關(guān)鍵詞：廢水處理 化學(xué)需氧量COD 高錳酸鉀 重鉻酸鉀

前言

我國不僅水資源短缺，而且還伴隨著日益嚴重的水環(huán)境污染問題。石油化工生產(chǎn)耗水量大，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水量也很大，既浪費資源又污染環(huán)境，給水體造成極大的危害。所謂水污染是指排入水體的污染物超過了該物質(zhì)在水體中的本底含量和水體的自凈能力，破壞了水體原有用途的程度。工業(yè)廢水是水體的*主要污染源，它量大面廣，由于受產(chǎn)品、原料、藥劑、工藝流程、設(shè)備構(gòu)造、操作條件等多因素的綜合影響，所含的污染物質(zhì)成分多，組成極為復(fù)雜，毒性大，處理也比較困難；而且，不同時間水質(zhì)也有很大差異。工業(yè)污染源是目前造成水體污染的主要來源和環(huán)保的主要防治對象，在工業(yè)生產(chǎn)過程中排出的廢水、污水、廢液等統(tǒng)稱工業(yè)廢水。廢水主要指工業(yè)用冷卻水；污水指與產(chǎn)品直接接觸、受污染較重的排水；廢液是指在生產(chǎn)工藝中流出的廢液。廢水處理是一個值得重視的問題。現(xiàn)在關(guān)于廢水的處理方法有許多種，它們各有各的缺點和優(yōu)點。根據(jù)不同的需要，工廠采取各自適合自己的工業(yè)廢水處理工藝。COD因能對廢水污染程度進行較好的量化表示，成為了現(xiàn)在廢水測試分析的一個重要指標。

1廢水處理

廢水處理的目的就是用各種方法將廢水中的污染物質(zhì)分離出來，或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，從而使廢水得到凈化。廢水的處理方法基本上可分為物化法和生化法兩大類。物化法可進一步分為物理法、化學(xué)法和物理化學(xué)法。生化法具體可分為好氧生物法和厭氧生物法。根據(jù)廢水的處理程度，通?？煞譃槿?上等處理 ，又叫預(yù)處理，主要是去除廢水中的懸浮固體、膠體、油類揮發(fā)性物質(zhì)或進行PH值調(diào)整，通常采用物化法處理，使廢水初步凈化，對二級處理創(chuàng)造適宜的條件。二級處理 ，又叫基本處理，通常采用生化法，主要是去除廢水中溶解性和膠態(tài)有機污染物，它是化工廢水處理的主要步驟。三級處理 ，又叫深度處理，主要是去除廢水中難降解的有機物、溶解的無機物、含氮磷的營養(yǎng)物質(zhì)等。一般采用化學(xué)物理法處理，使處理后的廢水達到重復(fù)利用的要求，排放的廢水不會產(chǎn)生富營養(yǎng)化作用。廢水處理的工藝流程，可以由各種單元處理方法組合而成，并有多種不同的組合形式。隨著處理程度的提高，治理費用也隨之大大提高。所以治理廢水應(yīng)注意環(huán)境效益與經(jīng)濟效益的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，所以采用的技術(shù)和流程應(yīng)先進、經(jīng)濟、合理。

