工業廢水綜合治理及其回收利用技術

顧業明(柳鋼環保股份有限公司，廣西 柳州 545000)

0 引言

中國作為工業大國，每年產生的工業廢水已經嚴重制約了生態環境的可持續發展，進而導致嚴重的環境問題。工業廢水污染問題在眾多環境問題中占據首要位置，工業廢水綜合治理是處理工業廢水的有效方式，能夠綜合治理工業廢水，并加以回收利用是目前學術界重點研究的內容。

工業廢水成分極其復雜，因此在綜合治理以及回收利用過程中具有很高的難度系數，其中主要包括：汞、鎘、鉛、砷、六價鉻化合物、懸浮物、氰化物以及硫化物等等，且一旦與其他化學物質發生反應，具有多變性的特點。在我國，針對工業廢水綜合治理及其回收利用技術的研究中，基本上都是通過催化劑進行清洗，減少工業廢水量[1]。但該技術在實際應用過程中往往存在局限性，無法滿足我國工業廢水處理的實際需求。

結合國外Setyub等人提出的工業廢水處理方式以及回收利用技術，本文展開工業廢水綜合治理及其回收利用技術研究，致力于減少工業廢水中污染物排入環境，實現對工業廢水的回收利用，真正意義上做到“變廢為寶”，為我國工業廢水的治理方面提供更加廣闊的研究空間。

1 工業廢水綜合治理

1.1 生化池反沖洗

考慮到在工業廢水中存在較多有害物質是物理手段無法分解的，這就需要在工業廢水綜合治理中，將工業廢水引進生化池進行反沖洗，通過化學的方式綜合治理工業廢水[2]。生化池反沖洗工業廢水的第一步就是對工業廢水進行加藥反沖洗，具體操作步驟為：

首先，將工業廢水引入集水池；再由集水池流至沉淀池，由于工業廢水中懸浮物含量大，通過泥沙的作用使其沉淀；在此基礎上，通過在好氧池加入絮凝劑，讓流進的工業廢水中的SS、鎘、鉛、砷、石油類以及CODcr等污染物與絮凝劑產生作用。由于工業廢水的含沙量較高，因此，細顆粒泥沙因強烈的絮凝作用會與污染相制約，進而產生渾水與清水的差別，實現工業廢水處理中的界面沉降[3]。出現界面沉降現象后，停止好氧池提升泵，當液位降低達到設定值時停止自吸泵進行反洗；

最后，通過在調節池中加入適量的酸，保證調節后的工業廢水pH值為中性后，出水。在加藥反沖洗的過程中，加藥反沖洗工業廢水的頻率是保證此環節治理質量的重要內容。為求得生化池加藥反沖洗工業廢水的頻率，設其為ν，則其計算公式，如公式(1)所示。

式中：β為工業廢水生化池加藥反沖洗的運行時長(h)；K為工業廢水的處理最大含砂量(kg/m3)；m為加入藥劑的溶液濃度(%)；R為工業廢水加藥反沖洗的環境溫度(℃)；f為工業廢水的含油量(%)。

通過公式(1)可以得出工業廢水在生化池加藥反沖洗的頻率，為工業廢水綜合治理提供關鍵參數。

1.2 污泥濃縮池脫水

在完成生化池加藥反沖洗的基礎上，進行污泥濃縮池脫水[4]。由于在生化池加藥反沖洗后，工業廢水還會存在懸浮固體和部分細菌、微生物等。為實現對工業廢水的綜合治理，也有必要通過工業廢水的污泥濃縮池進行脫水再利用，致力于達到工業廢水綜合治理二次沖洗的要求。

首先，通過濃縮脫水一體機，在工業廢水中放入凝聚劑，并不停地進行攪拌，使經過砂濾后的工業廢水與凝聚劑充分發生反應。而后，將充分反應完成的工業廢水引流至分配器，通過泥耙的雙向導疏功能，在重力作用下，將工業廢水中的污泥聚集在濃縮段上。

在此基礎上，移動濾布，使污泥中的游離水自動落下，進行重力脫水段；最后，將進一步脫水后的工業廢水流入“S”形壓榨段，使污泥與脫水后的工業廢水徹底分離，保證工業廢水能夠在上下網帶中實現自動清洗。

