這些工業廢水處(chù)理方法,哪個最合(hé)適你?
工業廢水本身(shēn)具(jù)有複雜性,汙(wū)染物構成的不同會直接(jiē)影響處理工藝的選擇。SBR工藝、生物法、膜分離法、鐵碳微(wēi)電解處理技術(shù)、離子交換法、輻射技(jì)術......
工業廢水包(bāo)括生產(chǎn)廢水、生產汙(wū)水及冷卻水,是指工業生(shēng)產過程中產生的廢水和廢(fèi)液,其中(zhōng)含有隨水流失的工業生產用料、中間產物、副產品以及生產過(guò)程中產生的汙染(rǎn)物(wù)。工業廢水種類繁多,成分複雜(zá)。它的處理工藝(yì)有以下幾種。
1、多效蒸(zhēng)發(fā)結晶技術(shù)
在工業含鹽廢水的處理過程中,工業含鹽廢水進入低(dī)溫多效濃縮結(jié)晶裝置,經(jīng)過3—6效蒸(zhēng)發冷凝的濃縮結晶過程,分離為淡化水(淡化水可(kě)能含有微量低沸(fèi)點有機物)和濃縮晶漿(jiāng)廢液;無機鹽(yán)和部分有機物可結晶分離出來,焚燒處理為無機鹽廢渣;不能(néng)結晶的有機物濃縮廢液可采用滾筒蒸發器,形成(chéng)固態(tài)廢渣(zhā),焚燒處理;淡化水可返回生產(chǎn)係統替(tì)代軟化水加以利用。
低溫多效蒸(zhēng)發濃縮(suō)結晶係統不僅可以應用於化工(gōng)生(shēng)產的濃縮(suō)過程和結晶過程,還可以應用(yòng)於工業含鹽廢水的蒸發濃縮結晶處理過程中。
多效蒸發流程隻在第一效使用了蒸汽,故節約(yuē)了蒸汽的需要量,有效地利用了二(èr)次蒸汽中的熱量,降低了生產成本,提高了經(jīng)濟效益。
2、生物法
生物處理是目前廢水處(chù)理最(zuì)常用的方法之(zhī)一,它具(jù)有應用範圍(wéi)廣、適應性強、經濟高效無害(hài)等特點。
一般情況下(xià),常用的生物法有傳統(tǒng)活性汙泥法和生物接觸氧化法兩種。
(1)傳統活性汙泥(ní)法
活性(xìng)汙泥法是一種汙水的好氧生物處理法,目前是處理城市汙水(shuǐ)最(zuì)廣泛使用的方法。它能從汙水(shuǐ)中去除溶解性的和膠體狀(zhuàng)態的可生化(huà)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(tóng)時也能去除一部分(fèn)磷素(sù)和氮素。
活性汙泥(ní)法去除率高,適用(yòng)於(yú)處理水質要求高而水質比較(jiào)穩定的廢(fèi)水。但是(shì)不善(shàn)於適應水質(zhì)的變化,供氧不能得到充分利用;空氣供應沿池水平均分布,造成前段氧量不足後段氧量過剩;曝氣結(jié)構龐大,占地麵積大。
(2)生物接觸氧化法
生物接(jiē)觸氧(yǎng)化法是主要利用附著生(shēng)長於某些固體物表麵的微生(shēng)物(即生物膜)進行有機汙水處理的方法。
生物接觸氧化法是一種浸沒(méi)生物膜法,是生物濾池(chí)和曝氣池的綜合體,兼有活性汙泥法和生物膜法的特點,在水處理過程中有很好的效果。
生物接觸氧化法有較高的容積負荷,對(duì)衝擊負荷有較(jiào)強的適應能力(lì);汙泥生成量少,運行管理簡便,操作簡單,耗(hào)能低,經濟高(gāo)效;具有活性汙(wū)泥法的優點,生物活性高,淨化效果好,處理效率高,處理時(shí)間短,出水水質好而(ér)穩定;能分解(jiě)其它生物處理難分解的物(wù)質,具有脫(tuō)氧除磷的作用,可作為三級處理技術。
