李 凱

（蘭州資源環(huán)境職業(yè)技術(shù)大學(xué)，蘭州 730021）

在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的情況下，工業(yè)發(fā)展得到了大幅度提升，為我國(guó)的社會(huì)建設(shè)和人民生活水平的改善作出了重要的貢獻(xiàn)。尤其是化工行業(yè)作為整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展中的支柱型行業(yè)，既為工業(yè)生產(chǎn)提供原料，還為人們的生活需求提供幫助。在新中國(guó)成立之初，百?gòu)U待興，當(dāng)時(shí)國(guó)家的整體工業(yè)發(fā)展極其落后，化工行業(yè)也不例外。在國(guó)家的重視之下進(jìn)行大力發(fā)展，使得我國(guó)的化工行業(yè)從世界倒數(shù)水平逐漸成為世界前列水平。但隨之而來(lái)的許多問題也在影響著人們?nèi)粘５纳?。隨著化工廠的快速發(fā)展，帶來(lái)的一個(gè)重要問題就是化工廠本身對(duì)于周遭環(huán)境的嚴(yán)重破壞。一方面是化工廠的生產(chǎn)需要利用大量的水資源，而這些水資源往往是不可重復(fù)利用的。另一方面，這些水資源在生產(chǎn)使用完畢以后，將會(huì)產(chǎn)生大量的污水進(jìn)行排放。過(guò)去幾十年內(nèi)有許多化工廠不遵循污水處理規(guī)定，將未經(jīng)處理的污水直接排出，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。

1 化工廠污水概述

1.1 化工廠污水的主要結(jié)構(gòu)

化工生產(chǎn)的產(chǎn)品主要以塑料和不同的復(fù)合產(chǎn)品為主，中間需要經(jīng)過(guò)大量的化學(xué)反應(yīng)，所以從生產(chǎn)到最后的產(chǎn)品出爐都是較為復(fù)雜且危險(xiǎn)的工作。無(wú)論是其技術(shù)應(yīng)用，或者是本身的產(chǎn)品制造，再到最終的產(chǎn)品運(yùn)輸?shù)?，在操作時(shí)都需要相關(guān)的人員特別小心。由于這些化工原料成分復(fù)雜，化工廠在利用了大量水資源之后，必將會(huì)排出許多的有害污水，其中包含了許多的有害和有毒物質(zhì)。如果不及時(shí)處理，將會(huì)對(duì)整個(gè)生態(tài)環(huán)境造成不可彌補(bǔ)的破壞。這些化工原料使用比較復(fù)雜，這也導(dǎo)致其本身存在許多難以降解的物質(zhì)。特別是生化性較差，一些高濃度鹽有機(jī)物的物質(zhì)的存在，加大了污水處理的難度。并且隨著化工生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展，使得化工原料從生產(chǎn)到產(chǎn)品都越來(lái)越復(fù)雜，出現(xiàn)的副產(chǎn)物也越來(lái)越多。而不同產(chǎn)品與化學(xué)原料之間的化學(xué)反應(yīng)都會(huì)出現(xiàn)不同的情況。尤其是一些原料反應(yīng)不完全或者是大量的溶劑沒有進(jìn)行回收的情況，都會(huì)增加污染的復(fù)雜程度，就更加不利于化工廠對(duì)污水進(jìn)行處理。

