工业废水处理方法的探讨
摘 要：本文针对化工废水的基本特征和处理现状，指出了化工废水的各种处理 方法，以及简要的列出了各种方案的具体应用，并对废水处理技术的发展趋势进 行了展望。 关键词：污水处理；物理处理法；化学处理法；生物处理法
The Study On The Treatment Methods Of Industrial Wastewater
Abstract: In this paper, the basic characteristics of the chemical waste water and deal with the status quo, that a variety of chemical wastewater treatment methods, and briefly lists the specific application of a variety of programs, and wastewater treatment technology development trend outlook. Keywords: Wastewater treatment; physical treatment methods; chemical treatment; biological treatment
引言 由于化学工业在国民经济占有重要的地位，其发展直接影响国民经济的增 长。化学工业的发展已经成为衡量一个国家综合国力的重要标志之一。造成化学 工业污染的原因主要是化学行业产品品种多，工艺过程复杂，排污量大，有毒有 害物质成分复杂，治理难度大；同时由于某些工业部门设备和控制技术落后，工 业布局和产业结构不合理也是造成化学工业污染的一方面原因。 文中就工业废水 处理方法及发展趋势进行一下分析探讨。 1 水污染物分类及特性 水体中污染物种类可分为化学污染物和生物性污染物。 化学污染物包括有机污染物、无机污染物、重金属污染物、富营养物质，其 它化学污染物还有悬浮固体物、放射性污染物、热污染等。生物性污染物主要是 病原微生物。 2 污水处理方法
不同的污水水质、水量、处理后接纳水体以及是否有回用目的、处理程度等 要求都决定所采用的废水处理方法各不相同。现代污水处理技术按原理分，大致 可分为物理处理法、化学处理法及生物处理法等。 2. 1 物理处理法 物理处理法是通过物理或机械作用分离或回收废水中不溶解的呈悬浮状态 的污染物的废水处理方法，其处理过程不改变污染物质的化学性质。物理法废水 处理技术通常有过滤、沉淀、离心分离、膜分离、吸附、萃取等方法。 2. 1. 1 沉淀分离法 沉淀分离法就是利用污水中的悬浮物质和水密度不同的原理， 借助重力沉降 作用，使悬浮物自然沉淀而从水中分离除去。 2. 1. 2 萃取法 萃取法是利用与水不相溶解或极少溶解的特定溶剂同废水充分混合接触，使 溶于废水中的某些污染物质重新进行分配而转入溶剂， 然后将溶剂与除去污染物 质后的废水分离，从而达到废水净化和回收有用物质的目的。王晓兵等[1]研究了 叔胺 N235、乙苯和煤油组成的萃取剂萃取含羧酸工业废水，经三级萃取酸的萃 取率达 96 %以上，萃取相经精馏使甲酸与
萃取剂分离回收，其它的酸经稀碱反 萃分离，使萃取剂再生重复使用；萃余液进一步经活性碳吸附后，COD 降到可 进入生化池处理。魏凤玉等[2]以 TOA 为萃取剂、白煤油为稀释剂络合萃取处理 环氧树脂废水，废水经三级错流萃取 COD 和 Cl－的去除率分别达到 97.6 %和 92.0 %，达到了废水处理目的。萃取法具有处理水量大，设备简单，便于自动控 制，操作安全，成本低等优点。 2. 1. 3 吸附法 吸附法是采用多孔物质的粉末或颗粒与废水混合，或使废水通过由其颗粒状 物组成的滤床，使废水中污染物质吸附于多孔物质表面等而除去[3]。孙莹[4]等使 用改性粉煤灰处理含铬废水， 结果表明用氢氧化钙改性的粉煤灰对 Cr6+废水处理 有良好的效果，Cr6+去除率达到 97.87%。丑华[5]等采用活性炭或硅藻土吸附法对 物理化学实验产生的不同浓度多组分含铜有色废液进行处理，在 760nm 污物去 除率最高可以达到 97.77%，COD 为 0.025g·L-1，色度、pH、COD 均低于国家 排放。
