绿色化学技术在污水处理中的应用

社会经济的发展带动了化学行业的不断进步，越来越多的化学品在生活中扮演着重要的角色。在为人们生活提供服务的同时，也会危害人们生产生活的环境。因此，水污染的处理问题已经成为了国家与社会共同关注的话题，绿色化学技术在污水处理中的应用，既丰富了国内污水处理的方式，也为水资源的净化与工业水处理难题开辟了新路，坚持绿色社会的建设是时代发展的必然。

1　绿色化学的概念

绿色化学作为时代新兴产业学科，又被称作清洁化学、环境无害化学与环境友好化学，通过改变化学过程与化学物质的内在本质，从而降低或消除化学生产过程与副产物的危害，减少环境污染。绿色化学的研究目的以环境保护为主，利用先进的化学技术从源头上降低污染程度。现代绿色化学的时代内涵在于研究探索无毒无害的原材料，最大化地降低化学材料带给生态环境的直接污染与二次污染，实现绿色化学技术的持续化发展。现代绿色化学技术的主要特点有：化学物质的原子利用率得到了极大程度的提高，正在努力促使所有可以作为原料的原子都可以被产品所消纳，从而实现“零排放”；合理应用与开发新能源与新材料，在更多的生产领域利用无毒、无害的材料；在无毒、无害的生产环境下，减少污染物的排放；对于产品的制造与研发，应秉承环境保护、社会安全的理念。有关数据显示，国内的制造工业产品已经成为了危害环境最为严重的污染源，其中化学制造工业的污水排放量已经达到全国范围内的1/4。水资源的保护对人类的生存与发展具有极为重要的意义，化学工业的生产运行对环境有着严重的污染影响，不符合我国人与自然和谐发展的科学发展观。

2　绿色化学技术在水处理缓蚀剂中的应用

2.1　有机缓蚀剂

有机缓蚀剂相对于无机缓释剂而言其优势为品种多，大量的有机化合物均可作为有机缓蚀剂，就目前情况来看，有机缓蚀剂至少有140多个基本品种。有机缓蚀剂在发挥作用时，其有机化合物以键的形式与金属表面结合，进而生成吸附键。在有机缓蚀剂中应用绿色化学，可以降低有机缓蚀剂对环境带来的毒性影响，从而更好地将绿色化学应用到环境污染处理方面。有机缓蚀剂中最多的一类有机物为有机胺，主要包括脂肪胺、芳香胺、一元胺、二元胺等。在绿色化学的理念中，可以通过以更多的脂肪胺代替和减少芳香胺的应用，以降低化学毒性对环境的影响。

2.2　无机缓蚀剂

部分无机缓蚀剂具有钝化功能，可在没有氧时存在，这意味着他们能氧化金属表面而生成钝化氧化物膜，此类无机缓释剂包括铬酸盐、亚硝酸盐等。同时，其他的无机缓蚀剂需要在有氧时工作，由表1可知，铬酸盐的毒性远高于钼酸盐。我国钼的储藏和生产出口量均为世界第一，具有天然的资源优势；同时，经相关部门测试，钼酸盐系列的复合缓蚀剂属于低毒物质，具有天然的环境优势。近年来，在无机缓释剂的开发方面取得的突破并不是很多，而且无机缓释剂要求达到一定高浓度才能有效工作，所以相对而言近年来有机缓蚀剂得到了进一步发展。

表1　铬酸盐与钼酸盐的毒性比较（n=50）

3　现阶段主要的绿色化学污水处理技术及应用

3.1　膜处理技术的优势

膜处理技术作为污水处理技术中较为常见的技术，其优势是显而易见的。

3.1.1　不造成二次污染

膜处理技术在污水处理方面较为突出的优势就是不造成二次污染，膜处理技术在理论上来讲是完全的物理手段，并不产生任何有毒有害物质，不对环境造成任何不利影响，完全符合绿色化学的理念。

3.1.2　不发生相的变化

在膜处理技术的应用过程中，几乎不发生相的变化，其所需能量较低，整体耗能较少，并不会因为污水处理而消耗不必要的能量，是典型的环保节能型污水处理技术。

3.1.3　污水处理质量较高

虽然污水处理技术中，膜处理技术操作并不复杂，但是膜处理技术的污水处理质量还是比较高的。膜处理技术不但能处理好污水的浊度、硬度、色度、TDC、COD、天然有机物，还能够对藻类、细菌、病毒、病原体孢子等进行处理，进而获得质量较高的水。

