化工廢水達(dá)標(biāo)排放全解析：從特性到處理技術(shù)
新建化工廠在投入生產(chǎn)后，往往會(huì)面臨一個(gè)棘手的問題：如何讓排放的化工廢水達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)？化工生產(chǎn)流程復(fù)雜，涉及眾多溶劑、環(huán)狀化合物等物質(zhì)，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的技術(shù)廢水、冷卻水、洗滌水等，共同構(gòu)成了處理難度極高的化工廢水化工環(huán)保。這些廢水具有獨(dú)特的性質(zhì)，使得傳統(tǒng)處理方法難以奏效，必須采用科學(xué)的組合處理技術(shù)。
一、化工廢水的特性
化工廢水的污染特性顯著化工環(huán)保，主要體現(xiàn)在四個(gè)方面：
成分復(fù)雜多樣：生產(chǎn)過程中使用的各種原料、中間產(chǎn)物和添加劑，導(dǎo)致廢水中污染物種類繁多，包含有機(jī)物、無機(jī)物、重金屬等，不同物質(zhì)之間還可能發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，增加處理難度化工環(huán)保。
污染物濃度高：屬于典型的高濃度廢水，有機(jī)污染物濃度超過 10000mg/L 的情況十分常見化工環(huán)保。高濃度的污染物不僅增加了處理負(fù)荷，還對(duì)處理工藝的選擇和運(yùn)行提出了更高要求。
度問題突出：廢水顏各異，有的呈乳白，有的為紅，這些特殊的顏源于廢水中的各類素、染料或其他帶物質(zhì)，給處理帶來額外挑戰(zhàn)化工環(huán)保。
且難降解：含有大量物質(zhì)，如重金屬離子、有機(jī)毒物等，同時(shí)可生化性差，微生物難以對(duì)其中的有機(jī)物進(jìn)行有效降解，使得生物處理技術(shù)的應(yīng)用受到限制化工環(huán)保。
二、化工廢水處理的系統(tǒng)方案
針對(duì)化工廢水的復(fù)雜特性，目前主流的處理方式是采用 “預(yù)處理 - 生化處理 - 深度處理” 處理系統(tǒng)，各階段相互配合，逐步凈化廢水化工環(huán)保。
（一）預(yù)處理：為后續(xù)處理創(chuàng)造條件
預(yù)處理的核心目標(biāo)是解決化工廢水因高濃度、高、低可生化性而無法直接進(jìn)入生化處理系統(tǒng)的問題化工環(huán)保。
高級(jí)氧化技術(shù)：對(duì)于有機(jī)濃度超高、可生化性差的廢水，高級(jí)氧化技術(shù)是常用的預(yù)處理手段化工環(huán)保。該技術(shù)脫胎于化學(xué)氧化法，通過產(chǎn)生強(qiáng)氧化性物質(zhì)，如羥基自由基（?OH），將廢水中的大分子、難降解有機(jī)物氧化分解為小分子、易降解物質(zhì)，從而提高廢水的可生化性。常見的高級(jí)氧化技術(shù)包括芬頓氧化法、光催化氧化法、電化學(xué)氧化法等。
芬頓氧化法：利用亞鐵離子（Fe2?）和雙氧水（H?O?）反應(yīng)生成羥基自由基，反應(yīng)式為\(\ce{Fe^{2+} + H2O2 - Fe^{3+} + \cdot OH + OH^{-}}\)化工環(huán)保。在酸性環(huán)境（pH 約 3 - 5）下，該反應(yīng)能快速進(jìn)行，有效降解有機(jī)物。
光催化氧化法：以二氧化鈦（TiO?）等為催化劑，在光照條件下，催化劑表面產(chǎn)生電子 - 空穴對(duì)，進(jìn)而生成羥基自由基，氧化分解有機(jī)物化工環(huán)保。
電化學(xué)氧化法：通過電極反應(yīng)產(chǎn)生強(qiáng)氧化性物質(zhì)，直接或間接氧化廢水中的污染物，具有反應(yīng)速度快、可控性強(qiáng)的特點(diǎn)化工環(huán)保。
