化工企业高含盐废水资源化零排放技术研究

化工企业高含盐废水资源化零排放技术研究

汪勇波,周国红

安徽宗航能源科技有限公司杭州分公司,浙江省杭州市310000

江苏京盈新材料股份有限公司,江苏省常州市213000

摘要：随着社会的发展，生态环境领域科技创新面临新的挑战，一是生态环境监测，多污染物协同综合防治技术水平尚无法支撑更高效率、更加精准地做好污染防治攻坚战;二是常规污染物和新污染物问题叠加，环境健康和重大公共卫生事件环境应对等研究需要加强;三是生态环境新材料、新技术整体处于跟跑阶段，新技术与生态环境领域融合不足等。生态治理要以生态文明思想为指导，落实“共抓大保护，不搞大开发”指示精神，以改善水环境质量为目标，统筹推进“控源截污、清淤疏浚、调水引流、环境整治、生态修复”综合整治，全面提升流域水环境质量。

关键词：化工企业；高含盐废水；资源化；零排放技术

引言

化工企业的废水属于典型的难降解高浓度有机废水，此类废水不仅具有十分复杂的成分，且含有高浓度的毒性污染物，若通过传统的生物处理技术进行简单处理，将很难达到理想的处理效果，更难以满足此类废水的排放标准。基于此，在此类废水的具体处理中，相关单位与工作人员就需要采用更加科学先进的处理方式与处理技术，结合化工企业废水的实际情况及实际处理要求，通过合理的技术措施进行处理。这样才可以有效确保化工废水的处理质量，避免有毒有害污染物含量超标，对环境工程产生不利影响。

1化工废水的产生与特点

化工企业生产活动过程包含数量众多的技术环节，如液化技术环节、气化技术环节、洗涤技术环节、冷凝技术环节以及分馏技术环节等，且上述技术环节在具体执行过程中，均会引致产生废水。在化工企业生产经营过程中其实际产生的废水，主要涉及含盐废水与有机废水两种类型。含盐废水主要涉及脱盐水系统对外排放的污水以及循环水系统对外排放的污水。有机废水主要涉及煤气化生产过程产生的废水、生活污水以及化工综合废水等。含盐废水的主要特点，在于其含盐量相对较高且硬度较大，比如脱盐水系统对外排放污水的TDS浓度参数介于2500~3500mg/L之间，其含盐量参介于300~15000mg/L之间，且其中包含有数量较多的钠离子、氯离子等无机离子类物质[5]。高盐废水的含盐量、碱度相对较高，且硬度相对较高，其有机物含量相对较低，但是其内部包含的有机物成分在可生化性方面表现较差，通常需要对其单独开展回收处理。有机废水在化工废水中占据的数量比例相对较大，其内部通常包含有数量较多的有机化学物、无机盐类以及氨氮类物质，降解处理过程难度极大。与此同时，在不同种类煤气化生产工艺运用过程中，产生的废水在水质表现通常会呈现出显著差异。

2化工企业废水处理技术具体应用

2.1高级氧化＋BAF技术

高级氧化技术主要有芬顿氧化法、光催化氧化法和臭氧氧化法等，由于生化处理的出水B/C值低，可生化性差，生化处理的出水需要通过高级氧化技术提升废水的可生化性，后续通过生物膜法工艺（BAF类）实现COD深度消除。随着近些年国家对废水处理的排放标准要求越来越高，高级氧化技术历经近40年的发展，逐步从某一类化工废水处理应用向更广泛的应用转变。其基本原理主要是形成微观条件下的强电势差，形成诸如氧化性很强的羟基自由基（·OH），从分子层面将大多数有机污染物有效分解，直至彻底地转化为易生物降解的小分子有机物。这些高级氧化技术所具备的特性与优势，普遍受到国内各大环保企业的关注，几乎覆盖所有化工废水的处理项目，行业内更多关注不同类型化工废水的应用效果与差异化工艺设计参数。臭氧氧化技术是以增强臭氧的氧化性能、提高臭氧的利用效率为目的的新型水处理技术。针对不同废水特性筛选特定的催化剂，目的是降低反应活化能，缩短反应时间，提升反应效率。此过程中会产生具有极高氧化还原电位的羟基自由基，从而达到深度氧化、最大限度地去除有机污染物的目的。曝气生物滤池（BAF）是近年来开发出的一种在污水处理中常用的生物膜法工艺，该污水处理工艺在欧美和日本广为流行，通过使用有效粒径2~5mm的破碎岩多孔滤料，集生物氧化和截留悬浮固体于一体，其具备生物接触氧化法和过滤工艺的优点，同时节省了后续沉淀泥水分离工艺（如二沉池等）。此项处理工艺具有容积负荷比较高，同时比同类反应工艺有机负荷也较高的优势，其工艺设计紧凑，占地面积小，进一步降低了基建投资费用，多孔滤料微观结构和较高的堆积深度保证了氧传输效率的大幅提升，保证了其出水水质稳定达标的应用效果。该工艺可以实现BOD5、悬浮物和NH3－N的高效去除，可以用在污水二级处理，也可以用于深度处理中水回用等场景。通过高级氧化技术，可将大分子物质污染物转化为小分子物质，同时为了降低处理成本，可以将高级氧化技术与BAF技术结合应用。选用BAF和高级氧化技术相结合的工艺对化工废水、精细化工废水、工业集中园区废水处理，都实现了实际工程的稳定运营。

