張賀偉 北京市門(mén)頭溝區(qū)河湖事務(wù)中心

工業(yè)發(fā)展帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題不容忽視，環(huán)境污染主要包括：水污染、空氣污染、垃圾污染等，影響了城市居民的正常生活。近些年來(lái)，我國(guó)一直對(duì)環(huán)境污染問(wèn)題十分重視，出臺(tái)了各項(xiàng)環(huán)境保護(hù)法律法規(guī)，針對(duì)污水的排放和處理制定了十分嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。但是還是有一部分企業(yè)受到利益的驅(qū)使，置法律于不顧。社會(huì)及相關(guān)工作部門(mén)積極創(chuàng)新治理方案，在工業(yè)中投入污水處理系統(tǒng)電氣控制自動(dòng)化模式，能夠有效提升工業(yè)污水的治理效果。

一、工業(yè)廢水處理的現(xiàn)狀

（一）新興的污水處理技術(shù)還未得到有效利用

隨著我國(guó)化學(xué)工業(yè)的飛速進(jìn)步，化學(xué)產(chǎn)品的種類越來(lái)越多，導(dǎo)致化學(xué)廢水中的成分也逐漸增多，這也讓原始的廢水處理技術(shù)無(wú)法滿足對(duì)逐漸增多的化學(xué)成分進(jìn)行處理的要求，雖然廢水處理的研究和技術(shù)不斷地在創(chuàng)新調(diào)整，但各類化學(xué)企業(yè)的廢水處理和管理技術(shù)無(wú)法跟上時(shí)代進(jìn)步的步伐，導(dǎo)致了廢水在排放時(shí)沒(méi)有達(dá)到國(guó)家制定的排放標(biāo)準(zhǔn)，并且環(huán)保檢查借助的也仍然是以往傳統(tǒng)的老舊技術(shù)或是沒(méi)有及時(shí)更新的國(guó)家發(fā)布的污染指標(biāo)，也會(huì)導(dǎo)致廢水檢查工作更加不符合標(biāo)準(zhǔn)。

（二）廢水處理的成本日益增加

在以前，化工行業(yè)的廢水處理成本大概是一噸廢水不到一元錢(qián)，但是隨著廢水化學(xué)原料的增長(zhǎng)和其他社會(huì)成本的不斷提高，導(dǎo)致當(dāng)前每噸廢水的處理成本對(duì)比以前增長(zhǎng)了幾十倍都不止，這也為廢水處理的工作帶來(lái)了看不到卻非常沉重的壓力。相對(duì)于一些收益較好，運(yùn)用情況良好的化工企業(yè)，進(jìn)行符合標(biāo)準(zhǔn)的廢水處理是非常輕松的，但是對(duì)于那些經(jīng)濟(jì)收益較差且運(yùn)營(yíng)情況并不十分可觀的化工企業(yè)就有難度，為了節(jié)省資金便可能會(huì)選擇不符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的廢水進(jìn)行排放。

二、膜法污水處理技術(shù)相關(guān)研究與應(yīng)用動(dòng)態(tài)

