高盐化工废水的处理和实践分析
2022-11-21程拓,郞洁
程 拓,郞 洁
(1.济南市市政工程设计研究院(集团)有限责任公司,山东 济南 250000;2.山东省环境保护科学研究设计院有限公司,山东 济南 250000)
随着社会的不断发展,各行各业都对环境保护有了新的认识,并且逐渐提高了对其重视程度,国家方面也在不断推进可持续化发展的进程,制定了一系列环境保护的发展政策,严厉打击破坏环境的行为,尤其是对化工行业污染物的处理等方面提出了新的要求,加大了管控力度。在化工产业发展的早期,由于对环境保护的认识不足、重视程度不够导致污染物质尤其是高盐化工废水的排放对环境造成了较为严重的破坏和影响,在现阶段保护环境的措施下,为进一步解决环境问题还面临很多困难。虽然现代化化工产业已经开始利用先进的污染物处理技术,但仍然存在排放不合理、污染指数超标等问题,这不仅不能有效改善环境问题,还会对人们的身体健康和生产生活造成影响。因此,对现有高盐化工废水处理技术进行优化与完善是非常重要的,对于化工产业可持续发展,改善生态环境等各方面都具有重要意义。本文主要对高盐化工废水的处理问题展开相应的探讨和研究,分析当前高盐化工废水存在的问题、处理技术的现状以及提高处理技术的意义。
1 概述
1.1 高盐废水现状
1.1.1 治理的必要性
化工产业在生产运作过程中都会产生具有污染性质的废水和废气,这些污染物会对工厂周边的生态环境造成一定程度的破坏,同时周边居民的日常生活环境也会受到污染,不利于人们的健康。因此,对化工污染物质进行治理尤其是对高盐化工废水的处理有重要意义,相关部门应给予高度重视。当前由于化工产业的不断发展,其高盐化工废水的排放量也在逐年增加,因而废水处理及其二次利用问题已经成为制约企业发展的重要因素,也成为环境保护需要重点突破的问题。高盐化工废水处理技术主要是将废水中的有害物质分离出来,并回收废水中的无机盐成分,实现二次利用,起到有效保护环境、节约资源的作用,同时也降低了企业成本[1]。化工企业应意识到想要实现长久发展,就必须要实现环境与经济的结合,只有这样才能提高发展的可持续性,因此要不断调整和升级高盐废水处理工艺,提高废水处理技术和处理效率,并制定严格的废水管控制度,建立起绿色发展模式,以促进企业的进一步发展。
1.1.2 高盐废水的治理难点
前工业环境下,高盐废水治理对技术的要求比较高,难度也比较大,且需要投入较大成本,而实际的应用效果并不明显。大部分企业为了快速提高废水处理效果和处理能力,更多地选择借鉴国外企业或国内先进化工企业的成功经验进行污水处理。然而单纯的模式照搬和简单的借鉴并不能使现状得到有效改善,由于精细化工生产具有一定特殊性,不同时期、不同环节所产生的废水成分和含量等都有所不同,简单的复制已无法从根本上解决废水处理问题。另一方面,化工企业更重视经济效益,企业管理者往往希望通过压缩成本、减少投入来实现经济利益的最大化。因此许多化工企业尤其是精细生产企业都是直接将高盐化工废水进行简单的稀释处理后再对接到污水处理厂进行统一处理。这种处理方式成本低,对技术的要求比较低、难度小,然而由于废水中盐的含量过高,简单的稀释并不能解决问题,甚至还可能对生态环境造成更严重的破坏,影响到污水处理厂的正常运转。目前污水处理厂对工业废水的接收是有一定标准的,含盐浓度超过5%的工业废水是拒收的,这也在很大程度上增加了化工企业排放高盐废水的压力,部分企业还会大量囤积废盐,污染问题不但得不到解决,废盐处理问题也越来越严重。
1.1.3 高盐化工废水的来源
1.1.3.1 工业废水
工业废水是高盐化工废水的主要来源,化工厂、食品厂、造纸厂、制革厂等所排放的废水都属于含盐度较高的废水,而且有些工业废水中还存在比较多的有毒物质和难以降解的物质,因此形成了高盐有毒化工废水。对于这类工业废水的排放必须要制定严格的管理制度,经过特殊处理达到标准后再进行排放,否则对于环境和人们身体健康的影响都是不可估量的,甚至会对国家经济发展造成影响。
