工業廢(fei)水(shui)處(chu)理分析(xi)及(ji)治理

　　在(zai)我(wo)國(guo)的(de)治(zhi)理工業廢(fei)水(shui)的(de)過(guo)程中(zhong)，采取了大(da)量(liang)的(de)不(bu)同方法(fa)。並(bing)且(qie)我國(guo)已(yi)經進行了多年的(de)汙(wu)水(shui)治(zhi)理與對汙水(shui)排(pai)放(fang)現象(xiang)的(de)大(da)力(li)懲(cheng)處(chu)，汙水(shui)汙(wu)染狀況得(de)到了遏(e)制，但(dan)由(you)於(yu)我國(guo)工業化(hua)發展速度(du)相(xiang)比較慢，多(duo)年的(de)積(ji)累還是讓大(da)量(liang)的(de)水(shui)資(zi)源已(yi)經被(bei)汙(wu)染。
 

　　1 工業水(shui)處(chu)理技術的(de)發(fa)展概況
 

　　工業水(shui)處(chu)理技術的(de)發(fa)展概況主(zhu)要(yao)是：無論(lun)是在工業生(sheng)產(chan)還(hai)是居民(min)的(de)日常工作和(he)生(sheng)活(huo)中(zhong)都會用到大(da)量(liang)的(de)水(shui)資(zi)源，這(zhe)些水(shui)資(zi)源在(zai)經過(guo)使(shi)用後往往會含有(you)大(da)量(liang)的(de)有(you)毒(du)有(you)害(hai)物質，而(er)且(qie)通過(guo)生物(wu)降解技(ji)術很難將這(zhe)些(xie)有(you)毒(du)有(you)害(hai)的(de)物(wu)質分解，這(zhe)種(zhong)沒有(you)被(bei)*處(chu)理好(hao)且(qie)含有(you)毒(du)素(su)的(de)水(shui)沒(mei)有(you)經(jing)過(guo)嚴格(ge)控(kong)制就被(bei)排(pai)放(fang)到外(wai)界(jie)環境(jing)中(zhong)，造成嚴重的(de)環境(jing)汙(wu)染(ran)問(wen)題(ti)，因此(ci)，必(bi)須(xu)重視(shi)對工業廢(fei)水(shui)的(de)處(chu)理。在遵循提(ti)出的(de)生(sheng)態(tai)化(hua)發展的(de)原(yuan)則(ze)下，所有(you)工業廢(fei)水(shui)都(dou)必(bi)須(xu)先(xian)經(jing)過(guo)適(shi)當(dang)的(de)處(chu)理，當(dang)其內部各(ge)物(wu)質(zhi)含量(liang)達(da)標後(hou)才能進行統(tong)壹(yi)的(de)排(pai)放(fang)。我國(guo)傳(chuan)統(tong)的(de)、常(chang)見的(de)水(shui)處(chu)理技術常利用投入和(he)置(zhi)換(huan)的(de)方式，例(li)如(ru)，加藥(yao)處(chu)理、離(li)子交(jiao)換(huan)處(chu)理等技(ji)術，但是這些(xie)技(ji)術對工業廢(fei)水(shui)的(de)處(chu)理效果還不(bu)夠(gou)理想(xiang)，依(yi)然(ran)會造成環境(jing)汙(wu)染(ran)問(wen)題(ti)，而且(qie)會導致(zhi)“投入—汙(wu)染(ran)—更大(da)的(de)投入—更(geng)大(da)汙(wu)染(ran)”的(de)惡性循環，對環境(jing)和(he)人(ren)體(ti)的(de)危害(hai)都非(fei)常(chang)顯(xian)著(zhu)[1]。因此(ci)，必(bi)須(xu)加強(qiang)工業廢(fei)水(shui)處(chu)理技術的(de)改(gai)革和創新，要(yao)求(qiu)水(shui)處(chu)理技術發展的(de)方向應該為：有(you)利(li)於節能降耗(hao)、提(ti)高水(shui)質(zhi)、減少汙(wu)染、簡(jian)化(hua)操作。
 

　　2 工業廢(fei)水(shui)處(chu)理方法(fa)
 

