河流水环境突发污染应急处理方法研究

王先田

航天长征化学工程股份有限公司兰州分公司   甘肃 兰州   730010

摘要：为保证河流发生水污染突发事故时，及时有效地采取应对措施，对水环境突发污染事故做到防患于未然。以甲醇、氰离子为例，分析对比每种污染物各种处理方法的优缺点。结果表明，甲醇适宜采用活性炭吸附的方法，氰化物适宜采用投加漂白粉的方法。此研究为河流水环境突发污染应急预案的制定提供依据。

关键词：甲醇，氰化物，应急处理方法

    随着我国经济的快速发展，生产领域不断扩大，生产步伐不断加快，水污染事故频繁发生。尤其是随着生产事故、交通意外、违法违规废水排放等事件的频繁发生，水环境突发污染事故已经成为我国现如今所面临的重大环境问题。由于水环境突发污染事故发生突然、危害性大，所以必须快速、及时有效地进行处置，为保证事故发生后，能够快速、及时、正确和高效地采取应对措施，进行应急处置，最大限度减小突发污染事故造成或可能造成的损失和破坏，研究河流水环境突发污染事故的应急处置方法是相当必要的。

    本文以甲醇、氰离子为例，分析对比每种污染物的各种处理方法，筛选出适合应用于河流突发污染的应急处理方法。

1.  水污染现状

   近些年，重大水环境突发污染事故在国内时有发生，例如，04年黄河包头段挥发酚特大水污染事故、05年松花江特大苯污染事故、14年兰州苯超标事故等。

由于水环境突发污染事故发生的时间、地点不确定，污染发生以后，对于污染物类别、排放量、危害程度、污染范围难以估计，且水体具有流动性，污染物排放到水体中后会随着水流扩散增大危害范围[1]，对水体易造成严重的危害，其特点主要表现为突发性、扩散性、长期性和危害性，水污染事故在我国始终是环境污染事故中的重中之重。

2.应急处理工艺

2.1甲醇

甲醇对人体的毒性较强，甲醇在人体新陈代谢过程中会被氧化成毒性更强的甲醛和甲酸。若饮用30毫升的甲醇可导致死亡。甲醇对水中的微生物有弱毒性，如果将甲醇废水直排入水体，会严重污染和破坏环境。通过几十年的研究，全世界范围内在甲醇废水的处理方面进行探索，积累了许多宝贵的经验，并研发了多种新型的处理工艺和方法。

（1）汽化法

    汽化法是以醇类物质沸点低的物理特性，以化肥生产中较为普遍的废热锅炉作为热源，来汽化废水中沸点低的有机物，并输入造气炉用于制造原料气，进一步达到处理废水与回收原料的目的。但在处理过程中仍存在问题：(1)甲醇废水明显腐蚀碳钢材质的压力容器；(2)严重污染造气炉洗气塔的循环水；(3)由于甲醇废水中组分复杂，汽化程度及效率不尽相同，对造气气体的质量产生不良影响；(4)汽化法废热锅炉水需定期排放，因此少量甲醇废水进入排水管道，对水体造成二次污染。

（2）曝气法

曝气法作为最早治理甲醇废水的生物化学处理工艺，其应用主要集中在70年代，较多用于含甲醇的石化行业废水处理(老三套污水处理流程)，传统的好氧曝气法对于甲醇废水的处理达标外排要求相对较长的水质停留时间，曝气法的构筑物体积较大(曝气池)，且曝气过程投资较高；曝气池运转过程中，由于其曝气时间长，需要大量的空气、消耗较高的能量、导致较高的运转成本。综上，传统的曝气法对于甲醇废水的处理到目前为止已属技术改造的阶段，尤其在新建的大、中型及改、扩建项目中，很少应用曝气法。

（3）蒸馏法

生产酚醛树脂的废水中含有甲醇，甲醇的质量分数为2%，含甲醇废水被加热至90~95℃，此时81%~92%的甲醇可以被回收。造纸废水所含的甲醇、水杨酸生产过程中的甲醇一水母液也可用蒸馏汽提法回收。

（4）吸附法

吸附法主要用于低浓度的甲醇废水的处理。通过利用活性炭、复合类、高分子类等吸附剂，可以吸附低浓度甲醇废水中的甲醇分子。混合铝酸盐、硅酸盐和碱土金属盐溶液，得到m(M1O)：m(M2O2)：m(Al2O3)的比例为(0.5~10)：(0~1)：1的物质(M1、 M2为金属离子)，这类物质可以作为吸附甲醇的吸附剂，其吸附性能强于活性炭的吸附性能。

