李劍明

（廣東瑞星環(huán)境科技有限公司，廣東 東莞 523000）

引言

某公司為解決生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的工業(yè)廢水污染問題，擬對陽極氧化清洗的2 400 m3/d廢水進(jìn)行治理。陽極氧化生產(chǎn)線排水分以下幾種：含鎳廢水、脫脂廢水、染色廢水、含磷廢水、酸洗廢水，治理后出水全部作為中水回用處理系統(tǒng)的原水?；赜盟O(shè)置2套處理系統(tǒng)，其中含鎳廢水產(chǎn)生量為480 m3/d；回用水系統(tǒng)總產(chǎn)水量為480 m3/d，其中一段產(chǎn)水120 m3/d回用于陽極氧化線退鍍工序清洗；二段產(chǎn)水360 m3/d回用于陽極氧化線封孔工序清洗；回用水系統(tǒng)濃水進(jìn)入三效蒸發(fā)器濃縮，濃漿（殘渣）交資質(zhì)單位回收，冷卻液回流至回用水系統(tǒng)前端循環(huán)制水，實現(xiàn)總鎳零排放。

1 項目概況

該項目位于東莞市大朗鎮(zhèn)，企業(yè)生產(chǎn)過程中，陽極氧化前、后清洗工序中每天產(chǎn)生約2 400 m3的清洗廢水，其主要污染指標(biāo)有pH值、BOD、CODCr、Ni2+、磷酸鹽等，若不經(jīng)處理，直接排入水體（江、河、湖、海和地下水）和土壤，將使水體和土壤受到嚴(yán)重污染。

該項目水量規(guī)劃及平面布置合理，根據(jù)企業(yè)提出的要求，車間廢水按2 400 m3/d進(jìn)行設(shè)計。廢水處理及中水回用站占地面積約為2 500m2，過程控制采用中央監(jiān)控方式，可以實現(xiàn)現(xiàn)場自動/手動控制、中央控制室控制相結(jié)合[1]。在加藥過程中，使用進(jìn)口加藥泵精確地加藥，控制過程簡單、精確，處理狀態(tài)穩(wěn)定，處理成本低。按化工設(shè)計規(guī)范，設(shè)計安全、簡單的儲、配藥系統(tǒng)。靈活的系統(tǒng)、管路配置，可以處理進(jìn)水的異常情況，以保證出水水質(zhì)。主要設(shè)備均考慮配置備用系統(tǒng)，增加了系統(tǒng)運行的可靠性。項目設(shè)置事故池及藥劑房、固廢貯放區(qū)、回用水房等[2]。該項目2017年被評為“廣東省環(huán)境保護(hù)優(yōu)秀示范工程”。

2 技術(shù)路線

本項目處理后的廢水出水可以用于中水回用系統(tǒng)的原水，并且需要保障中水系統(tǒng)的產(chǎn)水率、運行成本和運行穩(wěn)定性[3]。所以本次方案在選擇處理工藝時應(yīng)當(dāng)著重考慮以下因素：涉及酸堿、石油以及總磷類污染物時，主要選擇混凝沉淀結(jié)合離子交換的處理工藝；對于高COD、色度、氨氮、難以降解物以及總氮等污染物，則主要采用Fenton反應(yīng)和混凝沉淀相結(jié)合的生化法進(jìn)行處理，這樣不僅有助于有效凈化廢水，同時也有助于減少日常運行過程中的成本損耗，而回用水可以采用雙膜法進(jìn)行處理（UF+RO）。

