探析化工生產(chǎn)廢水環(huán)保處理

崔彩花(榆林職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 榆林 719000)

0 引言

化工生產(chǎn)廢水中包含的污染物種類相對較多，且水質(zhì)成分呈現(xiàn)出較為復(fù)雜的態(tài)勢。此時，為了確保化工生產(chǎn)廢水可以實(shí)施排放，且不會對周邊環(huán)境造成極大影響，必須要落實(shí)對相應(yīng)廢水的環(huán)保處理。特別是在當(dāng)前水資源緊缺程度更為明顯的背景下，對水資源進(jìn)行循環(huán)利用受到重點(diǎn)關(guān)注，為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，落實(shí)化工生產(chǎn)廢水的環(huán)保處理是必然選擇，相應(yīng)技術(shù)、策略值得重點(diǎn)探究。

1 化工生產(chǎn)廢水環(huán)保處理的必要意義分析

化工園區(qū)廢水是指園區(qū)化工廠生產(chǎn)產(chǎn)品過程中所生產(chǎn)的廢水，如生產(chǎn)乙烯、聚乙烯、橡膠、聚酯、甲醇、乙二醇、油品罐區(qū)、空分空壓站等裝置的含油廢水，經(jīng)過生化處理后，一般可達(dá)到國家二級排放標(biāo)準(zhǔn)[1]。

現(xiàn)階段，由于水資源度短缺的情況極為嚴(yán)峻，對水資源展開回收利用受到人們的重點(diǎn)關(guān)注。在這樣的大背景下，化工生產(chǎn)企業(yè)必須要將達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的水再經(jīng)過進(jìn)一步環(huán)保處理，達(dá)到工業(yè)補(bǔ)水的要求并回用?；S作為用水大戶，年新鮮水用量一般為幾百萬m3，水的重復(fù)利用率低，同時外排污水幾百萬m3，不僅浪費(fèi)大量水資源，也造成環(huán)境污染，并且水資源的短缺已對這些工業(yè)用水大戶的生產(chǎn)造成威脅[2]。為保持企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展及減少水資源的浪費(fèi)，降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。需對化工廢水進(jìn)行環(huán)保處理，作為循環(huán)水的補(bǔ)水或動力脫鹽水的補(bǔ)水，實(shí)現(xiàn)污水回用?？傮w來看，在當(dāng)前的社會背景下，實(shí)施化工生產(chǎn)廢水的環(huán)保處理具有極高的現(xiàn)實(shí)價值，是相應(yīng)化工企業(yè)的必然選擇。

2 化工生產(chǎn)廢水環(huán)保處理中的常見方法分析

2.1 物理處理法

2.1.1 過濾法

主要使用包含一定孔洞的薄膜對化工生產(chǎn)廢水中的雜質(zhì)(一般為懸浮物)進(jìn)行截留與剔除，在當(dāng)前的實(shí)踐中，常使用扳框過濾機(jī)和微孔過濾機(jī)完成上述操作。其中，微孔管的材質(zhì)為聚乙烯，其孔徑大小可以隨著需求的變化而實(shí)施調(diào)整。

2.1.2 重力沉淀法

主要依托懸浮顆粒的自身重力，促使其在水中自主沉淀，最終達(dá)到剔除化工生產(chǎn)廢水中雜質(zhì)的效果。通常情況下，重力沉淀法常用于實(shí)現(xiàn)固液分離，此時相關(guān)工作人員提取上層清液展開后續(xù)處理即可，也可以對沉淀下來的雜質(zhì)進(jìn)行其他處理。

2.1.3 氣浮法

在吸附微氣泡的支持下，水中部分懸浮物、懸浮顆粒會附在氣泡或被“裹”在氣泡中，最終被帶出水面，達(dá)到剔除化工生產(chǎn)廢水中懸浮顆粒的效果。

2.2 化學(xué)處理法

2.2.1 化學(xué)混凝法

該方法主要被用于剔除化工生產(chǎn)廢水中直徑在1～10nm之間的細(xì)小懸浮顆粒中，且可以一定程度實(shí)現(xiàn)對廢水色度的去除。相比于其他化學(xué)處理法來說，化學(xué)混凝法的實(shí)施效果更容易受到外界因素的影響，如水溫、水量、pH值等等，且難以降低溶解性較高的有毒有機(jī)物含量。

2.2.2 化學(xué)氧化法

該方法主要依托氧化的方式去除化工生產(chǎn)廢水中所包含的有毒有機(jī)物，促使其轉(zhuǎn)變?yōu)榈投?無毒的物質(zhì)，完成化工生產(chǎn)廢水的環(huán)保處理。

2.2.3 電化學(xué)氧化法

該方法的原理主要為：將化工生產(chǎn)廢水轉(zhuǎn)入電解槽內(nèi)，促使存在于廢水中的有機(jī)物在電極上發(fā)生氧化還原反應(yīng)，達(dá)到剔除化工生產(chǎn)廢水中有毒有機(jī)物的效果。同時，有毒有機(jī)物不僅能夠在陽極被氧化，水中的氯離子、氫氧離子還可以因?yàn)殛枠O放生成氯氣或是氧氣，對有毒有機(jī)物進(jìn)行間接氧化。

