化學工藝在廢水處理中的應用

張潤紅(蘭州石化職業技術大學，甘肅 蘭州 730207)

0 引言

隨著科學技術高速發展，廢水實際體量逐步增大，廢水處理逐步成為關注的焦點，其實際核心因素為廢水會造成嚴重的土壤污染、水體污染，通過廢水處理、二次利用可進一步緩解水資源匱乏現狀。當下廢水處理工藝較多，不同處理方法自身優勢也不盡相同。從當下實際處理成效而言，以化學工藝為基礎的廢水處理技術成效較佳，不僅實際處理成效較高，而且廢水實際轉化率也較高，最終不會產生二次污染。因此應充分掌握化學處理廢水基本原理，科學、合理使用相應的化學處理工藝，提高廢水處理成效，充分實現水資源循環應用，保護實際生態環境。

1 污水類型與特征

按照不同的分類標準，可將廢水劃分為不同的種類，其實際污水類型包含以下幾方面：一方面，生活污水。生活污水主要包含糞便水、洗浴水、洗滌水等，除家庭生活廢水外，還包含各類集體單位和公用事業等排出的廢水，其中以有機污染為主，其中包含以下特征：含氮、磷、硫高，易引起水體富營養化；含有纖維素、淀粉、蛋白質等，處于厭氧性細菌作用下易發生惡臭狀況；含有多種微生物，如：細菌、病原菌等，易促使人傳染各類疾病。另一方面，工業廢水。工業廢水實際排放量較大，污染范圍較廣，不少產品在應用中會發生新的污染；因存在間歇性排放，有規律和無規律排放等特點，使實際污染防治難度加大。

2 廢水處理在環境工程中實際價值

當下城市化發展背景下，廢水處理至關重要，隨著人們環保意識逐步增強，生態環境成為人們關注焦點，因此提高廢水處理水平尤為關鍵。廢水處理在環境工程中重要價值體現在以下三方面：

(1)有助于完善環境工程體系。環境工程實施核心目標在于保護當地區域環境資源，通過嚴控污染物實際排放量，加大對工業生產活動監管力度，降低人類各項活動對生態環境產生不良影響，以此保證生態系統處于良性循環中。廢水作為環境污染核心因素，人們日常生活及工業生產均會產生大量污水，若此類污水并未加以處理就直接排放，會對區域內生態環境造成較大損傷。為從本質層面實現保護環境目標，需高度重視廢水處理，逐步完善工程體系。(2)有助于提高水資源利用率。水資源作為人類立生之根本，尤其針對我國中西部地區，水資源匱乏已經成為影響區域發展關鍵性因素，廢水處理效率及質量，將直接影響水資源利用率，從而有效緩解城市用水實際壓力。廢水高效處理可從本質層面解決污染物等，減少廢水對環境產生不利影響。也可消除其水資源中雜質，將其轉化為可使用的資源，提高水資源利用率，以確保生態環境處于良性循環。(3)促進城市可持續發展。城市高效、健康發展不僅需要依附于區域內經濟活動，而且對生態環境有著較高要求。廢水作為環境工程核心構成，提高廢水處理水平，減少其對城市環境污染，為城市長周期發展存儲水資源，促進城市良好發展。

3 化學工藝在廢水處理中實際應用原則

當下化學工藝憑借自身優勢，廣泛用于實際廢水處理中，獲取較佳的應用成效，為達成該目標，需始終遵循相應的應用基本原則，進一步獲取較佳的廢水處理成效：(1)充分應用廢水特征。針對廢水處理工作，為提高處理效率、提升處理質量需對處理主體有較強的了解和認識，重點關注廢水中存在的污染物及其化學性質，應高效實時把控各類污染物的實際含量，有助于進一步提升其相應的廢水處理精準性、可靠性。為了提高廢水處理的經濟效益，可考慮對廢水中存在的有利物質進行回收應用，實現其自身價值使用最大化。(2)遵循分離基本原則。針對當下廢水處理而言，實際操作過程中應遵循分離基本原則，最大限度地將廢水及其清潔水資源做好精細化分離，避免相互干擾的問題。如生活廢水排放和處理過程中，應針對此類生活廢水排放管道增設相應的分離裝置，避免其與正常生活給排水產生嚴重的交叉，并防范滲漏現象，影響人們日常生活。對工業廢水分離處理更需加強管控力度，嚴禁各類廢水中重金屬及其有害物質進入生活用水系統內，給人們帶來嚴重的影響。同時，也應保證其與自然環境相互分離，充分做好環境保護工作。(3)嚴格遵循分類原則。對于廢水高效化處理，應將類別劃分為實際關注焦點，分類基本原則主要是對廢水開展精細化分析，且對其基本處理需求和內部污染物做好分類，有助于后續廢水處理。為顯著提升分類成效，應按照其污染程度做好分類工作，對不同污染程度的廢水進行有效處理，也是提升處理效率的關鍵條件，更是規避后續化學處理操作中產生嚴重浪費問題的基本前提。

