廢水的來源
“精細化學品”壹詞最早來自日本。70年代日本稱精細化學品，生產精細化學品的行業，具有特殊功能，研究、開發、制造和應用技術密集度高，配方技術能影響產品性能，附加值高，利潤大，批量小，品種多。中國化工界大多數人公認的定義是:能增強或賦予壹種產品特定功能或具有特定功能的小批量、高純度的化學品稱為精細化學品。精細化工的全稱是“精細化工”，屬於化學工程學科。
精細化工產品種類繁多，包括醫藥、農藥、染料、顏料、各種中間體、油漆、香料和香精、化妝品、洗浴用品、合成洗滌劑、表面活性劑、印刷油墨等。精細化工廠排放的廢水主要來自以下幾類:
1.工藝廢水
工藝廢水是指生產過程中產生的濃縮廢水(如蒸餾殘渣、結晶母液、過濾母液等。).壹般來說，有些含有較多的有機汙染物，有些鹽濃度較高，有些有毒。不易生物降解，對水體汙染嚴重。
2.洗滌廢水
洗滌廢水包括部分產品或中間產品精制過程中的洗滌水，以及間歇反應時反應設備中的洗滌水。這類廢水的特點是汙染物濃度低，但水量大，所以排放的汙染物總量也大。
3.地面沖洗水
地面洗滌水主要含有散落在地面上的溶劑、原料、中間體和成品。這部分廢水的質量和數量往往與管理水平密切相關。管理差的時候，沖洗水量大，水質差，汙染物總量會在整個廢水系統中占相當大的比例。
4.冷卻水
冷卻水通常是從冷凝器或反應器夾套中釋放出來的冷卻水。只要設備完好，沒有泄漏，冷卻水水質壹般都是好的，盡量冷卻後再利用，不適合直接排放。直接排放壹方面是資源浪費，另壹方面也會造成熱汙染。壹般來說，冷卻水回用後，總有壹部分要排放。當這部分冷卻水與其他廢水混合時，會增加處理後的廢水量。
5.跑、冒、滴、漏和事故造成的汙染
操作失誤或設備泄漏會造成原料、中間產品或產品溢出，造成汙染。因此，在廢水處理的整體考慮中，應該有針對事故的應急措施。
6.二次汙染廢水
二次汙染廢水壹般來自廢水或廢氣處理過程中可能形成的新的廢水汙染源，如預處理過程中汙泥脫水系統分離出的廢水和廢氣處理吸收塔排出的廢水。
7.工廠的生活汙水
二、精細化工廢水的特點
1原料由石油化工產品、煤炭加工副產品或植物提取合成。產品多，工藝復雜；
2.工藝中使用了大量有毒有害的化工原料，如鹵素化合物、硝基化合物、苯、酚、萘及其衍生物等，具有強烈的刺激性氣味；
3.過程中副反應多，廢水成分復雜；
4含有大量有機物(CODcr往往達到數萬mg/L)，色度高，含鹽量高，pH極端，難以生化降解；
5 .高氨氮或含氮化合物；缺乏營養元素磷:
6是目前最難處理的工業廢水之壹，必須加強清潔生產和減排措施，才能實現汙染的有效控制；
精細化工廢水處理的三個原則
大多數精細化工廢水屬於難處理廢水的範圍(B: C小於0.3)。精細化工高難度工業廢水的處理內容主要只有兩個，壹個是可溶性物質，壹個是不溶性物質。這兩類物質的去除方法總結為兩個基本原理:壹是利用重力進行固液分離；其次，利用自然界的微生物將其降解為二氧化碳、水和剩余汙泥。
對於可溶性有機物中難降解的有毒有害溶劑的去除，可采用吸附法、滲透法、吹毛法、高溫氧化法、化學混凝法、復合氧化法、膜分離法等。關鍵技術在於將不可生物降解的物質轉化為可生物降解的物質，並利用高溫復合氧化和微捕集技術、水與溶劑分離技術、高除鹽水中結晶技術進行去除。
根據具體的廢水處理，有多種技術手段:物理法、化學法、生物法、電化學法、復合法等。高級氧化是廢水生化轉化的關鍵技術，包括高溫催化氧化、光輻射氧化、氣體氧化、電解等。這些都是非常有用的技術手段。根據對不同水樣的分析，可以針對不同的含量、不同的處理要求和技術經濟指標制定不同的處理工藝。
精細化工廢水物化處理技術的應用
