這些工業廢水處理方法,哪個最合適(shì)你?
工業廢水本(běn)身具有複雜性,汙染物(wù)構成的(de)不同會直接影(yǐng)響處理工藝(yì)的選擇。SBR工藝(yì)、生物法、膜分離法、鐵(tiě)碳微電解處理技術(shù)、離子交換法、輻射技術......
工業廢水包括生產廢水、生產(chǎn)汙水及(jí)冷卻水,是指工業生產過程中產生的廢水和廢液,其中含有(yǒu)隨水流失的(de)工業生(shēng)產用料、中間產物、副產品以及生產過程中產生的(de)汙染物。工業廢水種類繁多,成分(fèn)複雜。它的處理工藝有以下幾種。
1、多效蒸發結晶技術
在工業含鹽廢水的處理過程中,工業含鹽廢水進入低溫多效(xiào)濃縮結晶裝置,經過3—6效蒸發冷凝(níng)的濃縮結晶過程(chéng),分離為淡化水(淡化水可能含有微量低沸點有機(jī)物)和濃縮晶(jīng)漿廢液;無機鹽和部分有機物可結晶分離出來,焚燒處理為無機鹽廢渣(zhā);不能結晶的有機物濃縮廢液可采用滾筒蒸(zhēng)發器,形成固(gù)態(tài)廢渣,焚燒處理;淡化水可返回(huí)生產係統替代軟化水加(jiā)以利用。
低溫多效蒸發濃縮結晶係統不僅可以應用於化工生產的(de)濃縮過程和結晶過程,還可以應用於工業含鹽廢水的蒸(zhēng)發濃縮結晶處理過程(chéng)中。
多效蒸發流程隻在第一效使用了蒸汽(qì),故節約了蒸汽的需要量,有效(xiào)地利用了二次蒸汽中的熱量(liàng),降低(dī)了生產成本,提高了經濟效益。
2、生物法
生物處理是(shì)目前(qián)廢水處理最常用的方法(fǎ)之(zhī)一,它具有應用範圍廣、適應性強、經濟高(gāo)效無害等特點。
一般情況下,常用的生物法有傳統活性汙泥(ní)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(yī)種汙水的好氧生物處理法,目前是(shì)處理城市汙水最廣泛使用的方法。它能從(cóng)汙水中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(hé)其他一些物(wù)質,同時也能去除一部分磷素和氮素。
活性汙(wū)泥法(fǎ)去除率高,適用於(yú)處理水質要求高而水質比較穩定的廢水。但是不善於適應水質的變化,供氧不能得(dé)到(dào)充分利用;空(kōng)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(qì)結構龐大,占地麵積(jī)大。
(2)生物接觸(chù)氧化法
生物接觸氧化法是主要利(lì)用附著生長於某(mǒu)些固體物表麵的微生物(即生物膜)進行有(yǒu)機汙水處理(lǐ)的方法。
生物接觸氧化法是一種浸沒生物膜法(fǎ),是生物濾池(chí)和曝氣池的(de)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(jiē)觸氧化法有較(jiào)高的容積(jī)負荷,對衝擊負荷有(yǒu)較強(qiáng)的(de)適應(yīng)能力;汙泥生成量少,運行管理簡(jiǎn)便,操作簡單,耗能低,經濟高效;具有活性汙泥法的優點,生物活性高,淨化效果好,處理效率高(gāo),處理時間短,出水水(shuǐ)質好而穩定;能分解其它生物處理難分(fèn)解的物質(zhì),具有脫氧除(chú)磷的作用,可作為三級處理技術。
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(lǐ)工藝,近年來在國內外被引起(qǐ)廣泛重視和研究(jiū)的一種汙水(shuǐ)處理技術。
SBR的工作程序是由流入、反應、沉澱、排放和閑置五個程序組成。汙水在反應器中按序(xù)列、間歇地進入每(měi)個反應工序,每個SBR反(fǎn)應器的運行操作在時間上也是按次序排列間歇運(yùn)行(háng)的。
SBR法具有以下特點:工藝簡單,占地(dì)麵積小、設備少、節省投(tóu)資。理想的(de)推流過程(chéng)使生化反應推(tuī)力大、處理效率高、運行(háng)方式靈活、可以除磷脫氮、汙泥(ní)活性高,沉(chén)降性能好、耐衝擊負(fù)荷,處理能力強。
雖然(rán)SBR法有以上優點,但也有一(yī)定的局限性,如進水(shuǐ)流量大,則(zé)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,如脫氮除磷等還需要對工藝進行適當改進(jìn)。
