當(dāng)前，水資源是世界各國(guó)普遍面臨的急需解決的問(wèn)題之一。大量工業(yè)污水不達(dá)標(biāo)排放，絕大部分生活污水不經(jīng)處理直接排放，廣大農(nóng)村地區(qū)不合理使用化肥、農(nóng)藥等化學(xué)物質(zhì)，對(duì)地表水影響日趨嚴(yán)重。其中工業(yè)污水作為污水排放中的重要組成部分，其危害性一直都是大家所關(guān)注的，同時(shí)這部分污水的處理也是近年來(lái)的研究重點(diǎn)。由于工業(yè)廢水中含有大量有害化學(xué)物質(zhì)，排放之后對(duì)人民生活和社會(huì)環(huán)境的負(fù)面影響深遠(yuǎn)。近年來(lái)，工業(yè)污水排放造成的水污染事件層出不窮，造成相關(guān)居民的健康惡化，癌癥病人增加等等問(wèn)題。大量工業(yè)污染事件的頻繁出現(xiàn)，說(shuō)明了工業(yè)污水治理的不足。工業(yè)廢水的綜合治理已成為當(dāng)代環(huán)境工作亟待解決的重大問(wèn)題之一。

 

工業(yè)污水的各種污染物中，有機(jī)污染物，尤其是高濃度有機(jī)污染物，不僅在水中存在時(shí)間長(zhǎng)、遷移范圍廣，而且危害大、處理難度大，一直是環(huán)保領(lǐng)域的一個(gè)重要研究課題。高濃度有機(jī)污染物主要產(chǎn)生于有機(jī)合成相關(guān)工藝，主要集中在有機(jī)化工、制藥、農(nóng)藥、染料、印染、造紙、焦化、炸藥等行業(yè)。由于高濃度有機(jī)廢水污染物成分復(fù)雜，有機(jī)物種類(lèi)多并且濃度高，pH值變化大，SS、COD、NH3-N高，含鹽量高，氣味重及色度深，而且大多含有生物抑制性物質(zhì)，具有一定毒性從而導(dǎo)致其可生化性差，使之成為一種較難處理的高濃度難降解的有機(jī)廢水。2005年我國(guó)農(nóng)藥生產(chǎn)總量首次達(dá)到173萬(wàn)噸，超過(guò)美國(guó)一躍成為世界第一的農(nóng)藥生產(chǎn)大國(guó)。截止2007年底，我國(guó)制藥行業(yè)共有原料藥和制劑生產(chǎn)企業(yè)4682家。制藥工業(yè)作為污染嚴(yán)重企業(yè)已被國(guó)家環(huán)保規(guī)劃列為重點(diǎn)治理的12個(gè)行業(yè)之一，制藥工業(yè)產(chǎn)生的廢水也成為環(huán)境監(jiān)測(cè)治理的重中之重，嚴(yán)格治理制藥行業(yè)的污水已刻不容緩。國(guó)家對(duì)高濃度有機(jī)污水產(chǎn)生的相關(guān)領(lǐng)域的重視程度也日益加強(qiáng)，國(guó)家環(huán)保部從2010年7月1日起對(duì)于制藥、化工、造紙等行業(yè)試行新的更加嚴(yán)格的廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，并從2011年7月1日起正式執(zhí)行。利用目前國(guó)內(nèi)制藥、化工等行業(yè)普遍采用的傳統(tǒng)的污水處理工藝技術(shù)，很難達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的排放指標(biāo)。因此，高濃度有機(jī)廢水處理和排放問(wèn)題，已經(jīng)嚴(yán)重影響和制約了這類(lèi)行業(yè)的生產(chǎn)和發(fā)展，有的甚至影響了部分企業(yè)的生存。綜上所述，針對(duì)目前高濃度有機(jī)污水處理技術(shù)的革新勢(shì)在必行，這也促使了我們?cè)谶@一領(lǐng)域的不斷前進(jìn)。

 

 

 礦化處理有機(jī)廢水是指有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為礦物質(zhì)，比如水、二氧化碳和無(wú)機(jī)鹽等。礦化處理有機(jī)廢水技術(shù)是一項(xiàng)高新技術(shù)，該技術(shù)利用添加劑和促進(jìn)劑等，產(chǎn)生一定的能量破壞污染物分子的化學(xué)鍵，使污染物分子斷裂，由大變小，最終把污染物分子中的碳轉(zhuǎn)化為二氧化碳，氮和磷等污染物轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)鹽，使廢水中的有機(jī)物質(zhì)完全降解，從而消除污染物，降低工業(yè)廢水中的COD和氨氮值，最終提高水質(zhì)達(dá)到排放要求。

 