精細化工廢水中含有許多有毒、有害、難降解的同系物，且比例較低。直接用生化法處理這類廢物。
1混凝處理
在眾多的物理化學處理工藝中，混凝處理具有工藝簡單、運行費用低等優點，尤其是在去除有色汙染物時。目前只有少數常見的混凝劑對染料有較好的脫色效果，大量的化學汙泥沒有出路。因此，近年來的研究方向是開發適用範圍廣、脫色能力強、對有機物去除效果好的多功能高效混凝劑，探索汙泥的綜合利用途徑。壹般認為脫色主要是吸附膠體物質和混凝產生的微小絮體，對水溶性染料的去除非常重要；同時，通過架橋和電中和，生成的絮體還攜帶細小的懸浮物。混凝劑的配方設計目標是提高上述兩種功能，並根據印染廢水的不同，設計成通用型和對某些染料特別有效的專用型，成為系列產品。
1.1 FC系列
FC系列混凝劑對活性染料、分散染料、直接染料和硫化染料廢水的脫色率為85%~95%，通常用量為200~300ppm。Fe對COD和PVA也有壹定的去除效果。當投加量為300PPm時，COD和PVA的去除率分別為38%和67.4%。
1.2 XP系列
XP系列混凝劑也具有廣泛的適用性。實驗表明，它們對13染料組成的印染廢水均有效，COD平均去除率為78.6%。
1.3 PFS-MS高效混凝技術
PFS是壹種無機高分子絮凝劑，MZ是新開發的助凝劑，是新工藝的關鍵助劑。其特殊的助凝作用在於改變某些染料的水溶性環境，斷裂某些染料的親水基團，破壞某些染料的雙鍵結構，吸附氧化某些燃料和可溶性有機物，起到架橋作用。當PFS和MZ混合時，通過配位鍵形成具有極高電荷和極高聚合物類型的純無機高分子復鹽。PFS-MZ配合使用時，其混凝效果和處理效果均優於市場上常用的無機混凝劑。減少PFS的用量可以實現低耗高效。PFS-MZ技術的主要優點是工藝流程短，處理效果好，運行費用低，基建投資少，主體構築物可合二為壹，運行管理簡單。技術特征是整個處理過程由混合、絮凝、沈澱和回流四個步驟完成。
1.4 NE混凝劑在廢水處理中的應用
新型NE混凝劑是壹種無機混凝劑，主要由含有鐵、鎂、鋁等元素的化合物組成。其特點是效率高、成本低、汙泥沈降速度快。用該混凝劑處理印染廢水和煉鋼除塵廢水，效果良好。NE混凝劑和高效混凝劑TS (code)的處理效果對比如下:
(1)COD的去除率壹般高於TS，使用NE對CODcr的去除率壹般在75%-85%，而使用TS壹般在60%左右。即使在相同的投加量下，NE對CODcr的去除率也比TS高40%左右。
(2)NE的脫色率高於TS，NE的脫色率壹般為95%~100%，而TS對部分廢水的脫色率可達95%~100%，對其他廢水的脫色率為50%~75%。
(3)混凝劑的投加量和費用，相對而言，NE投加量對COD去除率的影響小於TS，在相同投加量下，投加量低壹倍左右。
(4)NE的沈降速度優於TS。實驗中發現，用NE凝聚約65438±00分鐘後，大部分冷凝液已經沈降。
(5)NE的可用性特別適用於高堿度廢水。退漿、煮練、染色為高堿度重汙染工段，可采用NE處理。
1.5混凝產生的化學汙泥的綜合利用
它與其他化工原料按壹定比例混合制成建築材料，如地磚、飾面磚等。用XP系列混凝劑生產的化學汙泥與其他材料按25%的比例混合制成的瓷磚具有良好的力學性能，其強度優於普通白瓷磚，溶解試驗結果符合要求，可通用，價格低於白瓷磚。
電凝聚法處理精細化工廢水
電凝氣浮法的基本原理是將待處理的廢水作為電解質溶液，在DC電源的作用下發生電化學反應。陽極上發生氧化反應，將有機物分解氧化成無害成分；陰極上發生還原反應，將氧化的顏料還原成無色。常規的電凝法是基於電凝槽電壓和電極上電流密度的關系，然後確定電凝槽的總電壓，通常小於安全電壓36V。但如果處理廢水時電極上的電流密度達到壹定的處理效果，總電流密度很大，壹般在1000-3000安培之間，所以廢水處理的單位電能消耗較大。
