化工行业废水处理的研究

2022-01-01辽宁省环保集团清源水务有限公司杨彬

区域治理 2021年9期

辽宁省环保集团清源水务有限公司杨彬

环境保护是影响人类未来生活与发展的重要问题，尤其是对水土资源的防护与治理，不仅关系着人类赖以生存的家园环境，也会影响人们的身体健康与生活环境。作为化工企业，生产作业期间需要消耗大量的化工原料，并产生一定的化工废水，严格按照国家与生产要求处理化工生产废水，能够在不断扩展自身生产规模的同时，减少对社会与环境的损害与污染。为此，集中解决并处理化工废水，也能够在有效提升企业核心竞争力的基础上，给社会与生态环境带来一定的保护与支持。另外，环保处理技术的不断升级与完善，也能够处理更多大自然中存在的各种污染隐患，减少社会经济发展的损失，降低自然环境的污染程度。

一、化工生产废水的特征与处理难点

（一）污染物种类较多

化工生产过程中产生的废水种类繁多。不同的化工企业、生产方式和化学反应操作过程中产生的废水也有较大的差异。在不同原料和配比组合的化工生产中，化工生产废水的污染物类型也较为复杂。当大量的工业废水、有机物和有毒污染物排入大自然时，不仅会严重影响周围的土壤和空气环境，还会不同程度地影响和危害农作物、动植物的生长和人体健康。尤其是一些不可生物降解或毒性浓度高的工业废水，由于缺乏长期处理，不仅会给当地居民和自然环境带来破坏性灾害，而且会影响整个水域及周边自然环境的生态稳定。

（二）有害物质含量高

化工废水中有毒或剧毒物质较多，必须做好过滤处理工作。其中，氰化物、苯酚、砷、汞、镉、铅等不易分解的元素，不仅会对生物体的自然生长产生很大影响，还会在体内长期积累，从而可能引起中毒，或引发癌症等症状，其危害作用不可小觑。此外，一些有机氯化物、多环芳烃和一些刺激性、腐蚀性物质排放到自然环境中，不仅会严重污染当地水源和土壤环境，还会对周围居民和动植物造成严重的身体健康伤害和生长威胁。其中，一些产量高、环保意识差的化工企业排放的化工废水不仅酸碱强度高，而且pH值极不稳定。从长远来看，不仅会影响自然生态系统的稳定发展，还会腐蚀到周围建筑物和农作物。

（三）营养化物质较多

化工生产废水中不仅伴随着大量的污染物与有害物质，其中的营养化物质也是影响自然环境与生态稳定发展的重要破坏因素，会影响农作物以及水生生物的正常生长，大量的磷、氮元素量以及其他营养化物质排放到自然环境中，不仅会影响农作物的正常生长，也会提升废水周边水域的富营养化程度，进而引发赤潮等藻类、微生物大量繁殖的现象。当自然环境中的生态平衡被破坏，将会引发更为严重的自然灾害与渔业发展危机。另外，一些化工废水由于处理不当，被排出期间可能依旧自带高温，而水体温度升高不仅会直接造成水体热污染，也会引发水中溶解氧降低等情况，破坏水生生物的生存条件与水环境的生态稳定性。

二、化工废水处理技术面临的难题

（一）化工废水处理设备成本高

从我国目前化工行业的整体发展来看，很多化工企业都采取了污水处理措施，但所采用的各种工艺都难以达到实际运行标准。即使个别仪器能达到化工废水处理的标准，但由于环保效率高和市场需求，价格也较高。从大多数化工企业的整体发展来看，为了满足政府的要求，更好地开展化工产品的生产，减少化工废水对生态环境的污染，有必要引进大量高科技的废水处理设备，以提高处理效果，但这同时也增加了化工废水处理的成本。同时，在化工废水的处理过程中，会用到大量不同类型的化学试剂。为了实现化工废水的连续处理，必须连续使用化学试剂。因此，为了保证化工企业在化工产品生产过程中始终能够满足环保的要求，有必要增加化学试剂和化工废水处理仪器的采购量，因此成本较高。

（二）化工废水处理工艺有待提高

目前，化工企业在生产化工产品的过程中，会产生大量废水，废水水质无法达到排放标准，传统的化工废水处理技术无法满足国家的环保要求，这也就导致经过处理的化工废水氨氮含量仍然处于较高状态，若直接将其排放，仍然会对生态环境造成破坏。目前，从我国化工企业的整体发展情况来看，多数化工企业排放的化工废水中的COD含量都较高，导致后续废水回收利用作业开展难度更大。除此之外，个别化工企业的化工废水处理流程存在较为严重的缺陷，具体处理起来难度较大。同时，化工废水厌氧超标也会导致化工废水处理质量较低。

