处置含甲醛废水的绿色技术发展趋势

处置含甲醛废水的绿色技术发展趋势

梁亚林   胡永刚

61210219721025411X   61212419650912177X

摘要：随着工业化的快速发展，含甲醛废水的处理成为环境保护领域的重要议题。本文综述了绿色甲醛废水处理技术的发展趋势，包括高级氧化技术、生物处理技术、吸附与膜分离技术、化学沉淀与结晶技术，以及基于人工智能的优化技术。这些技术的发展不仅提高了废水处理效率，还注重资源节约和环境友好性。

关键词：甲醛废水；绿色技术；高级氧化；生物处理

一、引言

甲醛废水主要来源于化工、制药、染料等行业的生产过程，这些行业在生产过程中会使用到含甲醛的原料或作为反应中间体。特别是在化工行业中，甲醛被广泛应用于生产树脂、塑料、农药、染料等多种产品。甲醛是一种无色、有刺激性气味的气体，具有强烈的毒性，长期接触或吸入低浓度的甲醛会对人体造成危害，如刺激眼睛、鼻子和喉咙，引起头痛、头晕、恶心等症状。同时，甲醛废水中的甲醛难以被自然降解，会长期存在于水体中，对水生生物和生态环境造成危害。研究和开发绿色、高效的甲醛废水处理技术具有重要意义[1]。绿色技术强调在废水处理过程中减少能源消耗、降低二次污染、提高资源利用效率，实现废水处理与环境保护的协同发展。高效技术则要求废水处理过程能够快速、有效地去除甲醛，降低废水中的甲醛浓度，达到环保标准。

二、含甲醛废水处理的重要性

甲醛废水若未经处理直接排放，将对水环境造成严重的污染。这种废水中的甲醛含量通常超过自然界的自净能力，一旦进入河流、湖泊等水域，就会对水生生物产生毒性影响，破坏水生生态平衡[2]。同时，甲醛还会通过水体中的食物链传递到更高层次的生物体中，进而对生态系统构成威胁。此外，随着全球环保意识的提高和环保法规的日益严格，甲醛废水的处理已成为企业可持续发展的必要条件。企业若不能妥善处理甲醛废水，不仅可能面临环境监管部门的处罚，更可能因此影响其形象和声誉，进而影响企业的长期发展。因此，对含甲醛废水进行有效的处理，不仅是为了保护环境和人类健康，更是企业实现可持续发展的重要保障。通过采用绿色、高效的废水处理技术，企业可以在确保废水达标排放的同时，降低处理成本，提高资源利用效率，实现经济效益和环境效益的双赢。

三、绿色甲醛废水处理技术发展趋势

（一）高级氧化技术（AOPs）

高级氧化技术利用强氧化剂，如羟基自由基（·OH）等，产生高活性的自由基，这些自由基能够迅速将甲醛等有机污染物氧化为无害的物质，如二氧化碳和水。AOPs技术具有反应速度快、处理效率高的优点，尤其在处理低浓度甲醛废水时表现出色。然而，高级氧化技术通常需要消耗大量的能量和化学品，因此成本较高，这是其在实际应用中需要克服的一个难题。

（二）生物处理技术改进与联合工艺

生物处理技术是一种利用微生物的代谢作用降解甲醛的环保方法。近年来，研究者通过基因工程、驯化筛选等手段，提高了微生物的耐甲醛能力和降解效率，使得生物处理技术在处理高浓度甲醛废水时具有更高的可行性。同时，生物处理技术还可以与其他物理或化学方法相结合，形成联合处理工艺，以进一步提高处理效率和稳定性。

（三）高级吸附材料与技术

吸附法是一种利用吸附剂的吸附作用去除废水中甲醛的方法。随着纳米技术、活性炭改性等技术的不断发展，新型吸附材料如纳米材料、改性活性炭等具有更高的吸附容量和更快的吸附速率，使得吸附法在处理甲醛废水时具有更高的效率和稳定性。此外，吸附材料的再生和循环使用也是当前研究的热点之一。

