高鹽精細化工廢水處理技術及控制對策研究

摘 " " "要：隨著國內經濟的不斷發展，精細化工廢水對環境的污染日益嚴重，人們對環境的要求也在不斷提高。精細化工廢水處理方式已成為環境治理的重要環節。介紹了精細化工廢水的特點及危害，闡述了精細化工廢水處理技術及控制對策 ，為新技術的發展提供參考。

關 "鍵 "詞：精細化工廢水；處理技術；控制對策

中圖分類號：TQ460.9 " " 文獻標識碼： A " " 文章編號： 1004-0935（2023）04-0547-04

近年來，隨著國內經濟的快速發展，精細化學品越來越深入人們的日常生活。精細化工企業數量激增，帶來了巨大的經濟效益，同時也產生了大量高鹽有機廢水，給環境治理帶來了巨大的壓力。精細化工生產所需的原料多為有機物，生產過程、精制洗滌、產品處理等環節需要消耗大量無機酸和鹽類，排放出高濃度、高鹽、難降解或有毒有害的有機廢水，會抑制微生物的生長繁殖，影響生物處理過程，使廢水的處理更加困難[1]。

目前，國家高度重視生態環境污染治理，嚴格監管精細化工企業出水水質，實現廢水達標排放迫在眉睫。大多數企業廢水處理采用的關鍵技術是“水解酸化+生物處理”，但水解酸化不能降解有機污染物和有毒物質，有毒污染物會抑制生物處理，導致廢水處理困難，難以達標排放。另外，廢水處理過程中需要添加化學藥劑，提高可生化性，從而增加處理成本，導致重污染企業因處理成本高而面臨停產[2]。

本文重點研究高鹽、高濃度精細化工廢水處理技術及控制對策，為精細化工廢水處理提供參考。

1 "精細化工廢水來源

精細化工廢水主要來源有：

1）生產廢水：生產過程中各工序產生的廢水。

2）洗滌水：清洗設備、產品、操作工具而產生的廢水。

3）冷卻水：冷卻處理生產過程中溫度過高的設備而產生的廢水。

4）事故污染廢水：安全事故而產生的廢水。

5）生活污水：企業工人日常生活產生的廢水。

6）地面及設施沖洗水：清洗車間地面及切換設備時清洗工作產生的廢水。

2 "精細化工廢水的特點與危害

2.1 "精細化工廢水的特點

精細化工廢水是一種高COD濃度、高氨氮值、色度大的混合型化工廢水，處理難度較大。且廢水中含有較高的鹽分，在生物處理過程中會對微生物產生毒害作用。此外，廢水中含有大量的有毒有害有機物，難以被降解。因此，精細化工廢水仍然面臨著處理困難的問題[3]。

2.2 "精細化工廢水的危害

精細化工生產工藝過程繁多，未反應的化工原料或生產過程中產生的副產物進入廢水，導致廢水的組成成分復雜、鹽分高、污染物濃度高、酸堿變化大，若不經過處理便直接排放會對人類社會及大自然造成巨大危害[4]。

精細化工廢水所含有的無機鹽類排入河流、湖泊后，會改變水體的滲透壓，導致水中溶解氧含量降低，水中的生物由于缺氧而死亡，水質下降，引發惡臭。此外，如果需氧污染物排入水體過多，將會消耗水中的溶解氧，造成溶解氧缺乏，從而影響水中魚類和其它水生生物的生長。而當水中的溶解氧耗盡后，環境將進一步惡化。這類污染物是水體中最大量和最普遍的一種污染物質[5]。若排入水體中的氮、磷含量超過水體的承受范圍，則水中藻類會瘋狂生長，吸取養分，導致水中生物無法生存，從而發生水體的“富營養化”[6]。

精細化工廢水中還可能含有大量有毒物質，如：酚類或芳香族化合物，會對人類產生巨大的影響。

3 精細化工廢水處理現狀

目前，精細化工企業采用的污水處理方案通常有兩種。一種是通過集中廢水處理的方式對污水進行處理，即工廠設有污水處理設施，但其僅將污水進行初步處理，降低污水中COD數值和含鹽量，預處理結束后就將廢水輸送至專門的污水處理廠，再由污水處理廠對廢水進行進一步處理，使其達到排放標準；另一種是企業自行將廢水通過物化工藝、生化反應以及深度處理等手段使其達到排放標準，直接進行排放。兩種方法各有優劣：集中廢水處理的方式可以降低精細化工廠的廢水處理壓力，既可以降低相關成本，也可以降低廢水處理設施所占空間，增加生產設施規模，但是污水處理廠需要搜集多個企業的污水進行統一處理，污水量大，組成成分復雜，污水處理廠需要具備足夠的技術水平，才能保證處理效果；廢水自行處理可以有效降低精細化工企業對其他企業的依賴程度，能夠自給自足的完成整套生產流程，但是這要求精細化工企業自行設計完整的污水處理機制，需要企業具備足夠的技術儲備，同時企業很可能需要投入更多的精力及更高的成本，以實現污水達標排放。

