鐘芳(安徽萬維環(huán)??萍甲稍冇邢薰?,安徽 合肥 230000)
現(xiàn)代化工生產(chǎn)企業(yè)運用工業(yè)設計思想,構(gòu)建了基于化工產(chǎn)品生產(chǎn)制造的新型產(chǎn)業(yè)鏈條,劃分出了專業(yè)度更高的產(chǎn)品研發(fā)設計環(huán)節(jié)、物料采購運輸環(huán)節(jié)、產(chǎn)品生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)、訂單多元處理環(huán)節(jié)、市場渠道銷售環(huán)節(jié)、產(chǎn)品售后服務環(huán)節(jié)。同時,利用產(chǎn)業(yè)鏈思維,強化了廢水處理技術(shù)的綜合應用,例如在草甘膦廢水、合成氨廢水、煤化工廢水等方面,既運用了較有針對性的吸附法與萃取法,也將化學沉淀法、生物流化床處理法等進行了配套應用。
化工廢水通常被劃分為刺激性、有毒性等類型。例如,在石油化工行業(yè)生產(chǎn)過程生成的廢水中,含有濃度較高的有機物,包括了環(huán)氧化物、醚、酮、醛、醇、有機酸,此類物質(zhì)若直接排入河流,會通過化學反應(如分解與氧化)方式,消耗溶解氧,會破壞水生物生存環(huán)境。而且,廢水pH值不穩(wěn)定,強堿性與強酸性會交替變化,進而導致對營養(yǎng)化物質(zhì)的腐蝕、對各類生物體的破壞。再如,廢水中含有的鉛、汞、砷等毒害性較大的物質(zhì)既會對微生物產(chǎn)生毒性污染,也會使土地、河流、植物、莊稼等受到毒害[1]。
化工廢水的特征集中體現(xiàn)污染濃度高、污染物質(zhì)多、成分相對復雜、處理難度大等方面。例如在化工產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中,由于化學反應不充分,會出現(xiàn)不同的副產(chǎn)物,而且大多數(shù)溶劑與輔料參與化學反應后殘留較多。再如化工廢水成分復雜,既存在一定的顏色,也包括了不同的污染物,其中含有毒性、刺激性、殺菌功能。一旦排入河流、土地之中,便會給原有的環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)、微生物循環(huán)系統(tǒng)造成較大影響。
現(xiàn)階段,在化工產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈條下,普遍認為化工廢水的產(chǎn)生來自于各個生產(chǎn)制造環(huán)節(jié),包括化工生產(chǎn)場景中的沖洗水、冷卻水、工藝廢水、洗滌水等。所以,化工廢水的產(chǎn)生具有多個源頭、多種渠道。而且,不同的化工廢水,會產(chǎn)生不同程度的污染。
由于化工廢水類型、特征、產(chǎn)生情況不同,化工廢水的危害也十分復雜。過去我們只是將其定位在生態(tài)破壞與環(huán)境污染方面,沒有細化其污染和危害程度。近些年,隨著科學技術(shù)的進步,借助數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析,以及在化工廢水方面的實驗數(shù)據(jù)積累,人們已經(jīng)認識到了工業(yè)廢水中的不同成分、不同排放方式,在進入地下水環(huán)境、流入地表徑流、侵入土壤表層及深層后,對水質(zhì)、微生物、植物、動物、農(nóng)作物、人體的關(guān)聯(lián)性危害[2]。
目前,化工廢水治理技術(shù)呈現(xiàn)多元化特點。例如化工廢水中具有低相對分子量有機物且不易吸附的醛、酸、酮類物污染物,活性碳的吸附效果較差。此時,可以利用數(shù)據(jù)分析方法,通過解析吸附力數(shù)據(jù)、相對濃度數(shù)據(jù)、吸附化合物分子大小數(shù)據(jù)、有機物吸附量的抑制數(shù)據(jù)等,明確它們之間的關(guān)系,進而通過調(diào)整吸附劑的表面積、化學性質(zhì)、孔結(jié)構(gòu)等,逐漸提高活性碳的吸附能力。再如,化工廢水中含有苯類、苯酚類污染物質(zhì)時,可以根據(jù)生化處理技術(shù),利用厭氧、缺氧、好氧等特點,配套應用生物接觸氧化方法、序批式活性污泥法,提高處理效果。同時,在增加諸如BAF-曝氣生物濾池、CBR-載體流化床生物膜法、UASB-上流式厭氧污泥床、PACT-生物炭法、PAM-生物流化床處理等方法后,也能夠使生化處理技術(shù)進一步細化,形成分級處理與多元處理方案,提高生化技術(shù)的聯(lián)合應用效果等[3]。
