化工廢水是指化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的廢水。化學(xué)工業(yè)產(chǎn)品多種多樣，成分復(fù)雜，大多是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、有毒有害和生物難以降解的物質(zhì)，所以化工廢水處理難度較大。化工廢水中的污染物成分復(fù)雜，往往不能用單一的處理技術(shù)去除廢水中的各種污染物質(zhì)。

       采用生物處理法是化工廢水處理的主要方法，但是化工廢水含有較多的難降解有機物，可生化性差，而且化工廢水的水量水質(zhì)變化大，所以直接用生物方法處理化工廢水效果不是很理想，往往采用物理處理法、化學(xué)法、生物法、物理化學(xué)法的有機組合來完成對廢水的有效處理

       廢水物理處理法是指通過物理作用分離和去除廢水中呈懸浮狀態(tài)的污染物（包括油膜、油珠）的方法。處理過程中，污染物的化學(xué)性能不發(fā)生變化。化工廢水常用的物理處理包括過濾、重力沉淀法和氣浮法等。這三種物理方法工藝簡單，管理方便，但不能去除廢水中可溶性污染物質(zhì)，具有很大的局限性。

           廢水的化學(xué)處理法是指通過化學(xué)反應(yīng)和傳質(zhì)作用，分離和去除廢水中呈溶解、膠體狀態(tài)的污染物，或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為無害物質(zhì)的廢水處理法。以投加藥劑產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)的處理單元有混凝、中和、氧化還原等。化學(xué)處理法有化學(xué)沉淀處理法、混凝處理法、廢水氧化處理法、廢水中和處理法等?；瘜W(xué)處理法能較迅速地去除有機污染物，有效去除廢水中的多種劇毒和高毒污染物，可作為生物處理的預(yù)處理和后處理措施。

           廢水的物理化學(xué)處理法是運用物理和化學(xué)的綜合作用使廢水得到凈化的方法，包括物理過程和化學(xué)過程的單項處理方法，如浮選、吹脫、結(jié)晶、吸附、萃取、電解、電滲析、離子交換、反滲透等。物理化學(xué)處理的優(yōu)點是：占地面積?。怀鏊|(zhì)好，且比較穩(wěn)定；對廢水水量、水溫和濃度變化適應(yīng)性強；可去除有害的重金屬離子；除磷、脫氮、脫色效果好；管理操作方便等。但是處理系統(tǒng)費用和日常運行費較高。

一、化工廢水處理工藝流程
1、日用化工廢水處理工藝流程
           日用化工廢水的來源
           日用化工產(chǎn)品是人們在日常生活中所使用的化工產(chǎn)品。例如洗滌劑、化妝品、牙膏、油墨以及黏合劑、皮革皮毛保護劑、殺蟲劑等諸多與人們?nèi)粘Ｉ钕⑾⑾嚓P(guān)的化工產(chǎn)品。
           日用化工廢水的來源主要有以下幾個方面
       （1）工藝廢水    生產(chǎn)過程中形成的廢水，如蒸餾殘液、結(jié)晶母液、過濾母液等。這類廢水往往含有較多的污染物、毒性大、不易生物降解，因而對水體污染影響很大。
           （2）洗滌廢水  產(chǎn)品或中間產(chǎn)物在精制過程中產(chǎn)生的洗滌水。這類廢水雖然所含污染物濃度不大，但排放量大。
            （3）跑冒滴漏及意外事故造成的污染水  生產(chǎn)操作失誤或設(shè)備泄漏會使原料、中間產(chǎn)物或產(chǎn)品外溢而造成污染。這就要求在廢水治理的統(tǒng)籌考慮中應(yīng)用事故應(yīng)急措施。
