高壓脈沖法應(yīng)用于化肥工業(yè)水循環(huán)的探討

摘 要：在化肥工業(yè)中會(huì)產(chǎn)生大量的污廢水，如何處理這些污廢水并循環(huán)利用，是化肥工業(yè)和諧發(fā)展的必然之路。在化肥工業(yè)中的常規(guī)污廢水處理方法的基礎(chǔ)上，提出把高壓脈沖法應(yīng)用到污廢水處理中，形成循環(huán)利用鏈。此舉不僅可以減輕水費(fèi)負(fù)擔(dān)，而且可以緩解水資源緊張形勢(shì)，是實(shí)現(xiàn)環(huán)境綜合治理和社會(huì)和諧發(fā)展的重要舉措。

關(guān)鍵詞：水循環(huán)；化肥；廢水；循環(huán)利用；高壓脈沖法

我國水資源現(xiàn)狀與日益增加的需求之間出現(xiàn)的矛盾令人堪憂。據(jù)估計(jì)，我國人均水資源占有量僅2200m3，相當(dāng)于世界人均水資源的25%，并且我國水污染現(xiàn)狀嚴(yán)重。干旱缺水已成為制約我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要因素之一。在有限的水資源中水污染問題又加劇了我國的水資源短缺。為了促進(jìn)我國社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的和諧發(fā)展，對(duì)工業(yè)用水，特別是化肥工業(yè)，既要厲行節(jié)約，又要綜合治理，變廢為寶，循環(huán)利用，大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)。

1 化肥工業(yè)污廢水

化肥工業(yè)中的污廢水主要包括：原水處理濾池和冷卻塔回水旁濾池的反洗水、脫鹽系統(tǒng)的再生廢水、冷卻塔排污水、生活污水、廠區(qū)工藝水及鍋爐排污水等。這些工業(yè)污廢水，直接排放，對(duì)環(huán)境有極大的污染。傳統(tǒng)水處理工藝中采用的吸附、絮凝及生物法往往不能達(dá)到滿意的去除效果。

2 化肥工業(yè)污廢水處理

化肥工業(yè)污廢水是一種工業(yè)廢水，其中含有大量的NH3-N、懸固物、酸堿鹽、重金屬、有機(jī)物、膠狀物、氧化劑、油脂等，這種污廢水的臟污程度主要用以下的指標(biāo)表示：NH3-N濃度、懸固物含量（TDS）、酸堿度（pH）、COD、BOD以及色度等。

所謂pH值是指污廢水中的酸堿度，反映工業(yè)廢水排放的酸堿的程度。當(dāng)pH值大于7時(shí)，廢水呈堿性；當(dāng)pH值小于7時(shí)，廢水呈酸性；當(dāng)pH值等于7時(shí)，該水呈中性。所謂COD是指化學(xué)需氧量。化學(xué)需氧量是指在酸性條件下，用該氧化劑將有機(jī)物氧化為CO2、H2O所消耗的氧量。

一般處理污廢水的方法有：物理法、化學(xué)法、生物法等，然后再加以循環(huán)利用。在化肥工業(yè)近期綜合整改中采用多種方法并用的水處理措施，文獻(xiàn)［2］［4］對(duì)污廢水中NH3-N濃度提出了治理方法，其它污廢水經(jīng)去污處理后達(dá)到國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)直接排放，有些污廢水經(jīng)去污處理后再循環(huán)利用。但這些方法或工藝技術(shù)工程較大，水處理過程較復(fù)雜，成本較高，并且在一定程度上還存在環(huán)境污染問題。

3 高壓脈沖法原理

近年來高電壓技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用研究越來越多，應(yīng)用高壓脈沖放電對(duì)污染廢水進(jìn)行處理也引起了各國研究人員的興趣。

高壓脈沖法降解廢水的基本原理：高功率瞬態(tài)脈沖放電所產(chǎn)生的大量氧化能力極強(qiáng)的羥基自由基團(tuán)和高速等離子體流，可以破壞結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的污染有機(jī)物分子；脈沖放電產(chǎn)生大量自由電荷可以吸附在懸浮物顆粒上從而使懸浮物顆粒帶電易于沉淀；脈沖電壓加在電極上形成強(qiáng)電場使重金屬離子和各種鹽離子沿電場運(yùn)動(dòng)從而在電極上析出重金屬，可以使廢水的色度、COD、BOD等指標(biāo)大大改善。脈沖高壓處理各類典型污染物分子還有著處理速度快，效果明顯等優(yōu)點(diǎn)。

有人提出一種高壓脈沖法的電源線路如圖1所示。該電路是由高壓脈沖電壓電路、直流電壓電路和電源保護(hù)器三部分組成。高壓脈沖電壓電路可產(chǎn)生電壓約20kV、脈寬約250ns、重復(fù)頻率10～25Hz的脈沖電壓；直流電壓電路可產(chǎn)生10～100V可調(diào)直流電壓，其電流可達(dá)數(shù)十至數(shù)百安培；電源保護(hù)器是為了防止高壓脈沖電壓擊壞直流電路而設(shè)置的，因?yàn)橹绷麟妷褐挥?0～100V，而脈沖電壓可達(dá)20kV，假如沒有電源保護(hù)器的話，直流電源將會(huì)擊穿；當(dāng)用了電源保護(hù)器后，可保證高壓脈沖電壓施加至廢水處理池，也能獲得10～100V的直流電源，但直流電源不至于損壞。

4 高壓脈沖法在化肥工業(yè)水循環(huán)中的應(yīng)用

在化肥工業(yè)中實(shí)行包括綜合水處理、廢水處理、水循環(huán)以及產(chǎn)品回收在內(nèi)的水管理的基礎(chǔ)上，可以把高壓脈沖法應(yīng)用于化肥工業(yè)水管理中的廢水處理過程。該處理方式是將各股排水如濾池反洗水、樹脂床層再生水、冷卻塔排污水、生活污水等均集中統(tǒng)一處理，主要措施就是在各廢水處理池中增加電極裝置，將圖1所示的高壓脈沖電源加在電極裝置上。由于高壓脈沖放電產(chǎn)生的大量的具有強(qiáng)氧化能力的羥基自由基團(tuán)和高速等離子體流，能破壞穩(wěn)定的有機(jī)分子結(jié)構(gòu)；高壓脈沖放電產(chǎn)生強(qiáng)磁場和大量的自由電荷，使得廢水中的懸浮顆粒和膠狀物荷電，利于吸附和沉淀，并且重金屬可在電極裝置處析出。高壓脈沖法體積小，成本不高，并且由于具有較強(qiáng)的去污能力，減輕了物理、化學(xué)和生物法去污裝置的去污壓力，可以簡化整個(gè)廢水處理和水循環(huán)系統(tǒng)，節(jié)省去污物料，降低污廢水綜合治理成本。

5 結(jié)論

利用高壓脈沖法，綜合治理和循環(huán)利用工業(yè)廢水，形成循環(huán)利用鏈，不僅環(huán)保，而且可以節(jié)省大量水費(fèi)和緩解當(dāng)前水資源緊張局面，是化肥工業(yè)實(shí)現(xiàn)和諧發(fā)展的一項(xiàng)重要舉措。

參考文獻(xiàn)

［1］張繼亨.化肥工業(yè)中的水管理［J］.2005，（1）.

［2］單總平.SBR工藝在化工廢水治理中的試運(yùn)行情況［J］.2005，（1）.

［3］孫錦宜.含氮廢水處理技術(shù)與應(yīng)用［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.