例如在京唐某煤化工園區(qū)的污水綜合治理過程中,某些企業(yè)想將化工廢水的排放與公司循環(huán)水系統(tǒng)相聯(lián)。概述利用要素市場的資源配置與優(yōu)化功能,通過與信息技術(shù)公司、污水處理技術(shù)公司的合作,制定了較為細致的有針對性的技術(shù)治理方案,應用了OAOO-活性污泥工藝,既處理了焦化廢水與化工廢水,也擴大了源頭治理的效用。具體治理中,根據(jù)廢水的產(chǎn)生源頭,將其中的蒸氨廢水、化工廢水、生活污水全部送入調(diào)節(jié)池,然后,利用預曝氣池、缺氧池、好氧池的分工,先借助二沉池完成污回流,再將污泥排入污泥池與混凝沉淀池,利用污泥脫水與深度處理工藝,實現(xiàn)了配煤與循環(huán)水補充水方面的混合處理。其廢水生化處理工藝如圖1所示。
圖1 煤化工廢水生化處理工藝
與科學技術(shù)治理措施相比,管理技術(shù)的治理則偏重于“預防為主,防治結(jié)合”。而且,在新時期利用一些新技術(shù)手段,使管理技術(shù)治理措施在源頭監(jiān)測控制、末端治理控制方面起到了較好的治理效果。
以源頭監(jiān)測控制為例,一方面,增加了水化驗環(huán)節(jié),利用現(xiàn)階段環(huán)境治理部門已經(jīng)配置的光學儀器、色譜儀器、電化學儀器、數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)等,形成了對化工廢水的源頭樣本采集、實驗室水化驗、提供治理意見的治理思路。另一方面,利用環(huán)境治理工程中研發(fā)設計的一些先進設備,在化工企業(yè)的排水管道中,分節(jié)點加裝了數(shù)據(jù)采集設備,將化工廢水治理納入到了環(huán)境治理體系之中,提高了對化工廢水的源頭監(jiān)測控制能力與水平,也真正形成了系統(tǒng)性治理的新型方案。尤其在一些園區(qū)密集的化工廢水治理方面,增加了許多綠色技術(shù)、清潔技術(shù),而且,通過產(chǎn)業(yè)化的方式,在化工園區(qū)之內(nèi)孵化了一些專業(yè)的水處理類環(huán)保企業(yè),這類公司利用專業(yè)性較強的治理技術(shù),較好地推動了園區(qū)內(nèi)的化工廢水的研究工作,提升了廢水治理效果。
以末端治理為例,該環(huán)節(jié)的化工廢水治理中劃分為單一化治理和綜合化治理。以單一化治理為例,可以結(jié)合相關(guān)的科學技術(shù)治理措施,如選擇混合型的萃取劑,降低某類單一性質(zhì)的污染物濃度。同時,借助單一化治理措施,能夠進一步深化對化工廢水的再處理。例如,化妝品類的化工廢水在一次處理后,其中仍然會存在油脂、表面活性物質(zhì)。此時,可以利用該方法,對其進行二次處理,提高治理效果。但是在對染料、合成氨之類的化工企業(yè)廢水治理中,牽涉到色度、毒性、污染物沉淀等多種因素,因此,在末端處理時,應該考慮采用綜合化治理措施,例如將活性碳吸附、氣浮法、混凝法、鐵床法等進行綜合應用。
化工廢水的綜合治理屬于一種設計方案類型的治理措施。在具體應用中,可以根據(jù)實際的化工廢水類型與產(chǎn)生過程,制定專業(yè)度較高、效果較好的綜合治理方案。例如某企業(yè)在合成氨生產(chǎn)過程中,廢水的來源與其產(chǎn)品生產(chǎn)制造諸環(huán)節(jié)密切關(guān)聯(lián)。在制造碳胺產(chǎn)品、甲醇產(chǎn)品、液氨產(chǎn)品時,無煙煤與蒸汽進入到造氣、脫硫、壓縮、變換、脫碳、精練、合成、碳化等各環(huán)節(jié),均可能產(chǎn)生廢水排放問題。具體的合成氨工藝流程及廢水排放節(jié)點如圖2所示。
圖2 合成氨工藝流程及廢水排放節(jié)點
為實現(xiàn)綜合治理目標,該企業(yè)遵循“清污分流,分質(zhì)處理”的基本原則,企業(yè)先對全廠污水進行了調(diào)研,確定了廢水來源,明確了清潔廢水水質(zhì)(清循環(huán)水系統(tǒng)排水、除鹽水站排水)的流量與污染指標(pH值、COD、氨氮、硫化物、懸浮物等)。進而在分析綜合污水來源及水質(zhì)特征的條件下,結(jié)合各車間的污水流量、污染指標,制定了綜合治理方案,選擇了CASS-循環(huán)式活性污泥法工藝,借助生物選擇器—缺氧區(qū)—好氧區(qū)—回流污泥和剩余污泥區(qū)—潷水器的設置,完成了對合成氨諸環(huán)節(jié)的綜合治理目標。其中,生物選擇器與潷水器屬于前端小容積區(qū)與末端沉淀區(qū)。中間3區(qū)域容積之比通常為1∶5∶30。另外,在整個CASS工藝流程進入運行階段后,應該配套做好運維管理,保障前端通暢,使進水不受阻,做好后端排出處理,預防沉淀堵塞[4]。
通過以上分析可以看出,針對化工廢水,應該在思路決定出路的基本原則下,積極運用系統(tǒng)性治理與配套性治理相結(jié)合的思路,按照工業(yè)設計思想與產(chǎn)業(yè)鏈思維,嘗試創(chuàng)建一些化工廢水方面的系統(tǒng)性治理方案,進而將其逐漸引領(lǐng)到能夠產(chǎn)生綜合效益的產(chǎn)業(yè)化治理方向上來。