有毒化工废水处理技术介绍

有毒化工废水的特点

传统精细化产品，生产步骤多、收率低(以农药为例：总收率40%-60%)，多间歇性生产。

高浓度难降解有机盐水主要特征污染物包括苯酚类、苯胺类、硝基苯类、有机磷、有机硫、有机氯、吡啶、嘧啶等含氮杂环类、氨基甲酸酯类、苯氧羟酸类、邻苯二甲酸酐、2-萘酚、2-羟基萘-3-甲酸、三聚氯氰、H酸、吐氏酸、J酸、K酸、蒽醌、含氮乙酰芳胺、2-萘酚等。

有毒化工废水的特点主要包括：

1.浓度高(COD为几万甚至几十万ppm);

2.含杂环或多环等物质多，生物可降解性差;

3.生态毒性高，大量三致类化合物;

4.成分复杂，优控污染物种类多(中国68种、美国126种);

5.具有羟酸强碱性或盐度高：10%以上;

6.可循环使用物质多。

行业问题

2014年，在调查统计的41个工业行业中，废水排放量位于前4位的行业依次位造纸和纸制品、化学原料及化学制品制造业、纺织业、煤炭开采和洗选业。

4个行业的废水排放量为80.0亿吨，占重点调查工业企业废水排放总量的47.1%。

地理分布

截止2015年2月我国共有化学原料和化学制品制造企业25202家，同比增长1.84%。

据环保部网站统计，化学原料和化学制品制造业废水排放量前5位的省份依次是江苏、山东、辽宁、河南和湖北。

江苏、山东、辽宁、河南和湖北5省化学原料和化学制品制造业废水排放量为11.4亿吨，占该行业重点调查工业企业废水排放量的43.4%。

我国高浓度化工废水排放和治理存在的问题包括：

1.治理成本高、效果难保障、运行不稳定

高浓度难降解有机废水水质成分复杂，污染物浓度高、可生化性差、毒性大，一般的处理技术难以保障出水效果，处理必须采用专业性和针对性较强的技术方法。

技术方法往往出现操作复杂、投资费用高、运行费用昂贵、效果难以保障、运行不稳定等问题。

此外，还缺乏高端、精细的自动化集成与调控技术，设计参数与实际运行参数往往不匹配，这也是导致工艺与设备运行不稳定的重要原因。

2.技术创新能力不足，缺乏原创性核心技术和成套设备

目前，我国高效的废水处理核心技术和成套设备仍然主要依赖国外引进。

技术的研发主要以科研院所等平台为主，这些平台受自身局限性影响集成能力、创新能力，导致自主知识产权的核心技术和关键设备的缺失;

环保产业设备制造业结构落后，创新层次低，高端发明少，这也是我国高效废水处理核心技术和设备缺乏的主要原因。

3.技术研发与工程应用脱节，新技术的工程示范力度不够，产业化推广难

我国在高浓度难降解有机废水治理新技术示范和推广方面缺乏有效的组织机制，技术成果良莠不齐，以次充好的现象时有发生;

新技术推广过程中存在主体不明的问题，环保示范工程多由科研单位来承担而非企业，限制了技术的转化和推广。

4.技术与设备规范化标准化程度低

技术产品和环保装备的规范化、标准化、集成化、系统化程度低，相关产业集聚发展程度不够，无法满足高浓度难降解有机废水治理日益发展的需求;

国家尚未形成完善的针对各行业废水处理的技术规范和水处理装备标准体系，缺乏设备的质量认证和运行效果评价指标体系，导致产品质量低下，运行效果难以保证。

5.技术评估体系不健全、缺乏权威性，造成市场上各种技术良莠不齐

在环节技术评估管理方面做了大量工作，但尚未形成完善、科学、系统的环境技术评估体系，仍然存在评价制度不完善、评价机制不健全、评估技术缺乏广泛性和代表性等问题;

技术评估工作还不能实现与环境保护整体战略和环境科技发展战略的紧密结合，远不能满足环境监督、科技进步和环保产业发展的要求。

处理技术介绍

高浓度难降解有机废水的处理原则包括：分离优先、资源利用、毒性破坏、生物强化。

其技术组合策略主要包括高效分离技术(液膜萃取技术、新型高效蒸发技术、渗透技术、新型吸附技术、废酸资源化、溶剂回收技术)、预处理技术(催化湿式氧化、高温焚烧、氢自由基降解、热解气化、超临界水氧化)、生物强化技术(碳载三相流化、高效厌氧技术、传统生物改良技术、高效菌种强化、生物电化学技术、新型MBR技术)、深度处理技术(电催化氧化、臭氧催化氧化、光催化氧化、芬顿氧化)。

液膜分离技术

液膜即液体在表明张力作用下形成的相界面。本技术应用的液膜是在表面活性剂的存在下，在两液相间形成界面。利用液膜技术将两种能够相互混溶的溶液经选择性渗透而隔开，使物质得到分离提纯。