2.2超声波处理技术

由于化工废水中所含物质的成份相对较为复杂，其中含有大量难以降解的有机物质，而且这些物质利用传统化工企业废水处理工艺，很难达到预期的效果。通过对化工废水处理工艺的不断研究和创新，发现超声波技术对于一些难以降解的有机物质具有良好的处理效果，这主要是因为超声波处理技术是利用超声波对化工废水进行辐射，引起水体振动，产生空化作用，并且化工废水中的气泡可以在较短时间内出现振荡，空间环境也会呈现高温、高压、冲击波强烈的状态，使化工废水中的有机物质产生断裂，从而达到降解效果。但在应用超声波处理技术时，工作人员一定要考虑超声波的辐射频率，通常是在15～1000KHZ，如果情况较为特殊，还需结合具体情况而定。另外，在应用超声波处理技术时，可以结合化工企业生产的实际情况，与其他处理工艺联用，以保证良好的处理效果，从而满足化工企业废水的处理需求。

2.3A/O生物膜技术应用技术要点

该技术主要是聚氨酯载体加入到A/O系统中，通过好氧工艺的作用，形成流化床生物膜。在填料表层的微生物会在表层中通过生长繁殖后，形成菌胶团物质，多种物质构成可以对污水进行降解的生物膜。该生物膜通过多个阶段的生长后，逐步形成较为成熟的生物膜。从填料到水层逐步形成厌氧、兼性厌氧、好氧等功能。污水中含氮物质进入到好氧层之后，在该层会产生硝化反应，该反应产生的物质会在上述两层产生反硝化反应，含氮化合物最终实现与水体的脱离，污水则得到了净化。选择使用聚氨酯作为填料，得到生物膜，不但可以将氧的传递有效溶解，还可以提升污染物传质效果。从该技术的使用实践来看，不仅费用相对较低，而且由于构筑物较为简单，取得的净化效果也相对较好。从具体工艺流程来看，污水首先需要进入到调节池中，在稳定之后再进入到厌氧池中，并进行厌氧反应，通过该反应可以将污水中的脂肪、蛋白质等有机物，逐步转变为二氧化碳、甲烷或者其他的酸、醇等物质，这些物质会随着厌氧出水进入到好氧池中开展反应。由于好氧池中溶解氧的环境较为充足，在好氧微生物的作用下，上个环节剩余的小分子污染物会被氧化分解，这些物质会变为自身新陈代谢所需的营养物质。通过上述过程，污水中的污染物浓度明显下降，微生物数量也明显提升。在对污染物进行处理时，主要步骤为通过胞外酶的作用，将各种类型的复杂污染物，逐步转变为简单的有机物，然后在好氧微生物的作用下，进入到TCA循环中，最后全部转变为二氧化碳、无机盐、水等物质。在整个流程中，不论是对污染物进行分解，还是消耗溶解氧，还是微生物量的不断增加，均是同步开展的。

