化學(xué)工業(yè)園區(qū)廢水處理技術(shù)分析

熊平 吳菊珍 邱陽(yáng)

摘要：本文闡述了化工園區(qū)廢水的來(lái)源及特點(diǎn)。以四川某化工園區(qū)為例，分析比較了目前國(guó)內(nèi)外主要化工廢水處理技術(shù)，提出了“企業(yè)分散處理+化工園區(qū)廢水集中處理”的治理模式，并采用“AAO+MBR+臭氧氧化”耦合處理工藝集中處理化工園區(qū)廢水，使該化工園區(qū)出水水質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)，能夠穩(wěn)定排放。

關(guān)鍵詞：化工園區(qū)廢水;治理模式;“AAO+MBR+臭氧氧化”耦合處理工藝

日常生產(chǎn)、生活對(duì)化工產(chǎn)品的需求令化學(xué)工業(yè)迅猛發(fā)展。在我國(guó)生態(tài)環(huán)境保護(hù)不斷深化、全社會(huì)環(huán)保意識(shí)不斷提高的大背景下，化工園區(qū)作為化工企業(yè)推動(dòng)綠色發(fā)展的主要措施，也因園區(qū)企業(yè)排放的高污染高危害污染物而受到環(huán)境保護(hù)的重點(diǎn)關(guān)注。一般來(lái)說(shuō)化工園區(qū)排放的廢水水質(zhì)復(fù)雜，表現(xiàn)出高色度、氨氮含量高、鹽度高、機(jī)物污染物含量高以及可生化性差等特點(diǎn)，一旦處置不當(dāng)極易給當(dāng)?shù)氐乃Y源、水環(huán)境和水生態(tài)造成沉重壓力。此外，大量化工企業(yè)污水的排放，極易導(dǎo)致化工園區(qū)周邊河流水質(zhì)污染，對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境以及可持續(xù)發(fā)展造成較大的影響。因此，如何控制化工園區(qū)對(duì)周邊水環(huán)境和水生態(tài)造成的不利影響，減輕污染負(fù)荷排放以及有效處理化工園區(qū)廢水已逐漸成為當(dāng)前化工園區(qū)建設(shè)和健康發(fā)展的焦點(diǎn)和必須解決的問(wèn)題。

本文以瀘州化工園區(qū)為例，針對(duì)園區(qū)所排放出的廢水的特點(diǎn)，形成了化工園區(qū)的污水處理技術(shù)以及相的應(yīng)解決方案，為形成長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶化工園區(qū)廢水高效處理技術(shù)方案做出有益探索。

一、化工園區(qū)廢水的特點(diǎn)及危害

化工園區(qū)廢水的主要來(lái)源有以下幾個(gè)方面：原材料、生產(chǎn)過(guò)程中排放的廢水、生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物、冷卻水以及由于原材料和產(chǎn)品在生產(chǎn)過(guò)程、運(yùn)輸和儲(chǔ)存中存在物料流失或者由于雨水侵蝕而形成的廢水等方面.

（一）化工園區(qū)廢水的特點(diǎn)

1.有毒性和刺激性。大部分化工廢水中含有大量如酚（ArOH）、氰（CN）、汞（Hg）、砷（As）、鎘（Cd）或鉛（Pb）等具有較強(qiáng)毒性的物質(zhì)，易對(duì)生態(tài)環(huán)境造成較大的影響。

2.部分廢水中的污染物特別是有機(jī)污染物的濃度偏高。如石化企業(yè)排放的廢水中含有大量有機(jī)物。因此該廢水一旦進(jìn)入水中，其會(huì)與水中的溶解氧發(fā)生反應(yīng)，造成水中溶解氧的濃度下降，對(duì)水中各種類(lèi)型生物的生存造成影響。此外大部分精細(xì)化工在生產(chǎn)過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生大量的有機(jī)污染物，這類(lèi)污染物降解難度大，對(duì)環(huán)境也容易產(chǎn)生較大的危害。

