工業(yè)廢水處理分析及治理

　　在我國的治理工業(yè)廢水的過程中，采取了大量的不同方法。并且我國已經(jīng)進(jìn)行了多年的污水治理與對(duì)污水排放現(xiàn)象的大力懲處，污水污染狀況得到了遏制，但由于我國工業(yè)化發(fā)展速度相比較慢，多年的積累還是讓大量的水資源已經(jīng)被污染。
 

　　1 工業(yè)水處理技術(shù)的發(fā)展概況
 

　　工業(yè)水處理技術(shù)的發(fā)展概況主要是：無論是在工業(yè)生產(chǎn)還是居民的日常工作和生活中都會(huì)用到大量的水資源，這些水資源在經(jīng)過使用后往往會(huì)含有大量的有毒有害物質(zhì)，而且通過生物降解技術(shù)很難將這些有毒有害的物質(zhì)分解，這種沒有被*處理好且含有毒素的水沒有經(jīng)過嚴(yán)格控制就被排放到外界環(huán)境中，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染問題，因此，必須重視對(duì)工業(yè)廢水的處理。在遵循提出的生態(tài)化發(fā)展的原則下，所有工業(yè)廢水都必須先經(jīng)過適當(dāng)?shù)奶幚?，?dāng)其內(nèi)部各物質(zhì)含量達(dá)標(biāo)后才能進(jìn)行統(tǒng)一的排放。我國傳統(tǒng)的、常見的水處理技術(shù)常利用投入和置換的方式，例如，加藥處理、離子交換處理等技術(shù)，但是這些技術(shù)對(duì)工業(yè)廢水的處理效果還不夠理想，依然會(huì)造成環(huán)境污染問題，而且會(huì)導(dǎo)致“投入—污染—更大的投入—更大污染”的惡性循環(huán)，對(duì)環(huán)境和人體的危害都非常顯著[1]。因此，必須加強(qiáng)工業(yè)廢水處理技術(shù)的改革和創(chuàng)新，要求水處理技術(shù)發(fā)展的方向應(yīng)該為：有利于節(jié)能降耗、提高水質(zhì)、減少污染、簡化操作。
 

　　2 工業(yè)廢水處理方法
 

　　2.1 物理法
 

　　工業(yè)廢水處理方法之一是物理法。工業(yè)廢水處理方法中的物理法指的是，在進(jìn)行廢水處理時(shí)方法使用不會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的方法。在我國當(dāng)下的技術(shù)中大部分借助了污水處理設(shè)備，處理沉淀等不溶于水的物質(zhì)?？梢圆捎眯D(zhuǎn)失重剔除雜質(zhì)、利用物質(zhì)自身不溶于水的性質(zhì)進(jìn)行剔除、利用過濾將水中的物質(zhì)進(jìn)行剔除與當(dāng)水中含有大量的金屬元素時(shí)，可以采用強(qiáng)磁鐵進(jìn)行吸附從而從污水中進(jìn)行剔除。
 

　　2.2 電氧化法
 

　　工業(yè)廢水處理方法之二是電氧化法。一般認(rèn)為電化學(xué)氧化主要通過陽極材料產(chǎn)生的強(qiáng)氧化性物質(zhì)(如•OH)來氧化污染物。根據(jù)陽極材料活潑性不同，將產(chǎn)生的•OH分為吸附態(tài)•OH和自由態(tài)•OH。(1)吸附態(tài)•OH：在強(qiáng)吸附性的活性陽極材料(IrO2、RuO2、Pt)上產(chǎn)生的•OH與陽極存在的吸附氧空位相互作用形成超氧化物MOx+1，MOx+1可以將污染物R氧化為中間產(chǎn)物RO。(2)自由態(tài)•OH：在弱吸附性的惰性陽極材料(氧化錫電極、二氧化鉛電極、摻硼金剛石電極)上產(chǎn)生的自由態(tài)的•OH與電極不反應(yīng)，可以*將污染物氧化成二氧化碳和水。無論是吸附態(tài)•OH反應(yīng)，還是自由態(tài)•OH，都會(huì)發(fā)生析氧副反應(yīng)，從而降低電流傳質(zhì)效率以及加快電極的腐蝕減少電極壽命。因此，為了解決上述問題，研究者對(duì)電極進(jìn)行了大量的改性工作。
 

　　2.3 厭氧生物處理
 

　　工業(yè)廢水處理方法之三是厭氧生物處理。
 

　　厭氧發(fā)酵過程借助于不同微生物種群間的協(xié)同作用，通過水解—酸化(產(chǎn)氫及產(chǎn)乙酸)—產(chǎn)甲烷等一系列反應(yīng)將有機(jī)底物轉(zhuǎn)化為甲烷和無機(jī)物。厭氧生物處理廢水的過程分為3個(gè)階段：首先將大分子物質(zhì)水解為簡單的小分子物質(zhì)，在這個(gè)階段中需要產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌的參與，因此也叫水解酸化階段；第二階段將上一階段產(chǎn)生的有機(jī)酸分解轉(zhuǎn)化成氫氣、二氧化碳和部分乙酸，這個(gè)階段需要水解產(chǎn)酸菌群的參與；第三階段是厭氧發(fā)酵過程中重要的一個(gè)步驟，在產(chǎn)甲烷細(xì)菌的作用下將二氧化碳、氫氣、乙酸等轉(zhuǎn)化為甲烷。
 

