楊蘭蘭
(上海華強環(huán)境科技工程有限公司,上海 201203)
化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)工藝復(fù)雜,產(chǎn)生的污染物種類繁多且毒性大,如果廢水處理技術(shù)應(yīng)用不合理,管理不到位,將會造成水資源污染和生態(tài)平衡破壞,甚至對人類與動植物造成直接危害。因此,相關(guān)企業(yè)要重視廢水處理與排放問題,根據(jù)生產(chǎn)實情科學(xué)選擇工業(yè)廢水處理技術(shù),并加強管理,提高工業(yè)廢水處理效率,降低成本與能耗,促進化學(xué)工業(yè)有序發(fā)展。
根據(jù)生產(chǎn)原料不同,分為石油化工、精細(xì)化工、煤化工等,產(chǎn)業(yè)之間互有滲透與交叉。化學(xué)工業(yè)廢水主要來源于生產(chǎn)排放廢水、洗滌用水、循環(huán)冷卻水、濃鹽水及回用水等。廢水中含有大量有毒有害物質(zhì),如重金屬、難降解有機物等[1]?;瘜W(xué)工業(yè)廢水也因產(chǎn)業(yè)差異略有不同,但整體相近,主要包括硫化物、芳香烴多;重金屬含量高、色度高、酸堿變化大、有藥物殘留;含鹽量高、水質(zhì)不穩(wěn)定等。如若未經(jīng)處理或處理不達標(biāo)排放,均會對生態(tài)環(huán)境造成破壞。
化學(xué)工業(yè)廢水具有高鹽度、高COD、難降解、有毒等特性,常用處理技術(shù)包括物理法、化學(xué)法、生物法。
物理法是利用吸附、氣浮、混凝及膜處理等手段去除廢水中懸浮物類物質(zhì)的技術(shù),常作為廢水預(yù)處理和深度處理技術(shù)。吸附法是利用吸附劑的吸附性能去除水中污染物的過程,分為物理吸附、化學(xué)吸附和離子交換吸附。常用的吸附劑有活性炭、天然沸石及樹脂吸附劑等,可有效降低色度、COD及異味等,但處理成本較大,無法回收利用,易造成二次污染[2]。氣浮法是在廢水中形成微小氣泡,使氣泡與水中懸浮顆粒黏附形成水-氣-顆粒三相混合體系,上浮至水面,形成浮渣層被刮除,以此實現(xiàn)固液分離。目前常用的有曝氣氣浮法和溶氣氣浮法,除油效果良好。膜法包括微濾、超濾、反滲透及電滲透等,是一種高效低耗的分離處理技術(shù)[3]。工藝較成熟,可以去除廢水中98%以上的電解質(zhì),及有機物、無機鹽等,同時可回收利用,但處理成本較高,膜易堵塞受污染,使用壽命短[4]。
化學(xué)法是利用化學(xué)反應(yīng)的作用以去除水中的雜質(zhì),處理對象主要是無機的或有機的溶解物質(zhì)或膠體物質(zhì)?;瘜W(xué)法包括絮凝法、氧化法等。
絮凝法是在廢水中加入絮凝劑,使水中懸浮物顆?;蚰z體凝聚產(chǎn)生絮凝體,從廢水中分離而去除的凈化技術(shù)?,F(xiàn)常用復(fù)合絮凝劑替代單一絮凝劑進行廢水處理,處理效果更好。氧化法包括光化學(xué)氧化、電化學(xué)氧化、濕式氧化等。光化學(xué)氧化是光催化劑經(jīng)光照射,在其表面產(chǎn)生強氧化性物質(zhì),達到對有機物的降解和礦化,具有徹底高效快速的優(yōu)點。如臭氧,可快速氧化還原態(tài)的污染物,但處理成本高,且對一些鹵代烴物質(zhì)的氧化效果欠佳。電化學(xué)氧化是利用電化學(xué)反應(yīng)的選擇性對廢水中有機物進行直接或間接氧化降解。該技術(shù)中主要氧化劑是電子,反應(yīng)條件溫和,無二次污染,并具有殺菌作用,在染料及造紙等產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用廣泛。但該技術(shù)需支付高額操作費,且能耗較大。濕式氧化法最早興起于20世紀(jì)50年代,在高溫(150~350℃)和高壓(0.5~20MPa)條件下,以空氣或純氧為氧化劑,在液相中將有機污染物氧化為CO2和水等無機物或小分子有機物的過程[5-6]。能耗低,但催化劑失活及設(shè)備管線腐蝕問題較嚴(yán)重,投資運行成本高。
