工業(yè)污水處理過(guò)程中節(jié)能優(yōu)化控制方法的研究

興巖 趙曉光

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，污水排放量不斷增加，其主要來(lái)源為城市生活污水和工業(yè)廢水，合理的污水處理方式是我國(guó)水資源可持續(xù)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)之一。能源是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要物資，而工業(yè)污水處理工程是高能工程，對(duì)污水處理工藝進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化控制能夠提高能源的使用效率，從而達(dá)到水質(zhì)和能量的相對(duì)統(tǒng)一。為了提高污水處理的工作效率，本文對(duì)工業(yè)污水處理過(guò)程節(jié)能優(yōu)化控制方法進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：工業(yè)污水；節(jié)能優(yōu)化；控制方法

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，各類(lèi)工業(yè)及新興產(chǎn)業(yè)的增加，帶來(lái)的不僅僅是經(jīng)濟(jì)效益，還會(huì)產(chǎn)生一系類(lèi)的環(huán)境問(wèn)題。排放的污水越來(lái)越多，污水中化學(xué)品的含量及種類(lèi)也隨之增加，有毒有害的有機(jī)污染物尤其令人擔(dān)憂(yōu)。這些有毒有害物質(zhì)一旦排放到環(huán)境中，就會(huì)對(duì)人類(lèi)健康和生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成長(zhǎng)期威脅。基于此，文章對(duì)工業(yè)污水處理過(guò)程節(jié)能優(yōu)化控制方法進(jìn)行研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、工業(yè)污水處理技術(shù)

（一）高效沉淀技術(shù)

高效沉淀的工作原理：通過(guò)污泥回流，并進(jìn)行加藥（明礬、硫酸亞鐵等），讓污水中懸浮物聚合成大的絮凝體，使其密度和半徑快速增加，加快污染物的沉淀速度。在同等水量的情況下，結(jié)合沉淀池的特殊結(jié)構(gòu)，會(huì)使沉淀效率更快。濃縮污泥在外部環(huán)境下進(jìn)行循環(huán)攪拌，可以促使反應(yīng)池的固體濃度不斷增加，同時(shí)提高進(jìn)泥的絮凝效率，形成絮凝體并使之分布均勻。沉淀技術(shù)中一般都采用斜板沉淀原理，斜板的運(yùn)用和污泥回流都使絮凝過(guò)程更加高效。斜板沉淀池中可用于泥水分離的面積為普通沉淀池的數(shù)倍，通過(guò)沉淀池的高效沉淀后，污水中大量的雜質(zhì)會(huì)變成相互獨(dú)立的沉淀物得到清除。

（二）鐵碳微電解技術(shù)

這種技術(shù)另稱(chēng)鐵碳內(nèi)電解法，此技術(shù)是利用鐵的陽(yáng)離子Fe2+、Fe3+進(jìn)行氧化還原反應(yīng)。之所以稱(chēng)為電解法，因?yàn)榇思夹g(shù)是利用無(wú)數(shù)個(gè)微小單位的鐵碳原電池，形成正負(fù)電壓差，使活性電子不斷向兩級(jí)靠攏，讓許多惰性有機(jī)物的活性增加，降低工業(yè)污水中的COD（化學(xué)需氧量），電解法是一種處理工業(yè)污水的重要的技術(shù)方法，用內(nèi)電解法可有效針對(duì)工業(yè)污水中的毒害物、高濃度COD進(jìn)行有效的處理。鐵碳微電解法的計(jì)數(shù)原理：控制PH為酸性，將鐵碳填料投放到工業(yè)廢水中，就會(huì)形成簡(jiǎn)單原電池反應(yīng)，進(jìn)一步生成許多微電流反應(yīng)堆。在電流的催化作用下使污水中有害有機(jī)物被鐵離子還原氧化。這項(xiàng)技術(shù)目前在實(shí)際工業(yè)污水治理中的處理效果優(yōu)良，得到了不錯(cuò)的收益[1]。

（三）芬頓氧化

在工業(yè)廢水加入雙氧水H2O2，雙氧水會(huì)與鐵離子Fe2+發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成芬頓試劑，反應(yīng)后產(chǎn)生的OH-1自由基，具有很強(qiáng)的氧化性。經(jīng)過(guò)催化劑作用，它可以將結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的高分子芳香環(huán)破壞，以達(dá)到降解去除目的。這種方法可以降低工業(yè)廢水的氧化性，并提高B/C比。除了以上工藝技術(shù)外，廢水的處理技術(shù)還有酸堿度中和、膜分離、氣浮、過(guò)濾、消毒、離子交換以及吸附等多種理化處理技術(shù)，主要取決于污染物實(shí)際情況，利用不同的工藝技術(shù)達(dá)到處理效果。