1.2 化工廠污水帶來(lái)的危害

盡管化工廠生產(chǎn)的產(chǎn)品是目前工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展過(guò)程中不可缺少的，同時(shí)也為人們的生產(chǎn)生活提供了許多必要的產(chǎn)品。但是不可否認(rèn)的是，其在生產(chǎn)過(guò)程中必須消耗大量的純凈水資源，這些水資源在消耗完以后往往是不可重復(fù)利用的，將會(huì)進(jìn)一步產(chǎn)生含有許多雜質(zhì)的污水。而這些雜質(zhì)本身帶有不少難以降解及富含生物性的有害物質(zhì)。隨著我國(guó)化工廠整體工藝的快速進(jìn)步及人們對(duì)于化工產(chǎn)品技術(shù)改進(jìn)要求的不斷提升，整體化工廠的污水排放中的雜質(zhì)越來(lái)越復(fù)雜。不同化工廠排出的污水都具有相對(duì)鮮明的特點(diǎn)，都與自己本身的產(chǎn)品有關(guān)，而且只有該化工廠具備了處理自己污水的工藝。但即便如此，在過(guò)去很長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，由于缺少污水排放的具體規(guī)范，以及人們環(huán)保意識(shí)較差的原因，不少企業(yè)還是在沒有處理污水就直接排放到環(huán)境中。甚至不少化工廠在利用了化學(xué)試劑和化學(xué)手段對(duì)污水進(jìn)行處理以后，還是無(wú)法完全處理污水中的氮和磷成分，而這些高含量的氮和磷就直接造成了對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境的嚴(yán)重影響。例如這些污水被排放到河流和土壤中，造成大量的動(dòng)植物死亡，而這些有害成分在隨著整個(gè)生態(tài)環(huán)境循環(huán)后，就進(jìn)入到人體內(nèi)，將會(huì)對(duì)人體帶來(lái)不可逆的嚴(yán)重危害，輕則患病，重則死亡。所以對(duì)污水處理本身也是在保護(hù)人們自身的身體健康安全。

1.3 化工廠污水處理特點(diǎn)

化工廠污水處理特點(diǎn)是由化工廠生產(chǎn)特點(diǎn)所決定的。由于化工廠生產(chǎn)本身的產(chǎn)品都是以技術(shù)程度較高、較為復(fù)雜的產(chǎn)品為主，所以在經(jīng)過(guò)大量的化學(xué)反應(yīng)以后，消耗的水資源將變成富含不同雜質(zhì)、難以降解的污水，再加上其生產(chǎn)過(guò)程中的大量化學(xué)反應(yīng)和不同試劑的使用，從生產(chǎn)到產(chǎn)品的制成，整個(gè)過(guò)程污染性都是較為嚴(yán)重的，并且作業(yè)環(huán)境也充斥著一定的危險(xiǎn)。由于不同化工廠都有專門對(duì)應(yīng)的生產(chǎn)產(chǎn)品，所以其生產(chǎn)的污水成分也較為復(fù)雜。甚至在整個(gè)化工廠中不同的生產(chǎn)工序所排出的污染廢水也有著較大的區(qū)別。但從整體來(lái)看，這些污水都具備了一個(gè)特點(diǎn)，就是濃度高、副產(chǎn)物多。這些特點(diǎn)往往是在污水處理過(guò)程中最為棘手，也是最難以應(yīng)付的。同時(shí)化工廠生產(chǎn)需求的不斷加大，也讓我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)面臨另一個(gè)難題，就是對(duì)于純凈水資源的需求在不斷加大。當(dāng)前我國(guó)北方已經(jīng)呈現(xiàn)出水資源匱乏的狀態(tài)，盡管南水北調(diào)工程在一定情況下有效緩解了這一問題，但隨之而來(lái)的情況是我國(guó)不少南方城市已經(jīng)出現(xiàn)了地下水位枯竭，土層下降的情況，這顯然不利于我國(guó)整體社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。因此從長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的要求來(lái)看，為了化工產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定及可持續(xù)發(fā)展，就要求化工廠在污水處理過(guò)程中既要減少對(duì)于水資源的消耗，又要盡可能地處理污水中含有的難降解物質(zhì)和副產(chǎn)物等，從而減輕對(duì)周邊環(huán)境的影響。

