工业废水处理技术的研究

　　摘要：工业社会发展加快，对环境造成了破坏，近年来人们对于环境的重视程度在逐渐提高。未经处理的工业废水对水资源良性循环利用会造成很大危害，也正因如此废水处理技术在改善城市水文环境方面起到了重要作用，也让我国工业废水处理水平得到提高。本文对工业废水处理技术进行了研究，探讨了工业废水的处理原则与工艺流程，并论述了工业废水处理技术与技术应用，以期能够建设去污效果好、节约能源与成本的城市污水处理工艺体系。

　关键词：工业废水；处理技术；膜处理

　引言

我国目前的工业产业消耗水资源量巨大，随着工业技术的不断发展，工业废水的产生量已经比生活污水的两倍更多，这也让我国的水资源短缺情况更加紧张。在工业生产中并非全部要使用淡水资源，也可以回用工业废水，提高水资源的使用效率，降低对水资源的浪费与消耗。在工业生产中，利用自动化工业回水系统，可以让工业废水的价值提升，降低淡水消耗量，提高资源的有效利用水平。

1工业废水的分类及特点

　　1.1分类

随着城市的发展不断地提速，工业大规模生产导致了各种不合理的水资源利用，使得各种废水污染的问题频频发生，水体遭到污染，水质也不断的恶化，工业废水的不合理排放对环境造成了巨大的影响。工业废水多数是由于工业生产而造成的，不仅包括受到污染的水也包括一些废弃的液体，都会对环境造成危害。在石油化工工业、酸碱工业、煤炭化学行业、化肥工业等等都会产生化学工业废水。在印染行业中，加工纺织物与生产废水的质量比约为一比二百，用水量非常大。在一些燃煤电厂中，脱硫装置选用的石灰石脱硫等方法会造成很多脱硫废水，同时在工业废水中也含有很多重金属，不仅会对脱硫设备造成腐蚀，也会影响产物质量，这种脱硫废水如果向外排放也会造成对健康的危害[1]。我国工业废水处理产业链如图1-1所示。

图1-1中国工业废水处理产业链

937fe47a5eb8fe8b2768e260df55bc78 　　1.2特点

工业污水水质不尽相同，具有毒性高、污染物浓度高、重金属元素多等特点，通常无法用单种工艺技术处理，而且在工厂排出前也会经过一定处理。工业废水产量大，而且水中包含了工业生产的原料、中间物、产物等等，由于工业企业分布较广，也让废水污染范围变大，产生了更多的工业废水[2]，2016年~2020年我国工业废水排放量情况如图1-2所示。工业废水的排放方式与排放时间都不固定，不同的排放方式也让废水防治的难度提高，另外由于工业废水种类繁多，污染浓度不尽相同，在进行工业废水处理时就需要更多的步骤。在工业废水中有氮、磷、钾等营养物，容易促成藻类等水生物的生长，大量消耗水中的氧气，不仅会造成水体富营养化，对水中其他生物的生存也会造成威胁。还有的工业废水具有一定毒性，有毒物质不易被分解，还会在生物体内富集，甚至还会造成二次污染，受到污染的水也很难在短时间内得到完全净化与恢复。

图1-22016-2020年中国工业废水排放量及增速

7bbf41b67a1e52e19c40c4e5978ff0e7 　　2工业废水的处理原则与工艺流程

　　2.1工业废水的处理原则

首先，选择工业废水处理工艺必须要满足废水处理的需求与规定，选用成熟合理的废水处理工艺，也要与当地工业生产的特点相吻合，结合实际情况与预估发展情况，确定废水处理方法的工程特性，选用合理的技术。在正式投入使用之前，必须进行生产试验，确保多种设计参数能够正常投入使用[3]。废水处理工艺的技术指标也需要保证先进行，充分考虑国家国情，作为城市一项基本设施建设，废水处理工程规模较大，前期投入较高，持续时间长，因此必须保证废水处理方法能够长时间使用，并随着工业发展进行不断优化，始终保持与工业生产水平齐头并进，避免出现频繁更迭现象。考虑到工业企业运行与管理的实际水平，运行管理相对简单，设备易于控制操作，这些方面都能够有效降低人为操作失误等不良现象出现。同时也要注意设备质量问题，降低维护与检修概率，一些操作步骤可以使用自动化技术，让废水处理更加规范化与标准化[4]。工业废水处理厂的选址建设必须要重视，厂区和周围环境应当做到和谐自然，对废水处理厂内设备运行产生的噪音与异味等做好治理与管控。厂区内道路设置与绿化设置也要满足生产运输需求，避免出现二次污染，也避免废水处理厂对周围环境带来不利影响。在生产实践中，一定要结合周围环境实际情况，因地制宜，选用合适方式，满足环境保护原则。经济节能原则要求工业废水处理工程具有较低成本造价与运行费用，废水处理所需配套设施占地面积也要尽量减小。在不同废水处理工艺之间，主要对其成本造价和占地方面进行比较，结合废水处理标准，采用步骤简化的处理工艺能够有效降低工程占地面积和成本造价。此外也要考虑废水水处理厂在运行中需要的材料成本，例如运行时耗电量、废水处理时需要的化学药物等等，尽量降低运行费用没能够有效提高废水处理的经济适用性。

