化学合成废水处理工艺

化学合成废水处理工艺一、化学合成废水处理概述

化学合成废水是指工业生产过程中产生的含有有机物、无机盐、重金属、酸碱等污染物的废水。由于成分复杂、毒性强，若未经处理直接排放，会对环境造成严重污染。因此，选择合适的处理工艺至关重要。

（一）废水特点与危害

1.成分复杂：含有醛类、酮类、酸类、碱类及溶剂等有机物，以及氯化物、硫酸盐等无机盐。

2.COD浓度高：通常高于5000mg/L，部分制药废水可达20000mg/L。

3.重金属污染：如铬、铅、镉等，需重点处理。

4.pH波动大：酸碱废水比例高，处理难度增加。

（二）处理目标

1.去除有机污染物：使COD、BOD₅浓度达到排放标准（如《污水综合排放标准》GB8978-1996的一级A标准，COD≤50mg/L）。

2.重金属达标：总铅≤0.5mg/L，总镉≤0.1mg/L。

3.调节pH值：使废水pH稳定在6-9范围内。

二、化学合成废水处理工艺

（一）预处理工艺

1.格栅过滤：去除大块悬浮物（如反应残渣、包装材料）。

-设备：粗格栅（孔径50mm）、细格栅（孔径3mm）。

2.调节池：均质均量，调节pH及水温。

-池体容积：按日处理水量×8-12小时设计。

3.除油：去除浮油（如苯类、醇类）。

-方法：气浮法（微气泡浮选）、隔油池。

（二）核心处理工艺

1.厌氧+好氧（A/O）工艺

-步骤：

(1)厌氧段：利用产酸菌分解大分子有机物（如COD降解率30%-40%）。

(2)好氧段：利用硝化菌去除BOD₅（如填料为陶粒或弹性填料）。

-适用条件：COD/BOD₅≤0.5时效果最佳。

2.Fenton氧化预处理

-反应：H₂O₂+Fe²⁺→·OH+Fe³⁺（羟基自由基降解难降解有机物）。

-参数：H₂O₂投加量0.5-2g/L，Fe²⁺：H₂O₂=1:10。

3.膜生物反应器（MBR）

-优势：膜过滤（孔径0.01μm）提高出水水质，减少污泥排放。

-组成：生物反应池+超滤膜（如PVDF膜）。

（三）深度处理工艺

1.混凝沉淀：去除残留悬浮物（如PAC投加量10-30mg/L）。

2.活性炭吸附：吸附微量残留污染物（如GAC柱床，填充高度1-2m）。

3.离子交换：去除重金属（如强酸性阳离子交换树脂）。

三、工艺选择与优化

（一）选择依据

1.废水性质：如COD浓度、重金属含量决定预处理深度。

2.排放标准：严格标准需增加深度处理环节。

3.运行成本：好氧工艺能耗较高，MBR投资大但运行稳定。

（二）优化措施

1.控制DO浓度：好氧段DO维持在2-4mg/L。

2.污泥回流：厌氧段污泥回流比20%-30%。

3.在线监测：实时调控pH、ORP、MLSS等参数。

四、典型案例

某制药厂废水处理流程：

1.预处理→调节池→Fenton氧化→A/O+MBR→活性炭吸附→排放。

2.效果：出水COD≤50mg/L，重金属达标，回收率达85%。

五、结论

化学合成废水处理需结合预处理、核心处理及深度处理，并根据实际工况优化工艺参数。膜技术、高级氧化等新技术的应用可提高处理效率，降低二次污染风险。

一、化学合成废水处理概述

化学合成废水是指工业生产过程中，特别是在医药、农药、染料、精细化工等领域，由于化学反应、原料转化及工艺清洗等环节产生的含有复杂有机物、无机盐、重金属以及酸碱的废水。这类废水通常具有高COD、高BOD、强酸性或强碱性、重金属含量高等特点，若不经有效处理直接排放，将对地表水、地下水和土壤造成严重污染，甚至威胁人类健康和生态环境。因此，研究和应用高效、经济的化学合成废水处理工艺具有重要的现实意义和环境价值。