隨著電子技術的飛速發展，晶閘管脈沖電路被應用到電凝聚的整流設備中，並對電凝聚槽進行了優化。通過反復的實驗研究和生產運行，證明采用較高的槽電壓可以大大降低總電流強度和電解時間，從而提高電流效率，降低電耗和鐵耗。脈沖作用可以減少電極板表面的沈積物並保持高電流效率。高壓脈沖電絮凝是基於這壹原理的廢水處理新方法，對廢水脫色效果特別明顯。其特點如下:
(1)高壓脈沖電絮凝氣浮工藝色度去除率高達90%~95%，出水清澈，適用範圍廣。
(2)與常規電凝聚法相比，電耗和鐵耗大幅降低，運行成本降低。
(3)工藝靈活，適應性強，無論生產加工何種產品都能達到良好的處理效果。該工藝特別適用於中小型紡織印染企業和鄉鎮企業，具有廣闊的推廣應用前景。
(4)汙泥采用離心脫水。脫水後汙泥含水率在70%左右，可直接裝袋外運制磚，無二次汙染。
(5)該工藝處理後的廢水可回用，具有良好的環境效益和經濟效益。研究了染料的電化學性質。結果表明，各種染料的CODcr去除率大小順序為硫化物染料>還原染料；酸性染料和活性染料>:中性染料和直接染料>:陽離子染料。除陽離子染料外，各類染料脫色率均在90%以上，脫色率與CODcr去除率壹致。
總之，電解法具有投資省、占地少、處理效果好、機械化程度高等優點。目前，該方法已配備定型設備，並已投入實際使用。
鐵屑微電解法處理精細化工廢水
鐵屑微電解的機理是鐵屑微電解是處理廢水的主要工藝，在技術和經濟上是可行的，具有工藝可靠、投資少、運行費用低、操作管理簡單等優點。當含碳鑄鐵屑和惰性焦炭顆粒浸入導電電解質溶液中時，形成無數微小的原電池，在其作用空間形成電場。在電位較低的鐵陽極上，鐵失去電子生成Fe2+，Fe2+進入溶液，使電子流向碳陰極。在陰離子附近，溶液中的溶解氧吸收電子生成OH-，在弱酸性溶液中，陰極生成的新生態[H]生成，然後生成氫氣逸出。它的電極反應
如下
陽極:Fe？— 2e →Fe2+ Eo (Fe2+ / Fe)=0.44V
陰極:2h++2e → 2 [h ]→ H2，EO (h+/h) = 0.00 V
O2+4H ++ 4e→2H2O Eo(O2)= 1.23v
O2+2H2O+4e→4oh-Eo(O2/OH-)= 1.23v
從上述反應式可以看出，Fe2+的不斷生成可以有效克服陽極的極化，從而促進鐵的電化學腐蝕，使大量的Fe2+進入溶液中形成具有高吸附和絮凝活性的絮凝劑，可以有效去除印染廢水中的染料膠粒和雜質。在酸性溶液中，電極反應產生的新生態[H]能與溶液中的多種成分發生反應，破壞印染廢水中染料分子的發色團，達到脫色的目的。因此，可以認為鐵屑微電解處理印染廢水的機理是氧化還原、吸附和絮凝等綜合作用的結果。通常鐵屑微電解柱的進水pH為4~6，中和沈澱的pH為7~8。印染廢水在鐵屑微電解柱中HRT = 30分鐘，在沈澱池中沈澱時間60分鐘，在砂濾柱中HRT = 30分鐘。
鐵屑微電解法處理廢水在技術上和經濟上都是可行的，具有工藝可靠、投資少、運行費用低、操作管理簡單等優點。
4電化學法-自混凝-靜電混凝法處理精細化工廢水
4.1自凝效應
混合後，廢水中的汙染物在廢水處理系統中會因膠體汙染顆粒的表面反應自由能降低而由分散狀態變為聚集狀態，產生自混凝效應。適當調節廢水的pH值會促進這種效果，對於染料品種相對單壹的印染廢水，在間歇投加少量混凝劑的情況下，也能促進自混凝。
4.2靜電凝聚
