高氯废水资源化处理技术的现状及趋势

高氯废水资源化处理技术的现状及趋势

李丽萍 ,张旺 ,张耀宗（通讯作者）,姚福春,唐晨

（华北理工大学建筑工程学院  河北唐山  063509）

摘要：由于工业生产的复杂化，高氯废水往往存在高酸、高碱、含金属及难降解污染物且浓度较高的情况，若直接将其排放会对环境及人类生命健康会造成极大的不良影响。因此，研究者们提出了将高氯废水进行资源化处理，以提高水资源利用率。本文着重概述不同高氯废水资源化处理技术的优势，总结高氯废水资源化处理技术的未来发展趋势。

关键词：高氯废水；资源化处理；污水处理

资源化利用是指将废物作为原料直接应用到生产过程中，或者对废物进行再生利用，再进行回用。根据前人的研究，高氯废水的资源化处理可归结为以下三种：一是将高氯废水中污染物进行完整化处理，使水中的所有污染物皆达到排放标准，而后进行常规排放；二是将高氯废水预处理，在满足其工业再利用条件，再次利用到生产中，其过程仅对水中部分指标有一定的要求；三是将处理高氯废水时产生可利用物质，将剩余的物质进行再利用，以去除其他物质。因此，与其对应的具体问题，就变成利用水中的Cl-作催化物去除其他污染物，单纯的将水中Cl-等部分污染物去除以及可利用物质的生成与再利用等问题。

根据上述高氯废水资源化处理的具体问题，很多研究者也参照自己的研究领域，提出了多种解决方法[1-4]，总体可概括为生物法、物理法、化学法以及高级氧化法四类。

1生物法

生物法处理高氯废水即利用活性污泥中微生物的新陈代谢功能，使污水中呈溶解和胶体状态的有机污染物被降解并转化为无害的物质，使污水得以净化。但对于高氯废水，关键问题是让污泥能够克服高盐环境，完成其他污染物的去除。 安少锋[5]等通过缓慢提高进水Cl-浓度和水力负荷的驯化方法，使污泥完成Cl-浓度为4 000-4 800 mg/L的大规模废水处理，经核算运行成本为0.87元/t。另外，罗立[6]等研究者们也发现对于COD为3500 mg/L的废水，当Cl-＜7000 mg/L时，COD去除率能达到90%以上。当Cl-质量浓度升至21000mg/L时，COD去除率则会明显下降，但仍具有明显的处理效果，在过程中需要投加葡萄糖作为碳源。 因此，利用生物法处理高氯废水时，活性污泥表现出了较好的环境适用性，可处理较高Cl-浓度的废水，并且处理成本较低，可进行大规模高氯废水的处理。相对的其在处理过程中需要大规模的反应器，占地面积较大，不方便维修与移动。

2物理法

物理法处理高氯废水是指向水中施加额外的物理或机械外力，使其所需去除的离子与水中其他离子分离，从而达到去除污染物的污水处理方式。其中，闫虎祥[7]等研究者们先利用高精度过滤降低硬度，然后再对水中的Cl-进行均相膜电渗析，再次将Cl-从废水中分离出来，分离率达到85%以上, 将水中的Cl-浓度降低至600mg/L，综合运行成本约2.3元/t。陈超慧[8]利用微滤-反渗透组合工艺，实现对水中Cl-的去除率达90%以上，出水氯离子浓度10000mg/L降低到120mg/L左右，长期运行对污水处理的处理效果和稳定性。由此可知，物理法处理高氯废水其核心多采用过滤的原理，所以在其处理过程中，一定会出现浓差极化现象和膜污染现象。

3传统的化学法

传统的化学法就是向水中投加化学药剂，利用其与水中物质发生化学反应，从而达到去除污染物的效果。其中，应用于高氯废水处理的化学试剂有：Fenton试剂[9]、氢氧化钙和偏铝酸钠[10]、铜渣[11]以及水滑石[12]等。其中，值得关注的是利用氢氧化钙和偏铝酸钠与水中氯离子结合形成不溶性的沉淀物，是利用了化学沉积法，以达到去除率水中氯离子的效果，但所获得沉淀物的Ca2Al(OH)6Cl却也可以用作实际废水中金属Mn的去除。传统的化学法有时可以实现如Ca2Al(OH)6Cl和铜渣等固体废物的再利用。

4高级氧化法

在针对高氯废水的处理中，前人对高级氧化法运用多为电化学氧化法、光化学氧化法以及光电耦合氧化法。高盐度可以确保足够大的电导率、减少能耗，同时，高氯离子浓度可以通过电解原位产生具有强氧化性的活性氯( Cl2、HClO、ClO- ) 来提升间接氧化的效果。绿色无污染，反应在电子转移间进行。不会有污泥产出。电化学过程式样范围广，对反应条件要求较低，耐冲击性强。反应器简单，可实现溶液中的金属回收，兼具絮凝、气浮等技术的消毒作用，可在短时间内实现高去除率的高氯深度处理废水的技术[13,14]，但若想应用于大规模的生产还是要进一步研究。

5结论与展望

综上，生物法在处理高氯废水时有较广的使用范围，可以用于处理大规模高氯废水，但前期需要一段驯化污泥时间，周期较长，占地面积较大，适合需要长期处理高氯废水的大型企业使用。物理法多需要借助膜的特性进行废水处理，施加的机械外力需要精确分析，以维持整个系统的平稳运行，相对于生物法，物理法可以适用的氯离子浓度较低，如果浓度过高，需外加预处理。化学法处理高氯废水，具有额外的可利用价值，但在试用期间，仅能针对部分污染物进行处理，且如果剩余物质不能被再利用，可能造成二次污染，因此应尽量选用可再利用的化学药剂。高级氧化法是化学法中一种特殊的方法，可充分利用水中的氯离子完成其他污染物的去除，但若想应用于大规模水处理，还需进一步研究。

对于高氯废水的资源化处理日趋完善，从起初仅将氯离子作为处理目标污染物，逐渐转化为可被用于处理水中其他污染物的助力因素。

参考文献

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