            （4）設(shè)備和容器清洗水  基中主要成分是原料、產(chǎn)品及中間產(chǎn)物和副產(chǎn)物等，污染較大。在某些日化廠中，如牙膏、化妝品生產(chǎn)，香精配制，液體洗滌劑配制等企業(yè)，這類廢水幾乎是工廠廢水的主要來源。
           （5）地面沖洗水   生產(chǎn)區(qū)的地面撒落的原料、中間產(chǎn)物、成品等在地面清洗過程中進入廢水系統(tǒng)。地面沖洗水水量往往較大，水質(zhì)較差，特別是在管理不善的時候，污染物總量可能在整個廢水系統(tǒng)中占有較大的比重。
           日用化工廢水的污染物及特征
           （1）固體污染物  它的存在不但使水質(zhì)渾濁而且會引起管理和設(shè)備阻塞、磨損，干擾廢水處理和回收。因大多數(shù)廢水中都有一些固體懸浮污染物存在，所以去除懸浮物是日用化工廢水處理的一項基本要求。
           （2）需氧污染物  需氧污染物是指廢水中能夠通過化學(xué)或生物化學(xué)作用而消耗水中溶解氧的物質(zhì)。這類物質(zhì)大多是有機物，而無機物中的耗氧物質(zhì)主要有Fe、 Fe2+、 S2－、CN－等。一般在廢水處理中需氧污染物即指有機物。
             （3）營養(yǎng)性污染物  營養(yǎng)性污染物是指廢水中所含的N和P等植物和微生物的主要營養(yǎng)物質(zhì)。這類物質(zhì)排入水體后，致使水體中N和P的濃度分別超過0.2mg/L和0.02mg/L時，就要能引起水體富營養(yǎng)化，刺激各種水生生物異常增殖而造成一系列危害，形成營養(yǎng)性污染。
             （4）酸堿污染物  酸堿污染物主要是指廢水中的酸性或堿性物質(zhì)，它們使水體pH發(fā)生變化，破壞自然緩沖作用，控制微生物生長，妨礙水體自凈，使水質(zhì)惡化、土壤酸化或鹽堿化。各種生物都有自己的pH適應(yīng)范圍，超過該范圍就會影響其生存。對漁業(yè)水體而言，pH不能低于6或高于9.2，當(dāng)pH為5.5時，一些魚類就不能生存或生殖率下降。農(nóng)業(yè)灌溉用水pH應(yīng)為5.5～8.5。此外，酸性廢水還會對金屬和混凝土材料造成腐蝕。
           （5）有毒污染物  有毒污染物是指能引起生物毒性反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)。有毒物質(zhì)主要分為無機化學(xué)毒物、有機化學(xué)毒物和放射性物質(zhì)等。
           （6）油類污染物  油類污染物主要包括石油類和動植物油類污染物兩種。油類污染物能在水面上形成油膜，使大氣與水面隔絕，破壞水體復(fù)氧條件，它還能附著于土壤顆粒表面和動植物體表，影響?zhàn)B分吸收和廢物排出。當(dāng)水中含油0.01～0.1mg/L時，對魚類和水生生物就會產(chǎn)生影響。當(dāng)水中含油0.3～0.5mg/L時，就會產(chǎn)生石油氣味，不適合飲用。
     （7）生物污染物  生物污染物主要是指廢水中的致病微生物。如各種致病細(xì)菌、病蟲卵和病毒等。
     （8）感官性污染物  感官性污染物是指廢水中能引起異色、渾濁、泡沫、惡臭等現(xiàn)象的物質(zhì)，雖然不一定有很大危害，但是能夠引起人們感官上的極度不適。
日用化工廢水的處理工藝流程
       日用化工廢水COD較高，可生化性較差，在一般情況下，對這類廢水多采用物理化學(xué)處理結(jié)合生物處理的處理工藝。處理達標(biāo)排放的通用處理方法和處理工藝流程如下圖所示，具體采用時應(yīng)結(jié)合實際情況相應(yīng)調(diào)整。
                
