化學(xué)工藝在廢水處理中的應(yīng)用

張潤紅(蘭州石化職業(yè)技術(shù)大學(xué)，甘肅 蘭州 730207)

0 引言

隨著科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展，廢水實際體量逐步增大，廢水處理逐步成為關(guān)注的焦點，其實際核心因素為廢水會造成嚴重的土壤污染、水體污染，通過廢水處理、二次利用可進一步緩解水資源匱乏現(xiàn)狀。當(dāng)下廢水處理工藝較多，不同處理方法自身優(yōu)勢也不盡相同。從當(dāng)下實際處理成效而言，以化學(xué)工藝為基礎(chǔ)的廢水處理技術(shù)成效較佳，不僅實際處理成效較高，而且廢水實際轉(zhuǎn)化率也較高，最終不會產(chǎn)生二次污染。因此應(yīng)充分掌握化學(xué)處理廢水基本原理，科學(xué)、合理使用相應(yīng)的化學(xué)處理工藝，提高廢水處理成效，充分實現(xiàn)水資源循環(huán)應(yīng)用，保護實際生態(tài)環(huán)境。

1 污水類型與特征

按照不同的分類標準，可將廢水劃分為不同的種類，其實際污水類型包含以下幾方面：一方面，生活污水。生活污水主要包含糞便水、洗浴水、洗滌水等，除家庭生活廢水外，還包含各類集體單位和公用事業(yè)等排出的廢水，其中以有機污染為主，其中包含以下特征：含氮、磷、硫高，易引起水體富營養(yǎng)化；含有纖維素、淀粉、蛋白質(zhì)等，處于厭氧性細菌作用下易發(fā)生惡臭狀況；含有多種微生物，如：細菌、病原菌等，易促使人傳染各類疾病。另一方面，工業(yè)廢水。工業(yè)廢水實際排放量較大，污染范圍較廣，不少產(chǎn)品在應(yīng)用中會發(fā)生新的污染；因存在間歇性排放，有規(guī)律和無規(guī)律排放等特點，使實際污染防治難度加大。

2 廢水處理在環(huán)境工程中實際價值

當(dāng)下城市化發(fā)展背景下，廢水處理至關(guān)重要，隨著人們環(huán)保意識逐步增強，生態(tài)環(huán)境成為人們關(guān)注焦點，因此提高廢水處理水平尤為關(guān)鍵。廢水處理在環(huán)境工程中重要價值體現(xiàn)在以下三方面：

(1)有助于完善環(huán)境工程體系。環(huán)境工程實施核心目標在于保護當(dāng)?shù)貐^(qū)域環(huán)境資源，通過嚴控污染物實際排放量，加大對工業(yè)生產(chǎn)活動監(jiān)管力度，降低人類各項活動對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不良影響，以此保證生態(tài)系統(tǒng)處于良性循環(huán)中。廢水作為環(huán)境污染核心因素，人們?nèi)粘Ｉ罴肮I(yè)生產(chǎn)均會產(chǎn)生大量污水，若此類污水并未加以處理就直接排放，會對區(qū)域內(nèi)生態(tài)環(huán)境造成較大損傷。為從本質(zhì)層面實現(xiàn)保護環(huán)境目標，需高度重視廢水處理，逐步完善工程體系。(2)有助于提高水資源利用率。水資源作為人類立生之根本，尤其針對我國中西部地區(qū)，水資源匱乏已經(jīng)成為影響區(qū)域發(fā)展關(guān)鍵性因素，廢水處理效率及質(zhì)量，將直接影響水資源利用率，從而有效緩解城市用水實際壓力。廢水高效處理可從本質(zhì)層面解決污染物等，減少廢水對環(huán)境產(chǎn)生不利影響。也可消除其水資源中雜質(zhì)，將其轉(zhuǎn)化為可使用的資源，提高水資源利用率，以確保生態(tài)環(huán)境處于良性循環(huán)。(3)促進城市可持續(xù)發(fā)展。城市高效、健康發(fā)展不僅需要依附于區(qū)域內(nèi)經(jīng)濟活動，而且對生態(tài)環(huán)境有著較高要求。廢水作為環(huán)境工程核心構(gòu)成，提高廢水處理水平，減少其對城市環(huán)境污染，為城市長周期發(fā)展存儲水資源，促進城市良好發(fā)展。

