這些工業廢水處理方法,哪個(gè)最合適你?
工業廢水本身具有複雜性,汙染(rǎn)物構成的不同會直接影響處理工藝的選擇。SBR工(gōng)藝、生物法、膜分離(lí)法、鐵碳微電解處理技術、離子交(jiāo)換法、輻(fú)射技術......
工業廢水包括生產廢水、生(shēng)產汙水及(jí)冷卻水,是指工(gōng)業生(shēng)產過程中產生(shēng)的廢(fèi)水和廢液,其中含有隨水流失的(de)工業生產用料、中間產物、副產品以及生產(chǎn)過程中產生的汙染物。工業廢水種類繁(fán)多,成分複雜。它的處理工藝有以下幾種。
1、多效(xiào)蒸發結晶技術
在工(gōng)業含鹽廢水的處理過(guò)程(chéng)中(zhōng),工業含鹽廢水進入低溫多效濃縮結晶裝置,經過3—6效蒸發冷凝的濃縮結晶過程,分離(lí)為淡化水(淡化(huà)水可能含有微量低沸點有機物)和濃(nóng)縮(suō)晶(jīng)漿廢液;無機鹽和部分有機物可結晶分離出來,焚燒處理為無機鹽(yán)廢渣;不能結晶的有機物濃縮(suō)廢液可(kě)采(cǎi)用滾筒蒸發器,形成固態廢渣,焚燒處理;淡化水可返(fǎn)回生產係(xì)統替代軟化水加以利用。
低溫多效蒸發濃縮結晶係統不(bú)僅可以應用於化工生產(chǎn)的濃縮過程和結晶過(guò)程(chéng),還可(kě)以應用於工業含鹽廢(fèi)水的蒸發濃縮結晶處理(lǐ)過程中。
多效蒸發流(liú)程隻在第一效使用了蒸汽,故節約了蒸汽的需要(yào)量,有效(xiào)地利用了二次蒸汽中的熱量,降(jiàng)低了生(shēng)產成(chéng)本,提高了經濟效益。
2、生物法(fǎ)
生物處理(lǐ)是目前廢水處理(lǐ)最常用的方法之一,它具有應用(yòng)範圍廣、適應(yīng)性強(qiáng)、經濟高效無(wú)害等特點。
一般情況下,常用的生物法有(yǒu)傳統活(huó)性汙泥法和生物接觸氧化法兩種。
(1)傳統活性汙泥法
活性汙泥法是一種汙水的好氧生物處理法,目前是(shì)處(chù)理城(chéng)市汙水最廣泛使用的(de)方法(fǎ)。它能從汙水中(zhōng)去除溶解性的和膠體狀態的可生化有機物以及能被活性汙泥吸附的懸浮固體和其他一些物質,同時也能去除一部分磷素和氮素。
活性汙泥法去除率高,適用於處理水質要求高(gāo)而(ér)水質比(bǐ)較(jiào)穩定的廢水。但是不善於適應水質的變化,供氧不能得到充分利用;空氣(qì)供應沿池水平均分布,造(zào)成前段氧量不(bú)足後(hòu)段氧量過剩;曝氣結構龐大(dà),占(zhàn)地麵(miàn)積大。
(2)生物接觸氧化(huà)法
生物接觸氧化法是主要利用附著生長於某些固體物(wù)表麵的微生物(即生物膜)進行有機汙水處理的方法。
生物接觸氧化法是(shì)一種浸沒生物膜法,是生(shēng)物濾池和曝氣(qì)池的綜合體,兼有活性汙泥法和生物膜法的特(tè)點,在水處理(lǐ)過(guò)程中有很好的效(xiào)果。
生物接觸氧化法有較高的容積負(fù)荷,對衝擊(jī)負荷有較強的適應能力;汙泥生成量少,運行管理簡便,操作簡單,耗能低,經濟(jì)高效;具有活性汙泥法的優點,生物活性高,淨化(huà)效果好,處理效(xiào)率高,處理時間短(duǎn),出水水質好而穩定;能分解其它生(shēng)物處理難分解的物質,具有脫氧除磷的作用,可作為三級處理技(jì)術。