2. 1. 4 膜分离法 膜分离法是利用特殊的半透膜将废水分开进而使某些溶质或溶剂渗透出来 的方法的统称。常见的膜分离法主要有微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)、反渗透 (RO)、渗析(D)、电渗析(ED)、渗透蒸发(PV)、液膜(LM)等方法。Murthy 等[6] 采用纳滤膜，处理 Ni2+质量浓度为 5 mg·L-1 和 250 mg·L-1 废水，镍的最大去 除率为 98 %和 92 %。于飞芹等[7]采用电渗析法对含硫废水处进行处理，试验结 果表明， 硫化物去除率可达 98 %以上。 石中亮等[8]研究了用乳化液膜分离技术处 理造纸工业废水，在最佳条件下，造纸废水的 COD 去除率可达 85 %以上，色 度去除率达 98 %以上，具有较大的推广应用价值。 物理处理法对污染物的处理只是进行相间转移，并没有完全降解，没有得到 很好的回收，依然会造成二次污染和污染的堆积。在实际的废水处理中，往往是 跟其它操作单元和过程组合起来，以达到较高的处理程度。 2. 2 化学处理法 2. 2. 1 化学沉淀法 化学沉淀法是向废水中投加可溶性化学药剂（即沉淀剂） ，与水中呈离子状 态的无机污染物起化学反应，生成不溶于水或难溶于水的化合物，析出沉淀，使 废水得到净化。化学沉淀法多用于去除废水中的重金属离子，如汞、铬、铅、锌 等。 化学沉淀法有氨氧化物沉淀法、 硫化物沉淀法、 钡盐沉淀法、 铁氧体沉淀法。 徐志高[9]等以 MgCl2·6H２O 和 Na２HPO4·12H２O 为反应沉淀剂，在最佳工艺条 件下，对锆铪分离中试车间的高浓度废水进行处理，氨氮的去除率>95%。景明 霞[10]针对包头地区稀土冶炼工艺产生的氨氮废水， 通过化学沉淀法对其进行初步 处理，通过单因素实验选
取最佳控制点，氨氮去除率为 92.4%。 2. 2. 2 高级氧化法 高级氧化技术(Advanced Oxidation Processes，简称 AOPs)是近 20 年来水处 理领域兴起的新技术， 通常指在环境温度和压力下通过产生具有高反应活性的羟 基自由基来氧化降解有机污染物的处理方法[11]。 高级氧化技术的关键是产生高活 性的羟基自由基，一般采用加入氧化剂、催化剂或借助紫外线、超声波等多种途 径产生。 2. 2. 2. 1 湿式(催化)氧化法
湿式氧化法(Wet Air Oxidation， 简称 WAO)是在高温(150～350 ℃)高压(0.5～ 20 MPa)的条件下，利用空气或氧气作为氧化剂，氧化水中呈溶解态或悬浮态的 有机物或还原态的无机物，达到去除污染物的目的 [12] 。湿式催化氧化工艺 (Catalytic Wet Air Oxidation， 简称 CWAO)是在 WAO 工艺的基础上添加了适宜的 催化剂，降低了反应温度和压力，提高了反应速度，缩短了反应时间，提高了氧 化效率[13]。国内近来出现采用微波催化湿式氧化法新工艺的研究[14]，即采用间 歇微波催化湿式氧化工艺，使废水经 Fe-C 预处理、曝气氧化后，再考察 30 %H2O2、FeSO4·7H2O、自制 TiO2 催化剂加入量和微波辐照时间等因素对 COD 去除效果的影响，实验结果表明，经处理后 COD 大于 90 %。 2. 2. 2. 2 超临界水(催化)氧化法 超 临 界 水 氧 化 技术 是 把 温 度 和 压 力 升高 到 水 的 临 界 点 (Tc=374.3 º C ， Pc=22.05 MPa)以上时，使水成为一种具有高扩散性和优良传递特性的非极性介 质，在此条件下，非极性的有机物和气体能和水以任意比例互溶，实现对污染物 的分解[15]。 蔡毅等[16]使用 2.0 L 的超临界水氧化反应器对丙烯腈生产过程中排放 的高浓度剧毒有机废水进行处理实验研究， 实验结果表明， 当反应温度为 650 ° C，压力为 28 MPa，氧气过量为理论量的 200 %，反应时间为 180 s 时，COD 最高去除率可达到 99.998 %。 2. 2. 2. 3 化学(催化)氧化法和光(催化)氧化法 化学氧化法是指通过 O3、H2O2、ClO2 及 KMnO4 等氧化剂，将废水中呈溶 解状态的污染物氧化为微毒或无毒的物质，或者转化为容易与水分离的形态，从 而达到处理的目的。化学催化氧化是在催化剂和氧化剂共同作用下氧化有机物。 光化学氧化是通过氧化剂在光的辐射下产生氧化能力较强的自由基而进行的。 根 据氧化剂的种类不同， 分为 UV/H2O2、 UV/O2 及 UV/H2O2/O3 等系统[17]。 Esplugas 等[18]比较了化学氧化和光化学氧化中几种工艺对含酚废水的处理，结果表明， Fenton 试剂的降解速率最快，O3 氧化处理费用最低。 使用高级氧化技术处理有机废水，具有效率高，反应快，占地面积小，能够 解决难降解废水的处理问题等优点[19]， 但是它也存在处理费用
高， 反应条件要求 严格，反应器制造复杂等缺点。 2.3 生物法
