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摘要：近年来，我国社会经济快速发展，而水资源问题却愈发凸显，尤其是化工水污染已成为亟待解决的突出问题。水污染是指人们在生活和生产中随意排放废水，导致水环境被严重污染，其可以分为生活污水与工业生产污水。工业污水会对水环境产生较大影响，现阶段，化工废水排放达标率只有53%，其需要科学处理后才能排放。因此，有必要大力研究化工废水的处理工艺。
关键词：氢氧化钾；生产废水；处理；工艺
众所周知，KOH生产废水大多为阴、阳离子交换树脂塔在再生过程中生成的酸性废水。某KOH化工企业运用了先进的离子膜技术，对水和无机盐进行全面分离，中水即循环水作为补充用水，浓缩水则应用于生产环节KCl的溶解，使水资源可以有效循环利用[1]。基于化工废水处理的重要性，本文深入研究了其处理工艺。
1常规处理技术
KOH生产废水大多呈酸性。现阶段，一些企业都将这种废水排至废水池，通过投加碱中和其酸性，直至废水呈中性。其间需要使用大量的水资源来进行稀释，废水达标后才能排放。这样浪费了水资源，却无法从实质上解决污染源问题。本研究以某企业为例，研究了KOH生产废水的有效处理方式，即采用水和无机盐的分离技术，中水能够反复利用，CW（浓缩水）则用于生产时KCl的溶解，从而保证水资源利用率达到最大化。该企业采用常规膜处理工艺，其工艺流程主要包括预处理、UF（超滤）与CW（浓缩水）处理系统。预处理的作用即为去除废水内的悬浮颗粒、胶体等，因为大量的悬浮颗粒、胶体会影响后续工艺。根据废水性质，企业设置的预处理装置主要有：废水均合池、原水泵以及氧化剂加药装置[2]。而UF系统则包括水箱、增压泵、还原剂加药装置以及反洗泵。MC功能即为脱盐，因此其设备有高压泵、CW增压装置、阻垢剂加药器以及保安过滤系统等。
2改进后KOH生产废水处理工艺
改进KOH的生产废水处理工艺主要有UF系统和MC（膜浓缩）系统。处理后的废水可以充作循环水的补充用水，CW生产流程可以对KCl予以有效溶解，改进工艺后，废水处理后的水质如表1所示。废水处理工艺的改进，从根本缩减了运行费用，同时有效地控制了废物的排放，进而达到清洁生产的目的。
2.1对离子交换树脂再生技术的改进
常规处理工艺大多择取NaOH再生树脂技术，造成KOH生产废水具有大量可溶性的混合物（KCl和NaCl）。再生树脂技术使用的是KOH，膜分离所产生的CW能够有效溶解KCl，使K+可以生成于系统内，这样一来，中水能够有效循环使用，进而从根本避免CW污染。
2.2科学地完善预处理方法
废水内的大量物质都会在一定程度上影响膜材料，若不能及时进行处理，系统有可能在短期内出现中毒失效的问题。所以，在氧化还原反应中需要加入一定量的KClO，相应地，采用传统工艺时，要加NaClO来清除污染膜上的菌类微生物和藻类微生物。还原剂加药系统要加入K2SO3•2H2O，相对应的传统工艺要加入Na2SO3来清除水中的Cl-，进而避免Cl-影响RO。反渗系统内加入MDC756型复合阻垢剂，可以有效地避免反渗浓水内CaCO3、MgCO3、CaSO4析出后发生结垢而导致RO膜损伤[3]。选择MC作为工艺的主要方向，UF系统能够将完成预处理的水再次应用，尽可能将膜系统进水的污染系数控制在3.0以下，同时降低其清洗频次，从而延长系统的使用寿命。
2.3实施特殊工艺路线，控制能耗
