淺談工業(yè)污水回收處理

摘要：本文針對水資源短缺所產(chǎn)生的問題，通過對污水回用處理的重要性以及國內(nèi)污水處理現(xiàn)狀的分析與討論，重點闡述了以鋼鐵企業(yè)為代表的高能耗、多排放行業(yè)工業(yè)污水的綜合處理及回收利用能力。

關(guān)鍵詞：水資源短缺 污水回收處理 鋼鐵企業(yè)

1 污水回用處理的重要性

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市化建設(shè)進(jìn)程的不斷加速，我國水資源緊缺的問題也越來越嚴(yán)重，直接影響了人民群眾的生活和社會的可持續(xù)發(fā)展。近年來，隨著城市水荒的加劇，水資源短缺逐漸引起人們的重視。水資源短缺和水環(huán)境污染造成的危機(jī)已經(jīng)成為我國社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要制約因素，要想改變這種狀況，除合理用水、節(jié)水外，污水的處理也極其重要。由于污水就地提取，水量較穩(wěn)定，不會發(fā)生相互爭搶，不受時節(jié)與氣候影響等因素通常被作為首選方案。污水回用可減少降低對水源污染，使水資源不受破壞得到最大限度的保護(hù)，以此減少用水費用降低成本，促使經(jīng)濟(jì)和環(huán)境盡可能的平衡發(fā)展。這樣能夠有良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境保護(hù)效益，其間接效益和長遠(yuǎn)效益更是不可估量的，對于緩解、解決水污染和水資源短缺都具有重要的意義。

2 國內(nèi)鋼鐵冶煉工業(yè)污水回用處理方法與現(xiàn)狀

近年來，我國鋼鐵工業(yè)處于飛速發(fā)展階段，鋼年產(chǎn)量增幅處于15%-22%。鋼鐵工業(yè)是高能耗、高排放的行業(yè)，其在節(jié)能減排工作中需承擔(dān)著重大的責(zé)任。我國大型重點鋼鐵企業(yè)2009-2012年的噸鋼耗用新水量分別為8.6m3/t、6.43m3/t、5.31m3/t，表明我國鋼鐵工業(yè)用水量已告別高消耗的階段并有所下降。2012年全國大型重點鋼鐵企業(yè)用水重復(fù)利用率達(dá)到了96%。我國要想進(jìn)一步降低鋼鐵企業(yè)在噸鋼耗用新水量、提高鋼鐵企業(yè)水的重復(fù)利用率等，就需要積極推廣少用水或不用水的工藝技術(shù)設(shè)備，并以此強化合理用水以及加強工業(yè)污水的綜合回收處理能力。利用工業(yè)污水制成回用水是目前各大鋼鐵企業(yè)對于工業(yè)污水常規(guī)的一種處理方式。工業(yè)污水在經(jīng)過常規(guī)水處理工藝（如混凝、沉淀、除油、過濾等）處理后制成回用水，其中原工業(yè)污水中的懸浮物以及雜質(zhì)等都得到了相應(yīng)的去除，但其含鹽量并沒有以此降低，因此使得回用水中的含鹽量嚴(yán)重超標(biāo)，并且高于工業(yè)凈循環(huán)水與濁循環(huán)水，水中還含有少量的乳化油和溶解油等物質(zhì)。鑒于回用水的水質(zhì)性質(zhì)與特點，因此只能用于燒結(jié)、煉鐵、煉鋼、軋鋼等工藝生產(chǎn)單元的直流噴渣或澆灑地坪等，而不可以作為工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)的補充水，而直流噴渣與是澆灑地坪等方面的用水量又是相當(dāng)有限的。將工業(yè)污水制成脫鹽水、軟化水及純水等用于生產(chǎn)的水量也僅占工業(yè)污水量的很小一部分。因此將全部工業(yè)污水進(jìn)一步進(jìn)行處理，采取脫鹽工藝制成工業(yè)新水，已成為工業(yè)廢水利用的發(fā)展方向。采用脫鹽工藝制取的工業(yè)用水，其含鹽量大大低于由河水及自然水體制取的工業(yè)新水。工業(yè)新水可以作為鋼鐵企業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)的補充水，含鹽量的降低可以直接提高循環(huán)水系統(tǒng)的濃縮倍數(shù)，同時可以有效地減少循環(huán)水系統(tǒng)強制排污水量，從而控制整個鋼鐵廠工業(yè)水系統(tǒng)的排污量和補水量。