1.1.3.2 海水利用后产生的废水
在城市化和现代化发展进程中,对于海水资源的利用逐渐增多,海水资源相较于淡水资源更加丰富,因此许多产业都开始更多地选择用海水代替淡水。海水需要经过相应的处理才能应用,且处理过程也会产生一定量的高盐废水。当前的海水理技术并不成熟,还存在许多不完善的地方,因此许多沿海城市都会选择整体利用海水资源,例如侧水资源。然而海水资源除了含盐度高外,还存在一些有机和无机废物,不仅利用效率低,还会影响生物的生存。因此海水需要经过处理后再利用,以提高利用率和效果,且含盐污水的排放也要制定相关准则,提高污水处理能力,降低含盐污水对生态环境的影响[2]。
1.1.4 高盐废水的危害
高盐废水具有以下危害:(1)影响周围土壤环境,使土壤肥沃力下降,导致农作物生长缓慢,营养吸收困难,土地盐碱化程度高。(2)影响周围水源环境。高盐废水中含有大量有机物,其中有些废水呈酸性,会污染水体环境,影响水生物的生长发育。(3)影响周围空气。高盐废水的气味具有较强的刺激性,会对大气层产生污染,影响人类的呼吸系统。
2 化工高盐度废水治理技术
2.1 优化化工高盐度废水处理设备
化工高盐度废水处理设备包括许多种,在实际应用过程中应根据实际情况选择合适的设备。比较常用的是催化反应器设备,这种设备主要是以臭氧作为催化剂,起到对高盐化工废水物质的氧化和催化作用。臭氧处理技术具有一定的强效性,应用效果比较良好,这种利用化学反应将污染物质转化成无污染的物质,再进行排放的方法是当前高盐废水处理的主要思路,这种废水处理方式操作相对简单,且不容易对环境造成二次污染,处理效率更高,因此在后续的高盐化工废水处理技术的探索上应多从这一角度进行深入研究。此外,芬顿氧化工艺也是一种应用范围比较广的处理方式,该工艺是以催化反应为基础研发出来的,污水处理完成后并不需要再对污泥等进行单独处理,大大缩短了废水处理时间,提高了废水处理效率和效果,减少了工作人员的工作量。然而在实际的高盐化工废水处理过程中仍然存在一些技术层面的不足,废水处理工艺的综合治理效果还需要进一步提高,同时设备投入资金比较少、技术要求比较高、废水处理人员配备不齐全等问题都是需要迫切解决的。在后续的研发中,相关人员还应不断对高盐废水处理技术进行探索和研发,以实现对设备的优化升级,与现代化化工企业的生产模式相适应,提高设备利用率和污水处理率,有效促进环境保护。
2.2 高盐废水处理技术应用现状
2.2.1 高效蒸发技术
高效蒸发技术主要应用于高盐废水的处理,盐分含量应在40 000 mg/L以上,这种蒸发技术对于高盐化工废水的处理效率是比较高的。高效蒸发技术可以实现串联式的蒸发,前一个蒸发完成后,其蒸发热量还可以继续提供给下一个环节的蒸发,从而实现了热源利用的最大化,起到除盐的效果。其次,高效蒸发技术还可以分离化工废水中的盐分和水分,分离完成后再继续进行处理。这种蒸发方式除盐效果比较彻底,效率相对比较高,因此应用范围也比较广,例如医药行业、煤炭行业等都会优先选择高效蒸发技术。但是有些高盐化工废水中含有较多有机物,会对最终蒸发出来盐的质量造成影响,盐分内会掺杂有机物,因此还需要再次对已经蒸发出来的盐进行处理,将有机物分离出来。
2.2.2 膜处理技术
膜处理技术中膜的种类有许多种,不同要求下膜的孔径也大小不一。高盐化工废水处理通常采用电渗析膜和反渗透膜两种。电渗析技术和反渗透技术目前已经相对比较成熟,但是通常适用于清洁度较高的工业废水处理,如果工业废水中夹杂的的其他成分过多,会使污染物变得比较复杂,清洁度达不到要求,不仅起不到处理污水的作用,还会对膜造成污染和堵塞,甚至损坏。
2.2.3 生物处理技术
