浅议工业污水的处理办法

　　摘要：现代社会发展对水质要求不断提高，对水量需求越来越大。由于水体过渡污染和水资源过渡采用，全球不少地区面临严重水危机。控制水质环境成为各工业用水单位的当务之急，工业废水为水域的重要污染源，具有量大、面广、成分复杂、毒性大、不易净化、难处理等特点。本论文根据工业水污染的特点，简要介绍几种适合处理工业用水污染的方法。
　　关键词：膜处理；电磁处理；生物能源；科技处理
　　引文
　　进入新世纪以来,随着经济社会的持续高速发展,人们所从事的生产活动比以往任何时候都要活跃,经济高速发展的同时带来许多不确定性的负面影响,在环境问题上显得日益突出,当今城市工业企业在商品经济的市场调节作用下,为适应或缓解商品社会供需矛盾而自我发展起来的。因此,工业企业门类繁多、产品多样,污水成分也十分复杂。针对工业水污染现状分析,主要应该采取以下几种方法来治理工业水污染：
　　1.膜分离法
　　膜分离过程组分一般不发生相的变化，能耗较小，操作温度在室温左右。它是一种节能技术。膜分离范围广，无论工业废水中的无机物还是有机物，细菌还是矿物微粒均可使用。膜分离适用体系也较多，大多可用膜分离。膜分离的装置比较简单，容易控制，可以连续操作。但也存在一些问题：热稳定性和化学稳定性不高，膜的通量和选择性待进一步提高，膜污染的防治和浓差极化等。工业污染水处理是膜分离的重要应用领域，微孔膜、超滤膜具有较大的孔径，在深度处理前后常用作预处或后处理。由于膜分离过程基本为物理过程，不需投加其他药剂，不产生副产物，用于饮用水处理，可以大大提高水的质量。目前所用膜有微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜。用微滤膜和超滤膜对原水进行精密过滤可除去细菌、病毒、胶体物，操作不受水水质条件限制。此外地球上淡水水源曰趋减少，而海水却取之不尽。我国不少地方的地下水为苦咸水，如甘肃省不仅为缺水省，且许多地区的地下水亦属苦咸水。反渗透、电渗析法是海水、苦咸水脱盐的有效方法。电子工业需纯度较高的水，目前采用膜法为主的组合工艺。在市场上众多的饮用纯净水也以膜分离为主。电渗析、反渗透、超滤等膜渗透的方法均在工业废水中广泛应用。
　　2.电场处理法
　　电场处理法是将电场施加于待处理工业污染水中，观察水体系物理、化学性质的变化。这些性质包括水体系密度、吸光度、电导率的变化及对结垢物的影响。电场处理可根据不同水污染工作条件分为高压静电场法、高频电场法和电子处理法。
　　2.1高压静电法
　　高压静电场的电场强度为3000-5000V/cm。美国学者将10000V的高压加于工业原污染水时，产生极好的阻垢效果，他们认为这种阻垢作用是由于电场作用下流动的水产生微弱电流所致。形成水垢的化合物大多为离子化合物，由正、负离子组成，当水中施加电场时，离子会受到电场的吸引，使其难以结合成固体物。1970年代末，日本将静电除垢器与给水槽和脱气装置组合，用于工业给水处理，取消化合加药，亦可达到防垢、缓蚀的目的。1970年代后期，国内亦陆续研制了静电水处理器并在一些工业用水处理工厂中应用。高压静电场法除了可以阻垢、除垢外，还可以缓蚀、消灭工业废水中的细菌。
　　2.2高磁电场法
　　高频电场法的电场强度并不大，一般在1000V／cm以下，而电场频率要高，通常在10Mnz以上。试验表明，工业污染水流速一定时，随着电场频率增大，阻垢率随之增大；当频率在10MHZ以上时，流速对阻垢率影响很小。可见频率足够高时在短时间内就能阻止工业废水垢形成。阻垢作用可能是在高频电场作用下，极小晶粒表面带电，阻碍晶粒正常成长，从处理前后电镜照片明显看出工业污染水中固体形态的差别。
　　2.3电子处理法
　　电子处理法与前两种电场法的区别在于该法直接向工业污染水中通入微小电流，所以装置由直流稳压电源和处理器两部分组成。管状处理器的中心有一金属正极，处理器壳体为负极。该类处理器1970年代首先由美国研制成功，1980年代末国内亦有产品问世。陈家森等研究表明，电场还会对工业污染水的结构发生影响，引起水中部分氢氧键断裂，水中出现过量超氧阴离子自由基、过氧化氢及自由质子。其中氢氧键的断裂是通过电场对水分子的附加能进行估算：用核磁共振波谱仪测试质子核磁纵向弛豫时问用以证实电场处理后水中过量超氧阴离子自由基存在，这种自由基和氧分子一样，具有顺磁性；用光子计数器通过鲁米诺化学发光现象，可以确定电场处理前后过氧化氢浓度在体系中的变化。