3、SBR工藝
SBR是序批式活(huó)性汙泥法(SequencingBatchReactor)的縮寫(xiě),作為一種間歇運行的廢水(shuǐ)處理工藝,近年來(lái)在國內外(wài)被引起廣泛重視(shì)和研究的(de)一種汙(wū)水處理技術。
SBR的工作程序(xù)是(shì)由流入、反應、沉澱、排放和閑置五(wǔ)個程序組成。汙(wū)水在反應器中按序列、間歇地進入每個反應工序,每個SBR反(fǎn)應(yīng)器的運行操作在時間上也是按(àn)次序排列間歇運(yùn)行(háng)的。
SBR法(fǎ)具有以下特點:工藝簡單,占地麵(miàn)積小、設(shè)備少、節省投資。理想的推流過程使生化反應推力大、處理效(xiào)率高、運行方式靈活、可以除磷脫氮、汙泥活性高,沉降性能好、耐衝擊負荷,處理能力強。
雖然SBR法有以(yǐ)上優點,但也有一(yī)定(dìng)的局限性,如進水(shuǐ)流量大,則需要調節反應係統,從而增大投資;而對出水水質有特殊要求,如脫(tuō)氮除磷等還需要對工藝進行適當(dāng)改進。
4、MBR工藝
MBR是(shì)一種將高效(xiào)膜分離技術與傳(chuán)統活性汙泥法(fǎ)相結合的新型高效汙水處理工藝,它用具有獨特結構的MBR平片膜組件(jiàn)置於曝氣池中,經過(guò)好(hǎo)氧曝氣和生物處理後的水,由泵通過濾膜過濾後抽出。
MBR工藝設備緊湊,占地少;出水水質優質穩定,有機(jī)物去(qù)除效率高;剩餘汙泥產量少(shǎo),降低(dī)了生產成本;可(kě)去除氨氮及難降解有機物;易於從傳統工藝進(jìn)行改(gǎi)造。但是,膜(mó)造價高,使膜生物反應器的基建投資高於傳(chuán)統汙水處理工藝;膜汙染容(róng)易出現,給操作管理帶來(lái)不便;能耗高,工藝要求高。
5、電解工(gōng)藝
在高鹽度條件下,廢水具有較高的導電性,這一特點為電化學法在高鹽度有機廢水(shuǐ)處理方麵提供(gòng)了良好的發展空間(jiān)。
高鹽廢水在電解(jiě)池中發(fā)生一係列氧化還原反(fǎn)應,生成不溶(róng)於水的物質,經過沉澱(或氣浮(fú))或(huò)直接氧化還原(yuán)為無(wú)害(hài)氣體(tǐ)除去,從而降(jiàng)低COD。
溶液中的氯化鈉(nà)電解時,在陽極上所生成的氯氣(qì),有一部分溶解在溶液中發生次級反應而生成次氯(lǜ)酸鹽和氯酸鹽,對溶液起漂白(bái)作用。正是上述綜合的協同作用使溶(róng)液中有機(jī)汙染物得到降解。
因為電化學理論的局限性,高(gāo)耗能,電力缺乏等問題(tí),目前電解(jiě)處理高(gāo)鹽廢水工藝還是處於研究階段。
6、離子交換法(fǎ)
離子(zǐ)交換(huàn)是一個單元操作過(guò)程,在這個過程中,通常(cháng)涉及到(dào)溶液中的離子與不溶性(xìng)聚(jù)合物(含有(yǒu)固定陰離子或(huò)陽離子)上的反離(lí)子之間的交換(huàn)反(fǎn)應。
采(cǎi)用離子交換法時,廢水首先經(jīng)過(guò)陽離子交(jiāo)換柱,其中帶正電荷的離子(Na+等(děng))被H+置(zhì)換而滯留在交換柱內;之後,帶(dài)負電荷的離子(CI-等)在陰離子交換柱中被OH-置換,以達到除鹽的目的。