3 化學(xué)工藝在廢水處理中實際應(yīng)用原則

當(dāng)下化學(xué)工藝憑借自身優(yōu)勢，廣泛用于實際廢水處理中，獲取較佳的應(yīng)用成效，為達成該目標，需始終遵循相應(yīng)的應(yīng)用基本原則，進一步獲取較佳的廢水處理成效：(1)充分應(yīng)用廢水特征。針對廢水處理工作，為提高處理效率、提升處理質(zhì)量需對處理主體有較強的了解和認識，重點關(guān)注廢水中存在的污染物及其化學(xué)性質(zhì)，應(yīng)高效實時把控各類污染物的實際含量，有助于進一步提升其相應(yīng)的廢水處理精準性、可靠性。為了提高廢水處理的經(jīng)濟效益，可考慮對廢水中存在的有利物質(zhì)進行回收應(yīng)用，實現(xiàn)其自身價值使用最大化。(2)遵循分離基本原則。針對當(dāng)下廢水處理而言，實際操作過程中應(yīng)遵循分離基本原則，最大限度地將廢水及其清潔水資源做好精細化分離，避免相互干擾的問題。如生活廢水排放和處理過程中，應(yīng)針對此類生活廢水排放管道增設(shè)相應(yīng)的分離裝置，避免其與正常生活給排水產(chǎn)生嚴重的交叉，并防范滲漏現(xiàn)象，影響人們?nèi)粘Ｉ?。對工業(yè)廢水分離處理更需加強管控力度，嚴禁各類廢水中重金屬及其有害物質(zhì)進入生活用水系統(tǒng)內(nèi)，給人們帶來嚴重的影響。同時，也應(yīng)保證其與自然環(huán)境相互分離，充分做好環(huán)境保護工作。(3)嚴格遵循分類原則。對于廢水高效化處理，應(yīng)將類別劃分為實際關(guān)注焦點，分類基本原則主要是對廢水開展精細化分析，且對其基本處理需求和內(nèi)部污染物做好分類，有助于后續(xù)廢水處理。為顯著提升分類成效，應(yīng)按照其污染程度做好分類工作，對不同污染程度的廢水進行有效處理，也是提升處理效率的關(guān)鍵條件，更是規(guī)避后續(xù)化學(xué)處理操作中產(chǎn)生嚴重浪費問題的基本前提。

4 化學(xué)工藝在廢水處理中應(yīng)用

4.1 應(yīng)用于氨氮廢水處理

氨、氮作為當(dāng)下工業(yè)廢水最常見的成分，如各類焦化廠、石油化廠產(chǎn)生廢水，均具備較強的污染性和毒性，若并未及時做好處理工作，便會引發(fā)嚴重的環(huán)境污染問題，對人們身體健康構(gòu)成嚴重的威脅。針對上述工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的廢水，可建議選取以下化學(xué)處理工藝，實現(xiàn)廢水再次處理應(yīng)用，體現(xiàn)在以下三方面：第一，厭氧好氧工藝(A/O工藝)。基于缺氧狀況下，選取化學(xué)處理工藝可將污水內(nèi)懸浮污染物、可溶性有機物進行水解，最終產(chǎn)生相應(yīng)的有機酸，并可將大分子轉(zhuǎn)化為小分子，將不溶有機物轉(zhuǎn)化為可溶性有機物。對其開展好氧處理，實際基本處理原理為，處于好氧池內(nèi)完成缺氧水解氧化工作，處于缺氧狀況下可完成蛋白質(zhì)、脂肪等相關(guān)物質(zhì)的處理工作，最終生成硝酸根離子?；谕N缺氧條件下，對硝酸根離子做好處理，進一步達成碳、氧循環(huán)工作，實現(xiàn)污水凈化處理工作。上述廢水化學(xué)處理工藝最為典型的特征為簡單、高效，但脫氮實際成效不佳。第二，Bardenpho工藝。與A/O工藝相比較，此類廢水處理工藝多一個缺氧段、好氧段，且兩個階段處于獨立工作狀態(tài)，實際操作程序為廢水先依次進入一級缺氧池、一級好氧池，經(jīng)處理的混合液一部分回流至一級缺氧池內(nèi)，另一部分依次進入二級缺氧池、二級好氧池、沉淀池，最后出水。因二級好氧池內(nèi)混合液不發(fā)生回流，所以一級缺氧池的反硝化脫氮效率較二級缺氧池內(nèi)反硝化實際效率高，整體脫氮效率較A/O工藝進一步提升。第三，側(cè)流富集/主流強化硝化。處于A/O工藝基礎(chǔ)上，可將第一部分回流污泥進入間歇性曝氣池內(nèi)，實現(xiàn)濃縮上層液、污泥脫水濾液進行硝化處理，當(dāng)其開展相應(yīng)的處理工藝流程時，顯著提升反硝化脫氮成效[1]。