（一）抗有機(jī)污染與抗生物污染膜材料

抗污染膜材料研制在過(guò)去十余年快速發(fā)展。表面涂覆/接枝、功能材料摻雜/共混等抗污染改性方法得到了廣泛研究。近年來(lái)，借鑒自然界中生物的功能、結(jié)構(gòu)和過(guò)程實(shí)現(xiàn)抗污染改性，通過(guò)仿生和生物啟發(fā)方法獲得具有抗污染物粘附、滋生的抗污表面是抗污染膜材料研制的熱點(diǎn)，如受細(xì)胞膜非對(duì)稱結(jié)構(gòu)啟發(fā)的表面偏析法、受荷葉效應(yīng)啟發(fā)的自清潔光滑抗污表面、受沙漠昆蟲(chóng)皮膚啟發(fā)構(gòu)建親疏水梯度表面等。以受荷葉和魚(yú)鰓結(jié)構(gòu)啟發(fā)的多級(jí)結(jié)構(gòu) PP 膜制備為例，通過(guò)誘導(dǎo)微/納米 SiO2 在膜界面上有序生長(zhǎng)，能夠有效增加膜表面湍流度、減低膜表面成核傾向，實(shí)現(xiàn)了高滲在實(shí)際長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，微生物在膜表面的滋生所導(dǎo)致的生物污染是膜法污水處理工藝面臨的挑戰(zhàn)，而制備抗生物污染膜是控制生物污染的核心手段之一。相對(duì)于物化防御和驅(qū)除機(jī)制，通過(guò)抗菌劑的釋放或接觸造成微生物損傷的主動(dòng)抗污染改性機(jī)制更加高效。膜面或膜體中負(fù)載的金屬納米顆粒（如銀、銅和鋅等）能夠通過(guò)釋放金屬離子改變細(xì)胞膜的滲透性，并可誘導(dǎo)胞內(nèi)的氧化應(yīng)激行為形成活性氧，造成細(xì)胞死亡和生長(zhǎng)抑制；而基于接觸損傷機(jī)制發(fā)揮抗菌效能的方法，可以有效避免釋放型抗菌劑依賴藥劑持續(xù)釋放的問(wèn)題以及釋放所可能引起的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，因而在抗生物污染膜制備方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。

（二）利用納米水通道調(diào)控膜的性能

對(duì)于具有孔道的納米材料，其內(nèi)部傳質(zhì)特性與聚酰胺膜完全不同。以碳納米管為例，在碳納米管中，隨著水分子持續(xù)充滿碳納米管，會(huì)在管內(nèi)形成連續(xù)的一維水分子單鏈，而碳納米管內(nèi)表面是非極性的，水分子與管壁之間幾乎無(wú)摩擦作用力，水分子由此可以快速滑過(guò)碳納米管，且另有研究發(fā)現(xiàn)，隨著碳納米管直徑的減小，水分子的滑移距離成倍增加?？梢?jiàn)，若能使多孔納米材料的孔道作為膜的主要過(guò)水通道，能顯著提升膜的水通量。并且，當(dāng)納米材料孔道成為膜的主要過(guò)水通道時(shí)，膜對(duì)污染物的選擇性將取決于納米材料的孔道性質(zhì)，即通過(guò)適當(dāng)選取納米材料能定制膜的選擇性。Dai 等在界面聚合制備過(guò)程中原位引入親水多孔的金屬有機(jī)框架材料 MIL-101（Cr），構(gòu)建了親水納米水通道內(nèi)嵌的TFN 聚酰胺NF 膜。通過(guò)多種鹽截留、納米材料與膜表面電位、金納米顆粒過(guò)濾與透射電子顯微鏡（TEM）截面表征等手段，證明了 MIL-101（Cr）的親水通道主導(dǎo)了整體膜的傳質(zhì)。親水多孔納米材料的引入使其水通量相較于傳統(tǒng)NF 膜提升了 130%，且同時(shí)提升了其對(duì)疏水內(nèi)分泌干擾物的截留率，有效提升了其對(duì)水/內(nèi)分泌干擾物的選擇性，在污水處理與回用領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。進(jìn)一步地，在MIL-101（Cr）納米水通道的配位不飽和金屬中心接枝了乙二胺，使其具有外部羧基、內(nèi)部氨基的雙電性結(jié)構(gòu)。雙電性納米水通道也能主導(dǎo)TFN 膜的分離性能，改性膜對(duì)荷正電和荷負(fù)電藥物（PhACs）均有優(yōu)異的去除效果。納米水通道外側(cè)的羧基對(duì)負(fù)電 PhACs的排斥能高于內(nèi)部孔道的氨基，而對(duì)正電PhACs 的排斥能主要由孔道內(nèi)的氨基貢獻(xiàn)。通過(guò)在基膜上預(yù)先負(fù)載親水的銀納米顆粒，在界面聚合過(guò)程中，親水銀納米顆粒附近能吸附一層水相薄層，油相單體均苯三甲酰氯（TMC）在其附近易發(fā)生水解，從而在界面聚合過(guò)程中于銀納米顆粒和聚酰胺層之間形成納米級(jí)的空腔，即納米水通道。銀納米顆粒周?chē)募{米水通道能顯著提升 RO 膜的水通量和對(duì)氯化鈉、硼和微污染物的截留效果。不過(guò)，若納米顆粒是疏水的，則其難以在其周?chē)途埘０分g形成納米水通道，因此，若欲在聚酰胺膜內(nèi)形成納米水通道，多孔的疏水/親水納米材料或無(wú)孔的親水納米材料均在選用之內(nèi)[1]。