生物法是利用微生物能够降解代谢有机物的作用， 来处理污水中呈溶解或胶 状的有机污染物质。根据参与降解微生物的种类不同，生物处理法又分为好氧生 物处理法和厌氧生物处理法。 2.3.1 厌氧生物处理法 厌氧消化是指在无分子氧参与的条件下，通过多种微生物的协同作用，把有 机物最终分解为甲烷和 CO2 的产物的过程。随着现代高速厌氧反应器的大规模 开发和应用， 各种厌氧工艺的成功应用层出不穷。 王庆伟[20]使用厌氧升流式流化 床反应器(Upflow Blanket Filter，简称 UBF)处理高浓度垃圾渗滤液，加入阳离子 PAM 和颗粒污泥的生成，能大大缩短启动周期和提高有机物去除率。黄玉等[21] 研究了在中温条件下，以内循环反应器(Internal Circulation，简称 IC)处理精对苯 二甲酸(PTA)废水， 实验结果证实了 IC 反应器具有高效处理 PTA 废水的可行性。 潘杨等[22]采用厌氧折流板反应器(Anaerobic Baffled Reactor，简称 ABR)处理农药 废水，研究了温度、进水负荷及回流比对 ABR 的影响。 2.3.2 好氧生物处理法 好氧生物处理是在有游离氧(分子氧)存在的条件下，好氧微生物降解有机 物，使其稳定、无害化的处理方法。微生物利用废水中存在的有机污染物(以溶 解状与胶体状的为主)，作为营养源进行好氧代谢。王德河等[23]介绍了大连某苹 果有限公司采用以序批式活性污泥法(Sequencing Batch Reactor，简称 SBR 法) 为主体的生化处理工艺，运行结果表明，COD、BOD、SS 的去除率分别达到了 95 %、98 %和 95 %，并达到了排放标准。Scholz 等[24]研究了膜生物反应器，由 生物反应器与超滤膜单元相联接，油去除率可达 99.99 %，COD 和 TOC 去除率 分别为 97 %、98 %。 使用生物法处理废水，具有能耗少、处理效率高、二次污染少、成本底、出 水水质好、污泥沉降性能好等优点，但对水质要求高、运行过程复杂、适用地区 限制等缺点[25]。 3 展望 科学技术发展的同时也带来越来越多的环境污染问题，随着人们环保意识的 不断增强，现在有些工业有机废水采用单一方法处理达不到国家规定的排放标 准。 为提高污水治理的规模效益和综合效益， 污水处理技术在不断被研究和发展，
往往在不同阶段将几种方法组合起来。 如金属和金属氧化物的多相催化臭氧化通 过提高臭氧的催化分解和羟基自由基的生成， 能够明显地提高臭氧的利用率和有 机物的去除效率。由于其低成本和易操作，被认为是一种有工业前景的废水处理 工艺[26]。另一方面，一些高新技术如交流电弧废水处理技术[27]、滑动弧等离子 体处理技术 [28] 以及某些特殊
的电化学处理技术 [29] 等目前还处于实验室试验阶 段，但是不容置疑，这些高新技术代表了废水处理技术未来的发展方向。
参考文献： [1] 王晓兵,胡国强.溶剂萃取法对甲酸废水的处理研究[J].辽宁石油化工大学学 报,2009,29 (3):15-18. [2] 魏凤玉,吴六四.络合萃取法处理环氧树脂生产废水[J].合肥工业大学学报:自 然科学版,2005,28 (11):1443-1445. [3] 赵灵霞. 印染废水的物化处理技术[J]. 广东化工,2009,36(8):175- 176. [4] 孙莹,李素芹.吸附法处理含铬废水的研究[J].工业安全与环保,2009,35(3):1113. [5] 丑华,杨生学.吸附法处理含铜有色废液[J]. 内江师范学院学报,2010,25(8):6165. [6] Murthy Z V P,Latesh B,Chaudhari.Application of nanofiltration for the rejection of nickel ions from aqueous solutions and estimation of membrane transport parameters[J].Journal of Hazardous Materials,2008,(160):70-77. [7] 于 飞 芹 , 朱 化 军 , 王 雷 . 沉 淀 硫 酸 钡 含 硫 废 水 处 理 方 法 [J]. 上 海 建 设 科 技 , 2009,(2):62-64. [8] 石中亮,申华,王传胜.乳化液膜分离技术处理造纸工业废水[J].纸和造纸, 2006,25(1):75-77. [9] 徐志高,黄倩,张建东,吴延科,张力,王力军.化学沉淀法处理高浓度氨氮废水的 工艺研究[J]. 工业水处理,2010,30(6):31- 34. [10] 景明霞.化学沉淀法处理稀土氨氮废水的研究[J].安徽化工,2010,36(3):7172,74. [11] 何秀娟,蔺建设.TNT 废水处理技术的研究[J].中国科技信息,2009,(9):18-19.