                                             圖1  日用化工廢水的處理工藝流程
      （1）預(yù)處理   預(yù)處理的目的是去除廢水中的大顆粒雜物，調(diào)節(jié)水質(zhì)水量，保證后續(xù)處理工序可連續(xù)穩(wěn)定地運行。預(yù)處理主要采用格柵、調(diào)節(jié)池等處理設(shè)備和構(gòu)筑物。
       （2）物化處理   一般日用化工廢水有機污染物濃度較高，毒性較大，不易生物降解，不宜直接采用生物處理法，應(yīng)先通過物理化學(xué)方法去除廢水中的部分污染物，如懸浮物、難生物降解有機物、有毒有害物質(zhì)等，減輕后續(xù)生物處理系統(tǒng)負(fù)荷，保證廢水處理系統(tǒng)穩(wěn)定運行。針對日用化工廢水的特點，物化處理方法可采用混凝沉淀、混凝氣浮等工藝。
     （3）生物處理  廢水經(jīng)物理化學(xué)處理后，各污染物濃度已大幅降低，但一般情況下，還不能達標(biāo)排放，因此需要進一步采用生物處理法進行處理。鑒于日用化工廢水中含有一些難生物降解的有機物，為了提高生物處理系統(tǒng)的處理效果，宜先采用水解酸化，利用水解菌將不溶性的有機物水解為溶解性物質(zhì)，同時在產(chǎn)酸菌的協(xié)同作用下將大分子和難生物降解的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易于降解的小分子物質(zhì)，去除部分COD，提高BOD₅/COD。
       經(jīng)水解酸化處理后的廢水可采用常規(guī)生物處理方法，如A/O法、生物接觸氧化法等。生物接觸氧化法具有可持留難降解有機物降解菌的特點，對難降解有機物的處理效果較好。
  
2、染料化工廢水處理工藝流程
染料化工廢水的來源
       染料工業(yè)包括染料、紡織染整助劑和中間體生產(chǎn)。主要染料種類有分散染料、還原染料、直接染料、活性染料以及陽離子染料等14類，有500多個品種。
      染料一般是通過氯化、耦合、乙基化、硝化、縮合、氧化還原、重氮化等化學(xué)反應(yīng)合成，再經(jīng)分離精制而得到產(chǎn)品。染料廢水主要來源有以下幾個方面：
     （1）廢母液  染料生產(chǎn)廢水主要來自染料生產(chǎn)合成過程中產(chǎn)生的廢母液。往往含有較多的污染物、毒性大、不易生物降解，因而對水體污染影響很大。
     （2）洗滌廢水  主要是產(chǎn)品分離、精制過程中產(chǎn)生的洗滌廢水。這類廢水雖然所含污染物濃度不大，但排放量大。
     （3）跑冒滴漏及意外事故造成的污染水  生產(chǎn)操作失誤或設(shè)備泄漏會使原料、中間產(chǎn)物或產(chǎn)品外溢而造成污染。這就要求在廢水治理的統(tǒng)籌考慮中應(yīng)用事故應(yīng)急措施。
    （4）清洗廢水   主要是生產(chǎn)設(shè)備及車間地面的沖洗廢水，這部分廢水中含有原料、產(chǎn)品及中間產(chǎn)物和副產(chǎn)物等。生產(chǎn)區(qū)的地面撒落的原料、中間產(chǎn)物、成品等在地面清洗過程中進入廢水系統(tǒng)。地面沖洗水水量往往較大，污染程度相對較輕。
染料化工廢水的特點
       染料生產(chǎn)基本原料為苯系、萘系、蒽醌系及苯胺、硝基苯、酚類等有毒物，品種多、批量小、工藝復(fù)雜、產(chǎn)品收率低、廢水排放量大。據(jù)估算，在染料生產(chǎn)中約有60%的無機原料和10～30%的有機原料轉(zhuǎn)移到廢水中。染料廢水中含有大量的鹵代物、硝基物、氨基物、苯胺及酚類等有毒物質(zhì)，有些物質(zhì)又是難于生物降解的；廢水顏色深，色度達到數(shù)千倍甚至數(shù)萬倍；還含有氯化物、硫化物、硫酸鈉等無機鹽類。因此，染料化工廢水一直是廢水處理中的難題。
