當前，水資源是世界各國普遍面臨的急需解決的問題之一。大量工業(yè)污水不達標排放，絕大部分生活污水不經(jīng)處理直接排放，廣大農(nóng)村地區(qū)不合理使用化肥、農(nóng)藥等化學物質，對地表水影響日趨嚴重。其中工業(yè)污水作為污水排放中的重要組成部分，其危害性一直都是大家所關注的，同時這部分污水的處理也是近年來的研究重點。由于工業(yè)廢水中含有大量有害化學物質，排放之后對人民生活和社會環(huán)境的負面影響深遠。近年來，工業(yè)污水排放造成的水污染事件層出不窮，造成相關居民的健康惡化，癌癥病人增加等等問題。大量工業(yè)污染事件的頻繁出現(xiàn)，說明了工業(yè)污水治理的不足。工業(yè)廢水的綜合治理已成為當代環(huán)境工作亟待解決的重大問題之一。

 

工業(yè)污水的各種污染物中，有機污染物，尤其是高濃度有機污染物，不僅在水中存在時間長、遷移范圍廣，而且危害大、處理難度大，一直是環(huán)保領域的一個重要研究課題。高濃度有機污染物主要產(chǎn)生于有機合成相關工藝，主要集中在有機化工、制藥、農(nóng)藥、染料、印染、造紙、焦化、炸藥等行業(yè)。由于高濃度有機廢水污染物成分復雜，有機物種類多并且濃度高，pH值變化大，SS、COD、NH3-N高，含鹽量高，氣味重及色度深，而且大多含有生物抑制性物質，具有一定毒性從而導致其可生化性差，使之成為一種較難處理的高濃度難降解的有機廢水。2005年我國農(nóng)藥生產(chǎn)總量首次達到173萬噸，超過美國一躍成為世界第一的農(nóng)藥生產(chǎn)大國。截止2007年底，我國制藥行業(yè)共有原料藥和制劑生產(chǎn)企業(yè)4682家。制藥工業(yè)作為污染嚴重企業(yè)已被國家環(huán)保規(guī)劃列為重點治理的12個行業(yè)之一，制藥工業(yè)產(chǎn)生的廢水也成為環(huán)境監(jiān)測治理的重中之重，嚴格治理制藥行業(yè)的污水已刻不容緩。國家對高濃度有機污水產(chǎn)生的相關領域的重視程度也日益加強，國家環(huán)保部從2010年7月1日起對于制藥、化工、造紙等行業(yè)試行新的更加嚴格的廢水排放標準，并從2011年7月1日起正式執(zhí)行。利用目前國內(nèi)制藥、化工等行業(yè)普遍采用的傳統(tǒng)的污水處理工藝技術，很難達到新標準規(guī)定的排放指標。因此，高濃度有機廢水處理和排放問題，已經(jīng)嚴重影響和制約了這類行業(yè)的生產(chǎn)和發(fā)展，有的甚至影響了部分企業(yè)的生存。綜上所述，針對目前高濃度有機污水處理技術的革新勢在必行，這也促使了我們在這一領域的不斷前進。

 

 

 礦化處理有機廢水是指有機污染物轉化為礦物質，比如水、二氧化碳和無機鹽等。礦化處理有機廢水技術是一項高新技術，該技術利用添加劑和促進劑等，產(chǎn)生一定的能量破壞污染物分子的化學鍵，使污染物分子斷裂，由大變小，最終把污染物分子中的碳轉化為二氧化碳，氮和磷等污染物轉化為無機鹽，使廢水中的有機物質完全降解，從而消除污染物，降低工業(yè)廢水中的COD和氨氮值，最終提高水質達到排放要求。

 

