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浅析工业废水的深处理与循环利用策略

发表时间：2020/6/15 来源：《基层建设》2020年第6期作者：杨阳

[导读] 摘要：近年来，随着我国工业的快速发展，工业废水和污染物的排放量逐年增加，导致了水源污染严重，生态环境日益恶化。

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        摘要：近年来，随着我国工业的快速发展，工业废水和污染物的排放量逐年增加，导致了水源污染严重，生态环境日益恶化。我国工业废水种类多，处理难度大，同时工业生产过程中用水量大，为了提高能源利用，本文针对废水的深度处理及水资源再生利用的策略进行简要阐述。仅供业内同行参考。
        关键词：工业污水；深处理；循环利用
        1 工业废水的来源及特点
        1.1 工业废水的来源
        工业废水来源可分为多种，涉及造纸、焦化、氮肥、有色金属、印染、农副食品加工、原料药制造、制革、农药、电镀等多项行业，水质处理具有种类繁多，成分复杂，覆盖面广的特征，应用环境跟大规模生产密切相关。
        1.2工业废水的特点
        （1）排放量大，污染范围广，排放方式复杂工业生产用水量大，相当一部分生产用水中都携带原料、中间产物、副产物及终产物等排出厂外。工业企业遍布全国各地，污染范围广，不少产品在使用中又会产生新的污染。（2）污染物种类繁多，浓度波动幅度大由于工业产品品种繁多，生产工艺也各不相同，因此，工业生产过程中排出的污染物也数不胜数，不同污染物性质有很大差异，浓度也相差甚远。（3）污染物质毒性强，危害大被酸碱类污染的废水有刺激性、腐蚀性，而有机含氧化合物如醛、酮、醚等则有还原性，能消耗水中的溶解氧，使水缺氧而导致水生生物死亡。（4）污染物排放后迁移变化规律差异大工业废水中所含各种污染物的性质差别很大，有些还有较强毒性，较大的蓄积性及较高的稳定性。（5）恢复比较困难水体一旦受到污染，即使减少或停止污染物的排放，要恢复到原来状态仍需要相当长的时间。
        2 工业废水深度处理技术
        2.1活性炭吸附法
        活性炭是一种多孔性物质，而且易于自动控制，对水量、水质、水温变化适应性强，因此活性炭吸附法是一种具有广阔应用前景的污水深度处理技术。活性炭对分子量在500～3000的有机物有十分明显的去除效果，去除率一般为70%～86.7%，可经济有效地去除嗅、色度、重金属、消毒副产物、氯化有机物、农药、放射性有机物等。常用的活性炭主要有粉末活性炭（PAC）、颗粒活性炭（GAC）和生物活性碳（BAC）三大类。
        2.2化学沉淀法
        化学沉淀法是向废水中投加可溶性化学药剂（即沉淀剂），与水中呈离子状态的无机污染物起化学反应，生成不溶于水或难溶于水的化合物，析出沉淀，使废水得到净化。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。化学沉淀法有氨氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、钡盐沉淀法、铁氧体沉淀法。
        2.3膜分离法
        膜分离技术是以高分子分离膜为代表的一种新型的流体分离单元操作技术。它的最大特点是分离过程中不伴随有相的变化，仅靠一定的压力作为驱动力就能获得很高的分离效果，是一种非常节省能源的分离技术。膜分离法是利用特殊的半透膜将废水分开进而使某些溶质或溶剂渗透出来的方法的统称。常见的膜分离法主要有微滤（MF）、超滤（UF）、纳滤（NF）、反渗透（RO）、渗析（D）、电渗析（ED）、液膜（LM）等方法。微滤可以除去细菌、病毒和寄生生物等，还可以降低水中的磷酸盐含量。超滤用于去除大分子，对二级出水的COD和BOD去除率大于50%。纳滤介于反渗透和超滤之间，其操作压力通常为0.5～1.0MPa，纳滤膜的一个显著特点是具有离子选择性，它对二价离子的去除率高达95%以上，一价离子的去除率较低，为40%～80%。反渗透用于降低矿化度和去除总溶解固体，对二级出水的脱盐率达到90%以上，COD和BOD的去除率在85%左右，细菌去除率90%以上。电渗析法是在直流电场的作用下，利用阴离子或阳离子交换膜对溶液中阴、阳离子进行选择性透过，使阴、阳离子定向迁移，从而实现水体中的溶质与水分离。
        2.4高级氧化法
        工业生产中排放的高浓度有机污染物和有毒有害污染物，种类多、危害大，有些污染物难以生物降解且对生化反应有抑制和毒害作用。