4 化學工藝在廢水處理中應用

4.1 應用于氨氮廢水處理

氨、氮作為當下工業廢水最常見的成分，如各類焦化廠、石油化廠產生廢水，均具備較強的污染性和毒性，若并未及時做好處理工作，便會引發嚴重的環境污染問題，對人們身體健康構成嚴重的威脅。針對上述工業生產產生的廢水，可建議選取以下化學處理工藝，實現廢水再次處理應用，體現在以下三方面：第一，厭氧好氧工藝(A/O工藝)。基于缺氧狀況下，選取化學處理工藝可將污水內懸浮污染物、可溶性有機物進行水解，最終產生相應的有機酸，并可將大分子轉化為小分子，將不溶有機物轉化為可溶性有機物。對其開展好氧處理，實際基本處理原理為，處于好氧池內完成缺氧水解氧化工作，處于缺氧狀況下可完成蛋白質、脂肪等相關物質的處理工作，最終生成硝酸根離子。基于同種缺氧條件下，對硝酸根離子做好處理，進一步達成碳、氧循環工作，實現污水凈化處理工作。上述廢水化學處理工藝最為典型的特征為簡單、高效，但脫氮實際成效不佳。第二，Bardenpho工藝。與A/O工藝相比較，此類廢水處理工藝多一個缺氧段、好氧段，且兩個階段處于獨立工作狀態，實際操作程序為廢水先依次進入一級缺氧池、一級好氧池，經處理的混合液一部分回流至一級缺氧池內，另一部分依次進入二級缺氧池、二級好氧池、沉淀池，最后出水。因二級好氧池內混合液不發生回流，所以一級缺氧池的反硝化脫氮效率較二級缺氧池內反硝化實際效率高，整體脫氮效率較A/O工藝進一步提升。第三，側流富集/主流強化硝化。處于A/O工藝基礎上，可將第一部分回流污泥進入間歇性曝氣池內，實現濃縮上層液、污泥脫水濾液進行硝化處理，當其開展相應的處理工藝流程時，顯著提升反硝化脫氮成效[1]。

4.2 應用于丙二醇廢水處理

丙二醇廢水的處理使用活性炭吸附法、電化學法的頻次較高，不同處理方法基本原理、特征存在較大差異性。其中，活性炭吸附法處理廢水基本原理為，充分利用其多孔結構強制吸附有機溶劑，此類方法屬于物理處理方法。電化學方法處理廢水核心原理，應將其放置于特定反應器內部，利用化學電極反應產生相應的化學反應，可進一步將廢水中丙二醇完成轉化和分解。選用上述廢水處理方法，其選用的相關設備具有較為簡易、維護高效等特征，最為關鍵的是，不受丙二醇自身實際毒性產生干擾。當下此類廢水處理過程中，常用化學工藝包含兩種方式：第一，電絮凝法。科學、合理選用直流電，充分將鐵、鋁陽極自身失去電子最終生成相應的離子，其被水解后生成最終產物為絮凝物。此類物質充分發揮自身優勢，充分將各類污染物進行高效化吸附，以直流電為核心驅動力，產生相應的化學反應，將毒性物質轉變為低毒物質。第二，電化學氧化法。廢水直接或間接產生相應的化學反應，其中間接電解主要包含兩種反應，即可逆、不可逆反應。處理丙二醇廢水多選用電化學氧化法，應結合實際狀況投入相應的氧化劑，確保其最終生成相應的丙二酸，適當加入堿性物質完成中和，去除廢水內丙二醇，確保廢水滿足實際排放要求和標準。

4.3 應用于油氣廢水處理

油氣廢水處理過程中，建議選取聲化學工藝，此類工藝可積極將污水內部物質做好處理，尤其針對去污染程度較高且無法降解的油氣廢水，該廢水處理工藝可單獨進行選用，亦或與其他工藝做好聯合使用。

