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城市污水治理中化学技术的应用

发表时间：2020/11/30 来源：《基层建设》2020年第22期作者：赵利芝

[导读] 摘要：城市污水治理工作的开展成效，关系到城市环境的优化及人民生活品质的提升。

        浚县中州水务有限公司河南鹤壁 456250
        摘要：城市污水治理工作的开展成效，关系到城市环境的优化及人民生活品质的提升。目前，化学技术在城市污水治理中得到了较为广泛的应用。化学技术可以规避传统污水处理技术的弊端，显著提高城市污水治理效率，推动我国城市污水治理领域。
        关键词：城市污水；化学技术；应用
        1我国的污水处理现状
        当前阶段，我国整体进行水污染处理技术的应用仍存在一定的问题，并且在实际操作过程中，由于自身技术的不足，导致难以操控对于水源的有效处理。同时，随着我国城镇化发展速度的不断加快，使得大量的人口涌入城市，致使生活废水与工业废水的排水量逐年加大，尤其是当前化学产品的不断应用，也使得水体与之前产生了较大的区别，且废水中的微量元素与化学物质含量也比较高，导致了在进行污水处理的过程当中，无法对其进行简化操作。
        相较于发达国家，我国在环境保护意识方面发展较晚，这也使得我国对于一些污水处理技术并没有研究的十分透彻，只能够引进发达国家的先进经验进行相关处理。但是，由于我国整体的地貌以及风土人情与其他国家并不相同，使得相关技术的应用和传播受到了一定的阻碍。虽然我国颁布了相应的法律法规，也为我国可持续发展做出了前期的铺垫，但我国各个城市在开展相应的水污染处理环节过程当中，却没有依据自身环境的特点以及相关的技术应用方式进行有效治理，这也使得在相关技术开展的过程中，无法有效针对当地实际情况进行处理，进而使得该工程的开展并没有起到自身的作用。
        2化学技术处理城市污水的目的与意义
        现阶段，化学技术在污水处理过程中发挥的作用越来越大，深入总结分析化学技术在污水处理过程中的应用，对于推广相关的技术、提升污水处理效率以及降低污水处理的成本具有非常重要的意义。此外，传统意义上使用的生物和物理污水处理方法能够将污水中含有的无机物和易降解的有机物进行有效处理，但是无法有效处理污水中的难降解有机物。采用化学技术则能够有效消除污水中的难降解有机物，提升污水处理质量。
        随着国民环保意识的逐步提升，污水处理工作的重要性逐渐被群众认识到，推动先进的化学技术在污水处理中的应用，能够显著降低污水处理的成本，提升污水处理质量，对于保护环境和促进城市发展具有较为重要的意义。
        3污水处理中化学技术的应用
        3.1化学除磷技术的应用
        3.1.1无机化学药剂的应用
        硫酸铝是常见的混凝剂，也是除磷中最常用的药剂之一，我国很早就已经开始使用。廖军敏等[1]采用硫酸铝作为化学沉淀剂处理生产生活污水，出水磷含量＜1．0mg/L，符合国家二级污水处理排放标准。刘旭林等[1]采用硫酸铝前置A2/O进行除磷，出水TP达到了GB18918—2002的一级A标准，提高了除磷效果，同时改善了好氧池中的活性污泥沉降性能，并且有利于保持反应池内的稳定性能。冯锦梅[2]采用常用的化学混凝剂对二级生化出水的除磷效果，其中硫酸铝及三氯化铁除磷效果好，硫酸铝优于三氯化铁，可以使得出水TP＜0．5mg/L以下。单一硫酸铝除磷不能达标排放，但是作为二级生化出水不仅基本可以符合国家一级A标准，而且可以改善污泥沉降性能。
        硫酸亚铁是一种用于水处理中较廉价的药剂，溶于水后其Fe2+水解生成水合羟基氧化铁（HFO），HFO可以有效降低或者消除水体中胶体ζ电位，有利于磷酸盐的去除，陈艳莉[2]将工业硫酸亚铁投加于A2/O氧化沟好氧段，提高了除磷效果并且反应器中各段污泥性能不作改变。马玉萍等[3]利用硫酸亚铁对污水厂二沉池出水进行除磷处理效果明显，还得出方程可以对其投加量精确化控制。林进南[4]研究表明，H2O2强化硫酸亚铁对污水中的磷酸盐的去除效果，总磷可以降低到0.5mg/L以下。三氯化铁是污水厂常用的混凝剂，在污水厂通常作为液态投加辅助其他工艺进行除磷。王琳娜等[4]利用三氯化铁辅助SBR系统除磷率达90%，但对有机物和氮的去除有不利影响。秦培等[5]利用三氯化铁改性沸石，研究表明，改性后沸石比天然沸石的除磷率提高了6.2～12.8倍。
        3.1.2有机化学药剂的应用
        聚合氯化铝PAC除磷是化学沉淀、沉淀物吸附、络合物吸附、吸附架桥、网捕等综合作用的结果。利用PAC解决武汉市沌口地区污水总磷超标时，采用PAC与PAM联用效果显著。利用PAC对模拟废水深度除磷率达到94.6%。利用PAC辅助AO工艺除磷效果显著，成本较低。

