化工废水处理技术探讨

（盘锦市绿色发展服务中心，辽宁 盘锦 124000）

一、难生物降解有机物的定义

难生物降解有机物是指在好氧条件下，利用自然界存在的一般微生物很难降解的有机物，或在污水处理厂，好氧生物处理设备难于去除的有机物。所谓生物难降解是相对于易生物降解而言的，“难”、“易”是针对所在的体系而言的。对于自然生态环境系统，如果一种化合物滞留可达几个月或几年之久，被认为是难于生物降解；对于人工生物处理系统，如果一种化合物经过一定的处理，在几小时或几天之内还未被分解或消除，则同样被认为是难于生物降解的。形成化合物难于生物降解的原因有两方面，一是由于化合物本身的化学组成和结构，使其具有抗降解性；二是其存在的环境因素，包括物理因素(如温度、化合物的可接近性等)、化学因素(如pH 值、化合物浓度、氧化还原电位、协同效应等)、生物因素(如适合微生物生存的条件、足够的适应时间等)阻止其降解。

二、难生物降解废水的处理技术

目前，有机物的去除主要是生物处理法，但其中部分有机物不易生物降解，需要采用适当的预处理手段，使有碍于生物降解的物质减少浓度或从水中去除，或使不利于生物降解的官能团、化学键发生变化。各国治理难生物降解有机污染物的方式各不相同，目前常用的处理方法有物理化学法、高级氧化法、生化法等。

（一）物理化学法

吸附法，利用多孔介质(如活性炭、磺化煤、树脂等)吸附废水中的有机污染物，从而使废水得到净化，饱和的吸附介质需做进一步处理而再生重复使用。溶剂萃取法，利用难溶或不溶于水的有机溶剂与废水接触，萃取废水中的非极性有机物，再对负载后的萃取剂进一步处理。近年来，为了避免有机溶剂对环境的污染，又开发了超临界二氧化碳萃取。该法简单易行，适于处理有回收价值的有机物，但只能用于非极性有机物，被萃取的有机物和萃取后废水需要进一步处理，有机溶剂还可能造成二次污染。萃取只是一个污染物的转移过程，而非真正的降解。

膜分离法包括超滤、纳滤、反渗透等技术，是利用选择渗透膜来分离溶液中的溶剂与溶质表面的。纳滤膜孔径远小于超滤膜，当溶剂浓度较低时纳滤膜适用。对于阴离子表面活性剂所选膜材料应用带有阴离子型或负电性较强的材料。寻找高效高渗透膜和提高处理量，并解决膜污染是关键。其他处理难降解有机污染物的物理方法还有蒸馏法、浮选法、反渗透法等。虽然物理方法可暂时去除废水中的有害物质，但这些有害成分并未得到根本治理，需进一步处理获回收利用。

（二）高级氧化法

难生物降解有机污染物的处理一直是环保领域的一个重要课题。现代工业的发展使含有高浓度难生化降解有机污染物的工业废水日益增多，常规的物理、化学、生物方法难以满足净化处理在技术和经济上的要求，这类废水的处理技术成为研究的热点。随着研究的深入，高级氧化技术应用而生，且已获得了显著的进展。高级氧化技术又称深度氧化技术，其基础在于运用电、光辐照、催化剂，有时还与氧化剂结合，在反应中产生活性极强的自由基(如•OH)，再通过自由基与有机化合物的加合、取代、电子转移、断键等，使水体中的大分子难降解有机物氧化降解成低毒或无毒的小分子物质，甚至直接降解为CO2 和H2O，接近完全矿化。目前的高级氧化技术主要包括化学氧化法、电化学氧化法、湿式氧化法、复合催化氧化法、超临界水氧化法、光催化氧化法和超声波法等。

（三）生化法

厌氧生化法，一些在好氧条件下不能解决的有机物可被厌氧菌降解，厌氧菌降解有机物虽然不彻底，但能被其降解的有机物范围很广。目前尚采用A/O 法处理难降解的工业废水。A 段(厌氧)的功能是将大分子变为小分子，使A 段出水的BOD5/CODCr 值提高；再O 段(好氧)小分子被无机化。此法广泛使用于印染废水的脱色和提高废水的BOD5/COD 的比值。以厌氧生化处理作为高浓度难降解有机废水综合处理系统中的一个单元已有广泛的应用。但有些工业废水污染物组成复杂，高浓度难降解有机废水中的有害物质使得微生物无法工作，甚至中毒死亡，采用A/O 法有时也难以凑效，需要其他的与处理方法，减少污水的毒性。高效微生物法，是采用生物工程人工培育的高效菌群，由各种性质不同的专用菌组成，不同菌种具有降解不同化学性质的难生物降解有机物的能力。目前高效微生物在国外已开始商品化。高效微生物的实用化将大大加强现有的生物处理工艺，并使难生物降解的废水得到有效和经济的治理。固定化细胞及基因工程，也称固定化微生物技术，是指通过化学或物理的方法将游离的细胞或微生物加以固定，使之不悬浮于水中，但仍具有高生物活性固定生长体的一项新技术。该技术可将筛选出的优势菌种或微生物加以固定，从而构成一个高效的废水处理系统，与传统的悬浮生物处理法相比具有处理效率高、稳定性强、产泥量少、无污泥膨胀、固液分离效果好、装置容积小等优点。20 世纪70 年代末80 年代初，人工强化的固定化微生物才引起人们的注意，人为的将特定微生物封闭在高分子网络载体内，使那些具有高活性的，但又不容易形成沉降性能良好的絮体或生物膜的微生物固定在载体中，并提高生物反应器中的微生物浓度。微生物固定化技术与高效微生物的结合使用将使高效微生物的实用化更加完善，但目前高效微生物主要靠国外进口，国内尚无生产。

三、结论

（一）对化工废水这种难生物降解的有机物处理的方法可以归纳为以下三种：(1)采用适当的预处理手段，使不利于生物降解的官能团、化学键发生变化。(2)投加和固定能分解难降解有机物的特性微生物。(3)发展生化处理与物理处理的协同作用，提高生化处理的适应性及处理能力。

（二）由于化工有机废水的生物难降解性和成分的复杂性，单一的生化或物理化学处理技术常常难以达标排放，因此高效、经济、运行稳定可靠、工艺简单的组合水处理技术是化工废水处理新技术研究的重要方向。