技術(shù)白皮書丨四川省工業(yè)廢水處理技術(shù)篇
為全面掌握行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型發(fā)展的科技需求，精準(zhǔn)評估全省生態(tài)環(huán)境科技發(fā)展水平狀況，更好地推動生態(tài)環(huán)境科技成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，不斷提高科技服務(wù)水平，由生態(tài)環(huán)境廳、科學(xué)技術(shù)廳牽頭，四川省環(huán)境科學(xué)學(xué)會于2021年起組織編制《四川省生態(tài)環(huán)保技術(shù)白皮書》。
2021年，以水環(huán)境治理領(lǐng)域?yàn)殚_端，《四川省生態(tài)環(huán)保技術(shù)2020年度白皮書（水環(huán)境領(lǐng)域）》已編制形成。今天，我們來看看系列解讀之《四川省工業(yè)廢水處理技術(shù)篇》。
四川省工業(yè)廢水處理技術(shù)需求
高色度高難度工業(yè)廢水處理技術(shù)
1. 對難降解有機(jī)物降解不完全，存在脫色困難。高色度高難度工業(yè)廢水具有有機(jī)物濃度高、色度大、廢水中有機(jī)成分種類多、鹽度高、水質(zhì)及水量不穩(wěn)定等特點(diǎn)，單一的芬頓或鐵屑氧化等方法難以實(shí)現(xiàn)難降解有機(jī)物的有效降解。
2. 芬頓、堿性水解等預(yù)處理技術(shù)藥劑使用量大，成本高，耗費(fèi)大，對設(shè)備具有強(qiáng)腐蝕性，且其出水不利于后續(xù)生物處理；而鐵基高級氧化技術(shù)存在材料易板結(jié)鈍化、電子利用率低、鐵泥產(chǎn)率高等技術(shù)瓶頸問題。
3. 膜分離技術(shù)存在瓶頸。膜分離技術(shù)在高色度高難度工業(yè)廢水處理和回用中已得到大規(guī)模應(yīng)用，但膜污染、高性能膜材料制備和運(yùn)行成本高等問題仍待解決。
含重金屬工業(yè)廢水處理技術(shù)
1. 新標(biāo)準(zhǔn)下廢水中重金屬難以穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。雖然目前重金屬處理技術(shù)很多，但出于經(jīng)濟(jì)性、操作性和維護(hù)性等因素的考慮，絕大多數(shù)的含重金屬廢水均采用化學(xué)沉淀法處理，其中又以中和沉淀居多，處理出水難以達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn)的排放要求。
2. 廢水處理污泥產(chǎn)量大。目前重金屬廢水采用的處理方法多為沉淀法，所產(chǎn)生的含重金屬污泥要借助于多次使用的化學(xué)藥劑，經(jīng)過多次的化學(xué)形態(tài)的轉(zhuǎn)化才能回收利用，技術(shù)要求高、經(jīng)濟(jì)成本大，故而會造成多數(shù)污泥不能回收利用。
高氨氮行業(yè)廢水處理技術(shù)
1. 環(huán)保法規(guī)對廢水中氨氮的排放標(biāo)準(zhǔn)日益嚴(yán)格，而高氨氮含量廢水由于來源廣、成分復(fù)雜、可生化性較差，處理后出水難以達(dá)到要求。
2.常規(guī)A/O工藝、A2/O工藝、SBR工藝、氧化溝工藝存在停留時間長、占地面積大、工藝運(yùn)行管理要求高等缺點(diǎn)，亟待開發(fā)容積負(fù)荷高、占地面積小的生物處理工藝，以滿足不同環(huán)境下高氨氮廢水處理的需求。
技術(shù)介紹
