高濃度化學(xué)清洗廢液處理技術(shù)的應(yīng)用與展望

趙蕊 李冬雪 王嘉麒

摘?要：對高濃度化學(xué)清洗廢液的水質(zhì)特征、現(xiàn)有處理技術(shù)進(jìn)行了分析總結(jié)，指出了當(dāng)前化學(xué)清洗廢液處理技術(shù)的不足及今后的重點(diǎn)研究方向，對推進(jìn)高濃度化學(xué)清洗廢液處理的進(jìn)步有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：化學(xué)清洗廢液;處理技術(shù);應(yīng)用;展望

1.引言

當(dāng)前，冶金業(yè)、煤化工業(yè)等企業(yè)對設(shè)備和管道進(jìn)行清洗后，將產(chǎn)生大量的高濃度化學(xué)清洗廢液。這些廢液中除了清洗劑，還含有大批從垢物中溶解出來的重金屬鹽類[1]。化學(xué)清洗廢液濃度高、化學(xué)結(jié)構(gòu)復(fù)雜且組成變化大，如不加以妥善處理將嚴(yán)重污染土壤和地下水環(huán)境，并且直接危害人們的健康，其后果十分嚴(yán)重。鑒于此類廢液的危害大且處理難度大，因此，須對處理工業(yè)進(jìn)行優(yōu)化，在保證達(dá)標(biāo)排放或回用的前提下力求處理費(fèi)用最省，這符合我國關(guān)于節(jié)能環(huán)保的總體要求，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2.高濃度化學(xué)清洗廢液處理技術(shù)概況

化學(xué)清洗是指利用化學(xué)清洗劑對管道及設(shè)備進(jìn)行化學(xué)除垢的技術(shù)措施。對于新管道和設(shè)備等的化學(xué)清洗主要須考慮進(jìn)行除油、除銹、清洗和鈍化處理;而對檢修后的設(shè)備要進(jìn)行酸洗、中和防銹和污泥剝離操作[2]，另外對于煉油廠和石油化工廠的換熱器還須考慮利用不同溶劑加以清洗，以除去有機(jī)垢。

目前，清洗工作已滲透到各個工業(yè)領(lǐng)域，尤其是石油化工行業(yè)應(yīng)用更為廣泛，主要應(yīng)用于在投產(chǎn)前對工業(yè)管道及設(shè)備的清洗過程。經(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，高濃度化學(xué)清洗廢液的主要水質(zhì)特點(diǎn)為COD濃度高，懸浮物SS高，含鐵量高，同時可生化性差。因此在處理過程中的最大技術(shù)難點(diǎn)在于若SS和鐵處理不妥善，將直接造成對后續(xù)反滲透膜的沖擊，大大縮短水處理設(shè)備的使用壽命并且極大提高水處理成本。因此，須針對化學(xué)清洗廢液的水質(zhì)特征，優(yōu)化清洗廢液的處理技術(shù)，這是一個值得研究的技術(shù)難題。

3.高濃度化學(xué)清洗廢液處理技術(shù)的應(yīng)用

3.1冶金化工業(yè)化學(xué)清洗廢液的處理技術(shù)

冶金化工業(yè)產(chǎn)生的高濃度化學(xué)清洗廢液水量大，且含有大量懸浮物，水質(zhì)波動大，并且水溫較高。對于此類廢液的處理一般先要通過混凝沉淀法去除水中的懸浮物，以減少懸浮物對后續(xù)處理工業(yè)的影響。

混凝沉淀法的主要目的是去除水中的懸浮物，使之通過形成絮狀物而被沉淀去除。相比于自然沉淀，混凝沉淀大大提高混凝效率，節(jié)省占地面積，是一種應(yīng)用廣泛的處理方法。混凝沉淀技術(shù)對于懸浮物的去除效率可達(dá)95%以上，處理后的水懸浮物含量SS<30mg/L。經(jīng)混凝沉淀處理過的廢水，可再經(jīng)冷卻塔冷卻后循環(huán)使用，滿足水質(zhì)要求。

3.2電力業(yè)

沖洗和保養(yǎng)廢液的特點(diǎn)是渾濁度高，并且還含有氨，但相比于酸洗和鈍化的混合液而言比較容易處理。處理工藝主要是包括：用風(fēng)機(jī)進(jìn)行曝氣，氨取游離，然后進(jìn)行澄清處理，調(diào)節(jié)pH，處理后水可達(dá)到回收標(biāo)準(zhǔn)[3]。

