這(zhè)些工業廢水處理方法,哪個最合適你?
工業廢(fèi)水本身具(jù)有複雜性,汙染物構成的不同會直接影響處理(lǐ)工(gōng)藝的選(xuǎn)擇。SBR工藝、生物法、膜分離法、鐵(tiě)碳微電解處理技術、離子交換法、輻射技(jì)術......
工業廢水包括生產廢水、生產汙水及冷卻水,是(shì)指工業生產過程中產生的廢(fèi)水和廢液,其中(zhōng)含有隨水流(liú)失的(de)工業生產用(yòng)料、中間產物、副產品(pǐn)以及生產過程中產生的汙染物。工業廢水種類繁多,成分複雜。它的處理工藝有以下幾種。
1、多效蒸發(fā)結晶技術
在工業含(hán)鹽廢水的處理過程中,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(lěng)凝的濃縮結晶過程,分(fèn)離(lí)為淡化(huà)水(淡化水可能含有微量低沸點有機物)和濃縮晶漿廢液;無機鹽和部分有機物可結晶分離出來,焚燒處理為(wéi)無(wú)機鹽廢渣;不能結(jié)晶的有機物濃縮廢液可采用滾筒蒸發器,形成固態廢渣(zhā),焚燒處理(lǐ);淡化水可返回(huí)生(shēng)產係統替代(dài)軟化水加以利用。
低溫多效蒸(zhēng)發濃縮結晶(jīng)係統不僅可以應用於化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(fā)濃縮結晶處(chù)理過程中。
多效蒸發流程隻(zhī)在第一效使用了(le)蒸汽,故節約了蒸汽的需要量,有效地利用(yòng)了二次蒸汽中的熱量,降低了(le)生產成本,提(tí)高了經濟效益(yì)。
2、生物法
生物處理是目(mù)前廢水處理(lǐ)最常用的方法之一,它具(jù)有應用範圍廣、適應性強、經濟高效無(wú)害等特點。
一般情況下,常用的生物(wù)法有傳統活(huó)性汙泥(ní)法和(hé)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(lǐ)法,目前是處(chù)理城(chéng)市汙水最廣泛使用的方法。它能(néng)從汙水中去除溶解(jiě)性的和膠體狀態的可生化有機物以(yǐ)及能被活性汙泥吸附的懸浮固體和其他一些(xiē)物質,同時也能去除一部分磷素和氮素。
活性汙泥(ní)法去除率高,適用於處(chù)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(zhì)的變化,供氧不能(néng)得到充分(fèn)利用;空氣供(gòng)應沿池水平均分布,造成前段氧量不足後段氧量過剩;曝(pù)氣結構龐大,占地麵積大。
(2)生(shēng)物接(jiē)觸氧化法
生物接觸氧化法是主要利用附(fù)著生長於某些固體物表麵(miàn)的微生物(即生物(wù)膜)進行有(yǒu)機汙水處理的方法。
生物接觸氧(yǎng)化法是一種浸沒生物膜法,是生物濾池和曝氣池(chí)的綜合體,兼有活性汙泥(ní)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(huà)法有較高的容積負荷,對衝擊負荷有較強的(de)適應能力;汙泥生成量少,運行管理簡便,操作簡單,耗能低,經濟高效;具有活性汙泥(ní)法的優點,生物活性高,淨化效果好,處理效率高,處(chù)理時間短,出水水質好而穩定(dìng);能分(fèn)解其(qí)它生物處理難分解的物質,具有脫(tuō)氧除磷(lín)的作用,可作為三級處(chù)理技術。
3、SBR工藝
SBR是序批式活性汙(wū)泥法(SequencingBatchReactor)的縮寫(xiě),作為(wéi)一種間歇(xiē)運行的廢(fèi)水處理工藝,近年來在國內外被引起廣泛重視和研究的一(yī)種(zhǒng)汙水處理技術。
SBR的工作程序是由流(liú)入、反(fǎn)應、沉澱、排放和閑置五個程(chéng)序組成。汙水在反應器中按序列、間歇地進入每個反(fǎn)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的。
SBR法具(jù)有以下特點(diǎn):工藝簡單,占地(dì)麵積小、設備少、節省投資。理想的推流過程使生(shēng)化反應推力大(dà)、處理效率高、運行方式靈活、可以除磷脫氮、汙泥活性高,沉降性能好、耐(nài)衝擊負荷(hé),處理能力強。
