這些工業廢水處理方法,哪個最合適你?
工業(yè)廢水本身具有複(fù)雜性,汙染物構成的(de)不同會直接影響(xiǎng)處理工藝的選擇。SBR工藝、生物(wù)法、膜分離法、鐵碳微電解處(chù)理技術、離子交換法、輻射技術......
工業廢水包括生產廢(fèi)水、生產汙水及冷卻水,是指工業生產過程中產生(shēng)的廢水(shuǐ)和廢(fèi)液,其中含有隨水流失的工業(yè)生(shēng)產用料、中間產物、副(fù)產品以及生產過程中產生(shēng)的汙染物。工業廢水種類繁多,成(chéng)分複雜。它的處理工(gōng)藝有以下幾種。
1、多效蒸發結晶技(jì)術
在工業含鹽廢水的處理過程中(zhōng),工業含鹽廢(fèi)水進入低溫多效濃縮結(jié)晶裝置,經過3—6效(xiào)蒸發冷凝的濃縮結晶過程,分離為淡化水(淡化水(shuǐ)可能含有微量低沸點有機物(wù))和濃縮晶漿廢液;無機鹽和(hé)部分有機物可(kě)結晶分離出來,焚燒處理為無機鹽廢渣;不能結晶的有機物(wù)濃縮廢液可采用滾筒蒸發器,形成固態廢渣,焚燒處理;淡化水可返(fǎn)回生產係統替代軟化(huà)水加以利用。
低溫多(duō)效蒸發濃縮結晶係統不僅可以應用於化(huà)工生產的濃縮過程和結晶過程,還可以應用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(zhēng)汽,故節約(yuē)了蒸汽的需(xū)要量,有效地利(lì)用了二(èr)次蒸汽中的熱量,降低了生產成(chéng)本,提高了經濟效益。
2、生物法
生物處理是目前廢水處理(lǐ)最常用的方法之一,它具有應用範圍廣、適應性強、經濟高效無害等特點。
一般情況下,常(cháng)用的生物法有傳統(tǒng)活性汙泥法(fǎ)和生物接觸氧化(huà)法兩種。
(1)傳統活(huó)性汙泥法
活性汙泥法是一種(zhǒng)汙水的好氧生物處理法,目前是處(chù)理城市汙水最廣泛使(shǐ)用的(de)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(néng)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(hé)氮素。
活性(xìng)汙泥法去除率高,適用於處理(lǐ)水質要求高而水質比較穩定的廢水。但是不善於適(shì)應水質的變化,供氧(yǎng)不能得到充分利用;空氣供應沿池(chí)水(shuǐ)平均分布,造成前(qián)段氧量不足(zú)後段氧量過剩(shèng);曝氣結構龐大,占地麵積大。
(2)生物接觸氧化法
生物接觸(chù)氧化法是主要利(lì)用附著(zhe)生長(zhǎng)於某些固體物表麵的微生物(即生物膜)進行有機汙水(shuǐ)處理的方法。
生物接觸氧化法(fǎ)是一種浸沒生物膜法(fǎ),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(shuǐ)處理過程中有很好的效果。
生物接觸氧化法(fǎ)有較高的容(róng)積負荷,對衝(chōng)擊負荷有較強的適應能力;汙泥生成(chéng)量少,運行管(guǎn)理簡便,操作(zuò)簡單,耗能低,經濟高效;具有活性汙(wū)泥法的優點,生物活性高,淨化效果(guǒ)好,處理效率高,處理時間短,出水水質好而穩定;能分解其它生物處理難分解的(de)物質(zhì),具有脫氧(yǎng)除磷的作用,可作為三級(jí)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工藝,近年來在國內外被引起廣泛重視和(hé)研究的一種汙(wū)水處(chù)理技術。
SBR的工作程序(xù)是由流入、反應(yīng)、沉澱、排放和閑置(zhì)五個程序組成。汙水在反應器中按序列(liè)、間歇地進(jìn)入每(měi)個反應工序,每個SBR反應器的運行操作在時間上也是按次序排列間歇運行(háng)的。
SBR法具有以下特點:工藝簡(jiǎn)單,占地麵積小、設備少、節省(shěng)投資。理想的推流過程(chéng)使生化反應推力大、處理效率高(gāo)、運行(háng)方式靈活、可(kě)以(yǐ)除磷脫氮、汙(wū)泥活(huó)性高,沉降(jiàng)性能好、耐衝擊負荷,處理能力強。
