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［摘要］隨著化工行業(yè)的發(fā)展,工業(yè)廢水的數(shù)量日益增多,成分也日趨復(fù)雜,對(duì)大量的工業(yè)廢水如不能很好地處理，勢(shì)必導(dǎo)致水體的嚴(yán)重污染，危害環(huán)境。簡述了化工廢水對(duì)水體的污染狀況，并剖析化工廢水的特點(diǎn)、來源及處理方法。混凝沉降法是目前最常用的水處理方法，闡述了混凝劑的分類、原理及應(yīng)用。

［關(guān)鍵詞］化工廢水；有機(jī)物污染物質(zhì)；難以降解；廢水處理技術(shù)；混凝沉降法

0引言

隨著化工行業(yè)的發(fā)展，工業(yè)廢水的數(shù)量日益增多，成分也日趨復(fù)雜，對(duì)大量的工業(yè)廢水如不能很好地處理，勢(shì)必導(dǎo)致水體的嚴(yán)重污染，危害環(huán)境［1］。化工廠在產(chǎn)品加工過程中會(huì)排放出大量的有毒有害、結(jié)構(gòu)復(fù)雜和生物難以降解的有機(jī)污染物質(zhì)，處理過程中，存在極大的困難，并且治理成本高、過程復(fù)雜，我國工業(yè)廢水綜合治理問題一直未能從根本上得到解決［2］。因此高效、低成本處理化工廢水的新工藝、新技術(shù)是目前研究的重點(diǎn)內(nèi)容。

1化工廢水概述

在我國工業(yè)生產(chǎn)迅速崛起的同時(shí)，環(huán)境污染成為行業(yè)面臨的重大難題。我國大部分水源應(yīng)用在了工業(yè)方面，工業(yè)廢水的排放在污水排放列表中名列前茅。工業(yè)廢水的排放直接或間接地影響了我國各大江河湖泊的水質(zhì)，其中化工廢水的排放約占全國污水排放量的一半以上。按照污染物的種類來分，化工廢水主要分為3大類：有機(jī)廢水、無機(jī)廢水和既含有機(jī)物又含無機(jī)物的廢水［3］。這些不同種類的廢水卻有相同的特征：①水質(zhì)的成分復(fù)雜，含污染物濃度較高。化工廢水中出現(xiàn)的最常見的污染物質(zhì)是溶劑類化合物和有機(jī)高分子化合物。這類物質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，很難降解，增加了廢水的COD值。②溫度高。化工工藝一般是在高溫下進(jìn)行的，所產(chǎn)生的廢水一般溫度較高，形成水域熱污染。③有毒有刺激性。工業(yè)所排放的有機(jī)物包括苯類、有機(jī)氯、硝基化合物、有機(jī)汞、多環(huán)芳烴、醛類等致癌物質(zhì)，無機(jī)物含有Hg、Cd、Pb、Gr等重金屬離子，這類物質(zhì)對(duì)菌類有抑制作用，對(duì)人體有直接危害。④水量、水質(zhì)變化大。在化工生產(chǎn)過程中，有的是連續(xù)生產(chǎn)，也有很多是間歇性生產(chǎn)，不同時(shí)間段所排放的廢水種類、水量波動(dòng)比較大。⑤水質(zhì)含油污量較高。石油化工廠排放的污水加重了含油物質(zhì)的含量，現(xiàn)很多工業(yè)生產(chǎn)排放的污水都有一層油類物質(zhì)漂浮，加重了水質(zhì)的污染程度。⑥富含營養(yǎng)化物質(zhì)。工業(yè)廢水常常會(huì)含有N、P等化合物，會(huì)造成水質(zhì)富營養(yǎng)化，致使魚類大量死亡，使水質(zhì)中的微生物及藻類大量繁殖。⑦污染后難恢復(fù)。一般被工業(yè)廢水污染過的生態(tài)水域，需要長時(shí)間恢復(fù)，對(duì)于被生物富集的重金屬，即使停止污染物排放，仍很難消除污染狀態(tài)。化工廢水的來源主要有以下7種途徑：①生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢水。這類化工廢水一般是由汽提、蒸汽蒸餾、酸（堿）洗等過程排放出來的。②清洗生產(chǎn)設(shè)備。化工生產(chǎn)所使用的設(shè)備、管道、容器等需要定期定時(shí)清洗，其殘留的化工物料會(huì)隨著清洗水排放，形成廢水。③生產(chǎn)過程中原料和產(chǎn)品的流失。在化工生產(chǎn)和原料、產(chǎn)品運(yùn)輸?shù)冗^程中，會(huì)有一部分物料、產(chǎn)品損失，再經(jīng)過風(fēng)暴雨雪的沖刷，形成廢水。④未反應(yīng)完的原料。在生產(chǎn)過程中，原料由于自身純度和反應(yīng)條件的限制，化學(xué)反應(yīng)不完全而產(chǎn)生的廢料、廢物。對(duì)于需要經(jīng)過幾個(gè)步驟來完成的工藝，原料的損失會(huì)更大。這些未反應(yīng)完全的原料，被循環(huán)或沖刷等過程進(jìn)入水體，形成廢水。⑤副產(chǎn)物的生成。實(shí)際生產(chǎn)中，難免會(huì)有很多副產(chǎn)品生成，雖然量不是很大，但其成分一般比較復(fù)雜，不容易處理，作為廢液排放。⑥生產(chǎn)管道、設(shè)備等泄露。由于管道或設(shè)備密封不嚴(yán)，在化工生產(chǎn)或物料運(yùn)輸過程中，造成泄露，形成廢液。⑦冷卻水。冷卻完物料，排放冷卻水時(shí)會(huì)帶走少量物料形成污染；在冷卻時(shí)，會(huì)在水中投加水質(zhì)穩(wěn)定劑，形成污染；間接冷卻，循環(huán)過后冷卻水溫度升高，形成熱污染。