3现代化工废水零排放优化建议

3.1保证废水处理进水量稳定且适宜

为避免出现系统负荷饱和的情况，需要保证废水处理进水量稳定且适宜。首先，安装流量计或其他适当的监测设备，实时监测废水处理进水量。根据监测结果，采取控制措施，如调整进水泵的运行速度或阀门的开度，以确保进水量稳定；定期检查和清洁进水管道、泵站和进水设备，确保其正常运行，并预防任何堵塞或阻塞的情况发生。其次，在废水处理系统中设置适当的储备容量，以应对进水量的波动；根据废水的特性和进水量的波动，可以考虑使用适当的预处理系统，如沉淀池、中和池或其他处理单元，以平衡进水的水质和水量。最后，使用自动化控制系统，通过传感器和反馈机制，对废水处理进水量进行实时监测和调节。

3.2增强废水处理系统的稳定性

要采取多元措施，持续调整提升废水处理系统的运行过程稳定性。一些化工企业生产设备的运行负荷都处于饱和状态，甚至有很多生产设备处于超负荷运行状态，这不仅增加了系统运行的安全隐患，也加大了废水排放量。同时，化工废水处理会受到进水水质、池容以及曝气时间等因素的影响，如果实际水量负荷一直大于设计水量负荷，将会降低生化处理系统的处理能力，导致出水水质不符合要求，甚至会导致污泥膨胀。因此，化工企业需要做好生产设备的运行负荷控制工作，并将循环冷却水排污以及蒸汽冷凝液排污与清净下水系统结合起来，控制末端系统的水量。化工废水处理系统会受到进水水质的影响，而进水当中的COD等污染物的浓度比设计浓度要高，生化系统当中的碳氮磷存在比例失衡等问题，所以出水水质不符合要求。因此，化工企业需要在废水处理系统当中设置预处理装置，控制进水的氨氮总量，并对进水进行全面检测。如果进水当中的营养物质比例不协调，就需要人为施加一些碳源，增强比例的平衡性。同时，要完善预处理系统，要结合客观实际情况，持续调整完善预处理系统的各项使用功能。

3.3加大执法的力度

化工行业技术含量大、工艺流程多，特别是印染污水工艺流程比较复杂，因此企业在建厂初期就必须按照实际状况选定最优预测的技术流程，以保证企业有较大的污水处理生产能力，因此污水零排放技术已经成为化工行业发展的必然趋势。政府执法力量的增加，将有助于企业继续完善化工行业的污水零排放措施，同时一定要注意引导各大公司革新污水零排放技术，在进一步提高水质和废物污染收费水平的同时，出台一些新的政策，包括通过资金和税收政策等，使一些具备资金和技术实力的大公司先行开展试验。在新产品的试验活动中，不但要确保新产品安全性，而且更要考虑环保。一方面必须保证工业生产成果的最低能耗和高速度，通过改变技术参数，使得参数的分布能够取得一个相对均衡的状况，这样才能提高废物的质量，进而达到废物的有效循环和使用。另外，由于工业化工废水零排放最终盐平衡问题主要反映在废物的晾晒和结晶，所以一定要注意所采用方法工艺上的问题是否正确，只有采取了相应的解决手段，才能够防止产生二次污染。

结语

化工企业中的废水处理是现代环境工程的一项重点研究内容，同时也是环境工程治理效果的重要保障措施。基于此，相关单位和工作人员应将化工企业废水实际情况及其处理需求作为依据，建立起科学、完善的化工废水处理项目，将一些先进的技术、设施等投入其中，以此来进行化工废水的深度处理。通过这样的方式，才可以及时消除化工废水中的有毒有害污染物，使其达到规定的排放标准，从而为化工企业废水排放质量的提升以及现代环境工程的发展奠定坚实的技术基础。

参考文献

［1］王松，郑先强，石岩，等．滨海化工区废水预处理去毒技术耦合工艺研究［J］．环境科学与管理，2012，37（3）：104－108．

［2］陈克克．景天三七对重金属铜的富集作用［J］．山西农业科学，2017，45（8）：1318－1320．

［3］曹玉梅．扎实推进沿江化工产业与生态环境和谐发展［J］．江苏政协，2020，333（2）：23－24．

［4］王德志，许晖，王韦胜，等．BAF－高级氧化工艺在处理煤化工废水中的应用［J］．江西化工，2023，39（2）：85－87，112．