王慧宇，武發(fā)輝，武發(fā)麗

（白銀中天化工有限責(zé)任公司，甘肅白銀 730600）

1 概述

水污染中最常見的污染源是化工廢水，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)化工企業(yè)較多，每日廢水的排污量都比較大?；て髽I(yè)廢水中含有較多且復(fù)雜的污染物，在處理過程中有較大難度。不同于生活用水，所含的有機(jī)聚合物、酚酞、生物毒性都比較高，采用生物分解并不能取得較好的效果，對(duì)于周圍環(huán)境具有較大的破壞性。高分子有機(jī)物是化工產(chǎn)業(yè)中出現(xiàn)的較大污染物質(zhì)，其分子含量能夠超過幾萬(wàn)個(gè)毒性有機(jī)物，生存時(shí)間長(zhǎng)，并而且很難將其分解。由于高分子廢水的處理方法是先將其進(jìn)行濃縮，再經(jīng)燃燒進(jìn)行熱分解，從而產(chǎn)生二次污染，因此目前很難對(duì)高分子廢水進(jìn)行治理，處理不當(dāng)會(huì)出現(xiàn)二次污染，給周圍的環(huán)境帶來(lái)很大的影響。

2 廢水處理工藝分析

2.1 物理處理技術(shù)

物理處理技術(shù)中比較常用的方案包括超聲波技術(shù)、反滲析技術(shù)、離心分離技術(shù)等。這些處理方案一般是根據(jù)雜質(zhì)與水在物理特性上存在差異，將廢物雜質(zhì)等與清潔水分開。工業(yè)廢水經(jīng)過超聲波處理后，可以提高醇類、酚類、芳香烴化合物等難降解有機(jī)物的溶解性，提高廢水的處理效率。

超聲波技術(shù)：超聲波在水中傳播時(shí)，因水的密度差和溫度的變化，形成一個(gè)個(gè)具有能量消耗的氣泡，從而產(chǎn)生強(qiáng)烈振動(dòng)。當(dāng)超聲波在水中傳播時(shí)所產(chǎn)生的能量超過水中溶解氧量（溶解于水）時(shí)，將產(chǎn)生一系列化學(xué)效應(yīng)。由于超聲波具有很強(qiáng)的穿透力，能穿透到生物組織中而不損傷生物細(xì)胞結(jié)構(gòu)。超聲波作用于廢水中的懸浮固體表面（油類、懸浮物和有機(jī)物）時(shí)由于其空化效應(yīng)及氣泡破碎效應(yīng)而使這些污染物發(fā)生分解。利用超聲處理廢水是一種比較成熟的方法，并已廣泛應(yīng)用于工業(yè)廢水處理中。

反滲析技術(shù)：反滲透膜分為中空纖維膜和膜片兩種，膜的材料有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等，膜的結(jié)構(gòu)有多層、多面結(jié)構(gòu)等。反滲透技術(shù)是利用滲透壓差異和離子交換作用使純水和鹽水分開的一種水處理方法。當(dāng)水中含有一種或多種離子時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)兩種濃度梯度，如：Na+和K+。在反滲透過程中離子是通過反滲透膜表面的小孔進(jìn)入水中的，而水分子是由陰離子基團(tuán)或陽(yáng)離子基團(tuán)與離子交換層上的兩層陽(yáng)離子相交換形成的。

離心分離技術(shù)：離心分離技術(shù)是一種利用流體在一個(gè)旋轉(zhuǎn)的容器中沿其軸線方向產(chǎn)生離心力，從而實(shí)現(xiàn)物質(zhì)分離的過程。它與重力、離心等物理分離方法相比，具有占地面積小、處理量大的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)液體中的固體顆粒在離心力作用下逐漸被甩向分離筒時(shí)，它們就會(huì)被離心力甩向一邊；而液體中的氣體則會(huì)因氣體被壓進(jìn)而與集渣桶一起轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)并沿著筒壁向上運(yùn)動(dòng)。通過離心過程把固體和液體兩種不同的狀態(tài)加以分離，然后通過過濾將固體物質(zhì)從液體中分離出來(lái)，最后通過反滲透工藝除去水并回收利用其中的物質(zhì)。

2.2 化學(xué)處理技術(shù)

化學(xué)處理技術(shù)可分為紫外光催化氧化、濕法氧化法、超臨界氧化法等，其中原理是通過氧化劑的催化作用下，將廢水中的有機(jī)污染物氧化分解為二氧化碳和水等無(wú)害物質(zhì)，從而改變工業(yè)廢水中污染物的性質(zhì)，使工業(yè)廢水的污染程度減輕。

