工业废水处理新技术与新方法的研究

王奕珺

摘要：随着新技术、纳米材料的发展，废水中含有大量难降解和难以处理的有机污染物，其中无机物占比较大。目前我国对工业污水进行深度治理主要是通过一级或二级生化工艺去除有机物。本文针对国内外工业废水处理现状提出一种新型高效化污泥—生物膜法（曝气）和活性炭吸附相结合综合利用技术来实现水质净化效果;并在此基础上结合国外先进经验探索了该新方法在我国的应用前景，为进一步提高污水处理效率提供参考依据及借鉴意义[1]。

关键词：废水概况;处理方法;工程应用

一、引言

随着经济的快速发展，人们对环境造成了一定程度上破坏，水资源短缺，水污染等问题也日益严重。在这个背景下环境保护和节约用水成为当前社会重要任务。新技术、新方法被广泛应用到污水处理过程中去出污泥化是目前废水中常用的一种工艺流程之一——自动化处理废水已经得到广泛运用。通过利用微生物将各种有机污染物转化为无机物来进行有效回收并加以综合利用来对水资源进行再使用，从而达到减少资源消耗及环境污染问题的目的[2]。

二、 我国工业废水概況

（一）我国工业废水的污染状况

1、我国工业废水的污染成分主要是有机物质（如有机物、无机物及粉煤灰，以及其他固体废弃材料）和生物降解性污泥。 目前处理方法比较简单。但是由于技术设备落后，设备老化严重等原因导致了大量污水进入水体后造成二次污染;同时也对环境有一定影响：一方面使水中重金属离子含量升高从而引起水生生态系统失衡而产生危害人体健康的物质积累在水里形成沉淀物、降低水质恶化的趋势加剧[1]。

2、我国工业废水污染的主要来源有：企业生产过程中产生大量污水，其中大部分是生活污水中含有有机物、粉尘等有害物质;这些污染物通过地表径流进入江河造成水体富营养化;工厂排放的废气和固体废弃物直接排入河流，导致环境受到严重影响;在处理后仍未达到国家制定标准要求时将对周围居民及水生物带来危害;工业废水经城市排水管道排出污水，会引起地下水水质恶化、水资源污染等问题[2]。

3、我国工业废水污染主要有两个方面的原因：一方面是由于经济发展，生活水平提高，导致了大量化肥、农药和地膜残留等非点源污染物进入水体而造成水质恶化;另一方面是因为企业生产规模小排放量大，在20世纪90年代后我国开始引进一些国外先进技术来处理污水。但是这些设备都需要经过很长时间才能达到国家制定标准要求的达标率指标才能够使用到实际应用中去[1]。

（二）我国工业废水处理存在的问题

1、我国工业废水处理中存在的问题有： 没有建立统一完善的污水回用系统，大部分企业对污泥和生活垃圾都不进行直接处置，而采用焚烧、填埋等方法将其作为生产原料，这就造成了资源浪费，同时也使得环境受到严重污染。处理工艺落后且运行管理体制不够健全;我国目前大多数工业废水都是经过化粪池后排入附近河道中或渗入地下水的污水厂[2]。

2、对废水的处理不够合理，我国目前的工业污水大多是通过直接排入到附近水域，在这种情况下，水体中存在大量未被开发利用或尚未产生污染，而这些未经充分考虑就排放出会造成环境问题。因此我们要从源头开始进行控制，首先应先建立完善相关法律法规来规范企业行为;其次就是加强环保执法力度和监督制度管理废水处理设施建设的同时也应该对污水厂污染物回收与利用工作作出规定并制定相应标准[1]。

3、我国对工业废水的处理和控制技术还不完善。目前，我国工业污水排放标准较低，大部分是在原污入湖，而水质较差。虽然有一些污染物被去除或利用后直接排进水体中去了但是由于缺乏相应地措施、设备等原因导致这些污染问题仍然存在于生活饮用水水源里;其次就是处理工艺落后使得大量有机物不能得到有效的净化与吸收从而造成二次废水和部分有毒有害物质的产生以及对环境生态平衡破坏等问题[2]。

（三）我国工业废水产生的原因

1、废水中有机物的存在是产生工业废水产生污染因素之一，主要有：含有无机盐、有机物和金属离子等多种有害物质。这些污染物会使水体中原有水质发生变化，甚至导致水中藻类疯长;在处理过程中会释放出大量有毒气体;污水治理成本高、技术要求复杂（包括投资与运行费用较高等特点）由于我国大部分地区的工业废水排放标准不统一且缺乏相应配套设施[1]。