雖然SBR法有(yǒu)以(yǐ)上優點,但也有(yǒu)一定的局(jú)限性,如進水流量(liàng)大,則(zé)需(xū)要調節反應係統,從而增大投資;而對出水水(shuǐ)質有特殊要求,如脫氮除磷等還需(xū)要對(duì)工藝進行適當改進。
4、MBR工藝
MBR是一種將高效(xiào)膜分離技術與傳(chuán)統活性(xìng)汙泥法相結合的新型高(gāo)效汙水(shuǐ)處理工(gōng)藝,它用具有獨特結構的MBR平片膜組件置於曝氣池中,經過好氧(yǎng)曝氣和生物處理(lǐ)後(hòu)的水(shuǐ),由泵(bèng)通過濾膜過濾後抽出。
MBR工藝設備緊湊,占(zhàn)地少;出水水質優質穩定,有機物去除效率高;剩餘汙泥產量少(shǎo),降低了生產成本(běn);可去除氨氮及難降解有機物;易於從傳統(tǒng)工藝(yì)進行改造。但是,膜造(zào)價高,使膜生物反應器(qì)的基建投資高於傳統汙水處理工(gōng)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(diàn)解(jiě)工藝
在高鹽度(dù)條件下,廢水具有較(jiào)高的導電(diàn)性(xìng),這一特點為電(diàn)化學法(fǎ)在高鹽度有機廢水處理方麵提供了良(liáng)好的發展空間。
高鹽廢(fèi)水在電解池中發(fā)生一(yī)係列(liè)氧化還(hái)原反應,生成不溶於水的物質,經過沉澱(或氣浮)或直接氧化還(hái)原為(wéi)無害氣體除去,從而降低COD。
溶(róng)液(yè)中(zhōng)的氯化鈉電解時,在陽極上所生成的氯氣,有一部分溶解在溶液中發生(shēng)次級反應而生(shēng)成次氯酸(suān)鹽和氯酸鹽(yán),對溶液起漂白作用。正是(shì)上述綜合的(de)協同作用使溶液中有機汙染物得到降解。
因為電化學理論的局限性(xìng),高耗能,電(diàn)力缺乏等問題,目前電(diàn)解處理高鹽廢水工藝還是處於研究(jiū)階段。
6、離子交換法(fǎ)
離子交換是一個單元操作(zuò)過程,在這個過程中,通常涉(shè)及到溶液中的離子與不溶性聚合物(含有固定陰離子(zǐ)或陽離子)上的反離子之間的交換反應。
采用離子交換法時,廢水首先經過(guò)陽離子交換柱,其中帶正電荷的離子(Na+等)被H+置換而(ér)滯留在交換柱內;之後,帶負電荷的離子(CI-等)在陰離子交換(huàn)柱(zhù)中被OH-置換,以達到除(chú)鹽(yán)的目的(de)。
但該法一個主要問題是廢水中的固體(tǐ)懸(xuán)浮物會堵塞樹脂而失去效果,還有就是離子交換樹脂的再(zài)生需要高昂的費用且交換下來的廢物(wù)很(hěn)難處理。
7、膜(mó)分離法
膜分離技術是利用膜對混合物中各組分選擇透過性能的差異來分離、提純和濃縮目標物質的新型分離技術。
目前常用的膜技術有超濾(lǜ)、微濾、電滲析及反(fǎn)滲透。其中(zhōng)的超濾、微濾用於工業廢水的處理時,不(bú)能有效去除汙水中(zhōng)的鹽分,但可以有效(xiào)截(jié)留(liú)懸浮固(gù)體(SS)及膠體COD;電(diàn)滲析(electrodialysis)和反(fǎn)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膜的造價高、壽命短、易受汙染和結垢(gòu)堵(dǔ)塞等。伴(bàn)隨(suí)著膜生產技術(shù)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(tiě)碳微電解處理(lǐ)技術
鐵碳微電(diàn)解法是利(lì)用Fe/C原電池反應原理(lǐ)對廢水進(jìn)行處(chù)理的良好工藝,又稱內電解法、鐵(tiě)屑過濾法等。鐵炭微電解法(fǎ)是電化學的氧(yǎng)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、新生絮體的吸附(fù)和(hé)床層過(guò)濾等作用的綜合效應(yīng),其中主要是氧化還原和電附(fù)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,在鐵屑中加入焦炭後,鐵屑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(fàn)圍廣、處理效果好、使用壽(shòu)命長、成本低廉及操作維護方便等諸多優點,並使用廢鐵屑為原料,也不需消耗電(diàn)力資源,具有(yǒu)“以廢治廢”的(de)意義。目前鐵炭微電解技術已經廣泛應用於印染、農藥/製藥、重金屬、石油化工及油分等廢水以及(jí)垃圾滲濾液處理,取得(dé)了良好的效果。
