導(dǎo)語：工業(yè)廢水處理技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

【摘要】隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的高速發(fā)展，污染物排放總量也在快速增長(zhǎng)，水環(huán)境污染已從城市蔓延至縣城，從縣城擴(kuò)散到鄉(xiāng)村，工業(yè)污染對(duì)水環(huán)境的影響尤為嚴(yán)重。在國(guó)家“水十條”、PPP等政策的推動(dòng)下，水污染治理在尋求高效處理方式的同時(shí)，更加注重污水處理設(shè)施的設(shè)計(jì)與創(chuàng)新，而2020年的“可再生能源發(fā)展目標(biāo)”敦促著工業(yè)企業(yè)降低對(duì)淡水的依賴，對(duì)工業(yè)廢水進(jìn)行深度處理回收再利用———把握行業(yè)發(fā)展方向是科學(xué)研究的重中之重。

【關(guān)鍵詞】工業(yè)廢水；處理回用；發(fā)展趨勢(shì)

1工業(yè)廢水處理的主要工藝與發(fā)展趨勢(shì)

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展無法改變我國(guó)水資源極度匱乏的現(xiàn)狀，我國(guó)作為人口第一大國(guó)，全球水資源占有率僅為8%，人均可再生水資源量?jī)H為世界平均水平的25％[1]。水資源短缺促使國(guó)家對(duì)廢水處理技術(shù)的投入力度不斷加大，工業(yè)廢水處理領(lǐng)域常用的傳統(tǒng)生物處理技術(shù)、高級(jí)氧化技術(shù)、膜技術(shù)、生物濾池技術(shù)等都是當(dāng)前的研究重點(diǎn)。以下是工業(yè)企業(yè)常用水處理技術(shù)的幾種代表工藝：1.1厭氧生物處理。厭氧生物處理屬于傳統(tǒng)生物處理技術(shù)，它通過厭氧消化細(xì)菌在不存在氧氣的環(huán)境中將有機(jī)化合物降解為CO2和CH4，與好氧生物處理系統(tǒng)相比，厭氧系統(tǒng)具有COD去除率高、污泥產(chǎn)量低、產(chǎn)甲烷等優(yōu)點(diǎn)，但厭氧處理后的廢水一般都無法達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，仍需后續(xù)工藝進(jìn)一步處理。當(dāng)前對(duì)厭氧工藝的研究重點(diǎn)集中在如何提高消化效率和厭氧組合處理工藝（如上流式厭氧污泥床UASB、序批式厭氧反應(yīng)器SBR等）上，對(duì)工業(yè)廢水的處理應(yīng)用將得到進(jìn)一步推廣。1.2好氧生物處理。好氧生物處理技術(shù)已經(jīng)有一百多年的歷史了，因其流程簡(jiǎn)單、成本低廉，且具有良好的處理效果，得到了深入研究與改進(jìn)。在好氧系統(tǒng)中，好氧細(xì)菌在氧氣存在的環(huán)境中對(duì)有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行降解，處理時(shí)間和所需的氧氣或空氣的量隨著廢水有機(jī)污染物濃度的增加而增加。在使用物理化學(xué)或厭氧工藝后，廢水中的難降解有機(jī)污染物被斷鏈降解為易降解基質(zhì)，廢水BOD值得到有效提高，好氧工藝通常用于此類過程的后續(xù)處理，使廢水達(dá)到最終的處理標(biāo)準(zhǔn)。1.3固定型微生物-曝氣生物型濾池固定型微生物-曝氣生物型濾池（IBAF）以固定型微生物處理技術(shù)（IM）為基礎(chǔ)，結(jié)合曝氣生物型濾池（BAF）的相關(guān)特性而形成的廢水生化處理技術(shù)。對(duì)比曝氣生物型濾池，IBAF技術(shù)采用懸浮大孔型載體結(jié)構(gòu)，比表面積更大（80m2/g）、孔隙率更高（98%）[2]。同時(shí)，借助分子設(shè)計(jì)選育微生物，在IBAF載體內(nèi)部引入大量活性與強(qiáng)極性基團(tuán)，基團(tuán)可隨廢水COD濃度不斷調(diào)節(jié)生長(zhǎng)，并通過微生物固定載體使體系具有很高的抗沖擊能力，有效防范系統(tǒng)阻塞。采用IBAF技術(shù)可以取消后續(xù)二沉池，使操作監(jiān)管更為簡(jiǎn)單合理。1.4鐵碳微電解。鐵碳微電解技術(shù)另稱鐵碳內(nèi)電解法，它利用鐵的陽離子Fe2+、Fe3+與碳元素形成原電池反應(yīng)，對(duì)水中污染物質(zhì)產(chǎn)生氧化還原作用，它可歸類于高級(jí)氧化工藝電化學(xué)氧化法的一種。鐵碳微電解技術(shù)利用鐵離子與碳元素之間形成的無數(shù)個(gè)微小鐵碳原電池單元，形成正負(fù)電壓差，活性電子不斷向兩級(jí)靠攏，使惰性有機(jī)物的活性增加，通過電解反應(yīng)使污染物質(zhì)轉(zhuǎn)化降解。鐵碳微電解技術(shù)只需在酸性環(huán)境中投入鐵和碳顆粒即可實(shí)現(xiàn)不錯(cuò)的處理效果，該技術(shù)目前在實(shí)際工業(yè)廢水治理中得到廣泛使用。1.5頻繁倒極電滲析。頻繁倒極電滲析（EDR）屬于電滲析技術(shù)（ED）的改良型，主要由電滲析結(jié)構(gòu)本體、整流器和自動(dòng)倒級(jí)系統(tǒng)組成。ED技術(shù)通過制造直流電場(chǎng)使陰陽離子分別通過陽離子交換膜和陰離子交換膜，從而去除廢水中的陰陽離子，而EDR技術(shù)通過設(shè)置倒級(jí)系統(tǒng)，直流電廠的正負(fù)電極每隔15~20min互換一次，使離子反向流動(dòng)，起到自動(dòng)清洗離子交換膜的作用。EDR技術(shù)可以有效去除工業(yè)廢水中的Fe、Ca、As、Ra、SO42-、Ni2+和硝酸鹽等[3]。EDR的使用是電滲析技術(shù)的一大突破，目前已被用于電鍍廢水、電池制造廢水等工業(yè)廢水處理過程，對(duì)重金屬類離子擁有95%以上的處理效率[4]。1.6持續(xù)微濾聯(lián)合反滲透。該方案屬于膜技術(shù)的組合應(yīng)用。原水通過管道運(yùn)送至混合攪拌池，根據(jù)水量與水質(zhì)的不同進(jìn)行配比混合，通過持續(xù)微濾（CMF）內(nèi)部的供水泵提升至預(yù)過濾器清除＞0.5mm的一類顆粒物，以保護(hù)微濾膜、降低反洗頻次，增長(zhǎng)使用年限。預(yù)過濾出水進(jìn)入微濾膜內(nèi)部進(jìn)行處理，憑借微濾膜自身的孔徑特征，大量病菌與細(xì)小顆粒物等都能被攔截清除。通過CMF處理的出水再進(jìn)入反滲透（RO）的膜組件內(nèi)部進(jìn)行深度處理，清除＞10A的一類溶解型固體顆粒物，出水可達(dá)到較高的回用水標(biāo)準(zhǔn)，一般在工業(yè)中被用于循環(huán)冷卻水甚至更高標(biāo)準(zhǔn)的耗水工藝中。目前，膜技術(shù)與其他廢水處理技術(shù)（如傳統(tǒng)生物氧化技術(shù)）的組合應(yīng)用成為研究主流，未來的研發(fā)重點(diǎn)在于優(yōu)質(zhì)膜的研發(fā)與處理過程的智能化管理[5]。目前，工業(yè)廢水依然是全球水處理技術(shù)的研發(fā)重點(diǎn)，關(guān)注方向從批量處理技術(shù)向特殊水質(zhì)、特定污染物的定向處理技術(shù)轉(zhuǎn)移，如針對(duì)重金屬工業(yè)廢水的壓載電絮凝技術(shù)[6]、用于深度回用的冷凍處理技術(shù)[7]、用于高濃度有機(jī)廢水處理的光催化氧化技術(shù)[8]、用于成分復(fù)雜廢水處理的反流化床MBR技術(shù)[9]等都是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。

