化学工艺在废水处理中的应用

化学工艺在废水处理中的应用

王莉

新疆中泰集团工程有限公司 新疆乌鲁木齐 830000

摘要：近年来，随着我国对水污染治理的投入持续增加，水处理技术的发展和废水处理设施规模的增大，处理工艺变得越来越复杂。针对废水来讲，其主要包含实验室废水、生活废水以及工业废水，由于废水会带来极大的污染，不但会导致周边自然生态环境受到一定损坏，同时还很有可能对人们的身体健康带来极大危害。因此，应当高度重视废水处理工作，现如今废水随意排放情况在我国仍然严峻，特别是在各种废水混合出现化学反应之后，所导致的污染情况越发明显。

关键词：化学工艺；废水处理；应用

引言

从废水控制角度来看，对其源头进行控制在一定程度上具有难度，究其根本原因，主要是由于工业与生活生产中所产生的废水无法避免。此情况下，也就只可以通过后期废水处理作为切入点来进行密切关注，应用一个科学、合理、完善的废水处理工艺实施，最大程度减少废水所造成的消极影响。

1化学工艺处理废水的基本原则

1.1分离原则

工业及生活废水中含有大量污染物质，必须严格控制废水流向，严格遵守废水分离原则，使废水不能进入到正常水源内，保护水资源的安全性。如忽视了分离原则，极易产生大范围的水源污染，酿成重大污染事故。工作人员在收集废水及排放废水的过程中，应时刻谨记废水分离原则，提高自身的责任意识。因废水来源有所不同，要针对工业废水、生活废水、实验室废水等采取相对应的处理方法，保障废水处理的有效性。对此，应注意区分废水种类，防止出现措施不力等情况，将人为因素影响降至最低程度。

1.2优化分类原则

将废水进行分类是废水处理工作的一个基础环节，明确掌握废水中的物质成分，依照污染物类别把废水划分为多种类型，从而为后期废水处理操作提供有力依据。由此可见，废水分类环节十分重要，不但可以让废水处理质量与效率得到明显提升，同时还可以有效缓解水资源不必要浪费的情况，使废水处理能够达到最佳的效果。

2化学工艺在废水处理中的应用

2.1微生物电化学系统

微生物电化学技术（MET）作为一种新型的废水处理工艺，具有污泥产率低、运行过程中能量能自给自足、电流加速污染物的去除等特点，对分子量大、毒性强以及难降解有机污染物具有非常明显的去除效果，且具有同步去除污染物和能源化的特点，因而受到高度重视。胞外聚合物（EPS）普遍存在于活性污泥絮体内部及表面，是微生物在生理活动中分泌的胞外黏性物质，具有重要的生理功能，可通过吸附无机离子去除污染物。EPS组成复杂，主要由蛋白质（PN）和多糖（PS）组成。研究表明，EPS对生物絮凝有促进作用，胞外多糖包裹细胞壁，降低了细胞表面的有效临界电势而发生絮凝；且“胞外聚合物架桥学说”认为EPS是絮凝产生的物质基础，其中污泥表面的局部疏水特性是由于EPS中含有蛋白质和脂类等疏水分子；此外，EPS含有的阴离子基团可与二价阳离子结合，即通过减少细胞表面的负电荷将两个相邻的细胞进行物理连接，EPS与细菌细胞或者无机颗粒某些部位产生“桥联”作用，从而导致絮凝的发生。这种高分子聚合物可以在颗粒间起到架桥作用，这对好氧颗粒污泥的形成及稳定具有重要意义。PN主要作为颗粒内核以及通过PS具有的凝胶特性促进好氧颗粒污泥形成并维持EPS的稳定性。所以，可利用电刺激的方法促进EPS的形成，以此促进污泥颗粒化。微生物燃料电池（MFC）是利用微生物催化降解有机物，在产电的同时实现废水处理和污染控制的一种处理技术，近年来得到了广泛研究。相较于其它好氧、厌氧处理，MFC污泥产量较低，并可用于低浓度废水的处理。微生物电化学系统（MES）的工作原理是利用阳极微生物的代谢作用分解有机物，产生质子和电子，其中质子通过质子交换膜、电子通过外电路分别转移到阴极，在阴极发生还原反应。阳极菌群的胞外电子传递过程是MES的核心过程，一个典型的MES包括阳极隔室、阴极隔室和分隔材料。

