高濃度化學(xué)清洗廢液處理技術(shù)現(xiàn)狀分析

李冬雪 趙蕊 王嘉麒

摘?要：針對(duì)高濃度化學(xué)清洗廢液的復(fù)雜水質(zhì)特點(diǎn)，分析了其對(duì)環(huán)境的危害作用，并對(duì)其處理工藝環(huán)節(jié)進(jìn)行了分析，指出廢液處理過(guò)程中的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題及后續(xù)最終處置的技術(shù)方向，對(duì)國(guó)內(nèi)高濃度化學(xué)清洗廢液的處理處置問(wèn)題的技術(shù)研究具有一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：高濃度;化學(xué)清洗廢液;處理處置;技術(shù)現(xiàn)狀

高濃度化學(xué)清洗廢液產(chǎn)生于設(shè)備及管道的清洗過(guò)程之中。由于清洗時(shí)加入了酸液或堿液，因此化學(xué)清洗廢液往往具有酸性或堿性強(qiáng)，懸浮物濃度大，COD濃度高，且金屬離子含量高等特點(diǎn)，同時(shí)部分化學(xué)清洗廢液還含有一定量的油，若不經(jīng)妥善處理處置將對(duì)環(huán)境造成極大危害。

一、高濃度化學(xué)清洗廢液處理技術(shù)

1.1混凝

化學(xué)藥劑使微小的懸浮物和溶液中膠體微粒聚集凝結(jié)的過(guò)程叫做混凝[1]。混凝作用中有兩個(gè)過(guò)程：一是凝聚、二是絮凝。凝聚是使主要膠體脫穩(wěn)，凝結(jié)成微小聚集體的過(guò)程[2]，該過(guò)程可以去除大部分水中膠體;絮凝是使膠體和懸浮物凝結(jié)成大的絮凝體，該過(guò)程完成后可以直接采取沉淀和過(guò)濾等方法，去除水中的懸浮物和凝結(jié)的脫穩(wěn)膠體[2，3]。混凝過(guò)程的效果會(huì)受較多因素影響，其中有以下幾個(gè)方面。一是水溫。一般而言水溫較高，熱效應(yīng)反應(yīng)劇烈，膠體不易聚沉。水溫較低，則會(huì)導(dǎo)致液體固化，難以分離溶液中膠體和懸浮物質(zhì)[2];二是pH值。pH對(duì)于各種混凝劑或起到抑制的作用，或使反應(yīng)產(chǎn)生更多副反應(yīng)，使膠體和懸浮物質(zhì)達(dá)不到聚沉的效果[1]。三是水中雜質(zhì)的物理性質(zhì)。雜質(zhì)的成分和濃度對(duì)于膠體以及溶液內(nèi)懸浮物質(zhì)的影響，可以導(dǎo)致膠體聚沉過(guò)多，堵塞機(jī)器等作用[1，3]。

由于高濃度化學(xué)清洗廢液的懸浮物濃度高，若反應(yīng)條件得到很好控制，在混凝過(guò)程中將產(chǎn)生大量化學(xué)沉淀。因此，在后續(xù)工藝環(huán)節(jié)中需將這些化學(xué)沉淀與水分離，常用的方法為沉淀工藝。

1.2沉淀

混凝過(guò)程中產(chǎn)生的大量礬花需借助沉淀工藝加以去除，以保證上清液順利排出。工業(yè)生產(chǎn)中常用的沉淀池有多種類型，如輻流式沉淀池、豎流式沉淀池、斜管沉淀池以及斜板沉淀池等。由于不同類型沉淀池的適用范圍和沉淀效果不同，因此，選型之前須進(jìn)行技術(shù)比較。鑒于高濃度化學(xué)清洗廢液的懸浮物濃度高，產(chǎn)泥量大，因此斜管沉淀池和斜板沉淀池易遭受堵塞，不宜采用。實(shí)踐中常采用輻流式沉淀池和豎流式沉淀池，但也須著重考慮排泥斗的容積計(jì)算問(wèn)題，避免沉淀物返回至上清液中影響出水水質(zhì)。

1.3微電解

微電解是近年來(lái)國(guó)際上凈化化學(xué)有機(jī)廢水的一種新興產(chǎn)業(yè)和技術(shù)。該技術(shù)是在溶液中通過(guò)自身物質(zhì)產(chǎn)生的一點(diǎn)二伏電位差來(lái)對(duì)自身廢水進(jìn)行電解處理，由此能夠降解有機(jī)污染廢物[2]。在該系統(tǒng)當(dāng)中，化學(xué)清洗廢液通過(guò)微電解設(shè)備后，形成的無(wú)數(shù)微電池信息系統(tǒng)和微電解工藝，再?gòu)目臻g中構(gòu)成一個(gè)對(duì)于該工藝有益的相應(yīng)電場(chǎng)，是用來(lái)處理高濃度化學(xué)清洗廢液的一種創(chuàng)新型工藝和技術(shù)[1，2，4]。由于高濃度化學(xué)清洗廢液中含有大量金屬離子，因此有助于形成微電解過(guò)程，對(duì)水中有機(jī)物的降解效果顯著。

