化工企業(yè)廢水處理現(xiàn)狀及處理工藝研究

楊秋菊

（中信國安化工有限公司，山東 荷澤 274500）

引言

隨著化工企業(yè)的發(fā)展，其產(chǎn)品種類越來越多，但同時其生產(chǎn)過程也產(chǎn)生了大量廢水，對生態(tài)環(huán)境造成了一定的污染，也影響了人們的身體健康。因此，為了解決化工廢水產(chǎn)生的影響，化工企業(yè)必須要重視對廢水的處理，并要結(jié)合現(xiàn)狀，不斷地研究和創(chuàng)新化工企業(yè)廢水處理工藝，從而實(shí)現(xiàn)零排放的目標(biāo)，避免給生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重影響。

1 化工廢水分析

通過對化工廢水相關(guān)內(nèi)容的了解，可以有針對性地對其進(jìn)行處理，以確?；て髽I(yè)廢水處理的效果，促使廢水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后進(jìn)行排放，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益[1]。

1.1 概述

通常純凈水在使用后，其原有的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)會發(fā)生變化，而且其中還會含有不同種類的雜質(zhì)，因而形成了廢水。然而，化工廢水主要是化工企業(yè)在生產(chǎn)過程中排出的生產(chǎn)工藝廢水、冷卻水、廢氣洗滌水、設(shè)備以及場地沖洗水等，這些廢水如果未經(jīng)嚴(yán)格處理就排放，必然會對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，且危害著人體健康，并阻礙了化工企業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。

1.2 特點(diǎn)

1.3 處理化工廢水的必要性

化工廢水一般呈強(qiáng)堿性和強(qiáng)酸性，并具有一定的毒性，如果不經(jīng)處理就直接排入環(huán)境中，不僅會對生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重影響，如果用于灌溉，還會對農(nóng)作物造成損害。同時，化工廢水的危害通常呈現(xiàn)持續(xù)性，所以要對化工企業(yè)廢水進(jìn)行有效處理，確保化工廢水達(dá)標(biāo)后再進(jìn)行排放，減少對周圍環(huán)境和人體健康的影響。另外，對化工企業(yè)廢水進(jìn)行處理，可以降解其中所含有的有毒物質(zhì)，避免對人體造成傷害。

2 化工企業(yè)廢水處理現(xiàn)狀

就目前情況看，化工企業(yè)廢水的處理還存在諸多不足，影響了處理效果，并對環(huán)境產(chǎn)生了一定的影響[3]。

2.1 處理效率有待提高

盡管我國對環(huán)保的重視度在明顯地提高，但是一些化工企業(yè)為了降低成本，并未按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對化工廢水進(jìn)行處理，從而造成了對環(huán)境的污染。同時，部分化工企業(yè)缺乏廢水處理的意識，不能根據(jù)化工生產(chǎn)的具體情況，針對性地處理廢水，導(dǎo)致化工企業(yè)廢水處理效率相對較低。另外，工作人員在處理化工企業(yè)廢水時，不能根據(jù)化工廢水的具體情況，合理選擇處理工藝，不僅處理效果不佳，而且也影響了處理效率。

2.2 處理工藝有待完善

在化工企業(yè)廢水處理初期，廢水處理人員通常要根據(jù)化工廢水的平均污染程度確定處理工藝，但是如果化工廢水的水質(zhì)、水量變化相對較大，化工企業(yè)廢水處理的效果就會相對較差，無法滿足標(biāo)準(zhǔn)的排放要求。另外，一些化工企業(yè)在提高排放標(biāo)準(zhǔn)以后，由于對污染物降解機(jī)理認(rèn)識不足，再加上為了降低生產(chǎn)成本，盡管升級了化工廢水處理工藝，但是在處理時，還是采用相對較為簡單的處理工藝，因而處理效果不理想。[4]

2.3 缺少對有毒物質(zhì)的檢測

由于化工企業(yè)具有一定的特殊性，其生產(chǎn)原料一般是以化學(xué)物質(zhì)為主，所以化工廢水中存在很多有毒物質(zhì)。但是，化工企業(yè)在處理廢水時，往往只對常規(guī)污染物進(jìn)行檢測，缺少對有毒物質(zhì)的檢測，并且有些有毒物質(zhì)是在處理過程中無法降解的，例如：有機(jī)氯、有機(jī)汞、重鉻酸鉀、三氧化二砷，如果將這些化工廢水直接排放，就會對水體造成非常嚴(yán)重的負(fù)面影響。這些有毒物質(zhì)一但進(jìn)入環(huán)境中，很容易進(jìn)入食物鏈中，不僅威脅了人體健康，也阻礙了化工企業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。