3.組分復(fù)雜。化工園區(qū)廢水通常采用的集中式處理。而由于園區(qū)化工企業(yè)多種多樣，因此其廢水也匯集了石油化工、醫(yī)藥農(nóng)藥、紡織印染、化學(xué)合成、日用化學(xué)品制造以及焦化等多種類(lèi)型的廢水，成分十分復(fù)雜。

4.pH波動(dòng)大。由于生產(chǎn)的產(chǎn)品以及工藝流程不同，部分園區(qū)排放的廢水會(huì)呈現(xiàn)出較強(qiáng)的酸性或堿性，這類(lèi)廢水易對(duì)園區(qū)周?chē)纳铩⒔ㄖ锛稗r(nóng)作物造成較大的影響。

5.恢復(fù)難度較大。受到污染的水域要恢復(fù)到水域的原始狀態(tài)是相當(dāng)困難的。尤其是水域中進(jìn)入大量重金屬、難降解有機(jī)物等降解難度大、危害性的污染物，及時(shí)停止排放仍短時(shí)間內(nèi)仍難以消除。

（二）化工園區(qū)廢水的危害

大部分化工園區(qū)的廢水均有毒有害，這些廢水若不經(jīng)過(guò)處理直接外排會(huì)對(duì)周?chē)h(huán)境造成較大的危害，此外廢水含還有較強(qiáng)的毒性，不慎進(jìn)入水中會(huì)造成水中的生物死亡甚至絕跡。化工園區(qū)產(chǎn)生的廢水還可能以滲透的方式進(jìn)入地下水，如果周邊居民將受到污染的地表水或地下水作為常規(guī)的生活用水，長(zhǎng)時(shí)間飲用會(huì)造成污染物在人體內(nèi)積累，破壞人體健康。若廢水滲入土壤，還會(huì)造成土壤污染，影響植物和土壤中微生物的生長(zhǎng)。有些工業(yè)廢水還帶有難聞的惡臭，污染空氣。

二、構(gòu)建化工園區(qū)廢水處理方案

園區(qū)廢水的處理與處置，不僅需要相適應(yīng)的污水處理設(shè)施，也需要有良好的管理措施，良好的管理措施有助于提升廢水處理效果，保證廢水達(dá)標(biāo)排放。

（一）建立園區(qū)信息平臺(tái)，提升精細(xì)化管理水平

為確保化工企業(yè)廢水排放達(dá)到納管標(biāo)準(zhǔn)，化工園區(qū)廢水處理的管理中，首先融入現(xiàn)代科學(xué)與信息技術(shù)，建設(shè)化工園區(qū)環(huán)境管理的信息平臺(tái)。我們以四川某化工園區(qū)信息化管理系統(tǒng)為例，該園區(qū)設(shè)置有完善的化工園區(qū)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，24小時(shí)監(jiān)測(cè)園區(qū)內(nèi)廢水指標(biāo)的動(dòng)態(tài)情況，通過(guò)該系統(tǒng)一方面可以根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)迅速判斷園區(qū)廢水處理的效果，另一方面一旦廢水指標(biāo)出現(xiàn)波動(dòng)，系統(tǒng)可以隨時(shí)預(yù)警，提醒工作人員對(duì)廢水處理設(shè)施進(jìn)行調(diào)整，確保廢水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。此外，該化工園區(qū)還充分利用大數(shù)據(jù)整合和分析的優(yōu)勢(shì)，對(duì)廢水處理的流程和數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，并以監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為參考，對(duì)園區(qū)內(nèi)廢水的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行分析，評(píng)價(jià)廢水處理獲得最好的處理措施，有效地提升了園區(qū)管理水平。

（二）化工園區(qū)廢水處理關(guān)鍵技術(shù)

