从化工废水特征污染物出发的治理与预防措施

摘要：化工废水的排放已经对环境造成了不可估量的影响，化工废水中的特征污染物更是为治理化工废水带来了挑战。本文从化工废水特征污染物出发，探讨了治理与预防措施。其中，我们从四个方面展开探讨，包括废水预处理、生物处理、化学处理、膜处理，旨在为化工废水治理提供指导思路。

废水预处理

废水预处理是化工废水处理的第一步，其目的是通过预处理技术，使废水中的物质变得更容易被生物处理、化学处理或膜处理单位去除。化工废水预处理的方法可以分为物理、化学和生物三种方法。

物理法：匀速搅拌、沉淀、过滤、气浮、离心等物理预处理方法，通过物理作用将固体、液体、气体、溶液中的微小物质物理分离，降低化工废水浊度，提高废水中的可生化性，从而为后续的处理提供便利。

化学法：化学还原剂、氧化剂、中和剂等化学药剂能够协同作用，促进其含有的可溶性物质深度分解，从而提高废水的生物可降解性。适当的调整废水的pH值、去除杂质，使生物降解过程可控并有效。

生物法：生物预处理是利用生物反应器或生物填料通过生物作用使化工废水中的有机物分解。通过在化工废水中添加特定的微生物，这些微生物可以分解化合物，降解物质。微生物通过对化合物的降解代谢，将污染物转化为可被生物处理单位处理的物质，例如二氧化碳和水。

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生物处理

生物处理是化工废水治理的主要方式之一。生物处理最重要的是微生物的种类、生物反应器的类型和工作条件。生物降解产物取决于微生物的代谢和反应器内环境的情况，而微生物的生理环境又直接受氧气、温度、pH、底物和有毒物质等因素的影响。为了满足化工废水治理的要求，应选择适当的微生物种类，建立适当的环境控制条件。

生物反应器旨在为微生物提供尽可能好的生长和反应环境，并让它们在反应器内对有机物进行吸附和分解。根据下列条件的不同，生物反应器分为氧限制型和氧补充型反应器、高浓度反应器、低浓度反应器和氧化还原电位反应器。

氧限制型反应器：在这种反应器中，基质和有机物是通过微生物无氧分解的方式转化的，利用厌氧甲烷发酵反应器可使污水的COD去除率达到 60% 并产生沼气和甲烷。

氧补充型反应器：在氧气足够的情况下，基质和有机物是通过微生物氧呼吸进行分解，利用好氧生物反应器可使污水的COD去除率达到 90% 或更高，并产生水和二氧化碳。

高浓度反应器：高浓度系统通常使用特殊微生物群，例如厌氧和嗜酸/碱微生物，以分解高浓度污水。例如，通过使用醋酸杆菌降解含有高浓度醋酸和丙酮的废水，废水的COD去除率达到99%以上。

低浓度反应器：低浓度系统要求水质净化率高，生物负荷低，如利用活性污泥法、生物接触氧化法等低浓度废水处理技术，可以将低浓度废水污染物去除效率提高到90%或以上。

化学处理

在化工废水中，特征污染物包括重金属、氮、磷等元素，和其他有机和无机污染物。这些物质往往不能通过传统的生物降解或物理预处理方法完全去除。因此，需要利用化学处理方法对其进行前处理或后处理，化学方法可以包括沉淀、氧化还原、络合、植物吸收等多个方面。

沉淀法：采用一些化学药剂，如氢氧化钙、氢氧化铁、氢氧化铝、氢氧化钠等，将废水中的污染物转化为高分子量或晶体形态的沉淀物。

氧化还原法：利用氧化剂或还原剂将废水中的有机化合物进行氧化或还原反应。例如，氧化还原法可以利用化学药剂氧化或还原有机物，将其转化为水和二氧化碳。

络合法：对含有重金属离子的废水进行萃取、分离和集中处理。例如，采用氨水或乙二胺等络合剂，与废水中的金属离子形成络合物，分离出废水中的重金属离子。

植物吸收法：也叫植物修复，利用植物吸收废水中的有机物和重金属等污染物。例如，利用红树林、柳树、水稻等植物，将废水中的重金属离子吸收到植物体内，并分解为无害物质。

膜处理

目前，膜处理技术在化工废水治理中得到了广泛应用。膜处理技术包括微滤、超滤、纳滤、反渗透等。膜可以分为有机膜和无机膜两种。

有机膜：有机膜主要是以聚乙烯、聚丙烯等合成材料为主体，通过制膜工艺制成的。聚乙烯和聚丙烯等材质的膜可以用于高温、酸、碱解决了传统的处理设备难以解决的问题。比起无机膜，有机膜更易于大面积制造，更易于进行扩大化生产。

无机膜：无机膜主要是以陶瓷、玻璃等化学材料为主体，制成的膜常见于超滤和纳滤等膜处理领域，它的开发与制造需要大量的研究和投入，金属的耐腐蚀性及耐高温性都比有机膜更好，同时也能适用于处理各种水质。

通过膜处理技术，可以更高效地去除化工废水中的有机物、重金属和其他污染物质，同时，不仅能够让废水处理得更加彻底，还能提高废水的再生利用率。

结论

化工废水治理不仅涉及到直接环境的保护，而且还与国家经济和社会的发展密切相关。本文探讨了化工废水中的特征污染物出发的治理与预防措施，主要包括废水预处理、生物处理、化学处理、膜处理四个方面。本文旨在提供方便实用的治理方法，希望能对化工废水的治理工作提供一定的帮助和指导。

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