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外文文献摘要及出处：
Application of nanofiltration for the rejection of nickel ions from aqueous solutions and estimation of membrane transport parameters Abstract:The present work deals with the application of a thin-film composite polyamide nanofiltration membrane for the rejection of nickel ions from aqueous wastewater. The operating variables studied are feed concentration (5–250 ppm), applied pressure (4–20 atm), feed flow rate (5–15 L/min) and pH (2–8). It is observed that the observed rejection of nickel ions increases with increase in feed pressure and decreases with increase in feed concentration at constant feed flow rate. The maximum observed rejection of the metal is found to be 98% and 92% for an initial feed concentration of 5 and 250 ppm, respectively. The effect of pH on the rejection of nickel ions and permeate flux are studied, and found that the variation in pH is having more effect on the latter than the former. The experimental data are analyzed using membrane transport models; combined-film theory-solution-diffusion (CFSD), combined-film theory-Spiegler – Kedem (CFSK) and combined-film theory-finely porous (CFFP) models; to estimate membrane transport parameters and mass transfer coefficient, k. Also, enrichment factor, concentration polarization modulus and Peclet number are found from various parameters. From CFFP model
the effective membrane thickness and active skin layer thickness are found. 出处： Journal of Hazardous Materials,Volume 160, Issue 1, 15 December 2008, Pages 70–77 .
Pre-oxidation and coagulation of texitile wastewater by the Fenton process Abstract:This paper evaluates the Fenton process, involving oxidation and coagulation, for the removal of color and chemical oxygen demand (COD) from synthetic textile wastewater containing polyvinyl alcohol and a reactive dyestuff, R94H. The experimental variables studied include dosages of iron salts and hydrogen peroxide, oxidation time, mixing speed and organic content. The results show that colo
r was removed mainly by Fenton oxidation. The color removal reached a maximum of 90% at a reaction time of 5 min under low dosages of H2O2 and Fe2+. In contrast, the COD was removed primarily by Fenton coagulation, rather than by Fenton oxidation. The ratio of removal efficiency between Fenton process and ferric coagulation was 5.6 for color removal and 1.2 for COD removal. It is concluded that Fenton process for the treatment of textile wastewater favors the removal of color rather than COD. 出处：Chemosphere,Volume 46, Issue 6, February 2002, Pages 923–928 .
Comparison of different advanced oxidation processes for phenol degradation Abstract: Advanced Oxidation Processes (O3, O3/H2O2, UV, UV/O3, UV/H2O2, O3/UV/H2O2, Fe2+/H2O2 and photocatalysis) for degradation of phenol in aqueous solution have been studied in earlier works. In this paper, a comparison of these techniques is undertaken: pH influence, kinetic constants, stoichiometric coefficient and optimum oxidant/pollutant ratio. Of the tested processes, Fenton reagent was found to the fastest one for phenol degradation. However, lower costs were obtained with ozonation. In the ozone combinations, the best results were achieved with single ozonation. As for the UV processes, UV/H2O2showed the highest degradation rate. 出处：Water Research ,Volume 36, Issue 4, February 2002, Pages 1034–1042.
Treatment of oil contaminated wastewater in a membrane bioreactor
Abstract:Activated sludge processes are frequently applied to treat industrial effluents. The membrane-bioreactor (MBR) is a modification of this conventional process, where the activated sludge is concentrated in abioreactor which is connected to a cross-flow ultrafiltration membrane unit. Trials in a MBR with a high activated sludge concentration of up to 48g , showed that oily wastewater also containing surfactants was biodegraded with high efficiency. During the different loading stages of the MBR operation a removal rate of 99.99% could be achieved for fuel-oil as well as lubricating oil at a hydraulic retention time of 13.3 h. The maximum biodegradation of fuel oil amounted to 0.82g hydrocarbons degraded per day, and g MLVSS and average values of 0.26–0.54g hydrocarbons g− 1MLVSS d− 1 could be achieved. The average removal of COD and TOC during the experiment was 94–96% for fuel oil 97, and 98% for lubricating oil, respectively. Due to the high removal efficiency of oily pollutants and the complete retention of suspended solids by the ultrafiltration unit, the MBR system shows good potential for application in industry for process wastewater recycling purposes. 出处：Water Research,Volume 34, Issue 14, 1 October 2000, Pages 3621–3629 .
