精細(xì)化工催化劑生產(chǎn)廢水處理清潔生產(chǎn)技術(shù)研究

晁 婧

（寧夏理工學(xué)院，寧夏石嘴山 753000）

在我國(guó)石油化工企業(yè)生產(chǎn)過程中，因?yàn)樾枰獙?duì)多種形式的催化劑進(jìn)行使用，最終導(dǎo)致大量的污水出現(xiàn)。基于現(xiàn)代化發(fā)展背景下，人們經(jīng)濟(jì)水平的提高，對(duì)節(jié)能以及環(huán)保等又提出了更高的標(biāo)準(zhǔn).在精細(xì)化工催化劑廢水處理過程中，社會(huì)各界人士對(duì)其要求不斷升高，一定程度上增加了化工催化劑廢水治理的難度。當(dāng)前我國(guó)存在的幾種催化劑污水處理技術(shù)，不僅需要企業(yè)投入較高的成本，而且因?yàn)橛兄罅康呐欧盼鬯?，并不能達(dá)到理想的效果。為了能夠有效提升催化劑企業(yè)廢水處理清潔的水平，本文對(duì)廢水處理技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的分析，希望能夠?yàn)榫?xì)化工催化劑生產(chǎn)清潔企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展道路打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1 生物法

對(duì)于生物法而言，在實(shí)際的使用當(dāng)中，需要工作人員通過微生物的作用下，融合新陳代謝的作用，將廢水當(dāng)中存在的氨氮氧加以有效的分解以及處理，最終確保廢水內(nèi)部含有物質(zhì)轉(zhuǎn)換為氮?dú)?，以?shí)現(xiàn)對(duì)廢水的有效處理效果。通過實(shí)際調(diào)查發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前行業(yè)人士最常見的就是生物法廢水處理形式。在對(duì)含有氨氮廢水進(jìn)行處理時(shí)，工作人員往往會(huì)采用缺氧-好氧（A-O）工藝、SBR工藝等方式。這些手段不僅不會(huì)產(chǎn)生較大的能耗問題，而且也能夠減少對(duì)環(huán)境的再次污染危險(xiǎn)，但是，如果此時(shí)廢水中有著超出200mg/L的氨氮含量，為了能夠達(dá)到最好的處理效果，此時(shí)需要工作人員結(jié)合其他的脫氮形式，先對(duì)氨氮含量實(shí)施減少，最終確保企業(yè)在最少的經(jīng)濟(jì)投入下，實(shí)現(xiàn)極高的處理目標(biāo)。除此之外，在長(zhǎng)時(shí)間的使用當(dāng)中可以發(fā)現(xiàn)，生物法的處理技術(shù)，因?yàn)橥饨鐪囟纫约皃H等的限制下，會(huì)對(duì)處理效果造成不小的威脅。如果企業(yè)排出的廢水中含有有毒生物物質(zhì)，那么不能通過生物法進(jìn)行廢水處理。

2 離子交換法

在工作人員應(yīng)用離子交換法過程中，針對(duì)廢水當(dāng)中存在的氨氮等物質(zhì)，工作人員通過酸性的陽(yáng)離子交換樹脂材料，實(shí)施有效吸附的基礎(chǔ)上，不僅整個(gè)過程能夠快速進(jìn)行，而且相對(duì)來講也不需要較為復(fù)雜的工藝，如果精細(xì)化工企業(yè)生產(chǎn)形成的廢水中，有著較低含量的氨氮量，完全可以應(yīng)用離子交換法。相關(guān)學(xué)者針對(duì)精細(xì)化工企業(yè)產(chǎn)生的高濃度焦化廢水進(jìn)行分析，從其氨氮含量出發(fā)，應(yīng)用強(qiáng)酸陽(yáng)性離子交換法吸附其中的氨氮含量，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，面對(duì)廢水當(dāng)中含有的氨氮含量，通過樹脂能夠有效吸附13.3mg/L，最大情況下能夠超出91%的吸附率效果。但是，借助離子交換法對(duì)含有高濃度的廢水進(jìn)行處理，會(huì)出現(xiàn)較多的再生液，對(duì)環(huán)境容易造成再次污染的現(xiàn)象。

3 膜分離技術(shù)

通過具有選擇透過性的膜分離技術(shù)，能夠更好地分離以及提純多種廢水物質(zhì)，行業(yè)人士也稱之為濃縮的形式。通過長(zhǎng)時(shí)間膜分離技術(shù)的應(yīng)用可以發(fā)現(xiàn)，該種技術(shù)手段不僅有利于工作人員全程的把控，而且過程也不需要再次添加其他的材料，像回收大分子成分，更能夠表現(xiàn)出較強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值。

