精细化工行业废水污染及控制策略

蔡威威, 闫文娟 (陕西建工安装集团有限公司, 陕西 西安 710061)

1 概述

近些年,随着经济的进步,世界上许多国家正在调整自己的化学产业结构,大力发展自己的精细化工产业,以增强自己的化学产业技术能级,获得更好的社会经济效益。精细化工行业涉及面很广,包括了染料、农药、制药等多个领域,精细化工行业产品生产技术复杂,在其生产的过程中会产生大量的有机废水,这类废水中主要是含有毒有害及微生物很难降解的有害化学物质,废水 CODcr 浓度相对较高, BOD5/ CODcr 低,可生化性不好,治理困难,会严重地破坏自然环境,危害到人们的健康。对于精细化工产品废水治理技术的应用研究已经成为当前重要课题,因此我们需要对精细化工废水的环境污染现象和特点进行深入的分析,并且要采取一些措施和控制战略,构建一套标准化、科学化的精细化工产品废水治理体系,解决当前我国在实施精细化工产品废水治理技术应用方面存在的一些难题,以及推动精细化工行业的健康和快速发展。

2 精细化工废水的分类

2.1 工艺废水

工艺废水主要是指在企业生产经营过程中所产生的高浓度废水例如蒸馏残液、过滤母液等,这类工艺废水由于化学组成元素复杂,污染物的含量高,不易被微生物吸收和降解,有些甚至具有严重的毒性。

2.2 地面冲洗废水

地面冲洗废水主要指化工生产作业的场所散落在地面上的化工溶剂、原料、残渣等。这种废水中的物质比较复杂，水质特别差。此类废水的质量和企业的管理有着很大关联，当企业管理体系不完善时，就可能导致地面冲洗水较多、水质差，加大了废水排放量。

2.3 冷却水

冷却水通常都是从冷凝器或反应釜的夹套中释放出来。在冷却设备齐全不存在泄露和渗漏等情况下,冷却水的含量多且质地比较优良,应该尽量采取措施进行冷却和回用,不适合直接进行排放,因为直接的排放既造成了资源的浪费,也可能会对环境造成热污染。另外,洗涤废水、器具泄露或者意外事故中所产生的废水等都可能是精细化工废水来源[1]。

3 精细化工工业废水的污染特性

3.1 组成复杂、存在有毒有害物质

由于现代精细化工生产流程较长，反应过程复杂、且进行反应的原料大部分均为溶剂型物质或者环状结构性化合物,废水水质较复杂,一般具有高 COD 的特点。另外,精细加工后的废水中还可能会含有很多对人体健康和环境有毒有害的无机污染物,例如卤素化合物、硝基化合物、醛类等,对于微生物也会存在很强的抑制性作用,导致排放出水量不达标。

3.2 污染物含量较高，生物难降解的物质多

有些企业生产设备落后，管理制度不严谨，致使废水中污染物含量较高，并且有机污染物中很多都属于生物难以降解的有机物质，如某些杂环化合物、硝基化合物等。

3.3 COD值高

在染料、农药等工业,由于原材料的反应不完整或是在生产过程中所需要使用的许多溶剂性介质都会进入废水,从而表现出较高的 COD 值。例如,在生产塑料助剂、黏附性剂、电解液的过程中,其排放出来的高浓度废液中有机污染物的浓度非常高, CODcr 最终会达十几万乃至几十万,难以得到生化减少[2]。另外还有一些精细化工废水中含盐量高,低浓度的盐分会对微生物具有明显的杀菌和抗氧化作用,废水中也包括了氮、磷等其他营养素,若是直接进行排放,不仅会污染了水体,也会造成资源的浪费。

4 精细化工废水的控制策略

4.1 加大精细化工废水治理力度

由于精细化工废水受到污染的过程并非一成不变,各种精细化工企业生产技术和工艺的改变以及对生产要求有着不同的发展过程,这样就会造成精细化工废水的污染随之而来,因此我们需要监督各种精细化工废水的污染情况,依照监督的结果,分析出各种精细化工企业废水的排放情况,发现存在的问题后采用有针对性的治理措施,尽可能地减少精细化工废水。结合精细化工生产的特点,进一步加大精细化工生产中废水的管理和利用力度,以满足化工企业实现可持续发展的要求。

4.2 采取多样化的精细化工废水处理方法

结合精细化工企业的实际经营和生产要求,从源头上管理力度增大对于精细化工企业废水的管控,这些技术手段尽可能减少和降低精细化工企业废水中的污染物含量,减少了废水中的污染物。虽然我们不可避免地会产生精细化工企业的废水,但我们必须要采用各种形式多样化的精细化工企业废水处理技术,来减轻降低精细化工废水的污染。根据企业的精细化工废水生产和使用阶段的不同,我们大致可以把企业的精细化工废水处理的方法划分成三种:第一种是在企业正常的生产中,应该切实地做好清洁和净化的工作,尽可能地减少和降低企业废水的排放。第二种方法就是在精细化工生产的废水处理上,对其进行预处理,降低废水的污染;第三种方法就是通过预处理之后的精细化废水处理,把经过预处理之后的精细化工产品和废水全部进行综合再利用,提高资源的综合利用率,也满足了可持续发展的要求[3]。

