化学工艺在废水处理中的应用

2023-01-03张润红兰州石化职业技术大学甘肃兰州730207

化工管理 2022年18期

张润红(兰州石化职业技术大学，甘肃兰州 730207)

0 引言

随着科学技术高速发展，废水实际体量逐步增大，废水处理逐步成为关注的焦点，其实际核心因素为废水会造成严重的土壤污染、水体污染，通过废水处理、二次利用可进一步缓解水资源匮乏现状。当下废水处理工艺较多，不同处理方法自身优势也不尽相同。从当下实际处理成效而言，以化学工艺为基础的废水处理技术成效较佳，不仅实际处理成效较高，而且废水实际转化率也较高，最终不会产生二次污染。因此应充分掌握化学处理废水基本原理，科学、合理使用相应的化学处理工艺，提高废水处理成效，充分实现水资源循环应用，保护实际生态环境。

1 污水类型与特征

按照不同的分类标准，可将废水划分为不同的种类，其实际污水类型包含以下几方面：一方面，生活污水。生活污水主要包含粪便水、洗浴水、洗涤水等，除家庭生活废水外，还包含各类集体单位和公用事业等排出的废水，其中以有机污染为主，其中包含以下特征：含氮、磷、硫高，易引起水体富营养化；含有纤维素、淀粉、蛋白质等，处于厌氧性细菌作用下易发生恶臭状况；含有多种微生物，如：细菌、病原菌等，易促使人传染各类疾病。另一方面，工业废水。工业废水实际排放量较大，污染范围较广，不少产品在应用中会发生新的污染；因存在间歇性排放，有规律和无规律排放等特点，使实际污染防治难度加大。

2 废水处理在环境工程中实际价值

当下城市化发展背景下，废水处理至关重要，随着人们环保意识逐步增强，生态环境成为人们关注焦点，因此提高废水处理水平尤为关键。废水处理在环境工程中重要价值体现在以下三方面：

(1)有助于完善环境工程体系。环境工程实施核心目标在于保护当地区域环境资源，通过严控污染物实际排放量，加大对工业生产活动监管力度，降低人类各项活动对生态环境产生不良影响，以此保证生态系统处于良性循环中。废水作为环境污染核心因素，人们日常生活及工业生产均会产生大量污水，若此类污水并未加以处理就直接排放，会对区域内生态环境造成较大损伤。为从本质层面实现保护环境目标，需高度重视废水处理，逐步完善工程体系。(2)有助于提高水资源利用率。水资源作为人类立生之根本，尤其针对我国中西部地区，水资源匮乏已经成为影响区域发展关键性因素，废水处理效率及质量，将直接影响水资源利用率，从而有效缓解城市用水实际压力。废水高效处理可从本质层面解决污染物等，减少废水对环境产生不利影响。也可消除其水资源中杂质，将其转化为可使用的资源，提高水资源利用率，以确保生态环境处于良性循环。(3)促进城市可持续发展。城市高效、健康发展不仅需要依附于区域内经济活动，而且对生态环境有着较高要求。废水作为环境工程核心构成，提高废水处理水平，减少其对城市环境污染，为城市长周期发展存储水资源，促进城市良好发展。

3 化学工艺在废水处理中实际应用原则

当下化学工艺凭借自身优势，广泛用于实际废水处理中，获取较佳的应用成效，为达成该目标，需始终遵循相应的应用基本原则，进一步获取较佳的废水处理成效：(1)充分应用废水特征。针对废水处理工作，为提高处理效率、提升处理质量需对处理主体有较强的了解和认识，重点关注废水中存在的污染物及其化学性质，应高效实时把控各类污染物的实际含量，有助于进一步提升其相应的废水处理精准性、可靠性。为了提高废水处理的经济效益，可考虑对废水中存在的有利物质进行回收应用，实现其自身价值使用最大化。(2)遵循分离基本原则。针对当下废水处理而言，实际操作过程中应遵循分离基本原则，最大限度地将废水及其清洁水资源做好精细化分离，避免相互干扰的问题。如生活废水排放和处理过程中，应针对此类生活废水排放管道增设相应的分离装置，避免其与正常生活给排水产生严重的交叉，并防范渗漏现象，影响人们日常生活。对工业废水分离处理更需加强管控力度，严禁各类废水中重金属及其有害物质进入生活用水系统内，给人们带来严重的影响。同时，也应保证其与自然环境相互分离，充分做好环境保护工作。(3)严格遵循分类原则。对于废水高效化处理，应将类别划分为实际关注焦点，分类基本原则主要是对废水开展精细化分析，且对其基本处理需求和内部污染物做好分类，有助于后续废水处理。为显著提升分类成效，应按照其污染程度做好分类工作，对不同污染程度的废水进行有效处理，也是提升处理效率的关键条件，更是规避后续化学处理操作中产生严重浪费问题的基本前提。