但該法一個主(zhǔ)要(yào)問題是廢水中的固(gù)體懸(xuán)浮物會堵塞(sāi)樹脂而失去效果,還有就(jiù)是離子交換樹脂的再生需要高(gāo)昂的費用且交換下來的(de)廢物很難處理(lǐ)。
7、膜分離法
膜分離技術是利用膜對混合物中各組分選擇(zé)透過性能的差異來分離、提純和濃縮目標(biāo)物(wù)質的新型(xíng)分離技術。
目前常用的膜技術有超濾、微濾、電(diàn)滲析及反(fǎn)滲透。其中的超(chāo)濾、微濾用(yòng)於工業廢水的處理時,不能有效去除汙水中的鹽(yán)分,但可以有(yǒu)效截留懸浮(fú)固(gù)體(SS)及膠體COD;電滲析(electrodialysis)和反相滲透(RO)技術是最有效和最常用的(de)脫鹽技術(shù)。
限製膜技術工程應用推(tuī)廣的主要(yào)難點是膜的造價高、壽命短、易受汙染和結垢(gòu)堵塞等。伴隨著膜(mó)生產技術的(de)發展,膜技術將在廢水處理領域得到越來越多的應用。
8、鐵碳微(wēi)電解(jiě)處理技術
鐵碳微電解法是利用Fe/C原電池反應原理對廢水進行處理的良好工(gōng)藝,又稱內電解法、鐵屑過濾法等。鐵炭微電解法是電化學的(de)氧化還原(yuán)、電化學電對對絮體的電富集(jí)作用(yòng)、以及電化學(xué)反(fǎn)應產物(wù)的凝聚、新生絮體的吸附和床層過濾等作用的綜(zōng)合效應,其中主要(yào)是氧化還原和電附(fù)集及凝聚作用。
鐵屑浸沒在含大量電(diàn)解質(zhì)的廢水中時,形成無數個微小的原(yuán)電池,在鐵屑中加入(rù)焦炭後(hòu),鐵屑與焦炭(tàn)粒(lì)接觸進(jìn)一步形成大原電池,使(shǐ)鐵屑(xiè)在受到微原電池腐蝕的基礎上(shàng),又受到大原電池的腐蝕,從而加快了電化學反應的進行。
此法具有適用範圍(wéi)廣、處理效果好、使用壽命長、成本低廉及(jí)操作維(wéi)護方(fāng)便等諸多優點,並使用(yòng)廢鐵屑(xiè)為原料,也不需消耗電力資源(yuán),具有“以廢治(zhì)廢”的(de)意義。目前鐵(tiě)炭微電解技術已經廣泛應用於印染(rǎn)、農藥(yào)/製藥、重金屬、石油(yóu)化工及油分等廢水以及垃(lā)圾滲濾液處理,取得了良好的效果。
9、Fenton及類Fenton氧化法
典型的Fenton試劑是由(yóu)Fe2+催化H2O2分解產生˙OH,從而引發有機物的氧(yǎng)化降解反應。由(yóu)於Fenton法處(chù)理廢水所需時間長,使用的試劑量多,而且過量的Fe2+將增(zēng)大處理後廢水中的COD並(bìng)產生二次汙染。
近年來,人們將紫外光、可見光(guāng)等引入Fenton體係,並研究采用其他過(guò)渡金屬(shǔ)替代Fe2+,這些方法可顯(xiǎn)著增強Fenton試劑對有機物的氧化降解能力,減少Fenton試劑的用量,降低(dī)處理成(chéng)本(běn),統稱為類Fenton反(fǎn)應。
Fenton法反應條件溫和,設備較為簡(jiǎn)單(dān),適用範圍廣;既可作為單獨處理技術應用(yòng),也可與其他方法(fǎ)聯用,如與混凝(níng)沉澱法、活性碳(tàn)法、生物(wù)處理法等聯用,作為難降解有機廢水的預處理或深度處理方法。
10、臭氧氧化
臭氧是一種強氧化劑,與還原態汙染(rǎn)物反應時速度快,使用方便,不產生二次汙染,可用於汙水的消毒、除色、除(chú)臭、去除有機物和降低COD等。單獨使用臭氧氧化法造價高、處理(lǐ)成本(běn)昂(áng)貴,且其氧化反(fǎn)應具有選擇性,對某些鹵(lǔ)代烴及農藥(yào)等氧化效果比較差。