園區(qū)在廢水處理常采用的模式有企業(yè)分散處理和園區(qū)廢水集中處理兩種治污模式。企業(yè)分散處理主要是指園區(qū)內(nèi)不同類(lèi)型的企業(yè)較多，其排放的廢水污染物成分不同，鑒于此園區(qū)常要求各企業(yè)自行進(jìn)行處理，再有園區(qū)管道統(tǒng)一進(jìn)行排放，該法的優(yōu)點(diǎn)是能夠有效地處理不同種類(lèi)的污染物，缺點(diǎn)是污染處理設(shè)施多，企業(yè)處理成本高，管理難度大。園區(qū)廢水集中處理主要是針對(duì)以同類(lèi)型企業(yè)為主的園區(qū)，該類(lèi)園區(qū)廢水水質(zhì)基本一致，集中處理可以降低企業(yè)成本，便于園區(qū)管理，但該類(lèi)方法應(yīng)用范圍較窄，達(dá)標(biāo)排放難度大。鑒于此單純的企業(yè)分散處理和園區(qū)的集中處理均難以適應(yīng)目前我國(guó)化工園區(qū)的現(xiàn)狀，因此四川某化工園區(qū)根據(jù)相關(guān)情況逐步形成了“一企一管，共同治理”的園區(qū)廢水處理模式，一方面充分調(diào)研該化工園區(qū)企業(yè)污染物排放現(xiàn)狀，形成具有園區(qū)特點(diǎn)的污水排放標(biāo)準(zhǔn)，并規(guī)定園區(qū)各企業(yè)根據(jù)自身生產(chǎn)情況產(chǎn)生的不同廢水設(shè)置相應(yīng)的處理設(shè)施進(jìn)行預(yù)處理，處理完成后才可以通過(guò)管道匯集到園區(qū)的集中式污水處理廠進(jìn)行進(jìn)一步處理。該種模式通過(guò)企業(yè)的預(yù)處理可以有效去除廢水中的特征污染物，有利于后續(xù)園區(qū)的深度處理。

三、化工園區(qū)廢水集中處理技術(shù)方案

由于化工園區(qū)廢水處理難度較大的特征，若采用常規(guī)的處理技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到達(dá)標(biāo)排放的要求，因此化工廢水的集中處理需要多種工藝結(jié)合才能達(dá)到處理效果。目前常見(jiàn)的化工園區(qū)廢水集中處理工藝流程一般可分為前期預(yù)處理單元、生化處理單元以及深度處理單元三個(gè)部分。

（一）前期預(yù)處理單元

前期預(yù)處理的主要作用是截流大顆粒固體懸浮物、調(diào)節(jié)水量、去除部分較大有機(jī)物、調(diào)節(jié)Ph值，此外該單元還能有效降低后續(xù)工藝的處理負(fù)荷，強(qiáng)化處理效果。目前預(yù)處理單元主要利用的是物化法進(jìn)行處理，其主要設(shè)施有格柵、沉砂池、廢水調(diào)節(jié)池等。作為化工廢水，水量、水質(zhì)不穩(wěn)定，并有大量懸浮物進(jìn)入污水管網(wǎng)，因此在廢水處理流程中設(shè)立廢水調(diào)節(jié)池和沉砂池，既能有效去除廢水中的顆粒物質(zhì)，還能在廢水沖擊負(fù)荷預(yù)警時(shí)，利用加藥沉淀的方法來(lái)進(jìn)一步提升顆粒物的去除效果。

