工業(yè)廢水綜合治理及其回收利用技術(shù)

顧業(yè)明(柳鋼環(huán)保股份有限公司，廣西 柳州 545000)

0 引言

中國作為工業(yè)大國，每年產(chǎn)生的工業(yè)廢水已經(jīng)嚴(yán)重制約了生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，進(jìn)而導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境問題。工業(yè)廢水污染問題在眾多環(huán)境問題中占據(jù)首要位置，工業(yè)廢水綜合治理是處理工業(yè)廢水的有效方式，能夠綜合治理工業(yè)廢水，并加以回收利用是目前學(xué)術(shù)界重點研究的內(nèi)容。

工業(yè)廢水成分極其復(fù)雜，因此在綜合治理以及回收利用過程中具有很高的難度系數(shù)，其中主要包括：汞、鎘、鉛、砷、六價鉻化合物、懸浮物、氰化物以及硫化物等等，且一旦與其他化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，具有多變性的特點。在我國，針對工業(yè)廢水綜合治理及其回收利用技術(shù)的研究中，基本上都是通過催化劑進(jìn)行清洗，減少工業(yè)廢水量[1]。但該技術(shù)在實際應(yīng)用過程中往往存在局限性，無法滿足我國工業(yè)廢水處理的實際需求。

結(jié)合國外Setyub等人提出的工業(yè)廢水處理方式以及回收利用技術(shù)，本文展開工業(yè)廢水綜合治理及其回收利用技術(shù)研究，致力于減少工業(yè)廢水中污染物排入環(huán)境，實現(xiàn)對工業(yè)廢水的回收利用，真正意義上做到“變廢為寶”，為我國工業(yè)廢水的治理方面提供更加廣闊的研究空間。

1 工業(yè)廢水綜合治理

1.1 生化池反沖洗

考慮到在工業(yè)廢水中存在較多有害物質(zhì)是物理手段無法分解的，這就需要在工業(yè)廢水綜合治理中，將工業(yè)廢水引進(jìn)生化池進(jìn)行反沖洗，通過化學(xué)的方式綜合治理工業(yè)廢水[2]。生化池反沖洗工業(yè)廢水的第一步就是對工業(yè)廢水進(jìn)行加藥反沖洗，具體操作步驟為：

首先，將工業(yè)廢水引入集水池；再由集水池流至沉淀池，由于工業(yè)廢水中懸浮物含量大，通過泥沙的作用使其沉淀；在此基礎(chǔ)上，通過在好氧池加入絮凝劑，讓流進(jìn)的工業(yè)廢水中的SS、鎘、鉛、砷、石油類以及CODcr等污染物與絮凝劑產(chǎn)生作用。由于工業(yè)廢水的含沙量較高，因此，細(xì)顆粒泥沙因強(qiáng)烈的絮凝作用會與污染相制約，進(jìn)而產(chǎn)生渾水與清水的差別，實現(xiàn)工業(yè)廢水處理中的界面沉降[3]。出現(xiàn)界面沉降現(xiàn)象后，停止好氧池提升泵，當(dāng)液位降低達(dá)到設(shè)定值時停止自吸泵進(jìn)行反洗；

最后，通過在調(diào)節(jié)池中加入適量的酸，保證調(diào)節(jié)后的工業(yè)廢水pH值為中性后，出水。在加藥反沖洗的過程中，加藥反沖洗工業(yè)廢水的頻率是保證此環(huán)節(jié)治理質(zhì)量的重要內(nèi)容。為求得生化池加藥反沖洗工業(yè)廢水的頻率，設(shè)其為ν，則其計算公式，如公式(1)所示。

式中：β為工業(yè)廢水生化池加藥反沖洗的運行時長(h)；K為工業(yè)廢水的處理最大含砂量(kg/m3)；m為加入藥劑的溶液濃度(%)；R為工業(yè)廢水加藥反沖洗的環(huán)境溫度(℃)；f為工業(yè)廢水的含油量(%)。

通過公式(1)可以得出工業(yè)廢水在生化池加藥反沖洗的頻率，為工業(yè)廢水綜合治理提供關(guān)鍵參數(shù)。

1.2 污泥濃縮池脫水

在完成生化池加藥反沖洗的基礎(chǔ)上，進(jìn)行污泥濃縮池脫水[4]。由于在生化池加藥反沖洗后，工業(yè)廢水還會存在懸浮固體和部分細(xì)菌、微生物等。為實現(xiàn)對工業(yè)廢水的綜合治理，也有必要通過工業(yè)廢水的污泥濃縮池進(jìn)行脫水再利用，致力于達(dá)到工業(yè)廢水綜合治理二次沖洗的要求。

首先，通過濃縮脫水一體機(jī)，在工業(yè)廢水中放入凝聚劑，并不停地進(jìn)行攪拌，使經(jīng)過砂濾后的工業(yè)廢水與凝聚劑充分發(fā)生反應(yīng)。而后，將充分反應(yīng)完成的工業(yè)廢水引流至分配器，通過泥耙的雙向?qū)韫δ?，在重力作用下，將工業(yè)廢水中的污泥聚集在濃縮段上。

在此基礎(chǔ)上，移動濾布，使污泥中的游離水自動落下，進(jìn)行重力脫水段；最后，將進(jìn)一步脫水后的工業(yè)廢水流入“S”形壓榨段，使污泥與脫水后的工業(yè)廢水徹底分離，保證工業(yè)廢水能夠在上下網(wǎng)帶中實現(xiàn)自動清洗。

