高濃度化學清洗廢液處理技術現狀分析

李冬雪 趙蕊 王嘉麒

摘?要：針對高濃度化學清洗廢液的復雜水質特點，分析了其對環境的危害作用，并對其處理工藝環節進行了分析，指出廢液處理過程中的關鍵技術問題及后續最終處置的技術方向，對國內高濃度化學清洗廢液的處理處置問題的技術研究具有一定的參考價值。

關鍵詞：高濃度;化學清洗廢液;處理處置;技術現狀

高濃度化學清洗廢液產生于設備及管道的清洗過程之中。由于清洗時加入了酸液或堿液，因此化學清洗廢液往往具有酸性或堿性強，懸浮物濃度大，COD濃度高，且金屬離子含量高等特點，同時部分化學清洗廢液還含有一定量的油，若不經妥善處理處置將對環境造成極大危害。

一、高濃度化學清洗廢液處理技術

1.1混凝

化學藥劑使微小的懸浮物和溶液中膠體微粒聚集凝結的過程叫做混凝[1]。混凝作用中有兩個過程：一是凝聚、二是絮凝。凝聚是使主要膠體脫穩，凝結成微小聚集體的過程[2]，該過程可以去除大部分水中膠體;絮凝是使膠體和懸浮物凝結成大的絮凝體，該過程完成后可以直接采取沉淀和過濾等方法，去除水中的懸浮物和凝結的脫穩膠體[2，3]。混凝過程的效果會受較多因素影響，其中有以下幾個方面。一是水溫。一般而言水溫較高，熱效應反應劇烈，膠體不易聚沉。水溫較低，則會導致液體固化，難以分離溶液中膠體和懸浮物質[2];二是pH值。pH對于各種混凝劑或起到抑制的作用，或使反應產生更多副反應，使膠體和懸浮物質達不到聚沉的效果[1]。三是水中雜質的物理性質。雜質的成分和濃度對于膠體以及溶液內懸浮物質的影響，可以導致膠體聚沉過多，堵塞機器等作用[1，3]。

由于高濃度化學清洗廢液的懸浮物濃度高，若反應條件得到很好控制，在混凝過程中將產生大量化學沉淀。因此，在后續工藝環節中需將這些化學沉淀與水分離，常用的方法為沉淀工藝。

1.2沉淀

混凝過程中產生的大量礬花需借助沉淀工藝加以去除，以保證上清液順利排出。工業生產中常用的沉淀池有多種類型，如輻流式沉淀池、豎流式沉淀池、斜管沉淀池以及斜板沉淀池等。由于不同類型沉淀池的適用范圍和沉淀效果不同，因此，選型之前須進行技術比較。鑒于高濃度化學清洗廢液的懸浮物濃度高，產泥量大，因此斜管沉淀池和斜板沉淀池易遭受堵塞，不宜采用。實踐中常采用輻流式沉淀池和豎流式沉淀池，但也須著重考慮排泥斗的容積計算問題，避免沉淀物返回至上清液中影響出水水質。

1.3微電解

微電解是近年來國際上凈化化學有機廢水的一種新興產業和技術。該技術是在溶液中通過自身物質產生的一點二伏電位差來對自身廢水進行電解處理，由此能夠降解有機污染廢物[2]。在該系統當中，化學清洗廢液通過微電解設備后，形成的無數微電池信息系統和微電解工藝，再從空間中構成一個對于該工藝有益的相應電場，是用來處理高濃度化學清洗廢液的一種創新型工藝和技術[1，2，4]。由于高濃度化學清洗廢液中含有大量金屬離子，因此有助于形成微電解過程，對水中有機物的降解效果顯著。

1.4反滲透

反滲透技術產生于20世紀50年代后期，目前已逐漸發展成為高濃度化學清洗廢液處理技術的實用單元操作，其應用領域和規模在不斷擴充，為更多的工業廢水的凈化處理工藝所采用[1]。反滲透技術屬于膜處理工藝的一種，與提純蒸餾水工業相比較來說，膜分離技術較為經濟和成熟，保護環境的同時又不會導致產品過熱而產生污染和浪費[3]。反滲透除鹽除有機物質是將滲透作用控制在工業水處理的有利方向[1，3]，在此技術中半透膜的選擇性透過作用發揮了極大的優勢。

對于高濃度化學清洗廢液的處理而言，前端的混凝沉淀、過濾及微電解都屬于預處理部分，目的是降低水中的懸浮物濃度以減小反滲透膜的工作負擔。在由于殘存的懸浮物和金屬離子濃度一般仍較大，因此膜組件常容易被堵塞或者擊穿，導致出水水質無法達標。鑒于此，應在加大清洗頻率的同時，及時更換膜組件，以保證水質。

二、高濃度化學清洗廢液的最終處置

經上述分析，高濃度化學清洗廢液水質條件差，處理難度大，即便經過組合工藝處理后仍無法直接排放至城市污水管網，因此需進行進一步的處置。

化學清洗廢液往往產生于化工廠、油田等工廠之內，因此，經單獨處理的化學清洗廢液一般需與其它類型生產廢水再進行同步處理，以進一步降低其對環境的危害。以煤化工企業為例，經處理的化學清洗廢液可與煤化工廢水一同進行厭氧消化及好氧接觸氧化等處理。厭氧過程可使高分子有機物被降解為小分子有機物，而好氧過程可使小分子有機物得以進一步降解為無機物質。

經生化處理后，出水可以蒸發結晶作為最終處理工藝，或者將其利用為循環水。由于化工廠和油田等工廠的各類用水量大，同時各類用水對水質的要求也各不相同，因此，生化池出水可作為廠內其它生產工藝的中間用水，這一方面解決了此類廢水的出路問題，同時也實現了工業廢水的循環利用，節約了水資源，具有雙重收益。

三、結論

高濃度化學清洗廢液處理技術作為一種現代化廢液處理技術手段，在水處理中得到了廣泛應用，不僅有效地增強了水處理工藝的效果，而且提高了水處理效率，在推動國民經濟進一步發展中也發揮了重要作用[1]。鑒于高濃度化學清洗廢液的復雜性，具體處理工藝的選擇以及相應的工藝參數的確定問題，是水處理效果好壞的關鍵。在處理過程中，不僅要重視水處理的效果，還需重點關注水處理的成本，進行技術經濟方案比較，做到技術與經濟效益兼顧。

參考文獻

[1]?任飛，王延軍.發電廠鍋爐化學清洗廢水處理及回收利用[J].清洗世界，2019，（5）：4～5.

[2]?趙彬.反滲透膜化學清洗分析[J].研究與開發，2020，（10）：100～101.

[3]?李玉善，劉旭.含油污泥化學清洗廢液處理方法研究[J].環境保護與循環經濟，2020，（03）：31～34.

[4]?芮瑞，姚瑤，令彤彤，王濤，劉世雄，李洲，劉繼鋒.國內外發電廠鍋爐化學清洗標準介紹及比較[J].清洗世界，2020，（09）：123～125.

基金項目：吉林省大學生創新創業訓練計劃項目（202010191009）。

作者簡介：李冬雪（2000-），女，內蒙古通遼人。