化工行業(yè)污水處理技術(shù)
現(xiàn)代工業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè),在經(jīng)濟(jì)建設(shè)過(guò)程中的價(jià)值越來(lái)越突出,但是在工業(yè)化發(fā)展過(guò)程中,往往會(huì)對(duì)社會(huì)環(huán)境造成嚴(yán)重危害。當(dāng)前階段,國(guó)內(nèi)工業(yè)企業(yè)逐漸增多,環(huán)境污染程度愈發(fā)嚴(yán)重,尤其是廢水污染,一旦在發(fā)展過(guò)程中沒(méi)有對(duì)其做好監(jiān)督管理工作,就會(huì)嚴(yán)重威脅廣大人民群眾的身體健康,對(duì)社會(huì)大環(huán)境的發(fā)展也會(huì)產(chǎn)生極其負(fù)面的影響。因此,專門負(fù)責(zé)廢水處理的部門一定要做好廢水處理工作,助力環(huán)境的可持續(xù)健康發(fā)展。為提高工業(yè)廢水的處理效率和質(zhì)量,各化工企業(yè)及相關(guān)環(huán)境保護(hù)部門必須要優(yōu)化污水處理技術(shù),科學(xué)應(yīng)用污水處理技術(shù),有效提高廢水控制及處理水平。
1、化工廢水的基本來(lái)源及特征
1.1 化工廢水的基本來(lái)源
化工企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)過(guò)程涉及的化工原料生產(chǎn)活動(dòng)較多,且化工原料本身就含有一定的水分,其水分排出之后自然就成為了工業(yè)廢水。另外,化工企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中,會(huì)使用大量水,化工原料的生產(chǎn)過(guò)程也會(huì)伴隨廢水的排放,特殊化工產(chǎn)品在生產(chǎn)過(guò)程中受到化學(xué)物品及藥劑間的反應(yīng),肯定也會(huì)有工業(yè)廢水產(chǎn)生,冷卻用水也會(huì)大量產(chǎn)生廢水。再者,在化工生產(chǎn)過(guò)程中的原料生產(chǎn)、運(yùn)輸、存儲(chǔ)過(guò)程中,受到運(yùn)輸物料流失、運(yùn)輸中遇到降雨、降水等侵蝕也會(huì)產(chǎn)生工業(yè)廢水。
1.2 主要表現(xiàn)特征
化工廢水的類別很多,例如石油化工廢水、合成化工工業(yè)廢水、紡織印染廢水、醫(yī)療化工廢水等。其中石油化工廢水主要是來(lái)源于煉油環(huán)節(jié)產(chǎn)生的氣體、清油、重油熱裂解中產(chǎn)生的化工原料生產(chǎn)廢水,此類廢水的有機(jī)物含量較多,部分工業(yè)廢水還有明顯的刺鼻味道。合成化工廢水的基本來(lái)源是合成染料、橡膠、洗滌劑等產(chǎn)生的生產(chǎn)廢水,此類工業(yè)廢水顏色較重,降解難度較大,同時(shí)還有毒性。紡織印染工業(yè)產(chǎn)生的廢水,主要來(lái)自棉麻加工、混紡過(guò)程的染色、印花、上裝等工序,這類廢水中的有機(jī)物含量相當(dāng)高,廢水色度較深,廢水的pH值普遍較高,且廢水水質(zhì)的整體變化顯著。醫(yī)療化工生產(chǎn)過(guò)程也會(huì)有大量廢水產(chǎn)生,醫(yī)療廢水中的主要成分為抗生素、合成藥物、中成藥等。廢水既會(huì)在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生,也會(huì)在藥物清洗過(guò)程中產(chǎn)生,醫(yī)療廢水中的有機(jī)物含量高,水質(zhì)酸堿性變化顯著,同時(shí)有部分藥物成分殘留,這就給污水處理工作帶來(lái)了一定的困難??傊?,綜合化工廢水中的污染物成分相當(dāng)復(fù)雜,水質(zhì)TDS較高,無(wú)論是酸堿性還是水量均無(wú)法高效控制,其中還含有很多有毒、有害甚至無(wú)法降解的物質(zhì),一旦化工廢水排放達(dá)到一定程度,其可生化性就會(huì)變得很差。
