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        化學(xué)工業(yè)園區(qū)廢水處理技術(shù)分析

        2022-07-01 22:59:23熊平吳菊珍邱陽
        三悅文摘·教育學(xué)刊 2022年12期

        熊平 吳菊珍 邱陽

        摘要:本文闡述了化工園區(qū)廢水的來源及特點(diǎn)。以四川某化工園區(qū)為例,分析比較了目前國內(nèi)外主要化工廢水處理技術(shù),提出了“企業(yè)分散處理+化工園區(qū)廢水集中處理”的治理模式,并采用“AAO+MBR+臭氧氧化”耦合處理工藝集中處理化工園區(qū)廢水,使該化工園區(qū)出水水質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn),能夠穩(wěn)定排放。

        關(guān)鍵詞:化工園區(qū)廢水;治理模式;“AAO+MBR+臭氧氧化”耦合處理工藝

        日常生產(chǎn)、生活對(duì)化工產(chǎn)品的需求令化學(xué)工業(yè)迅猛發(fā)展。在我國生態(tài)環(huán)境保護(hù)不斷深化、全社會(huì)環(huán)保意識(shí)不斷提高的大背景下,化工園區(qū)作為化工企業(yè)推動(dòng)綠色發(fā)展的主要措施,也因園區(qū)企業(yè)排放的高污染高危害污染物而受到環(huán)境保護(hù)的重點(diǎn)關(guān)注。一般來說化工園區(qū)排放的廢水水質(zhì)復(fù)雜,表現(xiàn)出高色度、氨氮含量高、鹽度高、機(jī)物污染物含量高以及可生化性差等特點(diǎn),一旦處置不當(dāng)極易給當(dāng)?shù)氐乃Y源、水環(huán)境和水生態(tài)造成沉重壓力。此外,大量化工企業(yè)污水的排放,極易導(dǎo)致化工園區(qū)周邊河流水質(zhì)污染,對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境以及可持續(xù)發(fā)展造成較大的影響。因此,如何控制化工園區(qū)對(duì)周邊水環(huán)境和水生態(tài)造成的不利影響,減輕污染負(fù)荷排放以及有效處理化工園區(qū)廢水已逐漸成為當(dāng)前化工園區(qū)建設(shè)和健康發(fā)展的焦點(diǎn)和必須解決的問題。

        本文以瀘州化工園區(qū)為例,針對(duì)園區(qū)所排放出的廢水的特點(diǎn),形成了化工園區(qū)的污水處理技術(shù)以及相的應(yīng)解決方案,為形成長江經(jīng)濟(jì)帶化工園區(qū)廢水高效處理技術(shù)方案做出有益探索。

        一、化工園區(qū)廢水的特點(diǎn)及危害

        化工園區(qū)廢水的主要來源有以下幾個(gè)方面:原材料、生產(chǎn)過程中排放的廢水、生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物、冷卻水以及由于原材料和產(chǎn)品在生產(chǎn)過程、運(yùn)輸和儲(chǔ)存中存在物料流失或者由于雨水侵蝕而形成的廢水等方面.

        (一)化工園區(qū)廢水的特點(diǎn)

        1.有毒性和刺激性。大部分化工廢水中含有大量如酚(ArOH)、氰(CN)、汞(Hg)、砷(As)、鎘(Cd)或鉛(Pb)等具有較強(qiáng)毒性的物質(zhì),易對(duì)生態(tài)環(huán)境造成較大的影響。

        2.部分廢水中的污染物特別是有機(jī)污染物的濃度偏高。如石化企業(yè)排放的廢水中含有大量有機(jī)物。因此該廢水一旦進(jìn)入水中,其會(huì)與水中的溶解氧發(fā)生反應(yīng),造成水中溶解氧的濃度下降,對(duì)水中各種類型生物的生存造成影響。此外大部分精細(xì)化工在生產(chǎn)過程中也會(huì)產(chǎn)生大量的有機(jī)污染物,這類污染物降解難度大,對(duì)環(huán)境也容易產(chǎn)生較大的危害。

        3.組分復(fù)雜。化工園區(qū)廢水通常采用的集中式處理。而由于園區(qū)化工企業(yè)多種多樣,因此其廢水也匯集了石油化工、醫(yī)藥農(nóng)藥、紡織印染、化學(xué)合成、日用化學(xué)品制造以及焦化等多種類型的廢水,成分十分復(fù)雜。

        4.pH波動(dòng)大。由于生產(chǎn)的產(chǎn)品以及工藝流程不同,部分園區(qū)排放的廢水會(huì)呈現(xiàn)出較強(qiáng)的酸性或堿性,這類廢水易對(duì)園區(qū)周圍的生物、建筑物及農(nóng)作物造成較大的影響。

        5.恢復(fù)難度較大。受到污染的水域要恢復(fù)到水域的原始狀態(tài)是相當(dāng)困難的。尤其是水域中進(jìn)入大量重金屬、難降解有機(jī)物等降解難度大、危害性的污染物,及時(shí)停止排放仍短時(shí)間內(nèi)仍難以消除。

