新建化工厂面临一个棘手的问题：如何让化工废水达到环保标准？

化工废水达标排放全解析：从特性到处理技术

新建化工厂在投入生产后，往往会面临一个棘手的问题：如何让排放的化工废水达到环保标准？化工生产流程复杂，涉及众多溶剂、环状化合物等物质，生产过程中产生的技术废水、冷却水、洗涤水等，共同构成了处理难度极高的化工废水。这些废水具有独特的性质，使得传统处理方法难以奏效，必须采用科学的组合处理技术。

一、化工废水的特性

化工废水的污染特性显著，主要体现在四个方面：

成分复杂多样：生产过程中使用的各种原料、中间产物和添加剂，导致废水中污染物种类繁多，包含有机物、无机物、重金属等，不同物质之间还可能发生复杂的化学反应，增加处理难度。

污染物浓度高：属于典型的高浓度废水，有机污染物浓度超过 10000mg/L 的情况十分常见。高浓度的污染物不仅增加了处理负荷，还对处理工艺的选择和运行提出了更高要求。

色度问题突出：废水颜色各异，有的呈乳白色，有的为红色，这些特殊的颜色源于废水中的各类色素、染料或其他带色物质，给处理带来额外挑战。

有毒有害且难降解：含有大量有毒有害物质，如重金属离子、有机毒物等，同时可生化性差，微生物难以对其中的有机物进行有效降解，使得生物处理技术的应用受到限制。

二、化工废水处理的系统方案

针对化工废水的复杂特性，目前主流的处理方式是采用 “预处理 - 生化处理 - 深度处理” 三级处理系统，各阶段相互配合，逐步净化废水。

（一）预处理：为后续处理创造条件

预处理的核心目标是解决化工废水因高浓度、高毒性、低可生化性而无法直接进入生化处理系统的问题。

高级氧化技术：对于有机浓度超高、可生化性差的废水，高级氧化技术是常用的预处理手段。该技术脱胎于化学氧化法，通过产生强氧化性物质，如羟基自由基（・OH），将废水中的大分子、难降解有机物氧化分解为小分子、易降解物质，从而提高废水的可生化性。常见的高级氧化技术包括芬顿氧化法、光催化氧化法、电化学氧化法等。

芬顿氧化法：利用亚铁离子（Fe²⁺）和双氧水（H₂O₂）反应生成羟基自由基，反应式为\(\ce{Fe^{2+} + H2O2 -> Fe^{3+} + \cdot OH + OH^{-}}\)。在酸性环境（pH 约 3 - 5）下，该反应能快速进行，有效降解有机物。
光催化氧化法：以二氧化钛（TiO₂）等为催化剂，在光照条件下，催化剂表面产生电子 - 空穴对，进而生成羟基自由基，氧化分解有机物。
电化学氧化法：通过电极反应产生强氧化性物质，直接或间接氧化废水中的污染物，具有反应速度快、可控性强的特点。

其他针对性处理方法：若废水中氨氮浓度过高，可采用化学沉淀法，投加镁盐和磷酸盐，使氨氮以磷酸铵镁沉淀的形式去除；或使用吹脱法，将废水 pH 调节至碱性，使氨氮转化为氨气逸出。对于含盐量较高的废水，蒸发结晶法利用水和盐分沸点差异，将水蒸发，盐分结晶析出。若油脂过多，则可采用隔油、气浮等方法，通过物理作用使油脂与水分离。预处理为后续生化处理系统的稳定运行奠定了基础。

（二）生化处理：降解主体污染物

生化处理是化工废水处理的核心环节，利用微生物的新陈代谢作用降解废水中的有机物。主要分为厌氧处理和好氧处理，实际应用中常采用 “厌氧 + 好氧” 组合工艺。

厌氧生物处理：厌氧处理成本较低，通过多种厌氧细菌的协同作用，将废水中难以降解的有机物分解为甲烷（CH₄）、二氧化碳（CO₂）等物质。UASB（升流式厌氧污泥床）反应器是常用设备，其内部形成颗粒污泥床，废水自下而上流动，与污泥充分接触，微生物在厌氧条件下进行水解、酸化、产乙酸和产甲烷等反应，去除大量有机物，同时可将大分子污染物降解为小分子，难降解有机物转化为易降解有机物。

好氧生物处理：好氧处理可分为生物膜法和活性污泥法。生物膜法利用附着在固体载体表面的生物膜吸附并氧化废水中的有机物质；活性污泥法则依靠污泥中的微生物群体，在有氧环境下将废水中的高浓度有机物降解。在 “厌氧 + 好氧” 组合工艺中，厌氧处理先降低废水有机物浓度，改善可生化性，好氧处理进一步降解剩余有机物，并实现脱氮除磷，使废水达到排放标准。例如，某化工废水采用 “UASB 反应器 + 生物接触氧化法” 处理，UASB 反应器将预处理后的废水 COD 降至 1000mg/L，后续生物接触氧化法再将 COD 降低至 300mg/L 以下 。

（三）深度处理：确保高标准达标

部分企业对化工废水排放要求更高，需要严格控制出水的 COD、SS（悬浮物）、氨氮、磷等污染物指标，此时就需要深度处理。深度处理主要采用物化处理技术：

混凝沉淀法：向废水中投加混凝剂和助凝剂，如聚合氯化铝（PAC）、聚丙烯酰胺（PAM）等。混凝剂可中和污染物颗粒表面的电荷，使其脱稳，助凝剂则促进颗粒聚集形成大的絮体，通过沉淀作用去除废水中的悬浮物和部分胶体物质。

臭氧氧化法：臭氧具有强氧化性，能与废水中的有机物发生反应，进一步降低有机物浓度，去除残留的难降解物质和色度，确保废水达到更高的排放标准。

三、结语

化工废水达标排放是一个系统工程，从预处理破解污染物结构和毒性，到生化处理实现主体污染物降解，再到深度处理确保高标准达标，每个环节都不可或缺。只有深入了解化工废水特性，合理选择和组合处理技术，才能实现化工废水的有效处理，助力新建化工厂在环保合规的道路上稳健前行。