3 污水回用處理中面臨的問題

3.1 腐蝕 污水中溶解鹽含量超標(biāo)，不僅會導(dǎo)致金屬腐蝕，而且還加大了水的導(dǎo)電率，加大增強水中電化學(xué)的腐蝕。水中的氯離子是腐蝕性很強的物質(zhì)，其對不銹鋼會造成應(yīng)力腐蝕斷裂；而氨氮對鋼材也產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕。

3.2 水垢 在循環(huán)濃縮過程，水中的鈣、鎂鹽類由于濃度過高、過飽和無法完全稀釋而產(chǎn)生CaCO3、CaSO4、Ca3（PO4）2、MgSiO3沉淀。這些沉淀會同懸浮物、金屬腐蝕物和微生物一起，在金屬表面結(jié)成垢層，引發(fā)局部垢下腐蝕。

3.3 微生物粘泥 污水中含有許多細(xì)菌及有毒物質(zhì)等，再加上氮、磷營養(yǎng)物質(zhì)，給細(xì)菌、霉及藻類大量繁殖創(chuàng)造了條件。二級出水中夾帶菌膠團(tuán)，在敞開式廢水處理及冷卻塔中，溫度和光照都適宜藻類繁殖。這些微生物同粘土質(zhì)和金屬的氫氧化物，附著在熱交換器、輸配水管道上，形成污泥狀粘性物質(zhì)，堵塞熱交換器管道，導(dǎo)致熱交換效率降低，引發(fā)垢下坑蝕。生物垢本身具有粘結(jié)作用，粘結(jié)水中雜質(zhì)，不斷增厚垢層。

4 工業(yè)污水處理技術(shù)

隨著環(huán)境保護(hù)技術(shù)的不斷發(fā)展與運用，焦化廢水、冷軋廢水均能夠處理至鋼鐵廠工業(yè)污水排放的納管標(biāo)準(zhǔn)或是直接入鋼鐵廠的回用水系統(tǒng)，水中COD等有毒有害物質(zhì)都能夠得到有效的回收和控制。焦化工廠廢水屬較難降解的高濃度有機(jī)工業(yè)廢水，我們常用的處理方法能夠使廢水中的酚、氰兩項指標(biāo)達(dá)標(biāo)，但CODcr、氨氮的濃度過高，不易達(dá)標(biāo)，尚有硫化物、氰化物等有毒物未處理。為此，國內(nèi)外的學(xué)者們經(jīng)過的大量研究。固定化活細(xì)胞技術(shù)是利用物理和化學(xué)的手段將游離的微生物細(xì)胞定位于限定的空間區(qū)域，并使保持活性反復(fù)利用的方法。在化學(xué)工業(yè)與石油化工、輕紡、制藥以及食品等工業(yè)中所排放的大量工業(yè)廢水因具有種類繁多、成分復(fù)雜以及COD（化學(xué)需氧量）濃度超標(biāo)、可生化性差、有毒害物質(zhì)較多等特點，我們?nèi)舨贿M(jìn)行合理、有效地治理，就會對環(huán)境造成十分嚴(yán)重的污染與破壞，為了避免破壞環(huán)境，就需要我們開展工業(yè)廢水的綜合治理，這也是當(dāng)代環(huán)境化工亟待解決的重大問題之一。難降解的有毒害工業(yè)廢水的治理也是我國今后需要重點開展的研究課題。因此，在治理這類工業(yè)廢水的過程中，我們主要采用物理法、化學(xué)法以及物理化學(xué)法（簡稱物化法）、生物法及其相互之間的組合技術(shù)等五種方法進(jìn)行。其中高級氧化處理技術(shù)作為物化處理技術(shù)之一，具有處理效率高、對有毒害污染物破壞較徹底等諸多優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用于難降解有機(jī)發(fā)水的預(yù)處理工藝中。而生物氧化技術(shù)則因為具有處理效率高、基本不會產(chǎn)生二次污染以及出水水質(zhì)好、運行與操作管理方便和費用較低等優(yōu)點，將會在今后的工業(yè)廢水處理技術(shù)中占據(jù)主導(dǎo)地位。我們針對高濃度、多組分、難降解工業(yè)廢水的治理。首先可以采用高級氧化處理技術(shù)，將難降解有機(jī)污染物進(jìn)行氧化，轉(zhuǎn)化為低毒、易生物降解的低分子有機(jī)物，然后采用生物氧化技術(shù)將其礦化。這種基于高級氧化、生物化學(xué)等多過程集成的對難降解有毒害工業(yè)廢水進(jìn)行處理的高級氧化-生化耦合技術(shù)，必將成為今后工業(yè)廢水處理的發(fā)展趨勢。

