污水处理工程施工管理问题及对策研究

张贺伟 北京市门头沟区河湖事务中心

工业发展带来的环境污染问题不容忽视，环境污染主要包括：水污染、空气污染、垃圾污染等，影响了城市居民的正常生活。近些年来，我国一直对环境污染问题十分重视，出台了各项环境保护法律法规，针对污水的排放和处理制定了十分严格的标准。但是还是有一部分企业受到利益的驱使，置法律于不顾。社会及相关工作部门积极创新治理方案，在工业中投入污水处理系统电气控制自动化模式，能够有效提升工业污水的治理效果。

一、工业废水处理的现状

（一）新兴的污水处理技术还未得到有效利用

随着我国化学工业的飞速进步，化学产品的种类越来越多，导致化学废水中的成分也逐渐增多，这也让原始的废水处理技术无法满足对逐渐增多的化学成分进行处理的要求，虽然废水处理的研究和技术不断地在创新调整，但各类化学企业的废水处理和管理技术无法跟上时代进步的步伐，导致了废水在排放时没有达到国家制定的排放标准，并且环保检查借助的也仍然是以往传统的老旧技术或是没有及时更新的国家发布的污染指标，也会导致废水检查工作更加不符合标准。

（二）废水处理的成本日益增加

在以前，化工行业的废水处理成本大概是一吨废水不到一元钱，但是随着废水化学原料的增长和其他社会成本的不断提高，导致当前每吨废水的处理成本对比以前增长了几十倍都不止，这也为废水处理的工作带来了看不到却非常沉重的压力。相对于一些收益较好，运用情况良好的化工企业，进行符合标准的废水处理是非常轻松的，但是对于那些经济收益较差且运营情况并不十分可观的化工企业就有难度，为了节省资金便可能会选择不符合国家标准的废水进行排放。

二、膜法污水处理技术相关研究与应用动态

（一）抗有机污染与抗生物污染膜材料

抗污染膜材料研制在过去十余年快速发展。表面涂覆/接枝、功能材料掺杂/共混等抗污染改性方法得到了广泛研究。近年来，借鉴自然界中生物的功能、结构和过程实现抗污染改性，通过仿生和生物启发方法获得具有抗污染物粘附、滋生的抗污表面是抗污染膜材料研制的热点，如受细胞膜非对称结构启发的表面偏析法、受荷叶效应启发的自清洁光滑抗污表面、受沙漠昆虫皮肤启发构建亲疏水梯度表面等。以受荷叶和鱼鳃结构启发的多级结构 PP 膜制备为例，通过诱导微/纳米 SiO2 在膜界面上有序生长，能够有效增加膜表面湍流度、减低膜表面成核倾向，实现了高渗在实际长期运行过程中，微生物在膜表面的滋生所导致的生物污染是膜法污水处理工艺面临的挑战，而制备抗生物污染膜是控制生物污染的核心手段之一。相对于物化防御和驱除机制，通过抗菌剂的释放或接触造成微生物损伤的主动抗污染改性机制更加高效。膜面或膜体中负载的金属纳米颗粒（如银、铜和锌等）能够通过释放金属离子改变细胞膜的渗透性，并可诱导胞内的氧化应激行为形成活性氧，造成细胞死亡和生长抑制；而基于接触损伤机制发挥抗菌效能的方法，可以有效避免释放型抗菌剂依赖药剂持续释放的问题以及释放所可能引起的环境风险，因而在抗生物污染膜制备方面具有显著优势。

（二）利用纳米水通道调控膜的性能

对于具有孔道的纳米材料，其内部传质特性与聚酰胺膜完全不同。以碳纳米管为例，在碳纳米管中，随着水分子持续充满碳纳米管，会在管内形成连续的一维水分子单链，而碳纳米管内表面是非极性的，水分子与管壁之间几乎无摩擦作用力，水分子由此可以快速滑过碳纳米管，且另有研究发现，随着碳纳米管直径的减小，水分子的滑移距离成倍增加。可见，若能使多孔纳米材料的孔道作为膜的主要过水通道，能显著提升膜的水通量。并且，当纳米材料孔道成为膜的主要过水通道时，膜对污染物的选择性将取决于纳米材料的孔道性质，即通过适当选取纳米材料能定制膜的选择性。Dai 等在界面聚合制备过程中原位引入亲水多孔的金属有机框架材料 MIL-101（Cr），构建了亲水纳米水通道内嵌的TFN 聚酰胺NF 膜。通过多种盐截留、纳米材料与膜表面电位、金纳米颗粒过滤与透射电子显微镜（TEM）截面表征等手段，证明了 MIL-101（Cr）的亲水通道主导了整体膜的传质。亲水多孔纳米材料的引入使其水通量相较于传统NF 膜提升了 130%，且同时提升了其对疏水内分泌干扰物的截留率，有效提升了其对水/内分泌干扰物的选择性，在污水处理与回用领域具有很好的应用前景。进一步地，在MIL-101（Cr）纳米水通道的配位不饱和金属中心接枝了乙二胺，使其具有外部羧基、内部氨基的双电性结构。双电性纳米水通道也能主导TFN 膜的分离性能，改性膜对荷正电和荷负电药物（PhACs）均有优异的去除效果。纳米水通道外侧的羧基对负电 PhACs的排斥能高于内部孔道的氨基，而对正电PhACs 的排斥能主要由孔道内的氨基贡献。通过在基膜上预先负载亲水的银纳米颗粒，在界面聚合过程中，亲水银纳米颗粒附近能吸附一层水相薄层，油相单体均苯三甲酰氯（TMC）在其附近易发生水解，从而在界面聚合过程中于银纳米颗粒和聚酰胺层之间形成纳米级的空腔，即纳米水通道。银纳米颗粒周围的纳米水通道能显著提升 RO 膜的水通量和对氯化钠、硼和微污染物的截留效果。不过，若纳米颗粒是疏水的，则其难以在其周围和聚酰胺之间形成纳米水通道，因此，若欲在聚酰胺膜内形成纳米水通道，多孔的疏水/亲水纳米材料或无孔的亲水纳米材料均在选用之内[1]。

