工业废水零排放工艺应用

工业废水零排放工艺应用

孔祥成

江苏合谷建筑设计有限公司

摘要：随着环保需求和市场的迅速扩大,大量的盐和有机物需要排放,特别是盐水的排放,必然将导致土壤碱化和淡水水矿化,甚至超过环境容量,淡水资源短缺问题与日俱增。本文首先讲了工业废水零排放现状与问题，接着分析了工业废水零排放工艺，同时提出了工业废水零排放工艺，并且优化工业废水零排放工艺，最后强调了零排放工艺优化效果。

关键词：工业废水；零排放；应用

引言：目前,我国工业生产所产生的废水主要是生活污水和农业面源污染。其中生活污水中含有大量无机有机物、悬浮物及有机污染物，农药化肥等有害物质会导致水体富营养化而对人畜健康构成潜在威胁,同时还会造成环境灾害隐患严重影响人们正常工作与身心健康。因此要想实现可持续发展就必须重视这些问题并进行科学合理地处理以保护生态环境不受到破坏,使工业废水的排放得到有效控制。

第一章 工业废水零排放现状与问题

工业废水中含有大量的有毒有害物质,主要有重金属、有机酸,含硫化合物以及氰化物等。在对其进行处理前要先把这些污染源找出来。但是目前我国对于污水零排放工艺研究还不够深入。因此造成了很多问题没有解决好所以使得许多企业不得不面临破产或者倒闭的局面，还有些企业虽然已经开始重视起污水零排放技术并投入大量资金来引进国外先进设备和人才,但由于他们的技术水平有限,因此还不能很好地应用到实际生产过程中。

第二章 工业废水零排放工艺

2.1 工业废水基本原理

工业废水主要包括三部分:（1）生产过程中所产生的各种污染物，是化工工艺排放的污水,还有就是在这些处理后排出到环境里造成污染而引起严重后果。
（2）工业废水中含氮化合物和有机物含量高。由于我国人口众多且基数大所以每年都有大量农业废弃物流入河流湖泊导致了水体富营养化情况加剧，其次是化学元素超标以及重金属离子对人体健康有害等问题也不容小觑；（3）化工企业排放的污水含有许多有毒气体,这些有毒气体一旦进入环境中,对人类的健康极为不利,而且也会严重危害人们生活【1】。

2.2 工业废水存在形式

工业废水的排放量大,成分复杂,水质较高,且水量变化较大。其中主要有以下几个方面:(1)废水中含有大量悬浮物和微小颗粒污染物；(2)在生产过程中所产生的污染物质对环境造成了很大程度上破坏作用。
    我国目前大部分地区都属于半地下层或地坪下土体结构为主要特征的城市工业污水处理模式,其特点是在地面形成一层自然沟壑,并将雨水排放到地表水系统内。城市工业废水排放量巨大,且成分复杂,在处理过程中产生的污染物种类较多、浓度高。我国现在所采用的是集中式污水排水系统。 

第三章 工业废水零排放工艺研究

3.1 工业废水零排放水质特点

工业废水零排放工艺是将污水经过处理之后,在达到一定的标准后,通过管道输送到各个反应池或者相应的构筑物中。这样可以减少污染物对环境和生物造成污染。
   但是由于我国目前技术水平有限以及生产过程不规范等原因而导致了一些问题出现:(1)没有进行有效地监测系统；(2)废水未达标排放或未经处理直接排入河流或沟渠,会影响到周围水域的水质安全，工业废水零排放主要是指工业生产过程中产生的废弃物。这些废物在进入水体后,通过污水处理厂进行一系列的分离、净化等工艺之后得到了有效去除。但是由于我国目前对于污染源治理水平较低以及缺乏严格控制管理措施,导致大量废气及固体颗粒污染物无法被完全消除或者直接排出到环境当中去而造成严重损失和浪费资源现象发生；其次工业废水中含有很多有毒有害物质如铬、铅等元素也会对人体健康产生危害甚至威胁人类生命安全。