2化工廢水主要處理技術(shù)

我國化工種類繁多，化工產(chǎn)品達(dá)萬種之多，故化工廢水的污染物質(zhì)也是多種多樣的。我國目前研究的處理廢水的方法，主要有以下幾大類：①物理法。物理法是廢水處理中最簡單的一種方法。主要包括沉淀法、過濾法、調(diào)節(jié)法、氣浮法等。一般用于處理廢水中的懸浮物及部分膠體。物理法運(yùn)行成本較低，設(shè)備簡單，效果穩(wěn)定，管理方便，但是只能對(duì)廢水進(jìn)行初步預(yù)處理，對(duì)于可溶性污染物質(zhì)沒有凈化作用。②化學(xué)法。化學(xué)法主要包括酸堿中和法、電解法、化學(xué)氧化還原法、化學(xué)沉淀法等。化學(xué)法是水處理中常用的一種方法，它利用一些化學(xué)反應(yīng)，對(duì)污染物進(jìn)行分解、反應(yīng)、沉淀等，使其對(duì)水體的危害降低。③物理化學(xué)法。物理化學(xué)法比較常用的是萃取法、混凝沉淀法、離子交換法、膜分離法、吸附法等。是先采用物理的方式沉降一些懸浮物小顆粒、膠體類物質(zhì)，再采用化學(xué)的方法消除一些可溶性污染物質(zhì)。該方法是物理法和化學(xué)法的有機(jī)結(jié)合，對(duì)水處理的效果非常明顯。④生物處理技術(shù)。生物法是利用微生物降解作用進(jìn)行水處理的一種效率高、成本低的廢水處理方法，但是它對(duì)處理的水質(zhì)要求比較高，故一般與其他預(yù)處理技術(shù)聯(lián)合使用。

3常用水處理方法———混凝沉降法

混凝沉降法是目前最常使用的化工廢水處理方法，在很多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。混凝劑的選擇直接決定了混凝效果的好壞，從而影響到水處理的效果。現(xiàn)階段最常用的混凝劑主要是鋁鹽、鐵鹽等無機(jī)混凝劑［4］。混凝劑的種類多種多樣，按照混凝劑的作用機(jī)制大致可分為3類：絮凝劑、凝聚劑和助凝劑［5］。按照混凝劑的化學(xué)性質(zhì)劃分，可分為無機(jī)混凝劑、有機(jī)混凝劑和微生物混凝劑。目前應(yīng)用最廣的是高分子混凝劑，包含有聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵、聚合硫酸鋁鐵等。高分子混凝劑比傳統(tǒng)的無機(jī)混凝劑分子量大，用量少，且電中和能力強(qiáng)，它的多核結(jié)構(gòu)使其具有明顯的吸附作用。因此，高分子無機(jī)混凝劑的研究一直是水處理的重點(diǎn)課題。混凝法主要有4種作用機(jī)理：①雙電層壓縮。在廢水中加入鹽類電解質(zhì)，壓縮雙電層，使得分子間的靜電排斥作用減少，兩膠體間距縮短，吸引力增大。當(dāng)加入的藥劑量達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，微粒的動(dòng)能就能超過靜電斥能，使得離子在碰撞時(shí)就會(huì)發(fā)生凝聚、沉降［6］。②化學(xué)-架橋作用。化學(xué)-架橋作用是指混凝劑中的粒子與膠體粒子通過相互橋連作用發(fā)生碰撞時(shí)，形成膠粒-聚合物-膠粒式的化學(xué)架橋，這樣就形成了絮凝體。③吸附-電中和。吸附電中和是膠粒表面電荷對(duì)異價(jià)粒子的吸附作用使其脫穩(wěn)，從而發(fā)生絮凝作用。④網(wǎng)捕或卷掃式。當(dāng)金屬氧化物或金屬鹽作為絮凝劑時(shí)，隨著加入量的增加形成沉淀，這些沉淀對(duì)水中污染物進(jìn)行網(wǎng)捕、卷掃從而混凝沉降。在實(shí)際應(yīng)用中，這4種機(jī)理一般會(huì)同時(shí)使用，只是不同水質(zhì)使用的機(jī)理有主次之分。混凝劑用于處理化工廢水已經(jīng)有很長一段時(shí)間，現(xiàn)已成為工業(yè)廢水處理的重要環(huán)節(jié)。混凝劑最常用于去除廢水中的固體、膠體顆粒物，降低廢水色度等指標(biāo)，也對(duì)重金屬離子及微生物有一定的消除作用。混凝劑可以自成水質(zhì)預(yù)處理系統(tǒng)，也可以與其他處理系統(tǒng)組合，一起發(fā)揮去除水質(zhì)中有毒有害物質(zhì)的功效，為水質(zhì)改善作出最大的貢獻(xiàn)。

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［6］鄭懷禮，陸蘭英，范偉等.聚合氯化鋁的制備及在微污染水處理中的應(yīng)用［J］.化學(xué)研究與應(yīng)用，2012，24（4）：662-629.

作者：馬莉 單位：陽煤集團(tuán)