4、MBR工藝
MBR是一種將高效膜分離技術與傳統活性汙泥法相結合的新型高效汙水處(chù)理工藝,它用具有獨特結構(gòu)的MBR平片(piàn)膜(mó)組件置於曝氣池中,經過好氧曝氣和生物處理後的(de)水,由泵(bèng)通過濾膜過濾後抽出(chū)。
MBR工藝設備緊湊,占地少;出水水質優質穩(wěn)定,有機物去除效(xiào)率高;剩餘汙泥產(chǎn)量少,降(jiàng)低了生(shēng)產成本(běn);可去除氨氮及難降解有機物;易於從傳統工藝進行改造。但是,膜造(zào)價高,使膜生物反應(yīng)器的基建投資高於傳統汙水處理工藝;膜汙染容易出(chū)現,給操作管理帶(dài)來不便;能耗高,工藝要(yào)求高。
5、電解工藝
在高鹽度條件(jiàn)下,廢水具(jù)有(yǒu)較高的(de)導電性,這一特點為(wéi)電化學法在高鹽度有機(jī)廢水處(chù)理方麵提供了良好的發展空間。
高鹽廢水(shuǐ)在電解池中發(fā)生一係列氧化(huà)還(hái)原反應,生成不溶於水的物質,經過沉澱(或氣浮)或直接氧(yǎng)化還(hái)原為無害氣體除去,從而降低COD。
溶液中的氯化鈉電解時,在陽極上所生成(chéng)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酸鹽和(hé)氯酸鹽,對溶液起漂白作(zuò)用。正是上述綜合的協同作(zuò)用使溶(róng)液中(zhōng)有機汙染物得到(dào)降解。
因為電化學理論的局限性,高耗能,電力缺乏等(děng)問(wèn)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(zǐ)交換(huàn)是一個單元操作過程,在這個過程中(zhōng),通(tōng)常涉及到溶液中的離子與不溶性聚(jù)合物(含有固定陰離子或陽離子)上的反離(lí)子之間的(de)交換反應。
采用離子(zǐ)交(jiāo)換法時,廢水首先經過陽(yáng)離子交換柱,其中帶正(zhèng)電荷的離子(Na+等)被(bèi)H+置換而滯留在交換柱(zhù)內;之後,帶負電荷的離子(CI-等)在(zài)陰離子交換柱中被OH-置換,以達到除(chú)鹽的目的。
但該法一個主要問(wèn)題是(shì)廢水中的固體懸浮物會(huì)堵塞樹(shù)脂而失去效果,還(hái)有就是離子交換樹脂的再生(shēng)需要高昂的費用且交換下來的廢物很難處理。
7、膜分離法
膜分離技(jì)術是利用膜對混合物中各組分選擇(zé)透過性能(néng)的差異來分離、提純(chún)和(hé)濃縮目標(biāo)物質的(de)新型分離技術。
目前常用的膜技術有超(chāo)濾、微濾、電滲析及反滲透。其中的超濾、微濾用於(yú)工業廢水的(de)處理時,不能有效去除汙水中的鹽分,但(dàn)可以有(yǒu)效截留懸浮固(gù)體(SS)及膠體COD;電滲析(electrodialysis)和反相滲透(RO)技術(shù)是最有效(xiào)和最常(cháng)用的脫(tuō)鹽(yán)技(jì)術(shù)。
限製膜技(jì)術工程應(yīng)用推(tuī)廣的主(zhǔ)要難點是膜的造價高、壽命短、易受汙染和結垢堵塞等。伴(bàn)隨著膜生(shēng)產技術的發(fā)展(zhǎn),膜技術將在廢水(shuǐ)處理領域得到越來(lái)越多(duō)的應用。
8、鐵碳微電解處(chù)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(jìn)行處理的(de)良好工藝(yì),又稱內電解法(fǎ)、鐵屑過濾法等。鐵炭微電解(jiě)法是(shì)電化學的氧化還(hái)原、電化學電對對絮體的(de)電富集作用、以(yǐ)及電化學反應產物的凝聚、新(xīn)生絮體的吸附和床層過濾等作用的(de)綜合(hé)效應,其(qí)中(zhōng)主要是氧化還原和電附集(jí)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(de)原電池,在鐵屑中加(jiā)入焦炭(tàn)後,鐵屑與(yǔ)焦炭粒接觸進一(yī)步形成大原電池,使鐵屑(xiè)在受到微原電池腐蝕的基礎上,又受到大原電池的腐蝕,從而(ér)加快了電化學反應(yīng)的進行。