聲化學處理技術基本應用原理為，充分利用超聲波自身優勢，產生相應的高溫、高壓現象，可有效加速化學反應，從本質層面大幅度提升污染物實際轉化效率。空化效應主要是指基于超聲波自身工作周期波動下，內部液體自身實際媒介發生收縮、舒張形成氣泡，隨著時間的推移，可產生相應的瞬時高壓和高溫，第一時間消除廢水內污染物。相較于其他化學實際處理工藝，聲化學處理技術用于廢水處理中，可獲取較佳的處理成效，但整個冷卻系統配置復雜程度較高，促使廢水處理成本增加[2]。

4.4 應用于硫化物、氰化物處理

硫化物、氰化物均作為當下廢水內相關有害物質，為采取相應的廢水處理技術措施，及時將內部污染物去除，可選取吹脫法實施，此類處理方法自身處理效率較高，可防止產生二次污染狀況。吹脫法基本應用原理為，以空氣為實際介質，可實現廢水、水中溶解氣體產生相應的化學反應，實現物質形態的轉變，最終達成吹脫分離工作。處于正常狀況下開展此項工作，主要包含兩種方式，即吹脫池、吹脫塔，不同方式工作原理和特征不一，應結合實際狀況積極完成去除污染物工作。為進一步徹底將污水中硫化物、氰化物去除，可選取以下方法開展處理：(1)利用堿性溶液做好吸收，選用NaOH溶液，可將H2S、氰化氫轉變為Na2S、氰化鈉，最終實施蒸發、結晶便可完成處理工作；(2)應用活性炭完成此類物質吸附；(3)燃燒。可促使易揮發的物質充分燃燒，最終轉變為其他物質，如H2S，將其轉化為H2SO4。

4.5 應用于電鍍廢水處理

電鍍廢水內含有大量的活性劑、助劑，此類物質自身攜帶大量的污染物，使實際處理過程難度加大。因此，可采用微波化學處理技術，基本應用原理為，充分借力微波促使電鍍廢水內實際污染物發生一系列的化學反應，將其轉變為氣體或不溶于水的物質。此外，可適當加入相應的添加劑，促使電鍍廢水實際污染物充分地與添加劑深層次融合，形成相應的絮凝體最終沉淀，達到將污染物與水分離的目標。微波化學處理技術應用于電鍍廢水處理中，可在短周期內快速處理其內部實際污染物，高效化完成廢水處理。該技術自身還具有實際工藝流程短、成本較低、處理效果好等不可比擬的優勢，用于電鍍廢水處理可從本質上降低企業實際處理成本，節省土地資源。

5 化學工藝處理廢水優化策略

化學工藝處理廢水作為一項綜合性、復雜性工作，需充分結合當下實際狀況，不斷提出相應的處理措施，保證化學工藝處理廢水更具高效化。針對當前的廢水處理形勢，特提出以下幾方面策略。

5.1 加大城市污水處理基礎設施建設

城市廢水處理設施建設需充足資金給予支持，相關企業要高度重視廢水處理廠設備及工藝的投入，以確保廢水處理有效性，并提高廢水處理標準。首先，政府應積極發揮自身主導作用，創設良好的外部環境，給予廢水處理企業政策、稅收等支持，鼓勵污水處理廠引入先進設備，提高設備更新速度；其次，廢水處理工藝指標實現量化，如：污泥生產率、處理單位水量能耗等，減少重復性建設狀況，保證投資有效性及精準性。最后，合理化布設污水處理廠，從根本上解決原有集中化處理排放模式，應始終遵循合理統籌、就近處理原則，結合城市未來戰略發展，完善城市污水處理路徑，提高污水處理效率及質量[3]。

5.2 注重廢水再生利用

積極采取行之有效的措施，將污水轉化為再次利用水資源，完善污水處理體系，按照規模及范圍再生水可劃分為四種類型：一是小區域建筑群再生水，主要針對目標群體為規模較小機關、住宅小區、學校等，將廢水處理裝置增設于小區內，處理和使用該范圍內雜排水；二是區域性建筑群再生水，利用二級污水處理系統，加強對城市工業、生活污水處理，將其最終用于綠化、沖洗便器等方面；三是排水設施完善的再生水，結合區域內排水實際狀況，將其分類為普通、優質雜用水，通過有效處理用于洗車、澆灌綠化等方面；四是排水設施不完善區域再生水，該污水需進行沉淀、除油等處理環節，最終排放于市政管網中。提高城市再生水利用率，有助于緩解城市水資源匱乏困境。

6 結語

廢水處理技術發展主趨為低碳節能，高效化提升廢水處理效率及質量，實現綠色、高效化目標十分關鍵，化學工藝用于實際廢水處理中，可顯著提升實際處理效率和質量，提高水資源利用率，實現生態環境保護目標。