化學(xué)工業(yè)園區(qū)廢水處理技術(shù)分析

熊平 吳菊珍 邱陽

摘要：本文闡述了化工園區(qū)廢水的來源及特點。以四川某化工園區(qū)為例，分析比較了目前國內(nèi)外主要化工廢水處理技術(shù)，提出了“企業(yè)分散處理+化工園區(qū)廢水集中處理”的治理模式，并采用“AAO+MBR+臭氧氧化”耦合處理工藝集中處理化工園區(qū)廢水，使該化工園區(qū)出水水質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)，能夠穩(wěn)定排放。

關(guān)鍵詞：化工園區(qū)廢水;治理模式;“AAO+MBR+臭氧氧化”耦合處理工藝

日常生產(chǎn)、生活對化工產(chǎn)品的需求令化學(xué)工業(yè)迅猛發(fā)展。在我國生態(tài)環(huán)境保護不斷深化、全社會環(huán)保意識不斷提高的大背景下，化工園區(qū)作為化工企業(yè)推動綠色發(fā)展的主要措施，也因園區(qū)企業(yè)排放的高污染高危害污染物而受到環(huán)境保護的重點關(guān)注。一般來說化工園區(qū)排放的廢水水質(zhì)復(fù)雜，表現(xiàn)出高色度、氨氮含量高、鹽度高、機物污染物含量高以及可生化性差等特點，一旦處置不當(dāng)極易給當(dāng)?shù)氐乃Y源、水環(huán)境和水生態(tài)造成沉重壓力。此外，大量化工企業(yè)污水的排放，極易導(dǎo)致化工園區(qū)周邊河流水質(zhì)污染，對當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境以及可持續(xù)發(fā)展造成較大的影響。因此，如何控制化工園區(qū)對周邊水環(huán)境和水生態(tài)造成的不利影響，減輕污染負(fù)荷排放以及有效處理化工園區(qū)廢水已逐漸成為當(dāng)前化工園區(qū)建設(shè)和健康發(fā)展的焦點和必須解決的問題。

本文以瀘州化工園區(qū)為例，針對園區(qū)所排放出的廢水的特點，形成了化工園區(qū)的污水處理技術(shù)以及相的應(yīng)解決方案，為形成長江經(jīng)濟帶化工園區(qū)廢水高效處理技術(shù)方案做出有益探索。

一、化工園區(qū)廢水的特點及危害

化工園區(qū)廢水的主要來源有以下幾個方面：原材料、生產(chǎn)過程中排放的廢水、生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物、冷卻水以及由于原材料和產(chǎn)品在生產(chǎn)過程、運輸和儲存中存在物料流失或者由于雨水侵蝕而形成的廢水等方面.

（一）化工園區(qū)廢水的特點

1.有毒性和刺激性。大部分化工廢水中含有大量如酚（ArOH）、氰（CN）、汞（Hg）、砷（As）、鎘（Cd）或鉛（Pb）等具有較強毒性的物質(zhì)，易對生態(tài)環(huán)境造成較大的影響。

2.部分廢水中的污染物特別是有機污染物的濃度偏高。如石化企業(yè)排放的廢水中含有大量有機物。因此該廢水一旦進入水中，其會與水中的溶解氧發(fā)生反應(yīng)，造成水中溶解氧的濃度下降，對水中各種類型生物的生存造成影響。此外大部分精細(xì)化工在生產(chǎn)過程中也會產(chǎn)生大量的有機污染物，這類污染物降解難度大，對環(huán)境也容易產(chǎn)生較大的危害。

3.組分復(fù)雜?；@區(qū)廢水通常采用的集中式處理。而由于園區(qū)化工企業(yè)多種多樣，因此其廢水也匯集了石油化工、醫(yī)藥農(nóng)藥、紡織印染、化學(xué)合成、日用化學(xué)品制造以及焦化等多種類型的廢水，成分十分復(fù)雜。

4.pH波動大。由于生產(chǎn)的產(chǎn)品以及工藝流程不同，部分園區(qū)排放的廢水會呈現(xiàn)出較強的酸性或堿性，這類廢水易對園區(qū)周圍的生物、建筑物及農(nóng)作物造成較大的影響。

5.恢復(fù)難度較大。受到污染的水域要恢復(fù)到水域的原始狀態(tài)是相當(dāng)困難的。尤其是水域中進入大量重金屬、難降解有機物等降解難度大、危害性的污染物，及時停止排放仍短時間內(nèi)仍難以消除。