三、化工生产废水绿色环保处理技术的应用

（一）物理处理法

1.筛滤法

如果化工废水经过了混凝处理之后，可以使用筛滤法，借助筛网、纱布或者格栅、栅网等设备直接筛掉废水中颗粒较大的悬浮物、胶粒物，防止堵塞泵、阀等设备。其中，格栅是非常重要的辅助设备，一般设置在泵站处集水池的进口位置，设计为平行的整排栅条。目前，对于筛滤法的运用，主要为过滤及反冲洗。其中过滤是指经过经水池、滤料层等位置的时候，经过层层筛选，过滤掉废水中的微小悬浮物和胶体物。而反冲洗是指反复冲洗滤料层，使其沉积物随着冲洗力度加大，流人排水槽中，该过程操作简单，能耗低，在废水的初步处理中具有很好的环保性。

2.沉淀法

利用重力原理，将水中的悬浮颗粒与水分离开，比水重的颗粒往下沉，比水轻的颗粒往上浮，如此可将水中的大颗粒物质分离出去。沉淀法井场用在水处理的预处理阶段，作为对废水的初步处理，在废水处理系统中，利用初沉池将悬浮有机物除去，无需添加其他物质，不会造成水资源的二次污染，环保性较好。

3.气浮法

此类方法一般运用在混凝处理后的中间步骤，主要适用于具有一定疏水性的悬浮颗粒，可以很好地实现固液分离效果。其处理对象为将颗粒较小的悬浮固体物质，操作原理为空气经过废水的解析后，会产生许多微小、分散的气泡。如果周边的气泡较多，那么类似于石化油等疏水性强的悬浮污染物，就可以依附在气泡上实现气浮作用，从而完成了固液分离处理。需要注意的是，为了提升气泡的维稳性，可以适量增添混凝剂或者活性剂，增加气泡的气浮效果。

4.吸附法

在运用吸附法的时候，要确保充足的吸附剂用量，由于某些污染物的表层分子分布非常不均匀，且流动性较差，所以，对于这些固体式的分子只能运用吸附法吸附气体分子，实现物理处理效果。尤其是对于悬浮污染物而言，表层会存有许多孔亲油、活性炭、硅藻土、树脂等分子，使用吸附剂就可以很好地实现吸附效果，然后对这些吸附的分析进行加热吹气等处理，必要时可以配合使用其他废水处理技术，例如利用臭氧氧化法，可以很好地实现去除COD、脱色等净化处理。

（二）化学处理法

化工废水主要是化工生产期间排除的冷却水、洗涤水或者冲刷设备、场地等设施的废水。处理期间直接根据废水残留的化学组成成分进行化学处理，能够在有效实现废水处理目的的同时，减少一些毒害物质的产生、挥发和排放。

1.化学混凝法

混凝法类的主要作用是剔除化工废水中10nm以下的细小悬浮颗粒，降低废水色度，比较适用于降低一些溶解度较低的有机物含量的废水，但是由于其化学原理的不稳定性，也比较容易受到多种因素的影响，尤其是水温、水量以及pH值不稳定的情况下，处理效果也存在较大差异。

2.化学氧化法

氧化反应是化学实验以及化工生产期间比较主要的处理方式，该方式也比较适用于转化废液中的有毒有机物，配合不同的氧化还原反应，使其转变成为无毒害或者低毒的物质，进而达成化工废水环保处理的目的。

3.电化学氧化法

电化学氧化比氧化还原反应效果更强，也能够处理有毒有机物更高含量的废水。利用电解槽或者其他电解装置达成电化学氧化反应，能够直接将化工生产废水中的有毒有机物还原成为氯、氢氧离子，并生成氯气或氧气，最大限度地完成有毒有机物的氧化还原任务。

（三）曝气生物池处理技术的应用

将曝气生物池处理技术应用在化工废水处理中，借助曝气生物池装置实现对化工废水的合理处理，完成好氧处理。该项技术具有操作简单、传质性能好、装置结构简单、能耗低、成本低、经济效益高等多项优势。该技术采用的生物滤池包括曝气提升管、填料层。在进行曝气时，会有空气流入构建的填料层中，致使管内液体的密度差提高，借助密度差驱动力，提升污水管，然后进入填料层。设置的提升管和填料层内部会发生内循环，保证持续性，保持化工废水分布均匀。将溶剂放入反应器中，使化工废水的处理效率得到进一步提高，为化工企业的健康发展保驾护航。

（四）生物处理法

生物法处理主要分为有氧和厌氧两种，主要是根据微生物的新陈代谢特点进行划分，其中好氧处理法又分为生物膜法和活性淤泥法。活性淤泥实际上就是利用废水中微生物的絮体，在微生物的繁殖中，其新陈代谢消耗掉水中的部分有机物及无机物，分解掉水中的部分物质，实现对废水的处理。有氧法是利用生物膜的氧化和吸附作用，在废水接触到生物膜的过程中，去除水中的有机物，实现废水的处理。生物法处理过程中，能耗较低，二次污染的可能较小，属于环保性较高的处理方法。