2.4 資源消耗較大

一些化工企業(yè)為了簡化廢水處理工藝，經(jīng)常將副產(chǎn)鹽直接添加到廢水中進(jìn)行排放，這樣直接影響了化工企業(yè)廢水處理的穩(wěn)定性[5]。同時，副產(chǎn)鹽具有較高的利用價值，而在后續(xù)處理過程中，其工藝相對較為麻煩，并且還會在一定程度上增加化工企業(yè)的生產(chǎn)成本，所以才導(dǎo)致這一現(xiàn)象不斷發(fā)生，對副產(chǎn)鹽來說也是一種浪費(fèi)。

3 化工企業(yè)廢水處理工藝

在明確和掌握現(xiàn)有廢水處理情況以后，就需要對化工企業(yè)廢水處理工藝進(jìn)行研究和創(chuàng)新，通過利用合理有效的處理工藝，能夠有效提升化工廢水的處理效果，確?；U水能夠達(dá)標(biāo)排放，避免對生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重影響。

由于橡膠草懸浮細(xì)胞的pH值變化與細(xì)胞增殖相關(guān)，在緩慢生長期（0～4 d）pH值由6.5迅速下降到5.7左右，懸浮細(xì)胞鮮重與干重緩慢增長，此時懸浮細(xì)胞的增殖十分緩慢。在對數(shù)生長期（4～12 d）保持穩(wěn)定，基本維持在pH值5.7左右，懸浮細(xì)胞鮮重與干重明顯呈上升趨勢，懸浮細(xì)胞迅速增殖。在12 d之后，pH值由5.7上升到6.8，同時，懸浮細(xì)胞的鮮重呈緩慢增長，然而懸浮細(xì)胞的干重出現(xiàn)緩慢下降的趨勢，可能環(huán)境不利于懸浮細(xì)胞生長。在懸浮細(xì)胞生長期間，第12天具有最大干重（圖5）。結(jié)果表明，懸浮細(xì)胞處于不同生理狀態(tài)時，會使培養(yǎng)液的pH值發(fā)生改變，這也是細(xì)胞對外界環(huán)境所做出的響應(yīng)。

3.1 膜處理技術(shù)

膜處理技術(shù)在化工企業(yè)廢水處理中，屬于一種常見的技術(shù)工藝，主要是結(jié)合化工企業(yè)生產(chǎn)情況，有針對性地對化工廢水進(jìn)行處理，以保證良好的處理效果。

第一，收集化工廢水，并且在收集后將廢水輸送到汽提塔中，這樣可以清除廢水中一些較難降解的物質(zhì)。同時，在利用膜處理技術(shù)時，與乙二醇相似的物質(zhì)，可以在塔頂進(jìn)行匯聚，并且從塔底引出。引出以后，再利用換熱降溫的方式實(shí)施進(jìn)一步處理。

第二，化學(xué)廢水處理完成以后，需要將其輸送到超濾系統(tǒng)，目的是清除其中所含有的聚醚，提升產(chǎn)水率。通常情況下，聚醚去除率可以達(dá)到95%以上。同時，在利用膜處理技術(shù)時，可以利用高壓泵增加處理壓力，以保證處理效果[6]。另外，通過利用磁針，可以提高原液體的濃度，再進(jìn)行濃縮，然后將其液體返回到一級進(jìn)料口中。

第三，經(jīng)過一系列操作可以將液體進(jìn)行濃縮，并且要將處理后的液體傳輸?shù)骄s塔中，經(jīng)濃度配比，實(shí)現(xiàn)對聚醚工段廢水的循環(huán)使用，避免資源產(chǎn)生較大的消耗。

3.2 超聲波處理技術(shù)

由于化工廢水中所含物質(zhì)的成份相對較為復(fù)雜，其中含有大量難以降解的有機(jī)物質(zhì)，而且這些物質(zhì)利用傳統(tǒng)化工企業(yè)廢水處理工藝，很難達(dá)到預(yù)期的效果[7]。通過對化工廢水處理工藝的不斷研究和創(chuàng)新，發(fā)現(xiàn)超聲波技術(shù)對于一些難以降解的有機(jī)物質(zhì)具有良好的處理效果，這主要是因?yàn)槌暡ㄌ幚砑夹g(shù)是利用超聲波對化工廢水進(jìn)行輻射，引起水體振動，產(chǎn)生空化作用，并且化工廢水中的氣泡可以在較短時間內(nèi)出現(xiàn)振蕩，空間環(huán)境也會呈現(xiàn)高溫、高壓、沖擊波強(qiáng)烈的狀態(tài)，使化工廢水中的有機(jī)物質(zhì)產(chǎn)生斷裂，從而達(dá)到降解效果。但在應(yīng)用超聲波處理技術(shù)時，工作人員一定要考慮超聲波的輻射頻率，通常是在15～1 000 KHZ，如果情況較為特殊，還需結(jié)合具體情況而定。另外，在應(yīng)用超聲波處理技術(shù)時，可以結(jié)合化工企業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際情況，與其他處理工藝聯(lián)用，以保證良好的處理效果，從而滿足化工企業(yè)廢水的處理需求。