另一方面隨著我國信息化水平的提高，目前已有3 641個水質斷面被納入了國家地表水水質自動檢測系統，包括1 824條河流及210個湖泊水庫，這使得政府相關部門可以隨時監控這些水體周圍企業污水排放情況，可以第一時間對發生問題的企業進行處置。高效的監督監管措施使得企業越來越重視廢水處理，推進了相關技術的發展。

4 "精細化工廢水的處理技術

4.1 "脫鹽技術

廢水中含有的鹽會對傳統生物處理過程產生較大的影響，高濃度溶解性無機鹽會破壞微生物的活性，從而抑制生物處理過程，導致精細化工廢水難以達到國家排放標準。因此，需要減少廢水中過高的鹽分，以降低鹽分對后續處理的影響。針對鹽分的處理，應用最廣泛的脫鹽技術主要有熱力法脫鹽和化學法脫鹽[7]。

1）熱力法脫鹽

目前，熱力法脫鹽的兩種方式為多效蒸發技術、機械蒸汽再壓縮技術。多效蒸發技術是利用蒸汽加熱第一級蒸發器，之后利用前級蒸發器產生的蒸汽依次加熱后面的蒸發器，大大節省能源的消耗。機械蒸汽再壓縮技術廣泛應用于高鹽廢水處理中，通過消耗自身產生二次蒸汽的能量，降低總能耗和能源的需求，使潛熱不斷循環，從而實現含鹽廢水濃縮減量化的目的[8]。

2）化學法脫鹽

化學法脫鹽主要有兩種方式：反滲透脫鹽技術、電吸附脫鹽技術。反滲透技術被廣泛應用于海水淡化、純水制備和廢水處理等領域[9]。其原理是由于外加壓力大于滲透壓，廢水透過薄膜向鹽濃度低的一側移動，來達到廢水脫鹽的目的。電吸附脫鹽是在電極上外加電壓，吸附、濃縮富集水中離子及帶電粒子，從而降低溶解鹽濃度，實現精細化工廢水脫鹽的目標。

4.2 "物理處理技術

物理處理技術是通過物理方法去除精細化工廢水中的油類物質、砂和不溶性懸浮物。傳統的物理處理技術包括重力沉淀、氣浮、過濾等。重力沉淀法是由于廢水中污染物的密度大于水，利用重力作用來分離污染物，從而實現去除不溶懸浮物的目的。氣浮法是利用精細化工廢水中產生的微小氣泡，將附著在其上面的疏水性固體懸浮顆粒或含油懸浮物上浮至水面而使懸浮物被去除。過濾是利用過濾網等工具過濾掉廢水中的污染物[10]。傳統的物理處理技術操作方法簡單、實用性強，但多數情況下，在精細化工廢水中溶解性物質的處理上會受到限制。近些年，為了解決傳統物理處理技術上存在的缺陷，我國逐漸開發出新的物理處理技術，如磁分離技術、超聲波降解技術和非平衡等離子體技術[11]。磁分離技術是通過磁場去除精細化工廢水中的雜質顆粒。超聲波技術是通過超聲波壓縮，產生瞬時高壓和高溫，生成·OH自由基，降解精細化工廢水中的有機物。非平衡等離子體技術是通過高壓脈沖放電，產生高活性電子或自由基，與污染物反應，使其氧化降解[12]。

4.3 "化學處理技術

化學處理技術是將化學試劑投入精細化工廢水中，與污染物接觸發生化學反應，將其轉化為無害物質的方法。在實際應用過程中，借助投加藥劑產生化學反應的有中和、混凝沉淀。此外，化學處理技術還包括電化學氧化、紫外線催化氧化。化學處理技術能有效去除廢水中的多種劇毒污染物，可作為生物處理的預處理和后處理設施。中和法是向堿性或酸性精細化工廢水中投加酸堿試劑，調節廢水的pH值呈中性，避免影響后續處理。混凝沉淀法是在精細化工廢水中投加絮凝劑，將廢水中的懸浮物和膠體凝結成為大的絮凝體，借助重力作用沉降有害物質[13]。電化學氧化法在精細化工廢水中應用越來越多，主要利用電化學反應的選擇性，以電子為氧化劑，將廢水中難生化降解的有機物分解為CO2和H2O2，從而達到凈化廢水的目的[14]。某精細化學品廠采用電化學法對廢水進行預處理，處理效果良好，COD去除率大于45%。但是，由于廢水中的含鹽量過高，導致電解電流過大，電極極易損壞。紫外線催化氧化法是借助紫外光照射使半導體催化劑產生具有強氧化性的物質，氧化還原精細化工廢水中的有機物。紫外線催化氧化設備簡單、運行簡便、無二次污染，在精細化工廢水深度處理領域前景廣闊。

