張賀偉 北京市門頭溝區(qū)河湖事務(wù)中心

工業(yè)發(fā)展帶來的環(huán)境污染問題不容忽視，環(huán)境污染主要包括：水污染、空氣污染、垃圾污染等，影響了城市居民的正常生活。近些年來，我國一直對環(huán)境污染問題十分重視，出臺了各項(xiàng)環(huán)境保護(hù)法律法規(guī)，針對污水的排放和處理制定了十分嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。但是還是有一部分企業(yè)受到利益的驅(qū)使，置法律于不顧。社會及相關(guān)工作部門積極創(chuàng)新治理方案，在工業(yè)中投入污水處理系統(tǒng)電氣控制自動化模式，能夠有效提升工業(yè)污水的治理效果。

一、工業(yè)廢水處理的現(xiàn)狀

（一）新興的污水處理技術(shù)還未得到有效利用

隨著我國化學(xué)工業(yè)的飛速進(jìn)步，化學(xué)產(chǎn)品的種類越來越多，導(dǎo)致化學(xué)廢水中的成分也逐漸增多，這也讓原始的廢水處理技術(shù)無法滿足對逐漸增多的化學(xué)成分進(jìn)行處理的要求，雖然廢水處理的研究和技術(shù)不斷地在創(chuàng)新調(diào)整，但各類化學(xué)企業(yè)的廢水處理和管理技術(shù)無法跟上時代進(jìn)步的步伐，導(dǎo)致了廢水在排放時沒有達(dá)到國家制定的排放標(biāo)準(zhǔn)，并且環(huán)保檢查借助的也仍然是以往傳統(tǒng)的老舊技術(shù)或是沒有及時更新的國家發(fā)布的污染指標(biāo)，也會導(dǎo)致廢水檢查工作更加不符合標(biāo)準(zhǔn)。

（二）廢水處理的成本日益增加

在以前，化工行業(yè)的廢水處理成本大概是一噸廢水不到一元錢，但是隨著廢水化學(xué)原料的增長和其他社會成本的不斷提高，導(dǎo)致當(dāng)前每噸廢水的處理成本對比以前增長了幾十倍都不止，這也為廢水處理的工作帶來了看不到卻非常沉重的壓力。相對于一些收益較好，運(yùn)用情況良好的化工企業(yè)，進(jìn)行符合標(biāo)準(zhǔn)的廢水處理是非常輕松的，但是對于那些經(jīng)濟(jì)收益較差且運(yùn)營情況并不十分可觀的化工企業(yè)就有難度，為了節(jié)省資金便可能會選擇不符合國家標(biāo)準(zhǔn)的廢水進(jìn)行排放。

二、膜法污水處理技術(shù)相關(guān)研究與應(yīng)用動態(tài)

（一）抗有機(jī)污染與抗生物污染膜材料

抗污染膜材料研制在過去十余年快速發(fā)展。表面涂覆/接枝、功能材料摻雜/共混等抗污染改性方法得到了廣泛研究。近年來，借鑒自然界中生物的功能、結(jié)構(gòu)和過程實(shí)現(xiàn)抗污染改性，通過仿生和生物啟發(fā)方法獲得具有抗污染物粘附、滋生的抗污表面是抗污染膜材料研制的熱點(diǎn)，如受細(xì)胞膜非對稱結(jié)構(gòu)啟發(fā)的表面偏析法、受荷葉效應(yīng)啟發(fā)的自清潔光滑抗污表面、受沙漠昆蟲皮膚啟發(fā)構(gòu)建親疏水梯度表面等。以受荷葉和魚鰓結(jié)構(gòu)啟發(fā)的多級結(jié)構(gòu) PP 膜制備為例，通過誘導(dǎo)微/納米 SiO2 在膜界面上有序生長，能夠有效增加膜表面湍流度、減低膜表面成核傾向，實(shí)現(xiàn)了高滲在實(shí)際長期運(yùn)行過程中，微生物在膜表面的滋生所導(dǎo)致的生物污染是膜法污水處理工藝面臨的挑戰(zhàn)，而制備抗生物污染膜是控制生物污染的核心手段之一。相對于物化防御和驅(qū)除機(jī)制，通過抗菌劑的釋放或接觸造成微生物損傷的主動抗污染改性機(jī)制更加高效。膜面或膜體中負(fù)載的金屬納米顆粒（如銀、銅和鋅等）能夠通過釋放金屬離子改變細(xì)胞膜的滲透性，并可誘導(dǎo)胞內(nèi)的氧化應(yīng)激行為形成活性氧，造成細(xì)胞死亡和生長抑制；而基于接觸損傷機(jī)制發(fā)揮抗菌效能的方法，可以有效避免釋放型抗菌劑依賴藥劑持續(xù)釋放的問題以及釋放所可能引起的環(huán)境風(fēng)險，因而在抗生物污染膜制備方面具有顯著優(yōu)勢。