當分散廢水中的汙染顆粒在壹種顆粒材料的間隙間進入同符號的靜電場時，靜電場吸引膠體顆粒，壓縮膠體顆粒擴散層中的電荷，產生強制電中和，然後由於表面能的釋放而聚集，從而被顆粒材料組成的濾床攔截。
因為靜電處理是基於膠體顆粒通過電舉的聚集和沈降，沒有電子的獲得和損失，所以功耗很小，可以忽略不計。
沈澱氣浮處理精細化工廢水
目前，國內外處理精細化工廢水的物理化學方法大多采用沈澱法、氣浮法或上述方法的組合以及開發的新技術。主要方法有聯合沈澱法、氣浮聯合沈澱法和CS系列雙吸氣浮沈澱法。
氣浮分離的速度取決於顆粒和液體的密度。氣浮處理工業廢水具有投資省、占地少、分離速度快、處理效果好等優點。
吸附法深度處理精細化工廢水
6.1吸附劑的研究與應用
6.1.1活性炭吸附劑
實踐證明，顆粒活性炭對各種染料的吸附去除能力順序為堿性>酸性>直接>硫化物染料。活性炭對分子量400左右的染料分子脫色效果最好，對小分子量的染料吸附效果較好，但對疏水性染料脫色效果較差。
6.1.2礦物吸附劑
(1)將今村高嶺土、大理石粉、熔巖粉按照1:1:1的比例混合。煆燒得到的脫色劑能較好地去除廢水中的染料成分和色度。
(2)Okada:allopane的膠體土可用於印染廢水。
(3)活性白土對偶氮苯分散染料具有良好的脫色效果。
(4)用酸堿處理斜發沸石，然後將其活化，可以有效去除廢水中的染料成分，脫色率為99.7%。
(5)麥飯石對染料吸附效率高，脫色率和CODcr去除率好。我國麥飯石資源豐富，發展這項技術前景廣闊。
(6)利用凹凸棒粉作為吸附劑去除印染廢水的色度。
(7)鎂型吸附MgO、Al2O3和粘土活性-MgO？-用粘土處理印染廢水。
(8)用活化矽藻土(主要是Al2O3和Fe2O3)對印染廢水進行深度脫色。
(9)二氧化矽吸附去除堿性染料是壹種經濟有效的處理方法。
(10)天然蒙脫石用於處理酸性陽離子染料廢水，脫色率達90%以上，CODcr去除率高達96.9%。
6.1.3煤和煤渣吸附劑
實驗表明，最佳脫色效果為粒徑80%，色度>:70%。活化煤具有投資少、占地少、操作簡單、管理方便、處理效果穩定等優點。
6.1.4天然廢物吸附劑
木炭、稻殼、玉米芯、甘蔗渣、泥炭和鋸末都是天然吸附劑。
6.1.5離子交換樹脂吸附劑
近年來，針對水溶性離子染料廢水脫色難的問題，開展了磺化煤和改性纖維素離子交換樹脂的脫色研究。此外，國外對特種纖維、特殊處理的聚酰胺纖維和活性炭纖維的脫色技術也有很多研究。
6.2吸附法組合新工藝
6.2.1活性炭填充電極電解法
該工藝具有以下特點:處理效果好，無二次汙染，脫色效果好，不添加其他脫色氧化劑，活性炭制作簡單，無需再生處理設備，適用範圍廣。
腐蝕電極法
腐蝕電極法處理廢水的機理很多，主要是電化學，有還原降解、吸附和混凝。該方法具有以廢治廢、節約資源、投資省、運行費用低的特點。該工藝簡單，占地少，易於安裝，運行管理簡單，特別適合中小型紡織印染廠的廢水處理。
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6.2.3吸附化學混凝法
采用煙道灰吸附-化學混凝法處理毛紡織廠印染廢水。化學混凝和半煤渣吸附法也可用於處理棉紡印染廢水。
實踐證明，開發廉價、高效的新型吸附材料，研究吸附法的優化組合工藝，是廢水脫色和深度處理的新途徑。
膜分離法處理精細化工廢水
7.1動態膜
通過研究，認為ZRO-PAA動態膜從處理效果和經濟上是可行的，並進行了實際的閉路循環，表明膜的穩定性、流速和截留率都是令人滿意的。反滲透後，透過水和化學藥品的回用率可達88% ~ 96%，其余可達到廢水排放標準。