其他針對(duì)性處理方法：若廢水中氨氮濃度過高，可采用化學(xué)沉淀法，投加鎂鹽和磷酸鹽，使氨氮以磷酸銨鎂沉淀的形式去除；或使用吹脫法，將廢水 pH 調(diào)節(jié)至堿性，使氨氮轉(zhuǎn)化為氨氣逸出化工環(huán)保。對(duì)于含鹽量較高的廢水，蒸發(fā)結(jié)晶法利用水和鹽分沸點(diǎn)差異，將水蒸發(fā)，鹽分結(jié)晶析出。若油脂過多，則可采用隔油、氣浮等方法，通過物理作用使油脂與水分離。預(yù)處理為后續(xù)生化處理系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行奠定了基礎(chǔ)。
（二）生化處理：降解主體污染物
生化處理是化工廢水處理的核心環(huán)節(jié)，利用微生物的新陳代謝作用降解廢水中的有機(jī)物化工環(huán)保。主要分為厭氧處理和好氧處理，實(shí)際應(yīng)用中常采用 “厭氧 + 好氧” 組合工藝。
厭氧生物處理：厭氧處理成本較低，通過多種厭氧細(xì)菌的協(xié)同作用，將廢水中難以降解的有機(jī)物分解為甲烷（CH?）、二氧化碳（CO?）等物質(zhì)化工環(huán)保。UASB（升流式厭氧污泥床）反應(yīng)器是常用設(shè)備，其內(nèi)部形成顆粒污泥床，廢水自下而上流動(dòng)，與污泥充分接觸，微生物在厭氧條件下進(jìn)行水解、酸化、產(chǎn)乙酸和產(chǎn)甲烷等反應(yīng)，去除大量有機(jī)物，同時(shí)可將大分子污染物降解為小分子，難降解有機(jī)物轉(zhuǎn)化為易降解有機(jī)物。
好氧生物處理：好氧處理可分為生物膜法和活性污泥法化工環(huán)保。生物膜法利用附著在固體載體表面的生物膜吸附并氧化廢水中的有機(jī)物質(zhì)；活性污泥法則依靠污泥中的微生物群體，在有氧環(huán)境下將廢水中的高濃度有機(jī)物降解。在 “厭氧 + 好氧” 組合工藝中，厭氧處理先降低廢水有機(jī)物濃度，改善可生化性，好氧處理進(jìn)一步降解剩余有機(jī)物，并實(shí)現(xiàn)脫氮除磷，使廢水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。例如，某化工廢水采用 “UASB 反應(yīng)器 + 生物接觸氧化法” 處理，UASB 反應(yīng)器將預(yù)處理后的廢水 COD 降至 1000mg/L，后續(xù)生物接觸氧化法再將 COD 降低至 300mg/L 以下 。
（三）深度處理：確保高標(biāo)準(zhǔn)達(dá)標(biāo)
部分企業(yè)對(duì)化工廢水排放要求更高，需要嚴(yán)格控制出水的 COD、SS（懸浮物）、氨氮、磷等污染物指標(biāo)，此時(shí)就需要深度處理化工環(huán)保。深度處理主要采用物化處理技術(shù)：
混凝沉淀法：向廢水中投加混凝劑和助凝劑，如聚合氯化鋁（PAC）、聚丙烯酰胺（PAM）等化工環(huán)保。混凝劑可中和污染物顆粒表面的電荷，使其脫穩(wěn)，助凝劑則促進(jìn)顆粒聚集形成大的絮體，通過沉淀作用去除廢水中的懸浮物和部分膠體物質(zhì)。
臭氧氧化法：臭氧具有強(qiáng)氧化性，能與廢水中的有機(jī)物發(fā)生反應(yīng)，進(jìn)一步降低有機(jī)物濃度，去除殘留的難降解物質(zhì)和度，確保廢水達(dá)到更高的排放標(biāo)準(zhǔn)化工環(huán)保。
三、結(jié)語
化工廢水達(dá)標(biāo)排放是一個(gè)系統(tǒng)工程，從預(yù)處理污染物結(jié)構(gòu)和，到生化處理實(shí)現(xiàn)主體污染物降解，再到深度處理確保高標(biāo)準(zhǔn)達(dá)標(biāo)，每個(gè)環(huán)節(jié)都不可或缺化工環(huán)保。只有深入了解化工廢水特性，合理選擇和組合處理技術(shù)，才能實(shí)現(xiàn)化工廢水的有效處理，助力新建化工廠在環(huán)保合規(guī)的道路上穩(wěn)健前行。