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        3.2焦化废水深度处理中化学处理技术的应用
        焦化废水是来自各个工艺段的混合污水，成分复杂多变，毒性大，含有较多的难生物降解物质，如酚、氰、脂肪类化合物、杂环化合物以及多环化合物等。除了有机物之外，还有大量无机成分，如硫化物、氰化物、氨氮等。焦化废水中，酚类化合物是原型毒物，对一切生物均具有一定的毒害作用，能够使生物的细胞失去活力，凝固蛋白质。多环和杂环化合物中，很多具有致癌和致突变作用，长时间接触煤焦油、沥青等物质的人患有皮癌、唇癌以及肺癌的概率高。焦化废水如不进行有效的处理和控制，大量有机物将进入水体中，消耗水中的溶解氧，危害水生生物；高浓度的氨氮能够造成水体富营养化，使得水体出现恶臭、水质下降，导致鱼类等生物窒息死亡。
        污水的化学处理技术是利用化学氧化方法对污染物进行降解，进而达到净化水的目的。在焦化废水处理中，应用最多的是高级氧化技术，其利用具有强氧化性能的羟基自由基来氧化污水中的有机污染物，将其降解为二氧化碳和水。此外，还有光催化氧化、电化学氧化、湿式氧化等。
        3.2.1电化学氧化技术
        电化学氧化技术具有氧化能力强、工艺简单、不产生二次污染等优点，在废水处理中有着广泛的应用。有研究者采用该技术处理焦化废水，以PbO2/Ti作为电极，结果表明，电解反应2h后，COD可以从2143mg/L降解到226mg/L，同时大部分氨氮被去除；研究还发现，反应中电解材料、氯化物浓度、pH值等因素对COD和氨氮的去除率均有一定的影响。
        3.2.2催化湿式氧化技术
        催化湿式氧化技术是在高温、高压的条件下，借助催化剂的作用，空气中的氧气溶于水，将悬浮在水中的有机物氧化，最终转化为氮气和CO2等无害物质。湿式催化氧化技术具有氧化速度快、二次污染低、适用范围广等优点。我国已应用该技术对焦化废水处理进行了相关研究。有研究者利用超声空化技术对焦化废水进行预处理，然后利用湿式氧化技术对预处理后的废水进行处理，结果发现COD的去除率可达95.7%。但该技术还存在一些缺陷，如催化剂价格比较昂贵、处理成本高、运行条件严格等，限制了其实际应用。
        3.2.3臭氧氧化法
        臭氧常作为污水的消毒剂来使用，其具有强氧化性，能和污水中的大多数有机物反应，对污水中的酚、氰等物质去除效果较好，此外，还能进行脱色、除臭等。臭氧氧化法污染物去除速度快，多余的臭氧很快会分解为氧气，无二次污染，而且操作简单。但是，其存在投资高、能耗高等缺点，在实际污水处理中应用较少。
        3.3含油污水化学处理技术
        化学法也是重要的codcr去除方法之一，常用的化学方法有氧化法、臭氧氧化法、催化氧化法等几种。其中直接氧化具有选择性，主要是臭氧与含有双键的有机物发生反应，因此对芳香烃类化合物和不饱和脂肪烃作用效果明显；而间接氧化主要是只由臭氧分解生成无选择性的羟基自由基OH，进而与有机污染物反应，去除CODCr。通过臭氧氧化，污水中有机物可降解为小分子的CO2和H2O，同时可将水中有色物质氧化，达到除色的效果。芬顿试剂是指由Fe2+和H2O2组成的氧化体系，在Fe2+的作用下H2O2反应生成羟基自由基OH和Fe3+，OH可降解污水中的有机污染物和硫。同时，生成的Fe（OH）3胶体吸附能力强，对水中污染物可起到絮凝效果。
        4结语
        综上所述，城市污水处理对于我国城市发展具有十分重要的意义，化学处理技术的应用能够促进基础性的污水处理工作，能够推动实现环境保护，并提高我国社会经济以及科技技术的进一步发展。
        参考文献：
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        [2]李洪玺.环保工程污水处理探析[J].清洗世界，2020，36（08）：87+89.
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        [4]杨淑义.废水中重金属离子处理技术研究[J].科技经济导刊，2020，28（27）：58-59.
        [5]蔡依娜.油田污水处理中油田化学剂的应用分析[J].清洗世界，2020，36（08）：33-34.