 工業(yè)廢水的成分復(fù)雜，通常含有大量的有害化學(xué)物質(zhì)，有害污染物的濃度高，鹽度高，酸堿度高；這“三高”水排放到河流與湖泊中，增高了原有水系的有機(jī)物、鹽和酸堿度，也就打破了原有的平衡。危害水系中生物的生存.對(duì)于這些“多余”的物質(zhì)，有的本身就是水系中生物的毒物，有的因?yàn)闈舛雀叱蔀樗抵猩锏亩疚铩Ｋ�，這“三高”水能夠致死自然界中的微生物，難以被自然界降解，嚴(yán)重危害環(huán)境，而且可能長(zhǎng)期危害環(huán)境。礦化降解有機(jī)廢水技術(shù)是根據(jù)廢水中有機(jī)物的種類(lèi)以及存在方式，結(jié)合污水的鹽度以及pH值條件，采用不同的方法，有針對(duì)性的添加適當(dāng)?shù)拇龠M(jìn)劑和添加劑，從而使得水中的有機(jī)污染物高效率的礦化降解，減少或者消除污水中的有機(jī)污染物，同時(shí)也可以把廢水中的氨氮以及有機(jī)磷等轉(zhuǎn)化為無(wú)害的礦物質(zhì)。通過(guò)此項(xiàng)技術(shù)，不需要附加其他處理設(shè)施，無(wú)需對(duì)高濃度有機(jī)污水無(wú)效的生化處理技術(shù)一步就可以達(dá)到去除大部分有機(jī)污染物的效果，使COD達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。處理后的高濃度有機(jī)廢水基本上可以達(dá)到不再含有有機(jī)物或者與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求相符。

 

礦化處理技術(shù)作為一項(xiàng)高新的處理高濃度有機(jī)廢水的技術(shù)，主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

 

1.礦化處理有機(jī)廢水技術(shù)可以把廢水中的有機(jī)物分解，不產(chǎn)生淤泥和二次污染物。

 

2.幾乎可以降解廢水中的各種有機(jī)物，尤其是高濃度的有機(jī)廢水；還可以處理含有較高濃度鹽的有機(jī)廢水。

 

3.氣溫的變化對(duì)該技術(shù)的處理效果影響較小，炎熱的夏天和寒冷的冬季都可以降解廢水中的有機(jī)物。

 

4.該方法工藝性能穩(wěn)定，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便。工藝流程短, 處理單元少；投資少，具有實(shí)用性。

 

 

3.1 DNT和TNT廢水的處理

 

二硝基甲苯（dinitrotoluene，簡(jiǎn)稱(chēng)DNT），作為多種化工產(chǎn)品的重要中間體，廣泛的應(yīng)用于醫(yī)藥、染料、炸藥以及高分子材料工業(yè)中。在二硝基甲苯的制備和精制洗滌過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的呈堿性有機(jī)廢水，又稱(chēng)DNT廢水，該廢水成分異常復(fù)雜，廢水含有的芳香族硝基化合物結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，在自然界中很難降解，殘留時(shí)間長(zhǎng)，并具有致癌性、生物毒性，且在降解過(guò)程中很易產(chǎn)生其它毒性更大的中間產(chǎn)物。鑒于這些問(wèn)題，國(guó)家對(duì)DNT堿性廢水有著嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定廢水中硝基苯類(lèi)化合物的含量不得超過(guò)5.0mg/L。目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于此類(lèi)廢水處理的技術(shù)有很多，但大多存在處理費(fèi)用高，處理效率低等問(wèn)題。而該技術(shù)可以有效地降解含有硝基化合物的廢水。比如DNT的生產(chǎn)廢水，處理結(jié)果見(jiàn)表1。由表中可見(jiàn)，DNT的生產(chǎn)廢水的COD大約為2410mg/L，通過(guò)添加相應(yīng)的促進(jìn)劑礦化處理2個(gè)小時(shí)以后，COD降至50mg/L以下，硝基類(lèi)化合物的含量由437 mg/L降至0.17 mg/L，兩項(xiàng)指標(biāo)均完全達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，處理前后污水無(wú)論是色度還是氣味都發(fā)生了極大地改變，在處理過(guò)后紅色的污水完全清澈透明了，并且沒(méi)有淤泥產(chǎn)生。

表1 礦化降解生產(chǎn)DNT的廢水結(jié)果（處理量17 Kg）*

廢水	外觀		COD (mg/L)		硝基化合物（mg/L）
	處理前	處理后	處理前	處理后	處理前	處理后
DNT酸性廢水	紅橙色	無(wú)色透明	2410	47.8	437	0.17
綜合DNT廢水	紅色	無(wú)色透明	1260	70	-	0.9
DNT堿性廢水	深紅色	無(wú)色透明	3840	85	688	0.7

注：廢水與相應(yīng)數(shù)據(jù)采集自**兵工廠

 

3.2傳統(tǒng)石油化工行業(yè)污水

 