　　2.1 物(wu)理法
 

　　工業廢(fei)水(shui)處(chu)理方法(fa)之壹是物理法。工業廢(fei)水(shui)處(chu)理方法(fa)中(zhong)的(de)物(wu)理法指(zhi)的(de)是，在進(jin)行廢水(shui)處(chu)理時方法(fa)使(shi)用不會發生化(hua)學(xue)反應的(de)方法(fa)。在(zai)我國(guo)當(dang)下的(de)技(ji)術中(zhong)大(da)部(bu)分(fen)借(jie)助了汙水(shui)處(chu)理設備(bei)，處(chu)理沈澱(dian)等(deng)不溶於(yu)水(shui)的(de)物(wu)質。可以(yi)采用(yong)旋(xuan)轉(zhuan)失重剔(ti)除雜質(zhi)、利用物(wu)質(zhi)自身不(bu)溶於(yu)水(shui)的(de)性(xing)質進行剔除、利用(yong)過(guo)濾將水(shui)中(zhong)的(de)物(wu)質進行剔除與當(dang)水(shui)中(zhong)含有(you)大(da)量(liang)的(de)金(jin)屬元素(su)時，可以(yi)采用(yong)強(qiang)磁(ci)鐵(tie)進行吸(xi)附從(cong)而(er)從汙(wu)水(shui)中(zhong)進行剔除。
 

　　2.2 電氧化(hua)法
 

　　工業廢(fei)水(shui)處(chu)理方法(fa)之二是電氧化(hua)法。壹般認為電化(hua)學(xue)氧化(hua)主(zhu)要(yao)通過(guo)陽極(ji)材(cai)料(liao)產(chan)生(sheng)的(de)強(qiang)氧化(hua)性物質(如•OH)來氧化(hua)汙染物。根據(ju)陽極(ji)材(cai)料(liao)活(huo)潑(po)性(xing)不同(tong)，將產(chan)生(sheng)的(de)•OH分(fen)為吸(xi)附態(tai)•OH和(he)自由(you)態(tai)•OH。(1)吸(xi)附態(tai)•OH：在(zai)強(qiang)吸(xi)附性(xing)的(de)活(huo)性陽極(ji)材(cai)料(liao)(IrO2、RuO2、Pt)上(shang)產(chan)生(sheng)的(de)•OH與(yu)陽極存(cun)在的(de)吸(xi)附氧空位(wei)相(xiang)互(hu)作(zuo)用(yong)形(xing)成超氧化(hua)物MOx+1，MOx+1可以(yi)將汙(wu)染(ran)物(wu)R氧化(hua)為中(zhong)間(jian)產(chan)物(wu)RO。(2)自由態(tai)•OH：在(zai)弱吸(xi)附性(xing)的(de)惰(duo)性陽極材(cai)料(liao)(氧化(hua)錫(xi)電極(ji)、二氧化(hua)鉛電極、摻硼(peng)金(jin)剛石(shi)電極(ji))上(shang)產(chan)生(sheng)的(de)自(zi)由態(tai)的(de)•OH與(yu)電極不反應，可以(yi)*將汙(wu)染(ran)物(wu)氧化(hua)成二氧化(hua)碳和水(shui)。無(wu)論是吸(xi)附態(tai)•OH反應，還是自由(you)態(tai)•OH，都(dou)會發生析(xi)氧副反應，從而(er)降低(di)電流(liu)傳(chuan)質效(xiao)率以(yi)及(ji)加快電極(ji)的(de)腐(fu)蝕減少(shao)電(dian)極壽命。因此(ci)，為了解決(jue)上(shang)述問(wen)題(ti)，研究者(zhe)對電極進行了大(da)量(liang)的(de)改(gai)性(xing)工作。
 

　　2.3 厭(yan)氧生(sheng)物(wu)處理
 

　　工業廢(fei)水(shui)處(chu)理方法(fa)之三(san)是厭氧生(sheng)物(wu)處理。
 

　　厭氧發(fa)酵(jiao)過(guo)程借助(zhu)於(yu)不同微(wei)生(sheng)物種(zhong)群間(jian)的(de)協(xie)同作(zuo)用(yong)，通過(guo)水(shui)解—酸(suan)化(hua)(產(chan)氫(qing)及產(chan)乙(yi)酸(suan))—產(chan)甲(jia)烷等壹(yi)系(xi)列反應將有(you)機(ji)底物(wu)轉(zhuan)化(hua)為甲(jia)烷和無(wu)機(ji)物。厭(yan)氧生(sheng)物(wu)處理廢水(shui)的(de)過(guo)程分為3個階段(duan)：首(shou)先(xian)將大(da)分(fen)子物質水(shui)解為簡(jian)單(dan)的(de)小分(fen)子物質，在這(zhe)個階段(duan)中(zhong)需(xu)要(yao)產(chan)氫(qing)產(chan)乙(yi)酸(suan)細菌(jun)的(de)參與(yu)，因此(ci)也(ye)叫(jiao)水(shui)解酸(suan)化(hua)階段；第(di)二階段(duan)將上(shang)壹階(jie)段產(chan)生(sheng)的(de)有(you)機(ji)酸(suan)分解轉(zhuan)化(hua)成氫氣(qi)、二氧化(hua)碳和部分乙酸(suan)，這個階段(duan)需(xu)要(yao)水(shui)解產(chan)酸(suan)菌(jun)群的(de)參與(yu)；第(di)三(san)階(jie)段是厭氧發(fa)酵(jiao)過(guo)程中(zhong)重要(yao)的(de)壹(yi)個步驟，在產(chan)甲(jia)烷細菌(jun)的(de)作(zuo)用下將二氧化(hua)碳、氫氣(qi)、乙(yi)酸(suan)等轉(zhuan)化(hua)為甲(jia)烷。
 