（二）利用納米水通道調(diào)控膜的性能

對于具有孔道的納米材料，其內(nèi)部傳質(zhì)特性與聚酰胺膜完全不同。以碳納米管為例，在碳納米管中，隨著水分子持續(xù)充滿碳納米管，會在管內(nèi)形成連續(xù)的一維水分子單鏈，而碳納米管內(nèi)表面是非極性的，水分子與管壁之間幾乎無摩擦作用力，水分子由此可以快速滑過碳納米管，且另有研究發(fā)現(xiàn)，隨著碳納米管直徑的減小，水分子的滑移距離成倍增加。可見，若能使多孔納米材料的孔道作為膜的主要過水通道，能顯著提升膜的水通量。并且，當(dāng)納米材料孔道成為膜的主要過水通道時，膜對污染物的選擇性將取決于納米材料的孔道性質(zhì)，即通過適當(dāng)選取納米材料能定制膜的選擇性。Dai 等在界面聚合制備過程中原位引入親水多孔的金屬有機(jī)框架材料 MIL-101（Cr），構(gòu)建了親水納米水通道內(nèi)嵌的TFN 聚酰胺NF 膜。通過多種鹽截留、納米材料與膜表面電位、金納米顆粒過濾與透射電子顯微鏡（TEM）截面表征等手段，證明了 MIL-101（Cr）的親水通道主導(dǎo)了整體膜的傳質(zhì)。親水多孔納米材料的引入使其水通量相較于傳統(tǒng)NF 膜提升了 130%，且同時提升了其對疏水內(nèi)分泌干擾物的截留率，有效提升了其對水/內(nèi)分泌干擾物的選擇性，在污水處理與回用領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。進(jìn)一步地，在MIL-101（Cr）納米水通道的配位不飽和金屬中心接枝了乙二胺，使其具有外部羧基、內(nèi)部氨基的雙電性結(jié)構(gòu)。雙電性納米水通道也能主導(dǎo)TFN 膜的分離性能，改性膜對荷正電和荷負(fù)電藥物（PhACs）均有優(yōu)異的去除效果。納米水通道外側(cè)的羧基對負(fù)電 PhACs的排斥能高于內(nèi)部孔道的氨基，而對正電PhACs 的排斥能主要由孔道內(nèi)的氨基貢獻(xiàn)。通過在基膜上預(yù)先負(fù)載親水的銀納米顆粒，在界面聚合過程中，親水銀納米顆粒附近能吸附一層水相薄層，油相單體均苯三甲酰氯（TMC）在其附近易發(fā)生水解，從而在界面聚合過程中于銀納米顆粒和聚酰胺層之間形成納米級的空腔，即納米水通道。銀納米顆粒周圍的納米水通道能顯著提升 RO 膜的水通量和對氯化鈉、硼和微污染物的截留效果。不過，若納米顆粒是疏水的，則其難以在其周圍和聚酰胺之間形成納米水通道，因此，若欲在聚酰胺膜內(nèi)形成納米水通道，多孔的疏水/親水納米材料或無孔的親水納米材料均在選用之內(nèi)[1]。

三、工業(yè)廢水處理的技術(shù)及管理措施

（一）提高含硫廢水處理的效果

為了能夠讓化工廢水達(dá)到更好的處理效果，也為了讓含硫廢水的污染不再繼續(xù)擴(kuò)大，需要將各種廢水處理的方法靈活地進(jìn)行應(yīng)用。當(dāng)前中較常運(yùn)用的含硫廢水處理技術(shù)主要包括氧化法、堿吸收法、氣提法及沉淀法等。當(dāng)前，化工企業(yè)最為常用的含硫廢水的處理方式為氧化法和氣提法，以上兩種方法能將廢水中所包含的硫有效果的去除，去除率在90%以上。借助氧化法來去除廢水中所含的硫時，會將鐵、銅、鈷、錳等大部分金屬鹽類作為承載體，運(yùn)用空氣中所含的養(yǎng)分來將廢水中的硫化物轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩猁}或是硫代硫酸鹽。運(yùn)用氣提技術(shù)需要增強(qiáng)汽提塔的壓力把控，讓塔頂在進(jìn)行分解時所產(chǎn)生的酸性氣將硫完美的回收，以此為基礎(chǔ)來達(dá)到含氨量比較少的國家廢水處理標(biāo)準(zhǔn)。除此之外，在以往傳統(tǒng)的廢水處理的物化法的基礎(chǔ)上，還創(chuàng)新了較為新穎的高級氧化方式，例如超臨界水氧化法、催化濕式氧化法和濕式空氣氧化法等。以上所提出的新興高級氧化法對比其他的氧化方法更加便利，操作性也強(qiáng)，能夠最大程度地將廢水處理的氧化效果理想化。含硫廢水的處理運(yùn)用高級氧化方法，不僅能夠讓硫的去除率增高，還能夠讓高濃度、難生化的有機(jī)污水的可生化性穩(wěn)步提高。與此同時，在處理含硫污水的過程中還可以科學(xué)地借助生物除硫的技術(shù)，該技術(shù)能夠有效果的提高氧化法的效率[2]。