2.3 生物處理法

在使用生物處理法對化工生產(chǎn)廢水進(jìn)行處理的過程中，主要在微生物新陳代謝的支持下，促使存在于化工生產(chǎn)廢水中的有毒有機(jī)物被降解，并轉(zhuǎn)化為形式簡單的無機(jī)物，從而實(shí)現(xiàn)對有毒有機(jī)物的去除。例如，可以應(yīng)用“HEBIO”高效好氧生物處理，相比于其他處理技術(shù)來說，該技術(shù)擁有更高的污泥濃度及活性，推動生化池單位降解能力大幅提高，達(dá)到提高化工生產(chǎn)廢水的處理效率的目標(biāo)。

2.4 深度處理法

對于深度處理法來說，依托處理程度的不同，可以細(xì)化為一級處理、二級處理以及三級處理這三個類別。其中，一級處理的程度最輕，僅對化工生產(chǎn)廢水中的懸浮物進(jìn)行剔除，一般經(jīng)過物化預(yù)處理即可達(dá)到該級別的處理效果。完成一級處理后，化工生產(chǎn)廢水中生物化學(xué)需氧量普遍可以降低30%，但是尚未達(dá)到可排放要求。所以，在化工生產(chǎn)廢水的一級處理中，主要目標(biāo)在于為后續(xù)的環(huán)保處理措施提供良好條件。二級處理主要實(shí)現(xiàn)對化工生產(chǎn)廢水中處于溶解狀態(tài)的有毒有機(jī)物進(jìn)行剔除。完成二級處理后，化工生產(chǎn)廢水中生物化學(xué)需氧量普遍可以降低90%，達(dá)到有機(jī)污染物排放的行業(yè)要求。隨著人們對環(huán)境保護(hù)重視程度的大幅提升，二級處理難以滿足更多化工生產(chǎn)廢水的處理需求，因此需要實(shí)施三級處理。對于三級處理而言，其主要完成對化工生產(chǎn)廢水中難以降解的有毒有機(jī)物的剔除，強(qiáng)化化工生產(chǎn)廢水的環(huán)保處理效果。

2.5 其他

2.5.1 光催化氧化技術(shù)

光催化氧化技術(shù)的應(yīng)用原理為光化學(xué)反應(yīng)，當(dāng)分子吸收光能后會轉(zhuǎn)入高能態(tài)，在電子的激發(fā)下完成化學(xué)反應(yīng)，在此過程中光子的能量為化學(xué)反應(yīng)活化能的提供源。在化工生產(chǎn)廢水的處理過程中，在光的支持下，氧化反應(yīng)展開，促使O2、H2O2等氧化劑與光輻射相結(jié)合。此時，所使用的光主要為紫外光，包括UV-H2O2、UV-O2等。在處理化工廢水中包含的CHCl3、CCl4、多氯聯(lián)苯等難降解物質(zhì)時，光催化氧化技術(shù)能夠發(fā)揮出更好的效果[3]。另外，在有紫外光的Feton體系中，紫外光與鐵離子之間存在著協(xié)同效應(yīng)，使H2O2分解產(chǎn)生羥基自由基的速率呈現(xiàn)出大幅增高的趨勢，實(shí)現(xiàn)對有機(jī)物氧化去除反應(yīng)的促進(jìn)。

2.5.2 超聲波技術(shù)

功率超聲的空化效應(yīng)可以為講解化工生產(chǎn)廢水中的有害有機(jī)物創(chuàng)造更好的環(huán)境，實(shí)現(xiàn)對化工生產(chǎn)廢水的環(huán)保處理。實(shí)踐中，當(dāng)超聲空化泡發(fā)生崩潰后，會產(chǎn)生能夠促使化學(xué)鍵斷裂的能量，并生成氫氧基和氫基，同化工生產(chǎn)廢水中待處理的有機(jī)物發(fā)生氧化反應(yīng)。相比于其他處理技術(shù)來說，超聲波技術(shù)的化學(xué)反應(yīng)速度更快，且可以更好的實(shí)現(xiàn)對有機(jī)物的講解，促使其轉(zhuǎn)變?yōu)樗?、二氧化碳、無機(jī)離子、有機(jī)酸等低毒/無毒物質(zhì)，達(dá)到對化工生產(chǎn)廢水環(huán)保處理的效果。

3 化工生產(chǎn)廢水環(huán)保處理的實(shí)例分析

3.1 背景分析

某化工企業(yè)的生產(chǎn)中，主要應(yīng)用煤氣化制合成氣、合成氣制甲醛、甲醛制低碳烯烴、烯烴聚合生產(chǎn)聚烯烴塑料的煤化工項(xiàng)目。實(shí)踐中，甲醇制烯烴裝置反應(yīng)生成的廢水，在經(jīng)過一系列處理的后與生活污水混合進(jìn)升華二級處理。其中，甲醇制烯烴廢水水量為每小時200m3，其他生產(chǎn)廢水水量為每小時30m3。在進(jìn)行化工生產(chǎn)廢水的環(huán)保處理前，提取水樣，并對相應(yīng)水質(zhì)展開檢測，具體數(shù)據(jù)如下所示：處理前，相應(yīng)化工生產(chǎn)廢水的pH值為8，化學(xué)需氧量為12000ppm，懸浮物的濃度為1620ppm，石油類的濃度為200ppm，氨氮的濃度為168ppm。

