伴隨著我國數(shù)十年大規(guī)模擴(kuò)張的工業(yè)化發(fā)展,環(huán)境污染問題不斷加劇,化工生產(chǎn)過程中通常會(huì)產(chǎn)生大量的廢水,未經(jīng)有效處理的廢水排放后將會(huì)對(duì)生活環(huán)境及生命健康造成較大的不利影響。近幾年針對(duì)化工生產(chǎn)廢水排放問題,相關(guān)部門及企業(yè)已投入了大量資金且取得了一定的成效,但在化工廢水的排放和處理上仍存在一些急需解決的問題問題,尤其是如何采取有效的處理方法兼顧處理質(zhì)量效率及使用成本仍然使領(lǐng)域內(nèi)的一項(xiàng)研究重點(diǎn),逐步建立健全適合本企業(yè)的化工廢水處理系統(tǒng),并嚴(yán)格遵守相關(guān)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)科學(xué)設(shè)計(jì)并實(shí)施廢水處理計(jì)劃,對(duì)化工生產(chǎn)廢水采取合理的處理措施,將化工廢水對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的影響降到最低[1]。
1化工生產(chǎn)廢水處理存在的問題
快速發(fā)展的現(xiàn)代工業(yè)對(duì)化工產(chǎn)品(石油等)的需求量不斷增加,生產(chǎn)過程產(chǎn)生的化工廢水不斷增多,以石油化工廢水為例,其多以乳狀液體形式存在,石化廢水水質(zhì)復(fù)雜且水量大,廢水中含有多種有機(jī)化學(xué)成分(包括油、硫、氨氮、化學(xué)需氧量COD等),處理難度系數(shù)較大。大量化工生產(chǎn)廢水的排放會(huì)污染水資源并破壞大范圍內(nèi)的生態(tài)環(huán)境,進(jìn)而對(duì)公眾的衣食住行產(chǎn)生不利影響。面對(duì)環(huán)境問題這一經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展面臨的難題,化工企業(yè)的環(huán)保意識(shí)與觀念不斷提高,著就需要化工企業(yè)兼顧經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,采取有針對(duì)性的處理方案及措施,以減少對(duì)環(huán)境的破壞。目前化工企業(yè)在處理生產(chǎn)廢水過程中存在的問題主要包括:①廢水處理過程中的資源浪費(fèi)現(xiàn)象較為嚴(yán)重,化工廠在處理廢水方面大多存在廢水處理質(zhì)量及效率不高等一系列問題,其中以資源浪費(fèi)最為常見,在化工生產(chǎn)過程中通常會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)品,而這些酸堿性不同的副產(chǎn)品大多無法實(shí)現(xiàn)資源間的互助功能,因此化工廠大多采取分開處理的的處理方式后再進(jìn)行排放,加大了廢水處理的難度,從而導(dǎo)致部分可再利用的資源被嚴(yán)重浪費(fèi)。部分化工廠過于追求眼前的經(jīng)濟(jì)利益而未嚴(yán)格按照規(guī)章標(biāo)準(zhǔn)處理廢水,使得一些化工原料浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重;此外部分企業(yè)對(duì)廢水處理方法的應(yīng)用缺少科學(xué)合理的規(guī)劃和實(shí)施,導(dǎo)致廢水處理質(zhì)量和效率不佳。②宏觀層面化工生產(chǎn)廢水處理監(jiān)督管理制度體系有待完善,部分地區(qū)尤其是農(nóng)村偏遠(yuǎn)地區(qū)對(duì)于化工廠廢水處理的監(jiān)督、檢查體系及懲治力度仍然有待進(jìn)一步完善和提高,化工廠廢水處理的實(shí)施質(zhì)量需以科學(xué)完善的管理機(jī)制作為支撐,著是提高化工廠環(huán)保意識(shí)并有效約束員工工作態(tài)度的重要手段,同時(shí)也為化工企業(yè)提供處理的標(biāo)準(zhǔn)及有效技術(shù)方法,督促其嚴(yán)格按照規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)采取合理的處理方法完成廢水處理過程。