碳中和背景下化工生产中的废水、废气处理

碳中和背景下化工生产中的废水、废气处理

朱艳荣

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摘要：在碳中和的背景下，我国更加看重关于环境的污染问题，在此背景下，国家对化学工业废水和废气的处理，提出了“减少排放，充分利用，循环利用”的方针。以下通过对响应国家环保号召化工减排和污染处理出发，对减少环境负面影响进行分析，以推动我国化学工业的绿色可持续发展，希望能够给相关研究者提供一点参考。

关键词：碳中和；化工生产；废水、废气处理

引言

《“十四五”规划》明确指出，即到2030年，达到碳达峰，到2060年，达到碳中和，这是一场全面而深刻的经济和社会变革。目前，我国化学工业的污染状况十分严重，因此，对化学工业中的污水进行最大程度的治理，是新时代的一项重大发展课题。在我国，化工行业是一个重要的行业，它的发展状况是一个国家国力的集中反应，同时也代表着一国的经济水平。就现在来看，化工行业对环境的危害还很大，特别是化工行业排放的废水和废气，对水体、土壤、空气都受到了严重的污染，使当地的生态环境受到了巨大的破坏,对人民的生活产生了巨大的影响。所以，合理地处理废气和污水是当前化学工业发展的一项重大课题，文章就这一问题进行了剖析，并对几种处理方法作了较为详尽地阐述，以期为化学工业的发展提供有益的参考。

1我国综合化工废水的来源和特点

1.1我国的综合化废水其主要来源

   1)化学制品在生产的时候，需要用到化学制品，所以在化工过程中，总会有一部分的水，排放出去后，就形成了一种叫“工业废水”的东西，这就需要进行有效的处理，以免影响环境。

2)在化工行业，需要用到水，因此，在生产各类化学制品的时候，就会产生相应的废水，而有些特殊的化学制品，在生产的时候，由于某种化学制品和药品的作用，就会排放出与之相对应的工业污水，甚至是冷凝水等，这对于环境也有一定的危害性。

3)在生产、运输或贮存化工生产原料时，因运输而造成的材料损失，和在交通过程中发生的降雨、降水等相关的雨水侵蚀所产生的工业污水，需要进行相关的处理。

1.2主要的表现特点

    1)石油炼制过程中产生的煤气、清油和重质油的热裂解反应产生的污水中有机物含量较高，部分工业污水具有强烈的刺鼻气味。

     2)就合成化的工业污水而言，它的主要来源是合成染料、橡胶、洗涤行业和其他行业等产生的废水，这类废水是高色、难降解、难处理的，有一定的毒性。

     3）在纺织厂和印染厂的废水中，污水的源头是棉与麻在生产中所产生的染色、印花、上装等过程，这些过程中的有机污染物含量很高,而且，污水的色度也更高，而且，取决于污水的酸碱特性，其碱度更大，这种污水的总质量变化更大。

     4)制药业排放的废水，主要将抗生素、合成药物、中成药等生产过程中产生的废水也包括在内，其中既有医药废水，也有制药废水，含有大量的有机物，它会极大地影响水中的酸碱度，并且会有药剂的残留物。

    总括而言，在化学工业污水中，其组成成份较为复杂，还有，这水里的含盐量很高。污水中存在着酸、碱、水量不可控、毒性大、难降解等问题，尤其是在污水处理过程中，污水的可生物降解性能非常差。

2化工工业废水废气处理的重要性

    与其它工业废水和废气相比，化工企业排放的污水和废气中含有较多的有毒、危险物质，组分也是相当复杂的。比如，很多化学工业排放的废气中含有硫化物，而污水中的重金属元素，如铬，如果它们被大量排放到环境中，就会给生态环境，给动植物带来危险。举例来说，在大气中，氧和水蒸汽会与尾气中的SO2进行汽化，生成包含酸性物质的水汽，从而造成酸雨。可以看到，SO2的释放，会引起酸雨，腐蚀房屋，并使许多植物枯死。

含重金属的废水，若得不到有效的处理，随水流流入河流、山谷、海洋等区域。在这个过程中，人们、动物和植物都会被重金属污染。与此同时，由于其自身的蓄积特性，农作物、家畜及人类在体内难以被天然排泄。而且，如果人体内的重金属水平持续升高，那么身体就会出现各种中毒的症状。，对动植物和人的生命安全构成威胁。比如，日本曾经有一次“水中毒”的案例，就是因为土壤中含有大量的重金属。

 除此之外，废气、废水中含有的其他物质，还会引发各种各样的环境问题，还会导致气候恶化，对生态环境造成破坏,对人和动植物造成不可修复的损害。所以，对这些废水和废气的有效治理，是每个国家都必须认真思考的一个问题。在研究处理工业废气和废水的方法的同时，也可以使我们的化学工业朝着环保的方向迅速发展。

     随着化工废水和废气成分的日益复杂，目前对废水的深度处理通常采用两种或多种方法。同时，在环境保护的过程中，人们从催化剂和温度等方面对环境保护过程进行了优化，从而开发出了一系列的环境保护过程。同时，在“清洁生产”理念的推动下，很多企业都认识到了在生产过程中，如何在生产过程中对环境进行有效控制。总的来说，随着各种环境标准与政策的制定与实施，我国各行各业对环境保护的认识，相关技术的应用也取得了很好的效果。因此，企业及环境保护人员应加大对环境保护的研究力度，以促进污水处理技术的进步。

