大型化工厂污水深度处理的一种新策略探究

尹向东（承德市环境保护局）

一、引言

化学工业的发展需要消耗大量的水资源，同时化工厂在生产的过程中也会造成比较严重的水污染，如果对污水不进行及时的处理，不仅会制约化学工业的发展，还会导致水污染的加剧和水资源的短缺。为了应对这种情况，某大型化工厂十分重视对废水的处理，积极采取相应的措施，处理废水，使其达到能够使用的标准。其中比较具有代表性的是，对于经过处理并且达标排放的废水采取措施进行深度处理，制定相关的处理方案，采用相应的技术措施，使得废水中的有机物、色度、硬度、大部分离子得以分离。通过这种的处理之后，废水的质量得到了进一步的提高，达到了生产工艺用水的标准，获得良好的经济社会效益。不仅有利于对废水进行处理，还能够将废水经过处理之后运用到生产当中，缓解当地用水缺乏的情况，保证化工厂正常的供水，促进化工厂正常的工作和运行。总之，污水深度处理及回用是一项重要的节水措施和环保措施，在人们的生产生活中具有重要的现实意义。

二、化工厂污水现状

化工厂的污水与一般的污水不完全相同，它具有自己显著的特点，主要表现为富含石油类，COD、浊度比较高，并且变化范围大。使用常规污水处理装置处理之后，污水处理取得了明显的效果，水质能够得到明显改善，比如，水中的有机物得到了充分的去除和降解。但是，水中的COD物质却不容易去除和降解，因为其组成部分包括大分子有机物和芳香族化合物，对于这些物质来说，生物化解往往十分困难，给水处理工作带来巨大的挑战。但是，在所有的构成物当中，有部分生化中间产物，这部分构成物的性质与其它构成物的性质不同，含盐量比较高，导电率也比较高，处理比较难，所以进行回用比较困难。

三、污水回用方向

对污水进行回用不仅是缓解水资源缺乏的重要策略，同时也是保证化工厂正常生产和运行的一种手段。为了回用，往往需要综合考虑多方面的因素，包括水源水质、水量状况、回用技术工艺的可行性等等，并寻找了回用水水质处理的最佳方案。此外，还需要考虑水处理投资、运输费用、水价等相关因素，积极采取相应的策略，以促进水处理系统处于良好的运行状态，取得最好的综合效益。对化工厂来说，它的用水主要分为四个方向，不同方向具有不同的要求，具体来说，包括以下四个方面：1、脱盐水和软化水，对水质的要求比较高，为了满足这方面的要求，必须运用良好的水处理工艺；2、循环冷却水系统的补充水，对水质的要求不是很高，但是用水量比较大，需要大量的供水和补给水源，以保证生产的正常运行；3、生产辅助设施用水，对水质的要求不高，只需要达到相应的要求就可以；4、生活用水以及其它方面的用水。这也是化工厂用水的重要组成部分，水质达到相应的标准就可以，要求不是很高。

四、工艺流程简介

1、工艺说明。在化工厂水处理的实际工作中，经过“老三套”处理之后的污水，提升之后便进入了生物滤池，再进入出水贮存池暂时存放，主要被用于反冲洗。但是在水处理实际工作中，往往不设置中间水池和二次提升，这样就能够节省时间，减少提升的次数，从纤维过滤器出来的水就不要经过其它地方，也不用进行其它方式的处理，而是直接进入微滤装置。对于微滤装置的出水，在经过相应的处理之后，能够达到回用水的标准，可以用于锅炉给水或者循环水。在处理的过程中，为了防止微生物滋生现象的出现，避免滤料出现板结的现象，可以采取以下策略：在生物滤池的出水总渠上，设置次氯酸钠投加点，从而对生物滤池的出水进行消毒，有利于保证水质。通过对预处理水进行反渗透处理之后，它的浓水中的各种离子被浓缩了四倍。所以，为了防止反渗透浓水结垢，在反渗透系统之前需要添加阻垢剂。由于反渗透系统采用的是复合膜，而透过水中含有余氯，为了避免反渗透膜遭到氧化损坏，在反渗透给水中需要投加还原剂，从而使给水中的余氯脱除。