Turbulence intensity in an electrochemical cell:Effect on reactor performance Abstract:In order to study the improvement in reaction efficiency associated with the improved flow characteristics over static or quasi static cells, a dynamic electrochemical reactor is designed a
nd tested. Experimental results are compared to a computational fluid dynamics (CFD) model of the cell, based only on turbulence characteristics. We intend to identify the optimal geometrical configuration, using CFD to determine how the electrodes, inlet and outlet tubes should be positionned. It is found that the overall reaction efficiency of the cell correlates almost perfectly with the volumetric turbulence intensity. The incidence angle (IA) formed by the inlet and the position of the electrodes governs the overall reaction rate. 出处：Chemical Engineering and Processing,volume 45, Issue 6, June 2006, Pages
471–480
工业废水处理方法的探讨
摘 要：本文针对化工废水的基本特征和处理现状，指出了化工废水的各种处理 方法，以及简要的列出了各种方案的具体应用，并对废水处理技术的发展趋势进 行了展望。 关键词：污水处理；物理处理法；化学处理法；生物处理法
The Study On The Treatment Methods Of Industrial Wastewater
Abstract: In this paper, the basic characteristics of the chemical waste water and deal with the status quo, that a variety of chemical wastewater treatment methods, and briefly lists the specific application of a variety of programs, and wastewater treatment technology development trend outlook. Keywords: Wastewater treatment; physical treatment methods; chemical treatment; biological treatment
引言 由于化学工业在国民经济占有重要的地位，其发展直接影响国民经济的增 长。化学工业的发展已经成为衡量一个国家综合国力的重要标志之一。造成化学 工业污染的原因主要是化学行业产品品种多，工艺过程复杂，排污量大，有毒有 害物质成分复杂，治理难度大；同时由于某些工业部门设备和控制技术落后，工 业布局和产业结构不合理也是造成化学工业污染的一方面原因。 文中就工业废水 处理方法及发展趋势进行一下分析探讨。 1 水污染物分类及特性 水体中污染物种类可分为化学污染物和生物性污染物。 化学污染物包括有机污染物、无机污染物、重金属污染物、富营养物质，其 它化学污染物还有悬浮固体物、放射性污染物、热污染等。生物性污染物主要是 病原微生物。 2 污水处理方法
不同的污水水质、水量、处理后接纳水体以及是否有回用目的、处理程度等 要求都决定所采用的废水处理方法各不相同。现代污水处理技术按原理分，大致 可分为物理处理法、化学处理法及生物处理法等。 2. 1 物理处理法 物理处理法是通过物理或机械作用分离或回收废水中不溶解的呈悬浮状态 的污染物的废水处理方法，其处理过程不改变污染物质的化学性质。物理法废水 处理技术通常有过滤、沉淀、离心分离、膜分离、吸附、萃取等方法。 2. 1. 1 沉淀分离法 沉淀分离法就是利用污水中的悬浮物质和水密度不同的原理， 借助重力沉降 作用，使悬浮物自然沉淀而从水中分离除去。 2. 1. 2 萃取法 萃取法是利用与水不相溶解或极少溶解的特定溶剂同废水充分混合接触，使 溶于废水中的某些污染物质重新进行分配而转入溶剂， 然后将溶剂与除去污染物 质后的废水分离，从而达到废水净化和回收有用物质的目的。王晓兵等[1]研究了 叔胺 N235、乙苯和煤油组成的萃取剂萃取含羧酸工业废水，经三级萃取酸的萃 取率达 96 %以上，萃取相经精馏使甲酸与
萃取剂分离回收，其它的酸经稀碱反 萃分离，使萃取剂再生重复使用；萃余液进一步经活性碳吸附后，COD 降到可 进入生化池处理。魏凤玉等[2]以 TOA 为萃取剂、白煤油为稀释剂络合萃取处理 环氧树脂废水，废水经三级错流萃取 COD 和 Cl－的去除率分别达到 97.6 %和 92.0 %，达到了废水处理目的。萃取法具有处理水量大，设备简单，便于自动控 制，操作安全，成本低等优点。 2. 1. 3 吸附法 吸附法是采用多孔物质的粉末或颗粒与废水混合，或使废水通过由其颗粒状 物组成的滤床，使废水中污染物质吸附于多孔物质表面等而除去[3]。孙莹[4]等使 用改性粉煤灰处理含铬废水， 结果表明用氢氧化钙改性的粉煤灰对 Cr6+废水处理 有良好的效果，Cr6+去除率达到 97.87%。丑华[5]等采用活性炭或硅藻土吸附法对 物理化学实验产生的不同浓度多组分含铜有色废液进行处理，在 760nm 污物去 除率最高可以达到 97.77%，COD 为 0.025g·L-1，色度、pH、COD 均低于国家 排放。