RO（反渗透）装置是废水处理全过程的主要设备。所需预处理的废水会输送至一号RO装置，予以加压处理，这时大量的水分子与离子都可以穿透膜，在一段时间后即可进行循环利用。而胶体等物质无法穿透膜，被留置于CW中，再通过加压后即可传输至二号RO装置，这时清水回流至UF产水箱，在此状态下CW能够有效溶解KCl。研究证实，废水内存在大量可溶性KCl，其质量系数浓度为5～9g/L，浓缩十倍后，质量分数达到50～90g/L。如果仅仅使用RO工艺，达到同样的浓缩效果就要消耗更多能源。反复实践多种工艺后，笔者发现，在UF系统中加入NF（纳滤）设备，并使用UF-NF-RO工艺，能满足浓缩十倍要求。
2.4合理运用清污分流
常规生产工艺是把生产废水都排入废水均合池，通过中和达到标准后才能排放。为达到生产废水零排放和减少设备运行费用的目的，根据废水水质特征，需把片碱蒸发工序中产生的一次蒸汽冷凝水利用板式换热器换热，然后送入总纯水储槽中，片碱车间的二次蒸汽冷凝水需要在换热器换热后送入电解车间的纯水储槽中，泵中的冷却水可集中送到循环水系统中，并要按时补充循环水系统的消耗。使用清污分流的方式可以改变生产废水循环路线，每年就能节约水资源6万t，成功地降低了废水排放量。
2.5调整控制BaCl2用量
不管是纯水生产中的树脂再生还是二次盐水精制过程中的螯合树脂再生，被树脂吸附的重金属在再生时必定进入CW中。若在废水处理时没有及时去除被带入的重金属，重金属会不断积累，最终导致重金属超标，出现不合格产品。在淡盐水中加入还原剂K2SO3•2H2O可以除去游离Cl-，让系统生成SO42-。传统工艺可以加入BaCl2除去SO42-，人们可以通过改进工艺来减少BaCl2的用量，让SO42-与BaCl2发生反应，出现沉淀后过滤去除，从而达到除去重金属的目的。跟踪并分析工艺前与工艺后的重金属含量，期限为1个月，结果表明，新工艺处理后的重金属含量是处理前的8%左右。因此，通过合理调整废水处理工艺，人们可以解决重金属累积问题[4]。
3分析运行效果
该企业的废水处理量为300t/a，如果按照90%进行回收，就可以实现水资源的循环利用。若KCl废水处理按3元/t计算费用，每天就能节约810元。如果KCl每吨2900元，每天可以获利3413元，废水回收利用与回收KCl一共可以节省资金4223元/d。若按照常规工艺，每天会产生废水300t，并且集中处理后达标才能排放。而改进工艺利用膜浓缩系统处理废水，每天再生的中水大约为270t，而每天的浓缩水大约为30t。中水可以循环利用，那么每天就能节约水资源270t。利用浓缩水溶解并回收KCl，不仅达到了清洁生产的目的，同时可以有效提升经济效益与环境效益。
4结论
改进KOH的生产废水处理工艺主要有超滤系统、预处理系统和膜浓缩系统。完成处理后的中水可以作为循环水的补充用水，浓缩水在生产过程中可以有效溶解KCl，改进工艺后，废水处理效果有了显著的提升。废水处理工艺的改进，不仅从根本降低了运行费用，也有效地控制了废物排放量，进而达到清洁生产的目的。常规工艺处理KOH废水，不但浪费了大量水资源，而且对环境造成一定污染。改进后，新工艺可以最大限度地控制废水排放，从而达到降低能耗的目的。
参考文献
1桂红艳.城市污水处理厂对周边环境污染及防治初步研究[D].广州：中国科学院研究生院（广州地球化学研究所），2017.
2张汉明，俞明宏.政府投资个人参股加快城镇污水处理步伐——德国城镇污水处理厂考察的几点启示[J].环境导报，2015，（2）：15-17.
3李洁，邓楚洲，王玲，等.湖北江汉盐化工业园污染的特征探讨[J].三峡环境与生态，2016，（1）：14-15.
4金永祚.找差距促节能——在全国日用硅酸盐节能会议陶瓷专业组上的讲话[J].中国陶瓷，2014，（4）：32-36.
作者:李晓旭 单位:大连力达环境工程有限公司
