隨著(zhù)我國水污染形勢的加劇,國家不斷加強水污染治理力度。繼城市污水得到有效處理后,工業(yè)污水成為了水處理領(lǐng)域的熱點(diǎn)。
然而,在工業(yè)污水排放的污染物中,利用傳統的污水處理方法很難處理一些高毒有機物和無(wú)機物成分。如何對它們加以回收利用成為行業(yè)近年來(lái)探索的重要方向。在近日召開(kāi)的清華環(huán)境與發(fā)展高端論壇上,中國工程院院士、南京大學(xué)環(huán)境學(xué)院教授張全興就利用樹(shù)脂吸附技術(shù)進(jìn)行有毒污染物治理并實(shí)現產(chǎn)業(yè)化進(jìn)行了介紹。
從上世紀80年代以來(lái),世界有機工業(yè)生產(chǎn)中心從歐美轉移到中國和印度,這大大加快了我國化學(xué)工業(yè)的發(fā)展,但由此也造成了嚴重的有機毒物污染,而有機毒物和重金屬的污染將成為水污染中最突出的問(wèn)題。
特別需要指出的是,化工、輕工、紡織、印染在我國的東部沿海和東部地區比較發(fā)達,而工業(yè)高毒廢水的排放直接和民眾的生命健康相關(guān),因此我國高度重視有機毒物的污染問(wèn)題。在2011年,我國就建立了持久性有機污染物的統計報表制度。2012年頒布了全國主要行業(yè)持久性有機污染物防治“十二五”規劃,所以發(fā)展有毒污染物減排、資源化、深度凈化和安全保障新技術(shù)具有非常重要的意義。
樹(shù)脂吸附技術(shù)在處理有毒有機廢水方面效果明顯,回收利用價(jià)值高
我國的化工、輕工、紡織、印染等行業(yè),每年要排放上百億噸的有毒有機物質(zhì)。通常通過(guò)前端治理、清潔生產(chǎn)或者末端治理減排,解決污染物實(shí)現達標排放。我們通過(guò)近20年的工作,認為樹(shù)脂吸附技術(shù)是實(shí)現工業(yè)廢水減排和資源化應用的重要手段之一。
圍繞樹(shù)脂吸附技術(shù)處理有毒有機廢水,科研人員主要開(kāi)展三方面研究。首先,通過(guò)制孔劑和樹(shù)脂骨架的調整和表面修飾合成一系列離子交換樹(shù)脂和吸附樹(shù)脂,并開(kāi)展吸附動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)的研究。第二是在此基礎上進(jìn)行吸附、脫附技術(shù)和分離回收有機物工藝的研究。最后,在生產(chǎn)上加以應用。
我們將裝有吸附劑的樹(shù)脂柱通過(guò)含有毒有機物的溶液,就可以對其有效吸附。再通過(guò)有效的洗脫劑進(jìn)行洗脫,就可以將有機物加以回收和應用。
具體而言,是將廢水通過(guò)各種預處理以后得到的真溶液通入裝有樹(shù)脂的塔將有毒物質(zhì)進(jìn)行吸附分離,吸附流出液有的可以直接達標排放。有的需要再經(jīng)過(guò)生化、氧化深度處理,然后才能達標排放。留在塔里的有毒物質(zhì),通過(guò)選擇合適的洗脫劑就可以把有機物有效的洗脫并加以回收。
對于可資源化的有毒有機廢水,主要分為5大類(lèi),分別是氯苯及其衍生物類(lèi)、芳香酚類(lèi)、芳香胺類(lèi)、芳香羧酸類(lèi)及芳香磺酸類(lèi)和多功能基取代有機化合物。我國樹(shù)脂吸附工藝有的已經(jīng)可以實(shí)現污染物的全部分離回收,尾水也能夠加以利用,這樣可以達到清潔生產(chǎn)的目的。有的尾水通過(guò)回收有毒有機物再經(jīng)深度處理可實(shí)現達標排放。
樹(shù)脂吸附技術(shù)處理各類(lèi)廢水超過(guò)1億噸/年,回收化工原料約10 萬(wàn)噸/年,直接經(jīng)濟效益達兩億元以上
對于氯苯及其衍生物,我國的年產(chǎn)量有30多萬(wàn)噸。產(chǎn)區集中在長(cháng)江下游和淮河下游流域,給水環(huán)境安全造成了巨大壓力。其生產(chǎn)過(guò)程中要排放含8%~10% HCl的水洗廢水和2000~8000 mg/L的三價(jià)鐵以及200~1000 mg/L的苯及氯化苯,浪費了大量鐵資源并轉移有機污染物。