2. 1. 4 膜分离法 膜分离法是利用特殊的半透膜将废水分开进而使某些溶质或溶剂渗透出来 的方法的统称。常见的膜分离法主要有微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)、反渗透 (RO)、渗析(D)、电渗析(ED)、渗透蒸发(PV)、液膜(LM)等方法。Murthy 等[6] 采用纳滤膜，处理 Ni2+质量浓度为 5 mg·L-1 和 250 mg·L-1 废水，镍的最大去 除率为 98 %和 92 %。于飞芹等[7]采用电渗析法对含硫废水处进行处理，试验结 果表明， 硫化物去除率可达 98 %以上。 石中亮等[8]研究了用乳化液膜分离技术处 理造纸工业废水，在最佳条件下，造纸废水的 COD 去除率可达 85 %以上，色 度去除率达 98 %以上，具有较大的推广应用价值。 物理处理法对污染物的处理只是进行相间转移，并没有完全降解，没有得到 很好的回收，依然会造成二次污染和污染的堆积。在实际的废水处理中，往往是 跟其它操作单元和过程组合起来，以达到较高的处理程度。 2. 2 化学处理法 2. 2. 1 化学沉淀法 化学沉淀法是向废水中投加可溶性化学药剂（即沉淀剂） ，与水中呈离子状 态的无机污染物起化学反应，生成不溶于水或难溶于水的化合物，析出沉淀，使 废水得到净化。化学沉淀法多用于去除废水中的重金属离子，如汞、铬、铅、锌 等。 化学沉淀法有氨氧化物沉淀法、 硫化物沉淀法、 钡盐沉淀法、 铁氧体沉淀法。 徐志高[9]等以 MgCl2·6H２O 和 Na２HPO4·12H２O 为反应沉淀剂，在最佳工艺条 件下，对锆铪分离中试车间的高浓度废水进行处理，氨氮的去除率>95%。景明 霞[10]针对包头地区稀土冶炼工艺产生的氨氮废水， 通过化学沉淀法对其进行初步 处理，通过单因素实验选
取最佳控制点，氨氮去除率为 92.4%。 2. 2. 2 高级氧化法 高级氧化技术(Advanced Oxidation Processes，简称 AOPs)是近 20 年来水处 理领域兴起的新技术， 通常指在环境温度和压力下通过产生具有高反应活性的羟 基自由基来氧化降解有机污染物的处理方法[11]。 高级氧化技术的关键是产生高活 性的羟基自由基，一般采用加入氧化剂、催化剂或借助紫外线、超声波等多种途 径产生。 2. 2. 2. 1 湿式(催化)氧化法
湿式氧化法(Wet Air Oxidation， 简称 WAO)是在高温(150～350 ℃)高压(0.5～ 20 MPa)的条件下，利用空气或氧气作为氧化剂，氧化水中呈溶解态或悬浮态的 有机物或还原态的无机物，达到去除污染物的目的 [12] 。湿式催化氧化工艺 (Catalytic Wet Air Oxidation， 简称 CWAO)是在 WAO 工艺的基础上添加了适宜的 催化剂，降低了反应温度和压力，提高了反应速度，缩短了反应时间，提高了氧 化效率[13]。国内近来出现采用微波催化湿式氧化法新工艺的研究[14]，即采用间 歇微波催化湿式氧化工艺，使废水经 Fe-C 预处理、曝气氧化后，再考察 30 %H2O2、FeSO4·7H2O、自制 TiO2 催化剂加入量和微波辐照时间等因素对 COD 去除效果的影响，实验结果表明，经处理后 COD 大于 90 %。 2. 2. 2. 2 超临界水(催化)氧化法 超 临 界 水 氧 化 技术 是 把 温 度 和 压 力 升高 到 水 的 临 界 点 (Tc=374.3 º C ， Pc=22.05 MPa)以上时，使水成为一种具有高扩散性和优良传递特性的非极性介 质，在此条件下，非极性的有机物和气体能和水以任意比例互溶，实现对污染物 的分解[15]。 蔡毅等[16]使用 2.0 L 的超临界水氧化反应器对丙烯腈生产过程中排放 的高浓度剧毒有机废水进行处理实验研究， 实验结果表明， 当反应温度为 650 ° C，压力为 28 MPa，氧气过量为理论量的 200 %，反应时间为 180 s 时，COD 最高去除率可达到 99.998 %。 2. 2. 2. 3 化学(催化)氧化法和光(催化)氧化法 化学氧化法是指通过 O3、H2O2、ClO2 及 KMnO4 等氧化剂，将废水中呈溶 解状态的污染物氧化为微毒或无毒的物质，或者转化为容易与水分离的形态，从 而达到处理的目的。化学催化氧化是在催化剂和氧化剂共同作用下氧化有机物。 光化学氧化是通过氧化剂在光的辐射下产生氧化能力较强的自由基而进行的。 根 据氧化剂的种类不同， 分为 UV/H2O2、 UV/O2 及 UV/H2O2/O3 等系统[17]。 Esplugas 等[18]比较了化学氧化和光化学氧化中几种工艺对含酚废水的处理，结果表明， Fenton 试剂的降解速率最快，O3 氧化处理费用最低。 使用高级氧化技术处理有机废水，具有效率高，反应快，占地面积小，能够 解决难降解废水的处理问题等优点[19]， 但是它也存在处理费用
高， 反应条件要求 严格，反应器制造复杂等缺点。 2.3 生物法