1.1廢水處理的方法  

1.1.1固相萃取

固相萃取由液固萃取和液相柱色譜技術(shù)相結(jié)合發(fā)展而來。從1978年美國waters公司首先將一次性固相萃取柱Sep-Pak投放市場以來，固相萃取技術(shù)得到了迅速發(fā)展。固相萃取主要用于樣品的分離、純化和濃縮，與傳統(tǒng)的液液萃取法相比較可以提高分析物的回收率、更有效的將分析物與干擾組分分離減少樣品預(yù)處理過程，操作簡單，省時，省力。固相萃取是一個包括液相和固相的物理萃取過程，是一種吸附劑萃取。當樣品通過填充吸附劑的一次性固相萃取柱時，由于固相對分析物的吸附力大于樣品母液，所以某些分析物和雜質(zhì)被保留在了固相萃取柱柱上，而其他組分則隨樣品母液通過了固相萃取柱，然后分別用選擇性溶劑去除雜質(zhì)，洗脫出分析物，從而達到分離的目的。其保留或洗脫的機制取決于被分析物與吸附劑表面的活性基團，以及被分析物與液相之間的分子間作用力。當被分析物比所存在的介質(zhì)與固相之間的親和力強時，被分析物被保留，然后用一種對被分析物親和力更強的溶劑洗脫；當存在的介質(zhì)較被分析物與固相之間親和力更強時，則被分析物直接洗脫。樣品采集后立刻用固相萃取處理不但可縮小樣品體積，減少運輸?shù)穆闊?，更主要的是吸附在固相萃取劑上的物質(zhì)往往比存放在冰箱內(nèi)的樣品更穩(wěn)定，不易受光、熱、微生物的作用而發(fā)生各種化學(xué)物理變化。樣品從吸附劑上洗脫時雖不可避免仍使用各種有機溶劑，但用量比經(jīng)典方法要少得多。固相萃取設(shè)備簡單，但處理大量樣品時，仍是一項費時、費力的工作，因此進行SPE與其它分析技術(shù)聯(lián)機自動操作的研究十分必要，文獻報道也很多，如SP-HPLC、SPE-GC，在環(huán)境分析、臨床與**分析中得到了廣泛的應(yīng)用。

1.1.2活性碳吸附

吸附法是利用吸附劑對廢水中污染物的吸附作用去除污染物。吸附劑是多孔性物質(zhì)，具有很大的比表面積?；钚蕴渴悄壳?有效的吸附劑之一，能有效地去除廢水的色度和COD，能除去水中大多數(shù)的有機污染物和某些無機物，包括某些有毒的重金屬，**副產(chǎn)物及其前質(zhì)，許多脂類和芳烴化合物，這在國內(nèi)外都有研究。早在20世紀60年代初，歐美各國就開始大量使用活性炭吸附法處理城市飲用水和工業(yè)廢水。目前，活性炭吸附法己經(jīng)在試驗驗證后成為城市污水、工業(yè)廢水深度處理和污染水源凈化的一種有效手段?；钚蕴渴且环N非極性吸附劑，外觀為暗黑色，有粒狀和粉狀兩種?；钚蕴渴且环N很細小的炭粒，有很大的表面積，而且炭粒中還有更細小的孔-毛細管。這種毛細管具有很強的吸附能力，由于炭粒的表面積很大，所以能與氣體(雜質(zhì))充分接觸，當這些氣體(雜質(zhì))碰到毛細管時就被吸附，起到了凈化作用。活性炭顆粒的大小對吸附能力也有影響。一般來說，活性炭顆粒越小，過濾面積就越大。所以，粉末狀的活性炭表面積*大，吸附效果*佳。當水質(zhì)呈酸性時，活性炭對陰離子物質(zhì)的吸附能力便相對減弱；當水質(zhì)呈堿性時，活性炭對陽離子物質(zhì)的吸附能力相對減弱。所以，水質(zhì)的pH不穩(wěn)定，也會影響到活性炭的吸附能力?；钚蕴渴且环N多孔性的含炭物質(zhì)，活性炭的多孔結(jié)構(gòu)為其提供了大的表面積，能與氣體(雜質(zhì))充分接觸，從而賦予了活性炭所特有的吸附活性，使其非常容易達到吸收收集雜質(zhì)的目的?；钚蕴康奈锢砦脚c化學(xué)吸附的雙重特性，使其可以有選擇地吸附空氣中的各種有害物質(zhì)?；钚蕴繉ξ鬯膬艋瘷C理包括三個方面：一是活性炭顆粒及其表面生長的生物膜對廢水中的懸浮物進行生物絮凝和接觸絮凝，從而將其過濾去除；二是活性炭對廢水中溶解性有機物的吸附和富集作用；三是活性炭表面及空隙中生長的微生物在較長的有機質(zhì)停留時間內(nèi)對降解速度較慢的有機物進行氧化分解，起到對活性炭的生物再生作用。

