化工中水處理工藝及運用實踐微探

＊虞 亮

（上海東碩環保科技股份有限公司 上海 200233）

化工中水處理工藝及運用實踐微探

＊虞 亮

（上海東碩環保科技股份有限公司 上海 200233）

清潔生產為當前化工生產的主要內容，在具體的化工生產活動中，其水處理主要指代化工生產過程的傳熱、傳質和鍋爐加熱熱源等基于水體進行一定的處理，這是節約能源、強化安全生產的關鍵舉措。本文筆者則將依照理論實踐經驗，重點探究水處理工藝，希望可為化工生產提供一定的參考。

化工；水處理；雜質；危害；工藝；運用實踐

對于我國而言，化工行業與國民經濟息息相關，不可分割，其在國民經濟收入增長中發揮著重要的作用，與此同時，在化工生產過程，廢水還帶來了嚴重的環境影響，基于這一情況，化工企業一定要選用適宜的技術開展水處理，只有這樣，方可實現化工生產的正常開展，促進社會的進步，推動國家的發展。

1.水中的雜質與危害性

(1)膠體物質

在水中，膠體物質主要包含硅、鐵、鋁化物及有機化合物，以較小的微粒態分布于水中。上述物質可讓水便渾濁，同時，積聚在設備上，減小熱傳效率。

(2)懸浮物質

在水中，懸浮物一般指代懸浮于水內的泥土及沙等物質，也包含原生動物與細菌等。泥沙可讓水變得渾濁，并阻塞設備，而微生物可讓水產生色度與臭味，冷卻水內的微生物可讓水變質，依附于設備上，減小熱傳效率，并腐蝕設備。

(3)溶解于水內的氣體

溶解于水內的氣體包含氧、二氧化碳和氮氣，某些特殊情形下，也包含硫化氫等。氧和二氧化碳等可腐蝕設備，其中溫度越高，則水內的氧氣量便越大，進而會對鋼材產生嚴重的腐蝕。為此，高壓鍋爐水內不允許含有氧。若二氧化碳溶于水內，則會產生碳酸，使得水呈現酸性，基于氫離子的作用，鋼材遭受了腐蝕。

(4)溶解于水內的鹽類

溶解于水內的鹽類包含氯化物、硫酸鹽和碳酸鹽等不同物質，它們主要以離子形態分布。在水中，鈣離子、鎂離子、鈉離子、硫酸根離子、氯離最為常見，另外，還存在一定的鐵離子。

對于可溶性鹽，主要具有以下危害：含鹽的水進行冷卻時，除會形成污垢，減小熱傳效率外，嚴重還可能引發堵塞問題，腐蝕設備，帶來穿漏事故。在借此產生蒸汽時，內部的鹽將在鍋爐壁產生水垢，減小熱傳效率，使得蒸汽發生量有所下降，阻礙生產活動。水垢過厚，則將引發鍋爐管壁局部溫度偏高問題，出現變形，嚴重還可能出現爆炸事故。另外，利用蒸汽充當汽輪機動力，因水中存在鹽，且蒸汽內也存在鹽，二氧化硅等便依托蒸汽流向汽輪機內，聚集在葉片上，致使葉輪失去平衡，出現震動問題。為此，我們應依照水的基本用途，有效進行凈化處理，以此來迎合生產中規定的水質標準。

2.雜質清除方法

(1)懸浮物及膠體清除

在水中，對于泥沙等顆粒較大物質，依靠重力沉降便可將其除掉，此種方法為自然沉淀。而工業水處理主要指代對進行自然沉淀操作后的水處理。在水中，膠體顆粒與顆粒不大的固體懸浮物均不能通過自然沉淀將其除掉，這是因為膠體粒子通常帶有電荷。又因同種電荷排斥，外加布朗運動，所以，膠體粒子可長時間懸浮于水中。基于水添加混凝劑，能夠讓膠體和剩余微粒一起吸附，最終變為較大顆粒，最終沉淀。在化工生產中，主要應用硫酸鐵和三氯化鐵等不同類型的混凝劑。為改善凝聚粒度與重度，大多還需添加助凝劑，例如，粘土和釩土等。

(2)軟化除鹽

水的軟化主要通過加熱法與石灰純堿法等來完成。加熱法是對水進行加熱處理，使其上升至100-105℃，讓碳酸氫鎂和碳酸氫鈣轉化成氫氧化鎂與碳酸鈣，以此來消除水內的某些鎂離子和鈣離子，對水進行軟化。因只能除掉水內的暫時硬度，所以，并未得到高度應用。而石灰純堿鹽法則是面向水添加一定的石灰乳與純堿，共同反應，再添設混凝劑，并于澄清池內除掉形成的沉淀，隨后經過濾刨除掉小顆粒沉淀，進而軟化水。經由此方法處理后，仍舊存在殘余硬度，同時，鈉離子有所增加，為此，建議選用陽離子交換法。

除鹽指代除掉水內的陽離子與陰離子，最終獲得高純度水。其中離子交換法是經由離子交換劑消除掉水內的可溶性鹽。所用交換劑主要包含陽離子與陰離子這兩種交換劑，對于陽離子交換劑僅僅能夠和水內的陽離子發生交換作用，借此除掉陽離子，而陰離子交換劑僅僅能夠和水內的陰離子發生交換作用，借此除掉陰離子。

電滲析法則是經由離子交換樹脂制作形成相應的離子交換膜，最終將鹽除掉。經由陽離子交換樹脂形成的是陽膜，相反的便是陰膜。如果把離子交換膜置于含鹽水中，經由直流電場的作用，則陽離子僅僅能通過陽膜，而陰離子僅僅能通過陰膜。