　　3 納米(mi)材(cai)料(liao)在(zai)有(you)機(ji)廢水(shui)處(chu)理中(zhong)的(de)應用
 

　　3.1 印染(ran)廢(fei)水(shui)處(chu)理
 

　　印染(ran)廢(fei)水(shui)是主(zhu)要(yao)難點在於(yu)汙染物濃(nong)度(du)大(da)、毒(du)性(xing)高、難生(sheng)物(wu)降解，尤其近(jin)年來新型染料(liao)、助(zhu)劑等(deng)大(da)量(liang)使(shi)用，使(shi)得印染(ran)廢(fei)水(shui)處(chu)理難度(du)變大(da)，常(chang)規二級處(chu)理出水(shui)水(shui)質(zhi)已經難以(yi)達(da)到國(guo)家排(pai)放(fang)標準(zhun)及回用(yong)要(yao)求(qiu)。近(jin)年來，將納米(mi)材(cai)料(liao)作(zuo)為催(cui)化(hua)劑催(cui)化(hua)氧化(hua)印染(ran)廢(fei)水(shui)、利(li)用納米(mi)材(cai)料(liao)良(liang)好(hao)的(de)吸(xi)附能力吸(xi)附染(ran)料(liao)顆粒等處理技術得到深入(ru)的(de)探究。利(li)用(yong)納米(mi)零(ling)價(jia)鐵(tie)(nZVI)—厭氧顆粒汙泥膨(peng)脹(zhang)床(EGSB)耦(ou)合(he)處(chu)理染料(liao)X-3B。在(zai)染(ran)料(liao)X-3B初(chu)始(shi)濃度(du)為100mg/L，nZVI投加量(liang)為0.5g/L，溶液(ye)pH=6.0，溫度(du)為30℃的(de)條(tiao)件下，48h以內(nei)去除(chu)率可達(da)98.93%，具有(you)較(jiao)高的(de)去(qu)除效率。以(yi)溶劑熱(re)合(he)成法合成了納米(mi)ZnO光催(cui)化(hua)劑，對淄博某印染(ran)廠二級出水(shui)進(jin)行光催(cui)化(hua)臭氧氧化(hua)試驗，當(dang)使(shi)用紫外(wai)光照1h後(hou)廢水(shui)COD去(qu)除率能從36.03%提(ti)高到(dao)98.06%，達(da)到印染(ran)廢(fei)水(shui)回用(yong)和(he)環保排(pai)放(fang)要(yao)求(qiu)，可見納米(mi)ZnO作(zuo)為光催(cui)化(hua)劑處(chu)理染料(liao)廢(fei)水(shui)具(ju)有(you)很(hen)大(da)潛(qian)力(li)，尤其是與紫(zi)外(wai)光照等(deng)聯合作用的(de)條(tiao)件下可大(da)幅(fu)提(ti)高對汙染物的(de)去(qu)除率。在(zai)70℃下凝結(jie)制備(bei)出多層陽(yang)離(li)子聚(ju)合物(wu)，再在(zai)超聲條件(jian)下經由(you)20min酯化(hua)反應後將其(qi)塗(tu)覆(fu)到磁(ci)性(xing)Fe3O4上(shang)。由此(ci)季(ji)銨(an)化(hua)β-環糊精偶(ou)聯磁(ci)性(xing)納米(mi)顆粒制備(bei)的(de)GEPCD-MNP材(cai)料(liao)對陽離(li)子染料(liao)具(ju)有(you)良(liang)好(hao)的(de)吸(xi)附性(xing)能，吸(xi)附量(liang)可以(yi)達(da)到389.1mg/g。納米(mi)材(cai)料(liao)作(zuo)為催(cui)化(hua)劑或(huo)者(zhe)吸(xi)附劑都(dou)可大(da)幅(fu)提(ti)高汙(wu)染(ran)物(wu)的(de)去(qu)除效率，但(dan)不(bu)同納米(mi)材(cai)料(liao)對不同汙染(ran)物(wu)的(de)去(qu)除效果差異(yi)性(xing)較大(da)，需(xu)要(yao)區別(bie)對待。
 