4.2 應(yīng)用于丙二醇廢水處理

丙二醇廢水的處理使用活性炭吸附法、電化學(xué)法的頻次較高，不同處理方法基本原理、特征存在較大差異性。其中，活性炭吸附法處理廢水基本原理為，充分利用其多孔結(jié)構(gòu)強制吸附有機溶劑，此類方法屬于物理處理方法。電化學(xué)方法處理廢水核心原理，應(yīng)將其放置于特定反應(yīng)器內(nèi)部，利用化學(xué)電極反應(yīng)產(chǎn)生相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)，可進一步將廢水中丙二醇完成轉(zhuǎn)化和分解。選用上述廢水處理方法，其選用的相關(guān)設(shè)備具有較為簡易、維護高效等特征，最為關(guān)鍵的是，不受丙二醇自身實際毒性產(chǎn)生干擾。當(dāng)下此類廢水處理過程中，常用化學(xué)工藝包含兩種方式：第一，電絮凝法?？茖W(xué)、合理選用直流電，充分將鐵、鋁陽極自身失去電子最終生成相應(yīng)的離子，其被水解后生成最終產(chǎn)物為絮凝物。此類物質(zhì)充分發(fā)揮自身優(yōu)勢，充分將各類污染物進行高效化吸附，以直流電為核心驅(qū)動力，產(chǎn)生相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)，將毒性物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)榈投疚镔|(zhì)。第二，電化學(xué)氧化法。廢水直接或間接產(chǎn)生相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)，其中間接電解主要包含兩種反應(yīng)，即可逆、不可逆反應(yīng)。處理丙二醇廢水多選用電化學(xué)氧化法，應(yīng)結(jié)合實際狀況投入相應(yīng)的氧化劑，確保其最終生成相應(yīng)的丙二酸，適當(dāng)加入堿性物質(zhì)完成中和，去除廢水內(nèi)丙二醇，確保廢水滿足實際排放要求和標準。

4.3 應(yīng)用于油氣廢水處理

油氣廢水處理過程中，建議選取聲化學(xué)工藝，此類工藝可積極將污水內(nèi)部物質(zhì)做好處理，尤其針對去污染程度較高且無法降解的油氣廢水，該廢水處理工藝可單獨進行選用，亦或與其他工藝做好聯(lián)合使用。

聲化學(xué)處理技術(shù)基本應(yīng)用原理為，充分利用超聲波自身優(yōu)勢，產(chǎn)生相應(yīng)的高溫、高壓現(xiàn)象，可有效加速化學(xué)反應(yīng)，從本質(zhì)層面大幅度提升污染物實際轉(zhuǎn)化效率?？栈?yīng)主要是指基于超聲波自身工作周期波動下，內(nèi)部液體自身實際媒介發(fā)生收縮、舒張形成氣泡，隨著時間的推移，可產(chǎn)生相應(yīng)的瞬時高壓和高溫，第一時間消除廢水內(nèi)污染物。相較于其他化學(xué)實際處理工藝，聲化學(xué)處理技術(shù)用于廢水處理中，可獲取較佳的處理成效，但整個冷卻系統(tǒng)配置復(fù)雜程度較高，促使廢水處理成本增加[2]。

4.4 應(yīng)用于硫化物、氰化物處理

硫化物、氰化物均作為當(dāng)下廢水內(nèi)相關(guān)有害物質(zhì)，為采取相應(yīng)的廢水處理技術(shù)措施，及時將內(nèi)部污染物去除，可選取吹脫法實施，此類處理方法自身處理效率較高，可防止產(chǎn)生二次污染狀況。吹脫法基本應(yīng)用原理為，以空氣為實際介質(zhì)，可實現(xiàn)廢水、水中溶解氣體產(chǎn)生相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)，實現(xiàn)物質(zhì)形態(tài)的轉(zhuǎn)變，最終達成吹脫分離工作。處于正常狀況下開展此項工作，主要包含兩種方式，即吹脫池、吹脫塔，不同方式工作原理和特征不一，應(yīng)結(jié)合實際狀況積極完成去除污染物工作。為進一步徹底將污水中硫化物、氰化物去除，可選取以下方法開展處理：(1)利用堿性溶液做好吸收，選用NaOH溶液，可將H2S、氰化氫轉(zhuǎn)變?yōu)镹a2S、氰化鈉，最終實施蒸發(fā)、結(jié)晶便可完成處理工作；(2)應(yīng)用活性炭完成此類物質(zhì)吸附；(3)燃燒?？纱偈挂讚]發(fā)的物質(zhì)充分燃燒，最終轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌镔|(zhì)，如H2S，將其轉(zhuǎn)化為H2SO4。

