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[摘要]隨著我國對精細化工行業的廢水排放標準不斷提高，企業依托現有的廢水處理設施難以達到排放要求，主要原因是由于精細化工行業廢水毒性強、可生化性差，傳統的生化處理工藝難以將此類廢水處理達標，因此需要通過物化工藝預處理。本文介紹了部分物化預處理工藝，并就單一物化預處理工藝和組合與處理工藝的優劣做了簡要的探討。

[關鍵詞]精細化工廢水；物化預處理工藝；可生化性

1引言

近年來隨著我國農業和工業的迅速發展，人民的生活中涉及到精細化工用品的使用也愈發頻繁。隨著社會需求的不斷提高，精細化工企業近年來也不斷發展，而我國新興的精細化工企業在“十二五”的推動下快速涌現，現有企業也逐步推進產業結構優化升級改造，實現了產品精細化率穩步提升和產業集中度提高。精細化工產品在不斷改善群眾生活，但伴隨而來的是精細化工企業生產過程中造成的環境污染日益嚴重，尤其是生產過程中排放的廢水對生態環境造成極其嚴重的影響[1]。由于精細化工生產過程中產品的多樣性和精細性，其生產廢水具有成分復雜、色度大、毒性較強、鹽分較高以及成分不易鑒別等因素，從而導致其可生化性較低，直接進入生化系統容易導致生化系統崩潰[2]。因此，在精細化工廢水預處理階段，不僅要有效的去除廢水中的污染物，還要進一步提高廢水的可生化性，以便后續廢水的生化降解。近年來，精細化工廢水的處理技術在不斷的摸索與創新中前行，在眾多精細化工廢水處理研究中多采用物化處理工藝對高濃度有機廢水預處理后，再進行后續的生化處理。

2單一物化預處理工藝

2.1電催化氧化法。電催化氧化作為工業廢水處理領域的一種有效的方法，能夠通過自動化的方法有效降解和氧化機化合物。電催化氧化的優點是使用了清潔的試劑-電子，處理過程中不需要添加化學物質，因此不產生二次污染。HongWang[3]等采用TiO2/碳電催化膜為陽極，不銹鋼網為陰極的電催化膜反應器處理含酚廢水。以苯酚和濃度為15g/L的電解質(Na2SO4)混合制備合成苯酚廢水為原料。采用FESEM、XPS、循環伏安法(CV)和高效液相色譜(HPLC)對電催化膜、苯酚濃度和降解中間體進行了表征和分析。結果表明，反應器處理2.0mM含酚廢水2h后，苯酚的去除率約為99.4%，TOC的去除率約為86.3%。YonghaoZhang[4]采用新型多孔管電極電催化反應器對含5-氟-2-甲氧基嘧啶的實際抗癌藥物廢水進行處理。通過單因素實驗研究運行參數對反應器性能的影響，研究結果表明，最優條件是流量的0.31L/min，pH值5.0，電流密度5mAcm-2。此時廢水中COD和5-氟-2-甲氧基嘧啶去除率分別為84.1%和100%。同時廢水的BOD5/COD值和EC50,48h分別從0.14和16.4%提高到0.53和51.2%，可生化性明顯提高。綜上，采用電催化氧化法對精細化工廢水處理，不僅能有效去除廢水中的特征污染物，同時也可以提高廢水的可生化性。