　　3.磁场处理法
　　磁化法用于工业废水防垢效果明显。此外，有试验表明磁化水可提高树脂的离子交换容量，可作为离子交换前的预处理。磁化水用于混凝土可缩短固化时间、提高强度和增加防冻性及化学稳定性。经过处理后的饮用磁化水还有排除人体胆结石的作用。磁法水处理技术还可用于含油工业污水处理中。与其他方法相比，磁法分离净化技术更彻底、无二次污染。将磁性材料(如Ni-Cu-Zn铁氧体等)制成粉状，放入含油工业废水中搅拌，油被磁粉吸附。再通过磁分离装置，吸附了油的磁粉留在磁场中，而水被分离。而改性磁粉法可将磁粉表面用适当材料处理使其亲油。若用石腊、高级脂肪酸等处理，表面覆盖一层亲油疏水薄膜。这种改性磁粉加入含油污水中时增加了对油的亲合力，油和磁粉凝聚成泥状物下沉。最后用磁场将油泥物分离。
　　4.生物法处理工业水污染
　　4.1传统生物法
　　传统生物处理工业污染水的方法包括活性污泥法、氧化塘生物滤池、生物转盘等。活性污泥法是最主要的传统生物法，利用曝气池进行废水处理微生物作刚下废水得到净化。活性油腻物通常要经过接种、培养、驯化，由细菌、原生动物和其他杂质组成。氧化塘足最原始的生物水处理方法，可以利用池塘、洼地，不需要另外的设施，因其处理效果差，1960年代末增加人工强化条件，发展为新的氧化沟技术。生物滤池、生物转盘都是利用滤料上附着的生物膜。这种方法在某些方面优于活性污泥法。传统生物法的系统由水、污染物、微生物、氧组成。一般有工业污水的地方就会出现这种天然处理系统。活性污泥既是微生物载体，又是微生物代谢的产物。系统运行过程不断从界鼓入空气，其中的氧溶解于工业污水中，通过生物体酶的催化与污染物相作用。污染物一般为含碳有机物，如果条件适宜，会发生阶段性降解，或彻底降解，最终变为二氧化碳和水。活性污泥中常有多种微生物，在常温附近都能正常生存，处理系统结构简单，所以它的优点是处理污染物种类多、对许多有机物处理效率高、受气候条件影响小、管理不复杂。这种技术的应用始于1914年，长期以来，是城市污水及某些工业废水的主要处理方法。由于一般工业废水中污染物和氧的浓度都较低，微生物的专属性不会很高，氧化有机物的速率较慢，导致这种系统主要缺点是处理周期长、占地面积大、同时运行费用也较高。
　　4.2酶处理法
　　微生物与工业污水中有机物接触时发生多种化学反应，如氧化还原、脱羧、脱氮、脱水、水解。这些作用不是微生物与有机物的直接反应，而是通过微生物细胞产生的酶，经过一系列催化阶段，使有机物得到降解。微生物体内的酶体系由于遗传变异和高速繁殖对环境有很强的适应性，可用来处理不同的工业污水质。根据微生物的特性可分为需氧法和厌氧法。需氧法应用较多，厌氧法亦受到重视。生物法氧化有机物通常分阶段进行，初期生物降解只引起化合物母体结构变化，即有中间产物生成。最终生物降解可以完全无机化。
　　5.总结
　　综上所述，本研究通过工业污染水的几种处理方法分析了工业用水污染控制情况，这些工业废水如直接排放或处理不当,将影响水体的自净,因而使水质恶化。由于工业废水的组成复杂,往往需要由几种方法组成一个处理系统,才能完成所要求的处理功能,因此应用于工业废水处理的化学法、物理化学法和生物法取得了极大进展，因此研究开发高效、经济的应用于工业废水处理新技术将成为未来几年内新的环保研究热点。
　　参考文献
　　[1]田德旺，朱捷.环境与发展导论[M].北京：中国环境科学出版社，1997.82-83.
　　[2]国家环境保护总局.全国乡镇工业污染源调查公报[R].1997012023.
　　[3]国家环境保护总局.全国乡镇工业污染源调查公报[R].2000012023.
　　[4]中国环境与发展国际合作委员会.中国环境与发展国际合作委员会年度政策报告（2006）[M].北京：中国环境科学出版社.2007：34～63.
　　[5]郭恒哲.城市水污染生态补偿法律制度研究[J].法制与社会，2007（10）：474～475