（一）废水的主要特点

1.成分复杂多样：废水中常含有醛类、酮类、酸类、酯类、醇类等有机物，以及氯离子、硫酸根、硝酸根等无机阴离子，部分废水还含有氰化物、铬酸盐等有毒有害物质。

2.COD浓度高：化学合成过程往往伴随着大量有机物的生成或残留，导致废水COD浓度显著升高，通常远高于常规生活污水，范围可能在2000mg/L至50000mg/L之间，甚至更高。

3.含盐量高：反应介质或溶剂（如盐类水溶液、有机溶剂）的残留会使废水含盐量较高，部分废水总溶解性固体（TDS）可达10000mg/L以上。

4.重金属污染：合成过程中使用的催化剂（如铜、镍、钴、铬）、中间体或原料本身可能含有重金属，导致废水具有重金属污染风险，如铅、镉、汞、砷等。

5.酸碱度变化大：反应过程可能产生大量酸性或碱性物质，导致废水pH值波动剧烈，对后续处理单元和设备提出挑战。

6.部分难生物降解：废水中可能含有结构复杂的有机物（如芳香烃、杂环化合物），这些物质难以被微生物降解，给生物处理带来困难。

（二）废水的主要危害

1.环境毒性：高浓度的COD和BOD会消耗水体中的溶解氧，导致水体缺氧，威胁水生生物生存。重金属离子具有持久性和生物累积性，进入水体后可通过食物链传递，最终危害人体健康。

2.腐蚀性：高浓度酸碱废水会腐蚀管道、设备，增加维护成本。

3.生态破坏：重金属污染可能导致土壤板结、植物中毒死亡，破坏水生生态系统平衡。

4.影响饮用水安全：未经处理或处理不达标的重金属和有机污染物可能渗入地下水，威胁饮用水源安全。

二、化学合成废水的处理目标与标准

化学合成废水的处理目标主要是去除其中的污染物，使其达到国家或地方的排放标准，或满足回用要求。具体目标通常包括：

（一）主要污染物去除目标

1.有机污染物去除：显著降低废水的COD、BOD₅浓度。例如，根据《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级A标准，要求出水COD≤50mg/L，BOD₅≤20mg/L。对于要求更严格的回用标准，COD可能需要控制在30mg/L以下。

2.重金属去除：去除废水中的有毒重金属离子，使其浓度达到排放标准。例如，总铅≤0.5mg/L，总镉≤0.1mg/L，总砷≤0.5mg/L等。

3.悬浮物去除：去除废水中的悬浮颗粒物，降低浊度。通常要求SS（悬浮物）≤20mg/L。

4.酸碱度调节：将废水的pH值调节至中性或接近中性的范围（6-9），以满足后续处理和排放的要求。

5.除臭脱色：对于含有硫化物或酚类等物质的废水，需要进行除臭处理；对于有色废水，可能需要脱色处理。

（二）处理工艺要求

1.技术可行性：所选工艺应能有效去除目标污染物。

2.经济合理性：考虑投资成本、运行费用（能耗、药剂费、人工费等），选择性价比高的方案。

3.运行稳定性：工艺应能在较宽的进水水质水量变化范围内稳定运行。

4.环境友好性：尽量减少二次污染，如污泥的处理处置、药剂的选择等。

三、化学合成废水的主要处理工艺

化学合成废水的处理通常采用“预处理+主体处理+深度处理”的组合工艺。根据废水的具体特性（如COD浓度、BOD/COD比、重金属种类与含量、酸碱度等），可以选择不同的工艺组合。

（一）预处理工艺

预处理的主要目的是去除废水中的大块悬浮物、油脂、可溶性盐类以及调节水质水量，为后续的主体处理创造有利条件。

1.格栅拦截：去除废水中的固体颗粒物，如反应残渣、包装材料碎片、泥沙等。通常设置粗格栅（去除大块杂质）和细格栅（去除较小悬浮物）。常用设备有手动格栅、旋转格栅、振动格栅等。