生物法是利用微生物能够降解代谢有机物的作用， 来处理污水中呈溶解或胶 状的有机污染物质。根据参与降解微生物的种类不同，生物处理法又分为好氧生 物处理法和厌氧生物处理法。 2.3.1 厌氧生物处理法 厌氧消化是指在无分子氧参与的条件下，通过多种微生物的协同作用，把有 机物最终分解为甲烷和 CO2 的产物的过程。随着现代高速厌氧反应器的大规模 开发和应用， 各种厌氧工艺的成功应用层出不穷。 王庆伟[20]使用厌氧升流式流化 床反应器(Upflow Blanket Filter，简称 UBF)处理高浓度垃圾渗滤液，加入阳离子 PAM 和颗粒污泥的生成，能大大缩短启动周期和提高有机物去除率。黄玉等[21] 研究了在中温条件下，以内循环反应器(Internal Circulation，简称 IC)处理精对苯 二甲酸(PTA)废水， 实验结果证实了 IC 反应器具有高效处理 PTA 废水的可行性。 潘杨等[22]采用厌氧折流板反应器(Anaerobic Baffled Reactor，简称 ABR)处理农药 废水，研究了温度、进水负荷及回流比对 ABR 的影响。 2.3.2 好氧生物处理法 好氧生物处理是在有游离氧(分子氧)存在的条件下，好氧微生物降解有机 物，使其稳定、无害化的处理方法。微生物利用废水中存在的有机污染物(以溶 解状与胶体状的为主)，作为营养源进行好氧代谢。王德河等[23]介绍了大连某苹 果有限公司采用以序批式活性污泥法(Sequencing Batch Reactor，简称 SBR 法) 为主体的生化处理工艺，运行结果表明，COD、BOD、SS 的去除率分别达到了 95 %、98 %和 95 %，并达到了排放标准。Scholz 等[24]研究了膜生物反应器，由 生物反应器与超滤膜单元相联接，油去除率可达 99.99 %，COD 和 TOC 去除率 分别为 97 %、98 %。 使用生物法处理废水，具有能耗少、处理效率高、二次污染少、成本底、出 水水质好、污泥沉降性能好等优点，但对水质要求高、运行过程复杂、适用地区 限制等缺点[25]。 3 展望 科学技术发展的同时也带来越来越多的环境污染问题，随着人们环保意识的 不断增强，现在有些工业有机废水采用单一方法处理达不到国家规定的排放标 准。 为提高污水治理的规模效益和综合效益， 污水处理技术在不断被研究和发展，
往往在不同阶段将几种方法组合起来。 如金属和金属氧化物的多相催化臭氧化通 过提高臭氧的催化分解和羟基自由基的生成， 能够明显地提高臭氧的利用率和有 机物的去除效率。由于其低成本和易操作，被认为是一种有工业前景的废水处理 工艺[26]。另一方面，一些高新技术如交流电弧废水处理技术[27]、滑动弧等离子 体处理技术 [28] 以及某些特殊
的电化学处理技术 [29] 等目前还处于实验室试验阶 段，但是不容置疑，这些高新技术代表了废水处理技术未来的发展方向。
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外文文献摘要及出处：
Application of nanofiltration for the rejection of nickel ions from aqueous solutions and estimation of membrane transport parameters Abstract:The present work deals with the application of a thin-film composite polyamide nanofiltration membrane for the rejection of nickel ions from aqueous wastewater. The operating variables studied are feed concentration (5–250 ppm), applied pressure (4–20 atm), feed flow rate (5–15 L/min) and pH (2–8). It is observed that the observed rejection of nickel ions increases with increase in feed pressure and decreases with increase in feed concentration at constant feed flow rate. The maximum observed rejection of the metal is found to be 98% and 92% for an initial feed concentration of 5 and 250 ppm, respectively. The effect of pH on the rejection of nickel ions and permeate flux are studied, and found that the variation in pH is having more effect on the latter than the former. The experimental data are analyzed using membrane transport models; combined-film theory-solution-diffusion (CFSD), combined-film theory-Spiegler – Kedem (CFSK) and combined-film theory-finely porous (CFFP) models; to estimate membrane transport parameters and mass transfer coefficient, k. Also, enrichment factor, concentration polarization modulus and Peclet number are found from various parameters. From CFFP model
the effective membrane thickness and active skin layer thickness are found. 出处： Journal of Hazardous Materials,Volume 160, Issue 1, 15 December 2008, Pages 70–77 .