        (二)化工園區(qū)廢水的危害

        大部分化工園區(qū)的廢水均有毒有害,這些廢水若不經(jīng)過處理直接外排會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成較大的危害,此外廢水含還有較強(qiáng)的毒性,不慎進(jìn)入水中會(huì)造成水中的生物死亡甚至絕跡?;@區(qū)產(chǎn)生的廢水還可能以滲透的方式進(jìn)入地下水,如果周邊居民將受到污染的地表水或地下水作為常規(guī)的生活用水,長時(shí)間飲用會(huì)造成污染物在人體內(nèi)積累,破壞人體健康。若廢水滲入土壤,還會(huì)造成土壤污染,影響植物和土壤中微生物的生長。有些工業(yè)廢水還帶有難聞的惡臭,污染空氣。

        二、構(gòu)建化工園區(qū)廢水處理方案

        園區(qū)廢水的處理與處置,不僅需要相適應(yīng)的污水處理設(shè)施,也需要有良好的管理措施,良好的管理措施有助于提升廢水處理效果,保證廢水達(dá)標(biāo)排放。

        (一)建立園區(qū)信息平臺(tái),提升精細(xì)化管理水平

        為確?;て髽I(yè)廢水排放達(dá)到納管標(biāo)準(zhǔn),化工園區(qū)廢水處理的管理中,首先融入現(xiàn)代科學(xué)與信息技術(shù),建設(shè)化工園區(qū)環(huán)境管理的信息平臺(tái)。我們以四川某化工園區(qū)信息化管理系統(tǒng)為例,該園區(qū)設(shè)置有完善的化工園區(qū)實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng),24小時(shí)監(jiān)測園區(qū)內(nèi)廢水指標(biāo)的動(dòng)態(tài)情況,通過該系統(tǒng)一方面可以根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)迅速判斷園區(qū)廢水處理的效果,另一方面一旦廢水指標(biāo)出現(xiàn)波動(dòng),系統(tǒng)可以隨時(shí)預(yù)警,提醒工作人員對(duì)廢水處理設(shè)施進(jìn)行調(diào)整,確保廢水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。此外,該化工園區(qū)還充分利用大數(shù)據(jù)整合和分析的優(yōu)勢,對(duì)廢水處理的流程和數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控,并以監(jiān)測數(shù)據(jù)為參考,對(duì)園區(qū)內(nèi)廢水的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行分析,評(píng)價(jià)廢水處理獲得最好的處理措施,有效地提升了園區(qū)管理水平。

        (二)化工園區(qū)廢水處理關(guān)鍵技術(shù)

        園區(qū)在廢水處理常采用的模式有企業(yè)分散處理和園區(qū)廢水集中處理兩種治污模式。企業(yè)分散處理主要是指園區(qū)內(nèi)不同類型的企業(yè)較多,其排放的廢水污染物成分不同,鑒于此園區(qū)常要求各企業(yè)自行進(jìn)行處理,再有園區(qū)管道統(tǒng)一進(jìn)行排放,該法的優(yōu)點(diǎn)是能夠有效地處理不同種類的污染物,缺點(diǎn)是污染處理設(shè)施多,企業(yè)處理成本高,管理難度大。園區(qū)廢水集中處理主要是針對(duì)以同類型企業(yè)為主的園區(qū),該類園區(qū)廢水水質(zhì)基本一致,集中處理可以降低企業(yè)成本,便于園區(qū)管理,但該類方法應(yīng)用范圍較窄,達(dá)標(biāo)排放難度大。鑒于此單純的企業(yè)分散處理和園區(qū)的集中處理均難以適應(yīng)目前我國化工園區(qū)的現(xiàn)狀,因此四川某化工園區(qū)根據(jù)相關(guān)情況逐步形成了“一企一管,共同治理”的園區(qū)廢水處理模式,一方面充分調(diào)研該化工園區(qū)企業(yè)污染物排放現(xiàn)狀,形成具有園區(qū)特點(diǎn)的污水排放標(biāo)準(zhǔn),并規(guī)定園區(qū)各企業(yè)根據(jù)自身生產(chǎn)情況產(chǎn)生的不同廢水設(shè)置相應(yīng)的處理設(shè)施進(jìn)行預(yù)處理,處理完成后才可以通過管道匯集到園區(qū)的集中式污水處理廠進(jìn)行進(jìn)一步處理。該種模式通過企業(yè)的預(yù)處理可以有效去除廢水中的特征污染物,有利于后續(xù)園區(qū)的深度處理。

        三、化工園區(qū)廢水集中處理技術(shù)方案

        由于化工園區(qū)廢水處理難度較大的特征,若采用常規(guī)的處理技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到達(dá)標(biāo)排放的要求,因此化工廢水的集中處理需要多種工藝結(jié)合才能達(dá)到處理效果。目前常見的化工園區(qū)廢水集中處理工藝流程一般可分為前期預(yù)處理單元、生化處理單元以及深度處理單元三個(gè)部分。