3 化工工业废水处理办法剖析

3.1 生物处理技艺

当前我国废水处理技术里，生物处理技术较为多用的技术为好氧处理和厌氧处理。就好氧处理而言，多是使用生物膜法和活性污泥两个办法，生物膜法是利用生物膜的吸附性能，将废水的有机物吸附，已达到处理废水的目的。氧化活性污泥法则是利用悬浮的好氧微生物、拥有代谢能力及吸附能力的有机物和无机物构成的活性污泥，能够将废水的有害有毒物质降解。厌氧处理则是利用细菌位于没有养分的状况下,通过水厌氧微生物，将水中的微生物和有机物分解成含有二氧化硫的甲烷。

3.2 物理化学工艺

物理化学工艺用于废水处理主要通过如下方式：

（1）高级化学氧化。高级化学氧化办法处理废水，是利用氧化剂把难以降解的有机物利用相关办法将其转为易于降解的有机物，而后再把相关物质氧化。通过后续的研究和实践，发现此办法也有着明显的缺点和不足，该办法存在氧化能力欠缺和无法挑选氧化性。对于这一不足，经研究后对于氧化办法开展改善工作，同时给出了更佳的氧化办法，利用氧化性能更高的经基自由基，利用臭氧等有关工艺对于甲基丙烯酸甲醋的半导体废水开展处理工作。

（2）微电解技术。微电解工艺微电解技术是指对含盐超标和不易降解的有机物超标的废水进行处理的技术。微电解技术的工作原理与原电池中的金属腐蚀相似，在此基础上，实现了直接和间接电化学反应。微电解技术也有其发展的历史，工作人员所研发的微电解接触氧化法使污水处理技术得到了进一步的改善，迎来了质的飞跃，既可以处理污水，又可以把其中的有害物质加以清除，比如氮和铅元素都可以去除掉，这样就能够使固体废弃特更加得以有效的利用。

污水处理的物化方法联合应用，能够更好的改变传统的单一污水处理方法，从而使废水能够更快速、有效地达到排放的标准，降低处理时间和成本，因此 应用也比较广泛，比较受欢迎。

3.3生物法处理技术

生物法处理技术是一种比较环保有效的废水处理技术。生物方法通常是通过固化的生物方法，这种方法可以循环利用天然凝胶，例如岩藻酸钙和聚丙烯酞胺、聚乙烯醇等，还可以利用天然的优势菌群，对其进行筛选，并将其固定于载体上，这样，就能够大幅度处理掉污水中的有毒物质，而且有着其他污水处理技术所无法比拟的优势，能够循环往复、快速有效，因此在污水处理实践中应用也比较广泛。相对来说，生物处理方法还是具有较多的优势，能够稳定、高效、持续地完成工业废水的处理工作，而且，还可以与其他废水处理技术一起应用，这样可以大大提升废水处理的整体效果。

4 化工工业废气处理办法剖析

4.1 活性炭处理办法

活性炭的吸附效果颇佳，它是疏松多孔的形状，可以有效吸附废气，降低废气四处扩散的情况。可是污染气体数量较多时活性炭的吸附效果就要降低不少，这是由于活性炭自身的吸附水平有限，易于发生饱和的状况，较多气体需要吸附时，活性炭难以满足需求，若是大量使用活性炭也会导致开支成本的增加。另外，吸附污染气体的活性炭处置不当也会给周遭环境带来再次污染，所以化工企业产生的污染气体数量的高低是决定能否使用该办法，以便把处理废弃物的成本降下来，既降低了废弃物对于周遭环境的影响，还可以明显把控成本，推动化工行业的发展。

4.2 UV光解处理办法

UV光解处理办法在当前废气处理办法中科技运用较为深入的办法。UV光作为紫外光，处置废气的波段则是在一百七十微米到一百八十微米之间，此紫外光可以把把此波段的废气分子的化学键加以破坏，而后将废气转为碳水化合物等无害的物质。此技术处理废气效率高，分解废气分子化学键全程不超一秒，是极为高效的处理办法。可是废弃气体的浓度较大时，处理成效可能会受到一定的影响，但综合来看其效果还是较为显著。UV光解处理技术，虽然拥有着自身的优势，可是因为该技术的科技含量高，使用该办法的成本相比其他办法也要高出不少，所以化工企业可以依据自身状况选用适宜的办法。

4.3 燃烧法处理办法

燃烧处理法作为目前化工行业较为多见的处理办法，通常可以分成蓄热燃烧与催化燃烧。蓄热燃烧是把废气输送至燃烧室开展燃烧作业，将废气加以处理。此处理办法成效明显，多用在涂装、家具制造和化工电子等废气。催化燃烧则是利用催化剂促进燃烧，通常处理时处于低温环境，减少资源耗用，且净化效果颇佳，适用于废气浓度高的化工单位，可以用于日常废气的处理工作。

结束语

当前，我国经济飞速发展，化工领域的规模也有了长足的发展，虽说化工领域的发展可以满足人们生产生活的需要，可是我们也必须看到化工行业生产期间会有不少的废水、废气产生，若是这些废弃物未能妥善处理直接排放，必然给周遭的环境带来不可逆转的负面影响，影响了生态环境建设工作的开展，甚至是影响人们的健康。因此，化工单位需要正确认识到废水、废气处理工作的重要性，使用科学的办法妥善处理废水废气，从实际出发选用适宜的处理办法，不但能够有效处理废水废气，还可以降低成本开支，以便取得更高的经济收益与生态效益。

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