Pre-oxidation and coagulation of texitile wastewater by the Fenton process Abstract:This paper evaluates the Fenton process, involving oxidation and coagulation, for the removal of color and chemical oxygen demand (COD) from synthetic textile wastewater containing polyvinyl alcohol and a reactive dyestuff, R94H. The experimental variables studied include dosages of iron salts and hydrogen peroxide, oxidation time, mixing speed and organic content. The results show that colo
r was removed mainly by Fenton oxidation. The color removal reached a maximum of 90% at a reaction time of 5 min under low dosages of H2O2 and Fe2+. In contrast, the COD was removed primarily by Fenton coagulation, rather than by Fenton oxidation. The ratio of removal efficiency between Fenton process and ferric coagulation was 5.6 for color removal and 1.2 for COD removal. It is concluded that Fenton process for the treatment of textile wastewater favors the removal of color rather than COD. 出处：Chemosphere,Volume 46, Issue 6, February 2002, Pages 923–928 .
Comparison of different advanced oxidation processes for phenol degradation Abstract: Advanced Oxidation Processes (O3, O3/H2O2, UV, UV/O3, UV/H2O2, O3/UV/H2O2, Fe2+/H2O2 and photocatalysis) for degradation of phenol in aqueous solution have been studied in earlier works. In this paper, a comparison of these techniques is undertaken: pH influence, kinetic constants, stoichiometric coefficient and optimum oxidant/pollutant ratio. Of the tested processes, Fenton reagent was found to the fastest one for phenol degradation. However, lower costs were obtained with ozonation. In the ozone combinations, the best results were achieved with single ozonation. As for the UV processes, UV/H2O2showed the highest degradation rate. 出处：Water Research ,Volume 36, Issue 4, February 2002, Pages 1034–1042.
Treatment of oil contaminated wastewater in a membrane bioreactor
Abstract:Activated sludge processes are frequently applied to treat industrial effluents. The membrane-bioreactor (MBR) is a modification of this conventional process, where the activated sludge is concentrated in abioreactor which is connected to a cross-flow ultrafiltration membrane unit. Trials in a MBR with a high activated sludge concentration of up to 48g , showed that oily wastewater also containing surfactants was biodegraded with high efficiency. During the different loading stages of the MBR operation a removal rate of 99.99% could be achieved for fuel-oil as well as lubricating oil at a hydraulic retention time of 13.3 h. The maximum biodegradation of fuel oil amounted to 0.82g hydrocarbons degraded per day, and g MLVSS and average values of 0.26–0.54g hydrocarbons g− 1MLVSS d− 1 could be achieved. The average removal of COD and TOC during the experiment was 94–96% for fuel oil 97, and 98% for lubricating oil, respectively. Due to the high removal efficiency of oily pollutants and the complete retention of suspended solids by the ultrafiltration unit, the MBR system shows good potential for application in industry for process wastewater recycling purposes. 出处：Water Research,Volume 34, Issue 14, 1 October 2000, Pages 3621–3629 .
Turbulence intensity in an electrochemical cell:Effect on reactor performance Abstract:In order to study the improvement in reaction efficiency associated with the improved flow characteristics over static or quasi static cells, a dynamic electrochemical reactor is designed a
nd tested. Experimental results are compared to a computational fluid dynamics (CFD) model of the cell, based only on turbulence characteristics. We intend to identify the optimal geometrical configuration, using CFD to determine how the electrodes, inlet and outlet tubes should be positionned. It is found that the overall reaction efficiency of the cell correlates almost perfectly with the volumetric turbulence intensity. The incidence angle (IA) formed by the inlet and the position of the electrodes governs the overall reaction rate. 出处：Chemical Engineering and Processing,volume 45, Issue 6, June 2006, Pages
471–480