　　3.2 核工業廢(fei)水(shui)處(chu)理
 

　　常用(yong)的(de)放(fang)射性廢(fei)水(shui)處(chu)理技術包括(kuo)蒸發濃(nong)縮(suo)、化(hua)學(xue)沈澱、電(dian)滲析(xi)、離(li)子交(jiao)換(huan)法(fa)等。利(li)用沈(chen)積(ji)還原(yuan)法(fa)制備(bei)出新型磁(ci)性(xing)功(gong)能納米(mi)吸(xi)附材(cai)料(liao)Fe3O4@g-C3N4並(bing)應用於(yu)鈾(you)的(de)吸(xi)附性(xing)實(shi)驗，儀(yi)器表征(zheng)表明(ming)，g-C3N4均勻包裹(guo)在磁(ci)性(xing)Fe3O4納米(mi)粒(li)子外部，極大(da)改(gai)善(shan)了(le)吸(xi)附材(cai)料(liao)的(de)物(wu)理組織結(jie)構(gou)，吸(xi)附鈾(you)的(de)性(xing)能較好(hao)。吸(xi)附實(shi)驗(yan)表明(ming)，在質量(liang)濃(nong)度(du)為140mg/L的(de)鈾(you)標準(zhun)溶液(ye)中(zhong)，pH=10，吸(xi)附劑投入量(liang)為6.5mg，吸(xi)附時(shi)間(jian)為150min，吸(xi)附量(liang)可達(da)352.1mg/g，吸(xi)附率可達(da)到90%以(yi)上(shang)。通過(guo)原(yuan)位(wei)聚(ju)合法(fa)制備(bei)出的(de)聚(ju)苯胺改(gai)性(xing)的(de)碳(tan)納米(mi)纖維(wei)(PANI@CNF)復(fu)合材(cai)料(liao)用(yong)於(yu)高(gao)效去(qu)除水(shui)溶液(ye)中(zhong)放(fang)射性核(he)素(su)鈾(you)〔U(Ⅵ)〕。結(jie)果表明(ming)，pH對於U(Ⅵ)去除影(ying)響(xiang)很(hen)大(da)，而(er)離(li)子強(qiang)度(du)沒(mei)有(you)影(ying)響(xiang)。吸(xi)附能夠在(zai)30min內(nei)快速達(da)到平(ping)衡，且(qie)符合擬(ni)二級動(dong)力(li)學(xue)模型。二者(zhe)之間(jian)的(de)作(zuo)用機(ji)理為內層表面絡合，U(Ⅵ)的(de)去(qu)除是單(dan)分子層均勻吸(xi)附過(guo)程。在pH=5.0和(he)T=298K時(shi)，PANI@CNF對U(Ⅵ)的(de)吸(xi)附量(liang)高(gao)達(da)319.4mg/g，遠遠(yuan)高(gao)於(yu)單(dan)純的(de)CNF(133.9mg/g)。可見納米(mi)材(cai)料(liao)作(zuo)為高效去除放(fang)射性物(wu)質(zhi)的(de)潛(qian)在(zai)儲備(bei)材(cai)料(liao)，有(you)助(zhu)於核廢(fei)料(liao)治(zhi)理工作。
 

　　總(zong)之，我國(guo)作(zuo)為壹個工業化(hua)發展進程中(zhong)不斷進步的(de)國(guo)家，由(you)於科(ke)學(xue)技術力量(liang)的(de)不(bu)足，對於水(shui)資(zi)源的(de)消耗(hao)、浪費、汙(wu)染(ran)，以(yi)及相(xiang)應的(de)工業化(hua)廢水(shui)處(chu)理技術還不夠成熟(shu)。因(yin)此(ci)，對工業廢(fei)水(shui)進(jin)行凈化(hua)和處理時，必(bi)須(xu)在科學(xue)技術、化(hua)學(xue)技術的(de)提(ti)升過(guo)程中(zhong)對相(xiang)應的(de)工業廢(fei)水(shui)處(chu)理設備(bei)和(he)工業廢(fei)水(shui)處(chu)理技術進行改(gai)革和完善，使(shi)其在未(wei)來的(de)工作過(guo)程中(zhong)更好(hao)地促(cu)進社(she)會工業水(shui)平(ping)的(de)經(jing)濟建(jian)設。