3.1.4　可用于处理热敏感物质

在膜处理技术中，污水的处理效果取决于膜的使用，如膜孔的调整和膜的选择等，与污水的水质并没有很多关联。由于膜处理技术作用条件较为温和，在常温下即可进行污水处理，所以膜处理技术可以用于处理热敏感物质。

3.1.5　设备简单，操作简便

设备简单，操作方便是膜处理技术较为突出的优势之一。由于其耗能少，操作简便，受外界影响很小，同时就处理技术而言，膜处理技术的占地面积较小，处理效率较高，可以广泛应用。

3.1.6　可循环利用

膜处理技术，顾名思义，膜在其中扮演着至关重要的角色，恰恰是这个特点，赋予了膜处理技术可循环利用的特性。膜处理技术符合当前提出的5R理论，与现代技术发展方向吻合。

3.2　膜处理技术在净水处理中的应用

通过上文对膜处理技术在污水处理方面优势的介绍，不难发现，膜处理技术在小型水厂中的污水处理是十分适用的。处理水量低于20000时，膜处理技术在处理污水方面所产生的费用低于传统污水处理工艺。但值得注意的是，在利用膜处理技术进行污水处理时，对于污水的预处理是十分关键的，可以通过水渗渠集水法和超滤法进行处理，并通过化学方法进行消毒处理。

3.3　膜处理技术在原水处理中应用

由于膜处理技术是一种绝对的物理处理技术，所以在处理原水时有着绝对的优势，在面对常规工艺难以处理的水源时，膜处理技术可以获得较好的处理结果。处理原水时可以根据水质，污染程度选择合适的膜，以达到预期的处理效果。大量实践表明，膜处理技术可以应用于各种水质的处理，具有很高的应用价值。

4　绿色化学水污染处理技术中的高级氧化处理技术

所谓高级氧化处理方法是指在污水处理过程中，通过物理或化学方法将水中的污染物直接转化为水、二氧化碳或其他无机物。高级氧化处理技术的优势在于可大规模应用，并且不发生二次污染，是典型的绿色化学技术。

4.1　湿式氧化法

该方法是指在高温高压液相条件下，通过氧气、空气或其他氧化剂对水中有机物进行氧化的处理方法。与常规污水处理工艺相比，该方法的处理效率高，并且不会产生二次污染，同时还能将其他有用物质回收再利用。

4.2　臭氧氧化法

臭氧作为一种强氧化剂，其直接氧化速率并不高，同时具有较高的选择性。所以，臭氧氧化法作为绿色化学中的高级氧化处理技术，大多用于生物降解较为困难的污水预处理中，同时也可应用于色度较高的污水处理，如印染废水的脱色处理等。

4.3　超临界水氧化法

超临界水氧化法的作用效率较高，对污水处理较为彻底，是一种新型的污水处理技术。该技术在高温高压下能够完成均相反应，使污水中的污染物完全转化为二氧化碳、水、氮气，盐类等小分子化合物，同时存在于污水中的有用物质还可以被提取出来，进行二次利用，不但不造成二次污染，还能提取相应物质进行二次利用。

4.4　超声波降解法

超声波降解法是利用声能的一种污水处理方法，目前多用于硝基苯酚的降解工作。同时，硫磷水质的污水在经过超声波降解后，水中的污染物可以完全被转变为硫酸根。

5　结语

本文探讨的绿色化学水污染处理技术立足于现阶段的科学技术发展，膜处理技术与高级氧化法的污水处理技术还需要不断地升级探索，在未来的创新中取得更大的进步，有效地利用绿色化学技术进行污水处理。虽然绿色化学污水处理技术的投入成本较高，但从长远的角度来看，绿色化学污水处理技术能提高经济持续性效益，减少环境的水资源污染，造福子孙后代。希望本文可以起到抛砖引玉的作用，引起相关部门的重视，进一步推动我国绿色化学事业的发展。

参考文献

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（作者系丹东市第二中学学生）