4 化学工艺在废水处理中应用

4.1 应用于氨氮废水处理

氨、氮作为当下工业废水最常见的成分，如各类焦化厂、石油化厂产生废水，均具备较强的污染性和毒性，若并未及时做好处理工作，便会引发严重的环境污染问题，对人们身体健康构成严重的威胁。针对上述工业生产产生的废水，可建议选取以下化学处理工艺，实现废水再次处理应用，体现在以下三方面：第一，厌氧好氧工艺(A/O工艺)。基于缺氧状况下，选取化学处理工艺可将污水内悬浮污染物、可溶性有机物进行水解，最终产生相应的有机酸，并可将大分子转化为小分子，将不溶有机物转化为可溶性有机物。对其开展好氧处理，实际基本处理原理为，处于好氧池内完成缺氧水解氧化工作，处于缺氧状况下可完成蛋白质、脂肪等相关物质的处理工作，最终生成硝酸根离子。基于同种缺氧条件下，对硝酸根离子做好处理，进一步达成碳、氧循环工作，实现污水净化处理工作。上述废水化学处理工艺最为典型的特征为简单、高效，但脱氮实际成效不佳。第二，Bardenpho工艺。与A/O工艺相比较，此类废水处理工艺多一个缺氧段、好氧段，且两个阶段处于独立工作状态，实际操作程序为废水先依次进入一级缺氧池、一级好氧池，经处理的混合液一部分回流至一级缺氧池内，另一部分依次进入二级缺氧池、二级好氧池、沉淀池，最后出水。因二级好氧池内混合液不发生回流，所以一级缺氧池的反硝化脱氮效率较二级缺氧池内反硝化实际效率高，整体脱氮效率较A/O工艺进一步提升。第三，侧流富集/主流强化硝化。处于A/O工艺基础上，可将第一部分回流污泥进入间歇性曝气池内，实现浓缩上层液、污泥脱水滤液进行硝化处理，当其开展相应的处理工艺流程时，显著提升反硝化脱氮成效[1]。

4.2 应用于丙二醇废水处理

丙二醇废水的处理使用活性炭吸附法、电化学法的频次较高，不同处理方法基本原理、特征存在较大差异性。其中，活性炭吸附法处理废水基本原理为，充分利用其多孔结构强制吸附有机溶剂，此类方法属于物理处理方法。电化学方法处理废水核心原理，应将其放置于特定反应器内部，利用化学电极反应产生相应的化学反应，可进一步将废水中丙二醇完成转化和分解。选用上述废水处理方法，其选用的相关设备具有较为简易、维护高效等特征，最为关键的是，不受丙二醇自身实际毒性产生干扰。当下此类废水处理过程中，常用化学工艺包含两种方式：第一，电絮凝法。科学、合理选用直流电，充分将铁、铝阳极自身失去电子最终生成相应的离子，其被水解后生成最终产物为絮凝物。此类物质充分发挥自身优势，充分将各类污染物进行高效化吸附，以直流电为核心驱动力，产生相应的化学反应，将毒性物质转变为低毒物质。第二，电化学氧化法。废水直接或间接产生相应的化学反应，其中间接电解主要包含两种反应，即可逆、不可逆反应。处理丙二醇废水多选用电化学氧化法，应结合实际状况投入相应的氧化剂，确保其最终生成相应的丙二酸，适当加入碱性物质完成中和，去除废水内丙二醇，确保废水满足实际排放要求和标准。

4.3 应用于油气废水处理

油气废水处理过程中，建议选取声化学工艺，此类工艺可积极将污水内部物质做好处理，尤其针对去污染程度较高且无法降解的油气废水，该废水处理工艺可单独进行选用，亦或与其他工艺做好联合使用。

