當(dāng)今社會(huì)現(xiàn)代化工業(yè)飛速發(fā)展，制藥，焦化、印染、印刷、化工等行業(yè)，在生產(chǎn)過(guò)程中都不可避免地會(huì)產(chǎn)生各種各樣的工業(yè)廢水，且排放量逐年增加。
來(lái)自于各行各業(yè)工業(yè)廠家生產(chǎn)過(guò)程之中的工業(yè)廢水，包括工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢水、污水和廢液，其中含有隨水流失的工業(yè)生產(chǎn)用料、中間產(chǎn)物和產(chǎn)品以及生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的污染物。若不經(jīng)處理直接排放進(jìn)入水體，必將對(duì)水體造成嚴(yán)重污染，使生態(tài)環(huán)境遭到破壞，并會(huì)威脅人類(lèi)的健康和安全。因此，對(duì)于保護(hù)環(huán)境來(lái)說(shuō)，工業(yè)廢水的處理比城市污水的處理更為重要。
1、不同工業(yè)廢水的危害及其特點(diǎn)
工業(yè)廢水主要來(lái)自于各工業(yè)廠家生產(chǎn)過(guò)程之中，污染物質(zhì)因其排放廠家的行業(yè)和產(chǎn)品的不同而有很大差異。即便是相同的行業(yè)和產(chǎn)品，也隨著工藝、設(shè)備和管理水平的不同而有所差異。下面就對(duì)制藥廢水、印刷廢水、染料廢水和化工廢水的危害和特點(diǎn)做簡(jiǎn)要介紹。制藥廢水主要包括抗生素生產(chǎn)廢水、合成藥物生產(chǎn)廢水、中成藥生產(chǎn)廢水以及各類(lèi)制劑生產(chǎn)過(guò)程中的洗滌和沖洗廢水。因藥物產(chǎn)品不同、生產(chǎn)工藝不同而差異較大，而且制藥廠家通常是采用間歇生產(chǎn)，產(chǎn)品的種類(lèi)變化較大，造成了廢水的水質(zhì)、水量及污染物的種類(lèi)變化較大，屬于較難處理的高濃度有機(jī)污廢水之一。其特點(diǎn)是成分復(fù)雜，有機(jī)污染物種類(lèi)多、濃度高，CODCr值和BOD5值高且波動(dòng)性大，廢水的BOD5/CODCr值差異較大，NH3-N濃度高，色度深，毒性大和懸浮物濃度高。
印刷廢水水量相對(duì)較少，但CODCr值非常高，而且還有一定量的懸浮物、細(xì)菌和溶解性物質(zhì)，濁度和色度較高，并含有大量的丙烯酸類(lèi)大分子團(tuán)污染物質(zhì)，對(duì)微生物有一定的毒性作用，如果不經(jīng)過(guò)處理直接排入城市排水管網(wǎng)進(jìn)入到污水處理廠，會(huì)對(duì)污水生物處理工藝產(chǎn)生極大的影響，破壞生物處理系統(tǒng)。
染料廢水中含有酸、堿、鹽、鹵素、烴、胺類(lèi)、硝基化合物和染料及其中間產(chǎn)物等物質(zhì)，有的還含有吡啶、氰、酚、聯(lián)苯胺以及重金屬汞、鎘、鉻等。并且該類(lèi)廢水具有水量大、成分復(fù)雜、有機(jī)污染物濃度高，可生化性差、色度深、難降解等特點(diǎn)。
化工廢水主要來(lái)自石油化工工業(yè)、煤炭化工工業(yè)、酸堿工業(yè)、化肥工業(yè)、塑料工業(yè)、橡膠工業(yè)等生產(chǎn)過(guò)程中排出的生產(chǎn)廢水。化工廢水排放量大、成分復(fù)雜，有機(jī)物濃度較高，在很大程度上增加了廢水的處理難度。化工廢水中有些含有如氰、酚、砷、汞、鎘或鉛等有毒或劇毒的物質(zhì)，在一定的濃度下，對(duì)生物和微生物會(huì)產(chǎn)生毒性影響。有些則含有無(wú)機(jī)酸、無(wú)機(jī)堿類(lèi)等刺激性、腐蝕性的物質(zhì)。另外，pH值不穩(wěn)定，對(duì)生物、建筑物及農(nóng)作物都有極大的危害。植物營(yíng)養(yǎng)性污染物質(zhì)較多，易造成水體的富營(yíng)養(yǎng)化。另外，造紙、焦化、印染和屠宰等行業(yè)排放的工業(yè)廢水的危害也較為嚴(yán)重。