（二）化工園區(qū)廢水的危害

大部分化工園區(qū)的廢水均有毒有害，這些廢水若不經(jīng)過處理直接外排會對周圍環(huán)境造成較大的危害，此外廢水含還有較強的毒性，不慎進入水中會造成水中的生物死亡甚至絕跡?；@區(qū)產(chǎn)生的廢水還可能以滲透的方式進入地下水，如果周邊居民將受到污染的地表水或地下水作為常規(guī)的生活用水，長時間飲用會造成污染物在人體內(nèi)積累，破壞人體健康。若廢水滲入土壤，還會造成土壤污染，影響植物和土壤中微生物的生長。有些工業(yè)廢水還帶有難聞的惡臭，污染空氣。

二、構(gòu)建化工園區(qū)廢水處理方案

園區(qū)廢水的處理與處置，不僅需要相適應(yīng)的污水處理設(shè)施，也需要有良好的管理措施，良好的管理措施有助于提升廢水處理效果，保證廢水達(dá)標(biāo)排放。

（一）建立園區(qū)信息平臺，提升精細(xì)化管理水平

為確?；て髽I(yè)廢水排放達(dá)到納管標(biāo)準(zhǔn)，化工園區(qū)廢水處理的管理中，首先融入現(xiàn)代科學(xué)與信息技術(shù)，建設(shè)化工園區(qū)環(huán)境管理的信息平臺。我們以四川某化工園區(qū)信息化管理系統(tǒng)為例，該園區(qū)設(shè)置有完善的化工園區(qū)實時監(jiān)測系統(tǒng)，24小時監(jiān)測園區(qū)內(nèi)廢水指標(biāo)的動態(tài)情況，通過該系統(tǒng)一方面可以根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)迅速判斷園區(qū)廢水處理的效果，另一方面一旦廢水指標(biāo)出現(xiàn)波動，系統(tǒng)可以隨時預(yù)警，提醒工作人員對廢水處理設(shè)施進行調(diào)整，確保廢水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。此外，該化工園區(qū)還充分利用大數(shù)據(jù)整合和分析的優(yōu)勢，對廢水處理的流程和數(shù)據(jù)進行監(jiān)控，并以監(jiān)測數(shù)據(jù)為參考，對園區(qū)內(nèi)廢水的各項指標(biāo)進行分析，評價廢水處理獲得最好的處理措施，有效地提升了園區(qū)管理水平。

（二）化工園區(qū)廢水處理關(guān)鍵技術(shù)

園區(qū)在廢水處理常采用的模式有企業(yè)分散處理和園區(qū)廢水集中處理兩種治污模式。企業(yè)分散處理主要是指園區(qū)內(nèi)不同類型的企業(yè)較多，其排放的廢水污染物成分不同，鑒于此園區(qū)常要求各企業(yè)自行進行處理，再有園區(qū)管道統(tǒng)一進行排放，該法的優(yōu)點是能夠有效地處理不同種類的污染物，缺點是污染處理設(shè)施多，企業(yè)處理成本高，管理難度大。園區(qū)廢水集中處理主要是針對以同類型企業(yè)為主的園區(qū)，該類園區(qū)廢水水質(zhì)基本一致，集中處理可以降低企業(yè)成本，便于園區(qū)管理，但該類方法應(yīng)用范圍較窄，達(dá)標(biāo)排放難度大。鑒于此單純的企業(yè)分散處理和園區(qū)的集中處理均難以適應(yīng)目前我國化工園區(qū)的現(xiàn)狀，因此四川某化工園區(qū)根據(jù)相關(guān)情況逐步形成了“一企一管，共同治理”的園區(qū)廢水處理模式，一方面充分調(diào)研該化工園區(qū)企業(yè)污染物排放現(xiàn)狀，形成具有園區(qū)特點的污水排放標(biāo)準(zhǔn)，并規(guī)定園區(qū)各企業(yè)根據(jù)自身生產(chǎn)情況產(chǎn)生的不同廢水設(shè)置相應(yīng)的處理設(shè)施進行預(yù)處理，處理完成后才可以通過管道匯集到園區(qū)的集中式污水處理廠進行進一步處理。該種模式通過企業(yè)的預(yù)處理可以有效去除廢水中的特征污染物，有利于后續(xù)園區(qū)的深度處理。

三、化工園區(qū)廢水集中處理技術(shù)方案

由于化工園區(qū)廢水處理難度較大的特征，若采用常規(guī)的處理技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到達(dá)標(biāo)排放的要求，因此化工廢水的集中處理需要多種工藝結(jié)合才能達(dá)到處理效果。目前常見的化工園區(qū)廢水集中處理工藝流程一般可分為前期預(yù)處理單元、生化處理單元以及深度處理單元三個部分。

