工业污水处理过程中节能优化控制方法的研究

兴岩 赵晓光

摘要：随着我国经济的快速发展，污水排放量不断增加，其主要来源为城市生活污水和工业废水，合理的污水处理方式是我国水资源可持续发展的重要环节之一。能源是经济社会发展的重要物资，而工业污水处理工程是高能工程，对污水处理工艺进行节能优化控制能够提高能源的使用效率，从而达到水质和能量的相对统一。为了提高污水处理的工作效率，本文对工业污水处理过程节能优化控制方法进行研究。

关键词：工业污水；节能优化；控制方法

随着中国经济的迅速发展，各类工业及新兴产业的增加，带来的不仅仅是经济效益，还会产生一系类的环境问题。排放的污水越来越多，污水中化学品的含量及种类也随之增加，有毒有害的有机污染物尤其令人担忧。这些有毒有害物质一旦排放到环境中，就会对人类健康和生态系统构成长期威胁。基于此，文章对工业污水处理过程节能优化控制方法进行研究具有重要的现实意义。

一、工业污水处理技术

（一）高效沉淀技术

高效沉淀的工作原理：通过污泥回流，并进行加药（明矾、硫酸亚铁等），讓污水中悬浮物聚合成大的絮凝体，使其密度和半径快速增加，加快污染物的沉淀速度。在同等水量的情况下，结合沉淀池的特殊结构，会使沉淀效率更快。浓缩污泥在外部环境下进行循环搅拌，可以促使反应池的固体浓度不断增加，同时提高进泥的絮凝效率，形成絮凝体并使之分布均匀。沉淀技术中一般都采用斜板沉淀原理，斜板的运用和污泥回流都使絮凝过程更加高效。斜板沉淀池中可用于泥水分离的面积为普通沉淀池的数倍，通过沉淀池的高效沉淀后，污水中大量的杂质会变成相互独立的沉淀物得到清除。

（二）铁碳微电解技术

这种技术另称铁碳内电解法，此技术是利用铁的阳离子Fe2+、Fe3+进行氧化还原反应。之所以称为电解法，因为此技术是利用无数个微小单位的铁碳原电池，形成正负电压差，使活性电子不断向两级靠拢，让许多惰性有机物的活性增加，降低工业污水中的COD（化学需氧量），电解法是一种处理工业污水的重要的技术方法，用内电解法可有效针对工业污水中的毒害物、高浓度COD进行有效的处理。铁碳微电解法的计数原理：控制PH为酸性，将铁碳填料投放到工业废水中，就会形成简单原电池反应，进一步生成许多微电流反应堆。在电流的催化作用下使污水中有害有机物被铁离子还原氧化。这项技术目前在实际工业污水治理中的处理效果优良，得到了不错的收益[1]。

（三）芬顿氧化

在工业废水加入双氧水H2O2，双氧水会与铁离子Fe2+发生化学反应形成芬顿试剂，反应后产生的OH-1自由基，具有很强的氧化性。经过催化剂作用，它可以将结构稳定的高分子芳香环破坏，以达到降解去除目的。这种方法可以降低工业废水的氧化性，并提高B/C比。除了以上工艺技术外，废水的处理技术还有酸碱度中和、膜分离、气浮、过滤、消毒、离子交换以及吸附等多种理化处理技术，主要取决于污染物实际情况，利用不同的工艺技术达到处理效果。

二、工业污水处理过程中的缺陷

（一）工业污水处理成本高

在使用传统的污水处理工艺方法对污水进行处理时，部分环节操作困难。在高难度的操作时会产生能量消耗浪费，若将操作难度合理化降低，又会导致污水处理投资成本增大，加长了工程成本回收的周期。因此，污水处理工程企业或相关部门面临的主要任务就是使能耗和成本达到统一平衡。

（二）水质与能耗未得到有效控制

工业污水处理过程是及其复杂的，需要考虑到各个方面的影响因素，而不仅仅是对排水量的控制。在操作过程中应把握水质和能耗的相对统一，在传统的污水处理工艺方法的实施过程中，能够将这两种问题分别解决，而对于这两种问题的相对矛盾无法做出合理的处理。控制污水排放量的同时加以控制能量消耗，这是当前污水处理的任务之一。

三、工业污水处理节能优化技术

（一）工业污水处理电气节能优化控制技术

在工业污水处理工程中，电气消耗巨大，电气节能是工艺中的重要一环。对污水进行优质处理的基本要求是降低能量消耗和成本投资，因此在电气使用过程中，要遵循低能低耗原则，以此设计线路以减少电路能耗。在考虑减少线路损耗时，应该在一定程度上采用低电阻率材料，装置线缆的材料选择应选取铜材，因为铜材质线缆的电阻率远远比铝材质要小。

（二）工业污水生物脱氧技术

在以往的工业污水处理过程中发现，我国的水资源污染的主要组成之一是水体富营养化，对于这种现象，我国已有的污水处理技术仍然不能完全解决。目前解决水体富营养化的主要方法是生物脱氮技术，这种技术在污水处理过程中发挥着极其重要的作用。在使用生物脱氧技术时，采取科学的方法对脱氮技术工艺进行优化，从而对污水中的以硝态氮化合物和氨氮等多种形式存在的氮进行处理[3]。

四、工业污水处理技术的发展前景

（一）污水循环利用

目前国外一些先进国家在工业废水的回收利用方面取得了明显的效果，很多工厂污水经过技术处理后回收使用。随着人类科学技术的进步，处理后的工业污水越来越可能作为二次能源利用，先进的污水处理技术无疑会增加工厂生产效益，废水的净化回收也应被重点扶持发展，响应政策顺应民意才能保证工业的可持续发展。

（二）污水处理后的应用

工业生产过程中不同车间对水的要求会不一样。因此，在满足车间生产用水条件之下，我们可以选择合理的污水处理技术，将污水过后的水进行处理，然后将其分类用作其它车间用水。由此一来，降低生产用水量的同时，还增加了水资源的利用率，缓解淡水紧缺问题。

五、结论

简而言之，随着社会的愈加发展，能源对未来社会也越加重要。为了提高能源的利用效率，我们一定要确保污水处理后的水质符合国家标准，另一方面也要将能源的消耗控制在合理的范围内。

参考文献：

[1]黄晓琪.污水处理过程节能优化控制方法的研究[D].北京：北京工业大学，2013.

[2]薛生辉.污水处理过程曝气系统节能优化控制策略研究[D].北京：中国科学技术大学，2014.