工業(yè)廢水雖然來(lái)源不同，但是普遍具有污染物成分復(fù)雜、有機(jī)污染物濃度高、可生化性差、色度深且多變甚至有生物毒性等特點(diǎn)。不論是單獨(dú)對(duì)工業(yè)廢水進(jìn)行處理，還是處理混入了不同種類(lèi)、濃度工業(yè)廢水的城市污水，以常規(guī)的生物處理法，都很難取得較好的處理效果，還有可能造成生物處理系統(tǒng)的崩潰。不過(guò)，化學(xué)氧化法卻在對(duì)工業(yè)廢水的處理中表現(xiàn)出其特有的優(yōu)勢(shì)，從而在工業(yè)廢水處理領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。
2、化學(xué)氧化法在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用
2.1 化學(xué)氧化法的作用機(jī)理
化學(xué)氧化法是利用臭氧、氯和Fenton試劑等物質(zhì)的氧化性與水中污染物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，使污染物質(zhì)形成簡(jiǎn)單的有機(jī)物或穩(wěn)定的無(wú)機(jī)物，從而使污水得以凈化的一種污水處理方法。
2.2 化學(xué)氧化法的分類(lèi)
常用的化學(xué)氧化法根據(jù)所用氧化劑的種類(lèi)，可分為臭氧氧化法、氯氧化法、Fenton氧化法、光催化氧化法、濕式氧化法等；根據(jù)技術(shù)發(fā)展的進(jìn)展可以分為傳統(tǒng)氧化法和高新技術(shù)氧化法。下面就對(duì)其中的臭氧氧化法和Fenton氧化法處理技術(shù)做一下介紹。
3、臭氧氧化法
3.1 臭氧氧化法的作用機(jī)理
臭氧在水中有較高的氧化還原電位，利用臭氧和臭氧分解產(chǎn)生氧化性更強(qiáng)的羥基自由基（·OH），與水中有機(jī)污染物反應(yīng)，使其不飽和的有機(jī)分子結(jié)構(gòu)破裂而發(fā)生分解，形成簡(jiǎn)單的有機(jī)物或穩(wěn)定的無(wú)機(jī)物。對(duì)于大多數(shù)含有非生化降解類(lèi)有機(jī)物的工業(yè)廢水的處理而言，臭氧氧化法能獲得良好的處理效果，且臭氧氧化不產(chǎn)生污泥和二次污染，有一定的工業(yè)應(yīng)用前景。
3.2 臭氧氧化法的分類(lèi)和特點(diǎn)
3.2.1 臭氧氧化法
傳統(tǒng)的臭氧氧化法即是向水中投加臭氧，使臭氧和水中的污染物發(fā)生反應(yīng)。但是在實(shí)際運(yùn)行中卻發(fā)現(xiàn)，因臭氧的自身特點(diǎn)，如果單純使用臭氧進(jìn)行反應(yīng)，存在臭氧利用率低，處理成本高的缺點(diǎn)。所以，將傳統(tǒng)的臭氧氧化法配合其它技術(shù)使用，形成新型的臭氧氧化技術(shù)，達(dá)到既能提高處理效率又可減少臭氧的投加量，降低處理成本的目的。
3.2.2 混凝-臭氧氧化法
這種工藝是將混凝澄清法與臭氧氧化法有機(jī)的結(jié)合在一起。在實(shí)際運(yùn)行中，當(dāng)懸浮物和膠體物質(zhì)大量存在的情況下，向水中直接投加臭氧，懸浮物和膠體物質(zhì)會(huì)與臭氧發(fā)生反應(yīng)，造成臭氧的額外消耗，從而影響處理效果。若前期通過(guò)混凝，去除水中的懸浮物和膠體物質(zhì)，后期在臭氧發(fā)生作用時(shí)，則可以在保證處理效果的前提下，減少臭氧的投加量。
3.2.3 生物活性炭（BAC）法
生物活性炭法是一種將臭氧氧化、活性炭吸附和生物化學(xué)處理相結(jié)合的工藝。原水經(jīng)過(guò)臭氧氧化預(yù)處理后，將大分子有機(jī)物分解成小分子有機(jī)物，同時(shí)，由于供氧充分，好氧微生物在活性炭表面生長(zhǎng)繁殖形成生物膜，有機(jī)物在被活性炭吸附后，為生物膜所降解。其它的復(fù)合型臭氧氧化處理技術(shù)還有臭氧-雙氧水聯(lián)合氧化法、光催化臭氧氧化法、臭氧-電解法、臭氧-輻射法等，其處理效果均優(yōu)于傳統(tǒng)臭氧氧化法。
4、Fenton氧化法
4.1 Fenton氧化法的作用機(jī)理
Fenton氧化法又稱深度氧化技術(shù)，其實(shí)質(zhì)是使用亞鐵鹽和過(guò)氧化氫組合而成的Fenton試劑，H2O2在Fe2+的催化作用下生成具有高反應(yīng)活性的羥基自由基（·OH），而羥基自由基（·OH）可與大多數(shù)有機(jī)物發(fā)生反應(yīng)使其降解。