2.沉砂池：去除密度较大的无机颗粒物，如砂石、铁屑等。常用平流沉砂池、曝气沉砂池。

3.调节池：用于均衡水质水量，调节pH值（若需要），延长废水在池内的停留时间，以降低冲击负荷，促进可生化性。调节池可设搅拌或曝气设施，防止沉淀和厌氧发酵。停留时间通常为6-24小时，具体取决于进水水质和水量波动情况。

4.除油设施：去除废水中的浮油和分散油。常用方法包括隔油池（重力分离）、气浮法（微气泡浮选）、混凝沉淀法等。对于比重接近水的轻质油，气浮法效果较好。

5.酸碱中和：若废水呈强酸性或强碱性，需进行中和处理，使其pH值调节至后续处理单元要求的范围。常用中和剂有石灰石、氢氧化钠、碳酸钠等。中和过程需精确控制，并监测pH变化。

6.混凝沉淀/气浮：对于含有的胶体状悬浮物或某些难降解有机物，可通过投加混凝剂（如PAC、PFS）和絮凝剂（如PAM），形成絮体后进行沉淀或气浮分离，提高后续生物处理的效率。

（二）主体处理工艺

主体处理是去除废水中最主要污染物的核心环节，通常以生物处理为主，辅以必要的物理化学方法。

1.生物处理工艺：利用微生物的代谢作用分解废水中的有机污染物。根据废水的可生化性和处理要求，可选择：

(1)厌氧生物处理：适用于处理高浓度、难生物降解的有机废水。通过厌氧微生物发酵，将大分子有机物转化为小分子有机物（如VFA）和甲烷。常用工艺有UASB（上流式厌氧污泥床）、EGSB（厌氧膨胀床）、IC（内循环反应器）等。厌氧处理具有能耗低、产气可回收利用等优点，但处理效率相对较低，通常作为预处理或与好氧处理结合（A/O）。

(2)好氧生物处理：是目前应用最广泛、处理效率最高的生物处理方法。通过好氧微生物将有机物氧化分解为CO₂和H₂O，并同步完成硝化与反硝化过程（去除氮污染）。常用工艺有：

a.活性污泥法：如传统活性污泥法、A/O法（缺氧好氧）、A²/O法（厌氧缺氧好氧好氧，同步脱氮除磷）、SBR法（序批式反应器）、MBR法（膜生物反应器）等。MBR技术能显著提高出水水质，减少污泥产量，特别适用于出水要求高的场合。

b.生物膜法：如固定床生物膜法（如生物滤池、生物转盘）、流化床生物膜法。生物膜法对水质水量冲击负荷的适应性强。

2.物理化学处理工艺：当生物处理难以满足要求时，常辅以物理化学方法强化处理效果。

(1)Fenton氧化/类Fenton氧化：向废水中投加强氧化剂（如H₂O₂）和催化剂（如Fe²⁺、Fe³⁺），在酸性条件下产生大量羟基自由基（·OH），具有极强的氧化能力，能有效降解难生物降解的有机物。适用于处理医药中间体等有毒工业废水。

(2)臭氧氧化：利用臭氧（O₃）的强氧化性直接氧化有机物或作为高级氧化工艺的氧化剂。设备包括臭氧发生器、投加和混合装置。

(3)超临界水氧化（SCWO）：在高温（>374℃）高压（>22.1MPa）条件下，水呈超临界状态，对有机物具有极强的溶解和氧化能力，能将大部分有机物彻底分解为CO₂和H₂O。该技术处理彻底、无残留，但设备投资和运行成本极高，目前多用于实验室研究或特殊高难度废水处理。