9、Fenton及類Fenton氧化法
典型的(de)Fenton試劑是由Fe2+催(cuī)化H2O2分解產生˙OH,從而引發有機物的氧化降解反應。由於Fenton法處理廢(fèi)水所(suǒ)需時間長,使用的試劑量多,而且過量的Fe2+將(jiāng)增大處理後(hòu)廢水中的COD並產生二(èr)次汙染。
近年來,人們將紫外光、可見光等引入Fenton體係,並研究采用其(qí)他過渡金屬替代(dài)Fe2+,這些方法可顯著增強Fenton試劑對有機物的(de)氧化降解能力,減(jiǎn)少Fenton試劑的用量,降(jiàng)低處理成本,統稱為類Fenton反應。
Fenton法反應條件(jiàn)溫和,設備較為簡(jiǎn)單,適用範圍(wéi)廣;既可作為單獨(dú)處理技術應用,也可與其他方法聯用,如與混凝沉澱法、活性碳法、生物處理法等聯用,作為難降解有機(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(huà)劑,與還原態汙染物(wù)反應時速度快(kuài),使用方便,不產生二次汙染,可(kě)用於汙水的消毒(dú)、除色、除臭、去除有機物和降低COD等。單獨使用臭氧氧化法造價(jià)高、處理成本昂貴,且其氧化反應具有選擇性,對某些鹵代烴(tīng)及農藥等氧化效果比較差。
為此,近年來發(fā)展了旨在(zài)提高臭氧氧化效率的相關(guān)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(lǜ)和(hé)效(xiào)率,而且能夠氧化臭氧單獨作用時難以(yǐ)氧化降解的有機物。由(yóu)於臭氧在(zài)水中的溶解度較低,且臭氧產生效率低、耗能大,因(yīn)此增大臭氧在水中的溶解度、提高臭氧的利用率、研製高效(xiào)低能耗的臭(chòu)氧發生裝(zhuāng)置成為研究的主(zhǔ)要方向(xiàng)。
11、磁分離技術
磁分離技術是近年來發展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(chù)理技術。對(duì)於水中非磁性或弱磁性的(de)顆粒,利用磁性接種技術可使它們具有磁性。
磁分離技術應用於廢水處理有三種方法:直(zhí)接磁分離法、間接磁分離法和微生物(wù)—磁分離法。
目前研究(jiū)的磁性化技術主要包括(kuò)磁性團(tuán)聚技術(shù)、鐵鹽共沉技術、鐵粉法、鐵(tiě)氧體法等,具有代表性的磁分離設備是圓盤磁分離器和高梯度磁過濾器。目(mù)前磁分離技術還處於實驗室研究階段,還不能應用於實際工程實踐。
12、等離子水處(chù)理技術(shù)
低溫等(děng)離子體水處理技術,包括高壓(yā)脈衝放電等離(lí)子(zǐ)體水處理技術和輝光放電等離子體水處理(lǐ)技術,是利(lì)用放電直(zhí)接(jiē)在水溶液中產生等離子體,或者將氣體放電等離子體中的活性粒子引入水中,可使水中的汙染物徹底氧化(huà)、分解。
水溶液中的直接脈衝放電可以(yǐ)在常溫常壓下操作,整個放電(diàn)過程中無需加入(rù)催化(huà)劑就(jiù)可以在水溶液中產生原位的化學氧化性物種氧化降解有機物,該項技術對(duì)低(dī)濃度有機物的處理經濟且有(yǒu)效。此外,應用脈衝放(fàng)電等離子體水處理技(jì)術的反應器形式可以靈(líng)活調整,操作過程簡單,相應的維護費用也較低。受放電設備的限製,該工(gōng)藝降解有機物的能量利用(yòng)率較低(dī),等離(lí)子體技術在水處理中的應用還(hái)處在研發階段。
13、電化學(催化)氧化
電(diàn)化學(催化(huà))氧(yǎng)化技術通過陽極(jí)反應直接降解有機物,或通過陽極反應產生(shēng)羥基自由基(˙OH)、臭氧等氧化劑降解有機物。