1.3 進(jìn)消毒池出水

經(jīng)過污泥濃縮池脫水后，得到的工業(yè)廢水經(jīng)過消毒池消毒即可出水。消毒池內(nèi)包含Na2CO3、NH3·H2O、CCl4、NaHCO3以及CH3COONa，能夠通過化學(xué)反應(yīng)有效去除工業(yè)廢水中的棄油和污水。在工業(yè)廢水流進(jìn)消毒池后，需要記錄下當(dāng)時的水質(zhì)條件(光透過率，上游處理工藝)及水流量，當(dāng)水質(zhì)條件符合國家對工業(yè)廢水治理標(biāo)準(zhǔn)后，可實現(xiàn)對工業(yè)廢水的綜合治理[5]。國家工業(yè)廢水治理標(biāo)準(zhǔn)，如表1所示。

表1 國家工業(yè)廢水治理標(biāo)準(zhǔn)

結(jié)合表1所示，針對水質(zhì)條件的具體數(shù)值可通過計算的方式得出，設(shè)進(jìn)消毒池后的水質(zhì)條件為D，則其計算公式，如公式(2)所示。

式中：E為工業(yè)廢水水力表面負(fù)荷率(%)；n為污泥固體表面負(fù)荷率(%)；y為工業(yè)廢水高峰合計強(qiáng)度(m3/h)。

通過公式(2)得出的水質(zhì)條件數(shù)值在小于0.26的情況下，即可完成工業(yè)廢水的綜合治理，使出水分離和濃縮，真正意義上使工業(yè)廢水的回收利用成為可能。至此，完成工業(yè)廢水綜合治理。

2 工業(yè)廢水回收利用技術(shù)

在完成工業(yè)廢水綜合治理的基礎(chǔ)上，提出工業(yè)廢水回收利用技術(shù)，通過回收與利用兩步，在滿足國家工業(yè)廢水治理標(biāo)準(zhǔn)的前提下，實現(xiàn)工業(yè)廢水的回收利用。工業(yè)廢水回收利用技術(shù)的具體內(nèi)容，如下文所述。

2.1 工業(yè)廢水回收

將綜合治理好的工業(yè)廢水儲放槽用以存放廢水，例如金屬表面處理業(yè)、光電業(yè)、半導(dǎo)體業(yè)、3C產(chǎn)品制造業(yè)等所產(chǎn)生的廢水[6]。通過精密過濾單元與廢水儲放槽連接，用以接收廢水，其中，該精密過濾單元可設(shè)有砂濾材、纖維濾材或陶瓷濾材，可對廢水進(jìn)行精密過濾。

第一暫存槽與精密過濾單元連接，用以接收經(jīng)精密過濾后的廢水，且該第一暫存槽中可進(jìn)一步添加硫性化學(xué)藥劑，以調(diào)整其pH值。介質(zhì)過濾單元與第一暫存槽連接，用以接收廢水，該介質(zhì)過濾單元可設(shè)有活性炭濾材、樹脂濾材或陶瓷濾材等。

超濾過濾單元與介質(zhì)過濾單元連接，用以接收工業(yè)廢水。第二暫存槽與該超濾過濾單元連接，用以接收工業(yè)廢水。該工業(yè)廢水回收單元與該第二暫存槽連接，用以接收工業(yè)廢水，該工業(yè)廢水回收單元可以是逆滲透膜過濾，可進(jìn)行工業(yè)廢水回收，從而形成回用水以及過濾后工業(yè)廢水。

該回流單元分別與工業(yè)廢水回收單元以及該第二暫存槽連接，可將部分過濾后廢水回流至該第二暫存槽，再次經(jīng)由工業(yè)廢水回收單元進(jìn)行回收，可利用該回流單元將部分過濾后工業(yè)廢水回流，并再次進(jìn)行回收，可增加回用水的使用量，進(jìn)而降低工業(yè)廢水對環(huán)境的危害。

2.2 工業(yè)廢水利用

在工業(yè)廢水回收的基礎(chǔ)上，可進(jìn)一步連接一個工業(yè)廢水利用單元，用以接收過濾后工業(yè)廢水。該工業(yè)廢水處理單元可包含有一個第一化學(xué)處理模組、連接該第一化學(xué)處理模組的生物處理模組，以及連接該生物處理模組的第二化學(xué)處理模組。

其中該第一化學(xué)處理模組以及第二化學(xué)處理模組可進(jìn)行沉淀式、浮除法或電凝處理法等化學(xué)處理，該生物處理模組可以是活性污泥或生物接觸濾材等。

且該工業(yè)廢水回收單元可連接一個回用水儲放槽，用以接收回用水，而該回用水可做為現(xiàn)場制程、冷卻水或純水造水前段等使用。

3 結(jié)語

通過工業(yè)廢水綜合治理及其回收利用技術(shù)研究，能夠取得一定的研究成果，解決傳統(tǒng)工業(yè)廢水綜合治理及其回收利用中存在的問題。由此可見，本文進(jìn)行的研究具有現(xiàn)實意義的，能夠指導(dǎo)工業(yè)廢水綜合治理及其回收利用技術(shù)的優(yōu)化。在后期的發(fā)展中，應(yīng)加大工業(yè)廢水回收利用技術(shù)在工業(yè)廢水回收利用中的應(yīng)用力度。

截至目前，國內(nèi)外針對工業(yè)廢水綜合治理及其回收利用技術(shù)研究仍存在一些問題，在日后的研究中還需要進(jìn)一步對技術(shù)的優(yōu)化設(shè)計提出深入研究，為提高工業(yè)廢水的綜合治理及回收利用能力提供參考。