4.4 "生物處理技術

生物處理技術是應用最廣泛的精細化工廢水處理技術。微生物將廢水中的有機污染物作為營養物質，進行自身新陳代謝，實現對有機污染物的分解。與物理、化學處理技術相比，更加環保、處理效果更理想，但對廢水的pH值和溫度要求嚴格，對COD的去除率也有待提高。常見的生物處理技術有好氧生物處理技術、厭氧生物處理技術和固定生物處理技術。好氧生物處理技術的原理是借助好氧微生物自身代謝，將精細化工廢水中的有機物轉化為無害的無機物。厭氧生物處理技術是無氧條件下，兼性厭氧菌或專性厭氧菌將精細化工廢水中的有機物，轉化為甲烷和二氧化碳的過程[15]。固定化生物技術（IMC）是通過物理和化學手段，篩選分離出適宜降解精細化工廢水中污染物的特異性高效菌株，或利用基因克隆技術固化特異性菌株，使其維持活性并具備生長繁殖條件，從而使凈化廢水，同時該特異性菌株可以反復使用[16]。IMC優點是能降解有毒的物質，對成分復雜的有機廢水適應性強。

5 "精細化工廢水處理控制對策

5.1 "合理規劃精細化工工廠布局

精細化工廠的布局會影響廢水的處理，為了實現廢水的有效控制，企業應提前向有關機構進行咨詢，選擇最優的結構布局，建立線路管網，從源頭減少廢水的產生量，降低污染物泄露的風險。此外，在確定總體布局設計前，企業應綜合考察廠區周邊的地貌、地質、水文、土質等因素，結合實際生產情況，合理規劃總體布局，使精細化工生產對周邊的影響降至最低[17]。

5.2 "優化與改進廢水處理工藝

在精細化工產品生產過程中，會產生大量的廢水，為了實現全面控制，可以對廢水處理工藝進行優化和改進，使處理效果更理想[18]。在優化與改進過程中，需要了解并分析精細化工廢水和實際情況，明確精細化工廢水的成分，立足實際，選擇正確的精細化工處理技術進行處理。對于企業而言，優化與改進廢水處理技術與工藝，可以提高廢水處理效率，減少廢水處理成本，實現節能減排的目標。

5.3 "加強治理措施

精細化工廢水具有成分復雜的特點，企業處理過程困難，為了提高廢水的處理效率與效果，要對廢水進行分類處理[19]。首先，不同的生產工藝和環節所產生的污染物也各不同，因此，應結合實際生產情況進行綜合分析，了解廢水的來源與特點，根據不同的精細化工廢水，選擇不同的處理技術。其次，企業需要設定正確的處理流程，提高廢水處理效率。最后，精細化工企業可以對雨污分流進行處理，降低精細化工廢水處理難度，使企業的經濟效益和環境效益得到提高。

5.4 "加強廢水末端監測

精細化工廢水含有多種污染物，為了處理效果的準確性和有效性，企業應做好廢水排放的實時監測，及時反映監測結果，解決廢水處理中存在的問題。此外，還需要評估廢水處理結果，并借助處理結果對處理工藝進行優化和改進[20]。

6 "結論

總而言之，精細化工廢水的處理技術主要分為物理處理技術、化學處理技術和生物處理技術，結合廢水控制措施，可有效凈化精細化工廢水，促進精細化工企業的可持續發展，為企業樹立良好的企業形象，同時促進生態環境保護和國民經濟的增長。

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Study on Treatment Technology and Control Countermeasures

of High Salt Fine Chemical Wastewater

LIU Li-ying， HU Ming-zhong*， WU Yong-juan

（Changchun University of Technology， Changchun Jilin 130012， China）

Abstract： "With the continuous development of domestic economy， the pollution of fine chemical wastewater to the environment is becoming more and more serious， and people's requirements for the environment are also increasing. The treatment method of fine chemical wastewater has become an important link of environmental treatment. In this paper， the characteristics and hazards of fine chemical wastewater were introduced， the treatment technology and control countermeasures of fine chemical wastewater were expounded， providing some reference for the development of new technologies.

Key words： "Fine chemical wastewater; Treatment technology; Control countermeasures