1.1.3溶劑萃取

在液體混合物溶液中加入某種溶劑，使溶液中的某些組分得到全部或部分分離的過程稱為萃取。溶劑萃取法是從稀溶液中提取物質(zhì)的一種有效方法。溶劑萃取又稱液-液萃取，是近代分析化學(xué)中常用而又重要的分離方法之一。其優(yōu)點是簡單、快速、易于操作和自動化，既可萃取基體元素，又可分離富集痕量元素，由于有機合成化學(xué)的發(fā)展和所取得的成就，可供選擇的萃取劑類型不斷增多，因此可供選擇的萃取體系也不斷增多，容易達到高的選擇性和萃取率。溶劑萃取的其中一相為水溶液，另一相為有機溶劑，兩者互不相溶。被分離的物質(zhì)從水溶液中進入有機溶劑中，即形成兩層。再靠兩相質(zhì)量密度不同將兩相分開。有機溶劑是在上層還是在下層，決定于它的相對密度是小于或大于水。如果水溶液中有溶質(zhì)A和B，當有力振蕩搖動時，如果有機溶劑對水溶液中的A的親和力大于水，A便部分或全部由水溶液中進入有機溶劑中，A就被萃取，而B親水所以仍留在水中，這樣A和B就得以分離了。而往往A溶質(zhì)沒辦法全部轉(zhuǎn)入有機溶劑中，也就是說在不互溶的水相和有機相中都有A的存在。設(shè)物質(zhì)A在萃取過程中分配在兩相中。在一定溫度下，當分配達到平衡時，物質(zhì)A在兩種溶劑中的活度比保持恒定，即分配定律，可用下式表示為：P_D=；當濃度較低時，可用濃度代替活度，即K_D=…………（1）其中K_D稱為分配系數(shù)。K_D大，則絕大部分進入有機相，K_D小則仍留在水相中，(1)式稱分配定律，是溶劑萃取法的基本原理。萃取過程得到的富集了水相中某種物質(zhì)或幾種物質(zhì)的有機相叫萃取相。經(jīng)過萃取分離出某種物質(zhì)或幾種物質(zhì)的水相叫萃余液。

1.2廢水處理的新方法

1.2.1活性炭吸附-電化學(xué)上等氧化再生法處理難降解有機污染物

近年來,電化學(xué)上等氧化技術(shù)作為一種新發(fā)展的上等氧化技術(shù)因其處理效率高、操作簡便、環(huán)境友好等優(yōu)點，引起了極大關(guān)注。它通過電極反應(yīng)產(chǎn)生氧化能力很強的羥基自由基有效降解污染物。研究表明，當有機污染物濃度較低時，傳質(zhì)將成為控制因素，導(dǎo)致降解過程僅發(fā)生在陽極表面而很少在溶液主體中，并且因降解中間產(chǎn)物的滯留導(dǎo)致陽極毒化。從而降低了處理效果。另一方面，活性炭因其極強的吸附能力在廢水處理中獲得廣泛的應(yīng)用。但其成本高，且易吸附飽和，若不進行再生回收不僅不經(jīng)濟還會對環(huán)境造成污染。常用的再生方法如熱再生法和化學(xué)再生法等。需高溫或高壓條件，費用高。*近，電化學(xué)再生法引起了研究者的注意，在常溫常壓下其再生效率可達85%。但目前報道的電化學(xué)再生方法時間長達5h，主要原因是：(1)采用石墨等常規(guī)電極,不易產(chǎn)生羥基自由基等活性物種，氧化性欠強，導(dǎo)致再生不徹底。(2)再生裝置很少考慮傳質(zhì)，導(dǎo)致再生時間長?；谏鲜鲅芯勘尘?，提出了將活性炭吸附和電化學(xué)上等氧化集于一體的新型“相轉(zhuǎn)移”廢水處理方法。首先將有機污染物通過活性炭流化床快速吸附。然后通過床內(nèi)特制的電化學(xué)裝置實現(xiàn)活性炭現(xiàn)場再生，從而使得轉(zhuǎn)移到活性炭上的有機污染物降解，而活性炭再生后又能保證該體系的反復(fù)運行。目前，活性炭的再生存在一定的局限性，限制了活性炭的應(yīng)用，如果再生問題得到解決,活性炭在處理廢水中的應(yīng)用會更加廣泛。