生物法是利用微生物的代謝作用分解廢水中污染物的處理方法,包括厭氧處理和好氧處理兩種。
厭氧處理是厭氧細(xì)菌在無氧環(huán)境下對廢水中的有機物進行降解和轉(zhuǎn)化,生成二氧化碳和甲烷等。厭氧處理過程包括水解酸化、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸、產(chǎn)甲烷三個階段,分別利用水解產(chǎn)酸細(xì)菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌及產(chǎn)甲烷細(xì)菌[7]。缺點是厭氧微生物的生長發(fā)育緩慢,處理過程復(fù)雜且不穩(wěn)定,并有氣味產(chǎn)生。好氧處理技術(shù)主要包括活性污泥法和生物膜法。好氧活性污泥可以有效吸附污染物,具有較強氧化性,在曝氣池中以流動形態(tài)存在。生物膜法是微生物附著生長在載體表面,廢水流經(jīng)載體表面時,污染物被微生物吸附轉(zhuǎn)化,廢水得到凈化?,F(xiàn)我國焦化廢水處理常采用好氧與厭氧聯(lián)合工藝,如A/O工藝,脫氮除磷效果良好。
隨著化學(xué)工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展,工業(yè)廢水處理技術(shù)進步顯著,新型化學(xué)工業(yè)廢水處理技術(shù)得到了重點關(guān)注,并取得了一定成績。磁分離技術(shù)、低溫等離子體技術(shù)及超聲波氧化技術(shù)得到了重點研究與應(yīng)用,但仍在實驗室研究階段。磁分離技術(shù),能夠有效改善污泥沉降性能,發(fā)揮其磁性,將磁化泥順利吸附起來,實現(xiàn)對其有效回收及應(yīng)用[8],常用的磁種是四氧化三鐵。低溫等離子處理技術(shù)則是通過放電產(chǎn)生等離子體和活性粒子,使廢水中的有機物分子鏈發(fā)生反應(yīng),該技術(shù)還不成熟,能耗較大。
目前,我國化學(xué)工業(yè)廢水的處理管理仍存在體系不健全、處理方式不恰當(dāng)及處理效率低、效果差等問題。首先,在進行化學(xué)工業(yè)廢水處理時,沒有進行有效的初期調(diào)研與考察,主要依靠老舊管理模式,使得處理效率與效果下降,無法達到預(yù)期處理效果。其次,大多數(shù)化學(xué)工業(yè)企業(yè)在選擇廢水處理技術(shù)時,盲目跟風(fēng),選擇主流和熱門的工藝,反而忽略了自身生產(chǎn)實際情況,未充分考慮當(dāng)?shù)厮|(zhì)及水量等情況,留下較多的用水隱患。最后,化學(xué)工業(yè)廢水處理管理過程中,由于缺少完善的技術(shù)、設(shè)備及管理體系等,使得人員配置和技術(shù)應(yīng)用都比較混亂,缺乏有效創(chuàng)新與改進,阻礙了廢水處理工作的有序發(fā)展。
為此,在進行化學(xué)工業(yè)廢水處理管理的過程中,相關(guān)管理人員要充分認(rèn)識企業(yè)自身的生產(chǎn)現(xiàn)狀,結(jié)合生產(chǎn)廢水的特性,科學(xué)選用處理技術(shù),制定嚴(yán)格的管理制度,并對管理人員進行專業(yè)技術(shù)培訓(xùn),提高工作意識與責(zé)任意識。同時要做好廢水處理設(shè)備、儀表、閥門等的日常維修與保養(yǎng),定期進行檢測與調(diào)試,保證處理系統(tǒng)正常運行。
綜上,化學(xué)工業(yè)廢水處理技術(shù)與管理是保證化學(xué)工業(yè)健康持續(xù)發(fā)展的前提,應(yīng)根據(jù)企業(yè)自身發(fā)展情況制定科學(xué)的處理與管理方案,切實提高廢水處理效率與效果,并在處理過程中及時發(fā)現(xiàn)并解決問題,推動技術(shù)創(chuàng)新與工藝優(yōu)化,保證企業(yè)發(fā)展動力。