摘要:随着改革开放进程的加快,我国的工业建设迅猛发展,人口急剧增加,从而造成了用水需求量的增大,水资源的短缺。目前我国的工业生产仍然是粗放型的,资源的使用率低,能耗大,污染严重,预防与治理的系统不完善。工业废水的处理有很多不能令人满意的地方,同时,由于工业废水没有得到恰当处理,被直接排入水中,因此造成了严重的环境污染,从而极大的影响到城市经济的发展。笔者认为解决水资源问题的最有效方法是加强对工业废水的监测、处理。
关键词:工业废水;常规处理方法
引言
环境保护是我国的一项基本国策。我国实行“防治结合,预防为主,综合治理”的方针,这一方针对防治污水污染同样适用。20世纪90年代以来,世界各国对环境保护与经济发展之间的关系有了新的认识,认识到工业废水污染防治必须由过去的侧重末端治理的方 针,转变为对工业生产全过程进行控制,只有通过实施清洁生产,才能促进环境与经济协调发展,促进工业持续发展。尤其结合高新技术的发展,不断提高废水治理技术水平,将是21世纪我国工业废水治理的主要发展方向。
1、我国水资源的现状
1.1 人均占有量少
虽说我国水资源总量在世界排名第6位,达到了28000多亿m3,但是我国人口数量大,根据最新的第六次全国人口普查主要数据显示我国人口约13.7亿,也就是说我国人均水资源占有量仅2000m 3,仅为世界平均水平的2/9,而且西北以及我国中原地区严重缺水,多达12 个省市的人均水资源的占有量低于联合国可持续发展委员会的 1750m3的紧张线,华北等地由于过度开采地下水导致地面塌陷。严峻的水资源形势,不利于我国的可持续发展。
1.2 工业用水量大、污染严重
自改革开放以来,各种工业在我国如雨后春笋般地涌现出来,国外低效益高污染企业也大量进入,在促进经济发展的同时,对水环境也造成了严重的污染。
首先,工业用水量大。目前我国工业用水量占全国总取水量的20%以上,特别是造纸行业与冶金行业。
其次,工业用水的污染严重,我国全年废水的排放量达670亿m3,其中约70%是属于工业废水,从目前来看,工业上对水资源的利用还处于粗放式状态,水资源的利用效率极低。统计还表明,我国工业万元增加值用水量是发达国家的5-10倍,水的重复利用率为50%,而发达国家已达85%。
2、工业废水对环境的污染
2.1 含无毒物质的有机废水和无机废水的污染
有些污染物质本身虽无毒性,但由于量大或浓度高而对水体有害。例如排入水体的有机物,超过允许量时,水体会出现厌氧腐败现象;大量的无机物流入时,会使水体内盐类浓度增高,造成渗透压改变,对生物(动植物和微生物)造成不良的影响。
2.2 含有毒物质的有机废水和无机废水的污染
例如含氰、酚等急性有毒物质、重金属等慢性有毒物质及致癌物质等造成的污染。致毒方式有接触中毒(主要是神经中毒)、食物中毒、糜烂性毒害等。
2.3 含有大量不溶性悬浮物废水的污染
例如,纸浆、纤维工业等的纤维素,选煤、选矿等排放的微细粉尘,陶瓷、采石工业排出的灰砂等。这些物质沉积水底有的形成“毒泥”,发生毒害事件的例子很多。如果是有机物,则会发生腐败,使水体呈厌氧状态。这些物质在水中还会阻塞鱼类的鳃,导致呼吸困难,并破坏产卵场所。
2.4 含油废水产生的污染
油漂浮在水面既损美观,又会散出令人厌恶的气味。燃点低的油类还有引起火灾的危险。动植物油脂具有腐败性,消耗水体中的溶解氧。
2.5 含高浊度和高色度废水产生的污染
引起光通量不足,影响生物的生长繁殖。
2.6 酸性和碱性废水产生的污染
除对生物有危害作用外,还会损坏设备和器材。
3、工业废水的处理方法
3.1 物理法
物理法是借助物理的作用去除废水中污染物质的技术。物理法不改变废水的化学性质,是在处理的过程中通过某种特定的机械装置,利用物理的原理,使废水中不易溶解的有害物质分离,以减少对环境的影响。物理处理法是贯穿于水资源利用的整个过程的,工业用水的水质 和水量在生产过程中因为不断的被消耗而发生变化,在这个过程中,可以对水质和水量进行调解,使其达到利用的最佳状态,减少对水资源的污染。
目前成熟的物理法有:重力分离,工业废水中所存在的部分杂质由于密度较大的缘故会沉于水底,这样很容易就能够被分离出来。浮力分离,同重力分离的原理一样,根据分散相物质的亲水性强弱和密度大小,浮力浮上法可分为自然浮上法、气泡浮上法和药剂浮选法,都可使密度小的杂质上浮,从而处理掉。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆体积分离,对与悬浮与水体中密度与水体相同,但是体积较大的杂质,通过过滤方式可以处理掉。磁力分离,磁性污染物可直接通过磁场去除;非磁性污染物需投加磁粉接种后,才能通过磁场去除。一般用于去除废水中的悬浮物及沉淀法难以分离的细小悬浮物和胶体。