紫外光催化氧化；紫外光催化氧化技術(shù)是一種新的深度脫毒工藝，它采用紫外光輻射作為能量來(lái)源，將污染物降解為CO2和H2O。在紫外光催化氧化技術(shù)中使用的TiO2是一種光催化劑，其具有較高的比表面積，較強(qiáng)的光催化活性和優(yōu)異的抗氧化性及穩(wěn)定性等，能使有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為CO2和H2O 等小分子物質(zhì)，且反應(yīng)時(shí)間短，操作簡(jiǎn)單，無(wú)二次污染。

濕法氧化法：濕法氧化法是指用水或其他液體為介質(zhì)，將有機(jī)物氧化分解的方法。濕法工藝優(yōu)點(diǎn)是投資費(fèi)用低，污泥產(chǎn)生量少，操作簡(jiǎn)便，易于控制；缺點(diǎn)是反應(yīng)速度慢，效率低。對(duì)于高濃度有機(jī)廢水而言，濕法氧化法更有優(yōu)勢(shì)。

超臨界氧化法：超臨界水具有較高的壓力、溫度、溶解度及良好的化學(xué)穩(wěn)定性，具有較好的氧化性，在此條件下超臨界流體（簡(jiǎn)稱超）可氧化廢水中一些有機(jī)污染物。利用超臨界水處理有機(jī)污染物時(shí)，當(dāng)溫度達(dá)到650℃時(shí)，超臨界水就會(huì)變成液體或氣體。在超臨界水中，由于壓力降低，溶質(zhì)向高沸點(diǎn)溶劑移動(dòng)時(shí)容易發(fā)生沸騰甚至爆炸。對(duì)于水溶性有機(jī)物（如染料、油類和一些不溶于水的有機(jī)溶劑）或一些含有毒物質(zhì)的廢水[5]具有良好的氧化效果。

3 化工企業(yè)實(shí)驗(yàn)區(qū)廢水調(diào)查

3.1 污水采樣

此次選擇的是企業(yè)實(shí)驗(yàn)室1樓總排放口關(guān)井口。使用PVC材料制作的采樣器，通過均劃分流原理進(jìn)行連續(xù)采樣。

采樣周期2020年9月10日—2020年9月16日，采樣時(shí)間定在每天9：30—11：30，13：30—17：30進(jìn)行連續(xù)的采集，每隔30min進(jìn)行一次樣品 收集。

3.2 污水測(cè)定

污水測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 污水測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)

3.3 pH數(shù)值

通過連續(xù)采樣能夠得出化工類綜合廢水pH是5.8~9，從圖1中可以看出，每天所采樣品的pH都有一定的變化，這也就表明現(xiàn)在企業(yè)廢水的多變性、瞬時(shí)性，9月15日所取得的pH變幅最大，也就表明是通過強(qiáng)堿性廢液直接排到下水道。如圖1上方所表示的誤差線，也就說(shuō)明了這一點(diǎn)必須是數(shù)值小于6的占比為25%，數(shù)值小于7的占比為75%，數(shù)值最小測(cè)定是5.8，通過半天時(shí)間為階段展開統(tǒng)計(jì)，得到圖2，由圖中可以看出連續(xù)7d采樣中除了9月11日，9月12日，9月13日下午之外，其余時(shí)間段所采的樣品pH與上午相比較都要高一些。

圖1 廢水中pH數(shù)值改變

3.4 六價(jià)鉻濃度變化規(guī)律

連續(xù)7d70個(gè)水樣的測(cè)定發(fā)現(xiàn)，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的綜合污水中，有90%以上的六價(jià)鉻超標(biāo)，70個(gè)樣本的平均水平為1.9mg/L，超出了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。如圖2所示，在9月14日的樣本中，六價(jià)鉻的濃度是最高的，其他時(shí)候，六價(jià)鉻的濃度幾乎沒有差別。

圖2 上午和下午廢水中Cr（Ⅵ）的變化

3.5 鎘離子濃度變化規(guī)律

不同時(shí)段的鎘離子濃度差異不大。不同時(shí)段的不同濃度均有不同程度的差異。

3.6 苯酚濃度變化規(guī)律

在7個(gè)樣本中，70個(gè)樣本中的平均含量是0.3mg/L。10月、11月、12月的平均水平和pH、6價(jià)鉻的變化趨勢(shì)基本一致，這是由于學(xué)校在教學(xué)中進(jìn)行了科學(xué)研究，因此，污水的排放水平較低。