實(shí)際應(yīng)用膜分離技術(shù)過程中[1]，主要含有以下幾種方式：第一，微濾。像廢水中含有的較小直徑的顆粒，此時(shí)通過微濾形式能夠達(dá)到很好的效果，其原理就是通過小分子的物質(zhì)結(jié)構(gòu)，有效攔截細(xì)菌等的物質(zhì)，一方面能夠承受較高的溫度，另一方面也有著良好的化學(xué)特征；第二，反滲透。工作人員在對(duì)廢水進(jìn)行處理時(shí)，借助壓力為核心，針對(duì)存在于溶液當(dāng)中的物質(zhì)，借助半透膜實(shí)現(xiàn)分離的目的。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，在我國(guó)工業(yè)用水等行業(yè)當(dāng)中，更加對(duì)反滲透技術(shù)形式提出了更高的關(guān)注。尤其是某些企業(yè)實(shí)施海水淡化時(shí)，相比其他幾種方式，該種形式不僅有著較低的能耗量，而且表現(xiàn)了突出的處理效果。與此同時(shí)，工作人員可以將其用作溶液稀釋的作用，經(jīng)過有效的處理，能夠促使工作人員獲取到純水物質(zhì)。但是，通過現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)調(diào)查可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前精細(xì)化工企業(yè)生產(chǎn)中所形成的廢水，其含鹽量持續(xù)增加，一定程度上給反滲透工作的有效推進(jìn)造成了嚴(yán)重的阻礙，最終不利于企業(yè)實(shí)現(xiàn)最大經(jīng)濟(jì)效益的目標(biāo)；第三，超濾。鑒于較強(qiáng)壓力的作用下，能夠?qū)ζ髽I(yè)廢水中含有的絕大多數(shù)大分子加以實(shí)施攔截效果，只能有小分子物質(zhì)通過的基礎(chǔ)上，自然能夠起到良好的凈化效果；第四，納濾。對(duì)于此種形式的廢水處理手段來講[2]，工作人員在應(yīng)用當(dāng)中，能夠保證廢水中較小的分子，像1nm的分子加以有效攔截，其中攔截的數(shù)量大約能夠在200～1 000范圍之中。此種形式鑒于水的軟化以及單多價(jià)離子分離等方面，更能夠體現(xiàn)出良好的使用性能，像當(dāng)前我國(guó)污水處理以及飲用水生產(chǎn)等行業(yè)，越來越對(duì)納濾處理技術(shù)形成了高度的關(guān)注。

4 氧化技術(shù)

氧化技術(shù)的應(yīng)用，工作人員具體可以采取以下幾種方式：第一，臭氧氧化處理技術(shù)。針對(duì)精細(xì)化工生產(chǎn)過程中形成的廢水，工作人員借助臭氧當(dāng)成氧化劑，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)良好凈化廢水效果，其中廢水當(dāng)中含有的有機(jī)物，更能夠通過催化劑的作用，達(dá)到顯著的去除效果。目前常見氧化技術(shù)，主要可以劃分為均相催化臭氧化以及多相催化臭氧化兩種形式[3]。在工作人員利用多相催化方式時(shí)，基于反應(yīng)媒介視角下，確保催化劑實(shí)現(xiàn)全面的回收。針對(duì)有機(jī)物質(zhì)的降解，工作人員需要深入的分析此種方式。像過渡金屬Fe、Cu等都是經(jīng)常使用的多相催化臭氧化催化劑。當(dāng)前乃至未來很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，多相催化臭氧化處理方式還需要相關(guān)行業(yè)人士的繼續(xù)努力鉆研；第二，光催化氧化。對(duì)于TiO2來講，最大的特點(diǎn)就是具有較強(qiáng)的氧化性能，再加上不需要企業(yè)投入較大成本以及整個(gè)過程比較穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，最大的優(yōu)勢(shì)就在于不會(huì)對(duì)溫度有著較大的要求，在常壓基礎(chǔ)上就能夠降解廢水當(dāng)中的有毒物質(zhì)，正因?yàn)橐幌盗械膬?yōu)點(diǎn)，行業(yè)人士對(duì)其提出了更高的關(guān)注。但是優(yōu)點(diǎn)之余也存在著一些取點(diǎn)，像較為困難的催化劑回收以及較低利用效率的光能等方面，在實(shí)際選擇使用當(dāng)中，還需要工作人員依托于企業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀下，更好地進(jìn)行選擇。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，當(dāng)前又出現(xiàn)了一種可見光催化，通過該種形式具有的磁性負(fù)載[4]，能夠改變過去難以回收催化劑的現(xiàn)狀。但是，存在于廢水當(dāng)中的有機(jī)胺等物質(zhì)，因?yàn)閷?shí)現(xiàn)氧化分解之后，降低了多種有價(jià)值物質(zhì)的使用效率，違背了當(dāng)前可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求；第三，芬頓氧化。從芬頓氧化形式下進(jìn)行研究，其中在進(jìn)行廢水處理當(dāng)中，就是借助亞鐵離子（Fe2＋）與過氧化氫（H2O2）氧化劑，更好地實(shí)現(xiàn)全面分解氧化廢水中有機(jī)物的目的。近年來開發(fā)的與電化學(xué)相結(jié)合的電芬頓法是以電化學(xué)法產(chǎn)生的Fe2＋和（或）H2O2作為芬頓試劑的持續(xù)來源，降解污染物的一種處理技術(shù)。在企業(yè)工作人員進(jìn)行芬頓氧化方法使用當(dāng)中，不僅需要較多專業(yè)的設(shè)備，而且還需要企業(yè)投入大量的資金，整個(gè)過程有著較長(zhǎng)的使用周期，也比較容易出現(xiàn)二次污染的現(xiàn)象。