電子束深度處理工業(yè)廢水技術(shù)
適用范圍：適用于難降解工業(yè)廢水處理、現(xiàn)有工業(yè)廢水工程提標(biāo)改造、綜合工業(yè)園區(qū)廢水處理及提標(biāo)等。
技術(shù)創(chuàng)新性：
（1）成功研制水處理專用電子加速器和輻照反應(yīng)器，單臺套設(shè)備最大處理能力可達(dá)5000m3/d，并擁有自主知識產(chǎn)權(quán)。
（2）針對不同應(yīng)用領(lǐng)域形成電子束輻照處理工業(yè)廢水組合工藝。
（3）已在印染廢水領(lǐng)域建立示范工程，處理量達(dá)2000m3/d，處理出水滿足紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。
（4）已建成全球最大電子束處理工業(yè)廢水單體項(xiàng)目，處理量達(dá)30000m3/d，實(shí)現(xiàn)7臺電子加速器聯(lián)機(jī)并行，同時實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動化集成控制。
（5）已在制藥廢水、垃圾滲濾液、醫(yī)院污水、抗生素菌渣、高濃廢液等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用，建立各個行業(yè)領(lǐng)域的示范工程。
工業(yè)園區(qū)水質(zhì)高頻波動廢水強(qiáng)化脫氮除磷組合工藝
適用范圍：該技術(shù)適用于總氮、氨氮及有機(jī)物含量較高的工業(yè)污水處理。
技術(shù)創(chuàng)新性：該技術(shù)路線具有獨(dú)創(chuàng)性，在高進(jìn)水負(fù)荷、沖擊進(jìn)水負(fù)荷的情況下，通過工藝的優(yōu)化，強(qiáng)化脫氮工藝，加強(qiáng)回流及溶解氧全過程管理，能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)正常連續(xù)生產(chǎn)，出水指標(biāo)僅在排放限值內(nèi)波動，具有良好的抗進(jìn)水沖擊負(fù)荷能力。
特種膜制藥廢水零排放技術(shù)
適用范圍：DTRO特種膜處理技術(shù)為制藥廢水的治理開辟了新的道路，提供新的解決思路，并在工程實(shí)踐中得以成功應(yīng)用。以DTRO技術(shù)為依托的制藥廢水中水回用零排放工藝的項(xiàng)目實(shí)施和運(yùn)行，有利于特種膜技術(shù)在青霉素、紅霉素等抗生素制藥廢水處理上的應(yīng)用與推廣。
技術(shù)創(chuàng)新性：采用“UF+卷式RO+DTRO+蒸發(fā)”，經(jīng)卷式反滲透RO和特種膜DTRO組合膜處理后的回收率達(dá)到90~92%，再經(jīng)蒸發(fā)處理后的總回用率可達(dá)98%以上。
高難度化工廢水鐵基材料協(xié)同催化氧化處理關(guān)鍵技術(shù)
適用范圍：三級梯度氧化+多級混凝沉淀+A/O工藝為高難度難降解工業(yè)廢水提供了新的解決方案和思路，并已成功的應(yīng)用于工程項(xiàng)目中。該技術(shù)可用于處理制藥、農(nóng)藥、染料、民用起爆藥、軍用底火藥等行業(yè)產(chǎn)生的工業(yè)廢水。
技術(shù)創(chuàng)新性：
（1）首創(chuàng)制微米級鐵銅雙金屬（mFe/Cu）催化材料。設(shè)計高電勢差的鐵銅原電池，實(shí)現(xiàn)電子在兩級間定性流動，實(shí)現(xiàn)了電子在Cu和Fe陰陽兩極間定向流動，電子利用率高于10%。
