厂、强酸性矿山废水(江西)、电厂(内蒙古)废水、黄河水、缫丝厂(辽宁)废水、制糖酒精废醪液(云南)等的处理，其技术的可行性和广泛适应性已得到了验证。

4、高级氧化法

高浓度的有机废水对我国宝贵的水资源造了巨大破坏，然而现有的生物处理方法对可生化性差、相对分子质量从几千到几万的物质处理较困难，而高级氧化法(AdvancedOxidationProcess，简称AOPs)可将其直接矿化或通过氧化提高污染物的可生化性，同时还在环境类激素等微量有害化学物质的处理方面具有很大的优势，能够使绝大部分有机物完全矿化或分解，具有很好的应用前景。

常见的高级氧化技术主要包括空气湿式氧化法、催化湿式氧化法、临界水氧化法、光化学氧化法等。