（四）高级膜分离技术

膜分离技术是一种通过膜的选择性透过作用实现甲醛与水的分离的方法。近年来，随着膜材料的不断发展和优化，高级膜分离技术如反渗透、纳滤等在处理甲醛废水时表现出更高的效率和稳定性[3]。这些技术具有操作简便、能耗低的优点，因此在工业应用中具有广阔的前景。

（五）高级化学沉淀与结晶技术

化学沉淀与结晶技术是通过化学反应使甲醛转化为难溶的沉淀物或结晶体，从而实现废水净化的方法。该技术适用于处理高浓度甲醛废水，具有处理效率高、稳定性好的优点。然而，化学沉淀与结晶技术可能产生大量的污泥和废渣，因此需要妥善处理和处置这些废弃物。

（六）基于人工智能与机器学习的优化技术

随着人工智能和机器学习技术的快速发展，这些技术也被广泛应用于废水处理过程中。通过构建算法模型对废水处理过程进行智能控制和优化，可以提高处理效率、降低能耗并减少环境污染。例如，利用神经网络模型预测废水中甲醛的浓度变化，从而实现对处理过程的实时调整和优化。此外，还可以通过大数据分析和数据挖掘等手段，为废水处理过程提供更精准的数据支持和决策依据。

四、绿色甲醛废水处理技术的优势

（一）资源节约与能源效率

绿色甲醛废水处理技术强调在废水处理过程中实现资源的高效利用和能源的节约。通过优化反应条件、提高处理效率、减少不必要的能源消耗，这些技术显著降低了废水处理的成本。例如，高级氧化技术利用强氧化剂产生的高活性自由基，可以迅速将甲醛氧化为无害物质，这一过程通常在较短的时间内完成，从而减少了能源消耗

[4]。此外，生物处理技术利用微生物的代谢作用降解甲醛，这些微生物可以在较低的温度和压力下生长，进一步降低了能源消耗。

（二）环境友好性

绿色甲醛废水处理技术注重减少二次污染和使用环境友好的处理方法。在处理过程中，这些技术避免了有毒化学品的使用，从而减少了废渣和污泥的产生。此外，许多绿色技术还通过回收和再利用处理过程中的资源，如吸附剂或膜材料，进一步提高了环境友好性。这些做法不仅有助于降低废水处理对环境的影响，还为企业提供了可持续发展的机会。

（三）技术成熟度与经济性

随着研究的深入和技术的不断创新，绿色甲醛废水处理技术的成熟度和经济性不断提高。许多技术已经从实验室研究阶段进入了工业化应用阶段，并在实际工程中得到了广泛应用。这些技术的经济性也得到了验证，许多企业已经通过采用绿色技术降低了废水处理成本，提高了经济效益[5]。例如，吸附和膜分离技术通过选择高效的吸附剂和膜材料，实现了对甲醛的高效去除，从而降低了处理成本。此外，这些技术还具有较高的稳定性和可靠性，为企业提供了长期稳定的废水处理解决方案。

五、总结

绿色甲醛废水处理技术以其资源节约、环境友好、技术成熟和经济性强的优势，在环境保护和企业可持续发展中发挥着越来越重要的作用。随着环保要求的不断提高和技术的不断创新，我们有理由相信，这些绿色技术将成为未来废水处理领域的主流趋势。通过深入研究和广泛应用这些技术，我们将为构建一个更加绿色、可持续的未来做出重要贡献。

参考文献

[1] 张颖.煤化工废水处理关键问题解析及技术发展趋势[J].石河子科技, 2021(000-003).

[2] 周涛,邢文听,张晓阁,等.化工三废处理技术以及化工绿色环保发展趋势探究[J].节能, 2019, 38(6):2.

[3] 袁婧,常风民,鞠雪敏,等.精细化工行业高盐,高浓度有机废水无害化处理现状及发展趋势[J].科技导报, 2021, 39(17):8.

[4] 马云浩.绿色建筑技术在建筑工程中的应用及发展趋势[J].  2021.

[5] 羊建波,常青,杨逸,等.危险废物处理技术现状及发展趋势[J].绿色矿冶, 2023, 39(4):66-71.