3.3 磁分離處理技術(shù)

磁分離處理技術(shù)對化工企業(yè)廢水的處理效果非常好，該技術(shù)主要是將加磁性物質(zhì)放入化工廢水中，這樣在磁力場的作用下，可以分離化工廢水中的污染物，實(shí)現(xiàn)良好的處理效果[8]。磁分離處理技術(shù)分為直接磁分離技術(shù)及間接磁分離處理技術(shù)，其中直接磁分離技術(shù)比較適合含有磁性顆粒的化工廢水的處理，但是如果不含有磁性顆粒，或者磁性顆粒較弱，就需要利用間接磁分離處理技術(shù)。在應(yīng)用磁分離處理技術(shù)時，需要在化工廢水中添加Fe3O4顆粒物質(zhì)，并且結(jié)合實(shí)際情況將混凝劑添加到其中，這樣可以形成具有一定磁性的絮體，在此基礎(chǔ)上添加外磁場，可以有效分離廢水中的懸浮物，促使化工企業(yè)廢水處理能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

3.4 低溫等離子處理技術(shù)

低溫等離子處理技術(shù)處理化工企業(yè)廢水的效果非常好，并且在放電條件下，可以生成等離子體或者活性粒子，使化工廢水中的有機(jī)物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)分解、降解污染物的目的。另外，低溫等離子處理技術(shù)與其他處理技術(shù)有很大不同，該技術(shù)可以添加任何一種催化劑，而且反應(yīng)方式相對較為靈活，因而成本也相對較低。另外，根據(jù)相關(guān)研究顯示，低溫等離子處理技術(shù)的應(yīng)用效果盡管較好，但是其成熟度還有待提高，其穩(wěn)定性也還需要不斷進(jìn)行深入研究。

3.5 化學(xué)處理技術(shù)

3.5.1 高級氧化工藝

高級氧化技術(shù)在處理化工企業(yè)廢水時，可以產(chǎn)生羥基自由基，因而其氧化能力相對較強(qiáng)，并且在高溫、電、聲、光輻照、催化劑等反應(yīng)的影響下，可以將難以降解的大分子有機(jī)物進(jìn)行氧化處理，形成小分子物質(zhì)，使其具有低毒或無毒的特點(diǎn)[9]。同時，化工廢水含有大量可生化性差的有機(jī)物質(zhì)，因而具有一定的污染性。

為了保證化工企業(yè)廢水處理的效果，可以將化學(xué)預(yù)處理和生物處理方式相結(jié)合，去除化工廢水中的可生化性差的物質(zhì)，從而有效提升化工廢水的可生化性。另外，在利用該技術(shù)處理化工企業(yè)廢水時，可以將大部分有機(jī)物完全礦化或者分解，從而促使化工廢水可以實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，有效避免其對環(huán)境造成嚴(yán)重影響。

3.5.2 微納氣泡工藝

微納氣泡工藝是指點(diǎn)氣泡的直徑通常介于微米氣泡和百納米氣泡之間，因而具有很好的物理和化學(xué)特性。同時，微納氣泡工藝的氣泡體積相對較小，但是表面積卻相對較大，因而上升速度相對較慢，穩(wěn)定性相對較好，可以很好地附著在懸浮顆粒上。因此，在處理化工企業(yè)廢水時，可以利用微納氣泡工藝對廢水中有機(jī)物和無機(jī)物的進(jìn)行處理，并且微納氣泡破裂以后，氣液界面就會消失并發(fā)生劇烈的變化，高濃度離子可以將儲存的化學(xué)能量釋放出來，大量的羥基自由基也被激發(fā)出來。由于羥基自由基具有氧化還原的作用，可以降解化工廢水中的有機(jī)物質(zhì)，使水質(zhì)得以凈化，確?；て髽I(yè)廢水的處理效果。另外，微納氣泡工藝在未來的發(fā)展中，可以與其他處理技術(shù)相互結(jié)合，例如：吸附、離子交換等技術(shù)，進(jìn)而降低化工企業(yè)廢水的處理成本，實(shí)現(xiàn)良好的經(jīng)濟(jì)效益。