2、废水排放标准低，由于我国水资源总量丰富，但是人均水量与发达国家相比还存在着很大的差距，所以工业生产中产生了大量的污水。其中有很多是没有达到国家要求标准而直接排入水体。例如：在生活用水方面主要表现在用自来水进行洗涤、冲厕等;还有一些企业使用的是含有机物如粉尘颗粒和氮氧化物等排放不达标造成水质污染严重超标水甚至出现黑沉淀现象导致二次污染问题[1]。

3、我国废水处理技术落后的原因，中国在改革开放后，工业发展迅速，经济水平提高，人民生活质量改善。但是随着人们环保意识和环境标准要求越来越高，导致污水排放不达标、水质恶化等现象出现;同时由于缺乏相应的设备以及工艺流程不够完善使得大量生产产生污染物质而无法实现回收利用与再循环使用;另外一些企业为了追求利益忽视了对废水处理的资金投入力度以及管理制度不健全，致使工业废水中含有较多难以降解有机物，造成二次污染问题严重[2]。

三、废水处理新方法的研究

（一）新方法的原理

1、在新技术的基础上，工业废水处理中常用方法有： 活性氧化法是一种以氧化剂和脱氧剂为载体进行反应，利用其强还原性可将水中主要污染物转化成无害物质。此法具有以下几方面优点：第一、对环境污染小;第二、可以实现资源节约型与二次循环再生产;第三，工艺技术相对简单易行且稳定可靠，但也存在一定的缺点，在工业废水处理中活性氧化法有很大局限性[1]。

2、新方法的原理是将传统技术与最新工艺相结合。在旧工业废水处理过程中，采用活性炭吸附法、电絮凝和混凝沉淀等方式去除水中悬浮物，但其机理仍然是以颗粒状有机物为载体进行聚合反应。但是由于物质具有一定分子量结构不同及相对分子质量大小相差较大等原因使得这些因素很难达到最佳平衡状态[2]。

（二）混凝剂对新方法的影响

1、混凝剂是一种在水中具有很强的分散作用，能够形成较大水凝体并与其他物质共同存在，使悬浮颗粒和胶粒相互聚集而沉降下来。其主要功能有：降低有机污染物浓度;由于絮凝效果好、比表面积大等优点被广泛使用;提高溶质离子度（即离子强度）;减少吸附及固化时间（pH值、电耗子常数的选择）;改变混凝剂表面特性或形成化学键[1]。

2、混凝剂对新方法的影响主要体现在：在处理过的废水中，有大量悬浮物、胶状物质会被吸附，这些颗粒之间相互联系形成絮凝体;而大粒径较大且比较复杂的是无机微细材料。由于有机和无机粒子存在于其中，所以当它们与污染物结合后就产生了化学凝聚。混凝剂对新方法中的絮凝效果具有重要影响：在处理过氧化废水过程中是不可或缺的成分之一[2]。

四、试验材料与方法

（一）实验材料及装置

1、实验所用到的材料为PPP/聚丙烯复合膜，此工艺是在混合溶剂中加入高浓度有机试剂，然后将其均匀分散于其中。本试验选用了两种不同类型的树脂作为反应体系，分别采用了三种规格型号：1号和2号混泥土、3T型塑料箱泥以及5t型黃浆料进行实验研究;用PE管为原料制作泡沫泡罩样品及试样板来对泡沫泡盖性能测试分析[1]。

2、本实验所使用的处理装置主要是PET塑料板，通过对其进行预热，使其在温度为40℃，含水率为50%左右的状态下保温。橡胶布，橡胶布一般由聚乙烯、环氧乙烷和苯丙烯等组成。实验前首先要把材料带上打磨子用玻璃棒做实心筒状结构;然后将泡沫覆盖塑料板表面并压紧盖好垫木使其可以接触到塑料膜[2]。

（二）接种污泥

1、接种污泥的方法：先用自来水冲洗出水中残留有机物，再用去离子水稀释至倍数值，然后在加入适量蒸馏水进行搅拌后再放入培养皿中。菌种鉴定法，将培养基和用具按要求放置好并做好标签标记工作待菌体完全成熟以后即可开始接种细菌、真菌等微生物制品;接种时要注意不能污染环境空气与药品和其他杂物以免被氧化分解;同时要防止操作过程可能出现的外界干扰[1]。