　2.2工业废水的处理工艺流程

工业废水的种类繁多，其中含有的有害物质也不尽相同，对于工业废水的处理方式也必须根据工业废水的特性决定，工业废水处理工艺的选择直接关系到建设和运行成本的多少、处理效果的质量、占地面积的大小、管理的方便性等。因此，在污水处理厂的设计中，必须对工艺流程进行比较，确定最佳方案。首先需要根据出水水质要求明确工业废水的处理级别，为了防止水体富营养化，在一级处理后还要做好二级强化处理，加强除磷脱氮效果。可以利用管网收集工业废水，经管粗网格流入调节，这一步能够使水中的一些胶体与悬浮固体排除，使水质更加平衡。利用活性污泥法与生物膜法，能够让工业废水得到有效解决，消除了生物脱氮与化学需氧。在缺氧池与好氧池中的填料能够保障优势种的繁殖生长，促进有机化合物不断溶解，氨氮元素的硝化与反硝化过程也具有较高的反应性。活性污泥法与生物膜法能够提高生化反应的分离效果，并加强有机化合物的溶解效率，提高水质脱氮的效果。为了更好的解决不同种类工业废水的处理，相关工作人员应当结合当地实际情况与经济条件，选用合适的配套设备以及后期的运行维护管理方式，提升工业废水，处理的工作效果，加强生态环境保护。

一级处理也被称为物理处理，处理工段包括格栅、沉砂池、初沉池等构筑物，简易流程如图2-1所示。粗格栅的主要功能是对进入废水的大体积物体进行阻隔，粗格栅两侧设有超声波液体计数器[5]。超声波天平上的传感器被传送到清洗机，以确定清洗机是在运行还是停止，细格栅的目标是从粗格栅中去除废水中的小废物。初沉池在设置时需要充分考虑废水水质特征以及后续处理工艺，这样才能够保证后续对氮磷等物质的有效去除。一级处理较为简单，成本较低，但是对污染物质的去除能力有限，还需要后续处理，因此单独使用较少，通常会和二次处理配合使用，以达到更好处理效果。

9da9f8c1784e159508d4bfa0eca03122 　　一级处理只能让废水中体积较大的污染物去除，所以还需要进行二次处理，工业园区经常产生各种工业废水，如果将废水混合集中处理，不同废水都会发生理化反应，这必然会增加工业废水处理的难度和成本，因此有必要根据不同工业废水的水质特点，采取有针对性的处理技术[6]。采用前端分类采集处理方法。生物处理可以将废水中存在的悬浮污染物与可溶解行有机物得到降解，二级生物处理方式多种多样，根据不同工艺特点可分为四类，分别为活性污泥法、生物塘法、生物膜法和土地处理法。三级处理主要以二级废水的水质情况为基础，各种深度处理技术合理组合，形成深度处理工艺。浓缩污泥中的污染物，包括一级处理区产生的一级污泥、二级处理区产生的剩余污泥和三级处理产生的化学污泥，污泥中含有大量的有机物和病原菌，容易产生腐败和异味，易造成二次污染。正因如此污泥必须减量并妥善处置[7]。污泥处理和处置的成功与否对废水处理厂有着重要的影响，如果污泥未经处理，在排放时与经过处理的废水混合，反而会带来新的污染。污泥处理的目的是脱水、防止二次污染、减少体积和便于运输，利用浓缩、高温焚烧、脱水等方式减少污泥中含水量，并根据处理结果决定污泥是否可以再次利用。