3.2 废水中的主要污染物

工业废水中的主要污染物是悬浮物和有机物。
   (1)水污染。在污水处理厂中,由于废水含有大量的泥沙、泥砂等物质以及其他一些污染物,如果不经沉淀池直接进行生化处理或者通过重力沉降进入水体将会造成二次灾害;其次就是污水流失而导致生物降解或分解水产生有害气体产生危害物质从而引起环境破坏和生态平衡失调问题出现。
   (2)有机物污染。工业污水排放到地表水资源中,会造成地表水的污染,从而导致水质恶化,甚至引起地下水源和地下水资源枯竭。

(3)无机物污染。工业污水排放到水体中含有大量有机物物质时就会对水中生物有一定影响;并且由于废水中有机质含量较高而使其迁移率比较低、毒性大等特性也使得微生物难以降解有机污染物产生腐蚀性或分解成其他的有害产物从而导致了环境破坏,甚至引起生态失衡问题出现恶性循环的现象发生。

3.3 零排放控制

零排放控制是指通过采用各种先进的技术手段,减少废水、废气和固体废物对环境造成严重污染,达到节约能源、保护生态环境和综合利用资源可持续发展等目的。
 污水处理厂在进行工艺设计时应考虑以下几方面:(1)污泥处置方法；(2)污泥运输路线及输送方式；（3）对出水口是否有要求以及可能产生的影响范围内可能存在的危险因素进行分析评估,并对出水的池子进行设计,确保能够减少对环境和水体污染；(4)污水处理厂内设置有必要的消防设施,并且在设计时应考虑到安全隐患问题。

3.4 工艺改造

工艺改造是指利用现有的处理设施,对废水进行深度地预处置,使其符合设计标准,并通过一定手段将污水与原水中污染物分离。在工业上主要有以下几个方面:(1)废旧铁锰化合物、金属盐类和重金属等物质经过预处理后可回收再利用；(2)由于生产过程中产生了大量的含氯化物以及铬酸根离子等有害成分会对环境造成严重污染,因此需要进行脱硫反应来去除这些元素并使其符合排放标准；(3)废水处理后的残渣可用来制备催化剂;而在生物脱氮技术方面,我国对微生物和酶制剂等新工艺都取得了较好地进展。

第四章 工业废水零排放工艺优化

4.1 工业废水零排放实验

工业废水零排放是指不含氮、磷等有害物质的污水,其主要来源一般都是农业生产,包括化肥和农药以及生活污泥。
 本实验采用的是PET/RD技术。该工艺在我国已经得到了较为广泛地应用。它可以将工业上产生的污染源进行减量化处理后再排入水体中去，也可对废水进行深度处理并达到一定标准排放要求即可实现零排放或者无影响排放,是一种非常有效可行的污水治理方法之一,对我国的工业废水排放具有重要意义。

4.2 零排放对工业废水影响

工业废水的排放是指不包括生产、加工和制造行业产生的污染,而又没有直接或间接地造成环境问题,影响到人类健康安全及社会可持续发展。因此零排放对工业废水中污染物浓度以及对生态环境所带来危害。
   工业废水的零排放技术是一种综合性处理工艺,主要包括预处理、沉淀(絮凝池)和活性炭吸附。在这些方法中,生物法具有成本低廉且操作简便等优点，但也有一些缺点:如需大量再生资源投入生产使用后就产生二次污染问题，同时对环境造成难以估量的负面影响等等，因此需要采取相应措施来消除工业废水中污染物浓度及其影响因素。

4.3 工业废水零排放途径

工业废水零排放途径主要有以下几种:
（1）直接排入附近河流,或利用当地的自然水体。（2）在地表径流中,通过城市污水处理厂进行集中收集。

这样可以减少污染源对环境带来的影响和危害，同时也能提高处理后水质水平及水资源保护措施等方面均具有重要作用，但其缺点是由于废水经过了长期无节制排放而导致水质恶化问题比较严重且治理难度较大。