雖然SBR法有以上優點,但也有一定的局限性,如進水流量大,則需(xū)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(duì)工藝進行適當改進。
4、MBR工藝
MBR是(shì)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理工藝,它用具(jù)有獨特(tè)結構的MBR平片膜組件置於曝(pù)氣池中,經過好氧曝氣和生物處理後的(de)水(shuǐ),由泵通過濾(lǜ)膜過濾後(hòu)抽出。
MBR工藝設備緊湊,占地(dì)少(shǎo);出水水質優質穩定,有機物去除效率高;剩餘汙泥產量少,降低了生(shēng)產成本;可去除氨氮及難降解有機(jī)物;易於從傳統工藝進行改造。但是,膜造價(jià)高,使膜生物反應器的基建投(tóu)資高於傳統汙水處理(lǐ)工藝;膜汙染容易出現,給操作管理帶來不便;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(dǎo)電性,這一特點為電化(huà)學法在高鹽度有(yǒu)機廢水處理方麵提供了良好的發展空間。
高鹽廢水在電(diàn)解池中(zhōng)發(fā)生一(yī)係列氧化還原反應,生成不溶於水(shuǐ)的物質,經過沉澱(或氣浮)或直接氧化還(hái)原為(wéi)無(wú)害氣體除去,從而降低COD。
溶(róng)液中的氯(lǜ)化鈉電解時,在陽極上所生成的氯氣,有一部分溶(róng)解在溶液中發生次級反應而生成次氯酸鹽和氯酸鹽,對溶液起漂白作(zuò)用。正是上述綜合的(de)協同作用使溶液中有機汙染物得到降(jiàng)解。
因為電(diàn)化學理論的局限性(xìng),高耗能(néng),電力缺乏(fá)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
離子交換是一個單元操作過程,在這個過程中,通常涉及到(dào)溶液中的(de)離子與不溶性聚合物(含有固定陰離子或陽離子)上的反離子之間的交(jiāo)換反應(yīng)。
采用離子交換法時,廢水首先經過陽離子交換柱(zhù),其中帶正電荷的離子(Na+等(děng))被H+置換而滯留在交換(huàn)柱(zhù)內;之後,帶負電荷的離子(CI-等)在陰離子交換柱中被OH-置換,以達到除鹽的目(mù)的。
但該(gāi)法(fǎ)一個主要問題是(shì)廢水中的(de)固體懸浮物會堵塞樹脂(zhī)而失去效果,還有就是離子交換樹脂的再生需(xū)要高昂(áng)的費用且交換下來的廢物很難處(chù)理。
7、膜分離法(fǎ)
膜分離技術(shù)是利用膜對混(hún)合(hé)物中各組分選擇透過性能的差異來分離、提(tí)純(chún)和濃縮目標物質的新型分離技(jì)術。
目前常用的膜技術有超濾、微濾、電滲析(xī)及反滲透。其中的超濾、微濾(lǜ)用於工業廢水的處理時,不能有效去除汙水中的鹽分(fèn),但可以(yǐ)有效截(jié)留懸(xuán)浮固(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脫鹽技術。
限製膜技術工程應用推廣的主要難點是(shì)膜的造(zào)價高、壽命(mìng)短、易受汙染和結垢堵塞等。伴(bàn)隨著膜生產技術(shù)的發展,膜技術將在廢水處理領域得到越來越多的應用。
8、鐵碳(tàn)微電解處理技術
鐵碳微電解法是利用Fe/C原電(diàn)池反應原理對廢水進行處理的良好工藝,又稱內電解法、鐵屑過濾法等。鐵(tiě)炭微電解法是電化學(xué)的氧化還原、電化學電對對絮體的電富集作用、以及電化學反應產物的凝聚(jù)、新生絮體的(de)吸附和床層過濾等作用的綜合效應,其中主(zhǔ)要是氧(yǎng)化還原和(hé)電附(fù)集及凝聚作用。
鐵(tiě)屑浸沒在含大量電(diàn)解(jiě)質的廢水(shuǐ)中時,形成無數個微小的原電(diàn)池,在鐵屑中加入焦炭後,鐵屑與焦炭粒接觸進(jìn)一步形成(chéng)大(dà)原電池,使鐵屑在受到微原電池腐蝕的基礎(chǔ)上,又受到大(dà)原電池的腐蝕(shí),從而加快(kuài)了電化學反應(yīng)的進行。
