化工园区是现代化学工业为适应资源或原料转换,顺应大型化、集约化、最优化、经营国际化和效益最大化发展趋势的产物。

       化工园区企业排放的废水经厂内预处理达到接管标准后排入化工园区污水处理厂进行集中处理,这是目前所提倡的工业废水集中处理方法。但是由于化工混合废水水质成分复杂、污染物种类繁多、即使经过厂内预处理后的水质成分也可能对微生物具有毒害作用或者难以生物降解,过程参数难以控制,导致集中处理效果不稳定。

       新环保政策下,尽快形成经济高效并且适用性强的化工园区混合废水处理及回用技术迫在眉睫、势在必行。本文会详细介绍化工园区废水的定义、特点和五种常见处理方法。



一、化工园区废水的定义

       化工园区废水是指园区化工厂生产产品过程中所生产的废水,如生产乙烯、聚乙烯、橡胶、聚酯、甲醇、乙二醇、油品罐区、空分空压站等装置的含油废水,经过生化处理后,一般可达到国家二级排放标准,现由于水资源的短缺,需将达到排放标准的水再经过进一步深度处理后,达到工业补水的要求并回用。化工厂作为用水大户,年新鲜水用量一般为几百万立方米,水的重复利用率低,同时外排污水几百万立方米,不仅浪费大量水资源,也造成环境污染,并且水资源的短缺已对这些工业用水大户的生产造成威胁。为保持企业的可持续发展及减少水资源的浪费,降低生产成本,提高企业经济效益和社会效益。需对化工废水进行深度处理(三级处理),作为循环水的补水或动力脱盐水的补水,实现污水回用。


二、化工园区废水的特点

       化工废水污染物来源于生产过程中化工原料的不完全反应,反应过程中的副产物以及进入废水中的产品。各类化工废水集中后,水质将变得更复杂。化工生产的多样性决定其废水水质特点:

       1.氮、磷类营养物质较多。如化肥,钢铁,医药,玻璃制造等生产过程中均排放大量高氨氮废水。农药行业排放高磷废水。

       2.有机污染物浓度高。

       3.高盐度。染料工业,化工农药,石油炼化等行业排放高含盐废水。

       4.毒性及生物抑制性。石油化工,化肥等行业废水排放中含硫化物,酚类化合物,多环芳烃,多氯联苯,氰化物,重金属。

       5.PH值不稳定。


三、化工园区污水处理的五种方法

       1.化学方法处理 

       化学方法是利用化学反应的作用以去除水中的有机物、无机物杂质。主要有化学混凝法、化学氧化法、电化学氧化法等。化学混凝法作用对象主要是水中微小悬浮物和胶体物质,通过投加化学药剂产生的凝聚和絮凝作用,使胶体脱稳形成沉淀而去除。

       (1)混凝法不但可以去除废水中的粒径为1~10mm的细小悬浮颗粒,而且还能去除色度,微生物以及有机物等。该方法受pH值、水温、水质、水量等变化影响大,对某些可溶性好的有机、无机物质去除率低。

       (2)化学氧化法通常是以氧化剂对化工污水中的有机污染物进行氧化去除的方法。废水经过化学氧化还原,可使废水中所含的有机和无机的有毒物质转变成无毒或毒性较小的物质,从而达到废水净化的目的。

       (3)电化学氧化法是在电解槽中,废水中的有机污染物在电极上由于发生氧化还原反应而去除,废水中污染物在电解槽的阳极失去电子被氧化外,水中的Cl-,OH-等也可在阳极放电而生成Cl2和氧而间接地氧化破坏污染物。

近年来在电氧化和电还原方面发现了一些新型电极材料,取得了一定成效,但仍存在能耗大、成本高,及存在副反应等问题。

       2.物理方法处理

       化工污水常用的物理法包括过滤法、重力沉淀法和气浮法等。

       (1)过滤法是以具有孔粒状粒料层截留水中杂质,主要是降低水中的悬浮物,在化工污水的过滤处理中,常用扳框过滤机和微孔过滤机,微孔管由聚乙烯制成,孔径大小可以进行调节,调换较方便。

       (2)重力沉淀法是利用水中悬浮颗粒的可沉淀性能,在重力场的作用下自然沉降作用,以达到固液分离的一种过程。

       (3)气浮法是通过生成吸附微小气泡附裹携带悬浮颗粒而带出水面的方法。

这三种物理方法工艺简单,管理方便,但不能适用于可溶性废水成分的去除,具有很大的局限性。

       3.光催化氧化技术

       光催化氧化技术利用光激发氧化将O2、H2O2等氧化剂与光辐射相结合。所用光主要为紫外光,包括uv-H2O2、uv-O2等工艺,可以用于处理污水中CHCl3、CCl4、多氯联苯等难降解物质。另外,在有紫外光的Feton体系中,紫外光与铁离子之间存在着协同效应,使H2O2分解产生羟基自由基的速率大大加快,促进有机物的氧化去除。

       所谓光化学反应,就是只有在光的作用下才能进行的化学反应。该反应中分子吸收光能被激发到高能态,然后电子激发态分子进行化学反应。光化学反应的活化能来源于光子的能量。

       4.超声波技术

       通过控制超声波的频率和饱和气体,降解分离有机物质。功率超声的空化效应为降解水中有害有机物提供了独特的物理化学环境从而导致超声波污水处理目的的实现。超声空化泡的崩溃所产生的高能量足以断裂化学键。在水溶液中,空化泡崩溃产生氢氧基和氢基,同有机物发生氧化反应。空化独特的物理化学环境开辟了新的化学反应途径,骤增化学反应速度,对有机物有很强的降解能力,经过持续超声可以将有害有机物降解为无机离子、水、二氧化碳或有机酸等无毒或低毒的物质。

       5.磁分离法

       通过向化工污水中投加磁种和混凝剂,利用磁种的剩磁,在混凝剂同时作用下,使颗粒相互吸引而聚结长大,加速悬浮物的分离,然后用磁分离器除去有机污染物,国外高梯度磁分离技术已从实验室走向应用。

       磁分离技术应用于废水处理有三种方法:直接磁分离法、间接磁分离法和微生物—磁分离法。利用磁技术处理废水主要利用污染物的凝聚性和对污染物的加种性。

       废水高梯度磁分离处理法是废水物理处理法之一种。利用磁场中磁化基质的感应磁场和高梯度磁场所产生的磁力从废水中分离出颗粒状污染物或提取有用物质的方法。磁分离器可分为永磁分离器和电磁分离器两类,每类又有间歇式和连续式之分。高梯度磁分离技术用于处理废水中磁性物质,具有工艺简便、设备紧凑、效率高、速度快、成本低等优点。


       小总结:整体来说,目前化工废水处理技术落后于蓬勃发展的化工业生产。主要在于化工废水的复杂性,加上人们对特殊污染物质的治理手段研究不够,生化法一类常规处理手段的效果有限。化工园区废水今后治理会从生产源头降低排污和组合工艺处理两个方面进行。




(文章来源:表面处理园区产业联盟)


2019年10月08日

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