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而高级氧化法在反应中产生活性极强的自由基（如˙OH等），使难降解有机污染物转变成易降解小分子物质，甚至直接生成CO2和H2O，达到无害化目的。
        2.5湿式氧化法
        湿式氧化法（WAO）是在高温（150～350℃）、高压（0.5～20MPa）下利用O2或空气作为氧化剂，氧化水中的有机物或无机物，达到去除污染物的目的，其最终产物是CO2和H2O。
        2.6光化学催化氧化法
        目前研究较多的光化学催化氧化法主要分为Fenton试剂法、类Fenton试剂法和以TiO2为主体的氧化法。
        Fenton试剂法由Fenton在20世纪发现，如今作为废水处理领域中有意义的研究方法重新被重视起来。Fenton试剂依靠H2O2和Fe2+盐生成，OH，对于废水处理来说，这种反应物是一个非常有吸引力的氧化体系，因为铁是很丰富且无毒的元素，而且H2O2也很容易操作，对环境也是安全的。Fenton试剂能够破坏废水中诸如苯酚和除草剂等有毒化合物。
        类Fenton试剂法具有设备简单、反应条件温和、操作方便等优点，在处理有毒有害难生物降解有机废水中极具应用潜力。该法实际应用的主要问题是处理费用高，只适用于低浓度、少量废水的处理。将其作为难降解有机废水的预处理或深度处理方法，再与其他处理方法（如生物法、混凝法等）联用，则可以更好地降低废水处理成本、提高处理效率，并拓宽该技术的应用范围。
        光催化法是利用光照某些具有能带结构的半导体光催化剂如TiO2、ZnO、CdS、WO3等诱发强氧化自由基˙OH，使许多难以实现的化学反应能在常规条件下进行。锐钛矿中形成的TiO2具有稳定性高、性能优良和成本低等特征。
        3 工业废水处理循环利用
        工业废水是城市污水的重要组成部分，工业废水中含有较多的重金属成分，如果不对工业废水进行处理，会严重污染周围的环境。对工业废水的回收利用，不但可以降低污染，还可以提高资源的利用率，有利于构建资源节约型社会。
        3.1工业废水回收利用的方式
        工业废水回收利用的方式主要有2种，一种是分散式废水回用，另一种是相对集中式废水回用。分散式回用是指在一个或者多个工业企业中安装污水处理系统，这一系统可以对企业排出的工业废水进行处理后再次利用，具有节约资源的作用。
        3.3工业废水回收利用的方法
        1、蒸发法：对工业废水进行处理之后，可以采用蒸发法将废水中可以循环利用的水资源回收。蒸馏法是通过高温加热，让处理后的水分子得以汽化获得冷凝水，以此方法来增加水资源的回收利用率。酸碱废水以及放射性废水在进行工业废水处理以后就可以使用这种方法来回收能再次利用水分。
        2、生物膜法：使废水连续流经固体填料（如碎石、炉渣或塑料蜂窝等），在填料上形成污泥状的生物膜。生物膜上繁殖着的微生物，能够起与活性污泥同样的净化作用，吸附和降解废水中的有机污染物，从填料上脱落下来的衰死生物膜随废水流入沉淀池，经沉淀分离，废水得以净化。
        结束语
        综上，我国工业生产中对于水资源的利用效率非常低下，在工业生产中存在着非常严重的水资源浪费的现象。而面临着水资源缺乏的严峻的形势，对于污水的深处理，实现水资源的循环利用已经迫在眉睫。而在已经有了的技术条件下，如何优化对于污水的处理，实现水资源的再利用是一个非常重要的研究方向与问题。本文主要对工业污水深处理和循环利用的技术进行了介绍与分析，并对污水处理中的一些难题提出了一些解决的方法，希望能促进工业污水的处理，以及处理后的再利用。
        参考文献：
        [1]彭家盛，工业污废水处理分析及环境治理，《环境与发展》，2019（04）129-130.
        [2]施烨锋，浅谈污水集中处理与分散处理模式，《广东化工》，2019（12）178-179.
        [3]吕文博，刘川工业园区污水处理厂工程设计实例，《城市道桥与防洪》，2019（08）159-160.