此法具有(yǒu)適用範圍廣、處理(lǐ)效果好、使用壽命長、成本低廉及操(cāo)作維(wéi)護方便等諸多優點,並使用廢鐵屑為原料,也(yě)不需消耗(hào)電力資源(yuán),具有“以(yǐ)廢治廢”的意義。目前鐵炭微(wēi)電解技術已經廣泛應用於印染、農藥/製藥、重金(jīn)屬、石油化工及油分等廢水以及垃圾滲濾液處理,取得了良好的效(xiào)果。
9、Fenton及類Fenton氧(yǎng)化法
典型的Fenton試劑是由Fe2+催化H2O2分解產生˙OH,從而引(yǐn)發有機物的氧化(huà)降解反應。由於Fenton法處理廢水(shuǐ)所需時間長,使用的試(shì)劑量多,而(ér)且過量的Fe2+將(jiāng)增大處理後廢水中的COD並產生二次汙染。
近年來,人們將紫(zǐ)外光、可見光等引入Fenton體係,並研(yán)究采用其他(tā)過渡金屬替代Fe2+,這些方法(fǎ)可顯(xiǎn)著增強Fenton試劑對有機物(wù)的氧化降解(jiě)能力(lì),減少Fenton試劑的用量(liàng),降低處理成本,統稱為類Fenton反應(yīng)。
Fenton法反應條件溫和,設備較為簡單,適用範圍(wéi)廣;既可作為單(dān)獨處(chù)理技術應用,也可與其他方法聯用(yòng),如(rú)與混凝沉澱法、活性碳法、生物處理法等聯用,作為難降解有機廢水的預處理或深度(dù)處理方法。
10、臭(chòu)氧氧化
臭氧是(shì)一種強氧化劑,與還原態(tài)汙染物反(fǎn)應時速度(dù)快,使用方便,不產生二次汙染,可用於汙水的(de)消毒、除色、除臭、去除有機物和降低COD等。單獨使用臭氧氧化法造(zào)價(jià)高、處理成本昂貴,且其氧化反應具有選(xuǎn)擇性,對某些鹵代烴及農藥等氧化效果比較差。
為此,近年來發展了旨在提(tí)高臭氧氧化效率的相(xiàng)關組合技術(shù),其中UV/O3、H2O2/O3、UV/H2O2/O3等組合方式不僅可提高氧化速率和效率,而且能夠(gòu)氧化臭氧單獨作用時難以氧化降解的有機(jī)物。由於臭氧在水(shuǐ)中的溶解度較低(dī),且臭氧產(chǎn)生效率(lǜ)低、耗(hào)能大,因此增大臭氧在水中的溶解(jiě)度、提高臭氧的(de)利用率、研製高效低(dī)能耗的臭氧發生裝置成為(wéi)研究的主要方向。
11、磁分離技術
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(kē)粒的磁性進行分離的水處(chù)理技術。對(duì)於水中非磁性或弱磁性的顆粒,利用磁性接種技術可使它們具有磁性。
磁分離技術應(yīng)用於廢水處(chù)理有三種方(fāng)法:直接磁分離法(fǎ)、間接磁分(fèn)離法和微(wēi)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、鐵氧體法等,具有代表性的磁分離設備是圓盤(pán)磁(cí)分離器和高梯度(dù)磁(cí)過濾器。目前磁分離技術還處於實驗(yàn)室研究階段,還不能應用於實際工程實(shí)踐。
12、等離子水處理技術
低溫等離子體水處理技(jì)術,包括高壓脈衝放(fàng)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(yòng)放電直接在水溶液中產生等離子體,或(huò)者將氣體放電等離子體中(zhōng)的活性粒子引(yǐn)入水中,可使水中(zhōng)的汙(wū)染物(wù)徹底(dǐ)氧化、分解。
水溶液中的直接脈衝放電可以在常溫常壓下操作,整個(gè)放電過程中無需加(jiā)入催化劑就可以在水溶液中產生原位的化學氧化性物種氧化降解有(yǒu)機物,該項技術對低濃度有(yǒu)機物的處理經濟且有(yǒu)效。此外,應(yīng)用脈衝放電等離子體(tǐ)水處理技術(shù)的反應器形式(shì)可以靈活調整(zhěng),操作過程簡單,相應的維護費用也較低。受放電設備(bèi)的(de)限製(zhì),該(gāi)工藝降解有機(jī)物的能量利用率較低,等離子體技術(shù)在水處理中的應用還處在研發階段。
13、電化學(催化)氧化
