精細化工行業廢水污染及控制策略

蔡威威, 閆文娟 (陜西建工安裝集團有限公司, 陜西 西安 710061)

1 概述

近些年,隨著經濟的進步,世界上許多國家正在調整自己的化學產業結構,大力發展自己的精細化工產業,以增強自己的化學產業技術能級,獲得更好的社會經濟效益。精細化工行業涉及面很廣,包括了染料、農藥、制藥等多個領域,精細化工行業產品生產技術復雜,在其生產的過程中會產生大量的有機廢水,這類廢水中主要是含有毒有害及微生物很難降解的有害化學物質,廢水 CODcr 濃度相對較高, BOD5/ CODcr 低,可生化性不好,治理困難,會嚴重地破壞自然環境,危害到人們的健康。對于精細化工產品廢水治理技術的應用研究已經成為當前重要課題,因此我們需要對精細化工廢水的環境污染現象和特點進行深入的分析,并且要采取一些措施和控制戰略,構建一套標準化、科學化的精細化工產品廢水治理體系,解決當前我國在實施精細化工產品廢水治理技術應用方面存在的一些難題,以及推動精細化工行業的健康和快速發展。

2 精細化工廢水的分類

2.1 工藝廢水

工藝廢水主要是指在企業生產經營過程中所產生的高濃度廢水例如蒸餾殘液、過濾母液等,這類工藝廢水由于化學組成元素復雜,污染物的含量高,不易被微生物吸收和降解,有些甚至具有嚴重的毒性。

2.2 地面沖洗廢水

地面沖洗廢水主要指化工生產作業的場所散落在地面上的化工溶劑、原料、殘渣等。這種廢水中的物質比較復雜，水質特別差。此類廢水的質量和企業的管理有著很大關聯，當企業管理體系不完善時，就可能導致地面沖洗水較多、水質差，加大了廢水排放量。

2.3 冷卻水

冷卻水通常都是從冷凝器或反應釜的夾套中釋放出來。在冷卻設備齊全不存在泄露和滲漏等情況下,冷卻水的含量多且質地比較優良,應該盡量采取措施進行冷卻和回用,不適合直接進行排放,因為直接的排放既造成了資源的浪費,也可能會對環境造成熱污染。另外,洗滌廢水、器具泄露或者意外事故中所產生的廢水等都可能是精細化工廢水來源[1]。

3 精細化工工業廢水的污染特性

3.1 組成復雜、存在有毒有害物質

由于現代精細化工生產流程較長，反應過程復雜、且進行反應的原料大部分均為溶劑型物質或者環狀結構性化合物,廢水水質較復雜,一般具有高 COD 的特點。另外,精細加工后的廢水中還可能會含有很多對人體健康和環境有毒有害的無機污染物,例如鹵素化合物、硝基化合物、醛類等,對于微生物也會存在很強的抑制性作用,導致排放出水量不達標。

3.2 污染物含量較高，生物難降解的物質多

有些企業生產設備落后，管理制度不嚴謹，致使廢水中污染物含量較高，并且有機污染物中很多都屬于生物難以降解的有機物質，如某些雜環化合物、硝基化合物等。

3.3 COD值高

在染料、農藥等工業,由于原材料的反應不完整或是在生產過程中所需要使用的許多溶劑性介質都會進入廢水,從而表現出較高的 COD 值。例如,在生產塑料助劑、黏附性劑、電解液的過程中,其排放出來的高濃度廢液中有機污染物的濃度非常高, CODcr 最終會達十幾萬乃至幾十萬,難以得到生化減少[2]。另外還有一些精細化工廢水中含鹽量高,低濃度的鹽分會對微生物具有明顯的殺菌和抗氧化作用,廢水中也包括了氮、磷等其他營養素,若是直接進行排放,不僅會污染了水體,也會造成資源的浪費。

4 精細化工廢水的控制策略

4.1 加大精細化工廢水治理力度

由于精細化工廢水受到污染的過程并非一成不變,各種精細化工企業生產技術和工藝的改變以及對生產要求有著不同的發展過程,這樣就會造成精細化工廢水的污染隨之而來,因此我們需要監督各種精細化工廢水的污染情況,依照監督的結果,分析出各種精細化工企業廢水的排放情況,發現存在的問題后采用有針對性的治理措施,盡可能地減少精細化工廢水。結合精細化工生產的特點,進一步加大精細化工生產中廢水的管理和利用力度,以滿足化工企業實現可持續發展的要求。

4.2 采取多樣化的精細化工廢水處理方法

結合精細化工企業的實際經營和生產要求,從源頭上管理力度增大對于精細化工企業廢水的管控,這些技術手段盡可能減少和降低精細化工企業廢水中的污染物含量,減少了廢水中的污染物。雖然我們不可避免地會產生精細化工企業的廢水,但我們必須要采用各種形式多樣化的精細化工企業廢水處理技術,來減輕降低精細化工廢水的污染。根據企業的精細化工廢水生產和使用階段的不同,我們大致可以把企業的精細化工廢水處理的方法劃分成三種:第一種是在企業正常的生產中,應該切實地做好清潔和凈化的工作,盡可能地減少和降低企業廢水的排放。第二種方法就是在精細化工生產的廢水處理上,對其進行預處理,降低廢水的污染;第三種方法就是通過預處理之后的精細化廢水處理,把經過預處理之后的精細化工產品和廢水全部進行綜合再利用,提高資源的綜合利用率,也滿足了可持續發展的要求[3]。

