【新觀點(diǎn)】聚焦工業(yè)園區(qū)廢水處理-高級氧化技術(shù)

工業(yè)園區(qū)的廢水主要來自園區(qū)內(nèi)各企業(yè)產(chǎn)生的廢水和廢液。據(jù)《工業(yè)園區(qū)廢水處理管理政策研究報(bào)告》統(tǒng)計(jì)，截止至2018年9月，我國已有省級及以上工業(yè)園2411家，市縣級工業(yè)園則達(dá)到了40000多家。而在省級及以上工業(yè)園中，廢水處理設(shè)施建成率為97%，僅工業(yè)廢水和生活廢水兩項(xiàng)的年處理總量就高達(dá)971億噸。

而近年來，多地出現(xiàn)工業(yè)園區(qū)水污染事件的報(bào)道，表現(xiàn)出該方面政策及管理的不完善。隨著《水污染防治行動計(jì)劃》的出臺，工業(yè)園區(qū)的廢水處理也面臨著更高的處理要求。

由于園區(qū)內(nèi)各企業(yè)客觀上存在行業(yè)、生產(chǎn)條件、產(chǎn)品類型、設(shè)備性能和管理水平等的差異，導(dǎo)致各企業(yè)流入廢水處理廠的廢水的水質(zhì)、水量會有很大差別，因此，與城市廢水處理廠的廢水相比，工業(yè)園區(qū)所接納的廢水的水量和水質(zhì)變化巨大，且具有污染物濃度高、種類多、毒性高、難生物降解等特點(diǎn)。

正因如此，使得工業(yè)園區(qū)廢水處理廠的處理系統(tǒng)通常缺乏針對性的設(shè)計(jì)和缺乏管理經(jīng)驗(yàn)，常規(guī)物理+生化處理也難以使其出水達(dá)標(biāo)排放。

在一般情況下，根據(jù)企業(yè)所屬行業(yè)類別，國家制定了各行業(yè)的具有針對性的排放標(biāo)準(zhǔn)。而由于工業(yè)園區(qū)內(nèi)企業(yè)所屬行業(yè)不定，且工業(yè)園廢水往往統(tǒng)一流入廢水廠，經(jīng)廢水廠處理后外排，其排放要求往往由工業(yè)園所在地的排放條件來決定。

若園區(qū)廢水廠將廢水處理后納入市政管網(wǎng)，則其處理后的廢水各指標(biāo)需達(dá)到《廢水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)的三級標(biāo)準(zhǔn)和《廢水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(CJ343-2010)的要求。

若園區(qū)廢水廠的進(jìn)水成分復(fù)雜，生物難降解且含有有毒有害物質(zhì)，則執(zhí)行GB8978-1996的一級或二級標(biāo)準(zhǔn)來控制。

目前常見的工業(yè)園區(qū)廢水處理廠的主要工藝為“預(yù)處理-生化處理”三級處理模式。

近年來，隨著園區(qū)內(nèi)各行各業(yè)企業(yè)工藝的迭代升級，在企業(yè)的生產(chǎn)過程中往往會產(chǎn)生更復(fù)雜的難生物降解有機(jī)物，隨管網(wǎng)進(jìn)入園區(qū)廢水廠，導(dǎo)致廢水中的COD更難以降至達(dá)標(biāo)排放。大量研究及應(yīng)用表明，在生化處理后接深度處理的三級處理模式能有效降低印染廢水中的COD，是使廢水達(dá)標(biāo)排放的有效方法。

深度處理過程主要包括物理吸附、曝氣生物濾池、高級氧化技術(shù)、膜生物反應(yīng)器等，主要目的是將生化階段的尾水進(jìn)行進(jìn)一步處理，使其能達(dá)標(biāo)排放或外排。在實(shí)際應(yīng)用中，主要是通過組合工藝，綜合各處理單元的優(yōu)缺點(diǎn)，進(jìn)一步提高各處理單元的處理能力。在上述深度處理工藝中，以高級氧化技術(shù)及其與其他技術(shù)的組合應(yīng)用最為廣泛。

高級氧化技術(shù)(Advanced Oxidation Processes，AOPs)是通過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生羥基自由基(?OH)，并利用·OH的強(qiáng)氧化性對有機(jī)污染物進(jìn)行處理的一種處理技術(shù)。

廢水中高級氧化處理的機(jī)理大致分為以下兩步：

(1)·OH的產(chǎn)生：O3、H2O2等氧化劑在一定條件下產(chǎn)生氧化能力極強(qiáng)的·OH。·OH的氧化電位為2.80eV，氧化性僅次于氟(2.87eV)，具有能有效地降解和去除有機(jī)污染物的能力；

(2)有機(jī)污染物的分解：·OH在極短時(shí)間內(nèi)將大分子有機(jī)物氧化分解成小分子有機(jī)物，甚至能夠礦化為CO2、H2O。

因此，經(jīng)過高級氧化過程后，廢水的可生化性往往在一定程度上有所提高。正因如此，高級氧化技術(shù)具有反應(yīng)速度快、適用范圍廣、二次污染小等優(yōu)點(diǎn)，且具有良好的處理效果。

隨著近年來排放標(biāo)準(zhǔn)的提升，該技術(shù)也逐漸應(yīng)用于各行業(yè)的廢水深度處理過程中。根據(jù)高級氧化技術(shù)中使用的不同的氧化劑或反應(yīng)形式，該技術(shù)主要分為臭氧氧化、光化學(xué)氧化、電化學(xué)氧化與芬頓氧化等，而實(shí)際在工業(yè)園區(qū)廢水處理工程中以微電解催化、臭氧氧化和芬頓氧化最為常見。

隨著日趨嚴(yán)格的環(huán)保要求，很多廢水處理廠的工業(yè)廢水處理線也要求提標(biāo)至《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838-2002)的準(zhǔn)IV類水標(biāo)準(zhǔn)，且TN和SS達(dá)到一級A標(biāo)準(zhǔn)，更有甚者要求COD做到III類水標(biāo)準(zhǔn)。而不同工業(yè)廢水水質(zhì)差異很大，COD成分差異也很大，有時(shí)需要幾種深度處理工藝的組合才能達(dá)到如此高的排放標(biāo)準(zhǔn)。

例如某以精細(xì)化工廢水為主的工業(yè)廢水處理廠，常規(guī)生化處理無法去除其中的難降解部分COD，傳統(tǒng)的高級氧化技術(shù)也難以將COD去除至排放限值，或者所需藥劑量非常大以致于工程上很難實(shí)施。該廠最終選擇了Fenton催化氧化和臭氧催化氧化的組合工藝，必要時(shí)還可輔以活性炭/焦吸附。