2 化工廠污水處理的重要意義

2.1 降低能源消耗

自21世紀(jì)以來(lái)，節(jié)能減排成為世界各國(guó)發(fā)展面臨的首要課題。一方面是隨著世界人口的快速增長(zhǎng)，世界各國(guó)的能源消耗與日俱增，尤其是發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家的工業(yè)化進(jìn)程持續(xù)推進(jìn)，無(wú)論是工業(yè)生產(chǎn)還是其他行業(yè)的發(fā)展，都無(wú)比依賴能源的消耗，能源消耗的快速增加對(duì)于各國(guó)的發(fā)展而言都是一個(gè)巨大的負(fù)擔(dān)。尤其是水資源的消耗。水資源是各行業(yè)都離不開的重要資源，而伴隨著人口的快速增長(zhǎng)，相對(duì)應(yīng)的水資源的消耗也是與日倍增。而優(yōu)化廢水治理是減少水資源消耗的一個(gè)重要手段。通過(guò)對(duì)污水的有效處理，一方面可以減少污水處理過(guò)程中對(duì)凈水資源的消耗，另一方面可以在一定程度上加強(qiáng)對(duì)水資源的循環(huán)利用，是建立可持續(xù)發(fā)展社會(huì)的重要途徑。尤其對(duì)于我國(guó)而言，在南水北調(diào)工程實(shí)施以后，我國(guó)南方地區(qū)的地下水位已經(jīng)出現(xiàn)干涸及地層下降的現(xiàn)象，對(duì)于我國(guó)總體發(fā)展而言是不利的，因此利用污水處理技術(shù)手段來(lái)減少水資源的消耗，提高對(duì)污水的循環(huán)使用，能夠?qū)?duì)水資源的消耗減少到最低，同時(shí)也能夠最大程度減少污水的污染，可謂一舉兩得。

2.2 優(yōu)化化工廠污水處理?xiàng)l件

由于城市化進(jìn)程的快速推進(jìn)，城市污水混雜了居民污水、工業(yè)廢水，以及雨水污水等多種污染水源，那么多種污染水源的混合夾雜著不同的污染雜質(zhì)，對(duì)于污水處理就提出了較高的要求?，F(xiàn)階段來(lái)說(shuō)，東南沿海城市由于城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展實(shí)力較強(qiáng)，所以有著較好的污水處理技術(shù)手段和機(jī)械設(shè)備能力，而對(duì)于中西部城市和偏遠(yuǎn)農(nóng)村地區(qū)而言，其對(duì)于污水的處理無(wú)論是技術(shù)手段還是機(jī)械設(shè)備等都較弱。因此污水復(fù)雜化的本身也是對(duì)污水處理能力技術(shù)要求不斷更新?lián)Q代的一個(gè)重要原因?；S作為工業(yè)生產(chǎn)中的重要領(lǐng)域，生產(chǎn)不能停止，如果因?yàn)樘幚砦鬯Ｖ股a(chǎn)就是得不償失，但如果不能有效處理化工廠污水，那么就意味著對(duì)污水處理成本的增加，對(duì)于化工廠的發(fā)展無(wú)疑是一大阻力。而高額的成本往往也會(huì)讓企業(yè)管理者不愿繼續(xù)堅(jiān)持，處理污水反而會(huì)阻礙化工廠的進(jìn)一步發(fā)展。因此研究好污水才能優(yōu)化的控制方法，在一定程度上能夠幫助化工廠減少污水處理成本，優(yōu)化污水處理手段，提高污水處理效率。

3 化工廠污水處理面臨的問題

3.1 資源大規(guī)模浪費(fèi)

化工廠污水處理面臨最重要的問題就是資源的大規(guī)模浪費(fèi)，為了盡可能地降解物質(zhì)，處理復(fù)雜的副產(chǎn)物，需要耗費(fèi)大量的化學(xué)試劑，但不少工作人員為了省事只是將化學(xué)試劑直接導(dǎo)入污水而沒有事先進(jìn)行調(diào)試和處理，導(dǎo)致效果不佳，試劑浪費(fèi)。

3.2 污水處理技術(shù)缺陷

在我國(guó)化工行業(yè)快速發(fā)展的背景下，無(wú)論是化工技術(shù)本身還是化學(xué)產(chǎn)品都越來(lái)越復(fù)雜，但是化學(xué)污水處理技術(shù)卻沒能及時(shí)地跟上，這樣就導(dǎo)致污水處理效果無(wú)法達(dá)到預(yù)期，甚至不少化工廠為了降低成本圖省事直接進(jìn)行排放。