此(cǐ)法具有適用範圍廣、處理效果好、使用壽命長、成本低(dī)廉及操作維護方(fāng)便等(děng)諸多優點(diǎn),並使用廢鐵屑為原料,也不需消耗電力資源,具有“以廢治廢”的意(yì)義。目前鐵炭微電解技術(shù)已(yǐ)經廣泛應用(yòng)於印染、農藥(yào)/製藥、重金屬、石油化工及(jí)油分等廢水以及垃圾滲濾液處理,取得了良好的效果。
9、Fenton及類Fenton氧化(huà)法
典型的Fenton試劑是(shì)由Fe2+催化H2O2分(fèn)解產生˙OH,從而引發有機物的氧化(huà)降解反應。由於Fenton法處理廢水所需時間長,使用的試(shì)劑量多,而且過量(liàng)的Fe2+將增大處理後廢水中的COD並(bìng)產生二次汙染。
近年來,人(rén)們將紫外光、可見光等(děng)引入Fenton體係,並研究采用(yòng)其他過渡金屬替代Fe2+,這些方法可顯著增強Fenton試劑對有機物的氧化降解能力,減少Fenton試劑的用(yòng)量,降低處理成本,統稱(chēng)為類Fenton反應。
Fenton法反(fǎn)應條件溫和,設備較為簡單,適用範(fàn)圍廣(guǎng);既(jì)可作為(wéi)單獨處理技術應用,也(yě)可與其(qí)他方法聯用,如與混凝沉澱法(fǎ)、活性碳法、生物處(chù)理法等聯用,作為難降解有機(jī)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,與還原態汙染物反應時速度快,使用方便,不產生(shēng)二次汙染,可用於汙水的消毒、除色、除臭、去除有機物(wù)和降低COD等。單獨使用臭氧氧化(huà)法造價高、處理成本昂貴,且其氧化反應具有選擇性,對某些鹵代烴及(jí)農藥等氧化效果(guǒ)比較差。
為(wéi)此,近年來(lái)發展了旨在提高臭(chòu)氧氧(yǎng)化效率的相關組合技術,其中UV/O3、H2O2/O3、UV/H2O2/O3等組合方式不僅(jǐn)可提高氧化速率和效率,而且能夠氧化臭氧單獨作用時(shí)難(nán)以氧化降解的(de)有機物。由於臭氧在水中的溶解度較低,且臭氧產生(shēng)效(xiào)率低、耗能大,因此增大(dà)臭氧在水中的溶解度、提高臭(chòu)氧的利用率、研製高效低能(néng)耗的臭氧發生裝置成為(wéi)研究的主要方向。
11、磁分(fèn)離技術
磁分離技術(shù)是近年來發展的一種新型的利用廢水中雜質顆粒的(de)磁性(xìng)進行分離的水處理技術。對於水中非磁性或弱磁性的顆粒,利用磁性接(jiē)種技術可(kě)使它們具有磁性。
磁分離技術應用於廢水處理有三種方法:直接磁分離法、間接磁分離法和微生物—磁分離法。
目(mù)前研究的磁性(xìng)化技術主要包括磁性團聚技術(shù)、鐵鹽共沉技術、鐵粉法、鐵氧體法等,具有代表性(xìng)的磁分離設備是圓盤磁分離器和高梯度(dù)磁過濾器。目前磁分離技術還處(chù)於實(shí)驗室研究階段,還不能應用於(yú)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(diàn)等離子體水處理技(jì)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,或者(zhě)將氣體(tǐ)放電(diàn)等離子體中(zhōng)的活性粒子(zǐ)引入水中,可使水中的汙染物徹底(dǐ)氧化、分(fèn)解。
水溶液(yè)中(zhōng)的直(zhí)接脈衝放電可以在常溫常壓(yā)下操作,整(zhěng)個放(fàng)電過程中無需(xū)加入催化劑就可以在水(shuǐ)溶液中產生原位的化學氧化性物種氧化(huà)降解有機物,該項技術對低濃(nóng)度有機物的處理經濟且有(yǒu)效。此外,應用脈衝(chōng)放電等離子體水處理技術的反應器形(xíng)式(shì)可以靈(líng)活調整,操作過程(chéng)簡單(dān),相應的維護費用也(yě)較低。受放(fàng)電設備的限製,該(gāi)工藝降解有(yǒu)機物的能量利用(yòng)率較低,等離子體技術在水處理中的應用還處在研(yán)發階段。
13、電化學(xué)(催化)氧(yǎng)化
電化學(催化)氧化技術通過陽極反應直接降解有機物,或通過(guò)陽(yáng)極反應產生(shēng)羥基自由基(jī)(˙OH)、臭氧等氧化劑降解有機物。