電化學(催化(huà))氧化技術通過陽極反(fǎn)應(yīng)直接降解有機(jī)物,或通過陽極(jí)反應產生羥基自由(yóu)基(˙OH)、臭氧等氧化劑降解有機物。
電化學(催化)氧化包括二維和三維電極體係。由於(yú)三維電極體係的微電場電解作用,目前備受推崇。三(sān)維(wéi)電極(jí)是在傳統的二維電解槽的(de)電極間裝填粒(lì)狀或其他碎屑狀工作電極材料,並使裝填的(de)材料表麵帶電,成為第三極,且在工作(zuò)電極材料表麵能發生電(diàn)化學反應。
與(yǔ)二維平板電極相比,三維電極(jí)具有很大的比表麵,能夠增加電解槽的麵體比,能以較低電流密度提供較大的電流強度,粒子間距小而物質傳質速(sù)度高,時空(kōng)轉換效率(lǜ)高,因此電流效率高、處理(lǐ)效果好。三維(wéi)電極可用(yòng)於處理生活汙水,農藥、染(rǎn)料、製藥、含(hán)酚廢水等難降(jiàng)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(xíng)鈷(gǔ)源和電(diàn)子加速器技術的發(fā)展,輻射技(jì)術應用中的輻射源問(wèn)題逐步得到改善。利(lì)用輻射技術(shù)處理廢水中汙染物的研(yán)究(jiū)引起了各國的關注和重視。
與傳統的化學氧化(huà)相比(bǐ),利用輻射技術處理汙染物,不需加入(rù)或隻需少量加入化學試劑,不會產生二次(cì)汙染,具有降解效率高、反應速度快、汙染物降解徹底等優點。而且,當電離輻射與氧氣、臭氧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(yī)種(zhǒng)清潔的、可持續利用的技術,被國際原子(zǐ)能機構列為(wéi)21世紀和平利用原子能的主要(yào)研究方向。
15、光化(huà)學催化(huà)氧化
光化學催化氧化技術是在光(guāng)化學氧化的基礎(chǔ)上發展(zhǎn)起來的,與(yǔ)光化學法相比,有更強的氧化能力(lì),可使有機(jī)汙染物更徹底地降解。光化學催化氧化是在有催化劑(jì)的條件下的光化學降解,氧(yǎng)化劑在(zài)光的(de)輻射下產生氧化(huà)能力較強的自由基(jī)。
催化劑有TiO2、ZnO、WO3、CdS、ZnS、SnO2和Fe3O4等。分(fèn)為均相和(hé)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(fǎn)應產生羥基自(zì)由基使汙染物得到降解(jiě);非均相催化降解是在汙染體係(xì)中投入一定量的光敏半導體材(cái)料(liào),如TiO2、ZnO等,同時結(jié)合光輻射,使光敏半導體在光(guāng)的照射下激發產生電子—空(kōng)穴對,吸附在半導(dǎo)體上的溶解氧、水分子等與電子—空穴作用,產生˙OH等氧化能力極強的自(zì)由基。TiO2光催化氧化技術在氧化降解水中有機汙染(rǎn)物,特別是難降解有機汙染物時有(yǒu)明顯(xiǎn)的優勢。
16、超臨界水氧化(scwo)技術
SCWO是以超臨界水為介質,均相氧化(huà)分解有機物(wù)。可以在短時間內將有機汙染物分解為CO2、H2O等無機(jī)小分子,而硫、磷和氮(dàn)原子分別轉化成硫酸鹽、磷(lín)酸鹽、硝酸根和亞硝酸根離(lí)子或氮氣(qì)。美國把SCWO法(fǎ)列為能源與環境領域最有前(qián)途的廢物處理技術(shù)。
SCWO反應速率快、停留時間短;氧化效率(lǜ)高,大(dà)部分有機(jī)物處(chù)理率可達99%以上;反應器結構簡單,設備(bèi)體積小;處理範圍廣,不僅可以用於(yú)各種有毒物質、廢水、廢物的處理,還可以用於(yú)分解有機化合物;不需外界供熱,處(chù)理成本低;選擇性好(hǎo),通過調節(jiē)溫度與(yǔ)壓力,可以改變水的密度、粘度、擴散係數等物化特性,從(cóng)而改變其對有機物的溶解性能,達(dá)到選擇性地控(kòng)製反應產物的目的。
超臨界氧化法在美國、德國、瑞典、日本等歐美(měi)國家已經有了工藝應用,但(dàn)中國的(de)研究起步較晚(wǎn),還處於實驗室研究(jiū)階段。
總結:目(mù)前(qián),目前(qián)工業廢水處理中應用最廣泛的是多效蒸發工(gōng)藝、生物法、SBR工藝和MBR工藝,因為這些工藝理論成熟,處理效果好,經濟高效。