（二）污水處理廠改造措施

污水處理廠將一個容量為120m3的水池用作該煤氣化廢水的前處理池，池中設(shè)立 3 個上下錯位的擋流板，將煤氣化廢水直接通入該處理池進(jìn)行前處理。停留時間為30min 即可使氧化反應(yīng)完全，因此該處理池可滿足反應(yīng)所需。在水池旁邊配備4 個15m3的儲藥罐，其表面用玻纖鋁箔膠帶無縫粘貼覆蓋，上方鋪設(shè)遮陽棚，防止陽光直射導(dǎo)致次氯酸鈉發(fā)生降解，影響處理效果。安裝一套自動加藥系統(tǒng)，將次氯酸鈉加入混合器，與煤氣化廢水混合后共同泵入前處理池。次氯酸鈉流量由煤氣化廢水流量和氨氮濃度決定，該電廠的廢水平均氨氮濃度為 297mg/L，當(dāng)該廢水出水氨氮濃度低于 80mg/L 時，系統(tǒng)就不會受到影響。進(jìn)水氨氮濃度為200～400mg/L，n（Cl）/n（N）為1.5～1.8 時，便可控制出水氨氮濃度低于80mg/L。煤氣化廢水是經(jīng)過脫氨塔處理后的廢水，在到達(dá)污水處理廠的時候，平均水溫 36.6℃，最高時可達(dá)到46℃，這對于次氯酸鈉氧化去除氨氮的反應(yīng)非常不利。因此，污水處理廠在廢水來水管上加裝兩臺換熱器，將其他溫度較低的客戶來水與該廢水進(jìn)行熱交換，使得廢水到達(dá)前處理池時水溫低于30℃。

四、污水處理系統(tǒng)電氣控制自動化開展措施

（一）嚴(yán)格遵守電氣控制自動化實(shí)施要求

針對社會中逐漸暴露出來的水環(huán)境污染問題，國家出臺了相關(guān)的法律法規(guī)制度，積極推動了污水處理方式的創(chuàng)新，引進(jìn)先進(jìn)的污水處理系統(tǒng)，制定出嚴(yán)格的污水排放標(biāo)準(zhǔn)要求，完善污水處理方案，以期能夠減少污水對于人類生活環(huán)境的影響。結(jié)合電氣控制自動化技術(shù)的應(yīng)用，形成電氣控制自動化污水處理系統(tǒng)，能夠?yàn)槲磥淼奈鬯幚砑夹g(shù)發(fā)展指明方向。電氣自動化技術(shù)在生活中起到了十分關(guān)鍵的作用。在污水處理中，由于污水的性質(zhì)比較特殊，因此離子含量以及酸堿度都會超標(biāo)，系統(tǒng)要確保在惡劣的環(huán)境中同樣能夠正常工作。污水處理中電氣控制系統(tǒng)要詳細(xì)觀測周圍情況，充分反映出真實(shí)的運(yùn)行狀態(tài)。污水處理要做好監(jiān)控工作。電氣控制系統(tǒng)能夠詳細(xì)檢測和記錄在污水處理過程中的參數(shù)，能夠?yàn)楹笃诘脑O(shè)計方案改進(jìn)提供科學(xué)依據(jù)[3]。

（二）測量和控制參數(shù)的操作

在系統(tǒng)運(yùn)行中測量參數(shù)和控制參數(shù)十分重要，通過進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的準(zhǔn)確測量和控制，能夠保障電氣控制自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。工作人員在參數(shù)的測量和控制工作開展過程中，需要遵守嚴(yán)格的工作開展原則。首先需要測量和控制好液位數(shù)據(jù)，污水處理中可能會出現(xiàn)處理池面積太小的情況，要使用靜壓式傳感器液位儀進(jìn)行測量，并使用液位變送器和擴(kuò)散硅傳感器收集相關(guān)信息[4]。

五、結(jié)束語

綜上所述，化學(xué)工業(yè)廢水處理技術(shù)及管理的問題，需要積極進(jìn)行改善、優(yōu)化是非常關(guān)鍵的，將看到的問題進(jìn)行科學(xué)合理地處理，以此來減少環(huán)境污染的問題，并達(dá)到治理環(huán)境與發(fā)展經(jīng)濟(jì)共同發(fā)展。化學(xué)工業(yè)企業(yè)的廢水處理專業(yè)技術(shù)人員，不僅需要提升自身的專業(yè)素質(zhì)，還需要及時發(fā)現(xiàn)并解決問題，同時，及時向上級部門匯報以調(diào)整改善的廢水處理方案，以此為基礎(chǔ)來保證我國化學(xué)工業(yè)廢水處理的計劃能夠符合國家標(biāo)準(zhǔn)并可安全有效執(zhí)行。