（三）深度处理工艺

深度处理是在主体处理后，进一步去除残留的污染物，如难降解有机物、微量重金属、悬浮物、病原体等，使出水达到更高的排放标准或回用要求。

1.混凝沉淀/气浮：再次投加混凝剂，去除生物处理过程中可能产生的新的微絮体或残留的胶体。

2.过滤：通过砂滤池、活性炭滤池、精密过滤器等，去除废水中的悬浮颗粒物，降低浊度。砂滤池适用于去除较大颗粒；活性炭滤池兼具过滤和吸附功能。

3.活性炭吸附：利用活性炭巨大的比表面积和强吸附能力，去除废水中的微量有机污染物（如内分泌干扰物、农药残留、色度等）和部分重金属离子。常用颗粒活性炭（GAC）或粉末活性炭（PAC）。吸附柱、接触氧化池等是常用设备。

4.离子交换：对于含有的特定离子（如重金属离子Pb²⁺,Cd²⁺,Cr⁶⁺等），可使用离子交换树脂进行选择性吸附和置换，实现高效去除。根据需要可选择阳离子交换树脂或阴离子交换树脂。

5.反渗透（RO）：采用半透膜技术，能高效去除水中的溶解性盐类、有机物、细菌、病毒等几乎所有杂质，产水纯度高。但能耗较高，且会产生浓缩液，需妥善处理。

6.电渗析（ED）：利用电场驱动，通过离子交换膜选择性地去除或浓缩离子。适用于处理含盐量较高的废水，如制药废水脱盐。

四、典型化学合成废水处理工艺组合实例

根据进水水质的不同，可以设计不同的处理工艺组合。以下提供两个典型实例：

（一）实例一：中等浓度、可生化性较好的化学合成废水

1.预处理：格栅→调节池（均质均量）→混凝沉淀（除油除悬浮）→pH回调。

2.主体处理：A/O生物处理工艺（缺氧段反硝化脱氮，好氧段降解有机物）。可考虑采用曝气生物滤池（BAF）或序批式反应器（SBR）。

3.深度处理：砂滤池→活性炭滤池（吸附剩余有机物和色度）。

4.排放/回用：出水检测合格后达标排放或进行后续回用处理。

（二）实例二：高浓度、难生物降解、含重金属的化学合成废水

1.预处理：格栅→调节池→Fenton氧化（预处理，提高可生化性，部分降解难降解物）→混凝沉淀（除油除悬浮）→pH回调。

2.主体处理：

(1)厌氧预处理（如UASB）：处理部分高浓度有机物，产生沼气。

(2)A²/O生物处理工艺：同步脱氮除磷，并利用好氧段去除剩余有机物。为提高对难降解物的去除率，好氧段可投加粉末活性炭（PAC）进行吸附强化。

3.深度处理：

(1)混凝沉淀/气浮（再次除悬浮和重金属沉淀）。

(2)重金属吸附：使用专用离子交换树脂或活性炭吸附残留的重金属离子。

(3)过滤：砂滤池或精密过滤器，进一步降低浊度。

4.排放/回用：出水检测合格后达标排放。若需回用，可能还需进行反渗透处理。

五、工艺选择与运行优化

（一）工艺选择的影响因素

1.废水水质特性：是酸碱废水、含油废水、高COD废水、还是重金属废水？各污染物浓度范围？BOD/COD比？可生化性如何？

2.排放标准要求：对COD、BOD、重金属、pH等指标的要求有多高？是满足一级A排放标准还是更高标准的回用要求？

3.处理水量：日处理量的大小直接影响工艺规模和投资。

4.经济性：包括初始投资（CAPEX）和运行成本（OPEX），如能耗、药剂费、人工费、维护费等。

5.场地条件：厂区可用面积、地形地貌等。

6.运行管理能力：是否具备专业的运行维护团队。

7.环保法规要求：如污泥处置、废气处理等要求。

8.资源回收潜力：如沼气回收发电、水回用等。

（二）关键运行参数优化

1.生物处理工艺优化：

(1)控制溶解氧（DO）：好氧段根据MLSS浓度和出水COD情况调整曝气量，维持适宜的DO。缺氧段控制DO低于0.5mg/L，促进反硝化。

(2)控制污泥浓度（MLSS）和回流比：根据进水负荷和出水要求调整。好氧MLSS通常控制在2000-4000mg/L，厌氧MLSS控制在3000-7000mg/L。