5 電化學(xué)法

電化學(xué)法包括電絮凝、電滲析法以及電去離子技術(shù)的電化學(xué)方法。第一，電絮凝。工作人員事先準(zhǔn)備較多的鋁以及鐵，將其制定金屬電極，加以聯(lián)系廢水構(gòu)建電解池。工作人員進(jìn)行通電，確保廢水中金屬陽(yáng)極的鋁鐵等能夠全面的溶解[5]，水解形成Fe（OH）2、Fe（OH）3與Al（OH）3等，通過中和、物理吸附以及對(duì)膠體的網(wǎng)捕作用，達(dá)到凈化廢水的目的。電絮凝技術(shù)形式，雖然體現(xiàn)出較高的處理效率，也不會(huì)造成二次污染現(xiàn)象，但是最大的缺點(diǎn)就是使用處理當(dāng)中需要耗費(fèi)較大的電能。同行業(yè)人士的研究發(fā)現(xiàn)，將電絮凝技術(shù)與磁技術(shù)以及超聲技術(shù)相融合使用，不僅能夠促使廢水處理性能有效提升，而且也能夠應(yīng)對(duì)有著較大耗能的現(xiàn)狀；第二，電滲析法。應(yīng)用此項(xiàng)處理技術(shù)過程中，主要就是借助其中的電位差，利用離子交換膜對(duì)陰、陽(yáng)離子的選擇透過性，從溶液中脫除或富集電解質(zhì)的膜分離操作。綜合吸取了雙極膜的水解離特性和普通電滲析的工作原理，不斷革新得到的電滲析法，一方面能夠繼續(xù)延續(xù)雙極膜解離水的特點(diǎn)，不依靠其他成分的基礎(chǔ)上，確保廢水當(dāng)中的含鹽量能夠轉(zhuǎn)化為酸和堿，另一方面能夠?qū)崿F(xiàn)物質(zhì)資源再生的效果，更好地應(yīng)用在水處理以及化工等行業(yè)之中；第三，電去離子技術(shù)（EDI）。融合了電滲析與離子交換形式的電去粒子方式，行業(yè)人士又稱之為填充床電滲析技術(shù)。在行業(yè)人士制作超純水過程中，已經(jīng)廣泛的進(jìn)行了應(yīng)用。同時(shí)，作為一項(xiàng)高效處理低濃度重金屬離子廢水的方式，已經(jīng)廣泛應(yīng)用到化工等生產(chǎn)行業(yè)之中。相關(guān)學(xué)者開展了利用電去離子膜技術(shù)回收NH4NO3廢水工業(yè)試驗(yàn)，電導(dǎo)率為2 500μS/cm的NH4NO3模擬廢水通過處理后出水電導(dǎo)率降為0.2μS/cm，水的回收率達(dá)95%。基于現(xiàn)代化發(fā)展背景下，我國(guó)精細(xì)化工生產(chǎn)行業(yè)廢水處理過程中，還將繼續(xù)對(duì)此種形式進(jìn)行全面的研究與分析，希望能夠確保精細(xì)化工企業(yè)不斷提高廢水處理清潔生產(chǎn)技術(shù)的水平[6]。

6 結(jié)束語

基于可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略背景下，我國(guó)精細(xì)化工催化劑生產(chǎn)企業(yè)，為了能夠保持穩(wěn)定的發(fā)展態(tài)勢(shì)，應(yīng)該緊跟時(shí)代發(fā)展步伐，不斷革新過去落后的催化劑生產(chǎn)廢水處理清潔生產(chǎn)技術(shù)水平。針對(duì)多樣化的清潔生產(chǎn)技術(shù)，相關(guān)工作人員應(yīng)該從實(shí)際條件下出發(fā)，找出每種清潔技術(shù)的不足，確保廢水排放工作具備節(jié)能性優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，真正實(shí)現(xiàn)精細(xì)化工催化劑生產(chǎn)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。