化工生產廢水處理技術研究

摘要：快速發展的社會經濟面臨著日益突出的環境保護問題，作為一種高污染行業，化工行業在節能環保的大背景下對化工生產廢水處理技術的要求不斷提高，文章主要分析了目前化工生產廢水處理方法存在的問題，并據此提出了相應的解決策略，重點闡述了包括化學法、物理法和生物法幾種主要處理方法的使用原理及使用條件，化工生產企業需根據實際需要選用適合的廢水處理方法，從而使化工生產廢水中的有害物質含量得到有效降低，最大程度減輕廢水對環境造成的污染。

關鍵詞：化工生產;廢水處理;問題及對策;處理技術

中圖分類號：X784

文獻標識碼：A

文章編號：1001-5922（2020）09-0054-04

0 引言

伴隨著我國數十年大規模擴張的工業化發展，環境污染問題不斷加劇，化工生產過程中通常會產生大量的廢水，未經有效處理的廢水排放后將會對生活環境及生命健康造成較大的不利影響。近幾年針對化工生產廢水排放問題，相關部門及企業已投入了大量資金且取得了一定的成效，但在化工廢水的排放和處理上仍存在一些急需解決的問題問題，尤其是如何采取有效的處理方法兼顧處理質量效率及使用成本仍然使領域內的一項研究重點，逐步建立健全適合本企業的化工廢水處理系統，并嚴格遵守相關環保標準科學設計并實施廢水處理計劃，對化工生產廢水采取合理的處理措施，將化工廢水對環境產生的影響降到最低[1]。

1 化工生產廢水處理存在的問題

快速發展的現代工業對化工產品（石油等）的需求量不斷增加，生產過程產生的化工廢水不斷增多，以石油化工廢水為例，其多以乳狀液體形式存在，石化廢水水質復雜且水量大，廢水中含有多種有機化學成分（包括油、硫、氨氮、化學需氧量COD等），處理難度系數較大。大量化工生產廢水的排放會污染水資源并破壞大范圍內的生態環境，進而對公眾的衣食住行產生不利影響。面對環境問題這一經濟和社會發展面臨的難題，化工企業的環保意識與觀念不斷提高，著就需要化工企業兼顧經濟效益和社會效益，采取有針對性的處理方案及措施，以減少對環境的破壞。目前化工企業在處理生產廢水過程中存在的問題主要包括：①廢水處理過程中的資源浪費現象較為嚴重，化工廠在處理廢水方面大多存在廢水處理質量及效率不高等一系列問題，其中以資源浪費最為常見，在化工生產過程中通常會產生副產品，而這些酸堿性不同的副產品大多無法實現資源間的互助功能，因此化工廠大多采取分開處理的的處理方式后再進行排放，加大了廢水處理的難度，從而導致部分可再利用的資源被嚴重浪費。部分化工廠過于追求眼前的經濟利益而未嚴格按照規章標準處理廢水，使得一些化工原料浪費現象嚴重;此外部分企業對廢水處理方法的應用缺少科學合理的規劃和實施，導致廢水處理質量和效率不佳。②宏觀層面化工生產廢水處理監督管理制度體系有待完善，部分地區尤其是農村偏遠地區對于化工廠廢水處理的監督、檢查體系及懲治力度仍然有待進一步完善和提高，化丁廠廢水處理的實施質量需以科學完善的管理機制作為支撐，著是提高化工廠環保意識并有效約束員工工作態度的重要手段，同時也為化工企業提供處理的標準及有效技術方法，督促其嚴格按照規定標準采取合理的處理方法完成廢水處理過程。目前國內化工廠大多缺少一套科學合理的廢水處理機制，降低了對廢水處理的監督管理質量，部分工作人員沒有按著規定標準去做，在建立機制時還存在機械照搬的現象，導致不適合本企業生產工廠使用，增加了實際生產中廢水處理的難度[1]。

2 化工廠廢水處理的相應對策

1）提高化工生產企業對節能環保生產及后續處理的重視程度，節能環保生產是化工生產的主要目標和環節，是有效減少廢水排放量同時提高資源利用率的重要手段，各工廠需主動順應時代發展趨勢意識到節能環保生產對企業可持續發展的推動東作用，并真正運用到實際生產中，例如，回收化工生產產生的可再利用副產品并進行再利用，實現資源利用率的有效提高;化工廠員工可將副產品中的廢酸合理應用到鐵的微電解中，實現對廢酸的有效處理及循環再利用;在廢水處理中可充分利用產生副產品中存在的一些小分子有機化合物，實現廢水中污染物的有效降低，經處理后可再利用到其他生產環節。

2）企業根據實際需要加大對專業環保生產管理人才的培養和引入力度，加大對這方面科研的資金投入，打造一支精通生產和環保的人才隊伍，為廢水處理提供科學技術及科技人才支撐。具體可通過定期邀請相關專業人才對企業員工開展專業培訓和考核，支持并獎勵員工的科研與工作成果，推動工廠化工廢水處理能力的不斷提高。