2.2化学中和氧化法

一些石油化工企业在生产中会排放大量含有氨氮等pH值不合格或者氧化、还原性较强的工业废水，此类废水污染性极强，必须经严格净化处理方可排放。在科学技术发展的带动下，化学中和氧化处理法应运而生，并且在废水处理中有着极为理想的应用。此法按照废水性质，选取最为适用的化学试剂，首先中和工业废水中的pH值，然后利用化学试剂的氧化及还原特性，产生显著的化学反应。在化学反应完成后，使此类废水的pH值和氧化、还原物质得到充分处理，并且由于生成物会逐渐下沉形成堆积，使得废水中污染物质含量明显降低，直至达标。此方法极为简便，操作并不复杂，但需要严格论证化学试剂的种类、剂量等，必要时应开展小规模试验，在获取到详实数据资料后方可全面使用。一旦选取了不合适的化学试剂或者药量投放不当，将会对废水处理过程产生重大影响。因此，在使用化学中和氧化法时，必须反复验证设计方案的可行性，切不可在缺少确切资料的情况下盲目开展工作。

2.3吹脱法的运用

针对富含氨氮的废水、废液，可以具有针对性的选用吹脱法来展开处理。吹脱法在废水处理中的运用也十分普遍，其主要做法是先在废水之中注入空气，促进水中溶解的游离氨通过气液界面，转移向气相，实现脱除氨氮的效果，一半多用空气作载体。例如，在氨吹脱过程，通常会采用吹脱塔、吹脱池设备，但因为吹脱池自身的占地面积范围相对较大，并且非常容易造成二次污染现象，所以氨气多用于塔式吹脱设备，吹脱塔通常会采用逆流方式操作，塔内首先要进行一定高度填料的填装，从而促进气液传质面积增加，形成有利于氨气从废水中解吸的条件，常见的填料有聚丙烯鲍尔环、拉西环、聚丙烯多面空心球多种。废水通过提升到填料塔顶部，并在填料整个表面分部，通过填料向下流动，形成气体逆向流动，从而达到相应的去除效果。

2.4电化学法

作为一种高效和环境友好型技术，电化学法在工业废水处理中得到了广泛研究与应用。电化学法在含氰废水处理中的应用同样得到众多研究者关注。Fe和Al阳极去除氰化物作用机理的区别，当pH值超过9.0时，铝絮凝体会形成多阴离子配体(［Al(OH)₄］^－)，而铁絮凝体表面并不会形成带有负电荷的物质，且Fe易与CN－形成Fe^－CN络合物从而利于CN^－去除；试验过程中，使用Fe^－Al阵列电极(铁为阳极，铝为阴极)，在最佳条件下获得的CN^－去除率超过98%；同时也解释了铁作为牺牲阳极好于铝阳极的原因。因此，在处理含氰废水时，铁阳极获得的关注及应用比铝更为广泛。然而，含氰废水处理过程中CN^－主要以Fe(OH)₃@M^－CN或Al(OH)₃@CN形式进入沉淀渣中，缺乏行之有效的后续处理方法，特别是对于大量稳定的Fe^－CN络合物难以降解。鉴于此，需要研究一种可替代Fe的牺牲阳极，使氰化物和有价金属便于后续回收循环利用，同时降低处理成本。

结语

在进行工业废水处理时通过使用化学工艺，可加快废水处理速度，并且还能够降低相关费用支出。另外，如果废水未经处理直接进行排放，不仅会污染周围环境，而且会导致资源浪费，所以，在化工废水处理环节应用废水回收和净化技术对其处理，使净化后的废水再次利用，在缓解当前水资源短缺问题的同时，防止化工污水对周围环境的危害。

参考文献

[1]徐鹏.浅谈化学工艺在废水处理中的应用[J].现代盐化工，2020,47(03):25-26.

[2]王金辉.化学工艺在废水处理中的应用[J].化工设计通讯，2018,44(11):212-213.