4 優(yōu)化化工企業(yè)實(shí)驗(yàn)室污水處理流程

4.1 廢液預(yù)處理設(shè)備

廢水處理站：采用微波/Fenton+活性炭系統(tǒng)對(duì)廢水中的有機(jī)物進(jìn)行脫除，脫除率90%，出水中 COD值為2 000mg/L；利用化學(xué)沉淀技術(shù)，將廢水中的重金屬進(jìn)行沉淀，使其在水中的重金屬離子得到凈化，使其在90%以上的水中被清除；酸性和堿性廢水槽，用來(lái)儲(chǔ)存酸性和堿性廢水，酸性和堿性廢水用作調(diào)整工藝的酸堿調(diào)節(jié)器，在酸性和堿性廢水貯存到一定數(shù)量時(shí)，將其抽到調(diào)整槽內(nèi)。

4.2 調(diào)節(jié)池

該裝置的作用是調(diào)整實(shí)驗(yàn)室中的廢水，如實(shí)驗(yàn)室沖洗廢水、冷卻廢水等，以及實(shí)驗(yàn)室廢水的預(yù)處理，調(diào)整池的水質(zhì)。調(diào)整池的作用是調(diào)整 pH3~5，為下一步 Fenton反應(yīng)創(chuàng)造一個(gè)酸環(huán)境，調(diào)整 pH的是酸性廢水，調(diào)整廢水的水質(zhì)，并使試驗(yàn)廢物得到有效回收。

4.3 Fenton 氧化槽

Fenton氧化槽的作用是處理污水中的有機(jī)污染物，但由于實(shí)驗(yàn)室污水的 COD含量很高，而且可加深性很差，采用 Fenton氧化技術(shù)可以降低污水的 COD值，從而改善污水的可生化性，為以后的生物氧化處理創(chuàng)造了有利的環(huán)境。

廢水計(jì)量泵將混合調(diào)整池內(nèi)的水注入 Fenton氧化槽內(nèi)，在規(guī)定的流速下，將硫酸鹽和H2O2的水注入指定的流速下，以100r/min的速度進(jìn)行攪拌，F(xiàn)enton氧化槽的水力滯留期是2h。

4.4 混凝沉淀池

混凝沉降是一種高效的物理方法，它可以有效地除去廢水中的 COD、SS和重金屬離子。當(dāng) Fenton氧化法進(jìn)行到一定程度后，會(huì)形成一種懸濁液（Fenton），而在加入絮凝劑的作用下，會(huì)發(fā)生一組物化反應(yīng)。

Fenton氧化制得的廢水通過重力自流式流入到混凝反應(yīng)器中，在混合反應(yīng)池內(nèi)設(shè)有兩個(gè)隔板，將其分成三個(gè)格子，每個(gè)格子設(shè)有一個(gè)槳式攪拌器，攪動(dòng)速率逐漸降低，混凝池內(nèi)的水力滯留期20min，斜管沉淀池的沉降率高，能很好地清除混凝反應(yīng)器所生成的絮狀物，并通過淤渣管流入淤積槽，按一定的時(shí)間進(jìn)行污泥的壓濾脫液，再由重力自流式流入生化池。

4.5 生物接觸氧化池

采用調(diào)整池-芬頓氧化法-混凝-沉降法后，出水污染指標(biāo)基本符合上海市《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》，添加生化法不僅能進(jìn)一步降低 COD等污染物，還能使水質(zhì)穩(wěn)定，使廢水從毒性、毒性、毒性、污染物含量較少、易于降解。

5 結(jié)束語(yǔ)

化學(xué)廢水對(duì)周圍的生態(tài)環(huán)境有很大影響。由于化學(xué)污水的成分和含量存在較大的不確定性，因此，針對(duì)不同的化學(xué)污水，應(yīng)針對(duì)其特點(diǎn)，采用多種方法進(jìn)行處理。采用不同的工藝組合，改善污水的治理效果?；S要與環(huán)保檢驗(yàn)部門密切聯(lián)系，主動(dòng)改進(jìn)生產(chǎn)流程和裝置，不斷探索和試驗(yàn)工藝，使其達(dá)到對(duì)化學(xué)污水的治理效果。