高浓度有机化工废水预

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1、高浓度有机化工废水预处理研究1.1特征及来源    在我国，有机化工废水的产生量逐年增加，仅1995年我国工业废水(不包括乡镇企业)排放量就为223亿吨，含COD770万吨、重金属1823吨、砷1132吨、氰化物2504吨、挥发酚6366吨、石油类64341吨、其中仅123亿吨废水达标排放标准[1]，其余部分，尤其是高浓度难降解有机废水对环境造成了严重的污染，高浓度难降解有机废水主要分布在化工、冶金、炼焦、染料、农药等行业[2]。对此类工业废水尚未有有效的治理对策。采用物理化学方法处理该废水，成本很高，吨水处理费用达到数十元，其原因是这些废水的COD高，不能直接采用常规生化法处理；或者是因为含

2、生物不能降解的某些化合物，如多环芳烃、致癌物苯并芘和氨氮(NH3-N)等，高昂的处理费用使得大量高浓度难降解有机废水得不到有效处理而排放，所以研究高浓度难降解有机废水的治理，完善其治理技术，是十分迫切的任务。    1.2典型高浓度难降解有机化工废水    1.2.1农药废水    目前我国农药生产企业1600多家，其中原药600多家，2003年公布的最新数据显示，目前我国农药年产量已达40万吨，居世界第二位。我国生产的农药中，原药品种200多个，制剂700多种[3]。据统计，全国农药工业每年排放废水约15亿吨，主要是生产过程中的排水、产品洗涤水、设备和车间地面的清洗水等，其中已进行处理的占总

3、量的7%，处理达标的仅占已处理的1%[4]。农药行业的废水具有以下特点①有机物浓度高，毒害大。合成废水的COD一般均在几万mg/L以上，有时甚至高达几十万mg/L；②污染物成分复杂；③难生物降解物质多；④吨产品废水排放量大，而且由于生产工艺不稳定、操作管理等问题，造成废水水质、水量不稳定，为废水处理带来了一定的难度。    有机农药废水中的COD的质量浓度高，可生化性差，无法直接利用传统的生物法工艺进行处理。化学结构稳定是其有机物难降解的主要原因，也是目前农药废水处理的技术难点。    1.2.2染料废水    染料在人们的日常生活中扮演了非常重要的角色，不仅在纺织、造纸等工业上有极大的应用，

4、在食品工业也有着不可替代的作用。正因为它的存在，使我们的生活变得绚丽多彩。但是随染料和印染工业的迅速发展，每年要向水体环境排放大量含染料的工业废水，此类废水色度深、有机污染物含量高、组分复杂、水质变化和生物毒性大难生物降解，染料抗光解、抗氧化性强，且含有多种具有生物毒性或导致“三致”（致癌、致畸、致突变）性能的有机物，用常规的方法难以治理，给环境带来了严重污染[5]。    据统计，在染料生产过程中，每生产１吨染料，要随废水损失2%的产品。而在印染过程中损失量更大，为所用染料的10%左右[6]。染料废水中含有的苯环基、偶氮基等基团的染料使人易患膀胱癌[7]。废水中残存的染料组分，即使浓度很低，

5、排入水体亦会造成水体透光率的降低，而最终将导致水体生态系统的破坏[8]。    全世界每年以废物形式排入环境的染料约6万吨[9]，特别是含有机染料污水具有水量大、分布面广、水质变化大、有机毒物含量高、成分复杂以及难降解等特点[9-11]，对水生生态系统及其边界环境产生了巨大的冲击，其毒害事件日益暴露[12]。目前我国染料产量为4.2×105吨，约占世界总产量的45%，居世界第一[13]。    2高浓度难降解有机化工废水处理工艺    目前处理高浓度难降解有机废水的主要方法有化学氧化法、溶剂萃取法、吸附法、焚烧法、光催化法、生化处理法等。    化学氧化法分为两大类，一类是在常温常压下利用强氧

6、化剂(如过氧化氢、高锰酸钾、次氯酸盐、臭氧等)将废水中的有机物氧化成二氧化碳和水[14]；另一类是在高温高压下分解废水中有机物，包括超临界水氧化和湿空气氧化工艺，所用的氧化剂通常为氧气或过氧化氢，一般采用催化剂降低反应条件，加快反应速率[15,16]。化学氧化法反应速度快、控制简单，但成本较高，通常难以将难降解的有机物一步氧化到无机物质，而且目前对中间产物的控制的研究较少。此外，在高温高压状态下操作存在较大的安全隐患，需要良好的保护措施和操作培训。    溶剂萃取法利用难溶或不溶于水的有机溶剂与废水接触，萃取废水中的非极性有机物，再对负载后的萃取剂进一步处理，近年来为了避免有机溶剂对环境的污染

7、，又开发了超临界二氧化碳萃取[17]。该法简单易行，适于处理有回收价值的有机物，但只能用于非极性有机物，被萃取的有机物和萃取后的废水需要进一步处理，有机溶剂还可能造成二次污染。萃取只是一个污染物的物理转移过程，而非真正的降解。    吸附法利用多孔介质(如活性炭、磺化煤、树脂等)吸附废水中的非极性有机物，饱和的吸附介质需做进一步处理，吸附法的优缺点与溶剂萃取法十分相似[18]。焚烧法利用燃料油、煤