 工業(yè)廢水的成分復雜，通常含有大量的有害化學物質，有害污染物的濃度高，鹽度高，酸堿度高；這“三高”水排放到河流與湖泊中，增高了原有水系的有機物、鹽和酸堿度，也就打破了原有的平衡。危害水系中生物的生存.對于這些“多余”的物質，有的本身就是水系中生物的毒物，有的因為濃度高成為水系中生物的毒物。所以，這“三高”水能夠致死自然界中的微生物，難以被自然界降解，嚴重危害環(huán)境，而且可能長期危害環(huán)境。礦化降解有機廢水技術是根據(jù)廢水中有機物的種類以及存在方式，結合污水的鹽度以及pH值條件，采用不同的方法，有針對性的添加適當?shù)拇龠M劑和添加劑，從而使得水中的有機污染物高效率的礦化降解，減少或者消除污水中的有機污染物，同時也可以把廢水中的氨氮以及有機磷等轉化為無害的礦物質。通過此項技術，不需要附加其他處理設施，無需對高濃度有機污水無效的生化處理技術一步就可以達到去除大部分有機污染物的效果，使COD達到排放標準。處理后的高濃度有機廢水基本上可以達到不再含有有機物或者與國家標準要求相符。

 

礦化處理技術作為一項高新的處理高濃度有機廢水的技術，主要有以下幾個特點：

 

1.礦化處理有機廢水技術可以把廢水中的有機物分解，不產(chǎn)生淤泥和二次污染物。

 

2.幾乎可以降解廢水中的各種有機物，尤其是高濃度的有機廢水；還可以處理含有較高濃度鹽的有機廢水。

 

3.氣溫的變化對該技術的處理效果影響較小，炎熱的夏天和寒冷的冬季都可以降解廢水中的有機物。

 

4.該方法工藝性能穩(wěn)定，設備簡單，操作方便。工藝流程短, 處理單元少；投資少，具有實用性。

 

 

3.1 DNT和TNT廢水的處理

 

二硝基甲苯（dinitrotoluene，簡稱DNT），作為多種化工產(chǎn)品的重要中間體，廣泛的應用于醫(yī)藥、染料、炸藥以及高分子材料工業(yè)中。在二硝基甲苯的制備和精制洗滌過程中，會產(chǎn)生大量的呈堿性有機廢水，又稱DNT廢水，該廢水成分異常復雜，廢水含有的芳香族硝基化合物結構穩(wěn)定，在自然界中很難降解，殘留時間長，并具有致癌性、生物毒性，且在降解過程中很易產(chǎn)生其它毒性更大的中間產(chǎn)物。鑒于這些問題，國家對DNT堿性廢水有著嚴格的排放標準，規(guī)定廢水中硝基苯類化合物的含量不得超過5.0mg/L。目前國內(nèi)外關于此類廢水處理的技術有很多，但大多存在處理費用高，處理效率低等問題。而該技術可以有效地降解含有硝基化合物的廢水。比如DNT的生產(chǎn)廢水，處理結果見表1。由表中可見，DNT的生產(chǎn)廢水的COD大約為2410mg/L，通過添加相應的促進劑礦化處理2個小時以后，COD降至50mg/L以下，硝基類化合物的含量由437 mg/L降至0.17 mg/L，兩項指標均完全達到國家排放標準，處理前后污水無論是色度還是氣味都發(fā)生了極大地改變，在處理過后紅色的污水完全清澈透明了，并且沒有淤泥產(chǎn)生。

表1 礦化降解生產(chǎn)DNT的廢水結果（處理量17 Kg）*

廢水	外觀		COD (mg/L)		硝基化合物（mg/L）
	處理前	處理后	處理前	處理后	處理前	處理后
DNT酸性廢水	紅橙色	無色透明	2410	47.8	437	0.17
綜合DNT廢水	紅色	無色透明	1260	70	-	0.9
DNT堿性廢水	深紅色	無色透明	3840	85	688	0.7

注：廢水與相應數(shù)據(jù)采集自**兵工廠

 

3.2傳統(tǒng)石油化工行業(yè)污水

 