酸洗和鈍化的混合廢液的特點(diǎn)是CODCr濃度很高，并且pH值偏低，處理難度較高，該廢液具體處理方法為：以風(fēng)機(jī)對該廢液進(jìn)行曝氣，投加氫氧化鈉，調(diào)節(jié)pH值;此后，加入次氯酸鈉，使鐵離子以氫氧化鐵的形式沉淀析出[3]。此時，廢液中的鐵離子含量、色度、懸浮物濃度以及CODCr含量均得到一定程度的削減。在此基礎(chǔ)上，可將處理后的廢液進(jìn)行循環(huán)使用或進(jìn)一步的處理。若用于循環(huán)用水，則可將企業(yè)內(nèi)的廢液提前進(jìn)行分類，對廢液采取科學(xué)有效的管理措施，分類處理并回用，這將大大提高廢水的重復(fù)利用率，使鍋爐化學(xué)清洗廢液得到充分利用回收，實(shí)現(xiàn)零排放，降低用水成本，給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

4.高濃度化學(xué)清洗廢液處理技術(shù)的展望

鑒于高濃度化學(xué)清洗廢液水質(zhì)的復(fù)雜性，對其進(jìn)行處理的難度極大且處理費(fèi)用昂貴。因此，應(yīng)將化學(xué)清洗廢液的收集管理與處理納入統(tǒng)一的管理體系，即首先根據(jù)水質(zhì)特征進(jìn)行分別收集，以便于后續(xù)可采用不同的水處理工藝對其加以凈化。另外，對于不同水質(zhì)化學(xué)廢液的處理工藝亦可進(jìn)行進(jìn)一步的參數(shù)優(yōu)化，以節(jié)省處理費(fèi)用。總結(jié)現(xiàn)有高濃度化學(xué)清洗廢液的處理技術(shù)后，現(xiàn)提出如下幾個具體的研究方向，以提高高濃度化學(xué)清洗廢液的處理效果并節(jié)省處理費(fèi)用，以進(jìn)一步提高清洗廢液水平，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益[4]。

（1）高濃度化學(xué)清洗廢液預(yù)處理運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化研究。混凝、沉淀、微電解可作為整個工藝的預(yù)處理部分，其運(yùn)行效果好壞直接關(guān)系到后續(xù)膜處理裝置的處理效果，因此需對混凝、沉淀、微電解預(yù)處理部分的運(yùn)行參數(shù)加以優(yōu)化。

（2）反滲透主處理工序的運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化研究。反滲透作為去除廢液中CODCr的主要處理單元，其運(yùn)行參數(shù)的優(yōu)化對于最終出水水質(zhì)及工程費(fèi)用影響巨大，因此需通過對比分析，優(yōu)化該處理單元的運(yùn)行參數(shù)，使其高效低耗運(yùn)行。同時，若經(jīng)前端預(yù)處理后鐵離子含量仍達(dá)不到反滲透膜的進(jìn)水水質(zhì)要求，則可適當(dāng)尋找其它水源對廢液進(jìn)行稀釋。

（3）高濃度化學(xué)清洗廢液綜合處理效果的評價研究。通過評價各處理單元的綜合運(yùn)行效果，為后續(xù)該類工程的運(yùn)行提供借鑒。為此，需在不同處理段進(jìn)行水質(zhì)的監(jiān)測，及時分析并評價各單元的廢液處理效果，以保證廢液在全流程的處理效率跟蹤。

5.結(jié)束語

目前，大多數(shù)的冶金化工企業(yè)及電力行業(yè)不具備對于高濃度化學(xué)清洗廢液的處理能力，需將廢液處理工程外包給環(huán)保公司加以處理，因此，對于加強(qiáng)廢液的分類管理和處理處置勢在必行。而對于環(huán)保行業(yè)來講，需對化學(xué)廢液處理工藝進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化，以提升處理效率和處理效果，節(jié)省設(shè)備和藥劑開支，提高自身企業(yè)和業(yè)主的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]?陸韶華.化學(xué)清洗廢液及其處理[J].化學(xué)清洗，1991（01）：1-6.

[2]?鐘力群.有色冶金設(shè)備化學(xué)清洗常見問題與研究[J].清洗世界，2019（07）：10-11.

[3]?任飛，王延軍.發(fā)電廠鍋爐化學(xué)清洗廢液處理及回收利用[J].清洗世界，2019（05）：4-5.

[4]?陸震維，陳玉梅.化工裝置清洗技術(shù)現(xiàn)狀和展望[J].化工進(jìn)展，1992（04）：25-30.

作者簡介：趙蕊（2000-），女，河北保定人，本科生，給排水科學(xué)與工程專業(yè)。

基金項(xiàng)目：吉林省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（202010191009）