4.2 Fenton氧化法的分類(lèi)和特點(diǎn)
4.2.1 普通Fenton氧化法
普通Fenton氧化法在生產(chǎn)過(guò)程中使用Fenton試劑，H2O2在Fe2+的催化作用下分解產(chǎn)生羥基自由基（·OH），它將有機(jī)物氧化分解成小分子物質(zhì)。同時(shí)，Fe2+被氧化成Fe3+產(chǎn)生混凝沉淀，從而去除大量有機(jī)物。由此可見(jiàn)，Fenton試劑在工業(yè)廢水的處理中同時(shí)具備了氧化和混凝作用。并且Fenton試劑在黑暗中就能夠降解有機(jī)物，節(jié)省了設(shè)備投資，缺點(diǎn)是H2O2的利用率較低，不能與有機(jī)物充分反應(yīng)。
4.2.2 光Fenton氧化法
光Fenton氧化法包括UV/Fenton法和UV-vis/草酸鐵絡(luò)合物/H2O2法。
其中UV/Fenton法又被稱為光助Fenton法，是普通Fenton法與UV/H2O2兩種處理技術(shù)的結(jié)合。與該兩種系統(tǒng)相比，當(dāng)有光輻射（如紫外光、可見(jiàn)光）時(shí)，Fenton試劑氧化性能將得到很大的改善，可大大降低Fe2+的使用量，提高H2O2的利用率。但是UV/Fenton法一般只適用于處理中低濃度的有機(jī)廢水。
而與UV/Fenton法相比，UV-vis/草酸鐵絡(luò)合物/H2O2法在UV/Fenton系統(tǒng)中加入光化學(xué)活性較高的物質(zhì)——草酸鐵絡(luò)合物，能夠有效提高對(duì)紫外線和可見(jiàn)光的利用效果，進(jìn)一步節(jié)省H2O2的使用量，并可以用于處理高濃度有機(jī)廢水。
4.2.3 電Fenton氧化法
電Fenton法是利用電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的H2O2和Fe2+作為Fenton試劑的持續(xù)來(lái)源，這種處理技術(shù)可在使用過(guò)程中自發(fā)產(chǎn)生H2O2，并且除羥基自由基的氧化作用外，還有陽(yáng)極氧化、電吸附等多種促使有機(jī)物降解的因素，在一定程度上，促進(jìn)了有機(jī)物的氧化分解。由于H2O2的成本遠(yuǎn)高于Fe2+，所以通過(guò)電化學(xué)法將自發(fā)產(chǎn)生H2O2的機(jī)制引入Fenton體系具有很大的實(shí)際應(yīng)用意義。
電Fenton法包括EF-Fenton法、EF-Feox法、FSR法和EFFere法。
5、結(jié)束語(yǔ)
在處理工業(yè)廢水時(shí)，化學(xué)氧化法表現(xiàn)出了其它常規(guī)污水處理技術(shù)所無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，至今已成功運(yùn)用于多種工業(yè)廢水的處理。當(dāng)然，通過(guò)工程實(shí)踐也證明了，因?yàn)楣I(yè)廢水水質(zhì)的特殊性，傳統(tǒng)的化學(xué)氧化方法單純的使用如臭氧、Fenton試劑和含氯物質(zhì)等氧化劑對(duì)工業(yè)廢水的處理效率還有待于提高，如一味追求提高處理效率往往會(huì)造成藥劑的浪費(fèi)，從而造成運(yùn)行成本過(guò)高。
而根據(jù)實(shí)際情況，與催化劑、光輻射或電化學(xué)作用等其他處理方法配合使用，組成新型的化學(xué)氧化處理工藝，各種方法針對(duì)各自的適用范圍，取長(zhǎng)補(bǔ)短，相互補(bǔ)充，所取得的處理效果往往大于單獨(dú)使用一種方法所能達(dá)到的效果。這就在一定程度上，促進(jìn)了光催化氧化法，超臨界水氧化法和電化學(xué)氧化法等新型化學(xué)氧化技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展。
相信隨著對(duì)各種氧化劑氧化反應(yīng)機(jī)理研究的深入和在工程實(shí)踐中的廣泛應(yīng)用，化學(xué)氧化法在工業(yè)廢水處理領(lǐng)域中必將取得更大的創(chuàng)新和發(fā)展。（來(lái)源：赤峰市德潤(rùn)排水有限責(zé)任公司）