石化行業(yè)作為國民經(jīng)濟發(fā)展的風向標企業(yè)，它的快速發(fā)展直接影響著人民的日常生活，也關系著國家的經(jīng)濟發(fā)展。石油化工及其下游化工產(chǎn)業(yè)由于其分布廣，產(chǎn)品類型多，產(chǎn)生的工業(yè)污水也各不相同，有較易通過生化技術處理的，也有難處理的高濃度有機污水。我們從中海油天津下屬的企業(yè)采集了三種不同的水樣，W1污水（主要污染物聚丙烯酸），W2污水（主要污染物氨基磺酸），二沉池水，（包含了W1、W2以及食堂的污水)，分別是根據(jù)各種不同類型的廢水中的主要污染物組分采用相對應的礦化處理技術，三種污水的處理方法和處理結果如下：

 

表2 礦化處理W1、W2和二沉池廢水的結果

廢水類型	外觀		COD (mg/L)		處理時間/h	處理成本（元/噸）
	處理前	處理后	處理前	處理后
W1廢水	渾濁	無色透明	956	62.5	2	—3.5
W2廢水	黑色，有懸浮物	無色透明	415	53.7	2	—5.0
二沉池廢水	渾濁	無色透明	154	27.3	< 1.0	< 1.0

注：結果采集自中海油天津下屬化工企業(yè)

 

3.3超高濃度有機廢水

 

在羥乙基纖維素生產(chǎn)廢水和樹脂生產(chǎn)廢水中有機物的濃度均很高，污水整體呈粘稠狀，COD均在12萬mg/L左右，礦化處理該類廢水，在處理工藝，處理時間和噸水處理成本上都有很大的優(yōu)勢。使用該項技術，采用一步工藝或結合一定的預處理手段即可完成處理過程。在礦化處理體系中，隨著時間的延續(xù)，廢水的COD數(shù)值不斷下降，最終COD的去除率均可以達到99%以上。

 

表3 羥乙基纖維素生產(chǎn)廢水，樹脂生產(chǎn)廢水處理結果

	羥乙基纖維素生產(chǎn)廢水COD(mg/L)		羥乙基纖維素生產(chǎn)廢水稀釋10倍COD (mg/L)		樹脂廢水COD(mg/L)
	130,000		13,000		120,000
	第一次	第二次	第一次	第二次	第一次
一段時間后	210	110	78	88	130
去除率	99.80%	99.90%	99.40%	99.30%	99.00%

注:廢水數(shù)據(jù)來自杭州某化工廠

 

3.4制藥行業(yè)廢水

 

化學原料藥產(chǎn)品的生產(chǎn)特點是流程長，反應復雜，副產(chǎn)物多，反應原料常為溶劑類物質或環(huán)狀結構的化合物，使得廢水中污染物組分繁雜，含量高、COD值高、有毒有害物質多，生物難降解物質多，這類廢水往往治理難度大且處理成本高，是廢水治理中的難點和重點。醫(yī)藥行業(yè)尤其是原料藥生產(chǎn)企業(yè)的廢水排放情況甚至關系到企業(yè)的生死存亡。尋求有效的廢水處理技術已成為制藥和環(huán)保企業(yè)攻克的重要課題。

 

由于制藥產(chǎn)品種類繁多，生產(chǎn)工藝和管理水平差別較大，使得污水處理方法各不相同，也要求利用不同的處理工藝利用各自的特點來解決實際的問題。本技術針對不同類型的高濃度有機制藥廢水，不斷調整促進劑以及相關處理參數(shù)，使得廢水處理效率、能耗以及費用大大降低，為經(jīng)濟、有效的處理制藥廢水開辟了新途徑。

 

表4 礦化降解生產(chǎn)制藥綜合廢水結果*

廢水成分	外觀		COD (mg/L)		PH		NH3-N(mg/L)
	處理前	處理后	處理前	處理后	處理前	處理后	處理前	處理后
硅醇、甲醇、N-N-二甲基乙烯胺等	黃黑色，粘稠狀	無色透明	160,000	850	4-5	7-8	800-900	58
水洗原母（紫脲酸、亞硝酸鈉、醋酸鈉等）	棕黑色	無色透明	47,000	960	1.99	7-8	763	42

注：廢水數(shù)據(jù)來自河北某制藥廠

 

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