為此,近年來發(fā)展了旨(zhǐ)在提高臭氧氧化效率的相關組合技術,其中(zhōng)UV/O3、H2O2/O3、UV/H2O2/O3等組合方式不僅可提高氧化速率和效率,而(ér)且能夠氧化臭氧單獨作用時難以氧化降解(jiě)的有機物。由於臭氧(yǎng)在(zài)水中的溶解度較低,且臭氧產生效率低(dī)、耗能大,因(yīn)此增大臭氧在水中(zhōng)的(de)溶解度、提高(gāo)臭氧的利用(yòng)率、研製高效低能(néng)耗的臭氧發(fā)生裝置成為研(yán)究的主要方向。
11、磁(cí)分(fèn)離技(jì)術
磁分離技術是近年來發展(zhǎn)的一種新型的利用廢水中雜質顆粒的磁性進行分離的水處理技術。對於水中非磁性或弱磁性的顆(kē)粒,利用磁性接種技(jì)術可使它們具有磁性。
磁分離技術應用於廢水處理有三(sān)種方法:直接磁分離法、間接磁(cí)分(fèn)離法和微生物—磁分離法。
目前研究的磁性化技術主要包括磁性團聚技術、鐵鹽共沉技術、鐵粉法、鐵(tiě)氧體法等,具有代表性(xìng)的磁分離設備是圓(yuán)盤磁分離器和高梯度磁過濾器。目前(qián)磁分離技術還處於實(shí)驗室研究(jiū)階段,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,包括高壓脈衝放電等離子體水處理技術和輝光放電等離子體水(shuǐ)處理(lǐ)技術,是利用放電直接(jiē)在水溶(róng)液中產生等離(lí)子體,或者將氣體放電等離子體中的活性粒子引入水中,可使水中的汙染(rǎn)物徹底氧化、分解。
水溶液中的直接(jiē)脈衝放電可以在(zài)常溫常(cháng)壓下操作,整個放(fàng)電過程中無需加入催(cuī)化劑就可(kě)以在水(shuǐ)溶液中產生原位的化學氧化性物種氧化降(jiàng)解有機(jī)物,該項技術對低濃度有機物的處理經濟且有效。此外,應用脈衝放電等離子體(tǐ)水處理技術的(de)反應器形式可以靈活調整,操作過程簡單,相應的維護費(fèi)用(yòng)也較低。受放電設備的限製,該工藝降(jiàng)解有機物的能量利用率較(jiào)低(dī),等(děng)離子體技術在水處理中(zhōng)的應用還處在研發階段(duàn)。
13、電化學(催化)氧化
電(diàn)化學(催化)氧化技術通過陽極反應直接降解有機物,或通(tōng)過陽極反應產生羥(qiǎng)基自由基(˙OH)、臭氧等(děng)氧化劑降解有機(jī)物。
電化學(催化)氧化包括二(èr)維和三維電極體係。由於三(sān)維電(diàn)極體係的微電場電(diàn)解作用,目(mù)前備受推崇。三維電極(jí)是在傳統的二維電解槽的(de)電極(jí)間裝填粒狀或其他碎屑狀(zhuàng)工(gōng)作電極材料,並使裝填的材料(liào)表麵帶電,成為第(dì)三極,且在工(gōng)作電極材料(liào)表麵能發(fā)生電化學(xué)反應。
與二維平(píng)板電極相(xiàng)比,三維電極具有很大的比表麵,能夠(gòu)增加電解槽的麵體比,能以較低電流密度(dù)提供較大的電流強度,粒子間距小而物質傳質速(sù)度(dù)高,時空轉換效率高,因此(cǐ)電流效率高、處理效果(guǒ)好。三維電極可用於處理生活汙水,農藥、染料、製藥、含酚廢水等難降解有機廢(fèi)水,金屬離子,垃圾滲濾液等。