石化行業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的風(fēng)向標(biāo)企業(yè)，它的快速發(fā)展直接影響著人民的日常生活，也關(guān)系著國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。石油化工及其下游化工產(chǎn)業(yè)由于其分布廣，產(chǎn)品類(lèi)型多，產(chǎn)生的工業(yè)污水也各不相同，有較易通過(guò)生化技術(shù)處理的，也有難處理的高濃度有機(jī)污水。我們從中海油天津下屬的企業(yè)采集了三種不同的水樣，W1污水（主要污染物聚丙烯酸），W2污水（主要污染物氨基磺酸），二沉池水，（包含了W1、W2以及食堂的污水)，分別是根據(jù)各種不同類(lèi)型的廢水中的主要污染物組分采用相對(duì)應(yīng)的礦化處理技術(shù)，三種污水的處理方法和處理結(jié)果如下：

 

表2 礦化處理W1、W2和二沉池廢水的結(jié)果

廢水類(lèi)型	外觀		COD (mg/L)		處理時(shí)間/h	處理成本（元/噸）
	處理前	處理后	處理前	處理后
W1廢水	渾濁	無(wú)色透明	956	62.5	2	—3.5
W2廢水	黑色，有懸浮物	無(wú)色透明	415	53.7	2	—5.0
二沉池廢水	渾濁	無(wú)色透明	154	27.3	< 1.0	< 1.0

注：結(jié)果采集自中海油天津下屬化工企業(yè)

 

3.3超高濃度有機(jī)廢水

 

在羥乙基纖維素生產(chǎn)廢水和樹(shù)脂生產(chǎn)廢水中有機(jī)物的濃度均很高，污水整體呈粘稠狀，COD均在12萬(wàn)mg/L左右，礦化處理該類(lèi)廢水，在處理工藝，處理時(shí)間和噸水處理成本上都有很大的優(yōu)勢(shì)。使用該項(xiàng)技術(shù)，采用一步工藝或結(jié)合一定的預(yù)處理手段即可完成處理過(guò)程。在礦化處理體系中，隨著時(shí)間的延續(xù)，廢水的COD數(shù)值不斷下降，最終COD的去除率均可以達(dá)到99%以上。

 

表3 羥乙基纖維素生產(chǎn)廢水，樹(shù)脂生產(chǎn)廢水處理結(jié)果

	羥乙基纖維素生產(chǎn)廢水COD(mg/L)		羥乙基纖維素生產(chǎn)廢水稀釋10倍COD (mg/L)		樹(shù)脂廢水COD(mg/L)
	130,000		13,000		120,000
	第一次	第二次	第一次	第二次	第一次
一段時(shí)間后	210	110	78	88	130
去除率	99.80%	99.90%	99.40%	99.30%	99.00%

注:廢水?dāng)?shù)據(jù)來(lái)自杭州某化工廠

 

3.4制藥行業(yè)廢水

 

化學(xué)原料藥產(chǎn)品的生產(chǎn)特點(diǎn)是流程長(zhǎng)，反應(yīng)復(fù)雜，副產(chǎn)物多，反應(yīng)原料常為溶劑類(lèi)物質(zhì)或環(huán)狀結(jié)構(gòu)的化合物，使得廢水中污染物組分繁雜，含量高、COD值高、有毒有害物質(zhì)多，生物難降解物質(zhì)多，這類(lèi)廢水往往治理難度大且處理成本高，是廢水治理中的難點(diǎn)和重點(diǎn)。醫(yī)藥行業(yè)尤其是原料藥生產(chǎn)企業(yè)的廢水排放情況甚至關(guān)系到企業(yè)的生死存亡。尋求有效的廢水處理技術(shù)已成為制藥和環(huán)保企業(yè)攻克的重要課題。

 

由于制藥產(chǎn)品種類(lèi)繁多，生產(chǎn)工藝和管理水平差別較大，使得污水處理方法各不相同，也要求利用不同的處理工藝?yán)酶髯缘奶攸c(diǎn)來(lái)解決實(shí)際的問(wèn)題。本技術(shù)針對(duì)不同類(lèi)型的高濃度有機(jī)制藥廢水，不斷調(diào)整促進(jìn)劑以及相關(guān)處理參數(shù)，使得廢水處理效率、能耗以及費(fèi)用大大降低，為經(jīng)濟(jì)、有效的處理制藥廢水開(kāi)辟了新途徑。

 

表4 礦化降解生產(chǎn)制藥綜合廢水結(jié)果*

廢水成分	外觀		COD (mg/L)		PH		NH3-N(mg/L)
	處理前	處理后	處理前	處理后	處理前	處理后	處理前	處理后
硅醇、甲醇、N-N-二甲基乙烯胺等	黃黑色，粘稠狀	無(wú)色透明	160,000	850	4-5	7-8	800-900	58
水洗原母（紫脲酸、亞硝酸鈉、醋酸鈉等）	棕黑色	無(wú)色透明	47,000	960	1.99	7-8	763	42

注：廢水?dāng)?shù)據(jù)來(lái)自河北某制藥廠

 

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