3工业废水处理技术与技术应用

　　3.1工业废水处理技术

在工业废水处理技术中，当前生物膜技术拥有广阔的发展前景，生物膜技术融合了膜分离技术、好氧厌氧生物技术的优点，这种新兴技术也能够一定程度上提高工业废水的处理效果。膜生物反应器主要包括缺氧池、曝气区与膜分离池，其中最重要的是曝气区，提高浸放膜组件的使用功能，能够有效提高技术水平。主要环节各功能作用如下：粗格栅位于进水系统中，主要目的是为了筛除水中的体积较大的垃圾。超声波液位计安装在粗格栅的两侧，超声波液位差上的传感器能够将信息传给清污机，然后由清污机根据情况决定是否进行或停止工作。进水泵主要由两台潜水泵组成。进水泵房液位传感器将采集到的液位信息送至PLC从而控制潜水泵的开关。细格栅的作用是将通过粗格栅的污水进行处理，将污水中相对较小的杂质进行清理。细格栅两侧也会进行超声波液位差计的安装，超声波液位差计上的感应器会将信息传给清污机，清污机会自行判断是否继续工作或停止。除沙池的分离机运行和后续处理的曝气机会同时进行运行，一同处理沉砂池中的颗粒。曝气机此环节对于污水处理尤为重要，缺氧池系统控制量大，控制过程较为复杂，缺氧池会对废水进行生化处理，废水进入池内，在曝气装置的支撑下连续循环，后续流出后在经过二沉池进行沉淀处理。曝气机在此过程中具有重要的作用，也是废水处理中最耗能的设备，废水处理厂配有溶解氧检测仪和变频器，自动控制曝气机的运行。污泥回流泵主要的作用是处理曝气池中的污泥。PLC通过根据自身的程序设置来进行回流泵的控制，从而科学地控制污水以及污泥的比例，从而有效地进行污水以及污泥的处理。刮泥机是沉淀池的核心设备。主要用于氧化沟系统处理后的污水的物理沉淀工作，最终使污泥和水分离。经过浓缩处理后的污泥，还有较高的含水率，一般会达到95％~97％，还要进行后续的降低含水量工作，当污泥含水量降到85％以下时，就会达到污泥干化标准。一般污泥脱水会应用真空过滤法，这是使用较为普遍的机械脱水法。有处理量大、可连续进行、操作稳定等优点。

活性污泥发配套装置包括曝气池与沉淀池，经过以及处理的工业废水与回流污泥共同排进曝气池，活性污泥充分混合在工业废水中，利用氧化反应使得微生物将废水中含有的有生物分解，分解过程结束后将废水与活性污泥排入沉淀池。刮泥机在沉淀池当中起到了重要的作用，对氧化沟处理的废水进行物理沉淀，然后将污泥与清水分离，控制好污泥回收泵。污泥回流的实现方法如下：首先，利用超声波差分测量装置对污泥池水位进行检测和实现[5]。如果液位低于低液位，则启动泥浆泵，设定时间后停止。如果液体值低于低液值且高于高液值，则启动污泥泵[8]。活性污泥与水分离后，回流至曝气池再次利用，经过净化处理的城清水将排出。

氧化沟处理方法，这种方法对有机物的去除效率较高，在脱氧脱磷方面具有较明显效果，并且具有相对简便的处理设备，管理也并不复杂，具有高效简单的特点。氧化沟方法通常无需设置初沉池与污泥消化池，处理步骤与传统活性污泥法相比更简化，这也让操作难度大大降低。对于一些规模较小的废水处理厂来说，较低的技术与管理水平需求更容易得到满足。氧化沟方法所需设备无需进口，国产设备质量完全符合技术要求，价格方面也具有优势，同时也是对国有产业的支持，在最初基础设施建设方面能够有效降低成本。

A2/O工艺、SBR法、氧化沟活性污泥法，这三种常用方法各有优缺点。第一种技术工艺在厌氧条件下，回流污泥中携带的硝酸盐氨会对厌氧状态下磷的释放产生抑制作用，第二个技术工艺过程中的磷释放呈间歇性，所有流程都是间歇的，在工艺进行的过程中，每个区段都按时间顺序进行控制。为了应对连续的水流，至少要交替设置两个水箱来维持水流。第三种技术工艺氧化沟活性污泥的占地面积均大于常规生物处理工艺，但是，通常没有初沉池和污泥厌氧消化系统，因此节省了建筑物之间的距离，不会导致处理厂总面积增加，在投资成本上占有较大的优势。只需要一个单元，使一个池子同时用作曝气池和二沉池，该工艺管理也相对简单，用地少，也不用进行大量的投资，在中小规模的工业废水处理上占据着较大的优势。

进行工业废水处理时，也会用到化学物理综合技术，例如离子交换法、萃取法等等，离子交换法会使用一些包含有游离离子的交换剂，这些后加入的游离离子可以与废水中原有例子相结合，起到清除有害离子的功能，这也让离子交换法适用于处理有机废水、萃取法则是使用萃取剂去溶解一些有机污染物，根据污染物在水中的不同溶解度，在不同溶解点提取污染物，起到净化作用。膜分离法使用了半渗透膜，半渗透膜可以去除工业废水中的一些有害分子，起到净化有机废水的作用[9]。