3.3 污水處理成本的提高

最初的污水處理成本原本不高，但隨著化學(xué)產(chǎn)品復(fù)雜性的提高，相關(guān)副產(chǎn)物的增加，污水處理越來(lái)越困難，消耗的水資源和各種化學(xué)試劑也在增加?，F(xiàn)在每噸污水處理已經(jīng)達(dá)到幾十甚至上百元。這對(duì)于大中型企業(yè)和龍頭企業(yè)而言影響不大，但對(duì)于本就處在發(fā)展初期或苦苦掙扎的企業(yè)來(lái)說(shuō)就是無(wú)形的巨大壓力，直接影響了企業(yè)關(guān)于污水排放的決策。

4 化工廠污水處理方法

4.1 污水生物脫氮法

化工廠污水處理過(guò)程中，由于用水量較大，用水過(guò)程中經(jīng)過(guò)多環(huán)節(jié)的反復(fù)污染，污水中本身的雜質(zhì)較多使得水體富營(yíng)養(yǎng)化且含有較多難以降解的物質(zhì)，一直以來(lái)是一個(gè)難以解決的突出問題，怎樣將污廢水中去除氮和磷是污水處理廠面臨的一個(gè)主要課題。如果水體的富營(yíng)養(yǎng)化沒有及時(shí)得到處理，那么排出的污水將對(duì)周遭的環(huán)境帶來(lái)較大的威脅。尤其是動(dòng)植物甚至是人類飲用了被富營(yíng)養(yǎng)化污水污染過(guò)的水源后，都會(huì)對(duì)機(jī)體造成不可逆的危害。當(dāng)前我國(guó)已經(jīng)有對(duì)水體富營(yíng)養(yǎng)化較為豐富的處理經(jīng)驗(yàn)，通常使用生物處理方法，也就是借助于生物化學(xué)反應(yīng)來(lái)達(dá)到污水脫硫除脫氮、除磷的目的。從實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，生物處理方法在一定程度上運(yùn)用成本不高，處理時(shí)間較快，是當(dāng)前技術(shù)發(fā)展的不二選擇。某些城市的水體富營(yíng)養(yǎng)化存在較為復(fù)雜的情況，需要考慮污水中存在的不同類型來(lái)選擇合適的生物及對(duì)應(yīng)的反應(yīng)池來(lái)進(jìn)行處理?；S污水中有著不溶于水體的氮，可以考慮利用沉淀過(guò)濾的方式來(lái)將這一類氮進(jìn)行處理，這樣一方面能夠減少生物反應(yīng)池處理氮的消耗，也能夠強(qiáng)化污水處理，最終效果可謂是一舉兩得。

4.2 反硝化除磷技術(shù)

化工廠污水中存在較大一部分需要處理的化學(xué)成分就是磷。反硝化除磷方法是利用細(xì)菌攝取磷酸鹽的方法來(lái)完成硝酸氮向氮?dú)廪D(zhuǎn)化的這一過(guò)程，而細(xì)菌的使用能夠最大程度實(shí)現(xiàn)對(duì)污水的有效處理，并且降低能源的消耗，減少對(duì)周邊環(huán)境的影響。其原理就是在富氧環(huán)境下因?yàn)榄h(huán)境中缺少化學(xué)需氧量的影響，使得基質(zhì)成分轉(zhuǎn)化，那么磷酸鹽在被細(xì)菌大量攝取的過(guò)程中，其內(nèi)部就會(huì)出現(xiàn)聚磷酸鹽成分。而在這一過(guò)程中，細(xì)菌由于攝取了大量的磷酸鹽得到了補(bǔ)充，就會(huì)出現(xiàn)增殖的情況。一般來(lái)說(shuō)，藻類細(xì)胞中含有較多的聚磷酸鹽成分，在厭氧的情況下，能夠轉(zhuǎn)化水中基質(zhì)，將原有機(jī)制化合物進(jìn)行轉(zhuǎn)變。同時(shí)將磷酸鹽成分排出于細(xì)胞體外。通過(guò)這一系列化學(xué)反應(yīng)后，將污水中富含的磷逐漸聚集在細(xì)菌中，細(xì)菌再通過(guò)不斷的繁殖反復(fù)的吸收污水中的磷，經(jīng)過(guò)如此反復(fù)循環(huán)的操作以后，再將污水中剩余的污泥進(jìn)行排放，最終降低污水磷的含量。在美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)研究出一系列較為有效的處理技術(shù)，我國(guó)的一些研究機(jī)構(gòu)也創(chuàng)造了除磷工藝并投入使用，從結(jié)果來(lái)看，對(duì)磷的去除率最高能達(dá)到90%以上，達(dá)到實(shí)現(xiàn)在污水中除磷的效果。