2工業(yè)廢水處理面臨的主要問題

2.1處理成本高昂。工業(yè)廢水根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)方式的不同往往含有大量有機(jī)污染物、重金屬、無機(jī)離子、酸堿離子等有害污染物質(zhì)，通常要經(jīng)過萃取、吸附、化學(xué)氧化、生物降解等多種工藝的聯(lián)合處理過程才能處理至達(dá)標(biāo)排放或回用，目前工藝成熟、處理高效且成本低廉的只有生物降解等少數(shù)傳統(tǒng)工藝，而生物降解對(duì)有機(jī)物的處理能力受到有機(jī)物種類的影響較大，處理工業(yè)廢水需要和其他工藝結(jié)合。這使工業(yè)廢水處理成本往往要比生活污水高50%以上[10]，綜合處理成本依然較高。如何提高生物處理的活性污泥比表面積、降低化學(xué)處理的藥劑投加量、提升物理吸附效率等依然是當(dāng)前面臨的主要問題。2.2特殊污染物的應(yīng)對(duì)。工業(yè)廢水的污染物質(zhì)含量大、種類多，通常還含有一些特殊污染物，如有生物毒性的含酚廢水、含汞廢水、高重金屬?gòu)U水、苯類有機(jī)廢水等，傳統(tǒng)生物處理工藝難于去除，需要采用高級(jí)氧化、離子交換、膜技術(shù)等新工藝進(jìn)行特殊處理。目前，對(duì)工業(yè)廢水研究的主要方向包括對(duì)特定工業(yè)處理過程的廢水處理研究、對(duì)特殊污染物質(zhì)的定向去除研究和對(duì)組合處理工藝的專項(xiàng)優(yōu)化研究三個(gè)方向，在一項(xiàng)研究中三個(gè)方向往往是同時(shí)進(jìn)行的，對(duì)特殊污染物質(zhì)的應(yīng)對(duì)通常是決定最終處理成本的核心因素，對(duì)它的定向研究依然十分重要。2.3除臭技術(shù)有待提升。目前常用的除臭方法有化學(xué)藥劑吸收法、土壤法及生物法、活性炭吸附法等。其中，生物除臭技術(shù)憑借成本低、效果好、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用，尾氣可穩(wěn)定達(dá)到國(guó)家中二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)[11]，滿足工業(yè)區(qū)域排放要求。但隨著國(guó)家土地資源的深度開發(fā)，城市功能板塊漸趨緊密，百姓對(duì)居住環(huán)境的美好愿景越發(fā)強(qiáng)烈，國(guó)家廢水污染處置場(chǎng)所的除臭指標(biāo)必將愈趨嚴(yán)苛，除臭提改技術(shù)及其應(yīng)對(duì)方案將成為未來工業(yè)污水處理新課題。

