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关于工业废水处理与循环再利用的研究

2022-11-26张爱东

科学与信息化 2022年18期
关键词:生物制剂中空工业废水

张爱东

庐江县全面推行河长制办公室 安徽 庐江 231500

引言

在科学技术水平不断提高支持下,积极推动着我国工业发展,随着工业生产规模扩大,其中工业废水排放量也呈逐渐增长趋势,选择具有良好效果的废水处理工艺,是保证工业废水排放达到国家规定标准的前提,同时注重工业废水循环再利用技术的应用,既能减少工业生产对环境污染的影响,又能降低成本投入。如何将工业废水处理工艺及循环再利用技术的应用优势最大限度发挥,是目前各相关人员需要考虑的问题。

1 工业废水的基本特点

工业生产性质不同,所排放工业废水的浓度、成分组成等也各不相同,将工业废水中含有的毒性物质进行有效处理是开展废水处理工作的核心目标与本质要求,并在保证处理后的工业废水达到国家规定的排放标准基础上,对其循环再利用,减少工业废水排放对水环境污染影响的同时,也能实现水资源充分利用。

含有高浓度有毒物质的工业废水,若处理不到位或直接排放,不仅会加剧水污染问题,也加大了后期水环境污染治理工作难度。应用低成本、经济性高且有效的工艺技术对工业废水进行处理,以减少有害物质对环境和人体的损害为导向,降低水资源消耗,改善我国目前水资源现状。同时加强循环再利用技术的应用和推广,贯彻落实国家“十四五”规划中关于“实施国家节水行动”等系列废水处理及水资源循环利用的要求,侧重高耗水行业废水等非常规水的高效利用,减少新水取用量,实现水资源高效利用[1]。

2 工业废水处理工艺要点

2.1 MBR技术

MBR技术,也称之为膜生物反应器技术,属于多种技术集合而成的新型技术手段,在处理工业废水方面,有着良好的处理效果。随着科学技术水平不断提高,MBR技术的发展与应用也愈加成熟,已经形成一套相对完整的工业废水处理体系,其中缺氧池、好氧曝气区以及膜分离池是支撑MBR技术功能作用实现的重要组成部分,将其有效控制是完成工业废水处理的前提。基于MBR技术应用处理工业废水,具体操作如下:

①针对好氧曝气区的控制,操作人员需要对好氧曝气区有一个准确的了解,将膜组件在该区域进行浸放是其核心功能作用。中空纤维膜是构成膜组件的主要材料之一,浸放在好氧曝气区中的中空纤维膜因自身孔径较小,在处理工业废水的过程中,能够有效预防细菌进入。与此同时,中空纤维膜也具有过滤功能,将过滤掉的细菌滞留在好氧曝气区,再通过集水管将其排放出去。被中空纤维膜所过滤处理后的工业废水,将会在好氧曝气池中直接分离成水和污泥,同时清除掉其中含有的各种细菌、颗粒以及有机物。若想提高中空纤维膜的过滤效果,需要定期养护中空纤维膜,主要对其进行化学清洗,将附着在中空纤维膜表面上的杂物清除干净,防止较大颗粒物堵塞中空纤维膜上的小孔而影响过滤效果[2]。②构成MBR技术所涉及的各类组件,对其组成材料的性能有着较高要求,性能良好的材料是确保MBR技术自身化学特性得到有效发挥的基础要素,主要表现在抗污染与抗氧化的能力方面。中空纤维膜在膜生物反应器中发挥着截留微生物的作用,有助于更好地实现水与泥的分离。相较于传统工业废水处理工艺,带有中空纤维膜的反应器在实际应用过程中能够有效保证水的质量,并省去二次处理环节,满足MBR技术处理后直接回收利用需求。

2.2 生物制剂增效工艺

具有生物处理流程的工业废水处理设施是应用生物制剂增效工艺的前提,结合工业废水处理需求与实际情况,在原有生物处理流程的基础上将生物菌群投入到相应装置中,利用生物菌群所具备的降解功能将工业废水中含有的特殊污染物进行有效清除,并提高废水处理效果。生物制剂增效工艺无法将原有存在的生物菌群进行替代,而是通过利用该工艺将原有生物菌群的降解能力进一步增强,以此达到预期工业废水的处理效果。