　　3.2工业废水处理中的技术应用

我国目前的工业产业小号水资源量巨大，随着工业技术的不断发展，工业废水的产生量已经比生活污水的两倍更多，这也让我国的水资源短缺情况更加紧张。在工业生产中并非全部要使用淡水资源，也可以回用工业废水，提高水资源的使用效率，降低对水资源的浪费与消耗。在工业生产中，利用自动化工业回水系统，可以让工业废水的价值提升，降低淡水消耗量，提高资源的有效利用水平。

工业废水的污染物种类不同，不同生产工业也会产生不同的有害物质，为了对症下药，提高工业废水的处理效果与效率，就必须要结合工业的生产特点，利用合适的方式作出针对性处理。例如在食品生产工业中，往往是利用农副产品进行物理加工，或者是一些酵母发酵方式，这些食品加工工业使用的原材料十分广泛，加工生产出来的产品也具有复杂的类型品种，所以会产生水质有很大差别的工业废水。通常食品加工产业中排出的工业废水种，含有很多固态物质与悬浮物粒，如果皮、碎肉、油脂等等，这些物质也会使很多病原体大量繁殖。食物工业废水的毒性较小，而有机物悬浮物含量很高，如果排放前没有经过处理，不仅会让，生态环境中的水体富营养化也会使各种病原体危害到水中，原有的生物造成一些鱼类与水生动物死亡。这种废水污染对水质有着非常大的影响，同时也会使水中出现有机物堆积而产生的臭味，十分不利于环境保护。

某园区工业污水处理厂作为电子园区较大的从工厂，与许多工业厂一样，面临着水质水量波动而带来的工艺调整需要。在工业废水的处理过程中，要将多种处理方式与措施工艺相结合，这样才能够处理多种废水，所以也要提高对工业废水处理的力度，对新设备也要提高推广力度，升级技术与工艺的水平，满足各种新型工业生产的废水处理要求，从而提升工业废水的利用效果。除此之外，也要根据当前已有的工业废水处理问题现状等，积极研究更好的就解决方案，对工业废水的排放做好监督与管理，避免工业废水的不合理排放[10]。完善的工业废水检测系统也能够让生产企业及时了解工业废水的情况，实时掌握废水的处理效果，促使废水经过合格处理后发到排放的要求标准。例如冬季气温偏低，反硝化菌的活跃度也会受到影响，因此可以补充COD有机原水来作为额外补充的碳源，促进硝化反应，保障废水处理效果。夏季气温偏高，硝化细菌反应比较活跃，因此可以减少补充碳源，也能够保持脱氮需求。

我国工业废水处理技术得到了飞速发展与创新，当前使用的生物膜工业废水处理技术较为常见，这一技术可以利用自动化系统检测工业废水的水质情况，然后根据废水的种类以及受污染程度，选定合适的净化方案与参数。利用膜处理的专业性能，降低对材料的成本消耗与使用消耗，目前这些技术可以让石化废水在农业方面得到再利用。我国对工业废水虽然已经有了规模化处理，也将自动化系用运用在废水处理中，但是处理水平还需要进一步提高，深度自动化仍然是需要着重发展的前进方向。

　结论

可持续发展观念的不断普及让环保标准逐步提高，做好工业废水处理工作，能够推动生态的保护力度，对处理技术不断创新，处理设施不断优化，能够更好处理负责类型的工业废水，也能够有效减轻高污染废水的危害程度。在处理废水的时候也要做好废水情况调查，根据不同浓度、不同污染物质、不同排放量等情况，选择合适的工业废水处理方案，提高工业废水的处理效率。当前的膜技术与生物处理技术也要继续深入研究，加大对工业废水处理的投入力度。让工业废水得到更好的处理与再利用，减轻城市水资源短缺的危机。

参考文献

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[10]骆兆飞,许学军.工业废水处理中反渗透技术的应用研究[J].中国标准化,2017(12):181-182.

致谢

美好的学习时光转眼即逝，我的学校生活即将毕业。在论文完成的时候，我想要对所有帮助过我的人，致以最真挚的感谢与祝福。首先，我要感谢学校对我的培养，我在这浓厚的学习氛围中度过了充满回忆的生活。其次，我要对每一位对我做出指导的老师，表示真心地感谢，正因为有你们的存在，我才能够在学习中不断收获。最后还要感谢我的同学和朋友们，你们对我的照顾与帮助，是我终生难忘的快乐记忆。祝所有人都能够在今后的岁月里生活幸福，身体安康，感谢你们！