探析化工生產廢水環保處理

崔彩花(榆林職業技術學院，陜西 榆林 719000)

0 引言

化工生產廢水中包含的污染物種類相對較多，且水質成分呈現出較為復雜的態勢。此時，為了確保化工生產廢水可以實施排放，且不會對周邊環境造成極大影響，必須要落實對相應廢水的環保處理。特別是在當前水資源緊缺程度更為明顯的背景下，對水資源進行循環利用受到重點關注，為實現這一目標，落實化工生產廢水的環保處理是必然選擇，相應技術、策略值得重點探究。

1 化工生產廢水環保處理的必要意義分析

化工園區廢水是指園區化工廠生產產品過程中所生產的廢水，如生產乙烯、聚乙烯、橡膠、聚酯、甲醇、乙二醇、油品罐區、空分空壓站等裝置的含油廢水，經過生化處理后，一般可達到國家二級排放標準[1]。

現階段，由于水資源度短缺的情況極為嚴峻，對水資源展開回收利用受到人們的重點關注。在這樣的大背景下，化工生產企業必須要將達到排放標準的水再經過進一步環保處理，達到工業補水的要求并回用。化工廠作為用水大戶，年新鮮水用量一般為幾百萬m3，水的重復利用率低，同時外排污水幾百萬m3，不僅浪費大量水資源，也造成環境污染，并且水資源的短缺已對這些工業用水大戶的生產造成威脅[2]。為保持企業的可持續發展及減少水資源的浪費，降低生產成本，提高企業經濟效益和社會效益。需對化工廢水進行環保處理，作為循環水的補水或動力脫鹽水的補水，實現污水回用。總體來看，在當前的社會背景下，實施化工生產廢水的環保處理具有極高的現實價值，是相應化工企業的必然選擇。

2 化工生產廢水環保處理中的常見方法分析

2.1 物理處理法

2.1.1 過濾法

主要使用包含一定孔洞的薄膜對化工生產廢水中的雜質(一般為懸浮物)進行截留與剔除，在當前的實踐中，常使用扳框過濾機和微孔過濾機完成上述操作。其中，微孔管的材質為聚乙烯，其孔徑大小可以隨著需求的變化而實施調整。

2.1.2 重力沉淀法

主要依托懸浮顆粒的自身重力，促使其在水中自主沉淀，最終達到剔除化工生產廢水中雜質的效果。通常情況下，重力沉淀法常用于實現固液分離，此時相關工作人員提取上層清液展開后續處理即可，也可以對沉淀下來的雜質進行其他處理。

2.1.3 氣浮法

在吸附微氣泡的支持下，水中部分懸浮物、懸浮顆粒會附在氣泡或被“裹”在氣泡中，最終被帶出水面，達到剔除化工生產廢水中懸浮顆粒的效果。

2.2 化學處理法

2.2.1 化學混凝法

該方法主要被用于剔除化工生產廢水中直徑在1～10nm之間的細小懸浮顆粒中，且可以一定程度實現對廢水色度的去除。相比于其他化學處理法來說，化學混凝法的實施效果更容易受到外界因素的影響，如水溫、水量、pH值等等，且難以降低溶解性較高的有毒有機物含量。

2.2.2 化學氧化法

該方法主要依托氧化的方式去除化工生產廢水中所包含的有毒有機物，促使其轉變為低毒/無毒的物質，完成化工生產廢水的環保處理。

2.2.3 電化學氧化法

該方法的原理主要為：將化工生產廢水轉入電解槽內，促使存在于廢水中的有機物在電極上發生氧化還原反應，達到剔除化工生產廢水中有毒有機物的效果。同時，有毒有機物不僅能夠在陽極被氧化，水中的氯離子、氫氧離子還可以因為陽極放生成氯氣或是氧氣，對有毒有機物進行間接氧化。

2.3 生物處理法

在使用生物處理法對化工生產廢水進行處理的過程中，主要在微生物新陳代謝的支持下，促使存在于化工生產廢水中的有毒有機物被降解，并轉化為形式簡單的無機物，從而實現對有毒有機物的去除。例如，可以應用“HEBIO”高效好氧生物處理，相比于其他處理技術來說，該技術擁有更高的污泥濃度及活性，推動生化池單位降解能力大幅提高，達到提高化工生產廢水的處理效率的目標。

2.4 深度處理法

對于深度處理法來說，依托處理程度的不同，可以細化為一級處理、二級處理以及三級處理這三個類別。其中，一級處理的程度最輕，僅對化工生產廢水中的懸浮物進行剔除，一般經過物化預處理即可達到該級別的處理效果。完成一級處理后，化工生產廢水中生物化學需氧量普遍可以降低30%，但是尚未達到可排放要求。所以，在化工生產廢水的一級處理中，主要目標在于為后續的環保處理措施提供良好條件。二級處理主要實現對化工生產廢水中處于溶解狀態的有毒有機物進行剔除。完成二級處理后，化工生產廢水中生物化學需氧量普遍可以降低90%，達到有機污染物排放的行業要求。隨著人們對環境保護重視程度的大幅提升，二級處理難以滿足更多化工生產廢水的處理需求，因此需要實施三級處理。對于三級處理而言，其主要完成對化工生產廢水中難以降解的有毒有機物的剔除，強化化工生產廢水的環保處理效果。