4.3 提高電氣節(jié)能優(yōu)化控制

污水處理控制的過(guò)程中，除了需要消耗大量的凈水資源，對(duì)于電氣能源的需求也是相對(duì)較大的，因此，為了實(shí)現(xiàn)我國(guó)社會(huì)建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展，做好電氣節(jié)能優(yōu)化工作是非常有必要的。尤其是近些年我國(guó)的電能受煤炭減產(chǎn)的影響，不少地區(qū)甚至出現(xiàn)了工業(yè)生產(chǎn)和居民生活用電斷電的情況。為此在全國(guó)范圍內(nèi)進(jìn)行電力調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)上，需要各個(gè)城市節(jié)約電能使用，保證電能長(zhǎng)期穩(wěn)定的運(yùn)用。所以從電器的優(yōu)化控制工作的角度入手，一方面要做好相關(guān)的電路維修管理工作，盡可能的減少短路、閉路的突發(fā)事故。另一方面，平常巡檢工作中要關(guān)注電纜線路的損耗，在鋪設(shè)電纜線路時(shí)，應(yīng)當(dāng)以質(zhì)量好管線優(yōu)先使用，這樣可以減少維修的費(fèi)用，也可以避免因?yàn)殡娐焚|(zhì)量不合格而帶來(lái)的意外事故造成的額外支出。在污水處理工作中，一個(gè)良好的變壓器能夠有效保證污水處理過(guò)程穩(wěn)定運(yùn)行。這是因?yàn)槲鬯幚韽S需要全天進(jìn)行運(yùn)作，同時(shí)其工作量較大，需要耗費(fèi)的電能較多，對(duì)于供電有著更為嚴(yán)格的要求，因此從配件的角度來(lái)看，要降低電能損耗，不要鋪設(shè)過(guò)多的供電線路，避免線路出現(xiàn)意外。此外，選擇合理的輸電材料也是非常有必要的，能夠減少電流輸送過(guò)程中的電阻，從而降低電能的使用。由于污水處理環(huán)境中多種元素的作用，容易對(duì)電路進(jìn)行腐蝕，而銅制線纜的電阻力相對(duì)較低，同時(shí)具有較高的反腐蝕性，因此目前污水處理廠中的電路主要還是以銅制線纜為主。從實(shí)際結(jié)果來(lái)看，只有從方方面面都做好電器節(jié)能優(yōu)化工作，才能避免污水處理工作中產(chǎn)生意外事故，才能真正做到降低額外支出，節(jié)約電能使用，保證污水處理工作順暢運(yùn)行。

5 結(jié)束語(yǔ)

化工廠的污水與生活污水、農(nóng)村污水等有著較大區(qū)別，就是其危害性更大，尤其是這些污水在進(jìn)入了水體或土壤中，進(jìn)而進(jìn)入到人類生存的整個(gè)循環(huán)中，對(duì)于人體將會(huì)造成極大的傷害。目前國(guó)家已經(jīng)意識(shí)到化工廠排出污水的危害性，開始加強(qiáng)對(duì)于化工廠污水的管理工作，且污水排放工作得到了重視，將通過(guò)合適的改進(jìn)措施來(lái)完善目前化工廠污水排放問題，從而解決污水對(duì)周邊環(huán)境的污染問題。