（二）生化處理單元

生化處理單元是廢水處理的核心，常用的生物處理方法主要有活性污泥法、氧化溝法、吸附—生物降解法（AB）、缺氧-好氧生物法（A/O）、厭氧-缺氧-好氧法（A2/O）、序批式活性污泥法法（SBR）等。而由于化工園區(qū)廢水的水質(zhì)差異較大，同時(shí)含有種類(lèi)復(fù)雜的有毒有害物質(zhì)，常規(guī)單一的物化處理和生化處理效果均不能達(dá)到良好的處理效果，使處理后的廢水達(dá)到排放要求，因此迫切需要開(kāi)發(fā)出一種經(jīng)濟(jì)、有效的處理方法是實(shí)現(xiàn)化工園區(qū)廢水處理后能夠達(dá)標(biāo)排放的關(guān)鍵。四川某化工園區(qū)采用改良型脫氮處理AAO工藝聯(lián)合MBR技術(shù)處理廢水取得了良好的效果，其中水解酸化法常作為化工廢水生物預(yù)處理技術(shù)，尤其是作為難生物降解廢水的預(yù)處理工序，可大大提高廢水的可生化性。采用改良型脫氮處理AAO工藝作為生化處理主工藝，有機(jī)物處理效果好且穩(wěn)定，同時(shí)具有良好的脫氮效果，其硝化、反硝化段單獨(dú)設(shè)置，利于控制各段的溶解氧濃度和污泥、混合液回流量，保證脫氮效果。

（三）深度處理單元

由于化工園區(qū)廢水來(lái)源不同，水質(zhì)差異較大，同時(shí)含有種類(lèi)復(fù)雜的有毒有害物質(zhì)，常規(guī)單一的物化處理和生化處理效果較差，因此在污水處理流程中通常會(huì)根據(jù)情況設(shè)置深度處理單元更進(jìn)一步降解廢水中污染物來(lái)保證園區(qū)廢水達(dá)標(biāo)排放，目前常見(jiàn)的深度處理方法主要有活性炭吸附法、膜分離法、高級(jí)氧化法、光化學(xué)催化氧化法、電化學(xué)氧化法等方法。針對(duì)廢水水質(zhì)特點(diǎn)，四川某化工園區(qū)廢水處理廠擬采用臭氧氧化技術(shù)作為深度處理技術(shù)，該法具有良好的脫色和有機(jī)污染物降解能力，且該法的反應(yīng)速度快，無(wú)二次污染，是目前應(yīng)用較為廣泛的深度處理方法。鑒于此為實(shí)現(xiàn)出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，該化工園區(qū)廢水生化處理后選擇采用臭氧氧化處理即“AAO+MBR+臭氧氧化”耦合處理工藝，該法處理效果好，無(wú)二次污染，污泥產(chǎn)生量小，能保證該化工園區(qū)廢水達(dá)標(biāo)排放。

四、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)四川某化工園區(qū)的處理工藝和技術(shù)方案的分析，我們發(fā)現(xiàn)采用“企業(yè)分散處理+化工園區(qū)廢水集中處理”的治理模式，既能通過(guò)各企業(yè)的預(yù)處理有效去除廢水中的特征污染物，有利于后續(xù)園區(qū)的深度處理，還能有效降低企業(yè)成本以及管理難度，保證廢水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。而處理方法使用“AAO+MBR+臭氧氧化”耦合處理工藝集中處理化工園區(qū)廢水的處理效果好，無(wú)二次污染，污泥產(chǎn)生量小，出水水質(zhì)可以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。這說(shuō)明“企業(yè)分散處理+化工園區(qū)廢水集中處理”的治理模式以及“AAO+MBR+臭氧氧化”耦合工藝處理效果良好，能為長(zhǎng)江沿岸化工園區(qū)的廢水處理工藝的研發(fā)提供有益參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]聶莉莎.化工園區(qū)工業(yè)廢水處理方法[J].化學(xué)工程與裝備，2020（10）：2.

[2]王林，李詠梅，楊殿海，等.工業(yè)園區(qū)廢水處理技術(shù)研究與應(yīng)用進(jìn)展[J].四川環(huán)境，2016，35（2）：7.

[3]李東升，紀(jì)振.物化預(yù)處理-水解酸化-A/O工藝處理化工廢水研究[J].工業(yè)水處理，2017，37（8）：98-100.

[4]朱輝，劉愛(ài)寶，劉娜，等.化工園區(qū)污水深度處理技術(shù)分析[J].化工管理，2020（1）：2.

基金項(xiàng)目：成都工業(yè)學(xué)院校級(jí)科研項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)2020DF009）。