4.5 應(yīng)用于電鍍廢水處理

電鍍廢水內(nèi)含有大量的活性劑、助劑，此類物質(zhì)自身攜帶大量的污染物，使實際處理過程難度加大。因此，可采用微波化學(xué)處理技術(shù)，基本應(yīng)用原理為，充分借力微波促使電鍍廢水內(nèi)實際污染物發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，將其轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w或不溶于水的物質(zhì)。此外，可適當(dāng)加入相應(yīng)的添加劑，促使電鍍廢水實際污染物充分地與添加劑深層次融合，形成相應(yīng)的絮凝體最終沉淀，達到將污染物與水分離的目標。微波化學(xué)處理技術(shù)應(yīng)用于電鍍廢水處理中，可在短周期內(nèi)快速處理其內(nèi)部實際污染物，高效化完成廢水處理。該技術(shù)自身還具有實際工藝流程短、成本較低、處理效果好等不可比擬的優(yōu)勢，用于電鍍廢水處理可從本質(zhì)上降低企業(yè)實際處理成本，節(jié)省土地資源。

5 化學(xué)工藝處理廢水優(yōu)化策略

化學(xué)工藝處理廢水作為一項綜合性、復(fù)雜性工作，需充分結(jié)合當(dāng)下實際狀況，不斷提出相應(yīng)的處理措施，保證化學(xué)工藝處理廢水更具高效化。針對當(dāng)前的廢水處理形勢，特提出以下幾方面策略。

5.1 加大城市污水處理基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

城市廢水處理設(shè)施建設(shè)需充足資金給予支持，相關(guān)企業(yè)要高度重視廢水處理廠設(shè)備及工藝的投入，以確保廢水處理有效性，并提高廢水處理標準。首先，政府應(yīng)積極發(fā)揮自身主導(dǎo)作用，創(chuàng)設(shè)良好的外部環(huán)境，給予廢水處理企業(yè)政策、稅收等支持，鼓勵污水處理廠引入先進設(shè)備，提高設(shè)備更新速度；其次，廢水處理工藝指標實現(xiàn)量化，如：污泥生產(chǎn)率、處理單位水量能耗等，減少重復(fù)性建設(shè)狀況，保證投資有效性及精準性。最后，合理化布設(shè)污水處理廠，從根本上解決原有集中化處理排放模式，應(yīng)始終遵循合理統(tǒng)籌、就近處理原則，結(jié)合城市未來戰(zhàn)略發(fā)展，完善城市污水處理路徑，提高污水處理效率及質(zhì)量[3]。

5.2 注重廢水再生利用

積極采取行之有效的措施，將污水轉(zhuǎn)化為再次利用水資源，完善污水處理體系，按照規(guī)模及范圍再生水可劃分為四種類型：一是小區(qū)域建筑群再生水，主要針對目標群體為規(guī)模較小機關(guān)、住宅小區(qū)、學(xué)校等，將廢水處理裝置增設(shè)于小區(qū)內(nèi)，處理和使用該范圍內(nèi)雜排水；二是區(qū)域性建筑群再生水，利用二級污水處理系統(tǒng)，加強對城市工業(yè)、生活污水處理，將其最終用于綠化、沖洗便器等方面；三是排水設(shè)施完善的再生水，結(jié)合區(qū)域內(nèi)排水實際狀況，將其分類為普通、優(yōu)質(zhì)雜用水，通過有效處理用于洗車、澆灌綠化等方面；四是排水設(shè)施不完善區(qū)域再生水，該污水需進行沉淀、除油等處理環(huán)節(jié)，最終排放于市政管網(wǎng)中。提高城市再生水利用率，有助于緩解城市水資源匱乏困境。

6 結(jié)語

廢水處理技術(shù)發(fā)展主趨為低碳節(jié)能，高效化提升廢水處理效率及質(zhì)量，實現(xiàn)綠色、高效化目標十分關(guān)鍵，化學(xué)工藝用于實際廢水處理中，可顯著提升實際處理效率和質(zhì)量，提高水資源利用率，實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境保護目標。