（2）研發(fā)了三級梯度氧化+多級混凝沉淀+A/O的組合處理工藝。基于微米級鐵基材料的制備及機(jī)理研究，提出“三級梯度氧化+多級沉淀+A/O”的組合處理工藝。其中，三級梯度氧化工藝能夠?qū)崿F(xiàn)有毒污染物的高效轉(zhuǎn)化，顯著提高廢水可生化性。
（3）開發(fā)了國內(nèi)首套內(nèi)循環(huán)水高速旋流高級氧化反應(yīng)裝備。設(shè)備克服了mFe/Cu材料表面固液界面的H+、溶解氧及釋放電子的濃度梯度效應(yīng)，完全流化反應(yīng)器中的mFe/Cu材料，防止其在mFe/Cu表面沉積形成鈍化膜。
半導(dǎo)體行業(yè)生產(chǎn)廢水“零排放”處理技術(shù)
適用范圍：技術(shù)適用于含高鹽、高氨氮、難生化降解有機(jī)物以及有毒重金屬等復(fù)雜廢水的處理，主要應(yīng)用于薄膜太陽能電池、半導(dǎo)體芯片、金屬材料加工等相關(guān)領(lǐng)域。其中部分技術(shù)成果還可應(yīng)用于造紙、焦化、制藥等行業(yè)廢水的處理。
技術(shù)創(chuàng)新性：
（1）本技術(shù)采用“以脫穩(wěn)、臭氧催化氧化、生化為核心的預(yù)處理單元+梯級膜處理單元+MVR蒸發(fā)濃縮單元”的成套裝備處理半導(dǎo)體行業(yè)生產(chǎn)廢水，其中預(yù)處理通過臭氧固定催化氧化技術(shù)高效處理廢水中的有機(jī)物，采用特有的破絡(luò)合劑及絮凝劑，實(shí)現(xiàn)亞微米懸浮物的去除。
（2）通過預(yù)處理單元可將廢水中有機(jī)物、氨氮、磷以及亞微米懸浮物和部分有毒重金屬的去除，再通過梯級膜處理單元和MVR蒸發(fā)濃縮單元進(jìn)一步深度處理廢水中的重金屬及無機(jī)鹽，可將出水重金屬濃度控制在0.002mg/L以下，使廢水達(dá)到回用要求。
（3）且通過高效MVR蒸氨塔實(shí)現(xiàn)電子級氨水的回收利用。本技術(shù)具有運(yùn)行成本低，處理效率高等優(yōu)點(diǎn)。
草甘膦母液資源化處理集成技術(shù)
適用范圍：國內(nèi)甘氨酸法草甘膦生產(chǎn)裝置總產(chǎn)能達(dá)60萬m3/年，草甘膦生產(chǎn)母液呈堿性，有一定的腐蝕性；有機(jī)成分高，且含有大量的異味物質(zhì)，有惡臭。草甘膦母液資源化利用集成技術(shù)通過對母液中“磷”資源的回收利用，開創(chuàng)了草甘膦產(chǎn)業(yè)“磷元素”的循環(huán)經(jīng)濟(jì)新模式，從根本上解決了困擾草甘膦行業(yè)多年的母液出路問題，實(shí)現(xiàn)了草甘膦母液的綜合利用。該技術(shù)大大降低了草甘膦母液處理成本，在業(yè)內(nèi)具有廣泛的示范效應(yīng)和推廣價值。
技術(shù)創(chuàng)新性：
（1）催化氧化：自主研發(fā)的觸媒催化劑、“催化氧化反應(yīng)器”“催化空氣氧化法處理裝置”“尾氣分離及凈化器”等新設(shè)備，開發(fā)了“DCS控制系統(tǒng)軟件”。大大降低了氧化溫度和壓力，降低了安全風(fēng)險；提高磷的轉(zhuǎn)化率至98%以上；有效降低了高溫氧化裝置的腐蝕率，有利于裝置的長期穩(wěn)定運(yùn)行，也減少了檢修維護(hù)成本；減少了惡臭氣味。
（2）多級集成膜：采用自主研發(fā)的“多級膜分級處理技術(shù)”“DCS控制系統(tǒng)軟件”，大大提高了磷的攔截率，使有機(jī)磷轉(zhuǎn)化形成較高附加值的磷酸氫二鈉產(chǎn)品，降低了價值較低的磷酸膏鹽。
