大型化工廠污水深度處理的一種新策略探究

尹向東（承德市環境保護局）

一、引言

化學工業的發展需要消耗大量的水資源，同時化工廠在生產的過程中也會造成比較嚴重的水污染，如果對污水不進行及時的處理，不僅會制約化學工業的發展，還會導致水污染的加劇和水資源的短缺。為了應對這種情況，某大型化工廠十分重視對廢水的處理，積極采取相應的措施，處理廢水，使其達到能夠使用的標準。其中比較具有代表性的是，對于經過處理并且達標排放的廢水采取措施進行深度處理，制定相關的處理方案，采用相應的技術措施，使得廢水中的有機物、色度、硬度、大部分離子得以分離。通過這種的處理之后，廢水的質量得到了進一步的提高，達到了生產工藝用水的標準，獲得良好的經濟社會效益。不僅有利于對廢水進行處理，還能夠將廢水經過處理之后運用到生產當中，緩解當地用水缺乏的情況，保證化工廠正常的供水，促進化工廠正常的工作和運行?？傊?，污水深度處理及回用是一項重要的節水措施和環保措施，在人們的生產生活中具有重要的現實意義。

二、化工廠污水現狀

化工廠的污水與一般的污水不完全相同，它具有自己顯著的特點，主要表現為富含石油類，COD、濁度比較高，并且變化范圍大。使用常規污水處理裝置處理之后，污水處理取得了明顯的效果，水質能夠得到明顯改善，比如，水中的有機物得到了充分的去除和降解。但是，水中的COD物質卻不容易去除和降解，因為其組成部分包括大分子有機物和芳香族化合物，對于這些物質來說，生物化解往往十分困難，給水處理工作帶來巨大的挑戰。但是，在所有的構成物當中，有部分生化中間產物，這部分構成物的性質與其它構成物的性質不同，含鹽量比較高，導電率也比較高，處理比較難，所以進行回用比較困難。

三、污水回用方向

對污水進行回用不僅是緩解水資源缺乏的重要策略，同時也是保證化工廠正常生產和運行的一種手段。為了回用，往往需要綜合考慮多方面的因素，包括水源水質、水量狀況、回用技術工藝的可行性等等，并尋找了回用水水質處理的最佳方案。此外，還需要考慮水處理投資、運輸費用、水價等相關因素，積極采取相應的策略，以促進水處理系統處于良好的運行狀態，取得最好的綜合效益。對化工廠來說，它的用水主要分為四個方向，不同方向具有不同的要求，具體來說，包括以下四個方面：1、脫鹽水和軟化水，對水質的要求比較高，為了滿足這方面的要求，必須運用良好的水處理工藝；2、循環冷卻水系統的補充水，對水質的要求不是很高，但是用水量比較大，需要大量的供水和補給水源，以保證生產的正常運行；3、生產輔助設施用水，對水質的要求不高，只需要達到相應的要求就可以；4、生活用水以及其它方面的用水。這也是化工廠用水的重要組成部分，水質達到相應的標準就可以，要求不是很高。

四、工藝流程簡介

1、工藝說明。在化工廠水處理的實際工作中，經過“老三套”處理之后的污水，提升之后便進入了生物濾池，再進入出水貯存池暫時存放，主要被用于反沖洗。但是在水處理實際工作中，往往不設置中間水池和二次提升，這樣就能夠節省時間，減少提升的次數，從纖維過濾器出來的水就不要經過其它地方，也不用進行其它方式的處理，而是直接進入微濾裝置。對于微濾裝置的出水，在經過相應的處理之后，能夠達到回用水的標準，可以用于鍋爐給水或者循環水。在處理的過程中，為了防止微生物滋生現象的出現，避免濾料出現板結的現象，可以采取以下策略：在生物濾池的出水總渠上，設置次氯酸鈉投加點，從而對生物濾池的出水進行消毒，有利于保證水質。通過對預處理水進行反滲透處理之后，它的濃水中的各種離子被濃縮了四倍。所以，為了防止反滲透濃水結垢，在反滲透系統之前需要添加阻垢劑。由于反滲透系統采用的是復合膜，而透過水中含有余氯，為了避免反滲透膜遭到氧化損壞，在反滲透給水中需要投加還原劑，從而使給水中的余氯脫除。

五、工藝原理及關鍵技術

1、預處理工藝。在預處理工藝中采用的是曝氣生物濾池，它的工作原理如下：在濾池內放置直徑約3—5mm的多孔濾料陶料，作為生物群落的附著繁殖載體，通過濾層下面的配氣系統向生物群落供氣。這樣做的目的是在濾池內填充陶料，使其具有較大的面積，能夠附著大量的生物，這樣就能夠有效的處理低濃度有機污水，使水得到更好的凈化，獲得滿意的水處理效果。在凈化處理的過程中，主要是依靠濾料上的生物膜，生物膜具有水處理的良好作用，它能夠降解有機物，使水質得以凈化。處理完成之后，濾層之內并不是清潔的，還留有大量的懸浮生物，這些懸浮生物具有重要的作用，不僅能夠吸附和降解污染物質，還能夠發揮其它方面的重要的作用，比如降低原水中的COD、NH3N、NO2，從而使得水質得以提高，促進生物的穩定性得以保持，有利于提高水處理效果，提高水質，在化工廠水處理額實際工作中發揮著重要的作用。曝氣生物濾池是一種比較好的水處理裝置，它的流程簡單，占地面積小，成本低，水處理效益好，但其存在的缺陷與不足也不容忽視，例如使用設備很多，建造的質量要求高，運行管理比較困難，要求較高等等。在實際工作中，我們既要認識其優勢，也要明白其不足之處，以采取相應的措施，充分利用其優勢，降低其不足帶來的影響，獲得更好的水處理效果。