2.2鐵碳微電解法。鐵碳微電解，又稱內電解、零價鐵法，是一種有效的難降解有機污染物預處理技術。其基本原理是利用鐵屑內部含有的鐵和炭形成微原電池，從而將難降解有機物還原成易降解有機物[5]。HefaCheng[6]等對鐵碳微電解法處理三嗪濃縮廢水的參數選擇問題進行了研究。研究結果表明，采用鐵屑和顆粒活性炭進行內部微電解，當含鐵量/含氣量/廢水體積比為3︰2︰490，噴霧比(空氣流量與廢水體積之比)為2︰490min-1時，廢水中的COD去除率高達60.5%，同時廢水的可生化性也較大幅度提高，為后續的生化系統的運行提供了保證。2.3芬頓氧化法芬頓氧化法是一種高級氧化技術，在處理難降解和外源有機化合物的廢水中得到了廣泛的研究。連續運行的芬頓氧化過程中廢水中的有機物發生的反應如下所示[7]。H2O2+Fe2+→Fe3t+OH-+OH•k=70M-1s-1(1)OH•+RH→CO2+H2Ok=109-1010M-1s-1(2)R•+Fe3+→R++Fe2+(3)H2O2+Fe(OH)3→H2O+O•+Fe(OH)3(4)S.Karthikeyan[8]等研究嘗試用均相和非均相Fenton系統降解紡織廢水中的有機污染物。在間歇和連續操作條件下進行單因素實驗。考察了時間、pH、H2O2濃度、FeSO4.7H2O濃度和介孔活性炭質量等因素對廢水中有機物降解的影響。測定了廢水中有機物氧化的動力學常數和熱力學參數。研究了廢水中COD、BOD和TOC的定量去除效果。通過FT-IR、紫外-可見光譜和循環伏安法證實了對紡織廢水中大分子有機物的降解，降低廢水的毒性，從而使得廢水的可生化性得到提高。綜上所述，采用物化預處理工藝可以明顯提高廢水的可生化性，降低廢水的毒性，避免濃度過高或者毒性過強的廢水進入生化系統，從而導致生化系統不正常運行及出水指標過高等問題。

3組合物化預處理工藝

隨著國家對廢水排放標準提高，單一的廢水預處理技術已經逐漸滿足不了精細化工企業的生產要求。針對水質復雜、有機負荷高、難降解物質多的精細化工廢水，現階段一般采用組合工藝對該類進行物化預處理。從而削弱廢水中有毒有機物對微生物的抑制能力，提高廢水的可生化性，節省廢水處理成本。

3.1鐵炭微電解法和芬頓氧化組合工藝鐵炭微電解具有應用范圍廣、操作成分低等優點，但同時微電解的出水中往往含有Fe2+離子容易造成二次污染[9]，此時，在微電解的出水中加入H2O2，發生芬頓反應產生羥基自由基，能夠達到降解有機廢水的目的。因此可以將微電解和芬頓氧化串聯使用，不僅可以在很大程度上減少廢水中的污染物，還能降低處理的成本。

3.2鐵炭微電解和電催化氧化組合工藝。單一鐵炭微電解處理高濃精細化工廢水時，鐵屑的表面經過長時間浸泡容易產生一層氧化膜，從而使得鐵炭微電解處理效果不佳，此時可以引入電催化氧化，進一步去除廢水中的COD并提高廢水的可生化性[10]。程鵬[11]通過單因素和正交實驗對鐵炭微電解和電催化氧化的組合工藝進行工藝條件的篩選，研究表明當鐵炭量為80g/L、槽間電壓為20V、反應時間為60min、電解質用量為1g/L以及pH=2時，化工清洗廢液COD去除率達58%左右。因此，采用鐵炭微電解和電催化氧化組合工藝可以明顯改善水質，將高濃度的有機廢水處理成為低濃廢水，使其能在生化系統進一步處理，從而達到達標排放的目的。綜上所述，采用組合物化預處理可以避免部分單一預處理所來來的二次污染以及長時間運行處理效率不佳等問題，并且能夠進一步去除廢水中大分子有機污染物，提高廢水的可生化性，使得物化出水滿足生化系統運行要求。

4現狀與展望

在全球的新形勢下，人們的生產生活越來越離不開精細化工用品，但同時也面臨著精細化工產品生產所帶來的的廢水污染問題。由于精細化工多使用化學合成技術，因此精細化工廢水存在毒性強、COD濃度高及色度較大等特點，直接采用生化處理易造成生化系統崩潰，從而導致處理效果不佳，影響出水水質。目前，國外已普遍通過物化的方法對精細化工廢水進行預處理，去除大分子有機污染物，提高廢水可生化性，使得廢水能夠進一步通過生化處理達到排放標準。而在我國隨著國家和社會對環保問題的不斷重視，對于化工廢水的排放標準一再提高，企業面臨著對污水站提標改造的問題。單一的物化預處理系統已較難滿足現有的排放標準，因此需要使用組合物化處理工藝對原水進一步處理，去除特征污染物，提高其可生化性，為后續的生化系統正常運行打下堅實的基礎。

作者:周騰騰 費凡 王俊 戚永潔 徐成飛 單位:南京大學鹽城環保技術與工程研究院 江蘇南大華興環保科技股份公司