3、SBR工藝
SBR是序批式活性汙泥法(SequencingBatchReactor)的縮寫,作為一種間歇運行的廢水處理工藝,近年來在國內外被引起廣泛重視和研究的一種(zhǒng)汙水處理技術。
SBR的工作程序是由流入、反應、沉澱、排(pái)放和閑置五個程序組成。汙水在反應器(qì)中按序列、間(jiān)歇(xiē)地進入每個反應工序,每個SBR反應器(qì)的運行操作在時間上也是按次序排列間歇運行的。
SBR法具有(yǒu)以下(xià)特點:工藝簡單,占地麵積小、設備少、節省投(tóu)資。理想的推流過程使生化反應推力大、處理效率高、運行方式靈活、可以除磷脫氮、汙泥活性(xìng)高,沉降性能好、耐衝擊負荷,處理能力強。
雖然SBR法有以上優點,但也有一定的局(jú)限性,如進水流量大,則需要調節(jiē)反(fǎn)應係統,從而增大投資;而(ér)對出水水質有特殊要求,如脫氮除磷等還需要對工藝進行(háng)適當改進。
4、MBR工藝
MBR是一種將高效膜分(fèn)離(lí)技術與傳(chuán)統活性汙泥法相結合的新型高效汙水處理工藝,它(tā)用具有獨特結構(gòu)的MBR平片(piàn)膜組件置於曝氣(qì)池中,經過好氧(yǎng)曝(pù)氣和生物處理後的水,由泵通(tōng)過濾膜過濾後抽出(chū)。
MBR工藝設備緊湊,占地少;出水水質優質穩定(dìng),有機物去除效(xiào)率高;剩餘汙泥產(chǎn)量少(shǎo),降低了生產成本;可去(qù)除氨氮(dàn)及難降(jiàng)解有機物(wù);易於(yú)從傳統工藝進行(háng)改造。但是,膜造價高(gāo),使膜生物反應器的基建投資高於傳統汙水處理工藝;膜汙染容易出現,給操作(zuò)管理帶(dài)來不便;能耗高,工藝要求高。
5、電解工藝
在高鹽度條件下,廢水具有較高的導電性,這一特(tè)點為電化學法在高鹽度(dù)有機廢水處理方麵提供了良好(hǎo)的發展空間。
高鹽(yán)廢水在電解池中發生一係列氧化還原(yuán)反應,生成不溶於水的物質,經(jīng)過沉澱(或氣浮)或直接氧化還原(yuán)為無害氣體除去,從而降低COD。
溶液中的(de)氯化鈉電解時(shí),在陽極(jí)上所生成的氯(lǜ)氣,有一部分溶解在溶液中發生次級(jí)反應而生成次氯酸鹽和氯酸(suān)鹽,對溶液起漂白作用。正是上述綜合的協同(tóng)作用使溶液中有機汙染物得到降解。
因為電化(huà)學(xué)理論的局限性,高耗(hào)能,電力缺(quē)乏等問題,目前電解處理高鹽廢水工藝還是處於研究階段。
6、離子交換法
離子交換是一個單(dān)元操作過程,在(zài)這個過程中,通常涉及到溶液中的離子與不溶性聚合物(wù)(含有固定陰離子或陽離子(zǐ))上的反離子(zǐ)之(zhī)間的交換反應。
采用(yòng)離子交換法時,廢(fèi)水首先經過陽離子交換柱,其中帶正電荷(hé)的離子(Na+等)被H+置換而滯留在(zài)交換柱內(nèi);之後,帶負電荷的離子(CI-等)在陰離子交換(huàn)柱中被(bèi)OH-置換,以達到(dào)除鹽的目的。
但該法一個主(zhǔ)要問題是廢水中的固體懸浮物會堵塞樹脂(zhī)而(ér)失去效果,還有(yǒu)就是離(lí)子交換樹脂的再生需(xū)要高(gāo)昂的費用且交換下來的(de)廢物很難處理。
7、膜分離法