2、有效處理化工企業(yè)廢水的重要性
2.1 促進(jìn)水資源使用效率的提升
隨著化工行業(yè)的不斷發(fā)展,生產(chǎn)產(chǎn)生的廢水量及復(fù)雜程度越來(lái)越高,廢水處理成效將會(huì)對(duì)廣大人民群眾的生命健康安全造成影響。有效保護(hù)環(huán)境不僅能夠提升水資源的使用效率,同時(shí)還可以改善用水短缺的問(wèn)題。此外,還可以有效減少有害細(xì)菌的滋生,使水源不會(huì)受到污染,從而高效推進(jìn)工業(yè)廢水的凈化工作,達(dá)到水資源二次利用的目標(biāo),如將處理后的廢水用于灌溉、養(yǎng)花等??傊龊没U水處理工作,能夠極大提升水資源的使用效率,突出水資源的價(jià)值,將其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)發(fā)揮到最佳效果。
2.2 提升社會(huì)大環(huán)境發(fā)展的穩(wěn)定性
高度重視化工企業(yè)廢水處理工作,對(duì)推動(dòng)社會(huì)大環(huán)境的穩(wěn)定發(fā)展具有重要作用。工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的工業(yè)廢水量大且雜,做好此類廢水的處理工作可以極大地減少?gòu)U水帶給社會(huì)大環(huán)境的危害。因此,相關(guān)企業(yè)有必要及時(shí)高效地做好廢水處理工作,切實(shí)保障生態(tài)環(huán)境的健康,助力社會(huì)向更加和諧穩(wěn)定的方向發(fā)展。同時(shí),在處理廢水的過(guò)程中,還會(huì)得到很多有用的物質(zhì),對(duì)其進(jìn)行二次利用,從面提升了水資源的整體利用率,使水資源緊張的問(wèn)題得到很好地緩解,提高我國(guó)整體的經(jīng)濟(jì)效益。
2.3 有利于保護(hù)生物及農(nóng)作物
工業(yè)生產(chǎn)特別是化工生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢水,主要包括強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等物質(zhì),這些物質(zhì)會(huì)直接危害農(nóng)作物和水生物。因此,在化工生產(chǎn)過(guò)程中,有效解決水資源處理問(wèn)題是關(guān)鍵,也只有做好水資源處理工作,才能為農(nóng)作物、水生物等提供有利的生長(zhǎng)空間。
3、化工生產(chǎn)廢水處理存在的問(wèn)題
現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展速度飛快,化工產(chǎn)品的需求量在不斷提升,而化工產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢水也越來(lái)越多。在我國(guó)化工行業(yè)不斷發(fā)展的情況下,化工廢水的治理已經(jīng)逐漸成為當(dāng)前社會(huì)發(fā)展中需要解決的重要問(wèn)題,相關(guān)企業(yè)及環(huán)保部門應(yīng)予以重視。例如煉油廢水,大部分呈現(xiàn)乳狀液體形式,水質(zhì)相當(dāng)復(fù)雜,污水量較大,廢水中的有機(jī)化學(xué)組分也非常復(fù)雜,例如硫化物、氨氮、COD、TP、硝態(tài)氮、氟化物、酚類等,此類污水不易降解且可生化性極差,其處理工作開(kāi)展起來(lái)困難重重。