三、工业废水处理的技术及管理措施

（一）提高含硫废水处理的效果

为了能够让化工废水达到更好的处理效果，也为了让含硫废水的污染不再继续扩大，需要将各种废水处理的方法灵活地进行应用。当前中较常运用的含硫废水处理技术主要包括氧化法、碱吸收法、气提法及沉淀法等。当前，化工企业最为常用的含硫废水的处理方式为氧化法和气提法，以上两种方法能将废水中所包含的硫有效果的去除，去除率在90%以上。借助氧化法来去除废水中所含的硫时，会将铁、铜、钴、锰等大部分金属盐类作为承载体，运用空气中所含的养分来将废水中的硫化物转变为硫酸盐或是硫代硫酸盐。运用气提技术需要增强汽提塔的压力把控，让塔顶在进行分解时所产生的酸性气将硫完美的回收，以此为基础来达到含氨量比较少的国家废水处理标准。除此之外，在以往传统的废水处理的物化法的基础上，还创新了较为新颖的高级氧化方式，例如超临界水氧化法、催化湿式氧化法和湿式空气氧化法等。以上所提出的新兴高级氧化法对比其他的氧化方法更加便利，操作性也强，能够最大程度地将废水处理的氧化效果理想化。含硫废水的处理运用高级氧化方法，不仅能够让硫的去除率增高，还能够让高浓度、难生化的有机污水的可生化性稳步提高。与此同时，在处理含硫污水的过程中还可以科学地借助生物除硫的技术，该技术能够有效果的提高氧化法的效率[2]。

（二）污水处理厂改造措施

污水处理厂将一个容量为120m3的水池用作该煤气化废水的前处理池，池中设立 3 个上下错位的挡流板，将煤气化废水直接通入该处理池进行前处理。停留时间为30min 即可使氧化反应完全，因此该处理池可满足反应所需。在水池旁边配备4 个15m3的储药罐，其表面用玻纤铝箔胶带无缝粘贴覆盖，上方铺设遮阳棚，防止阳光直射导致次氯酸钠发生降解，影响处理效果。安装一套自动加药系统，将次氯酸钠加入混合器，与煤气化废水混合后共同泵入前处理池。次氯酸钠流量由煤气化废水流量和氨氮浓度决定，该电厂的废水平均氨氮浓度为 297mg/L，当该废水出水氨氮浓度低于 80mg/L 时，系统就不会受到影响。进水氨氮浓度为200～400mg/L，n（Cl）/n（N）为1.5～1.8 时，便可控制出水氨氮浓度低于80mg/L。煤气化废水是经过脱氨塔处理后的废水，在到达污水处理厂的时候，平均水温 36.6℃，最高时可达到46℃，这对于次氯酸钠氧化去除氨氮的反应非常不利。因此，污水处理厂在废水来水管上加装两台换热器，将其他温度较低的客户来水与该废水进行热交换，使得废水到达前处理池时水温低于30℃。

四、污水处理系统电气控制自动化开展措施

（一）严格遵守电气控制自动化实施要求

针对社会中逐渐暴露出来的水环境污染问题，国家出台了相关的法律法规制度，积极推动了污水处理方式的创新，引进先进的污水处理系统，制定出严格的污水排放标准要求，完善污水处理方案，以期能够减少污水对于人类生活环境的影响。结合电气控制自动化技术的应用，形成电气控制自动化污水处理系统，能够为未来的污水处理技术发展指明方向。电气自动化技术在生活中起到了十分关键的作用。在污水处理中，由于污水的性质比较特殊，因此离子含量以及酸碱度都会超标，系统要确保在恶劣的环境中同样能够正常工作。污水处理中电气控制系统要详细观测周围情况，充分反映出真实的运行状态。污水处理要做好监控工作。电气控制系统能够详细检测和记录在污水处理过程中的参数，能够为后期的设计方案改进提供科学依据[3]。

（二）测量和控制参数的操作

在系统运行中测量参数和控制参数十分重要，通过进行相关参数的准确测量和控制，能够保障电气控制自动化系统的稳定运行。工作人员在参数的测量和控制工作开展过程中，需要遵守严格的工作开展原则。首先需要测量和控制好液位数据，污水处理中可能会出现处理池面积太小的情况，要使用静压式传感器液位仪进行测量，并使用液位变送器和扩散硅传感器收集相关信息[4]。

五、结束语

综上所述，化学工业废水处理技术及管理的问题，需要积极进行改善、优化是非常关键的，将看到的问题进行科学合理地处理，以此来减少环境污染的问题，并达到治理环境与发展经济共同发展。化学工业企业的废水处理专业技术人员，不仅需要提升自身的专业素质，还需要及时发现并解决问题，同时，及时向上级部门汇报以调整改善的废水处理方案，以此为基础来保证我国化学工业废水处理的计划能够符合国家标准并可安全有效执行。