      染料化工廢水的主要特點如下：
        （1）染料生產(chǎn)品種繁多，工藝復(fù)雜，多為間歇操作，廢水酸堿性強，水質(zhì)水量變化范圍大。
        （2）廢水排放量大，一般每噸產(chǎn)品排出廢水5～15t。
        （3）廢水組成復(fù)雜，有機污染物濃度高，COD一般在3000～10000mg/L，顏色深，有些物質(zhì)難于生物降解。
       （4）含鹽量高，有生物抑制性。
染料化工廢水的處理工藝流程
       染料化工廢水COD較高、可生化性較差，在一般情況下，對這類廢水多采用物理化學(xué)處理結(jié)合生物處理的處理工藝。處理達標(biāo)排放的通用處理方法和處理工藝流程如圖2所示，具體采用時應(yīng)結(jié)合實際情況相應(yīng)調(diào)整。
                                                             圖2  染料化工廢水的處理工藝流程
       （1）預(yù)處理   預(yù)處理的目的是去除廢水中的大顆粒雜物，調(diào)節(jié)水質(zhì)水量，保證后續(xù)處理工序可連續(xù)穩(wěn)定地運行。預(yù)處理主要采用格柵、調(diào)節(jié)池等處理設(shè)備和構(gòu)筑物。
       （2）物化處理   一般染料化工廢水有機污染物濃度較高，毒性較大，不易生物降解，不宜直接采用生物處理法，應(yīng)先通過物理化學(xué)方法去除廢水中的部分污染物，如懸浮物、難生物降解有機物、有毒有害物質(zhì)等，以減輕后續(xù)生物處理系統(tǒng)負(fù)荷，保證廢水處理系統(tǒng)穩(wěn)定運行。針對染料化工廢水的特點，物化處理方法可采用混凝沉淀、混凝氣浮等工藝。
      （3）生物處理  廢水經(jīng)物理化學(xué)處理后，各污染物濃度已大幅降低，但一般情況下，還不能達標(biāo)排放，因此需要進一步采用生物處理法進行處理。鑒于染料化工廢水中含有一些難生物降解的有機物，為了提高生物處理系統(tǒng)的處理效果，宜先采用水解酸化，利用水解菌將不溶性的有機物水解為溶解性物質(zhì)，同時在產(chǎn)酸菌的協(xié)同作用下將大分子和難生物降解的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易于降解的小分子物質(zhì)，去除部分COD，提高BOD₅/COD。
      經(jīng)水解酸化處理后的廢水可采用常規(guī)生物處理方法，如A/O法、生物接觸氧化法等。生物接觸氧化法具有可持留難降解有機物降解菌的特點，對難降解有機物的處理效果較好。
3、農(nóng)藥化工廢水處理工藝流程
農(nóng)藥化工廢水的來源
       我國是農(nóng)藥生產(chǎn)大國，農(nóng)藥生產(chǎn)企業(yè)近2000家，農(nóng)藥年產(chǎn)量居世界前列。我國農(nóng)藥結(jié)構(gòu)中高dupin種比例較多，其中殺蟲劑占70%，而殺蟲劑中有機磷酸酯占70%，有機磷酸酯中高dupin種占70%，正是這處不合理的結(jié)構(gòu)增加了廢水污染治理的難度。
       有機磷農(nóng)藥生產(chǎn)工藝一般是將人工原料經(jīng)一步或兩步合成反應(yīng)，再經(jīng)分離精制，水洗去除反應(yīng)副產(chǎn)物而制成成品。農(nóng)藥生產(chǎn)廢水主要包括農(nóng)藥合成生產(chǎn)排放廢水、產(chǎn)品精制洗滌水、車間和設(shè)備洗滌水、冷卻水等。農(nóng)藥產(chǎn)品的廢水排放量一般為每噸產(chǎn)生廢水3～24t，COD為5000～80000mg/L，組成復(fù)雜，毒性大。