一旦這些化工生產(chǎn)廢水沒(méi)有經(jīng)過(guò)達(dá)標(biāo)處理直接排放到水域中,會(huì)造成大范圍的生態(tài)破壞,從而威脅廣大公眾的衣食住行等各方面?,F(xiàn)階段化工企業(yè)廢水處理工作暴露的突出問(wèn)題如下:廢水處理過(guò)程存在著明顯的資源浪費(fèi)情況,且廢水處理質(zhì)量不高,處理效率較低,其中最常見(jiàn)的問(wèn)題是資源嚴(yán)重浪費(fèi)。化工生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生很多副產(chǎn)品,這些副產(chǎn)品的酸堿性不同,想要實(shí)現(xiàn)資源互助的幾乎不可能,所以化工企業(yè)往往選擇分類處理的方式對(duì)其進(jìn)行處理之后再排放,這就加大了廢水處理工作的負(fù)擔(dān),部分可再利用的資源被嚴(yán)重浪費(fèi),而有些企業(yè)一味地關(guān)注眼前利益并沒(méi)有嚴(yán)格遵照規(guī)章標(biāo)準(zhǔn)完成廢水處理工作,導(dǎo)致部分化工原料浪費(fèi)嚴(yán)重,還有些企業(yè)沒(méi)有做好污水處理的規(guī)劃及實(shí)施工作,使廢水處理成效不佳。
4、化工廢水處理技術(shù)
4.1 化學(xué)處理法
化學(xué)處理法在化工企業(yè)廢水處理中比較常用,主要由混凝法、氧化還原法等組成,化學(xué)處理法能夠有效分離被溶解的毒性物質(zhì),通過(guò)在廢水中加入對(duì)應(yīng)的藥劑來(lái)改變毒性物質(zhì)的結(jié)構(gòu)從而將其毒性削弱。為了提升對(duì)工業(yè)生產(chǎn)化工廢水不同性質(zhì)污染物的處理成效,相關(guān)企業(yè)要結(jié)合自身的具體情況,選擇多樣化的處理策略,例如針對(duì)低濃度含酚廢水,一般應(yīng)用混凝法及氧化還原法進(jìn)行處理,可高效去除廢水中的高分子有機(jī)物及有害重金屬。
4.1.1 混凝法
混凝法在降低污水渾濁度方面獨(dú)具優(yōu)勢(shì),可有效去除水體中的重金屬離子。將混凝劑直接加入到廢水中,會(huì)大大降低膠體顆粒之間的互斥力,使膠體顆粒發(fā)生碰撞聚沉之后產(chǎn)生混凝體,混凝體可輕松與水分離,從而達(dá)到了水質(zhì)凈化的目的?;炷ㄔ陬A(yù)處理方面也有明顯優(yōu)勢(shì),尤其是對(duì)細(xì)小懸浮顆粒以及膠體微粒的去除率更顯著,去除率甚至高達(dá)九成。
4.1.2 氧化法
氧化法適用于處理廢水中無(wú)機(jī)及有機(jī)污染物,涉及共價(jià)鍵的有機(jī)物在使用氧化法時(shí)氧化還原的過(guò)程相對(duì)復(fù)雜,部分電子云密度會(huì)改變。氧化法包括臭氧氧化、濕化氧化法等,其中臭氧氧化法比較適用于處理有毒污染物及降解難度較大的有機(jī)物,也可用于對(duì)廢水進(jìn)行除菌、降臭、降濁等,操作流程相對(duì)簡(jiǎn)單,也不會(huì)產(chǎn)生二次污染,利用臭氧氧化法可以提升難降解有機(jī)物的可生化性。但是臭氧的穩(wěn)定性差、氧化性強(qiáng),還有一定的腐蝕性,所以往往需要現(xiàn)場(chǎng)制備,且電耗較高,因而該方法的應(yīng)用成本相當(dāng)高。而濕化氧化法應(yīng)用優(yōu)勢(shì)顯著,無(wú)論是氧化速率還是處理速率都比較高,在強(qiáng)毒性、難降解的有機(jī)物處理方面發(fā)揮著重要作用,同時(shí)與臭氧氧化法相比,濕化氧化法的作用時(shí)間短,成本較低,應(yīng)用便捷且廣泛。