膜分離(lí)技(jì)術是利(lì)用膜對混合物中各組分選擇透過性能的差異來分離、提純和濃(nóng)縮(suō)目標物質的新型分離技術。
目前常用的膜技(jì)術有超濾(lǜ)、微(wēi)濾、電滲析及反滲透。其中的超濾、微濾用於工(gōng)業廢水的處理時(shí),不能(néng)有效去除汙(wū)水中的鹽分,但可以有效截(jié)留(liú)懸浮(fú)固體(SS)及膠體COD;電滲析(electrodialysis)和反相滲透(RO)技(jì)術(shù)是(shì)最有(yǒu)效(xiào)和(hé)最常用的脫鹽技術(shù)。
限製膜技術工程應用推廣(guǎng)的主要難點是膜的造價高、壽命短、易受汙染和結垢堵(dǔ)塞等。伴隨著(zhe)膜生產技術的發展,膜技術將在廢水處(chù)理(lǐ)領域(yù)得到(dào)越(yuè)來越多的應用。
8、鐵(tiě)碳微電解處理技術
鐵碳微電解法是利用Fe/C原電池反應原(yuán)理對廢水(shuǐ)進行處理的良好工藝,又稱內電解法、鐵屑過濾法等。鐵炭微電解法是電化學的氧化還原、電化學電對對絮(xù)體的電富集作用、以及電化學反應產物的(de)凝聚、新生絮體的吸附和床層過濾等作用的綜合效應,其中主要是氧化還原和電附集及凝聚作用。
鐵屑浸沒在含大量電解質的廢水中時,形成無數個微小的原電池,在(zài)鐵屑中加入焦炭後,鐵屑(xiè)與焦炭粒接觸進一步形成大原電池,使鐵屑在受到微原電池腐蝕的基礎上,又受(shòu)到(dào)大原(yuán)電池的腐蝕,從而加快了(le)電化學反應(yīng)的進行。
此法具有適用範圍廣、處理效果好、使用壽命長、成本低廉及(jí)操作維護方便等諸多優(yōu)點,並使用廢鐵屑為原(yuán)料,也不(bú)需消(xiāo)耗電力(lì)資源,具有“以廢治(zhì)廢”的意義。目前鐵炭(tàn)微電解技術已經廣泛應用(yòng)於印染、農(nóng)藥/製藥、重金屬、石油化工(gōng)及油分等廢(fèi)水以及垃圾滲濾液處理(lǐ),取得了良好的效果。
9、Fenton及類Fenton氧化法
典型的Fenton試劑是由Fe2+催化H2O2分解產生˙OH,從而(ér)引(yǐn)發有機物的氧化降解反(fǎn)應。由於Fenton法處理廢水所需時間(jiān)長,使用的試劑量多,而且過量的Fe2+將增大處(chù)理後廢水中的COD並產生二次汙染。
近年來,人們將紫外光、可(kě)見光等引入Fenton體係,並研究采用其他過渡金屬替代Fe2+,這(zhè)些方法可顯著增強Fenton試劑對有機物(wù)的氧化降解能(néng)力(lì),減少(shǎo)Fenton試劑的用量,降低處理成本,統稱為類Fenton反應。
Fenton法反(fǎn)應條件溫和,設備較為簡單,適用範圍廣;既可作為單獨處理技(jì)術應用,也可與其他(tā)方法聯用,如與混(hún)凝沉澱法、活性碳法、生物處理法等聯用,作為難降解有機廢(fèi)水的預處(chù)理或深度處理方法。
10、臭氧氧(yǎng)化(huà)
臭氧是一(yī)種強氧化劑,與還原(yuán)態汙(wū)染物反應時速度快,使(shǐ)用方便,不產生(shēng)二次汙染,可用於汙水的消毒、除色、除(chú)臭、去除有機物和降低COD等。單獨使用臭(chòu)氧(yǎng)氧化法造(zào)價高、處理成本昂貴,且其氧化反應具有(yǒu)選擇性,對某些(xiē)鹵代烴(tīng)及(jí)農藥等氧化效果比較差。