三、工業(yè)廢水處理的技術(shù)及管理措施

（一）提高含硫廢水處理的效果

為了能夠讓化工廢水達(dá)到更好的處理效果，也為了讓含硫廢水的污染不再繼續(xù)擴(kuò)大，需要將各種廢水處理的方法靈活地進(jìn)行應(yīng)用。當(dāng)前中較常運(yùn)用的含硫廢水處理技術(shù)主要包括氧化法、堿吸收法、氣提法及沉淀法等。當(dāng)前，化工企業(yè)最為常用的含硫廢水的處理方式為氧化法和氣提法，以上兩種方法能將廢水中所包含的硫有效果的去除，去除率在90%以上。借助氧化法來(lái)去除廢水中所含的硫時(shí)，會(huì)將鐵、銅、鈷、錳等大部分金屬鹽類作為承載體，運(yùn)用空氣中所含的養(yǎng)分來(lái)將廢水中的硫化物轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩猁}或是硫代硫酸鹽。運(yùn)用氣提技術(shù)需要增強(qiáng)汽提塔的壓力把控，讓塔頂在進(jìn)行分解時(shí)所產(chǎn)生的酸性氣將硫完美的回收，以此為基礎(chǔ)來(lái)達(dá)到含氨量比較少的國(guó)家廢水處理標(biāo)準(zhǔn)。除此之外，在以往傳統(tǒng)的廢水處理的物化法的基礎(chǔ)上，還創(chuàng)新了較為新穎的高級(jí)氧化方式，例如超臨界水氧化法、催化濕式氧化法和濕式空氣氧化法等。以上所提出的新興高級(jí)氧化法對(duì)比其他的氧化方法更加便利，操作性也強(qiáng)，能夠最大程度地將廢水處理的氧化效果理想化。含硫廢水的處理運(yùn)用高級(jí)氧化方法，不僅能夠讓硫的去除率增高，還能夠讓高濃度、難生化的有機(jī)污水的可生化性穩(wěn)步提高。與此同時(shí)，在處理含硫污水的過(guò)程中還可以科學(xué)地借助生物除硫的技術(shù)，該技術(shù)能夠有效果的提高氧化法的效率[2]。

（二）污水處理廠改造措施

污水處理廠將一個(gè)容量為120m3的水池用作該煤氣化廢水的前處理池，池中設(shè)立 3 個(gè)上下錯(cuò)位的擋流板，將煤氣化廢水直接通入該處理池進(jìn)行前處理。停留時(shí)間為30min 即可使氧化反應(yīng)完全，因此該處理池可滿足反應(yīng)所需。在水池旁邊配備4 個(gè)15m3的儲(chǔ)藥罐，其表面用玻纖鋁箔膠帶無(wú)縫粘貼覆蓋，上方鋪設(shè)遮陽(yáng)棚，防止陽(yáng)光直射導(dǎo)致次氯酸鈉發(fā)生降解，影響處理效果。安裝一套自動(dòng)加藥系統(tǒng)，將次氯酸鈉加入混合器，與煤氣化廢水混合后共同泵入前處理池。次氯酸鈉流量由煤氣化廢水流量和氨氮濃度決定，該電廠的廢水平均氨氮濃度為 297mg/L，當(dāng)該廢水出水氨氮濃度低于 80mg/L 時(shí)，系統(tǒng)就不會(huì)受到影響。進(jìn)水氨氮濃度為200～400mg/L，n（Cl）/n（N）為1.5～1.8 時(shí)，便可控制出水氨氮濃度低于80mg/L。煤氣化廢水是經(jīng)過(guò)脫氨塔處理后的廢水，在到達(dá)污水處理廠的時(shí)候，平均水溫 36.6℃，最高時(shí)可達(dá)到46℃，這對(duì)于次氯酸鈉氧化去除氨氮的反應(yīng)非常不利。因此，污水處理廠在廢水來(lái)水管上加裝兩臺(tái)換熱器，將其他溫度較低的客戶來(lái)水與該廢水進(jìn)行熱交換，使得廢水到達(dá)前處理池時(shí)水溫低于30℃。