目前國內(nèi)化工廠大多缺少一套科學(xué)合理的廢水處理機(jī)制,降低了對(duì)廢水處理的監(jiān)督管理質(zhì)量,部分工作人員沒有按著規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)去做,在建立機(jī)制時(shí)還存在機(jī)械照搬的現(xiàn)象,導(dǎo)致不適合本企業(yè)生產(chǎn)工廠使用,增加了實(shí)際生產(chǎn)中廢水處理的難度[1]。
2化工廠廢水處理的相應(yīng)對(duì)策
1)提高化工生產(chǎn)企業(yè)對(duì)節(jié)能環(huán)保生產(chǎn)及后續(xù)處理的重視程度,節(jié)能環(huán)保生產(chǎn)是化工生產(chǎn)的主要目標(biāo)和環(huán)節(jié),是有效減少廢水排放量同時(shí)提高資源利用率的重要手段,各工廠需主動(dòng)順應(yīng)時(shí)代發(fā)展趨勢(shì)意識(shí)到節(jié)能環(huán)保生產(chǎn)對(duì)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的推動(dòng)?xùn)|作用,并真正運(yùn)用到實(shí)際生產(chǎn)中,例如,回收化工生產(chǎn)產(chǎn)生的可再利用副產(chǎn)品并進(jìn)行再利用,實(shí)現(xiàn)資源利用率的有效提高;化工廠員工可將副產(chǎn)品中的廢酸合理應(yīng)用到鐵的微電解中,實(shí)現(xiàn)對(duì)廢酸的有效處理及循環(huán)再利用;在廢水處理中可充分利用產(chǎn)生副產(chǎn)品中存在的一些小分子有機(jī)化合物,實(shí)現(xiàn)廢水中污染物的有效降低,經(jīng)處理后可再利用到其他生產(chǎn)環(huán)節(jié)。2)企業(yè)根據(jù)實(shí)際需要加大對(duì)專業(yè)環(huán)保生產(chǎn)管理人才的培養(yǎng)和引入力度,加大對(duì)這方面科研的資金投入,打造一支精通生產(chǎn)和環(huán)保的人才隊(duì)伍,為廢水處理提供科學(xué)技術(shù)及科技人才支撐。具體可通過定期邀請(qǐng)相關(guān)專業(yè)人才對(duì)企業(yè)員工開展專業(yè)培訓(xùn)和考核,支持并獎(jiǎng)勵(lì)員工的科研與工作成果,推動(dòng)工廠化工廢水處理能力的不斷提高。3)科學(xué)合理的規(guī)劃和使用現(xiàn)代廢水處理方法和技術(shù),這是解決廢水處理問題的基礎(chǔ)和關(guān)鍵,不斷發(fā)展完善的科學(xué)技術(shù)為包括廢水處理在內(nèi)的化工生產(chǎn)各方面提供了有力的支撐,合理使用相應(yīng)的廢水處理技術(shù)可有效提高廢水處理質(zhì)量及效率,提高資源的再利用率、降低對(duì)環(huán)境的污染,滿足可持續(xù)發(fā)展需求。目前常用化工生產(chǎn)廢水處理技術(shù)可劃分為化學(xué)處理法、物理處理法、生物處理法3大類,主要包括臭氧化法、磁分離技術(shù)、電催化氧化法、膜分離法、固定化微生物技術(shù)、鐵碳微電解技術(shù)、廢水循環(huán)利用等[2]。
3化工生產(chǎn)廢水處理技術(shù)的應(yīng)用
3.1化學(xué)處理法
