精细化工厂废水处理工艺技术

前言：精细化工业是化学工业的重要分支，在农药、涂料、医药等领域发挥着重要作用，但也带来严峻的环境污染问题，尤其是废水污染对周边生态造成破坏。精细化工厂废水的来源广泛，受生产批次等因素影响，废水污染物浓度会发生较大的变化。因此，研究精细化工厂废水处理工艺技术具备重要的现实意义，有利于探索高效且经济的处理方法，既能有效解决废水带来的环境污染问题，又能推动精细化工行业的可持续发展。

一、精细化工厂废水的来源

虽然精细化工厂涵盖医药、农药、染料、涂料等多个细分领域，但精细化工厂废水呈现显著的行业共性——废水产生贯穿生产全流程，从以下几个核心环节开展分析：首先，合成反应环节的废水产生。受到化学反应的热力学限制，原材料在有机合成反应过程中的转化率达不到 100% ，残留之后会形成高浓度的有机废水。其次，产品精制过程的洗涤废水。精制阶段需要对产品进行多次的洗涤、结晶、萃取等操作，采用水相洗涤去除盐分时，大约每吨产品产生8 ～12吨的洗涤废水 [1]。最后，设备与场地清洗废水。生产设备周期性清洗是废水的重要来源，在清洗反应釜、管道、储罐等设备之后残留油污等污染物，地面冲洗水含有多种污染物。

二、精细化工厂废水的特征

首先，污染物组成的多元毒性复合性。精细化工生产废水中常含有多类有毒有害污染物，以医药中间体废水为例，卤代烃类与硝基苯类形成典型毒性组合，两类物质协同毒性导致微生物活性抑制率显著提升 [2]。其次，高浓度污染物与低可生化性的双重制约。就目前来看，染料工业废水有机物的浓度常处于极高水平，含氟精细化学品废水的 （五日生化需氧量）和 COD （化学需氧量）比值普遍 <0.2 ，这样就导致传统生物处理工艺直接应用效果不佳，不能达到预计的废水处理标准。最后，水质水量的动态时变特性。不同生产工序的污染物浓度差异可达数倍，不同产品线废水的污染物组成不同，导致处理系统负荷出现频繁波动的情况，影响废水处理效率。

三、精细化工厂废水处理工艺技术

基于精细化工厂废水的复杂特性，已经形成以高级氧化、膜分离、好氧生物处理为核心的废水处理工艺技术体系，有效去除污染物，提升废水处理的达标率 [3]。在实际应用中，精细化工厂应该根据水质特征科学选择废水处理工艺技术。

（一）高级氧化技术

高级氧化技术通过产生具有强氧化性的羟基自由基，可以将废水中的有机污染物氧化分解为水与二氧化碳，实现对废水处理的目标，是当前破解精细化工废水难降解特性的一项关键技术。在具体实践中，通常包含臭氧氧化等工艺：臭氧氧化利用臭氧分子在催化剂作用下分解产生强氧化性的羟基自由基，有效去除醛类废水的 COD ；芬顿氧化通过 Fe²⁺ 与 H₂O₂ 反应生成强氧化性的羟基自由基，可以在酸性条件下去除难降解的有机物；电化学氧化通过阳极反应直接或间接产生强氧化性的羟基自由基，废水中 COD 去除率约 65%～80% ，且不需要添加化学药剂。该技术具备“反应速度比较快 + 适用范围广”的优势，但面临能耗比较高的问题，通常将其作为预处理手段。

（二）膜分离技术

膜分离技术基于膜的选择透过性实现污染物分离，也能实现水资源的回收利用，主要包括微滤、超滤、纳滤、反渗透等技术操作。其中，微滤、超滤可以截留废水中的悬浮物、大分子有机物、胶体，但是不能有效去除废水中的溶解性有机物。纳滤有效截留二价盐和分子量 200—1000 的有机物，可以有效分离盐分，提升废水处理效率。因为反渗透膜孔径 <0.1nm ，所以对有机物和无机盐的截留率通常 >99% ，处理后的废水达标率比较高。不过需要注意一点，虽然膜分离技术呈现出“占地面积小 + 操作简单”的优势，但存在膜污染问题，废水中有机物、胶体、无机盐容易沉积在膜表面，这样就会下降膜通量。

（三）好氧生物处理

好氧生物处理也是当前精细化工厂废水处理的一项工艺，原理是利用好氧微生物代谢作用将有机物分解为二氧化碳和水，实现废水处理的目标。在具体处理操作过程中，精细化工厂根据实际情况选择活性污泥法、生物膜法、曝气生物滤池等。其中，活性污泥法通过曝气促使微生物和废水充分接触，可以充分降低精细化工废水的COD，污泥负荷通常控制在 0.2～0.4kgCOD/(kgMLSS⋅d) 生物膜法是将微生物附着在填料表面以形成生物膜，该处理工艺技术对水质波动的适应性比较强，且整体污泥产量比较少。而曝气生物滤池以“生物降解 + 过滤”为主，容积负荷比较高，可达 ，保证废水处理效率。整体来看，虽然好氧生物处理成本较低，但去除难降解有机物的效果有限，尤其是废水中有毒物质浓度超过阈值则限制微生物活性，从而导致废水处理效率下降。

（四）厌氧生物处理

厌氧生物处理作为精细化工厂高浓度有机废水处理的核心工艺，通过实现厌氧微生物群落的协同代谢，可以将废水中有机物转化为二氧化碳和甲烷，在有效去除污染物的基础上完成能源回收。常见工艺有 UASB（升流式厌氧污泥床）、FA（厌氧生物滤池）、AFB（厌氧流化床）等，具体工艺处理分析如下：在 UASB 工艺中，废水从底部进入后充分接触颗粒污泥床，有效去除废水中的COD 且产生甲烷气体。FA 填充惰性填料，可以废水中的微生物附着生长，处理悬浮物含量较低的精细化工废水效果比较好。总的来说，厌氧生物处理技术具备“能耗比较低 + 污泥产量比较低”等优势，但对温度比较敏感，整体启动周期比较长，在具体应用中需要结合好氧处理技术开展进一步的净化。

结论：精细化工厂废水处理工艺技术应用成为行业绿色转型的一项核心命题，需根据废水具体水质水量特征、经济成本、技术处理目标等因素选择处理工艺技术，保证废水处理的有效性。展望未来，精细化工厂废水处理工艺技术将朝着高效化的方向发展，更加关注工业废水的资源化利用，需要精细化工厂运用先进处理技术回收利用废水中的有用物质，有利于实现“环境效益 + 经济效益”的双赢，从而推动精细化工业的绿色可持续发展。

参考文献：

[1] 郑 朝 椅 . 精 细 化 工 厂 废 水 处 理 工 艺 技 术 [J]. 化 纤 与 纺 织 技术 ,2024,53(6):71-73.

[2] 唐宁远 , 付峥嵘 , 冉阳 , 叶青勇 , 黎源 , 王冶 . 某化工厂生产废水处理工程实践 [J]. 广州化工 ,2022,50(21):165-167+171.

[3] 曾龙海 . 工厂废水处理精细化设计简析 [J]. 中国轮胎资源综合利用 ,2024(11):48-50.