　　3 納米材料在有機(jī)廢水處理中的應(yīng)用
 

　　3.1 印染廢水處理
 

　　印染廢水是主要難點(diǎn)在于污染物濃度大、毒性高、難生物降解，尤其近年來新型染料、助劑等大量使用，使得印染廢水處理難度變大，常規(guī)二級(jí)處理出水水質(zhì)已經(jīng)難以達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)及回用要求。近年來，將納米材料作為催化劑催化氧化印染廢水、利用納米材料良好的吸附能力吸附染料顆粒等處理技術(shù)得到深入的探究。利用納米零價(jià)鐵(nZVI)—厭氧顆粒污泥膨脹床(EGSB)耦合處理染料X-3B。在染料X-3B初始濃度為100mg/L，nZVI投加量為0.5g/L，溶液pH=6.0，溫度為30℃的條件下，48h以內(nèi)去除率可達(dá)98.93%，具有較高的去除效率。以溶劑熱合成法合成了納米ZnO光催化劑，對(duì)淄博某印染廠二級(jí)出水進(jìn)行光催化臭氧氧化試驗(yàn)，當(dāng)使用紫外光照1h后廢水COD去除率能從36.03%提高到98.06%，達(dá)到印染廢水回用和環(huán)保排放要求，可見納米ZnO作為光催化劑處理染料廢水具有很大潛力，尤其是與紫外光照等聯(lián)合作用的條件下可大幅提高對(duì)污染物的去除率。在70℃下凝結(jié)制備出多層陽離子聚合物，再在超聲條件下經(jīng)由20min酯化反應(yīng)后將其涂覆到磁性Fe3O4上。由此季銨化β-環(huán)糊精偶聯(lián)磁性納米顆粒制備的GEPCD-MNP材料對(duì)陽離子染料具有良好的吸附性能，吸附量可以達(dá)到389.1mg/g。納米材料作為催化劑或者吸附劑都可大幅提高污染物的去除效率，但不同納米材料對(duì)不同污染物的去除效果差異性較大，需要區(qū)別對(duì)待。
 

　　3.2 核工業(yè)廢水處理
 

　　常用的放射性廢水處理技術(shù)包括蒸發(fā)濃縮、化學(xué)沉淀、電滲析、離子交換法等。利用沉積還原法制備出新型磁性功能納米吸附材料Fe3O4@g-C3N4并應(yīng)用于鈾的吸附性實(shí)驗(yàn)，儀器表征表明，g-C3N4均勻包裹在磁性Fe3O4納米粒子外部，極大改善了吸附材料的物理組織結(jié)構(gòu)，吸附鈾的性能較好。吸附實(shí)驗(yàn)表明，在質(zhì)量濃度為140mg/L的鈾標(biāo)準(zhǔn)溶液中，pH=10，吸附劑投入量為6.5mg，吸附時(shí)間為150min，吸附量可達(dá)352.1mg/g，吸附率可達(dá)到90%以上。通過原位聚合法制備出的聚苯胺改性的碳納米纖維(PANI@CNF)復(fù)合材料用于高效去除水溶液中放射性核素鈾〔U(Ⅵ)〕。結(jié)果表明，pH對(duì)于U(Ⅵ)去除影響很大，而離子強(qiáng)度沒有影響。吸附能夠在30min內(nèi)快速達(dá)到平衡，且符合擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型。二者之間的作用機(jī)理為內(nèi)層表面絡(luò)合，U(Ⅵ)的去除是單分子層均勻吸附過程。在pH=5.0和T=298K時(shí)，PANI@CNF對(duì)U(Ⅵ)的吸附量高達(dá)319.4mg/g，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于單純的CNF(133.9mg/g)。可見納米材料作為高效去除放射性物質(zhì)的潛在儲(chǔ)備材料，有助于核廢料治理工作。
 

　　總之，我國作為一個(gè)工業(yè)化發(fā)展進(jìn)程中不斷進(jìn)步的國家，由于科學(xué)技術(shù)力量的不足，對(duì)于水資源的消耗、浪費(fèi)、污染，以及相應(yīng)的工業(yè)化廢水處理技術(shù)還不夠成熟。因此，對(duì)工業(yè)廢水進(jìn)行凈化和處理時(shí)，必須在科學(xué)技術(shù)、化學(xué)技術(shù)的提升過程中對(duì)相應(yīng)的工業(yè)廢水處理設(shè)備和工業(yè)廢水處理技術(shù)進(jìn)行改革和完善，使其在未來的工作過程中更好地促進(jìn)社會(huì)工業(yè)水平的經(jīng)濟(jì)建設(shè)。