(3)剩余污泥排放控制：根据污泥龄（SRT）和泥位，合理排泥，避免污泥膨胀。

(4)营养盐投加：根据反硝化需求补充碱度（如NaOH、石灰）和碳源（如乙酸钠）。

2.物理化学处理工艺优化：

(1)Fenton氧化：精确控制H₂O₂和Fe²⁺的投加量比例、反应pH（通常2-4）、反应温度和时间，以达到最佳氧化效果。

(2)混凝沉淀/气浮：优化混凝剂、絮凝剂的种类和投加量，确定最佳pH范围和搅拌速度，提高絮体沉降或上浮效率。

(3)活性炭吸附：控制吸附柱的填充高度、水力停留时间（HRT）、再生方式（如蒸汽吹扫、酸碱洗），延长炭的使用寿命。

3.在线监测与智能控制：

(1)实时监测关键水质指标：pH、ORP、DO、浊度、COD、氨氮、重金属浓度等。

(2)自动化控制：根据在线监测数据自动调节加药量、曝气量、搅拌速度等运行参数，实现精准控制，降低人工干预，提高处理效率和稳定性。

六、结论

化学合成废水的处理是一个复杂的过程，需要根据废水的具体特性、排放标准和经济条件，选择合适的预处理、主体处理和深度处理工艺组合。生物处理是核心，但常需要物理化学方法进行辅助。Fenton氧化、活性炭吸附、膜技术等高级处理手段在处理难降解、高毒性废水方面发挥重要作用。同时，运行优化和在线监测是保障处理效果、降低运行成本的关键。随着环保要求的提高和技术的进步，化学合成废水的处理将朝着更加高效、经济、绿色和智能化的方向发展。

一、化学合成废水处理概述

化学合成废水是指工业生产过程中产生的含有有机物、无机盐、重金属、酸碱等污染物的废水。由于成分复杂、毒性强，若未经处理直接排放，会对环境造成严重污染。因此，选择合适的处理工艺至关重要。