生物处理技术主要是通过应用微生物来达到污水处理的效果,这种方式对资金的要求比较低,大部分企业都可以承担,但该技术在实际应用过程中对处理条件的要求非常高,第一,即使是高盐化工废水,其含盐量也不能过高,一旦超出生物处理技术所能承受的范围,微生物菌群就无法发挥其原本的作用,处理效果也较差。由于生物处理技术自身的局限性,使其应用范围受到了相应的限制,虽然当前已经研制出了耐盐性较高的微生物菌剂,但在实际应用过程中仍然存在一些问题,还需要对该技术进行进一步探讨和研究,才能充分发挥微生物菌群在高盐化工废水处理中的作用。
2.2.4 焚烧处理技术
焚烧处理对温度的要求是800~1 000 ℃,在这个温度范围内才能达到良好的效果。焚烧主要是利用高盐化工废水中含有的可燃性物质,这些物质在高温环境下与空气接触后会发生化学反应,从而实现能量转化,达到污水处理的效果。通常情况下,在高盐化工废水焚烧前都会进行相应的预处理工作,这主要是为了提高废水的热值,从而提高焚烧效果,降低成本。
3 高盐废水处理技术的发展趋势
3.1 预处理技术的应用
高盐工业废水的成分相对比较复杂,其中可能包含各种各样的污染物质,甚至是有毒物质,因此在废水处理工艺进行前都要先进行相应的预处理工作,以提高除盐、去污的效果,达到完全性和彻底性。预处理技术主要包括过滤法、氧化法、微生物法等,不同方法的应用条件和处理效果都有所不同,因此还需要根据具体需要来选择合适的技术方法。如果高盐化工废水中含有大量的有毒物质,则可以通过预处理技术使有害高盐废水转化成无害高盐废水。经过无害化处理后再继续进行后续的除盐环节可以有效提高除盐效率及效果,除盐的彻底性也相对比较高。如果高盐废水中不含有害物质,废水成分为氯化钠和硫酸钠,则在预处理后可以使废水中的盐分达到与海水相似的效果,符合条件的废水可以直接排海,不需要再继续除盐,而对于预处理后含盐量仍然较高的废水则可以通过稀释等技术降低其含盐量,达到自然排放的标准,实现自然排放,这种方式大大降低了排放成本,节约了排放时间,对环境的污染也相对比较小,因此通过预处理实现直排的方式具有广阔的发展前景,其研究价值也更高。但是从目前的整体情况看,预处理技术还没有达到完全成熟,对污染物的去除并不完全彻底,如果直接排放可能还会对生态环境产生一定的隐患,因而,直排的安全性无法得到有效保障。另一方面,国家对于直排并没有制定相关的标准和要求,因此这种方式还无法得到大范围推广与应用。在未来的不断研发过程中,环保处理技术水平会越来越高,相关法律规定也会越来越完善,使高盐化工废水最终可以实现无害化处理后的直接排放。
3.2 新型膜技术的应用
近年来,膜技术的发展已经越来越完善,技术成熟度比较高,许多新型膜技术逐渐研发出来,且在高盐化工废水处理中的应用效果良好。新型膜技术除了能够满足对废水的处理需求外,还能够有效实现对有用成分的回收,实现二次利用或循环利用,环保性能更高。但是膜的生产成本相对比较高,大部分企业尤其是中小企业无法承担膜技术的费用,因而对该技术的推广和发展起到一定的阻碍作用。在未来各项技术不断成熟的大环境下,新型膜技术也会产生新的研发活力,并且功能问题和成本问题都将得到有效解决。
3.3 生物强化技术的应用
生物技术在当前的应用和发展上具有较多问题,应用范围比较狭窄,应用效果也并不明显,因此在后续的技术探索过程中,应扩大生物技术的使用范围,提高微生物菌群的耐盐性,或者选择耐盐度更高的微生物菌群,以提高生物技术对高盐化工废水的处理效果。
4 结语
总之,高盐工业废水处理技术的种类比较多,不同处理技术具有不同的特点,其针对性和适用范围也不同。同时由于技术等方面的局限性,废水处理技术仍然存在一些问题,对废水处理得不够彻底、效果不明显等。另外,有些废水处理技术成本比较高,例如膜处理技术,因此还应当在继续研发新型高盐工业废水处理技术的同时,不断对现有的技术进行完善与改进,提高技术的实际应用范围和应用效果,降低成本,从而有效提高对高盐工业废水的处理力度,增强环境保护的效果。