14、輻射技術
20世紀70年代起,隨著大型鈷源和電子加速器技術的(de)發展,輻射技(jì)術應用中的輻(fú)射源問題逐步得到改善。利用輻射技術處理廢水中汙染物的研究(jiū)引起(qǐ)了各國的關注和重視。
與傳統的化學氧化相比,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劑,不(bú)會產生二次(cì)汙染(rǎn),具有降解效率高、反應速度快、汙染物降解徹底等優點。而且,當電離輻射與氧(yǎng)氣、臭氧(yǎng)等催化氧化手段聯合使用時,會產生“協同效應”。因此,輻射技(jì)術處理汙染物是一種清潔的、可持續利用的技術,被(bèi)國際原子能機構列為21世紀和平(píng)利用原子能的主要(yào)研究方向(xiàng)。
15、光(guāng)化學催化(huà)氧(yǎng)化
光化學催化氧化技術是在光化學(xué)氧化的基礎上發展起來的,與光化(huà)學法(fǎ)相比,有更強(qiáng)的氧(yǎng)化能力,可使有機(jī)汙染物更徹(chè)底地降(jiàng)解。光化學催化氧化是在有催化劑的條件下的光化學降解,氧化劑在光的輻射下產生氧化能力較強的自由基。
催化劑有TiO2、ZnO、WO3、CdS、ZnS、SnO2和Fe3O4等。分(fèn)為均相和非均相兩種類(lèi)型,均相光催化降(jiàng)解是以Fe2+或(huò)Fe3+及H2O2為(wéi)介(jiè)質,通過(guò)光助-Fenton反應產生羥基自由基使汙染物得到降解;非均相催(cuī)化降解是在汙染體係中投入一定量的光敏半導體材(cái)料,如(rú)TiO2、ZnO等,同時結合光(guāng)輻射,使光敏半導體在光的照射下激(jī)發(fā)產生電子—空穴(xué)對,吸附在半導體上的溶(róng)解氧、水分子等與電子—空穴(xué)作用,產生˙OH等氧化能力極(jí)強的自由基。TiO2光催化氧化技術在氧化降(jiàng)解水中有機汙染物(wù),特別是難降解有機汙染物時有明顯的優勢。
16、超臨界水氧化(huà)(scwo)技術
SCWO是以超臨界水為介質,均相氧化分解有機物。可以在短時間內將有機汙染(rǎn)物分解為CO2、H2O等無機小分子,而硫、磷和氮原子分別轉化成硫酸鹽(yán)、磷酸鹽、硝酸(suān)根和亞硝酸根離子或氮氣。美國把SCWO法(fǎ)列為能(néng)源與環境領域最有前途的廢物處理技術。
SCWO反應速率快(kuài)、停留(liú)時間短;氧化(huà)效率高,大部分有(yǒu)機物處(chù)理率可(kě)達99%以上;反應器(qì)結構簡單,設備體積小;處理範圍廣,不僅可(kě)以用(yòng)於各種有毒物質、廢水、廢物的(de)處理,還可以用於分解有機化合物;不需外(wài)界(jiè)供熱,處理成本低;選擇性好,通過調節溫度與壓力,可以(yǐ)改變水的密度、粘度、擴(kuò)散係數等物化特(tè)性(xìng),從而改變其對有機物的溶解性能,達到選擇性地控製反(fǎn)應產物的目的。
超(chāo)臨界氧化法(fǎ)在美國、德國、瑞典、日本等歐美國家已經有了工藝應用(yòng),但中國的(de)研究起步較晚,還(hái)處於實驗室研究階段。
總結:目前,目(mù)前工業(yè)廢水(shuǐ)處(chù)理中應用最廣泛的是(shì)多效蒸發工藝(yì)、生物法(fǎ)、SBR工藝和MBR工藝,因為這些工藝理論成熟,處理效果好,經濟高(gāo)效(xiào)。