（一）废水特点与危害

1.成分复杂：含有醛类、酮类、酸类、碱类及溶剂等有机物，以及氯化物、硫酸盐等无机盐。

2.COD浓度高：通常高于5000mg/L，部分制药废水可达20000mg/L。

3.重金属污染：如铬、铅、镉等，需重点处理。

4.pH波动大：酸碱废水比例高，处理难度增加。

（二）处理目标

1.去除有机污染物：使COD、BOD₅浓度达到排放标准（如《污水综合排放标准》GB8978-1996的一级A标准，COD≤50mg/L）。

2.重金属达标：总铅≤0.5mg/L，总镉≤0.1mg/L。

3.调节pH值：使废水pH稳定在6-9范围内。

二、化学合成废水处理工艺

（一）预处理工艺

1.格栅过滤：去除大块悬浮物（如反应残渣、包装材料）。

-设备：粗格栅（孔径50mm）、细格栅（孔径3mm）。

2.调节池：均质均量，调节pH及水温。

-池体容积：按日处理水量×8-12小时设计。

3.除油：去除浮油（如苯类、醇类）。

-方法：气浮法（微气泡浮选）、隔油池。

（二）核心处理工艺

1.厌氧+好氧（A/O）工艺

-步骤：

(1)厌氧段：利用产酸菌分解大分子有机物（如COD降解率30%-40%）。

(2)好氧段：利用硝化菌去除BOD₅（如填料为陶粒或弹性填料）。

-适用条件：COD/BOD₅≤0.5时效果最佳。

2.Fenton氧化预处理

-反应：H₂O₂+Fe²⁺→·OH+Fe³⁺（羟基自由基降解难降解有机物）。

-参数：H₂O₂投加量0.5-2g/L，Fe²⁺：H₂O₂=1:10。

3.膜生物反应器（MBR）

-优势：膜过滤（孔径0.01μm）提高出水水质，减少污泥排放。

-组成：生物反应池+超滤膜（如PVDF膜）。

（三）深度处理工艺

1.混凝沉淀：去除残留悬浮物（如PAC投加量10-30mg/L）。

2.活性炭吸附：吸附微量残留污染物（如GAC柱床，填充高度1-2m）。

3.离子交换：去除重金属（如强酸性阳离子交换树脂）。

三、工艺选择与优化

（一）选择依据

1.废水性质：如COD浓度、重金属含量决定预处理深度。

2.排放标准：严格标准需增加深度处理环节。

3.运行成本：好氧工艺能耗较高，MBR投资大但运行稳定。

（二）优化措施

1.控制DO浓度：好氧段DO维持在2-4mg/L。

2.污泥回流：厌氧段污泥回流比20%-30%。

3.在线监测：实时调控pH、ORP、MLSS等参数。

四、典型案例

某制药厂废水处理流程：

1.预处理→调节池→Fenton氧化→A/O+MBR→活性炭吸附→排放。

2.效果：出水COD≤50mg/L，重金属达标，回收率达85%。

五、结论

化学合成废水处理需结合预处理、核心处理及深度处理，并根据实际工况优化工艺参数。膜技术、高级氧化等新技术的应用可提高处理效率，降低二次污染风险。

一、化学合成废水处理概述

化学合成废水是指工业生产过程中，特别是在医药、农药、染料、精细化工等领域，由于化学反应、原料转化及工艺清洗等环节产生的含有复杂有机物、无机盐、重金属以及酸碱的废水。这类废水通常具有高COD、高BOD、强酸性或强碱性、重金属含量高等特点，若不经有效处理直接排放，将对地表水、地下水和土壤造成严重污染，甚至威胁人类健康和生态环境。因此，研究和应用高效、经济的化学合成废水处理工艺具有重要的现实意义和环境价值。

（一）废水的主要特点

1.成分复杂多样：废水中常含有醛类、酮类、酸类、酯类、醇类等有机物，以及氯离子、硫酸根、硝酸根等无机阴离子，部分废水还含有氰化物、铬酸盐等有毒有害物质。

2.COD浓度高：化学合成过程往往伴随着大量有机物的生成或残留，导致废水COD浓度显著升高，通常远高于常规生活污水，范围可能在2000mg/L至50000mg/L之间，甚至更高。

3.含盐量高：反应介质或溶剂（如盐类水溶液、有机溶剂）的残留会使废水含盐量较高，部分废水总溶解性固体（TDS）可达10000mg/L以上。

4.重金属污染：合成过程中使用的催化剂（如铜、镍、钴、铬）、中间体或原料本身可能含有重金属，导致废水具有重金属污染风险，如铅、镉、汞、砷等。

5.酸碱度变化大：反应过程可能产生大量酸性或碱性物质，导致废水pH值波动剧烈，对后续处理单元和设备提出挑战。

6.部分难生物降解：废水中可能含有结构复杂的有机物（如芳香烃、杂环化合物），这些物质难以被微生物降解，给生物处理带来困难。

（二）废水的主要危害

1.环境毒性：高浓度的COD和BOD会消耗水体中的溶解氧，导致水体缺氧，威胁水生生物生存。重金属离子具有持久性和生物累积性，进入水体后可通过食物链传递，最终危害人体健康。

2.腐蚀性：高浓度酸碱废水会腐蚀管道、设备，增加维护成本。

3.生态破坏：重金属污染可能导致土壤板结、植物中毒死亡，破坏水生生态系统平衡。

4.影响饮用水安全：未经处理或处理不达标的重金属和有机污染物可能渗入地下水，威胁饮用水源安全。

二、化学合成废水的处理目标与标准

化学合成废水的处理目标主要是去除其中的污染物，使其达到国家或地方的排放标准，或满足回用要求。具体目标通常包括：

（一）主要污染物去除目标

1.有机污染物去除：显著降低废水的COD、BOD₅浓度。例如，根据《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级A标准，要求出水COD≤50mg/L，BOD₅≤20mg/L。对于要求更严格的回用标准，COD可能需要控制在30mg/L以下。