二、工業(yè)污水處理過(guò)程中的缺陷

（一）工業(yè)污水處理成本高

在使用傳統(tǒng)的污水處理工藝方法對(duì)污水進(jìn)行處理時(shí)，部分環(huán)節(jié)操作困難。在高難度的操作時(shí)會(huì)產(chǎn)生能量消耗浪費(fèi)，若將操作難度合理化降低，又會(huì)導(dǎo)致污水處理投資成本增大，加長(zhǎng)了工程成本回收的周期。因此，污水處理工程企業(yè)或相關(guān)部門(mén)面臨的主要任務(wù)就是使能耗和成本達(dá)到統(tǒng)一平衡。

（二）水質(zhì)與能耗未得到有效控制

工業(yè)污水處理過(guò)程是及其復(fù)雜的，需要考慮到各個(gè)方面的影響因素，而不僅僅是對(duì)排水量的控制。在操作過(guò)程中應(yīng)把握水質(zhì)和能耗的相對(duì)統(tǒng)一，在傳統(tǒng)的污水處理工藝方法的實(shí)施過(guò)程中，能夠?qū)⑦@兩種問(wèn)題分別解決，而對(duì)于這兩種問(wèn)題的相對(duì)矛盾無(wú)法做出合理的處理。控制污水排放量的同時(shí)加以控制能量消耗，這是當(dāng)前污水處理的任務(wù)之一。

三、工業(yè)污水處理節(jié)能優(yōu)化技術(shù)

（一）工業(yè)污水處理電氣節(jié)能優(yōu)化控制技術(shù)

在工業(yè)污水處理工程中，電氣消耗巨大，電氣節(jié)能是工藝中的重要一環(huán)。對(duì)污水進(jìn)行優(yōu)質(zhì)處理的基本要求是降低能量消耗和成本投資，因此在電氣使用過(guò)程中，要遵循低能低耗原則，以此設(shè)計(jì)線路以減少電路能耗。在考慮減少線路損耗時(shí)，應(yīng)該在一定程度上采用低電阻率材料，裝置線纜的材料選擇應(yīng)選取銅材，因?yàn)殂~材質(zhì)線纜的電阻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)比鋁材質(zhì)要小。

（二）工業(yè)污水生物脫氧技術(shù)

在以往的工業(yè)污水處理過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，我國(guó)的水資源污染的主要組成之一是水體富營(yíng)養(yǎng)化，對(duì)于這種現(xiàn)象，我國(guó)已有的污水處理技術(shù)仍然不能完全解決。目前解決水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要方法是生物脫氮技術(shù)，這種技術(shù)在污水處理過(guò)程中發(fā)揮著極其重要的作用。在使用生物脫氧技術(shù)時(shí)，采取科學(xué)的方法對(duì)脫氮技術(shù)工藝進(jìn)行優(yōu)化，從而對(duì)污水中的以硝態(tài)氮化合物和氨氮等多種形式存在的氮進(jìn)行處理[3]。

四、工業(yè)污水處理技術(shù)的發(fā)展前景

（一）污水循環(huán)利用

目前國(guó)外一些先進(jìn)國(guó)家在工業(yè)廢水的回收利用方面取得了明顯的效果，很多工廠污水經(jīng)過(guò)技術(shù)處理后回收使用。隨著人類(lèi)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，處理后的工業(yè)污水越來(lái)越可能作為二次能源利用，先進(jìn)的污水處理技術(shù)無(wú)疑會(huì)增加工廠生產(chǎn)效益，廢水的凈化回收也應(yīng)被重點(diǎn)扶持發(fā)展，響應(yīng)政策順應(yīng)民意才能保證工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

（二）污水處理后的應(yīng)用

工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中不同車(chē)間對(duì)水的要求會(huì)不一樣。因此，在滿(mǎn)足車(chē)間生產(chǎn)用水條件之下，我們可以選擇合理的污水處理技術(shù)，將污水過(guò)后的水進(jìn)行處理，然后將其分類(lèi)用作其它車(chē)間用水。由此一來(lái)，降低生產(chǎn)用水量的同時(shí)，還增加了水資源的利用率，緩解淡水緊缺問(wèn)題。

五、結(jié)論

簡(jiǎn)而言之，隨著社會(huì)的愈加發(fā)展，能源對(duì)未來(lái)社會(huì)也越加重要。為了提高能源的利用效率，我們一定要確保污水處理后的水質(zhì)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，另一方面也要將能源的消耗控制在合理的范圍內(nèi)。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃曉琪.污水處理過(guò)程節(jié)能優(yōu)化控制方法的研究[D].北京：北京工業(yè)大學(xué)，2013.

[2]薛生輝.污水處理過(guò)程曝氣系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化控制策略研究[D].北京：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2014.