（5）化学处理法

处理含甲醇废水常用的化学处理方法有湿式氧化法、电解氧化法和化学氧化法。

湿式氧化的方法更容易分解甲醇，经过湿式氧化后，浓度为5000mg/L的甲醇废水，甲醇的去除率可达到76.8%。

处理含甲醇废水的氧化剂主要有氯系氧化剂、臭氧和其他一些氧化剂。采用臭氧氧化处理时，处理过程中的中间产物是甲醛，二氧化碳是最终产物。

由电解氧化法也可以处理含甲醇废水。在处理尿素树脂生产废水的过程中，加入1mol的氢氧化钠，阳极使用不溶性PbO2，电解3h（电流密度为0.19～0.22A/C），可以分解废水中的全部甲醇。

综合比较上述各种方法，汽化法、曝气法、蒸馏法都受到条件的限制，而不适合在水环境突发污染应急处理中采用，湿式氧化法需高温高压，电解氧化需通电流，而采用氯系氧化剂进行氧化又易产生含氯有机物，再次污染水体，因此，水中甲醇应采用活性炭进行吸附。

2.2氰离子

含氰废水指的是含有CN基团的工业废水。工业含氰废水的来源非常广泛，尤其是在从有色金属矿物中提取金银铜、炼焦、氰化电镀、化工等工业中广泛使用或者产物为氰化物。氰化物尤其是游离的氰化物有剧毒性，少量的氰化物(以游离态存在的CN- 0.5～3.5mg/kg体重）就会使人、畜在很短的时间内中毒死亡。当前，全世界范围内对氰化物的处理方法多种多样，通常高浓度的含氰废水采用回收氰化物的方法处理，对于低浓度的含氰废水则采用破坏氰的方法处理。

（1）碱性氯化法

碱性氯化法是破坏废水中氰化物较成熟的方法，原理为利用含氯药剂如：漂白粉、二氧化氯、次氯酸钠等)氧化氰化物，将其分解成低毒物或者无毒物。氰通常是以游离 CN-、HCN 和不同稳定性的各种金属络合物如[Zn(CN)4]2-、 [Ni(CN)6]3、[Fe(CN)6]3-等形式存在于废水当中。

（2）硫酸亚铁法

硫酸亚铁法，也称为化学络合法，其原理是利用可溶性的亚铁盐对含氰废水进行处理，使氰化物和亚铁蓝发生反应生成亚铁氰化物沉淀，并将其从水中分离，接着利用所生成的含亚铁氰化物沉淀制造铁盐。硫酸亚铁法是一种经济有效的含氰废水处理方法。

（3）活性炭催化氧化法

活性炭催化氧化法是一种较有前途的处理方法。国外20世纪70年代有人提出，在某些过渡金属离子作催化剂的条件下，活性炭通入空气或氧气就能氧化分解废水中的CN-。到了20世纪80年代后国内开始了这方面的研究。

活性炭催化氧化法的优点是能回收废水中贵金属，可循环使用处理后废水，无二次污染；同时也存在活性碳使用寿命较短、频繁再生，容易堵塞吸附床的问题。

综上各种氰离子去除方法，活性炭催化氧化法需要对水体进行曝气，对于水环境突发污染应急处理方法适用的为氯化法和硫酸亚铁法，这两种方法在应急处理上操作简便，处理效果好，材料来源广。此外，氯化法也曾应用于水环境突发氰化物污染，即向水中投加漂白粉并适当曝气即可。因此，应用于河流突发污染的应急处理方法可以采用投加漂白粉的方法。

3. 结论

    通过对2种危险污染物处理方法的研究，对比各种方法的优缺点，筛选出适合应用于河流突发污染的应急处理方法。甲醇适宜采用活性炭吸附的方法，氰化物适宜采用投加漂白粉的方法。

4. 参考文献

[1] 贤荣，徐健等. GIS与数模集成的水污染突发事故时空模拟[J]. 河海大学学报(自然科学版)，2007，31(2):203-206.

[2] Owlad M,A roua MK, Daud WAW, etal.Removal of Hexavalent Chromium-Contaminated Water and Wastewater:A Review[J] Water Air Soil Pollute, 2009,200(16):59-77.