4.2 物理處理法
處理廢水中懸浮物時(shí)一般采用物理處理法,該方法不會(huì)改變污染物的性質(zhì)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)污染物的分離和回收。物理處理法在降解難度大的懸浮物及毒性物質(zhì)方面應(yīng)用廣泛,且去除懸浮顆粒及難降解有機(jī)物時(shí),操作簡(jiǎn)單,處理成本較低。常用的物理處理法包括篩選法、沉淀法、氣浮法、吸附法、膜分離法和蒸發(fā)法等。
4.2.1 篩濾法
篩濾法是利用相應(yīng)的介質(zhì)或設(shè)備攔截經(jīng)過(guò)混凝或生物法處理后的廢水中的懸浮物及膠粒物,防止這些污染物對(duì)泵、閥等形成堵塞,其中格柵在廢水處理中比較常用,是重要的輔助性設(shè)施,是由一組平行柵條構(gòu)成。篩濾法細(xì)分為過(guò)濾及反沖洗兩個(gè)階段。
4.2.2 沉淀法
沉淀法是基于重力場(chǎng)的作用,利用廢水中懸浮顆粒及水的密度差實(shí)現(xiàn)固液的有機(jī)分離。如果懸浮物密度比水密度小,懸浮物就會(huì)浮于水的上方,否則會(huì)下沉。沉淀法主要適用于廢水預(yù)處理及初步處理等階段。
4.2.3 氣浮法
氣浮法作為中間處理步驟,一般用在混凝之后,處理對(duì)象為小直徑懸浮固體顆粒物。該方法是將空氣直接通入廢水中,直接析出微小分散的氣泡。由于周圍存在大量氣泡,一些疏水性的細(xì)小懸浮污染物會(huì)在氣泡上附著,因而克服了阻力影響產(chǎn)生氣浮,當(dāng)水中出現(xiàn)大量氣泡的時(shí)候代表著分離完成。該方法適用于疏水性懸浮顆粒的處理。為了達(dá)到提升泡沫穩(wěn)定性的目的,可增加混凝劑或者表面活性劑的。
4.2.4 吸附法
吸附法在降色除臭等方面具有明顯的優(yōu)勢(shì),但是需要使用大量的吸附劑,而且吸附周期不長(zhǎng)。物體受到表面張力的影響,會(huì)導(dǎo)致表面分子受力不均,表面分子不能移動(dòng)使得固體分子只能吸附氣體分子。絕大部分懸浮雜質(zhì)選擇多孔親油以及大比表面積固體作為吸附劑,可以起到理想的吸附效果,并對(duì)吸附后的產(chǎn)物進(jìn)行富集處理。吸附法還可與其他廢水處理法相結(jié)合,達(dá)到更加顯著的污水處理效果。
4.2.5 膜分離法
膜分離法根據(jù)膜分離推動(dòng)力,可細(xì)分為自然滲析、電滲析、反滲析、超濾法、液膜技術(shù)等幾類。根據(jù)應(yīng)用膜的類別可分為有機(jī)膜處理法和無(wú)機(jī)膜處理法。膜分離法是通過(guò)不同孔徑的薄膜材料,有選擇性地過(guò)濾大分子雜質(zhì),并使小分子物質(zhì)直接透過(guò),實(shí)現(xiàn)了凈化水的目的。膜分離法所使用的設(shè)備簡(jiǎn)單,調(diào)控便捷,占空間小,處理效率高,但是滲透膜很容易被污染,且由于操作系統(tǒng)較為復(fù)雜性,所以需要定期進(jìn)行消毒處理。
4.3 生物處理法
生物處理法充分利用了微生物的新陳代謝作用,把存在于污水中呈現(xiàn)溶解或者膠體態(tài)的有機(jī)物分解氧化成相對(duì)穩(wěn)定的無(wú)機(jī)物,從而達(dá)到凈化污水的目的。
4.3.1 活性污泥技術(shù)
活性污泥法作為應(yīng)用廣泛、成熟的好氧生物處理技術(shù),其處理?xiàng)l件為曝氣條件,好氧微生物大量繁殖形成了污泥狀的絮結(jié)物質(zhì),這些泥狀物會(huì)吸附廢水中大量的有機(jī)物,并對(duì)其進(jìn)行分解,進(jìn)而達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。但是活性污泥法的缺點(diǎn)是會(huì)出現(xiàn)大量的剩余污泥,這些污泥處理起來(lái)難度系數(shù)較大?;诖耍溲邪l(fā)工作應(yīng)從污染源頭展開(kāi)。