電化(huà)學(催化)氧化包括二維和三(sān)維電極體係。由於三維電極體係的微電場電解作用,目前備受推崇。三維(wéi)電極(jí)是在傳統(tǒng)的二(èr)維電解槽的(de)電極間裝填粒狀或其(qí)他碎屑狀工作電極材料,並(bìng)使裝填的材(cái)料表麵帶(dài)電,成為第三極,且在工作(zuò)電極材料表麵能發生電化學反(fǎn)應。
與二維平板電極相比,三維電極具有很大的比表麵,能夠增(zēng)加(jiā)電解槽的(de)麵體比,能以較低(dī)電流密度提供較大的電流強度,粒子間距(jù)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(sān)維電極可(kě)用於處理生活汙水,農藥、染料、製藥、含酚廢水等難降解(jiě)有(yǒu)機廢水,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)鈷源和電子加速器技術的發(fā)展(zhǎn),輻射(shè)技術應(yīng)用中的(de)輻射源問題(tí)逐步得到改善。利用輻射技術處理廢水中(zhōng)汙染物的研究引起了各國的關注和重視。
與傳統的化學(xué)氧化相比,利用輻射技術處理汙染物,不需加入(rù)或隻需少(shǎo)量(liàng)加入化學試劑,不會產(chǎn)生二次汙染,具有降解效率高、反應速度快、汙染物降解(jiě)徹(chè)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(xié)同(tóng)效應”。因此,輻射技術處理汙染(rǎn)物是一種清(qīng)潔的、可持續利用(yòng)的技術,被國際原子能機(jī)構列為21世紀和平利用原子能的主要研(yán)究方向。
15、光化學催化氧(yǎng)化
光化學催化氧化技術是在光化學氧化(huà)的基礎上發展起來的,與光化學法相比,有更強的氧化能力,可使有機汙染物更徹底地降解。光化(huà)學催化氧化是在有催化劑的條件下的光化學降解,氧(yǎng)化劑(jì)在光的輻(fú)射下產生氧化能力較強的(de)自由基。
催化劑有TiO2、ZnO、WO3、CdS、ZnS、SnO2和Fe3O4等。分為均相和非均相(xiàng)兩種類(lèi)型,均相光催化降解是以Fe2+或Fe3+及H2O2為介質,通過光助-Fenton反應產生羥基自由基使汙(wū)染物得到降解;非均相催化降解是在汙染體係中投入一定量的光敏半導體材料,如TiO2、ZnO等,同時結合光(guāng)輻射,使光敏半導體在光(guāng)的照射下激發產生電子(zǐ)—空穴(xué)對,吸附在半導體上的溶解氧、水分子等與電子—空穴作用,產生˙OH等氧化能力極強的(de)自由(yóu)基。TiO2光催化氧化(huà)技術在氧化降解水中有機(jī)汙染物,特別是難降解(jiě)有機汙染物(wù)時有明顯的(de)優勢。
16、超臨界水氧化(scwo)技術
SCWO是以超臨界水為介質,均相氧化分解有機物。可以在短時間內將有機汙染物分解為CO2、H2O等無機小分子,而硫、磷和氮原子分(fèn)別轉化成硫酸(suān)鹽、磷酸鹽、硝酸(suān)根和亞硝酸根離子或氮氣。美國把SCWO法(fǎ)列為能源與環境領域最有前途的廢物處理(lǐ)技術。
SCWO反應速率快、停留時間短;氧化效率高,大部分有(yǒu)機物處理率可達99%以上(shàng);反應器結構簡單,設備體積(jī)小;處理範圍廣,不僅可以(yǐ)用於各種有毒物質、廢水、廢物的處理,還(hái)可以用(yòng)於分解有(yǒu)機化合物;不(bú)需外界供熱,處理成(chéng)本低;選擇性好,通過(guò)調節溫度與壓力,可(kě)以改變水的(de)密度、粘度、擴散(sàn)係數等物化特性(xìng),從而改變(biàn)其對有機物(wù)的溶解性能,達到(dào)選(xuǎn)擇性地控製反應(yīng)產物的目(mù)的。
超臨(lín)界氧(yǎng)化法在(zài)美國、德(dé)國(guó)、瑞典(diǎn)、日本等歐(ōu)美國家已經有了工(gōng)藝應用,但中國的研究起步較晚,還處於實驗室研究(jiū)階段。
總結:目前,目前工業廢水處理中應用最廣泛的是多效蒸發工藝、生物法、SBR工藝和MBR工藝,因為這些工藝理論(lùn)成熟,處理效果好,經濟高效。