四、污水處理系統(tǒng)電氣控制自動(dòng)化開(kāi)展措施

（一）嚴(yán)格遵守電氣控制自動(dòng)化實(shí)施要求

針對(duì)社會(huì)中逐漸暴露出來(lái)的水環(huán)境污染問(wèn)題，國(guó)家出臺(tái)了相關(guān)的法律法規(guī)制度，積極推動(dòng)了污水處理方式的創(chuàng)新，引進(jìn)先進(jìn)的污水處理系統(tǒng)，制定出嚴(yán)格的污水排放標(biāo)準(zhǔn)要求，完善污水處理方案，以期能夠減少污水對(duì)于人類生活環(huán)境的影響。結(jié)合電氣控制自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，形成電氣控制自動(dòng)化污水處理系統(tǒng)，能夠?yàn)槲磥?lái)的污水處理技術(shù)發(fā)展指明方向。電氣自動(dòng)化技術(shù)在生活中起到了十分關(guān)鍵的作用。在污水處理中，由于污水的性質(zhì)比較特殊，因此離子含量以及酸堿度都會(huì)超標(biāo)，系統(tǒng)要確保在惡劣的環(huán)境中同樣能夠正常工作。污水處理中電氣控制系統(tǒng)要詳細(xì)觀測(cè)周?chē)闆r，充分反映出真實(shí)的運(yùn)行狀態(tài)。污水處理要做好監(jiān)控工作。電氣控制系統(tǒng)能夠詳細(xì)檢測(cè)和記錄在污水處理過(guò)程中的參數(shù)，能夠?yàn)楹笃诘脑O(shè)計(jì)方案改進(jìn)提供科學(xué)依據(jù)[3]。

（二）測(cè)量和控制參數(shù)的操作

在系統(tǒng)運(yùn)行中測(cè)量參數(shù)和控制參數(shù)十分重要，通過(guò)進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的準(zhǔn)確測(cè)量和控制，能夠保障電氣控制自動(dòng)化系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。工作人員在參數(shù)的測(cè)量和控制工作開(kāi)展過(guò)程中，需要遵守嚴(yán)格的工作開(kāi)展原則。首先需要測(cè)量和控制好液位數(shù)據(jù)，污水處理中可能會(huì)出現(xiàn)處理池面積太小的情況，要使用靜壓式傳感器液位儀進(jìn)行測(cè)量，并使用液位變送器和擴(kuò)散硅傳感器收集相關(guān)信息[4]。

五、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，化學(xué)工業(yè)廢水處理技術(shù)及管理的問(wèn)題，需要積極進(jìn)行改善、優(yōu)化是非常關(guān)鍵的，將看到的問(wèn)題進(jìn)行科學(xué)合理地處理，以此來(lái)減少環(huán)境污染的問(wèn)題，并達(dá)到治理環(huán)境與發(fā)展經(jīng)濟(jì)共同發(fā)展?；瘜W(xué)工業(yè)企業(yè)的廢水處理專業(yè)技術(shù)人員，不僅需要提升自身的專業(yè)素質(zhì)，還需要及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題，同時(shí)，及時(shí)向上級(jí)部門(mén)匯報(bào)以調(diào)整改善的廢水處理方案，以此為基礎(chǔ)來(lái)保證我國(guó)化學(xué)工業(yè)廢水處理的計(jì)劃能夠符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)并可安全有效執(zhí)行。