在选择生物制剂时,需要综合考虑不同条件的水质特点与具体的出水水质要求,因目前市场中现有生物制剂类型繁多,其实际起到的作用效果也各不相同,为了保证能够有效增强生物菌群降解能力,必须考虑上述两种影响因素,避免生物制剂选择不合理而无法起到增强生物菌群降解能力的作用,做不到针对性处理工业废水。在具体操作的过程中,也要精准控制每次生物制剂用量,防止工业废水处理受到影响。通过应用生物制剂增效工艺所处理后的工业废水,基本可达到国家所规定的废水二级排放标准,因生物制剂增效工艺在单元处理工业废水方面有着良好的作用效果表现,可在膜处理环节前应用此项废水处理工艺,有利于进一步提高工业废水处理效果。

2.3 臭氧化处理工艺

利用臭氧所具备的氧化功能进一步消毒与净化处理工业废水,臭氧化处理工艺是目前各类环境保护工作中有着较高推广价值的技术手段,相较于传统废水处理工艺,臭氧化处理工艺优势主要表现在以下几个方面:

2.3.1 该项工业废水处理工艺在实际应用过程中,满足多段臭氧化处理相互串联的操作需求,并从推流形式上看,无需对硝化液进行再次回流处理,省去此项操作流程,进而减少该环节处理成本投入。当污泥回流比低于0.5时,在工业废水处理环节应用臭氧化处理工艺,即可省去硝化液回流操作环节,并提高去除工业废水中的总氮含量,有效清除量是传统废水处理工艺的两倍。

2.3.2 污泥回流量与二沉池负荷提升是传统工业废水处理工艺流程必须要执行的操作,其目的是保证系统处理污泥的浓度值达到规定要求。而臭氧化处理工艺则是省去该环节操作的同时,也能将系统处理污泥的浓度值保持在规定的范围内,并增加固体物停留在系统中的时间,进而达到有效增强污染物处理能力的作用效果[3]。

2.3.3 有机碳是组成工业废水的一部分,当工业废水处理进入缺氧段时,将会降解工业废水中的有机碳,并在臭氧段加快异养菌繁殖速度,为硝化菌提供一个良好的生存环境,其中缺氧段与臭氧段相互交替,可确保系统中的碱度始终保持在满足工业废水处理的要求范围内。

2.4 物理工业废水处理法

吸附法、离子交换法等均是现阶段较为常见的物理工业废水处理工艺。例如,吸附法在应用过程中,根据工业废水类型与污染程度等级,选择合适的吸附剂,如沸石、活性炭等均是使用率较高的吸附剂,能够很好地吸附工业废水中含有的各种杂质,以此达到将水中较大颗粒物进行有效分离的处理效果。虽然吸附剂在清除废水中杂质有着良好效果,但成本投入较大,经济性较差,不适用大规模处理工业废水。随着科学技术水平不断提高,高分子吸附剂、碳基吸附剂等新型吸附剂的出现,解决了吸附法应用成本偏高的问题,同时也能满足高质量、高效率的废水处理需求。

2.5 化学工业废水处理法

化学沉淀法、电化学法等是目前工业废水处理流程中较为常见的化学处理工艺。针对化学沉淀法的应用,其原理是将某种类型的化学沉淀剂投放在工业废水中,利用沉淀剂与废水内含有物质的发生的化学反应,再以离心、过滤等方式析出最后出沉淀的物质,以此达到清除工业废水中某种杂质的处理效果。针对电化学法的应用,则是以电解的方式氧化还原工业废水中含有的重金属离子,重金属离子集中在电解材料阴阳两极,以此将工业废水中的重金属进行去除。该处理工艺具有操作简单、重金属回收利用率高等优点,且处理成本投入相对较小,无二次污染影响,极具推广价值。