        (一)前期預(yù)處理單元

        前期預(yù)處理的主要作用是截流大顆粒固體懸浮物、調(diào)節(jié)水量、去除部分較大有機(jī)物、調(diào)節(jié)Ph值,此外該單元還能有效降低后續(xù)工藝的處理負(fù)荷,強(qiáng)化處理效果。目前預(yù)處理單元主要利用的是物化法進(jìn)行處理,其主要設(shè)施有格柵、沉砂池、廢水調(diào)節(jié)池等。作為化工廢水,水量、水質(zhì)不穩(wěn)定,并有大量懸浮物進(jìn)入污水管網(wǎng),因此在廢水處理流程中設(shè)立廢水調(diào)節(jié)池和沉砂池,既能有效去除廢水中的顆粒物質(zhì),還能在廢水沖擊負(fù)荷預(yù)警時(shí),利用加藥沉淀的方法來進(jìn)一步提升顆粒物的去除效果。

        (二)生化處理單元

        生化處理單元是廢水處理的核心,常用的生物處理方法主要有活性污泥法、氧化溝法、吸附—生物降解法(AB)、缺氧-好氧生物法(A/O)、厭氧-缺氧-好氧法(A2/O)、序批式活性污泥法法(SBR)等。而由于化工園區(qū)廢水的水質(zhì)差異較大,同時(shí)含有種類復(fù)雜的有毒有害物質(zhì),常規(guī)單一的物化處理和生化處理效果均不能達(dá)到良好的處理效果,使處理后的廢水達(dá)到排放要求,因此迫切需要開發(fā)出一種經(jīng)濟(jì)、有效的處理方法是實(shí)現(xiàn)化工園區(qū)廢水處理后能夠達(dá)標(biāo)排放的關(guān)鍵。四川某化工園區(qū)采用改良型脫氮處理AAO工藝聯(lián)合MBR技術(shù)處理廢水取得了良好的效果,其中水解酸化法常作為化工廢水生物預(yù)處理技術(shù),尤其是作為難生物降解廢水的預(yù)處理工序,可大大提高廢水的可生化性。采用改良型脫氮處理AAO工藝作為生化處理主工藝,有機(jī)物處理效果好且穩(wěn)定,同時(shí)具有良好的脫氮效果,其硝化、反硝化段單獨(dú)設(shè)置,利于控制各段的溶解氧濃度和污泥、混合液回流量,保證脫氮效果。

        (三)深度處理單元

        由于化工園區(qū)廢水來源不同,水質(zhì)差異較大,同時(shí)含有種類復(fù)雜的有毒有害物質(zhì),常規(guī)單一的物化處理和生化處理效果較差,因此在污水處理流程中通常會(huì)根據(jù)情況設(shè)置深度處理單元更進(jìn)一步降解廢水中污染物來保證園區(qū)廢水達(dá)標(biāo)排放,目前常見的深度處理方法主要有活性炭吸附法、膜分離法、高級(jí)氧化法、光化學(xué)催化氧化法、電化學(xué)氧化法等方法。針對(duì)廢水水質(zhì)特點(diǎn),四川某化工園區(qū)廢水處理廠擬采用臭氧氧化技術(shù)作為深度處理技術(shù),該法具有良好的脫色和有機(jī)污染物降解能力,且該法的反應(yīng)速度快,無二次污染,是目前應(yīng)用較為廣泛的深度處理方法。鑒于此為實(shí)現(xiàn)出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn),該化工園區(qū)廢水生化處理后選擇采用臭氧氧化處理即“AAO+MBR+臭氧氧化”耦合處理工藝,該法處理效果好,無二次污染,污泥產(chǎn)生量小,能保證該化工園區(qū)廢水達(dá)標(biāo)排放。

        四、結(jié)語

        通過對(duì)四川某化工園區(qū)的處理工藝和技術(shù)方案的分析,我們發(fā)現(xiàn)采用“企業(yè)分散處理+化工園區(qū)廢水集中處理”的治理模式,既能通過各企業(yè)的預(yù)處理有效去除廢水中的特征污染物,有利于后續(xù)園區(qū)的深度處理,還能有效降低企業(yè)成本以及管理難度,保證廢水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。而處理方法使用“AAO+MBR+臭氧氧化”耦合處理工藝集中處理化工園區(qū)廢水的處理效果好,無二次污染,污泥產(chǎn)生量小,出水水質(zhì)可以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。這說明“企業(yè)分散處理+化工園區(qū)廢水集中處理”的治理模式以及“AAO+MBR+臭氧氧化”耦合工藝處理效果良好,能為長江沿岸化工園區(qū)的廢水處理工藝的研發(fā)提供有益參考。

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        基金項(xiàng)目:成都工業(yè)學(xué)院校級(jí)科研項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)2020DF009)。

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