3）科學合理的規劃和使用現代廢水處理方法和技術，這是解決廢水處理問題的基礎和關鍵，不斷發展完善的科學技術為包括廢水處理在內的化工生產各方面提供了有力的支撐，合理使用相應的廢水處理技術可有效提高廢水處理質量及效率，提高資源的再利用率、降低對環境的污染，滿足可持續發展需求。目前常用化工生產廢水處理技術可劃分為化學處理法、物理處理法、生物處理法3大類，主要包括臭氧化法、磁分離技術、電催化氧化法、膜分離法、固定化微生物技術、鐵碳微電解技術、廢水循環利用等[2]。

3 化工生產廢水處理技術的應用

3.1 化學處理法

包括混凝法、氧化還原法等在內的化學處理法是目前最有效便捷的廢水處理方法，化學處理法主要用于對某些被溶解的毒性物質進行分離（利用化學作用），通過將相應藥劑加入到廢水中實現毒性物質結構的改變進而消減毒性，如在完成膠體及懸浮顆粒到固體沉淀的轉換等的基礎上通過分離完成污染物及可在利用資源的收集。為對工業上的化工生產廢水中的不同性質污染物進行高效的處理，通常需根據自身情況結合運用多種處理方法，如對濃度較低的含酚廢水綜合運用混凝法和氧化還原法（二者主要功能分別在于除懸浮物和除酚）進行處理時，可有效去除高分子有機物及有害重金屬[3]。

1）混凝法，能夠降低廢水混濁程度，可有效去除廢水中的重金屬離子，具體通過將相應混凝劑加入到化工廢水中有效降低膠體顆粒間的互斥力，膠體顆粒經過碰撞聚沉后形成混凝體（易與水分離），從而達到凈化的目的。混凝法還適用于預處理（對細小懸浮顆粒及膠體微粒的去除效果優于沉淀法），去污效率高達90%。

2）氧化法（可用于處理無機物和有機物，氧化與還原通常同步進行），涉及到共價鍵的有機物在使用氧化法時氧化還原過程較為復雜，其中的部分電子的云密度會發生改變。該方法法主要包括：臭氧氧化法，適用于處理有毒污染物和難降解有機物主要用于殺菌、脫色、除臭、降濁，對廢水采用作為氧化劑的臭氧進行凈化消毒處理。操作流程簡單且沒有二次污染的臭氧氧化法可使難降解有機物的可生化性得到有效改善。但，臭氧具有不穩定、強氧化、腐蝕等特性，由于臭氧性質不穩定且只能在高電耗下生產，通常需現場配制使用，增加了使用成本;濕化氧化法，在氧化速度和處理效率方面具備較大的優勢，可有效處理毒性強、難降解的有機物，主要用于氧化懸浮有機物（需在高壓條件下的液相中進行），濕化氧化反應比臭氧氧化用間短、成本低且使用更加便捷，應用較為廣泛[4]。

3.2 物理處理法

對廢水中的難溶懸浮物可采用物理處理法在不改變污染物性質的基礎上進行分離和回收（通過包括重力、阻力等在內的物理作用或機械力實現），通常用于去除難降解懸浮物及毒性物質等（主要針對廢水回收前的預處理環節），物理處理法在去除懸浮顆粒和難降解有機物、操作流程、使用成本方面具備較大的優勢。物理處理法主要包括：

1）篩濾法，適用于處理經混凝或生物處理后的廢水，主要將廢水中較大的懸浮物和膠粒物采用介質（主要包括篩網、紗布及微孔管等）及相關設備（格柵和柵網）進行攔截，可有效避免泵、閥及其他設備被堵塞，格柵作為廢水處理廠的重要輔助設施通常由一組平行柵條構成（斜置于泵站集水池進口處）。篩濾主要分為過濾（廢水中的微小懸浮物和膠體物流經水池、濾料層、承托層時會被逐層篩選過濾掉）和反沖洗（濾料層中沉積物隨著沖洗水流經相反流程時流人排水槽）兩個階段。

2）沉淀法，借助重力場的作用根據廢水中懸浮顆粒與水的密度差實現固液分離，懸浮物密度大于水密度則懸浮物下沉，反之上浮。沉淀法通常主要用于廢水預處理、初步處理（進人生物處理構筑物前，如通過初沉池去除懸浮有機物）、經生物處理后的固液分離（如將生物處理產生的活性廢泥等通過二次沉淀池進行分離）及污泥濃縮等。

3）氣浮法，主要作為中間處理步驟（混凝后），主要以直徑較小的懸浮固體顆粒作為處理對象，將空氣通人廢水中析出微小分散的氣泡，在周圍存在大量氣泡的情況下，石化油、疏水性細微懸浮污染物（密度較小）附著于氣泡上，克服重力和阻力的作用進行氣浮，水面有大量氣泡則表示分離完成，適用于去除具備疏水性的懸浮顆粒（固液分離效果更好）。為有效維持泡沫的穩定可實際操作時可添加混凝劑或表面活性劑，提高氣浮效果[5]。