(3)殺菌除藻

現階段，最為常用的殺菌除藻手段是基于水中添加氯氣，氯氣變成次氯酸，而次氯酸分子經由細菌細胞壁流向體內，進行氧化作用，并可控制藻類生長。眾所周知，次氯酸不是十分穩定，若水的PH值超過7，則它便轉換為次氯酸根，由此可知，添加氯時需把水的PH值調節在適宜范圍，一般為5.5-6.5。

3.水處理工藝及相關運用

(1)混合絮凝澄清

混合指代投入一定量的藥劑，同時，將其和水體進行完全的接觸，并把藥劑規范地擴散至水體的過程。然而，最終的混合效果存在多個影響因素，其中以混合方式為主。

在化工生產過程，所用混合方式一般是水力與機械之間的混合，其中水力混合還涉及水泵混合與跌水混合等不同樣式。管式混合器憑借安裝方便、所占空間小等優勢得到了大面積應用。然而，若流量變化顯著，則此種混合方式便不是十分適用，同時，藥劑也得不到完全發揮，且流量浪費偏于嚴重。其他混合方式由于水量變化適應性不良、建筑物所占空間顯著、水頭損失大等特性，進而在規模相對偏大的水廠中無法進行大面積應用。機械混合方式之所以能在大規模水廠進行高度應用，其根本原因是水頭損失不大、運行相對靈活，混合效果顯著。另外，還可對調速裝置進行設置，與水量和水質變化相符，可讓混合效果免遭水量變化影響。不可否認，此種混合方式還存在諸多的不足，例如，機械維護量顯著，應選用高端和優良的機械設備。

對于絮凝池而言，主要包含水力與機械絮凝這兩種，并以水力絮凝為主，這還是發展迅速和較為成熟的方式。然而，此種方式存在多個類別，主要應用穿孔旋流絮凝和渦流絮凝等。

機械絮凝具有優良的適應性，且占地面積不大，水頭損失微小。為此，基于本工程實施化工生產時，為保證生產質量，開展水處理則一定要選擇機械混合及機械攪拌澄清池有機結合的原理，基于此，便產生了混合絮凝工藝，這既縮減了占地面積，也能達到混合及絮凝有機整合的效果。

(2)過濾

現階段，我國開展化工生產活動時，主要應用下述幾種形式的濾池：其一，普通快濾池。此種濾池具有悠久的應用史，其過濾效果優良，并得到了高度應用。然而，此種濾池也存在不足，進行反沖洗處理時，濾料大多是混合雜質，這大大降低了過濾效果；其二，V型濾池。此種濾池所用濾料屬于均質的，同時，其不均勻系數被限定在1.3左右，能夠全面增強濾床截污能力，并可增加過濾時間，保障出水水質。

(3)消毒

①二氧化氟消毒。二氧化氟這種消毒至關重要，主要發揮氧化的功效，同時，還可殺滅細菌，也不會對動植物產生任何不良的損傷，并具有殺菌時間顯著、影響力微小等特性。然而，這種消毒方式也存在別的缺點，不便于儲存，且制取設備相對復雜。

②紫外線消毒。在化工生產過程，紫外線消毒屬于常見的消毒手段，這是因為適宜的紫外輻射能夠有效抑制生物細胞的基本結構，進而破壞生物內部的遺傳物質，以此來滅掉水生生物，達到凈化水質的功效。因不向水中添入任何物質，進而無任何不良作用。但由于無法不間斷地滅菌，只有將這種消毒方法和其他方法結合，方可發揮相應的效果。

③次氯酸鈉消毒。次氯酸鈉實際上是含氯消毒劑。此種消毒劑具有優良的殺菌能力，且效果優良、成本適宜、設備相對簡單。為此，開展化工生產活動時，應盡可能挑選次氯酸鈉這種消毒劑。

(4)污泥處理系統

污泥系統主要指代通過機械基于澄清池實施攪拌處理，進而全面排除沉淀內部的污泥，且污泥處理系統涵蓋污泥儲池和污泥濃縮池等多個設備。在化工生產過程，經由機械設備基于澄清池實施攪拌處理后，排除掉的污泥便流向污泥儲池，在此之上，便可利用泵直接把污泥轉運至污泥濃縮池內，最后把進行濃縮處理的污泥轉移至帶式脫水機內，以此來完成脫水向外運輸。綜合來說，污泥濃縮除可全面降低污泥內部的含水率外，還可大幅縮減污泥的體積，具有顯著的優勢。

結語

化工生產極容易產生三廢，為此，對其進行清潔生產十分迫切。在化工生產過程，我們只有科學運用現代清潔技術，確保化學原材料環保、適宜，方可達到化工產品的綠色化目標。另外，水中雜質分離和水處理是實現安全生產的基本途徑，也是保障反應介質環保、綠色化的關鍵舉措，我們應重視并做好這一工作。

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(責任編輯 李田田)

Discussion of the Water Treatment Technology and Application Practice of Chemical Engineering

Yu Liang
（Shanghai Dongshuo Environmental Protection Technology Limited Liability Company, Shanghai, 200233）

Cleaning production is the main content of current chemical engineering and in the concrete process of chemical engineering production, the water treatment mainly refers to the treatment of heat transfer, mass transfer and boiler heating based on water body in the process of chemical engineering production, besides, it is the key measure for energy saving and safety production enhancement. In this paper, the author has studied the water treatment technology according to the theoretical and practical experience, hoping to provide certain reference for the production of chemical engineering.

chemical engineering; water treatment;impurity;harm;technology;application practice

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A

虞亮（1970～），男，上海東碩環保科技股份有限公司；研究方向：化工廢水處理及零排放。