2、污泥是废水处理的重要部分，对污水进行有效利用和回收有很大影响。由于污泥中有机物含量较高、含固量较大等特点，因此在实际应用中需要采用接种分离法来去除活性炭颗粒以及一些有机污染物。将含有一定浓度细菌且具有较强的耐受性菌株放在培养皿内;然后把接种后的滤液倒入到洗涤槽中进行消毒处理并密封存放;最后用无毒试剂对其清洗并放入离心机里[2]。

（三）计算软件

在计算机上进行数据处理是计算方法的一个重要组成部分，而运算软件则为我们提供了非常方便快捷、高效准确地解决复杂问题的能力。所以说，如果想实现对废水和污水处理厂中实际产生污泥量以及水质状况等方面全面了解与分析就必须要运用到运算程序。计算机网络化：把传统人工操作方式转化成自动化过程称为模拟处理过程;将其转变成为计算机自动运行系统或应用软件的技术步骤叫做虚拟化、智能控制及远程通讯[1]。

五、废水处理新技术的工程应用

（一）水质

1、工业废水的水质特点是由于化学、物理和生物等因素。在处理过程中，如果没有对污染物进行有效分离，就会导致无法达到排放标准，进而影响到后续的治理工作。生化需氧量高：对于含氮磷化肥与氨态氮混合后所产生出来的是属于有机物污染物质;含有无机盐类物质和有机化合物的废水也是如此.所以工业污水必须经过一定时间才能进入处理厂对其进行预净化过程，从而去除污染物[2]。

2、工业废水是一种重要的水质污染，其主要成分有各种悬浮物、有机物和盐类，在处理过程中由于受到环境条件等方面影响会造成二次污染。 悬浮污染物：工业污水中有许多固体物质存在于水中，其中含有大量难生物降解的有机质或无机杂质以及一些重金属离子;而这些有害物质若长期处于污浊状态下还会导致水体变浑浊甚至恶化到原来清澈的水文特征、使水质发生改变从而危害人类健康及生态环境[1]。

（二）污水厂

1、污水处理厂的主要任务是对污水中含有较多浓度、高含水污染物进行有效去除。废旧工业废气治理，在城市生活中，由于污水和雨水经管道渗入，使得污水流过流经沉淀池时造成二次污染;而当水质达到一定值后再将其排放到江河湖海等河流里会使水体受到严重的影响;因此对这些城市环境产生巨大危害也是不可忽视的问题之一了[2]。

2、废水处理厂的建立，根据实际情况和需要，在该厂建立一个独立的污水处理系统，用于对原水中污染物进行去除。该公司是一家小型工业企业，污水治理项目包括：水氮、氨氮以及有机物去除率达到了标准要求;污泥浓缩池及脱水设备等设施齐全完善合理有效地解决了生产生活中产生大量次外排废水产生的问题[1]。

（三）建议

1、在混凝沉淀池的下部应设置生物膜，以提高其强度，增强废水中悬浮物和油类物质的去除能力。污泥浓缩后排入到絮凝池中，由于污泥水较高时含有大量细菌、灰尘等有害成分会对周围环境造成污染;因此要将含磷药剂投加到混合液当中去处理污水就成了一个很好地解决方法，不仅可以提高澄清度还能减少废水中悬浮物的含量[2]。

2、新技术：在处理工业废水的过程中，应采用先进、成熟和高效方法，比如，可以通过微滤等新型设备来进行过滤。应用新材料：目前我国对生物降解有很多研究方法如利用高分子聚合物或无机物作为吸附剂吸附污染物;也有人使用活性炭或者纳米填料将其与污水中有机物质结合从而达到去除污染水体效果的一种技术;还有就是在处理工业废水时还应考虑到污泥和生活垃圾等有机物[1]。

六、结论

随着新技术和新方法的发展，人们对于污水处理中所使用到的新型高效水剂有了更加深入了解，对其进行研究也在不断加深。本文通过分析国内外工业废水中常用生物膜法、混凝沉淀以及活性炭吸附等几种工艺来对工业废水进行深度处理;同时还介绍了目前我国在这方面应用最广泛且成功运用最多最为成熟有效地生物吸附技术和传统方法—电化学法两种方式的基本原理及其优缺点;最后总结并指出了今后污水综合利用所面临问题[2]。

参考文献

[1]杨书铭，黄长盾.纺织印染工业废水治理技术[M].化学工业出版社，2002.

[2]邹家庆，工业废水处理技术[M].化学工业出版社，2003.8.