2.重金属去除：去除废水中的有毒重金属离子，使其浓度达到排放标准。例如，总铅≤0.5mg/L，总镉≤0.1mg/L，总砷≤0.5mg/L等。

3.悬浮物去除：去除废水中的悬浮颗粒物，降低浊度。通常要求SS（悬浮物）≤20mg/L。

4.酸碱度调节：将废水的pH值调节至中性或接近中性的范围（6-9），以满足后续处理和排放的要求。

5.除臭脱色：对于含有硫化物或酚类等物质的废水，需要进行除臭处理；对于有色废水，可能需要脱色处理。

（二）处理工艺要求

1.技术可行性：所选工艺应能有效去除目标污染物。

2.经济合理性：考虑投资成本、运行费用（能耗、药剂费、人工费等），选择性价比高的方案。

3.运行稳定性：工艺应能在较宽的进水水质水量变化范围内稳定运行。

4.环境友好性：尽量减少二次污染，如污泥的处理处置、药剂的选择等。

三、化学合成废水的主要处理工艺

化学合成废水的处理通常采用“预处理+主体处理+深度处理”的组合工艺。根据废水的具体特性（如COD浓度、BOD/COD比、重金属种类与含量、酸碱度等），可以选择不同的工艺组合。

（一）预处理工艺

预处理的主要目的是去除废水中的大块悬浮物、油脂、可溶性盐类以及调节水质水量，为后续的主体处理创造有利条件。

1.格栅拦截：去除废水中的固体颗粒物，如反应残渣、包装材料碎片、泥沙等。通常设置粗格栅（去除大块杂质）和细格栅（去除较小悬浮物）。常用设备有手动格栅、旋转格栅、振动格栅等。

2.沉砂池：去除密度较大的无机颗粒物，如砂石、铁屑等。常用平流沉砂池、曝气沉砂池。

3.调节池：用于均衡水质水量，调节pH值（若需要），延长废水在池内的停留时间，以降低冲击负荷，促进可生化性。调节池可设搅拌或曝气设施，防止沉淀和厌氧发酵。停留时间通常为6-24小时，具体取决于进水水质和水量波动情况。

4.除油设施：去除废水中的浮油和分散油。常用方法包括隔油池（重力分离）、气浮法（微气泡浮选）、混凝沉淀法等。对于比重接近水的轻质油，气浮法效果较好。

5.酸碱中和：若废水呈强酸性或强碱性，需进行中和处理，使其pH值调节至后续处理单元要求的范围。常用中和剂有石灰石、氢氧化钠、碳酸钠等。中和过程需精确控制，并监测pH变化。

6.混凝沉淀/气浮：对于含有的胶体状悬浮物或某些难降解有机物，可通过投加混凝剂（如PAC、PFS）和絮凝剂（如PAM），形成絮体后进行沉淀或气浮分离，提高后续生物处理的效率。

（二）主体处理工艺

主体处理是去除废水中最主要污染物的核心环节，通常以生物处理为主，辅以必要的物理化学方法。

1.生物处理工艺：利用微生物的代谢作用分解废水中的有机污染物。根据废水的可生化性和处理要求，可选择：

(1)厌氧生物处理：适用于处理高浓度、难生物降解的有机废水。通过厌氧微生物发酵，将大分子有机物转化为小分子有机物（如VFA）和甲烷。常用工艺有UASB（上流式厌氧污泥床）、EGSB（厌氧膨胀床）、IC（内循环反应器）等。厌氧处理具有能耗低、产气可回收利用等优点，但处理效率相对较低，通常作为预处理或与好氧处理结合（A/O）。

