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)域為開端，《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)廢水具有有機物濃度高、色度大、廢水中有機成分種類多、鹽度高、水質(zhì)及水量不穩(wěn)定等特點，單一的芬頓或鐵屑氧化等方法難以實現(xiàn)難降解有機物的有效降解。

2. 芬頓、堿性水解等預(yù)處理技術(shù)藥劑使用量大，成本高，耗費大，對設(shè)備具有強腐蝕性，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)準下廢水中重金屬難以穩(wěn)定達標(biāo)。雖然目前重金屬處理技術(shù)很多，但出于經(jīng)濟性、操作性和維護性等因素的考慮，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，處理出水難以達到新標(biāo)準的排放要求。

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)準日益嚴格，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、工藝運行管理要求高等缺點，亟待開發(fā)容積負荷高、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2000m3/d，處理出水滿足紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準。

（4）已建成全球最大電子束處理工業(yè)廢水單體項目，處理量達30000m3/d，實現(xiàn)7臺電子加速器聯(lián)機并行，同時實現(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)路線具有獨創(chuàng)性，在高進水負荷、沖擊進水負荷的情況下，通過工藝的優(yōu)化，強化脫氮工藝，加強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，具有良好的抗進水沖擊負荷能力。

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目實施和運行，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到90~92%，再經(jīng)蒸發(fā)處理后的總回用率可達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，實現(xiàn)電子在兩級間定性流動，實現(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?；谖⒚准夎F基材料的制備及機理研究，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物，采用特有的破絡(luò)合劑及絮凝劑，實現(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)濃縮單元進一步深度處理廢水中的重金屬及無機鹽，可將出水重金屬濃度控制在0.002mg/L以下，使廢水達到回用要求。

（3）且通過高效MVR蒸氨塔實現(xiàn)電子級氨水的回收利用。本技術(shù)具有運行成本低，處理效率高等優(yōu)點。

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60萬m3/年，草甘膦生產(chǎn)母液呈堿性，有一定的腐蝕性；有機成分高，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)定運行，也減少了檢修維護成本；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)，有機形成一條完整的工藝路線。本技術(shù)磷的轉(zhuǎn)化率達到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，為實現(xiàn)其高鹽有機復(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)施運行和退役階段的三廢治理提供具有工程實際應(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；出水達到《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準》（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；出水達到《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準》（GB 4287-2012）直接排放濃度限值。

三級催化氧化+生物強化技術(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（硝基和偶氮鍵），而且徹底地打開了苯環(huán)，從而達到高效的脫色效果，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，其各項排放指標(biāo)大大低于《兵器工業(yè)水污染物排放標(biāo)準 火工藥劑》（GB 14470.2-2002）中規(guī)定的新建項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到99.5%，每年減排的磷高達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，其排水完全達到國家污水綜合排放一級標(biāo)準。