1.4反滲透

反滲透技術(shù)產(chǎn)生于20世紀(jì)50年代后期，目前已逐漸發(fā)展成為高濃度化學(xué)清洗廢液處理技術(shù)的實(shí)用單元操作，其應(yīng)用領(lǐng)域和規(guī)模在不斷擴(kuò)充，為更多的工業(yè)廢水的凈化處理工藝所采用[1]。反滲透技術(shù)屬于膜處理工藝的一種，與提純蒸餾水工業(yè)相比較來(lái)說(shuō)，膜分離技術(shù)較為經(jīng)濟(jì)和成熟，保護(hù)環(huán)境的同時(shí)又不會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品過(guò)熱而產(chǎn)生污染和浪費(fèi)[3]。反滲透除鹽除有機(jī)物質(zhì)是將滲透作用控制在工業(yè)水處理的有利方向[1，3]，在此技術(shù)中半透膜的選擇性透過(guò)作用發(fā)揮了極大的優(yōu)勢(shì)。

對(duì)于高濃度化學(xué)清洗廢液的處理而言，前端的混凝沉淀、過(guò)濾及微電解都屬于預(yù)處理部分，目的是降低水中的懸浮物濃度以減小反滲透膜的工作負(fù)擔(dān)。在由于殘存的懸浮物和金屬離子濃度一般仍較大，因此膜組件常容易被堵塞或者擊穿，導(dǎo)致出水水質(zhì)無(wú)法達(dá)標(biāo)。鑒于此，應(yīng)在加大清洗頻率的同時(shí)，及時(shí)更換膜組件，以保證水質(zhì)。

二、高濃度化學(xué)清洗廢液的最終處置

經(jīng)上述分析，高濃度化學(xué)清洗廢液水質(zhì)條件差，處理難度大，即便經(jīng)過(guò)組合工藝處理后仍無(wú)法直接排放至城市污水管網(wǎng)，因此需進(jìn)行進(jìn)一步的處置。

化學(xué)清洗廢液往往產(chǎn)生于化工廠、油田等工廠之內(nèi)，因此，經(jīng)單獨(dú)處理的化學(xué)清洗廢液一般需與其它類型生產(chǎn)廢水再進(jìn)行同步處理，以進(jìn)一步降低其對(duì)環(huán)境的危害。以煤化工企業(yè)為例，經(jīng)處理的化學(xué)清洗廢液可與煤化工廢水一同進(jìn)行厭氧消化及好氧接觸氧化等處理。厭氧過(guò)程可使高分子有機(jī)物被降解為小分子有機(jī)物，而好氧過(guò)程可使小分子有機(jī)物得以進(jìn)一步降解為無(wú)機(jī)物質(zhì)。

經(jīng)生化處理后，出水可以蒸發(fā)結(jié)晶作為最終處理工藝，或者將其利用為循環(huán)水。由于化工廠和油田等工廠的各類用水量大，同時(shí)各類用水對(duì)水質(zhì)的要求也各不相同，因此，生化池出水可作為廠內(nèi)其它生產(chǎn)工藝的中間用水，這一方面解決了此類廢水的出路問(wèn)題，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了工業(yè)廢水的循環(huán)利用，節(jié)約了水資源，具有雙重收益。

三、結(jié)論

高濃度化學(xué)清洗廢液處理技術(shù)作為一種現(xiàn)代化廢液處理技術(shù)手段，在水處理中得到了廣泛應(yīng)用，不僅有效地增強(qiáng)了水處理工藝的效果，而且提高了水處理效率，在推動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)展中也發(fā)揮了重要作用[1]。鑒于高濃度化學(xué)清洗廢液的復(fù)雜性，具體處理工藝的選擇以及相應(yīng)的工藝參數(shù)的確定問(wèn)題，是水處理效果好壞的關(guān)鍵。在處理過(guò)程中，不僅要重視水處理的效果，還需重點(diǎn)關(guān)注水處理的成本，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)方案比較，做到技術(shù)與經(jīng)濟(jì)效益兼顧。

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基金項(xiàng)目：吉林省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（202010191009）。

作者簡(jiǎn)介：李冬雪（2000-），女，內(nèi)蒙古通遼人。