3.2 處理工藝流程設(shè)計

3.2.1 總體流程設(shè)計

應(yīng)用的主要處理方法包括微電解、催化氧化、混凝沉淀、水解酸化等等，流程設(shè)定為：物化預(yù)先處理-生化處理-深度處理，著重剔除化工生產(chǎn)廢水中包含的油狀物、有害有機(jī)物、氨氮等成分。

3.2.2 物化預(yù)先處理工藝流程設(shè)計

將待處理水樣(化工生產(chǎn)廢水)移入調(diào)節(jié)池，進(jìn)行pH值的調(diào)節(jié)；移入(依托水泵)溶氣氣浮裝置展開固液、液液的分離，剔除水樣中包含的懸浮物、油狀物(石油類物質(zhì))；移入微電解反應(yīng)釜內(nèi)，在充氧條件下促進(jìn)新生態(tài)氫離子的生成，實(shí)現(xiàn)對水樣中有機(jī)物質(zhì)的還原講解；移入Fenton反應(yīng)釜，依托由二價鐵離子與過氧化氫形成的Fenton試劑(強(qiáng)氧化性自由羥基自由基)，對水樣中包含的鹵代氫類、苯環(huán)類物質(zhì)實(shí)施氧化分解；移入穩(wěn)定池，完成pH值調(diào)整后轉(zhuǎn)移至混凝沉淀池，投入助凝劑與混凝劑，去除水樣中的懸浮物；移入三效蒸發(fā)器，進(jìn)行蒸發(fā)析鹽處理。

3.2.3 生化處理工藝流程設(shè)計

將完成物化預(yù)先處理的水樣移入?yún)捬醴磻?yīng)池，混合厭氧反應(yīng)泥，實(shí)現(xiàn)對水樣中降解難度較大的有機(jī)物展開講解處理，并依托硝化反應(yīng)的展開降低其中氨氮含量；對水樣實(shí)施缺氧+好氧處理，將其中包含的有機(jī)物作為碳源，將好氧池回流混合液中帶入的大量NO2--N以及NO3--N還原處理，促使其轉(zhuǎn)變?yōu)榈獨(dú)馀懦鏊畼油?，達(dá)到大量講解水樣中有害有機(jī)物及氨氮的效果；移入好氧池，進(jìn)一步剔除水樣中的有機(jī)雜質(zhì)；移入二沉池，實(shí)現(xiàn)泥水分離。

3.2.4 深度處理工藝流程設(shè)計

將完成物化預(yù)先處理、生化處理的生產(chǎn)廢水(泥水分離后的上清液)轉(zhuǎn)移至接觸氧化池，并在其中加入ClO2進(jìn)行深度氧化與消毒，實(shí)現(xiàn)對廢水中所包含難降解有機(jī)物的進(jìn)一步剔除。同時，ClO2還具有漂白劑的作用，可以去除廢水顏色，促使其轉(zhuǎn)入透明狀態(tài)，最大程度保證化工生產(chǎn)廢水的環(huán)保處理效果。

3.3 處理結(jié)果分析

對完成上述環(huán)保處理流程的水樣進(jìn)行檢測，得到的結(jié)果如下所示：處理后，相應(yīng)化工生產(chǎn)廢水的pH值為7；化學(xué)需氧量為56ppm，除去率為99.53%懸浮物的濃度為18ppm，除去率為98.89%；石油類的濃度為12ppm，除去率為94%；氨氮的濃度為3ppm，除去率為98.21%。能夠看出，在完成環(huán)保處理后，化工生產(chǎn)廢水中所包含的有害有機(jī)物、其他有毒物質(zhì)含量大幅下降，滿足環(huán)境保護(hù)的現(xiàn)實(shí)要求。

4 結(jié)語

綜上所述，在當(dāng)前的社會背景下，實(shí)施化工生產(chǎn)廢水的環(huán)保處理具有極高的現(xiàn)實(shí)價值，是相應(yīng)化工企業(yè)的必然選擇。在現(xiàn)階段的化工生產(chǎn)廢水處理中，常用的技術(shù)包括物理處理法、化學(xué)處理法、生物處理法、深度處理法、光催化氧化技術(shù)、超聲波技術(shù)等等。依托深度處理思路，對多種環(huán)保處理方法展開實(shí)踐分析，結(jié)果表明，在完成環(huán)保處理后，化工生產(chǎn)廢水中所包含的有害有機(jī)物、其他有毒物質(zhì)含量大幅下降，廢水色度也降低，有著極為可觀的處理效果。