3 處理工藝

處理工藝包括以下幾種：（1）含鎳廢水采取“混凝沉淀與離子交換”相結(jié)合的處理工藝。出水進(jìn)入到含鎳回用水處理系統(tǒng)中；回用水系統(tǒng)選擇“砂碳過濾器+UF超濾膜+三級RO反滲透膜+三效蒸發(fā)系統(tǒng)”處理工藝；產(chǎn)出的水全部回用，濃漿（殘渣）委外處理，實現(xiàn)總鎳零排放，其工藝流程見圖1。（2）脫脂廢水選擇“混凝與氣浮”相結(jié)合的處理工藝，出水進(jìn)入到染色廢水處理系統(tǒng)中。（3）染色廢水選擇“Fenton氧化+還原+混凝沉淀+厭氧+缺氧+活性污泥+MBR膜反應(yīng)器”處理工藝。（4）含磷廢水選擇“中和+壓濾+過濾+混凝沉淀”處理工藝，出水進(jìn)入到綜合廢水調(diào)節(jié)池當(dāng)中。（5）綜合廢水選擇“混凝（軟化）沉淀+砂碳過濾器+UF超濾膜+三級RO反滲透膜”處理工藝，產(chǎn)生的水回用到生產(chǎn)車間內(nèi)，濃水回流到染色廢水處理系統(tǒng)中。（6）排放水深度處理選擇“Fenton氧化+還原+混凝沉淀+水解酸化+BAF曝氣生物濾池”處理工藝，出水能夠達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)[4]。

圖1 含鎳廢水處理工藝流程

4 常見的工業(yè)廢水治理技術(shù)及其進(jìn)展分析

本項目所用的污水處理方法需要針對不同污水類型，選擇不同處理工藝。

4.1 物理處理法

物理處理法就是借助于物理作用或者機(jī)械作用對廢水中不易溶解的懸浮污染物進(jìn)行分離或者回收的一種處理方法，因此這種方法不會改變廢水中污染物原有的化學(xué)性質(zhì)。物理處理法一般包括過濾、沉淀、萃取、吸附、膜分離以及離心分離等方法。

4.1.1 沉淀分離法

沉淀分離法就是借助污水中懸浮物與水密度不同的原理，利用重力沉降的作用，使懸浮物自然沉淀在水中并分離出去。該方法大多是利用多孔物質(zhì)的顆?；蛘叻勰┖蛷U水之間混合，或者讓廢水通過從顆粒物狀組成的濾床，使廢水中的污染物質(zhì)可以吸附在多孔物質(zhì)表面從而去除。

4.1.2 萃取法

該方法就是利用與水不相溶的溶液或者特定溶劑與廢水混合，使溶于廢水中的污染物可以重新回到溶劑中，再將溶劑與去除的部分污染物進(jìn)行分離，從而實現(xiàn)廢水處理以及對有用物質(zhì)進(jìn)行回收利用的目的。

4.1.3 膜分離法

膜分離法是一種利用薄膜的半滲透性而分離溶液中混合物，從而使部分溶質(zhì)與溶劑能夠分離的一種方法。常見的膜分離法主要包括微濾法、超濾法、納濾法、滲析法、液膜法、反滲透法、電滲析法等。膜分離法在處理一些含油污水的過程中具有操作簡單、能耗較低、分離效果較好、無相變以及化學(xué)添加劑用量較少的優(yōu)勢，但同時也具有熱穩(wěn)定性不足而且不耐受腐蝕的缺陷，因此這種技術(shù)還應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步開發(fā)新型工藝，并研制出性能更好的半透膜[5]。

4.2 化學(xué)處理法

化學(xué)處理法一般包括化學(xué)沉淀與高級氧化等多種方法。

4.2.1 化學(xué)沉淀法

這種方法就是在廢水中加入一些可溶性的化學(xué)藥劑，如沉淀劑，與水中呈現(xiàn)離子狀態(tài)的污染物間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而生成難溶于水或者不溶于水的化合物沉淀，再將沉淀析出，使廢水得以凈化。該方法常用于去除廢水中的一些重金屬離子，如汞離子、鉛離子、鋅離子、鉻離子等。這種方法還包括胺氧化物沉淀法、鐵氧體沉淀法、硫化物沉淀法以及鋇鹽沉淀法。

4.2.2 高級氧化法

高級氧化法更適用于處理濃度高且難以降解的有機(jī)廢水。該方法的主要原理就是利用羥基自由基破壞水相中的污染物并發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。產(chǎn)生羥基自由基的方法通常選擇將氧化劑加入其中，比如臭氧化劑、過氧化氫、光催化劑、過渡金屬催化劑等，同時常利用紫外線與超聲波等輻射作用。目前被公認(rèn)的一些突出的高級氧化法主要包括臭氧化法、濕氧化法、超聲降解法以及高能輻射法等。