農(nóng)藥化工廢水的特點
    （1）有機物濃度高  綜合農(nóng)藥廢水在處理前COD通常在每升幾千毫克到每升幾萬毫克，而農(nóng)藥生產(chǎn)過程中合成廢水的COD高達每升幾萬毫克，有時甚至高達每升幾十萬毫克以上。
     （2）污染物成分十分復(fù)雜  農(nóng)藥生產(chǎn)涉及很多有機化學(xué)反應(yīng)，廢水中不僅含有原料成分，而且含有很多副產(chǎn)物、中間產(chǎn)物等。
     （3）毒性大，生物降解難  農(nóng)藥廢水大多含有農(nóng)藥和中間體，此外還含在苯環(huán)類、酚、砷、汞等有毒物質(zhì)，抑制微生物生長。例如在毒死蜱生產(chǎn)廢水中含有三氯吡啶醇、二乙胺基嘧啶醇等，均為難生物降解化合物。
      （4）有惡臭及刺激性氣味   農(nóng)藥廢水對人的呼吸道和黏膜有刺激性，嚴(yán)重時可產(chǎn)生中毒癥狀，危害身體健康。
     （5）pH變化大，無機鹽含量高   由于農(nóng)藥生產(chǎn)過程中需要添加各種酸、堿和無機鹽，因此廢水中含鹽量高，且pH變化大。
     （6）水質(zhì)水量不穩(wěn)定  由于生產(chǎn)工藝不穩(wěn)定、操作管理不到位等問題，造成排放的廢水水質(zhì)、水量不穩(wěn)定，給廢水處理帶來一定的難度。
農(nóng)藥化工廢水的處理工藝流程
        農(nóng)藥化工廢水有機物濃度較高、毒性大，難生物降解、pH變化大、無機鹽含量高、有惡臭及刺激性氣味。對這類廢水多采用分質(zhì)分段處理方法，對高濃度有毒有害生產(chǎn)廢水先進行預(yù)處理，再與其他低濃度廢水（廠區(qū)生活污水、冷卻水等）混合進行生物處理后達標(biāo)排放，處理工藝流程如圖3所示。
                                                        

 圖3 農(nóng)藥化工廢水的處理工藝流程

       （1）預(yù)處理   農(nóng)藥廢水水質(zhì)水量變化很大，為了保證后后續(xù)處理工序可連續(xù)穩(wěn)定地運行。需要采用必要的預(yù)處理手段，采用格柵、調(diào)節(jié)池等去除廢水中的大顆粒雜物，調(diào)節(jié)水質(zhì)水量。
       （2）高濃度生農(nóng)藥廢水物化處理   農(nóng)藥生產(chǎn)廢水有機物濃度高、毒性大，難生物降解，為了降低COD，去除有毒物質(zhì)活性基團，提高廢水可生化性，需進行物化處理，針對農(nóng)藥廢水，物化處理方法主要有混凝沉淀、氣浮、鐵碳微電解、高效Fenton等，有必要時，可選擇幾種預(yù)處理方法聯(lián)用，以達到更好的處理效果。
     a、混凝沉淀或氣浮   農(nóng)藥廢水中含有大量油脂、有機溶劑及膠體物質(zhì)，混凝沉淀可去除大部分膠體物質(zhì)，混凝氣浮可有效去除廢水中的油脂、有機溶劑，既降低COD，又可回收有機溶劑。
     b、鐵碳微電解  鐵碳微電解是如絮凝、吸附、架橋、共沉、電沉積、電化學(xué)還原等多種作用綜合效應(yīng)的結(jié)果，能在效地去除污染物，提高廢水可生化性。鐵碳微電解是基于電化學(xué)中的電池反應(yīng)，當(dāng)將鐵和炭浸入電解質(zhì)溶液中時，由于Fe和C之間存在1.2V的電極電位差，因而會形成無數(shù)的微電解系統(tǒng)。