3.2 化学法
化学法是利用化学反应的原理和方法改变水中污染物的物理性质或化学性质,进而从水中将污染物去除的技术。物理处理方法只是去除了废水中的杂质,并没有改变水的性质,其污染的根源性还存在于水中,需要用化学的方法来做进一步的处理。
在化学处理中常用的方法是氧化还原法,可以将溶解于废水中的有毒物质转化为微毒或者无毒的物质,在工业废水中重金属离子是最重 要的污染物有Hg2+、Pb2+、cr3+、cu2+、zn2+、As3+、Ni2+、Cd2+等,即使微量存在也能引起严重的后果。对各种有毒物质的分解常用的化学方法是电解法,对于一些电极的电位为负的金属,例如废水中的镍离子(Ni2+)、铬离子(cr6+)和贵金属Au、Ag等的去除和回收,我们一般采用电渗析电解法从镀镍废水中回收金属镍。还可以通过电解氧化来处理 一些工废水中所含有得卤代苯类化合物、稠环芳烃、多氯联苯、木质素、酚类化合物、单宁和其他产生色和臭味的物质。电解含氯废水时,产生HCLO和少量更高价的氯酸盐。会发生如下变化:
2Cl--2e→CL2
CL2 +H2O→HCLO+HCL
12CLO -+ 6H20-12e→4HCLO3 + 8HCL+302
电解过程产生H202或•0H,H202和•OH均有强杀菌作用。
一般情况下,电解法所消耗的资源太大,对比而言,光氧化法就显得更为节能。这种方法是利用强烈的可见光或者紫外线是工业废水中的各种物质发生反应,以O3、H2O2、O2和空气等作为氧化剂,将其氧化作用和光化学辐射相结合,产生氧化能力很强的自由基,其氧化效果比单独使用UV和O3要好得多,这是目前光氧化法研究中效果最好的方法。
另外对工业废水的氧化方法还包括利用微波和超声波的方式,属于近来新型的技术,被广泛应用于轻工业领域的废水处理。
3.3生物法
生物法是利用微生物(细菌、霉菌及原生动物等)特有的功能(如代谢作用)吸附、降解废水中的有机污染物,将废水中呈溶解、胶体以及微细悬浮状态的有机物、有毒物等污染物质,转化为稳定、无害的物质的废水处理方法 。
常用的方法有活性污泥法、生物膜法与厌氧法。活性污泥法是通过在充分供氧的条件下,使废水与存在于活性污泥中的微生物接触,这些微生物将把工业废水中的有机物作为食料,消耗掉并迅速生长繁殖,再进一步消耗有机物,使废水得以净化,这是现在得到最广泛使用的生物处理法。生物膜法是指给废水一个特定的流通渠道,而这些渠道上铺满了各种杂质,这些杂质上吸附着各种微生物,当废水流过使,这些微生物就会吸附和降解存在于废水中的有机质,最后使水得到净化,但是流水通道上会形成污泥状的生物膜,最后脱落,流入废水沉定池。厌氧法指在无分子氧条件下通过厌氧微生物的作用,将废水中的各种复杂有机物分解转化成甲烷和二氧化碳等物质的过程。这样的转化可谓一举两得,在处理工业废水的过程中还可以获得沼气,如果充分利用起来,又将是一种不可多得的资源。所以,就目前而言,它是处理高浓度有机废水的最好的方法。
3.4 组合工艺
工业生产往往在用水过程中会加入各种物质产生多种污染物质,同时我国的排放标准日趋严格,因此,许多工业废水不可能仅依靠单一的处理方法就能解决污染问题,需要根据污染物的种类与性质,有针对性的采用不同的组合工艺,通常的组合工艺路线如下:
预处理系统→生化处理系统→深度处理系统
预处理系统主要采用物理或化学法,也可以是物理法和化学法的组合;生化处理系统主要采用生物法好氧法、厌氧法,或者是二者组合,比如氨氮含量高的废水,我们通常采用厌氧+好氧的组合工艺(A /O 法);深度处理系统近年来发展迅速,深度处理的目的是达到废水循 环使用,根据循环水的用途也需要采用不同的处理单元组合。
4、总结
对工业废水的处理的方法还有很多需要优化的地方,我们在今后的工作中可以把物理、化学、生物的处理方法有效地相结合,各取其长,避开其短,实现在对环境友好的前提下降低工业废水处理成本的,还可以得到我们想要的资源。因此将来更好的方法还需要后续的研究者做更多的探索。
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论文作者:彭健
论文发表刊物:《基层建设》2018年第22期
论文发表时间:2018/9/12
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