在液相膜中加入流动载体即可提高膜的选择性和分离效率。

该技术特点为比表面大、分离系数高、分离速度快、成本低，既可实现污染物的分离去除，又可实现清洁生产。

其可应用于吡啶等含氮杂环化合物、酚类、苯胺类、氰。

上述回收相为12-15%氰化钠，都可以做为原料回用于生产工艺，实现清洁生产。

废酸资源化——催化裂解法

含有机物的废硫酸在1000-1100度的高温下裂解制成二氧化硫气体，其中的有机物同时被燃烧为二氧化碳。制得的二氧化硫炉气送往催化氧化系统氧化为三氧化硫，重新制造工业硫酸。

传统焚烧装置回收硫酸设备投资大，据报道以年产25万顿年处理规模的装置来说，传统装置投资约为1.3个亿，新建装置可节省投资1.1个亿。

废酸资源化——萃取法

萃取法是用有机溶剂与废硫酸充分接触，使废酸中的杂质转移到溶剂中来。常见的萃取剂有苯类(甲苯、硝基苯、氯苯)、酚类(杂酚油、粗二苯酚)、卤化烃类(三氯乙烷、二氯乙烷)、异丙醚和N-503、7301等。

溶剂回收——超重力

利用旋转的离心力场来代替常规的重力场，使得气液两相的相对速度大大提高，相界面更新加快，生产强度成倍提高，极大地强化气液传质过程，达到增加效率、缩小设备和降低能耗的目的。

其技术特点包括传质效率高，设备体积小;停留时间短、持液量小;操作弹性大、不容易液泛、安全可靠;抗堵能力强、维护方便;投资省、管理成本低。

折流式超重力床大大地降低了设备的高度和缩小了设备的体积。

催化湿化氧化

在一定的温度、压力和催化剂的作用下，经空气氧化，使得污水中的有机物氧化分解成二氧化碳、水及小分子易生化降解物质，达到净化及改善水体可生化性的目的。

适用于治理焦化、染料、制药、农药、石化、皮革等工业中含高COD或含难生化降解的化合物的各种工业有机废水。

其特点包括净化效率高;无二次污染;流程简单;占地面积小;可实行全自动化操作管理;氧化反应产热维持系统热平衡，运行费用低。适用对象包括甘氨酸工艺母液、IDA工艺母液、双甘膦母液。

造粒焚烧

在一定的温度、压力和催化剂的作用下，经空气氧化，使污水中的有机物氧化分解成二氧化碳、水及小分子易生化降解物质，达到净化及改善水体可生化性的目的。

适用于治理焦化、染料、制药、农药、石化、皮革等工业中含高盐高COD的各种工业有机废水。

其技术特点包括热利用率高;装置热损失小;实现焚烧处理的减量化和节能，比直接雾化焚烧降低40%-60%;设备适用寿命长;二恶英控制效果好;可资源回收利用。

碳载生物流化床

通过全混式内环流结构设计，集成三相流态、生物附载、优势菌等多项强化手段，运行时液相与固相载气体推动力和密度差的做为下高速往复循环流动，增加优势菌种，提高抗冲击能力和处理负荷。

其技术特点包括处理效率高;节约能耗;占地面积小;迸气能耗低;溶解氧浓度高;氧传质速率快、利用率高。应用领域包括高浓度、高毒性、可降解有机污染物废水。

MBR膜生物反应器

MBR利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物截留，省掉二沉池。膜生物反应器工艺通过膜的分离技术大大强化了生物反应器的功能，使活性污泥浓度大大提高，其水力停留时间(HRT)和污泥停留时间(SRT)可以分别控制。

电催化氧化

通过阳极或阴极上发生氧化反应或还原反应，把水中的污染物转化为无毒性或低毒性的物质的水处理方法，同时利用电解槽中的一些物理化学作用(如絮凝、共沉、气泡上浮等)将污染物从污水中分离出去使其净化。

其技术特点包括净化效率高、无二次污染、流程简单、占地面积小、可实行全自动化操作管理。应用领域包括含有机氯、有机磷、芳香族化合物、较高盐含量的有机废水。

臭氧催化氧化

在常温常压下，采用一系列臭氧多相催化氧化反应中产生的大量强氧化性羟基自由基氧化分解水中的有机物的污水处理技术。根据作用方式可分为直接氧化和间接氧化。

其技术特点包括氧化能力强;脱色、除臭、杀菌、去除有机物和无机物;无二次污染;制备臭氧只用空气和电能，操作管理方便。

芬顿流化床

使fenton氧化法产生的三价铁在流体化床反应槽中的载体表面产生FeOOH的结晶体，而FeOOH是H2O2的一种催化剂，它的存在可以大幅度降低Fe2+催化剂的加药量，进而降低操作成本与污泥产生量，是目前针对低浓度生物难分解有机废水操作成本较低的化学氧化技术。