包括混凝法、氧化還原法等在內(nèi)的化學(xué)處理法是目前最有效便捷的廢水處理方法,化學(xué)處理法主要用于對(duì)某些被溶解的毒性物質(zhì)進(jìn)行分離(利用化學(xué)作用),通過將相應(yīng)藥劑加入到廢水中實(shí)現(xiàn)毒性物質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變進(jìn)而消減毒性,如在完成膠體及懸浮顆粒到固體沉淀的轉(zhuǎn)換等的基礎(chǔ)上通過分離完成污染物及可在利用資源的收集。為對(duì)工業(yè)上的化工生產(chǎn)廢水中的不同性質(zhì)污染物進(jìn)行高效的處理,通常需根據(jù)自身情況結(jié)合運(yùn)用多種處理方法,如對(duì)濃度較低的含酚廢水綜合運(yùn)用混凝法和氧化還原法(二者主要功能分別在于除懸浮物和除酚)進(jìn)行處理時(shí),可有效去除高分子有機(jī)物及有害重金屬[3]。1)混凝法,能夠降低廢水混濁程度,可有效去除廢水中的重金屬離子,具體通過將相應(yīng)混凝劑加入到化工廢水中有效降低膠體顆粒間的互斥力,膠體顆粒經(jīng)過碰撞聚沉后形成混凝體(易與水分離),從而達(dá)到凈化的目的。混凝法還適用于預(yù)處理(對(duì)細(xì)小懸浮顆粒及膠體微粒的去除效果優(yōu)于沉淀法),去污效率高達(dá)90%。2)氧化法(可用于處理無機(jī)物和有機(jī)物,氧化與還原通常同步進(jìn)行),涉及到共價(jià)鍵的有機(jī)物在使用氧化法時(shí)氧化還原過程較為復(fù)雜,其中的部分電子的云密度會(huì)發(fā)生改變。該方法法主要包括:臭氧氧化法,適用于處理有毒污染物和難降解有機(jī)物主要用于殺菌、脫色、除臭、降濁,對(duì)廢水采用作為氧化劑的臭氧進(jìn)行凈化消毒處理。操作流程簡(jiǎn)單且沒有二次污染的臭氧氧化法可使難降解有機(jī)物的可生化性得到有效改善。但,臭氧具有不穩(wěn)定、強(qiáng)氧化、腐蝕等特性,由于臭氧性質(zhì)不穩(wěn)定且只能在高電耗下生產(chǎn),通常需現(xiàn)場(chǎng)配制使用,增加了使用成本;濕化氧化法,在氧化速度和處理效率方面具備較大的優(yōu)勢(shì),可有效處理毒性強(qiáng)、難降解的有機(jī)物,主要用于氧化懸浮有機(jī)物(需在高壓條件下的液相中進(jìn)行),濕化氧化反應(yīng)比臭氧氧化用間短、成本低且使用更加便捷,應(yīng)用較為廣泛[4]。
3.2物理處理法
對(duì)廢水中的難溶懸浮物可采用物理處理法在不改變污染物性質(zhì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行分離和回收(通過包括重力、阻力等在內(nèi)的物理作用或機(jī)械力實(shí)現(xiàn)),通常用于去除難降解懸浮物及毒性物質(zhì)等(主要針對(duì)廢水回收前的預(yù)處理環(huán)節(jié)),物理處理法在去除懸浮顆粒和難降解有機(jī)物、操作流程、使用成本方面具備較大的優(yōu)勢(shì)。物理處理法主要包括:1)篩濾法,適用于處理經(jīng)混凝或生物處理后的廢水,主要將廢水中較大的懸浮物和膠粒物采用介質(zhì)(主要包括篩網(wǎng)、紗布及微孔管等)及相關(guān)設(shè)備(格柵和柵網(wǎng))進(jìn)行攔截,可有效避免泵、閥及其他設(shè)備被堵塞,格柵作為廢水處理廠的重要輔助設(shè)施通常由一組平行柵條構(gòu)成(斜置于泵站集水池進(jìn)口處)。篩濾主要分為過濾(廢水中的微小懸浮物和膠體物流經(jīng)水池、濾料層、承托層時(shí)會(huì)被逐層篩選過濾掉)和反沖洗(濾料層中沉積物隨著沖洗水流經(jīng)相反流程時(shí)流入排水槽)兩個(gè)階段。2)沉淀法,借助重力場(chǎng)的作用根據(jù)廢水中懸浮顆粒與水的密度差實(shí)現(xiàn)固液分離,懸浮物密度大于水密度則懸浮物下沉,反之上浮。沉淀法通常主要用于廢水預(yù)處理、初步處理(進(jìn)入生物處理構(gòu)筑物前,如通過初沉池去除懸浮有機(jī)物)、經(jīng)生物處理后的固液分離(如將生物處理產(chǎn)生的活性廢泥等通過二次沉淀池進(jìn)行分離)及污泥濃縮等。3)氣浮法,主要作為中間處理步驟(混凝后),主要以直徑較小的懸浮固體顆粒作為處理對(duì)象,將空氣通入廢水中析出微小分散的氣泡,在周圍存在大量氣泡的情況下,石化油、疏水性細(xì)微懸浮污染物(密度較小)附著于氣泡上,克服重力和阻力的作用進(jìn)行氣浮,水面有大量氣泡則表示分離完成,適用于去除具備疏水性的懸浮顆粒(固液分離效果更好)。