（3）高溫催化氧化及多級專用膜處理耦合技術(shù)，有機(jī)形成一條完整的工藝路線。本技術(shù)磷的轉(zhuǎn)化率達(dá)到98%以上，膜的攔截率超過99.5%；有效地提高了磷轉(zhuǎn)化率和回收率，成功地降低了廢水中含磷濃度，以及填補(bǔ)了草甘膦自投入市場以來在草甘膦母液綜合利用技術(shù)方面的空白。
重金屬及放射性廢水深度凈化技術(shù)
適用范圍：適用于含放射性重金屬廢水的深度凈化和回收，具有廣闊的示范工程推廣和市場應(yīng)用前景。
技術(shù)創(chuàng)新性：通過研發(fā)XK系列新型離子交換材料與技術(shù)、低能耗高效率膜分離技術(shù)，提出并設(shè)計分質(zhì)分級工藝技術(shù)路線，研制相應(yīng)的一體化移動式集約裝置，為實(shí)現(xiàn)其高鹽有機(jī)復(fù)雜體系重金屬及含鈾廢水超低排放和資源回收提供關(guān)鍵技術(shù)指導(dǎo)，該研究工作可切實(shí)提升重金屬及低放廢液深度凈化及有用核素回收技術(shù)水平，為核燃料循環(huán)、核能利用、核設(shè)施運(yùn)行和退役階段的三廢治理提供具有工程實(shí)際應(yīng)用價值的技術(shù)儲備。
應(yīng)用案例介紹
電子束深度處理印染廢水示范項(xiàng)目
工程規(guī)模：30000m3/d
處理性能：經(jīng)電子束深度處理后出水COD＜30mg/L，氨氮＜8mg/L，TN＜12mg/L，TP＜0.3mg/L，色度＜16倍；出水達(dá)到《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 4287-2012）直接排放濃度限值。
工業(yè)園區(qū)水質(zhì)高頻波動廢水強(qiáng)化脫氮除磷組合工藝
工程規(guī)模：3000m3/d
處理性能：經(jīng)電子束深度處理后出水COD＜30mg/L，氨氮＜8mg/L，TN＜12mg/L，TP＜0.3mg/L,色度＜16倍；出水達(dá)到《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 4287-2012）直接排放濃度限值。
三級催化氧化+生物強(qiáng)化技術(shù)處理二硝基重氮酚生產(chǎn)廢水工程
工程規(guī)模：30m3/d
處理性能：本工程項(xiàng)目的民用起爆藥生產(chǎn)工業(yè)廢水經(jīng)過物化處理后，不僅分解了二硝基重氮酚的發(fā)色官能團(tuán)（硝基和偶氮鍵），而且徹底地打開了苯環(huán)，從而達(dá)到高效的脫色效果，并且脫色后廢水在酸性、中性和堿性條件下均不會發(fā)生反色現(xiàn)象。另外，廢水的COD去除率高達(dá)70~85%，B/C值由原水的0提高至0.5以上，表明該技術(shù)能夠有效地分解轉(zhuǎn)化廢水中有毒難降解有機(jī)污染物，極大地提高廢水的可生化性，有利于后續(xù)的生化處理，并且物化處理后能夠完全脫除廢水中的重金屬鉛和硫化物；生化處理徹底將廢水處理合格，其各項(xiàng)排放指標(biāo)大大低于《兵器工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn) 火工藥劑》（GB 14470.2-2002）中規(guī)定的新建項(xiàng)目水污染物排放要求。
草甘膦母液資源化處理集成技術(shù)
工程規(guī)模：60萬m3/年
處理性能：母液中磷的回收率達(dá)到99.5%，每年減排的磷高達(dá)4000噸以上，氧化除磷后的清液蒸發(fā)產(chǎn)生的污冷水COD≤200mg/L、氨氮≤15mg/L、TP≤20mg/L，再經(jīng)生化處理后，其排水完全達(dá)到國家污水綜合排放一級標(biāo)準(zhǔn)。