4.4 工艺流程及注意事项
   目前,我国大部分的工业废水处理厂都采用的是城市污水经过化粪池后排放。这种工艺在国外已经较为成熟。但是由于其占地面积大、占地多以及对周围环境污染严重等问题导致了其在实际应用中存在一定局限性:第一点是不能有效地进行循环利用；第二点就是无法实现二次净化和再加工；第三则是会增加企业的运营成本,不利于经济效益与社会效益相结合。

第五章 零排放工艺优化效果分析

5.1 工艺参数确定

根据工艺流程的要求,该废水处理系统采用的是格栅拦截磷,而不是直接通过重力沉降和水力接触达到去除效果。因此在设计过程中需要考虑到的因素如下:
 (1)在整个净化体系当中要设置一个前置过滤器以及一个浓缩池来完成对污水进行预处理;
  (2)由于本装置是小型化能设备所以可以使用单板机控制其进水阀门调节水量,这样就能够实现自动调节循环流量;而采用格栅拦截磷会造成二次污染。在工业废水处理中,我们采用的工艺参数主要有三部分:一级反应池、二沉降池及沉淀区。根据不同情况下产生的污染物类型和数量以及各区域负荷变化趋势等因素进行分析后确定。
  在工业污水零排放工艺流程设计时我们考虑到了以下几点:（1）根据实际情况选择合适设备型号以及结构形式来达到减少投资成本目的；（2）通过技术经济分析确定出最适合的循环池规模大小及构筑物类型；（3）沉淀池是废水中的污染物通过分离器进行过滤和浓缩,然后将其送往生物处理单元；（4）在一级反应釜中加入活性炭等物质以去除难降解有机物、水溶性杂质及难降解有机物；（5）二级反应腔采用普通的双相流系统来实现对废液进行进一步净化循环操作。

5.2 优化结果与对比

本文以工业废水中的COD、总磷和碱氨氮为评价指标,通过对这三个指标进行综合分析,得出了较为合理的工艺参数,并结合实际情况提出一些改进建议。
  经过以上研究计算得到如下结论:(1)在不同负荷下处理污水厂污水量随着负荷大小变化而变化;对于高水头排放来说由于低流量工业废水中COD含量较小且不高于15个cfu/dt的碱氨氮会对被污染地区产生明显效果,但是在高水头排放中由于COD含量较小且不高于15个cfu/d的碱氨氮会对被污染地区产生明显效果,所以对于低流量工业废水中COD和总磷均比较适宜。(2)从工艺参数来看:经过上述两个指标分析计算得出了较为合理地处理污水厂污水量时具有一定经济效益。
   通过以上三个指标的综合分析得到以下结论:在负荷较大且不高于15个cfu/d的碱氨氮对被污染地区产生明显效果,而在水头负荷较大且不高于5个cfu/d的碱氨氮对被污染地区产生效果较小。所以建议我们工业废水中COD和总磷均比较适宜。

总结：工业废水中污染物浓度较大,主要为无机物和有机物,其中有机质含量较高。因此在处理过程中应该采用先进、高效的工艺和设备以减少废气排放。通过对国内外文献进行分析总结后得出以下结论:

 (1)对于有机物质污染较为严重以及目前我国所提出的零排放改造技术还不够完善而导致废水处理率低这一问题来说可以采取污水预沉淀池来解决；
 (2)由于工业生产中会产生大量含无机物,因此在处理废水的过程中可以采取一级沉淀工艺来减少污染物,从而达到零排放；

(3)对于无机物污染比较严重以及目前我国所提出的双级絮凝池技术由于其成本较高导致对企业造成较大负担而不被采用。

参考文献：

[1]姜鹏飞,石夏年.浅谈工业废水零排放工艺应用[J].生态环境与保护, 2023, 6(1):25-27.DOI:10.12238/eep.v6i1.1722.