3.6 臭氧氧化處理技術(shù)

由于化工企業(yè)的生產(chǎn)性質(zhì)不同，所以化工廢水含有的成分及含量也不同，因此在處理化工企業(yè)廢水時，工作人員需要選擇合適的技術(shù)對廢水進(jìn)行有針對性地處理。臭氧氧化處理技術(shù)主要是利用臭氧發(fā)生器及氣水接觸設(shè)備，對化工廢水進(jìn)行處理，并且還可以對化工廢水中的酚、氰等污染物進(jìn)行處理，確?；て髽I(yè)廢水處理的效果[10]。但是，在應(yīng)用臭氧氧化處理技術(shù)時，需要注意以下幾點(diǎn)：第一，從氰化物氧化處理的角度來說，主要是將其生成氰酸鹽，并且等到含量達(dá)到一定程度以后，將臭氧添加入其中；第二，待到臭氧添加完成以后，需要對臭氧的含量進(jìn)行測試，并分析其含量是否達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)。同時，在進(jìn)行臭氧氧化處理時，處理人員需要結(jié)合實(shí)際情況與活性污泥法聯(lián)用，進(jìn)一步有效去除廢水中的氰化物，從而達(dá)到預(yù)期的處理效果。

4 實(shí)例分析

本文以某公司甲醇制醇醚燃料試驗(yàn)項(xiàng)目污水處理裝置為例，由于本裝置的廢水中含有醛類、聚甲氧基二甲醚等難降解的有機(jī)物，利用活性污泥法難以去除，如果單純采用活性污泥法進(jìn)行處理，水中的污染物對活性污泥的運(yùn)行穩(wěn)定性還會產(chǎn)生很大影響，而且經(jīng)處理的廢水也很難達(dá)標(biāo)，因此，本公司采用了“芬頓+水解酸化+接觸氧化+臭氧氧化+活性炭吸附”的污水處理工藝。

（1）污水首先經(jīng)過強(qiáng)氧化池，將毒性較強(qiáng)和難生物降解的甲醛等有機(jī)物氧化，為后續(xù)生化處理奠定基礎(chǔ)。采用芬頓氧化法投加的藥劑為雙氧水、硫酸亞鐵，在酸性環(huán)境（pH值為3～4）下反應(yīng)。芬頓氧化法流程簡單，操作穩(wěn)定可靠，氧化性強(qiáng)，氧化產(chǎn)物為二氧化碳和水，而且不會產(chǎn)生二次污染。

（2）出水進(jìn)入水解酸化池，工作人員可以根據(jù)實(shí)際情況補(bǔ)充氮磷等營養(yǎng)元素，使高分子、難降解的有機(jī)物分解成為小分子、易降解的有機(jī)物，并內(nèi)置組合式生物填料，以促進(jìn)微生物的附著生長。

（3）水解酸化池的出水進(jìn)入生物接觸氧化池，池中內(nèi)置組合式生物填料，并采用旋流式曝氣器進(jìn)行曝氣，且氧的利用率高，使用壽命長。接觸氧化法是利用附著在填料上的好氧菌分解有機(jī)物，使有機(jī)物分解為二氧化碳和水。

（4）接觸氧化池的出水經(jīng)沉淀后，采用臭氧氧化法，將難以降解的有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)樾》肿?、易生化的有機(jī)物，再進(jìn)入二級接觸氧化池繼續(xù)生化處理。。

（5）采用平流式沉淀池進(jìn)行固液分離，沉淀時間為2～4小時，并將沉淀污泥排至污泥貯池，再采用板框壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾干化處理。

（6）最后設(shè)置活性炭過濾器對超標(biāo)污染物質(zhì)進(jìn)行過濾、吸附處理，確保產(chǎn)水達(dá)標(biāo)排放。

5 結(jié)語

綜上所述，化工廢水處理一直是化工企業(yè)發(fā)展需要重點(diǎn)關(guān)注的問題。由于化工廢水的成分相對較為復(fù)雜，其中含有大量的有毒物質(zhì)和污染物質(zhì)，對生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的影響。因此，化工企業(yè)需要結(jié)合廢水的實(shí)際情況，制定合理、有效的廢水處理方案，如果情況較為特殊，可以將多種工藝技術(shù)聯(lián)用，這樣才能有效去除廢水中的有毒物質(zhì)和污染物質(zhì)，確?；て髽I(yè)廢水的處理效果[11]，避免其對生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重影響，從而促使化工企業(yè)能夠健康、穩(wěn)定地發(fā)展。