工業廢水處理分析及治理

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

　　1 工業水處理技術的發展概況
 

　　工業水處理技術的發展概況主要是：無論是在工業生產還是居民的日常工作和生活中都會用到大量的水資源，這些水資源在經過使用后往往會含有大量的有毒有害物質，而且通過生物降解技術很難將這些有毒有害的物質分解，這種沒有被*處理好且含有毒素的水沒有經過嚴格控制就被排放到外界環境中，造成嚴重的環境污染問題，因此，必須重視對工業廢水的處理。在遵循提出的生態化發展的原則下，所有工業廢水都必須先經過適當的處理，當其內部各物質含量達標后才能進行統一的排放。我國傳統的、常見的水處理技術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，但是這些技術對工業廢水的處理效果還不夠理想，依然會造成環境污染問題，而且會導致“投入—污染—更大的投入—更大污染”的惡性循環，對環境和人體的危害都非常顯著[1]。因此，必須加強工業廢水處理技術的改革和創新，要求水處理技術發展的方向應該為：有利于節能降耗、提高水質、減少污染、簡化操作。
 

　　2 工業廢水處理方法
 

　　2.1 物理法
 

　　工業廢水處理方法之一是物理法。工業廢水處理方法中的物理法指的是，在進行廢水處理時方法使用不會發生化學反應的方法。在我國當下的技術中大部分借助了污水處理設備，處理沉淀等不溶于水的物質。可以采用旋轉失重剔除雜質、利用物質自身不溶于水的性質進行剔除、利用過濾將水中的物質進行剔除與當水中含有大量的金屬元素時，可以采用強磁鐵進行吸附從而從污水中進行剔除。
 

　　2.2 電氧化法
 

　　工業廢水處理方法之二是電氧化法。一般認為電化學氧化主要通過陽極材料產生的強氧化性物質(如•OH)來氧化污染物。根據陽極材料活潑性不同，將產生的•OH分為吸附態•OH和自由態•OH。(1)吸附態•OH：在強吸附性的活性陽極材料(IrO2、RuO2、Pt)上產生的•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氧化為中間產物RO。(2)自由態•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)上產生的自由態的•OH與電極不反應，可以*將污染物氧化成二氧化碳和水。無論是吸附態•OH反應，還是自由態•OH，都會發生析氧副反應，從而降低電流傳質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，研究者對電極進行了大量的改性工作。
 

　　2.3 厭氧生物處理
 

　　工業廢水處理方法之三是厭氧生物處理。
 

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

　　3 納米材料在有機廢水處理中的應用
 

　　3.1 印染廢水處理
 

　　印染廢水是主要難點在于污染物濃度大、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，常規二級處理出水水質已經難以達到國家排放標準及回用要求。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得到深入的探究。利用納米零價鐵(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以內去除率可達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，對淄博某印染廠二級出水進行光催化臭氧氧化試驗，當使用紫外光照1h后廢水COD去除率能從36.03%提高到98.06%，達到印染廢水回用和環保排放要求，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合作用的條件下可大幅提高對污染物的去除率。在70℃下凝結制備出多層陽離子聚合物，再在超聲條件下經由20min酯化反應后將其涂覆到磁性Fe3O4上。由此季銨化β-環糊精偶聯磁性納米顆粒制備的GEPCD-MNP材料對陽離子染料具有良好的吸附性能，吸附量可以達到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，但不同納米材料對不同污染物的去除效果差異性較大，需要區別對待。
 

　　3.2 核工業廢水處理
 

　　常用的放射性廢水處理技術包括蒸發濃縮、化學沉淀、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并應用于鈾的吸附性實驗，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構，吸附鈾的性能較好。吸附實驗表明，在質量濃度為140mg/L的鈾標準溶液中，pH=10，吸附劑投入量為6.5mg，吸附時間為150min，吸附量可達352.1mg/g，吸附率可達到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)復合材料用于高效去除水溶液中放射性核素鈾〔U(Ⅵ)〕。結果表明，pH對于U(Ⅵ)去除影響很大，而離子強度沒有影響。吸附能夠在30min內快速達到平衡，且符合擬二級動力學模型。二者之間的作用機理為內層表面絡合，U(Ⅵ)的去除是單分子層均勻吸附過程。在pH=5.0和T=298K時，PANI@CNF對U(Ⅵ)的吸附量高達319.4mg/g，遠遠高于單純的CNF(133.9mg/g)。可見納米材料作為高效去除放射性物質的潛在儲備材料，有助于核廢料治理工作。
 

　　總之，我國作為一個工業化發展進程中不斷進步的國家，由于科學技術力量的不足，對于水資源的消耗、浪費、污染，以及相應的工業化廢水處理技術還不夠成熟。因此，對工業廢水進行凈化和處理時，必須在科學技術、化學技術的提升過程中對相應的工業廢水處理設備和工業廢水處理技術進行改革和完善，使其在未來的工作過程中更好地促進社會工業水平的經濟建設。