2、處理濾料的板結。從曝氣生物濾池出來的水中，含有大量的微生物和細菌，它們會繼續存在后續的過濾器中。并且被濾料大量的截留，這樣就很容易造成濾料的板結現象。為了處理好這種情況，一般在曝氣生物濾池后面設置高效纖維過濾器，要求將纖維絲做得很細，這樣就能夠妥善的解決過濾精度受到粒徑限制的問題，使其能夠順利的過濾，避免出現板結現象。由于濾料直徑十分細小，它能夠在很大程度上增加濾料的比表面積和表面自由度，使得濾料的吸附能力得以大大的提高，有利于去除水中的懸浮物、有機物、膠體、油類等等，獲得良好的水處理效果。

3、反滲透預處理。由于化工廠廢水的水質復雜，水量變化大，為了應對這種情況，在水處理實際工作中，采用Microza壓力式外壓維濾膜作為反滲透的預處理。所使用的膜材料是聚偏二氟乙烯，并具有海綿狀的結構。海綿狀的濾膜具有水晶狀的均一結構，整層膜都起分離功能。它能夠有效的去除水中的生物污染物、顆粒水、膠體、濁度、細菌等，提高水質，滿足反滲透系統進水所要求的水質。而一般微濾膜沒有這種效果，其機械強度低、化學抵抗力小、壽命短，整體性能遠遠不如海綿狀微濾膜。海綿狀微濾膜具有良好的性能，它的抗污染能力強，尤其是抗有機物污染和生物污染的能力更強，是其它材料所不能比擬的，它性能良好，處理效果顯著，具有節省投資，綜合效益高等特點，在實際工作中值得推廣和運用。

4、反滲透系統是脫鹽的關鍵。在反滲透當中，反滲透膜是必須運用的，如果沒有反滲透膜，必然難以達到相應的效果。當前，反滲透膜運用的是美國海德能低污染反滲透膜元件LFC3-LD，膜表面使用了PVA復合涂層技術，對膜表面的電性進行了改變，使得反滲透進水中的負電、正電、中性、兩性污染物在膜表面的吸附性大大的減弱，使得膜水通量保持穩定。不僅如此，該反滲透膜還具有其他方面的良好的效果，膜表面與水的接觸角得到了降低，降到了47度，而原來的是62度，角度的降低顯著的提高了膜的抗污染能力，有利于脫鹽和對水進行處理。當前，在反滲透膜的透過機理當中，引用得最多的是選擇性吸附—毛細管流理論。該理論認為膜表面能夠選擇吸附水分子，并排斥鹽分，形成純水層。在壓力的作用下，純水層中的水分子通過毛細管不斷的流過反滲透膜。在膜的表層中，有大小不一樣的極細的孔隙，如果其中的孔隙是純水層厚度的一倍的時候，我們將它稱為臨界孔徑，可以達到良好的脫除效果。

六、進出水水質的比較

為了驗證該處理方案的水處理效果，通過相關的實驗分析和對比，得出以下結論：化工污水經深度處理之后，COD的去除率平均為95.46%。在深度水處理的后期，對運行工藝參數進行了相應的調整，在處理之前加了氯，使得去除率效果更穩定。對油平均脫除率達到了93.09%。對電導率脫除率平均達到97.84%，對二價離子基本上達到了100%的去除率。此外，對總硬、總溶固、SIO2也有較高的去除率。但是，產水異養菌偏高，平均達到20個/ml，而回用循環水的要求是小于10個/ml，大大的超出了要求。不過，從深度水處理的整體效果來看是比較好的，達到了既定的目標，也滿足了回用的水質要求。

七、結束語

總之，污水深度處理及回用既節水又環保，具有重要的現實意義。文中介紹的工藝在污水深度處理的運用具有顯著的優勢，它所消耗的能量低，使用的工時少，并且材料的價格低，節約成本，處理的水準高，運行費用也比較低。運用該工藝處理過的水，其水質比自來水更優，達到了鍋爐用水的標準，并且還不需要再進行除鹽化處理。將化工廠的污水進行深度處理之后，可以實現對廢水的回用，使廢水資源化，既減少了對水資源的消耗，有利于節約水資源，還能夠降低對環境的污染，緩解對環境的壓力，具有顯著的環境效益和經濟效益。

[1]李力.采用先進水處理技術實現污水全面回用[J].遼寧城鄉環境科技,2007(4)

[2]張杰,曹開朗.城市污水深度處理與水資源可持續利用[J].中國給水排水,2001(3)

[3]張洪濤.大型化工廠污水深度處理的新思路[J].科技創新導報,2011(14)

[4]徐子宏.石化企業污水深度處理工藝改造[D].中國石油大學(華東)碩士學位論文,2008

[5]曹相生.用于污水深度處理的慢濾池三種啟動方式比較[J].給水排水,2010(9)