為有效維持泡沫的穩(wěn)定可實(shí)際操作時(shí)可添加混凝劑或表面活性劑,提高氣浮效果[5]。4)吸附法,除臭、脫色、溶解有機(jī)物等能力較強(qiáng),但吸附劑用量大、吸附周期較短等,物體因存在表面張力而使表面分子受力不均勻,表面分子不能移動(dòng)是固體分子只能吸附氣體分子(停留在其表面)實(shí)現(xiàn)吉布斯函數(shù)的降低,大部分懸浮雜物通常選用具有多孔親油和大比表面積的固體(如活性炭、硅藻土及樹脂等)作為吸附劑即可有效吸附,吸附后的產(chǎn)物需進(jìn)行富集處理(可采用加熱吹氣等方法),可結(jié)合其他廢水處理法使用,如脫色、去除COD及生化需氧量能力極強(qiáng)的吸附劑活性炭結(jié)合臭氧聯(lián)合處理廢水。5)膜分離法,根據(jù)發(fā)生膜分離的推動(dòng)力可分為自然滲析、電滲析、反滲析、超濾法及液膜技術(shù)5種,根據(jù)使用的膜種類可分為有機(jī)膜和無機(jī)膜2種處理法。膜分離法利用具有不同孔徑等特點(diǎn)的薄膜材料將一些大分子雜質(zhì)有選擇性的過濾掉,使部分小分子物質(zhì)透過,從而實(shí)現(xiàn)廢水凈化處理。具備設(shè)備簡(jiǎn)單、易調(diào)控、節(jié)省空間等優(yōu)勢(shì)的膜分離法顯著提高了廢水處理效率,但滲透膜易被污染、操作處理較復(fù)雜,需定期殺菌消毒。化工生產(chǎn)廢水連續(xù)膜過濾處理技術(shù)原理如圖1所示[6]。
3.3生物處理法
將廢水中的難降解有機(jī)物和毒性物質(zhì)利用微生物新陳代謝作用(在酶的催化作用下)完成到無毒害物質(zhì)的分解轉(zhuǎn)化,達(dá)到凈化廢水目的。具備操作簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、效率高、環(huán)保等優(yōu)勢(shì)的生物處理法適用于大規(guī)模處理廢水,含油廢水水質(zhì)較為復(fù)雜限制了生物處理法在采油廢水處理領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍。主要包括:①好氧生物處理法,包括活性廢泥法和生物膜法,反應(yīng)速度較快、處理構(gòu)筑物容積較小、散發(fā)臭氣較少,適用于中低濃度的及濃度不超過500mg/L的BOD有機(jī)廢水,將廢水中的難降解有機(jī)物和毒性物質(zhì)通過好氧微生物在氧氣充足的條件下將其作為食物進(jìn)行分解并逐步釋放能量,進(jìn)而轉(zhuǎn)換成無毒害物質(zhì)。②厭氧生物處理法,通過兼性厭氧微生物對(duì)廢水進(jìn)行分解凈化(在無氧條件下),適用于處理沉淀污泥、高濃度有機(jī)廢水、動(dòng)植物殘骸及糞便等,但處理后的水質(zhì)不能完全達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),限制了其應(yīng)用范圍[7]。
4結(jié)語
經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展離不開化工產(chǎn)品的支撐,化工行業(yè)面臨著新的機(jī)遇和挑戰(zhàn),不斷發(fā)展的化工生產(chǎn)面臨著化工生產(chǎn)廢水排放量日趨增多的問題,化工廢水的有效處理既有利于環(huán)境保護(hù),又能夠在推動(dòng)化工企業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮重要作用。針對(duì)化工生產(chǎn)過程中排放的廢水這一環(huán)境問題,本文主要研究分析了相關(guān)廢水處理技術(shù)及方法,以期為化工企業(yè)采取科學(xué)有效的廢水處理方案提供參考。
《化工生產(chǎn)廢水處理技術(shù)分析》來源:《粘接》,作者:馬寧
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