4.3 混凝法

混凝法主要是具有凝集和絮凝两个环节,处理后得出来的化学物质多数都是水中的微小悬浮性固体及其他胶体等化学杂质,虽然这种方法不能很好地去除工业废水中的盐分,但对 cod 却有相当高的去除率,此种方法在技术上具有投资少、操作简单等优点。混凝剂的功能作用在于保证其混凝力的重要性,其作用途径方式大致可细分为有机混凝剂、无机高分子混凝剂和有害微生物混凝剂。混凝土法技术成熟、操作简便,但只是采用混凝一种方法进行处理有时并不可以达到废气的排放和回用的要求,在实际的应用中我们可以把混凝法和其他高层污水处理技术共同运用,如与电化学法、吸附法、膜分离法等相关的技术进行联用。

4.4 电解法

电解法主要采用的是化学反应，对于废水中溶解性的有害物质，利用电流使其发生氧化还原反应，生成不溶于水的物质或者无毒无害或微毒的物质，将其沉淀或者排出。此种方式对于 COD 的去除率非常高，并且也能够有效的去除 BOD 含量，对废水净化显著。

4.5 离子萃取法

一般精细化工废水在具有酸性的环境条件下,可以与其他物质之间发生相互作用,进行分离,借助不同的极性溶剂,提取碳氢化合物,这样就能够有效地减少精细化工废水中污染物的排放。

4.6 吸附法处理

吸附方法的工作原理就是通过利用吸附剂巨大的表面积和发达的微孔结构来对废水中所有的污染物质都进行处理,从而有效地去除废水中的有机污染物和无机物,使得废水更好地被净化。常见的吸附制剂主要有活性炭,粉煤灰等。该方法主要采用的是化学反应，对于废水中溶解性的有害物质，利用电流使其发生氧化还原反应，生成不溶于水的物质或者无毒无害或微毒的物质，将其沉淀或者排出。此种方式对于 COD 的去除率非常高，并且也能够有效的去除 BOD 含量，对废水予以净化。另外,它们可以作为离子交换剂直接对水中的有害离子交换去除,被离子交换树脂所吸附,离子交换树脂的吸附剂具有很好的吸附性和再生性,其可以直接去除水中的酸性和碱性等有机化学物质,如苯酚、胺等,广泛应用于医学、化工等领域。

4.7 膜分离技术

膜分离技术是一种能够实现高效地分离、提纯、浓缩、净化等多种功能的技术,此项分离技术由于其在水中分离时的精度和效率很高,能够有效清除水中的有机物以及各种微生物。随着膜分离技术的进一步发展和完善,将不同类型膜分离技术之间进行结合的双膜方法已经成为膜分离技术在工业领域中广泛应用的发展趋势。目前, mf - ro 组合废水处理工艺、 uf - ro 组合废水处理工艺、 uf - nf 组合废水处理工艺等在印染、焦化等领域对废水进行深度处理都已被广泛应用,并且获得较好的效果。膜分离技术的推广和应用中所存在的一个主要障碍便是膜污染的问题,选取合适的膜分离组件并进行对于原料液的预处理,这样才能够有效地减少膜的污染[4]。

4.8 做好预处理工作，进行清洁生产

多数有机化工废水都是采用生化技术方法来进行处理,我们要提前地做好有机化工废水的预处理工作,例如对溶剂进行回收,去除或者转化其他有毒的有害物质等,采取这些措施才能够促使水中对微生物产生的有抑制、毒害作用的各种有机物被消减、去除,或者是让其他微生物转化成对无害或有利的各种有机物,让生化池中的各种微生物都可以正常地工作,并且还是降低了cod 的负荷,减轻了生化池的日常运行负荷。另外要采取清洁生产的方法,多采用少公害等高新技术工艺,亦或是使用低公害工艺,或者是使用反应周期短、回收率高的先进生产工艺,运用一些先进的生产装置和过程管理控制技术,使用安全、低危险的原材料来替换高毒性的原材料,同时可以提高原辅料的综合利用率,原辅料的回收与再利用,可以有效地减少废水中的污染物浓度[5]。

5 结语

精细化工已经成为了化学产品和工业的重要组成部分,精细化工的发展虽然有利于推动我国整个化学产品和工业的进步,但在发展过程中由于废水所带来的环境污染问题不容忽视。我们需要根据企业废水类型和污染特点有针对性地采取控制策略和技术,实现企业废水达标排放或返还利用。在今后对化工废水处理技术的深入研究中,我们还需要进一步优化其处理技术、开发廉价高效的污水处理物、研制新的高效污水处理技术等，继续做出更多的努力和创新,把我国工业废水处理技术提升到一个新台阶。