3工業(yè)廢水處理行業(yè)的未來趨勢(shì)

3.1明確的回用要求。工業(yè)是我國(guó)水資源消耗大戶，大多數(shù)工業(yè)生產(chǎn)過程都會(huì)用到水，根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)，2016年工業(yè)用水量達(dá)到1380億立方米，是居民生活用水量的1.6倍[12]。但對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)來說，并非所有耗水過程都需要使用淡水資源，工業(yè)廢水回用可以有效降低對(duì)淡水的依賴。通過采用工業(yè)總水系統(tǒng)規(guī)劃模型和自動(dòng)化設(shè)計(jì)體系[13]對(duì)工業(yè)用水過程進(jìn)行系統(tǒng)分析、全局規(guī)劃，可以有效提高工業(yè)廢水回用率、降低工業(yè)耗水量，是未來工業(yè)水處理技術(shù)的重要發(fā)展方向[14]。3.2注重土地資源節(jié)約。我國(guó)各大中城市的土地資源極度短缺，尤其是在城市核心區(qū)域或中心地段，每寸土地都充滿了巨大的產(chǎn)業(yè)價(jià)值，“環(huán)境友好、土地節(jié)約”逐漸成為我國(guó)廢水處理技術(shù)的重要發(fā)展趨勢(shì)。對(duì)于工業(yè)企業(yè)來說，土地是業(yè)務(wù)拓展的依托資源，土地節(jié)約的一體化設(shè)備或下沉式技術(shù)，對(duì)于工業(yè)企業(yè)來說極具吸引力。下沉式處理技術(shù)在國(guó)內(nèi)生活污水處理領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，它將污水處理設(shè)施潛入地下，地面配以商業(yè)區(qū)、休閑公園等娛樂設(shè)施，可以明顯改善工業(yè)園區(qū)生態(tài)環(huán)境，提高員工舒適度，將處理設(shè)施轉(zhuǎn)換為高附加值的正資產(chǎn)。3.3自動(dòng)化管理創(chuàng)新。廢水處理設(shè)施的自動(dòng)化管理在國(guó)外已經(jīng)得到普遍應(yīng)用，獲得2017年全球水獎(jiǎng)“年度技術(shù)突破獎(jiǎng)”的“基于人工智能的膜控制系統(tǒng)IntelliFlux”技術(shù)便是全球探索廢水自動(dòng)化處理的最新突破，IntelliFlux系統(tǒng)通過感應(yīng)進(jìn)水水質(zhì)來制定最佳的操作及保養(yǎng)參數(shù)，從而充分優(yōu)化膜處理性能，顯著降低運(yùn)營(yíng)成本，目前被用于處理加利福尼亞州石化廢水的農(nóng)業(yè)回用。我國(guó)工業(yè)廢水處理現(xiàn)已開始自動(dòng)化發(fā)展進(jìn)程，但仍處于初級(jí)階段，未來深度的廢水自動(dòng)化處理廠必將成為主流趨勢(shì)。

4結(jié)語

綜上所述，在我國(guó)現(xiàn)階段的工業(yè)系統(tǒng)環(huán)境治理中，依然存在許多水資源污染與浪費(fèi)問題，工業(yè)廢水排放與回用已成為社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)。工業(yè)企業(yè)要實(shí)現(xiàn)廢水的高效治理，首先要繼續(xù)研究?jī)?yōu)化廢水處理技術(shù)、降低處理成本，落實(shí)企業(yè)的社會(huì)與環(huán)保責(zé)任，不斷完善自身水資源保護(hù)和循環(huán)利用體系；其次，應(yīng)創(chuàng)新開展各種廢水處理工藝和回用技術(shù)的落地研究，將紙面的技術(shù)轉(zhuǎn)換為工程實(shí)際，在實(shí)踐操作中繼續(xù)優(yōu)化工程技術(shù)理論和運(yùn)營(yíng)管理方法，降低資源消耗、提升環(huán)境效益，實(shí)現(xiàn)企業(yè)環(huán)保體系和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的雙重優(yōu)化。

作者:王泳超 單位:信開水環(huán)境投資有限公司