4.3 混凝法

混凝法主要是具有凝集和絮凝兩個環節,處理后得出來的化學物質多數都是水中的微小懸浮性固體及其他膠體等化學雜質,雖然這種方法不能很好地去除工業廢水中的鹽分,但對 cod 卻有相當高的去除率,此種方法在技術上具有投資少、操作簡單等優點。混凝劑的功能作用在于保證其混凝力的重要性,其作用途徑方式大致可細分為有機混凝劑、無機高分子混凝劑和有害微生物混凝劑。混凝土法技術成熟、操作簡便,但只是采用混凝一種方法進行處理有時并不可以達到廢氣的排放和回用的要求,在實際的應用中我們可以把混凝法和其他高層污水處理技術共同運用,如與電化學法、吸附法、膜分離法等相關的技術進行聯用。

4.4 電解法

電解法主要采用的是化學反應，對于廢水中溶解性的有害物質，利用電流使其發生氧化還原反應，生成不溶于水的物質或者無毒無害或微毒的物質，將其沉淀或者排出。此種方式對于 COD 的去除率非常高，并且也能夠有效的去除 BOD 含量，對廢水凈化顯著。

4.5 離子萃取法

一般精細化工廢水在具有酸性的環境條件下,可以與其他物質之間發生相互作用,進行分離,借助不同的極性溶劑,提取碳氫化合物,這樣就能夠有效地減少精細化工廢水中污染物的排放。

4.6 吸附法處理

吸附方法的工作原理就是通過利用吸附劑巨大的表面積和發達的微孔結構來對廢水中所有的污染物質都進行處理,從而有效地去除廢水中的有機污染物和無機物,使得廢水更好地被凈化。常見的吸附制劑主要有活性炭,粉煤灰等。該方法主要采用的是化學反應，對于廢水中溶解性的有害物質，利用電流使其發生氧化還原反應，生成不溶于水的物質或者無毒無害或微毒的物質，將其沉淀或者排出。此種方式對于 COD 的去除率非常高，并且也能夠有效的去除 BOD 含量，對廢水予以凈化。另外,它們可以作為離子交換劑直接對水中的有害離子交換去除,被離子交換樹脂所吸附,離子交換樹脂的吸附劑具有很好的吸附性和再生性,其可以直接去除水中的酸性和堿性等有機化學物質,如苯酚、胺等,廣泛應用于醫學、化工等領域。

4.7 膜分離技術

膜分離技術是一種能夠實現高效地分離、提純、濃縮、凈化等多種功能的技術,此項分離技術由于其在水中分離時的精度和效率很高,能夠有效清除水中的有機物以及各種微生物。隨著膜分離技術的進一步發展和完善,將不同類型膜分離技術之間進行結合的雙膜方法已經成為膜分離技術在工業領域中廣泛應用的發展趨勢。目前, mf - ro 組合廢水處理工藝、 uf - ro 組合廢水處理工藝、 uf - nf 組合廢水處理工藝等在印染、焦化等領域對廢水進行深度處理都已被廣泛應用,并且獲得較好的效果。膜分離技術的推廣和應用中所存在的一個主要障礙便是膜污染的問題,選取合適的膜分離組件并進行對于原料液的預處理,這樣才能夠有效地減少膜的污染[4]。

4.8 做好預處理工作，進行清潔生產

多數有機化工廢水都是采用生化技術方法來進行處理,我們要提前地做好有機化工廢水的預處理工作,例如對溶劑進行回收,去除或者轉化其他有毒的有害物質等,采取這些措施才能夠促使水中對微生物產生的有抑制、毒害作用的各種有機物被消減、去除,或者是讓其他微生物轉化成對無害或有利的各種有機物,讓生化池中的各種微生物都可以正常地工作,并且還是降低了cod 的負荷,減輕了生化池的日常運行負荷。另外要采取清潔生產的方法,多采用少公害等高新技術工藝,亦或是使用低公害工藝,或者是使用反應周期短、回收率高的先進生產工藝,運用一些先進的生產裝置和過程管理控制技術,使用安全、低危險的原材料來替換高毒性的原材料,同時可以提高原輔料的綜合利用率,原輔料的回收與再利用,可以有效地減少廢水中的污染物濃度[5]。

5 結語

精細化工已經成為了化學產品和工業的重要組成部分,精細化工的發展雖然有利于推動我國整個化學產品和工業的進步,但在發展過程中由于廢水所帶來的環境污染問題不容忽視。我們需要根據企業廢水類型和污染特點有針對性地采取控制策略和技術,實現企業廢水達標排放或返還利用。在今后對化工廢水處理技術的深入研究中,我們還需要進一步優化其處理技術、開發廉價高效的污水處理物、研制新的高效污水處理技術等，繼續做出更多的努力和創新,把我國工業廢水處理技術提升到一個新臺階。