3 工业废水循环再利用技术的具体应用

3.1 处理后的工业废水在农业灌溉中使用

循环再利用水资源是目前我国一直大力倡导的发展理念,同时也是实现水资源充分利用与缓解我国水资源紧张局面的有效手段,从企业长远发展角度分析,水资源循环再利用技术的推广和应用,不仅能够满足企业生产需求,又能减少生产成本投入,并促进环境效益与生态效益进一步提高。工业废水中含有氮元素、钾元素、磷元素等其他微量元素,而上述微量元素也是促进植物生长的重要物质;将净化处理后的工业废水在农业灌溉中使用,为生长中的植物提供所需微量元素,对改善地下土壤环境、增强土壤肥力等均有一定作用。工业废水中除了含有诸多微量元素,也含有大量重金属元素,若工业废水处理不到位,并作为农业灌溉用水,既会影响植物正常生长,也会增加农作物毒性,直接降低农作物品质。基于此,针对工业废水处理后循环再利用,前提是必须保证工业废水处理达到农业灌溉用水标准,满足农田高质量生产需求[4]。

作为农业灌溉用水的研究,目前仅限于水稻、小麦这一类农作物的试验研究,园林绿化灌溉方面尚未展开深入研究,为了进一步提高工业废水处理效益与水资源利用率,相关部门应加大对此方面工业废水循环再利用的研究,扩大工业废水处理后的应用范围,从而实现工业废水处理综合效益最大化目标。

3.2 水与中间产物的循环再利用

随着我国可持续发展战略深入,工业废水处理后的循环再利用已经逐渐成为我国当前主要落实的任务之一,从目前我国工业废水处理情况来看,经过处理后的工业废水基本符合国家现行规定排放标准,在自然水系中排放,也不会对水环境造成污染。工业废水被净化处理后,仍有一定毒性物质存在,并不能保证现有废水处理工艺能够完全将含有的毒性物质全部清除,虽然在短期内不会对自然环境造成严重污染,但存在未知的风险隐患。基于此,在应用新型工业废水处理工艺的同时,也要注重废水中含有物质的循环利用,按照不同工业废水类型选择与其相配套的循环再利用技术,满足不同应用场景需求。以重金属工业废水为例,选择合适的废水处理工艺对其进行深度处理,并回收利用废水中含有的重金属物质,而处理后的重金属废水可再次作为工业生产用水进行使用,减少工业生产环节水资源消耗的同时,也能保证工业废水排放符合规定标准,助力我国保护水资源工作进一步落实。

3.3 集中式工业废水回收利用

一般情况下,集中式废水回收利用技术主要被应用于规模较大的工业废水处理流程中,相较于传统废水回收利用,集中式工业废水回收利用技术不仅在实际中应用,有着能够进一步提高废水处理水平,在深度处理污染程度较高的工业废水方面也具有十分可观的作用效果。例如,处理厂将内部废水处理系统与城市居民的卫生供水系统进行连接,将处理后的工业废水作为居民日常卫生用水,主要用于洁厕,既能减少针对此方面水资源的消耗,又能将其技术应用价值最大限度发挥。

相较于发达国家,我国工业废水循环再利用技术仍需展开进一步研究,该项举措进展缓慢的成因与工业废水的回收率不高、循环回收再利用意识不足等有着直接关系,加上回收利用尚未形成统一的执行标准,促使工业废水处理效益不高。因此,需要持续推进工业废水循环再利用技术的宣传与推广,如建立工业废水循环利用示范点,引导重点行业、重点地区加强工业废水处理后回用,以此降低新水取用量,实现水资源高效利用。

4 结束语

综上所述,根据工业废水类型与具体情况,选择合适的工业废水处理工艺,如MBR技术、生物制剂增效工艺等,准确把握各类型废水处理工艺流程关键节点,切实提高工业废水处理效果。同时注重针对工业废水的循环再利用技术在实际中的应用,与工业废水处理工艺有机结合,减少工业废水排放对环境污染的影响,创建多元工业废水循环再利用的实际应用场景,缓解我国水资源紧张的局面,助力我国水资源合理利用与开发工作深入推进。

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