4）吸附法，除臭、脫色、溶解有機物等能力較強，但吸附劑用量大、吸附周期較短等，物體因存在表面張力而使表面分子受力不均勻，表面分子不能移動是固體分子只能吸附氣體分子（停留在其表面）實現吉布斯函數的降低，大部分懸浮雜物通常選用具有多孔親油和大比表面積的固體（如活性炭、硅藻土及樹脂等）作為吸附劑即可有效吸附，吸附后的產物需進行富集處理（可采用加熱吹氣等方法），可結合其他廢水處理法使用，如脫色、去除COD及生化需氧量能力極強的吸附劑活性炭結合臭氧聯合處理廢水。

5）膜分離法，根據發生膜分離的推動力可分為自然滲析、電滲析、反滲析、超濾法及液膜技術5種，根據使用的膜種類可分為有機膜和無機膜2種處理法。膜分離法利用具有不同孔徑等特點的薄膜材料將一些大分子雜質有選擇性的過濾掉，使部分小分子物質透過，從而實現廢水凈化處理。具備設備簡單、易調控、節省空間等優勢的膜分離法顯著提高了廢水處理效率，但滲透膜易被污染、操作處理較復雜，需定期殺菌消毒。化工生產廢水連續膜過濾處理技術原理如圖1所示[6]。

3.3 生物處理法

將廢水中的難降解有機物和毒性物質利用微生物新陳代謝作用（在酶的催化作用下）完成到無毒害物質的分解轉化，達到凈化廢水目的。具備操作簡便、經濟實用、效率高、環保等優勢的生物處理法適用于大規模處理廢水，含油廢水水質較為復雜限制了生物處理法在采油廢水處理領域中的應用范圍。主要包括：①好氧生物處理法，包括活性廢泥法和生物膜法，反應速度較快、處理構筑物容積較小、散發臭氣較少，適用于中低濃度的及濃度不超過500mg/L的BOD有機廢水，將廢水中的難降解有機物和毒性物質通過好氧微生物在氧氣充足的條件下將其作為食物進行分解并逐步釋放能量，進而轉換成無毒害物質。②厭氧生物處理法，通過兼性厭氧微生物對廢水進行分解凈化（在無氧條件下），適用于處理沉淀污泥、高濃度有機廢水、動植物殘骸及糞便等，但處理后的水質不能完全達到標準，限制了其應用范圍[7]。

4 結語

經濟社會的不斷發展離不開化工產品的支撐，化工行業面臨著新的機遇和挑戰，不斷發展的化工生產面臨著化工生產廢水排放量日趨增多的問題，化工廢水的有效處理既有利于環境保護，又能夠在推動化工企業健康可持續發展中發揮重要作用。針對化工生產過程中排放的廢水這一環境問題，本文主要研究分析了相關廢水處理技術及方法，以期為化工企業采取科學有效的廢水處理方案提供參考。

參考文獻

[1]唐華剛.綜合化工廢水處理技術的研究進展[J].化工管理，2019（19）：45-46.

[2]史鐵錘，唐全，李學金，等，水解酸化/MBR工藝處理石化倉儲企業廢水[J].中國給水排水，2017（18）：59-62.

[3]白帆，李杰，王亞娥，等.響應面法優化海綿鐵/碳微電解技術預處理腈綸廢水[J].環境工程學報，2017（07）：3957-3964.

[4] Helen Bamd k，Laura Blanco， Daphne Hermosilla，et al.Heterogeneous photo-Fenton processes usmg zerovalent iron microspheres for the treatment of wastewa-ters contaminated with l，4- dioxane[J].Chemical Engi-neering Joumal， 2016（ 08）： 112-121.

[5] Changyong Wu， Yuexi Zhou， Qingliang Sun， et al.Ap-pling hydrolysis acidification-anoxlc - oxic process inthe treatment of petrochemical wastewater： From benchscale reactor to full scale wastewater treatment plant[J].Journal of Hazardous Materials， 2016（ 02）： 185-191.

[6]來同麗，張敏東，梅榮武，鐵碳微電解Fenton耦合磁粉類Fenton預處理有機磷農藥廢水研究[J].水處理技術，2017（ 06）：103-107.

[7]曹蕾，陸繼來，涂勇，等，精細化學品工藝廢水的處理工程實例[J].精細與專用化學品，2017（03）：24-27.

作者簡介：馬寧（1989-），女，漢族，甘肅蘭州人，碩士學位，助教，研究方向：水污染防治。

基金項目：西安航空學院2018年校級項目（鐵碳微電解聯用Fenton工藝預處理陜北煤化工廢水的研究，2018KY1228）