（一）前期預(yù)處理單元

前期預(yù)處理的主要作用是截流大顆粒固體懸浮物、調(diào)節(jié)水量、去除部分較大有機物、調(diào)節(jié)Ph值，此外該單元還能有效降低后續(xù)工藝的處理負(fù)荷，強化處理效果。目前預(yù)處理單元主要利用的是物化法進行處理，其主要設(shè)施有格柵、沉砂池、廢水調(diào)節(jié)池等。作為化工廢水，水量、水質(zhì)不穩(wěn)定，并有大量懸浮物進入污水管網(wǎng)，因此在廢水處理流程中設(shè)立廢水調(diào)節(jié)池和沉砂池，既能有效去除廢水中的顆粒物質(zhì)，還能在廢水沖擊負(fù)荷預(yù)警時，利用加藥沉淀的方法來進一步提升顆粒物的去除效果。

（二）生化處理單元

生化處理單元是廢水處理的核心，常用的生物處理方法主要有活性污泥法、氧化溝法、吸附—生物降解法（AB）、缺氧-好氧生物法（A/O）、厭氧-缺氧-好氧法（A2/O）、序批式活性污泥法法（SBR）等。而由于化工園區(qū)廢水的水質(zhì)差異較大，同時含有種類復(fù)雜的有毒有害物質(zhì)，常規(guī)單一的物化處理和生化處理效果均不能達(dá)到良好的處理效果，使處理后的廢水達(dá)到排放要求，因此迫切需要開發(fā)出一種經(jīng)濟、有效的處理方法是實現(xiàn)化工園區(qū)廢水處理后能夠達(dá)標(biāo)排放的關(guān)鍵。四川某化工園區(qū)采用改良型脫氮處理AAO工藝聯(lián)合MBR技術(shù)處理廢水取得了良好的效果，其中水解酸化法常作為化工廢水生物預(yù)處理技術(shù)，尤其是作為難生物降解廢水的預(yù)處理工序，可大大提高廢水的可生化性。采用改良型脫氮處理AAO工藝作為生化處理主工藝，有機物處理效果好且穩(wěn)定，同時具有良好的脫氮效果，其硝化、反硝化段單獨設(shè)置，利于控制各段的溶解氧濃度和污泥、混合液回流量，保證脫氮效果。

（三）深度處理單元

由于化工園區(qū)廢水來源不同，水質(zhì)差異較大，同時含有種類復(fù)雜的有毒有害物質(zhì)，常規(guī)單一的物化處理和生化處理效果較差，因此在污水處理流程中通常會根據(jù)情況設(shè)置深度處理單元更進一步降解廢水中污染物來保證園區(qū)廢水達(dá)標(biāo)排放，目前常見的深度處理方法主要有活性炭吸附法、膜分離法、高級氧化法、光化學(xué)催化氧化法、電化學(xué)氧化法等方法。針對廢水水質(zhì)特點，四川某化工園區(qū)廢水處理廠擬采用臭氧氧化技術(shù)作為深度處理技術(shù)，該法具有良好的脫色和有機污染物降解能力，且該法的反應(yīng)速度快，無二次污染，是目前應(yīng)用較為廣泛的深度處理方法。鑒于此為實現(xiàn)出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，該化工園區(qū)廢水生化處理后選擇采用臭氧氧化處理即“AAO+MBR+臭氧氧化”耦合處理工藝，該法處理效果好，無二次污染，污泥產(chǎn)生量小，能保證該化工園區(qū)廢水達(dá)標(biāo)排放。

四、結(jié)語

通過對四川某化工園區(qū)的處理工藝和技術(shù)方案的分析，我們發(fā)現(xiàn)采用“企業(yè)分散處理+化工園區(qū)廢水集中處理”的治理模式，既能通過各企業(yè)的預(yù)處理有效去除廢水中的特征污染物，有利于后續(xù)園區(qū)的深度處理，還能有效降低企業(yè)成本以及管理難度，保證廢水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。而處理方法使用“AAO+MBR+臭氧氧化”耦合處理工藝集中處理化工園區(qū)廢水的處理效果好，無二次污染，污泥產(chǎn)生量小，出水水質(zhì)可以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。這說明“企業(yè)分散處理+化工園區(qū)廢水集中處理”的治理模式以及“AAO+MBR+臭氧氧化”耦合工藝處理效果良好，能為長江沿岸化工園區(qū)的廢水處理工藝的研發(fā)提供有益參考。

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基金項目：成都工業(yè)學(xué)院校級科研項目（項目編號2020DF009）。