        微電解過程中產(chǎn)生的大量的Fe2+和原子H具有高化學(xué)活性，能改變廢水中許多有機物的結(jié)構(gòu)和特性，使有機物發(fā)生斷鏈、開環(huán)。微電解電極周圍的電場效應(yīng)也能使溶液中的帶電離子和膠體富集并沉積在電級上而除去。另外，反應(yīng)中的Fe2+、Fe3+及其水合物具有強烈的吸附絮凝活性，能進一步提高處理效果。
   c、高效Fenton    高效Fenton氧化法，主要原理是外加的H₂O₂氧化劑與Fe2+催化劑，即Fenton試劉，在適當(dāng)?shù)膒H下（2.5～3.5）反應(yīng)產(chǎn)生羥基自由基等。羥基自由基具有較高的氧化電位，因而可與廢水中的有機物發(fā)生反應(yīng)，使其分解。
       高效Fenton和鐵碳微電解都屬于高級氧化法，具有強氧化性，能破壞有機物的結(jié)構(gòu)和活性，對改善后續(xù)生物處理條件，確保生物處理效果起到關(guān)鍵性的作用。
      （3）生物處理  高濃度農(nóng)藥廢水經(jīng)物化處理后，COD大幅降低，可生化性提高，適宜進行生物處理。生物處理方法宜采用先水解酸化，后常規(guī)生物處理的方法。常規(guī)生物處理方法根據(jù)不同的廢水性質(zhì)和處理要求選用A/O、 A₂/O、生物接觸氧化、SBR等。
       （4）除臭系統(tǒng)  由于農(nóng)藥廢水有刺激氣味且毒性較大，工程中應(yīng)考慮設(shè)置臭氣收集及處理裝置，臭氣處理可采用化學(xué)吸收、生物處理、焚燒等方法。
農(nóng)藥化工廢水設(shè)計參數(shù)
      （1）調(diào)節(jié)池  宜分別設(shè)置高濃度廢水調(diào)節(jié)池和低濃度廢水調(diào)節(jié)池。高濃度廢水調(diào)節(jié)池水力停留時間應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)情況及排水情況選定，如無數(shù)據(jù)，宜為12～24h。低濃度廢水調(diào)節(jié)池水力停留時間宜為8～24h。
      （2）鐵碳微電解反應(yīng)池  鐵碳微電解反應(yīng)池能有效地去除污染物，提高廢水的可生化性，反應(yīng)時間宜為2～4h。反應(yīng)池內(nèi)需定時抽加鐵炭粉或鐵碳填料，鐵碳比（體積比）宜為1：1，投加量應(yīng)根據(jù)處理廢水水質(zhì)而定。
      （3）高效Fenton  高效Fenton具有強氧化性，能破壞有機物的結(jié)構(gòu)和活性，提高廢水的可生化性，反應(yīng)時間宜為30min，pH宜控制在3.0～4.0。反應(yīng)池內(nèi)需投加Fe2+和H₂O₂，投加量應(yīng)根據(jù)廢水水質(zhì)及處理程度而定，一般可按COD：H₂O₂：Fe2+＝1：（1.5～2.0）:（0.5～1.0）（質(zhì)量比）估算。
      （4）水解酸化池  在缺氧條件下，利用水解菌群的生化作用，進行水解、酸化反應(yīng)，將不溶性的有機物水解為溶解性物質(zhì)，并將難降解的大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易降解的小分子物質(zhì)。水解池內(nèi)部掛有接觸填料，水力停留時間宜為10～24h。
      （5）好氧池  宜采用活性污染曝氣池、生物接觸氧化池或SBR等。由于農(nóng)藥化工廢水屬于難生物降解有機廢水，所以采用好氧生物處理時一般采用較長水力停留時間和較低的污泥負(fù)荷（Ns）。采用活性污泥曝氣池時，一般Ns為0.2～0.3kgCOD/(kgMLSS.d).采用生物接觸氧化池時，填料容積負(fù)荷為0.5kgCOD/(m3.d)左右，有效接觸時間為24～48h，具體應(yīng)根據(jù)實際水質(zhì)而定。