為此,近年(nián)來發展(zhǎn)了旨(zhǐ)在提高臭氧氧化效率的相(xiàng)關組(zǔ)合技術,其中UV/O3、H2O2/O3、UV/H2O2/O3等組合方式(shì)不僅可提高氧化速率和效率,而且能夠(gòu)氧化臭氧單獨作用時(shí)難以氧化降(jiàng)解(jiě)的有機物。由於臭氧在水中的溶解度較低,且(qiě)臭氧產生效率低、耗(hào)能大,因此增大臭氧在水中的溶解度、提(tí)高臭氧的利(lì)用率、研製高效低能耗的臭氧發生裝(zhuāng)置成為研究的主要方(fāng)向(xiàng)。
11、磁分離(lí)技術
磁分離技術是近年來發展的一種新型的利用廢水中(zhōng)雜質顆粒的磁性進行分離的水處理技術。對於水中非磁性或(huò)弱磁性的顆粒,利用磁性接種技術可使它們具(jù)有磁性(xìng)。
磁分離(lí)技術應用於廢水處(chù)理有三種方法(fǎ):直接磁分離法、間接磁分離法和微生物—磁分離法。
目(mù)前研(yán)究的磁性化技術主(zhǔ)要包括磁性團聚技術、鐵鹽共沉技術、鐵粉(fěn)法、鐵氧體(tǐ)法等,具有(yǒu)代表性的磁分離設備是圓盤磁分離(lí)器和高梯度磁過濾器。目前磁分離技術還(hái)處於實驗室研究階(jiē)段,還不能應用於實際工程實踐。
12、等離子水處理技術
低溫等離子體水處理技術,包括(kuò)高(gāo)壓脈衝放電等離子體水處理技術和輝光放電等離子體水處理技術,是利用放電直接在水溶液中產生等離子(zǐ)體,或者將氣體放電等(děng)離子體中的活性粒子引入水中,可使水中(zhōng)的汙染物徹底(dǐ)氧化、分解。
水溶液中的直接脈衝放電可(kě)以在常溫常壓下(xià)操作(zuò),整個放電過程中(zhōng)無(wú)需加入催化劑就可以在水溶液(yè)中產生原位的化學氧化性物種氧化降解(jiě)有機物,該項技術對低濃度有機物的處理經(jīng)濟且有效。此外,應用脈衝放電等離子體水處理(lǐ)技術的反應器形式可以靈活調整,操作(zuò)過程簡單,相應的維護(hù)費用(yòng)也較低。受放電設備的(de)限製,該工藝降(jiàng)解有機物的能量利用率較低(dī),等離子體技術在水處理中的應用(yòng)還(hái)處在研發階段。
13、電化學(催化)氧化
電化學(催化)氧化技術通(tōng)過陽極(jí)反應直接降解有機物,或通過陽極反應產生羥基自由基(˙OH)、臭(chòu)氧等氧化劑降解有機物。
電化學(催化)氧化包(bāo)括二維和三(sān)維電極體係。由於三維電極體係的微電場(chǎng)電解作用,目前(qián)備受推崇。三維電極是在傳統的二維電解槽的電(diàn)極間裝填粒(lì)狀或其他碎屑狀工作電極材(cái)料(liào),並使裝填的材(cái)料表麵帶電,成為第三(sān)極,且(qiě)在工作電極材料表麵能發生電化學反應。
與二維平板電極(jí)相比,三維電極(jí)具(jù)有很大的比表(biǎo)麵,能夠增加電解槽的(de)麵體比,能(néng)以(yǐ)較低電流密(mì)度提供(gòng)較(jiào)大的電流強度,粒子間距小而物質傳質速度高,時空轉換效率高,因此電流效率高、處理效果好。三維電極可用於處理生活汙(wū)水,農藥、染料、製藥、含酚廢水等(děng)難降解有機廢水,金(jīn)屬離子,垃圾滲濾液等。
14、輻射技術