4.1 高級氧化技術(shù)研究現(xiàn)狀 高級氧化技術(shù)降解工業(yè)廢水的原理主要是利用各種活性自由基進(jìn)攻有機(jī)大分子并與之反應(yīng)，從而破壞有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)達(dá)到氧化去除有機(jī)物的目的。

4.2 生物處理技術(shù)研究現(xiàn)狀 難降解有毒害工業(yè)廢水經(jīng)高級氧化技術(shù)處理后具有其所含廢水毒性低、可生化性好等特點，一般采用厭氧-好氧生物處理技術(shù)做更進(jìn)一步生化處理后才能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。生化處理法降解有機(jī)廢水是利用微生物的代謝作用將有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為CO2、N2、H2O等無毒害小分子物質(zhì)排放。雖然這一項技術(shù)手段處理負(fù)荷大，但因其所使用的微生物菌株對有毒污染物的抗性局限在一定限度之內(nèi)，從而限制了這一技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。而目前對該技術(shù)的研究主要集中在諸如菌種的篩選、馴化、純化等傳統(tǒng)的微生物工程技術(shù)和一些常規(guī)的處理效率低的生物反應(yīng)裝置來進(jìn)行可生化有機(jī)廢水的處理，但對生化法中如何進(jìn)一步采用現(xiàn)代生物技術(shù)來增強微生物菌種的生物活性及處理能力、如何進(jìn)一步減少生物反應(yīng)器體力與效率等問題均缺少必要的深入研究。

4.3 高級氧化- 生化耦合技術(shù)研究現(xiàn)狀 近些年，高級氧化、生化處理工業(yè)有機(jī)廢水技術(shù)雖然得到不同程序的發(fā)展，但采用現(xiàn)有單一的高級氧化和生化處理技術(shù)將很難緩解工業(yè)有機(jī)廢水處理情況。因此，采用高級氧化-生化耦合技術(shù)處理難降解工業(yè)有機(jī)廢水已經(jīng)成為工業(yè)廢水處理的有效方法之一。

5 小結(jié)

由于水資源短缺所造成的諸多問題已經(jīng)敲響了警鐘，我們應(yīng)該在認(rèn)識到其污水回用重要性的同時，竭盡所能來緩解我國的水資源問題，使污水回用成為我們的第二水資源。鋼鐵企業(yè)這樣高能耗，多排放的行業(yè)現(xiàn)在已經(jīng)正式通過各種技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)改造，落實工業(yè)用水的節(jié)能減排，并且取得了相應(yīng)的成效。為了提高節(jié)能減排水平，我們需要不斷研究開發(fā)或完善新技術(shù)和新裝備。力求最大程度地提高現(xiàn)有工業(yè)污水的利用率，以此全面提高促進(jìn)工業(yè)污水的資源化。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：蔡寧（1986-），女，陜西延安人，助理工程師，研究方向：鋼產(chǎn)品化學(xué)成分檢驗。