剩余廢液和反滲透濃縮液的有效再利用也是完全可行的。實現這壹目標的有效手段是通過實驗確定添加劑和染料的補充量，這無疑將大大提高廢染料溶液的利用率，最終實現無廢水排放的全循環工藝。然而，高操作壓力和高能耗是動態反滲透膜的缺點。
7.2纖維素膜
維生素膜(CA)的選擇性隨著膜表面與各種染料互變異構體的相互作用而發生很大變化。但膜材料本身由於耐pH值和耐溫性的缺點，正逐漸被新型膜材料所淘汰。
CTA反滲透膜解決了印染廢水回用水的問題。CTA在耐pH、耐壓、耐溫方面優於CA，但反滲透所需的高壓操作仍是其不足。
7.3聚鋁超濾膜
明礬超濾膜以其良好的物理化學穩定性成為目前最具競爭力的超濾膜之壹。其pH值範圍為1 ~ 18，最高允許溫度為120℃，具有良好的抗氧化性和抗氯性。
7.4荷電超濾膜和疏松反滲透膜
7.4.1簡介
荷電超濾膜或疏松反滲透膜用於描述壹種分離性能介於反滲透和超濾之間的膜。荷電超濾膜是壹種松散的反滲透膜，由其含有荷電基團的化學結構所定義，因其物理結構而得名。他們往往指的是壹種膜，只能截留20%~30%的NaCl等單價鹽，但對分子量為500~2000的物質要有較高的分離率，同時保持較高的水通量。此外，荷電超濾保持了超濾壓力低的特點，膜的耐pH值、耐壓性、耐汙染性和耐溫性突出。壹般染料的分子量正好在這種膜的截止範圍內，尤其是離子型染料，由於膜上固定離子的作用，其分離性能是中性膜無法比擬的。
準備工作
用化學方法對聚合鋁進行改性，然後制成基膜。親水性復合層與基膜進壹步化學反應，然後在親水性溶劑中交聯制成復合膜。這樣復合層和基膜不僅沒有剝離，還表現出耐溶劑性、耐壓密封性和耐酸堿性。最高使用溫度為70℃
7.4.3結論
荷電超濾膜因其特殊的分子量截止範圍和高流量低壓操作，將是未來處理印染廢水最具競爭力的膜材料。此外，該膜還具有耐壓、耐酸堿、耐汙染等特點。如果結合計算機輔助配色等手段，印染廢水將得到最大限度的回收利用，也符合排放標準。
8化學處理方法
8.1化學氧化
(1)氧化脫色，合適的催化劑可以提高O3氧化脫色率。催化速率包括以活性炭為骨架的MnO2催化劑和ZnSO4催化劑。
(H2O2氧化脫色。
(3)芬頓試劑脫色技術。
(4)ClO _ 2的氧化脫色。
8.2化學還原
還原劑主要是鐵屑。
9-離子對萃取
9.1提取機制
在酸性條件下，長鏈胺與含有磺酸基團的染料分子反應形成疏水離子對，疏水離子對在有機相中積累，如過量的胺相，從而與水相分離。相分離可以通過惰性非極性溶劑，優選烴來進行。合適的胺包括伯胺、芳香胺如萘胺、仲胺和叔胺。
包括伯胺、芳香胺如萘胺、仲胺和叔胺。
9.2操作
當操作萃取方法時，首先將廢水調節至合適的pH值，然後與胺和非極性惰性溶劑混合，然後振蕩。廢水pH值處理時，脫色基本在壹個狀態下完成。有機相的回收如果有機相含有活性染料，惰性溶劑可以通過蒸餾回收，如果適當調整，胺可以重復使用。在這種情況下，蒸餾殘渣必須根據特殊廢物法規進行處理，而有機相可以通過直接焚燒進行處理。
胺和含有NaOH水溶液的溶劑的混合物被再萃取。
在金屬絡合染料存在的情況下，用水溶液處理胺、溶劑和染料的混合物，使染料進入水相，以溶液的形式回用於印染廠，胺和溶劑的混合物返回脫色循環，是壹種非常巧妙的解決方法。
物理和化學方法作為壹種重要的汙水處理方法，在精細化工的環境保護中發揮著越來越重要的作用，許多新方法不斷湧現，極大地促進了我國的環境保護和精細化工的發展。
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