2.5 其他

2.5.1 光催化氧化技術

光催化氧化技術的應用原理為光化學反應，當分子吸收光能后會轉入高能態，在電子的激發下完成化學反應，在此過程中光子的能量為化學反應活化能的提供源。在化工生產廢水的處理過程中，在光的支持下，氧化反應展開，促使O2、H2O2等氧化劑與光輻射相結合。此時，所使用的光主要為紫外光，包括UV-H2O2、UV-O2等。在處理化工廢水中包含的CHCl3、CCl4、多氯聯苯等難降解物質時，光催化氧化技術能夠發揮出更好的效果[3]。另外，在有紫外光的Feton體系中，紫外光與鐵離子之間存在著協同效應，使H2O2分解產生羥基自由基的速率呈現出大幅增高的趨勢，實現對有機物氧化去除反應的促進。

2.5.2 超聲波技術

功率超聲的空化效應可以為講解化工生產廢水中的有害有機物創造更好的環境，實現對化工生產廢水的環保處理。實踐中，當超聲空化泡發生崩潰后，會產生能夠促使化學鍵斷裂的能量，并生成氫氧基和氫基，同化工生產廢水中待處理的有機物發生氧化反應。相比于其他處理技術來說，超聲波技術的化學反應速度更快，且可以更好的實現對有機物的講解，促使其轉變為水、二氧化碳、無機離子、有機酸等低毒/無毒物質，達到對化工生產廢水環保處理的效果。

3 化工生產廢水環保處理的實例分析

3.1 背景分析

某化工企業的生產中，主要應用煤氣化制合成氣、合成氣制甲醛、甲醛制低碳烯烴、烯烴聚合生產聚烯烴塑料的煤化工項目。實踐中，甲醇制烯烴裝置反應生成的廢水，在經過一系列處理的后與生活污水混合進升華二級處理。其中，甲醇制烯烴廢水水量為每小時200m3，其他生產廢水水量為每小時30m3。在進行化工生產廢水的環保處理前，提取水樣，并對相應水質展開檢測，具體數據如下所示：處理前，相應化工生產廢水的pH值為8，化學需氧量為12000ppm，懸浮物的濃度為1620ppm，石油類的濃度為200ppm，氨氮的濃度為168ppm。

3.2 處理工藝流程設計

3.2.1 總體流程設計

應用的主要處理方法包括微電解、催化氧化、混凝沉淀、水解酸化等等，流程設定為：物化預先處理-生化處理-深度處理，著重剔除化工生產廢水中包含的油狀物、有害有機物、氨氮等成分。

3.2.2 物化預先處理工藝流程設計

將待處理水樣(化工生產廢水)移入調節池，進行pH值的調節；移入(依托水泵)溶氣氣浮裝置展開固液、液液的分離，剔除水樣中包含的懸浮物、油狀物(石油類物質)；移入微電解反應釜內，在充氧條件下促進新生態氫離子的生成，實現對水樣中有機物質的還原講解；移入Fenton反應釜，依托由二價鐵離子與過氧化氫形成的Fenton試劑(強氧化性自由羥基自由基)，對水樣中包含的鹵代氫類、苯環類物質實施氧化分解；移入穩定池，完成pH值調整后轉移至混凝沉淀池，投入助凝劑與混凝劑，去除水樣中的懸浮物；移入三效蒸發器，進行蒸發析鹽處理。

3.2.3 生化處理工藝流程設計

將完成物化預先處理的水樣移入厭氧反應池，混合厭氧反應泥，實現對水樣中降解難度較大的有機物展開講解處理，并依托硝化反應的展開降低其中氨氮含量；對水樣實施缺氧+好氧處理，將其中包含的有機物作為碳源，將好氧池回流混合液中帶入的大量NO2--N以及NO3--N還原處理，促使其轉變為氮氣排出水樣外，達到大量講解水樣中有害有機物及氨氮的效果；移入好氧池，進一步剔除水樣中的有機雜質；移入二沉池，實現泥水分離。

3.2.4 深度處理工藝流程設計

將完成物化預先處理、生化處理的生產廢水(泥水分離后的上清液)轉移至接觸氧化池，并在其中加入ClO2進行深度氧化與消毒，實現對廢水中所包含難降解有機物的進一步剔除。同時，ClO2還具有漂白劑的作用，可以去除廢水顏色，促使其轉入透明狀態，最大程度保證化工生產廢水的環保處理效果。

3.3 處理結果分析

對完成上述環保處理流程的水樣進行檢測，得到的結果如下所示：處理后，相應化工生產廢水的pH值為7；化學需氧量為56ppm，除去率為99.53%懸浮物的濃度為18ppm，除去率為98.89%；石油類的濃度為12ppm，除去率為94%；氨氮的濃度為3ppm，除去率為98.21%。能夠看出，在完成環保處理后，化工生產廢水中所包含的有害有機物、其他有毒物質含量大幅下降，滿足環境保護的現實要求。

4 結語

綜上所述，在當前的社會背景下，實施化工生產廢水的環保處理具有極高的現實價值，是相應化工企業的必然選擇。在現階段的化工生產廢水處理中，常用的技術包括物理處理法、化學處理法、生物處理法、深度處理法、光催化氧化技術、超聲波技術等等。依托深度處理思路，對多種環保處理方法展開實踐分析，結果表明，在完成環保處理后，化工生產廢水中所包含的有害有機物、其他有毒物質含量大幅下降，廢水色度也降低，有著極為可觀的處理效果。