五、工艺原理及关键技术

1、预处理工艺。在预处理工艺中采用的是曝气生物滤池，它的工作原理如下：在滤池内放置直径约3—5mm的多孔滤料陶料，作为生物群落的附着繁殖载体，通过滤层下面的配气系统向生物群落供气。这样做的目的是在滤池内填充陶料，使其具有较大的面积，能够附着大量的生物，这样就能够有效的处理低浓度有机污水，使水得到更好的净化，获得满意的水处理效果。在净化处理的过程中，主要是依靠滤料上的生物膜，生物膜具有水处理的良好作用，它能够降解有机物，使水质得以净化。处理完成之后，滤层之内并不是清洁的，还留有大量的悬浮生物，这些悬浮生物具有重要的作用，不仅能够吸附和降解污染物质，还能够发挥其它方面的重要的作用，比如降低原水中的COD、NH3N、NO2，从而使得水质得以提高，促进生物的稳定性得以保持，有利于提高水处理效果，提高水质，在化工厂水处理额实际工作中发挥着重要的作用。曝气生物滤池是一种比较好的水处理装置，它的流程简单，占地面积小，成本低，水处理效益好，但其存在的缺陷与不足也不容忽视，例如使用设备很多，建造的质量要求高，运行管理比较困难，要求较高等等。在实际工作中，我们既要认识其优势，也要明白其不足之处，以采取相应的措施，充分利用其优势，降低其不足带来的影响，获得更好的水处理效果。

2、处理滤料的板结。从曝气生物滤池出来的水中，含有大量的微生物和细菌，它们会继续存在后续的过滤器中。并且被滤料大量的截留，这样就很容易造成滤料的板结现象。为了处理好这种情况，一般在曝气生物滤池后面设置高效纤维过滤器，要求将纤维丝做得很细，这样就能够妥善的解决过滤精度受到粒径限制的问题，使其能够顺利的过滤，避免出现板结现象。由于滤料直径十分细小，它能够在很大程度上增加滤料的比表面积和表面自由度，使得滤料的吸附能力得以大大的提高，有利于去除水中的悬浮物、有机物、胶体、油类等等，获得良好的水处理效果。

3、反渗透预处理。由于化工厂废水的水质复杂，水量变化大，为了应对这种情况，在水处理实际工作中，采用Microza压力式外压维滤膜作为反渗透的预处理。所使用的膜材料是聚偏二氟乙烯，并具有海绵状的结构。海绵状的滤膜具有水晶状的均一结构，整层膜都起分离功能。它能够有效的去除水中的生物污染物、颗粒水、胶体、浊度、细菌等，提高水质，满足反渗透系统进水所要求的水质。而一般微滤膜没有这种效果，其机械强度低、化学抵抗力小、寿命短，整体性能远远不如海绵状微滤膜。海绵状微滤膜具有良好的性能，它的抗污染能力强，尤其是抗有机物污染和生物污染的能力更强，是其它材料所不能比拟的，它性能良好，处理效果显著，具有节省投资，综合效益高等特点，在实际工作中值得推广和运用。

4、反渗透系统是脱盐的关键。在反渗透当中，反渗透膜是必须运用的，如果没有反渗透膜，必然难以达到相应的效果。当前，反渗透膜运用的是美国海德能低污染反渗透膜元件LFC3-LD，膜表面使用了PVA复合涂层技术，对膜表面的电性进行了改变，使得反渗透进水中的负电、正电、中性、两性污染物在膜表面的吸附性大大的减弱，使得膜水通量保持稳定。不仅如此，该反渗透膜还具有其他方面的良好的效果，膜表面与水的接触角得到了降低，降到了47度，而原来的是62度，角度的降低显著的提高了膜的抗污染能力，有利于脱盐和对水进行处理。当前，在反渗透膜的透过机理当中，引用得最多的是选择性吸附—毛细管流理论。该理论认为膜表面能够选择吸附水分子，并排斥盐分，形成纯水层。在压力的作用下，纯水层中的水分子通过毛细管不断的流过反渗透膜。在膜的表层中，有大小不一样的极细的孔隙，如果其中的孔隙是纯水层厚度的一倍的时候，我们将它称为临界孔径，可以达到良好的脱除效果。

六、进出水水质的比较

为了验证该处理方案的水处理效果，通过相关的实验分析和对比，得出以下结论：化工污水经深度处理之后，COD的去除率平均为95.46%。在深度水处理的后期，对运行工艺参数进行了相应的调整，在处理之前加了氯，使得去除率效果更稳定。对油平均脱除率达到了93.09%。对电导率脱除率平均达到97.84%，对二价离子基本上达到了100%的去除率。此外，对总硬、总溶固、SIO2也有较高的去除率。但是，产水异养菌偏高，平均达到20个/ml，而回用循环水的要求是小于10个/ml，大大的超出了要求。不过，从深度水处理的整体效果来看是比较好的，达到了既定的目标，也满足了回用的水质要求。

七、结束语

总之，污水深度处理及回用既节水又环保，具有重要的现实意义。文中介绍的工艺在污水深度处理的运用具有显著的优势，它所消耗的能量低，使用的工时少，并且材料的价格低，节约成本，处理的水准高，运行费用也比较低。运用该工艺处理过的水，其水质比自来水更优，达到了锅炉用水的标准，并且还不需要再进行除盐化处理。将化工厂的污水进行深度处理之后，可以实现对废水的回用，使废水资源化，既减少了对水资源的消耗，有利于节约水资源，还能够降低对环境的污染，缓解对环境的压力，具有显著的环境效益和经济效益。

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