(2)好氧生物处理：是目前应用最广泛、处理效率最高的生物处理方法。通过好氧微生物将有机物氧化分解为CO₂和H₂O，并同步完成硝化与反硝化过程（去除氮污染）。常用工艺有：

a.活性污泥法：如传统活性污泥法、A/O法（缺氧好氧）、A²/O法（厌氧缺氧好氧好氧，同步脱氮除磷）、SBR法（序批式反应器）、MBR法（膜生物反应器）等。MBR技术能显著提高出水水质，减少污泥产量，特别适用于出水要求高的场合。

b.生物膜法：如固定床生物膜法（如生物滤池、生物转盘）、流化床生物膜法。生物膜法对水质水量冲击负荷的适应性强。

2.物理化学处理工艺：当生物处理难以满足要求时，常辅以物理化学方法强化处理效果。

(1)Fenton氧化/类Fenton氧化：向废水中投加强氧化剂（如H₂O₂）和催化剂（如Fe²⁺、Fe³⁺），在酸性条件下产生大量羟基自由基（·OH），具有极强的氧化能力，能有效降解难生物降解的有机物。适用于处理医药中间体等有毒工业废水。

(2)臭氧氧化：利用臭氧（O₃）的强氧化性直接氧化有机物或作为高级氧化工艺的氧化剂。设备包括臭氧发生器、投加和混合装置。

(3)超临界水氧化（SCWO）：在高温（>374℃）高压（>22.1MPa）条件下，水呈超临界状态，对有机物具有极强的溶解和氧化能力，能将大部分有机物彻底分解为CO₂和H₂O。该技术处理彻底、无残留，但设备投资和运行成本极高，目前多用于实验室研究或特殊高难度废水处理。

（三）深度处理工艺

深度处理是在主体处理后，进一步去除残留的污染物，如难降解有机物、微量重金属、悬浮物、病原体等，使出水达到更高的排放标准或回用要求。

1.混凝沉淀/气浮：再次投加混凝剂，去除生物处理过程中可能产生的新的微絮体或残留的胶体。

2.过滤：通过砂滤池、活性炭滤池、精密过滤器等，去除废水中的悬浮颗粒物，降低浊度。砂滤池适用于去除较大颗粒；活性炭滤池兼具过滤和吸附功能。

3.活性炭吸附：利用活性炭巨大的比表面积和强吸附能力，去除废水中的微量有机污染物（如内分泌干扰物、农药残留、色度等）和部分重金属离子。常用颗粒活性炭（GAC）或粉末活性炭（PAC）。吸附柱、接触氧化池等是常用设备。

4.离子交换：对于含有的特定离子（如重金属离子Pb²⁺,Cd²⁺,Cr⁶⁺等），可使用离子交换树脂进行选择性吸附和置换，实现高效去除。根据需要可选择阳离子交换树脂或阴离子交换树脂。

5.反渗透（RO）：采用半透膜技术，能高效去除水中的溶解性盐类、有机物、细菌、病毒等几乎所有杂质，产水纯度高。但能耗较高，且会产生浓缩液，需妥善处理。

6.电渗析（ED）：利用电场驱动，通过离子交换膜选择性地去除或浓缩离子。适用于处理含盐量较高的废水，如制药废水脱盐。

四、典型化学合成废水处理工艺组合实例

根据进水水质的不同，可以设计不同的处理工艺组合。以下提供两个典型实例：

（一）实例一：中等浓度、可生化性较好的化学合成废水

1.预处理：格栅→调节池（均质均量）→混凝沉淀（除油除悬浮）→pH回调。

2.主体处理：A/O生物处理工艺（缺氧段反硝化脱氮，好氧段降解有机物）。可考虑采用曝气生物滤池（BAF）或序批式反应器（SBR）。

3.深度处理：砂滤池→活性炭滤池（吸附剩余有机物和色度）。

4.排放/回用：出水检测合格后达标排放或进行后续回用处理。

（二）实例二：高浓度、难生物降解、含重金属的化学合成废水

1.预处理：格栅→调节池→Fenton氧化（预处理，提高可生化性，部分降解难降解物）→混凝沉淀（除油除悬浮）→pH回调。

2.主体处理：

(1)厌氧预处理（如UASB）：处理部分高浓度有机物，产生沼气。

(2)A²/O生物