1.3 進消毒池出水

經過污泥濃縮池脫水后，得到的工業廢水經過消毒池消毒即可出水。消毒池內包含Na2CO3、NH3·H2O、CCl4、NaHCO3以及CH3COONa，能夠通過化學反應有效去除工業廢水中的棄油和污水。在工業廢水流進消毒池后，需要記錄下當時的水質條件(光透過率，上游處理工藝)及水流量，當水質條件符合國家對工業廢水治理標準后，可實現對工業廢水的綜合治理[5]。國家工業廢水治理標準，如表1所示。

表1 國家工業廢水治理標準

結合表1所示，針對水質條件的具體數值可通過計算的方式得出，設進消毒池后的水質條件為D，則其計算公式，如公式(2)所示。

式中：E為工業廢水水力表面負荷率(%)；n為污泥固體表面負荷率(%)；y為工業廢水高峰合計強度(m3/h)。

通過公式(2)得出的水質條件數值在小于0.26的情況下，即可完成工業廢水的綜合治理，使出水分離和濃縮，真正意義上使工業廢水的回收利用成為可能。至此，完成工業廢水綜合治理。

2 工業廢水回收利用技術

在完成工業廢水綜合治理的基礎上，提出工業廢水回收利用技術，通過回收與利用兩步，在滿足國家工業廢水治理標準的前提下，實現工業廢水的回收利用。工業廢水回收利用技術的具體內容，如下文所述。

2.1 工業廢水回收

將綜合治理好的工業廢水儲放槽用以存放廢水，例如金屬表面處理業、光電業、半導體業、3C產品制造業等所產生的廢水[6]。通過精密過濾單元與廢水儲放槽連接，用以接收廢水，其中，該精密過濾單元可設有砂濾材、纖維濾材或陶瓷濾材，可對廢水進行精密過濾。

第一暫存槽與精密過濾單元連接，用以接收經精密過濾后的廢水，且該第一暫存槽中可進一步添加硫性化學藥劑，以調整其pH值。介質過濾單元與第一暫存槽連接，用以接收廢水，該介質過濾單元可設有活性炭濾材、樹脂濾材或陶瓷濾材等。

超濾過濾單元與介質過濾單元連接，用以接收工業廢水。第二暫存槽與該超濾過濾單元連接，用以接收工業廢水。該工業廢水回收單元與該第二暫存槽連接，用以接收工業廢水，該工業廢水回收單元可以是逆滲透膜過濾，可進行工業廢水回收，從而形成回用水以及過濾后工業廢水。

該回流單元分別與工業廢水回收單元以及該第二暫存槽連接，可將部分過濾后廢水回流至該第二暫存槽，再次經由工業廢水回收單元進行回收，可利用該回流單元將部分過濾后工業廢水回流，并再次進行回收，可增加回用水的使用量，進而降低工業廢水對環境的危害。

2.2 工業廢水利用

在工業廢水回收的基礎上，可進一步連接一個工業廢水利用單元，用以接收過濾后工業廢水。該工業廢水處理單元可包含有一個第一化學處理模組、連接該第一化學處理模組的生物處理模組，以及連接該生物處理模組的第二化學處理模組。

其中該第一化學處理模組以及第二化學處理模組可進行沉淀式、浮除法或電凝處理法等化學處理，該生物處理模組可以是活性污泥或生物接觸濾材等。

且該工業廢水回收單元可連接一個回用水儲放槽，用以接收回用水，而該回用水可做為現場制程、冷卻水或純水造水前段等使用。

3 結語

通過工業廢水綜合治理及其回收利用技術研究，能夠取得一定的研究成果，解決傳統工業廢水綜合治理及其回收利用中存在的問題。由此可見，本文進行的研究具有現實意義的，能夠指導工業廢水綜合治理及其回收利用技術的優化。在后期的發展中，應加大工業廢水回收利用技術在工業廢水回收利用中的應用力度。

截至目前，國內外針對工業廢水綜合治理及其回收利用技術研究仍存在一些問題，在日后的研究中還需要進一步對技術的優化設計提出深入研究，為提高工業廢水的綜合治理及回收利用能力提供參考。