20世紀70年(nián)代起,隨著大型鈷源和電子加速器技術的發展,輻射技術應用中的輻射(shè)源問題逐步得到改善。利用輻射技術處理廢水中汙染(rǎn)物的研究引起了(le)各(gè)國的關注和重視。
與傳(chuán)統的化學氧化相比,利用輻射技術處理汙染物,不需加入或隻需少量加入化學試(shì)劑,不會產生二次汙染,具有降解效(xiào)率高、反應速度快、汙染物(wù)降解徹底等優點。而且,當電離輻射與氧氣、臭氧等催化氧化手段聯(lián)合使用時,會(huì)產生“協同(tóng)效(xiào)應”。因此,輻射技術處理汙染物是一種清潔的、可持續利用(yòng)的技術,被國(guó)際原子能機構列為21世紀和平利(lì)用原子能的主要研究方向。
15、光化學催化氧化
光化學催(cuī)化氧化技術是在(zài)光化學氧化的基礎上發展起來的,與光化學法相比,有更強的氧化(huà)能力,可使有機汙染物更徹底地降(jiàng)解。光化學催化(huà)氧化是在有催化劑的條件下的光(guāng)化學降解,氧化劑在光的輻射下產生氧化能力較強的自由基。
催化劑(jì)有TiO2、ZnO、WO3、CdS、ZnS、SnO2和Fe3O4等。分為均相和非均相兩種類型,均相(xiàng)光催化降解是以Fe2+或Fe3+及H2O2為介質,通過光助-Fenton反應產生羥基自由基使汙染物得到降解;非均相催化降解是在汙染體(tǐ)係中(zhōng)投入(rù)一定量(liàng)的光(guāng)敏半導(dǎo)體材料,如TiO2、ZnO等,同時結(jié)合光輻射,使光敏半導體在光的照射下(xià)激發產生電子—空穴對,吸(xī)附在半(bàn)導體上的(de)溶解氧、水分子等(děng)與電子—空(kōng)穴作用,產生˙OH等氧化(huà)能力極強的自由基。TiO2光催(cuī)化氧(yǎng)化技術在氧化降解水中有機汙染物,特別是(shì)難(nán)降解有機汙染物時有明顯的優勢。
16、超臨界水氧化(scwo)技術
SCWO是以(yǐ)超臨界水為介質,均相氧化分解有機物。可以在短時間內將(jiāng)有(yǒu)機汙染物(wù)分解為CO2、H2O等無機小分子,而硫、磷和氮原子分別轉(zhuǎn)化成硫酸鹽、磷酸鹽、硝酸(suān)根和亞硝酸根離子或氮氣。美國把SCWO法列為能源與環境領域最有(yǒu)前途的(de)廢物處理技術(shù)。
SCWO反應速率快、停留時間短(duǎn);氧化效率高,大部分有機物處理率(lǜ)可達99%以上;反應器結構簡單,設備體積小;處理範圍廣,不僅可以用於各種有毒物質、廢水、廢物的處理,還可(kě)以用(yòng)於分解有機化合物;不需外界(jiè)供熱,處(chù)理成本低;選擇性好,通過調(diào)節溫(wēn)度與壓力,可(kě)以改變水的密度、粘(zhān)度、擴散係數等物(wù)化特(tè)性,從而改變其對有(yǒu)機物的溶解性能(néng),達到選擇性地控製反(fǎn)應產物(wù)的目的。
超臨界氧(yǎng)化(huà)法(fǎ)在美(měi)國(guó)、德國、瑞(ruì)典、日本等歐美國家已經有(yǒu)了工(gōng)藝應用,但中國的(de)研究起步較晚,還處於(yú)實(shí)驗室研究階段。
總結:目前,目前工業廢水處理中應用最廣泛(fàn)的(de)是(shì)多效(xiào)蒸發工藝、生物法、SBR工藝和(hé)MBR工藝,因為這些工藝(yì)理論成熟,處理效果好,經濟高效。