4.3.2 生物膜技術(shù)
生物膜處理技術(shù)即借助附著生長(zhǎng)在某些固體表面的微生物來(lái)對(duì)有機(jī)污水進(jìn)行處理的手段。首先是吸附有機(jī)物,由好氧菌分解有機(jī)物,然后再進(jìn)行厭氧處理,利用流動(dòng)水將老化后的生物膜沖掉,再長(zhǎng)出新的生物膜,最后達(dá)到凈化污水的目的。該技術(shù)對(duì)廢水水質(zhì)、水量變化有非常好的適應(yīng)性,且剩余的污泥量也相對(duì)較少。
5、化工廢水處理技術(shù)的發(fā)展
5.1 物理法
首先分析化工廢水物理法處理技術(shù)。污水借助磁分離法,將磁種以及混凝劑直接投加到化工廢水中,并借助磁種剩磁及混凝劑的作用,使顆粒之間相互吸引,然后聚結(jié)變大,并最終去除。該方法提升了懸浮物的分離速率,借助磁分離器有效去除廢水中有機(jī)污染物;借助聲波技術(shù),有效控制超聲波的頻率以及飽和度,將有機(jī)物有效地降解分離;利用非平衡等離子體技術(shù),采用高壓脈沖放電、輝光放電等產(chǎn)生的等離子體對(duì)水體中的有機(jī)污染物進(jìn)行氧化降解處理。
5.2 化學(xué)法
在污水處理過(guò)程中,可采用臭氧氧化方法,該技術(shù)在生物降解處理中可作為預(yù)處理氧化手段,使污染物變成容易降解的有機(jī)化合物。該方法發(fā)展速度較快,但是臭氧發(fā)生裝置以及臭氧處理裝置存在效率低、價(jià)格高的問(wèn)題,在處理濃度較高的廢水時(shí)成本過(guò)高,從經(jīng)濟(jì)方面行不通。而運(yùn)用電化學(xué)氧化技術(shù),在弱電解槽內(nèi)借助循環(huán)伏安法使存在于水體中的降解較難的有機(jī)化合物通過(guò)電化學(xué)氧化成為可生化降解的物質(zhì),高熱值或者高危險(xiǎn)的廢液利用電化學(xué)氧化法往往可以取得理想的效果。超臨界法是在超臨界狀態(tài)下,利用氧化劑的氧氣、臭氧等完全氧化有機(jī)物,且反應(yīng)溫度相對(duì)較高、反應(yīng)速率較快,這是超臨界法的應(yīng)用優(yōu)勢(shì),但是此類工藝對(duì)反應(yīng)器的材料有非常嚴(yán)格的要求,目前還沒(méi)有找到耐腐程度強(qiáng)、耐高溫高壓的材料,因而其應(yīng)用受到限制。
5.3 生物處理技術(shù)
在分析生物處理技術(shù)時(shí),通過(guò)對(duì)厭氧技術(shù)發(fā)展的分析得知,厭氧工藝中除了要改良菌株外,還需要對(duì)生物處理過(guò)程進(jìn)行改良,在去除降解難度大的有機(jī)物方面具有很好的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。而生物膜作為耐毒性強(qiáng)的接觸生物氧化工藝,其污水處理效果不如活性污泥法,而將兩者結(jié)合起來(lái)使用可以提升生化降解效率。生物吸附降解技術(shù)利用生物吸附劑的吸附作用及生物作用可協(xié)同降解生化困難的污染物,以有效抵制強(qiáng)沖擊負(fù)荷,進(jìn)一步提升污染物去除率。
6、結(jié)語(yǔ)
綜上所述,應(yīng)用于化工企業(yè)廢水處理的技術(shù)很多,為了提升處理成效,還需要對(duì)生物處理法、化學(xué)處理法及物理處理法進(jìn)行進(jìn)一步研究,并結(jié)合企業(yè)污水處理的實(shí)際情況,將不同的處理方法聯(lián)合應(yīng)用,往往能夠取得更加理想的處理成效,為水資源的保護(hù)工作提供助力。(來(lái)源:廣東新大禹環(huán)境科技股份有限公司)