声化学处理技术基本应用原理为，充分利用超声波自身优势，产生相应的高温、高压现象，可有效加速化学反应，从本质层面大幅度提升污染物实际转化效率。空化效应主要是指基于超声波自身工作周期波动下，内部液体自身实际媒介发生收缩、舒张形成气泡，随着时间的推移，可产生相应的瞬时高压和高温，第一时间消除废水内污染物。相较于其他化学实际处理工艺，声化学处理技术用于废水处理中，可获取较佳的处理成效，但整个冷却系统配置复杂程度较高，促使废水处理成本增加[2]。

4.4 应用于硫化物、氰化物处理

硫化物、氰化物均作为当下废水内相关有害物质，为采取相应的废水处理技术措施，及时将内部污染物去除，可选取吹脱法实施，此类处理方法自身处理效率较高，可防止产生二次污染状况。吹脱法基本应用原理为，以空气为实际介质，可实现废水、水中溶解气体产生相应的化学反应，实现物质形态的转变，最终达成吹脱分离工作。处于正常状况下开展此项工作，主要包含两种方式，即吹脱池、吹脱塔，不同方式工作原理和特征不一，应结合实际状况积极完成去除污染物工作。为进一步彻底将污水中硫化物、氰化物去除，可选取以下方法开展处理：(1)利用碱性溶液做好吸收，选用NaOH溶液，可将H2S、氰化氢转变为Na2S、氰化钠，最终实施蒸发、结晶便可完成处理工作；(2)应用活性炭完成此类物质吸附；(3)燃烧。可促使易挥发的物质充分燃烧，最终转变为其他物质，如H2S，将其转化为H2SO4。

4.5 应用于电镀废水处理

电镀废水内含有大量的活性剂、助剂，此类物质自身携带大量的污染物，使实际处理过程难度加大。因此，可采用微波化学处理技术，基本应用原理为，充分借力微波促使电镀废水内实际污染物发生一系列的化学反应，将其转变为气体或不溶于水的物质。此外，可适当加入相应的添加剂，促使电镀废水实际污染物充分地与添加剂深层次融合，形成相应的絮凝体最终沉淀，达到将污染物与水分离的目标。微波化学处理技术应用于电镀废水处理中，可在短周期内快速处理其内部实际污染物，高效化完成废水处理。该技术自身还具有实际工艺流程短、成本较低、处理效果好等不可比拟的优势，用于电镀废水处理可从本质上降低企业实际处理成本，节省土地资源。

5 化学工艺处理废水优化策略

化学工艺处理废水作为一项综合性、复杂性工作，需充分结合当下实际状况，不断提出相应的处理措施，保证化学工艺处理废水更具高效化。针对当前的废水处理形势，特提出以下几方面策略。

5.1 加大城市污水处理基础设施建设

城市废水处理设施建设需充足资金给予支持，相关企业要高度重视废水处理厂设备及工艺的投入，以确保废水处理有效性，并提高废水处理标准。首先，政府应积极发挥自身主导作用，创设良好的外部环境，给予废水处理企业政策、税收等支持，鼓励污水处理厂引入先进设备，提高设备更新速度；其次，废水处理工艺指标实现量化，如：污泥生产率、处理单位水量能耗等，减少重复性建设状况，保证投资有效性及精准性。最后，合理化布设污水处理厂，从根本上解决原有集中化处理排放模式，应始终遵循合理统筹、就近处理原则，结合城市未来战略发展，完善城市污水处理路径，提高污水处理效率及质量[3]。

5.2 注重废水再生利用

积极采取行之有效的措施，将污水转化为再次利用水资源，完善污水处理体系，按照规模及范围再生水可划分为四种类型：一是小区域建筑群再生水，主要针对目标群体为规模较小机关、住宅小区、学校等，将废水处理装置增设于小区内，处理和使用该范围内杂排水；二是区域性建筑群再生水，利用二级污水处理系统，加强对城市工业、生活污水处理，将其最终用于绿化、冲洗便器等方面；三是排水设施完善的再生水，结合区域内排水实际状况，将其分类为普通、优质杂用水，通过有效处理用于洗车、浇灌绿化等方面；四是排水设施不完善区域再生水，该污水需进行沉淀、除油等处理环节，最终排放于市政管网中。提高城市再生水利用率，有助于缓解城市水资源匮乏困境。