4.2.3 濕式氧化（WAO）法

這種方法就是在封閉的反應(yīng)器中，在較高溫度與壓力的影響下，借助空氣中的氧氣氧化廢水中的懸浮物，從而實現(xiàn)氧化還原的一種方法。這種方法是基于WAO工藝發(fā)展起來的濕式催化氧化法，并且在其中添加了適量的催化劑，從而降低了反應(yīng)的壓力與溫度，提升了反應(yīng)速度，縮短了整體反應(yīng)時間，因而提高了氧化效率。

4.2.4 臭氧氧化法

這種方法常用于傳統(tǒng)的生物法預(yù)處理過程。臭氧屬于強(qiáng)氧化劑，其具有的氧化能力能夠達(dá)到氯氣的二倍，而殺菌能力則超過氯氣上百倍，在處理含酚廢水過程中不會產(chǎn)生惡臭氣味，并能夠有效降低廢水中BOD與COD含量，但是單純進(jìn)行臭氧處理，在臭氧利用率和有機(jī)物降解率上都明顯不足。在污染物WAO過程中，高級氧化法具有高效、快速、普適以及氧化降解徹底的特點，但同時也具有處理成本較高、反應(yīng)器制造較為復(fù)雜以及反應(yīng)條件較為嚴(yán)格等不足，所以該方法與其他工藝組合應(yīng)用必將成為未來的主要研究方向[6]。

4.3 生物處理法

生物處理法主要是借助微生物的代謝活動將廢水中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為無害產(chǎn)物，就是借助活性污泥或者生物膜中的微生物，將廢水中的有機(jī)物作為代謝活動必須的一些能源物質(zhì)，將其充分轉(zhuǎn)化為代謝的最終產(chǎn)物-水和二氧化碳，從而有效凈化廢水。結(jié)合參與降解的不同微生物類型，生物處理法也可以劃分為厭氧生物與好氧生物兩種處理方法。

4.3.1 好氧生物處理法

這種方法就是在提供必要的游離氧基礎(chǔ)上，以好氧微生物為主要處理原料降解有機(jī)物、且具有穩(wěn)定性良好特點的無害處理方法。微生物對廢水中的有機(jī)污染物進(jìn)行合理利用，作為營養(yǎng)源完成好氧代謝。這種方法常用于性質(zhì)相近的一些工業(yè)廢水和日常生活用水的處理，因此在本項目也選用該工藝。

4.3.2 厭氧生物處理法

這種方法是指在缺少游離氧的前提下，主要用厭氧微生物來降解并穩(wěn)定廢水中的有機(jī)物。該方法具有有機(jī)物處理效率高、污泥沉降性能良好、成本較低以及出水水質(zhì)較好的優(yōu)勢，但是該方法對水質(zhì)的要求較高、適用區(qū)域限制明顯，而且運行過程也較為復(fù)雜。

4.4 電化學(xué)方法

電化學(xué)法主要是指在特定的電化學(xué)反應(yīng)器中，借助電極反應(yīng)和由此產(chǎn)生的各種化學(xué)反應(yīng)、物理過程、電化學(xué)過程等，從而實現(xiàn)有機(jī)物降解和污染物轉(zhuǎn)化的效果。一般情況下，電化學(xué)處理技術(shù)可分為電絮凝法、電沉積法、內(nèi)點解法、電化學(xué)膜分離法、電解氣浮法以及電滲析法等。電化學(xué)法處理系統(tǒng)的設(shè)備較為簡單，操作與維護(hù)成本相對較低，占地面積也更小，在運行過程中可以有效防止二次污染的發(fā)生，且更有利于實現(xiàn)工業(yè)的自動化。

為了進(jìn)一步提升廢水治理效益與效果，有關(guān)廢水處理的研究越來越深入。研究實踐表明，不同時期與不同類型的廢水需要采取不同處理方法的組合，這也將成為未來一種主要發(fā)展趨勢，在保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源、降低成本等方面具有重要意義，并有助于實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展這一目標(biāo)。

5 結(jié)語

綜上所述，通過本次案例的實踐分析不難發(fā)現(xiàn)，在廢水處理過程中，需要結(jié)合實際情況以及不同的廢水類型，選擇不同的治理工藝，只有這樣，才能夠從根本上提升廢水治理水平及治理效果。