電化學(催化)氧化包(bāo)括二維和三維電極體係。由於三維電極體係的微電場電解作用,目前備受推崇。三維電極是在傳統的二維電解槽的電極間裝填粒(lì)狀或其他碎屑狀工(gōng)作電極材(cái)料,並使裝填的材料表麵帶電,成為第三極,且在工作電(diàn)極材料表麵能發(fā)生電化學反應。
與二維平板電極相(xiàng)比,三維電極具(jù)有(yǒu)很大的比表麵,能夠增加電解槽的麵體(tǐ)比,能以較低電(diàn)流密度提供較(jiào)大(dà)的電流強度,粒子間距小而物質傳質速度高,時(shí)空轉換效率高(gāo),因此電流效率高(gāo)、處(chù)理效果好。三維電極可用於處理生活汙水,農藥(yào)、染料、製藥(yào)、含(hán)酚廢水等難降解有(yǒu)機廢水(shuǐ),金屬離子,垃圾滲濾液等(děng)。
14、輻射技術
20世紀(jì)70年代起(qǐ),隨著大型鈷源和電子加速器技術的發展,輻射(shè)技術應用中的輻射源問題逐步得到(dào)改(gǎi)善。利(lì)用輻射技術處理廢水中汙染(rǎn)物的研究引起了各國的關注和重視。
與傳統的化學氧(yǎng)化相比,利用輻射技(jì)術處理汙(wū)染物,不需加入或隻需少量加入化學試劑,不會產生二(èr)次汙染,具有降解效率高、反應(yīng)速度快、汙染物降解徹底等優點。而且,當電離(lí)輻射與氧氣、臭氧等(děng)催化氧化手段聯(lián)合使用時,會產生“協同效應”。因此,輻射技術處理汙染物是(shì)一種清潔的、可持續利用的技術,被國(guó)際原子能機構列為21世紀和平利用(yòng)原子能的主要研究方(fāng)向。
15、光化學催化氧化(huà)
光(guāng)化學催化氧化技術是在光化(huà)學氧化(huà)的基礎(chǔ)上發展起來的,與光化學法相比,有更強的氧化能力,可(kě)使有機汙染物更徹底地降解。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(huà)劑在(zài)光的輻射下產生氧化(huà)能力較強的自由基。
催化劑有TiO2、ZnO、WO3、CdS、ZnS、SnO2和Fe3O4等。分為均相(xiàng)和非均相兩種類型,均相光催化降解是(shì)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(rǎn)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(dǎo)體材(cái)料,如TiO2、ZnO等,同時結合光輻射,使(shǐ)光敏半導(dǎo)體在光的照射(shè)下激發產生電子—空穴對,吸附在半導體(tǐ)上的溶解氧、水分子等與電子—空(kōng)穴作用,產生˙OH等(děng)氧化(huà)能力極強的(de)自由基。TiO2光催化氧化技術在氧化降解水中有機汙染物,特別是難降(jiàng)解有機汙染物時有明顯的優勢。
16、超臨界水氧化(scwo)技術
SCWO是以超臨界(jiè)水(shuǐ)為介質,均相(xiàng)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(děng)無機小分子,而(ér)硫、磷和氮原子分別轉化成硫酸鹽、磷酸鹽、硝酸根和亞硝酸根(gēn)離子或氮氣。美國把SCWO法列為能源與環境領域最有前途的廢物處理技術。
SCWO反應速率快、停留時間短(duǎn);氧化效率高(gāo),大(dà)部分有機物處理率可達99%以上;反應器結構簡單,設備體積小;處理範圍廣,不僅(jǐn)可以用於各種有(yǒu)毒物質、廢水、廢物的處理,還(hái)可以用(yòng)於分解有機化合物;不需外界供熱,處理成本(běn)低;選擇性(xìng)好,通過調節溫度與壓力,可以改變水的密度(dù)、粘(zhān)度、擴散係數等物化特性,從而改(gǎi)變其對有機物的溶解性能,達到選擇性地控(kòng)製反應產物的目的(de)。
超臨界氧化法在美國(guó)、德國、瑞典、日本等歐(ōu)美國家已(yǐ)經有了工藝應用,但中國的研究起步較晚,還處於實驗室研究階段。
總結:目前,目前工業廢(fèi)水處理中應用(yòng)最(zuì)廣泛的是多效蒸發工藝、生物法、SBR工藝和MBR工藝,因(yīn)為這些工藝理論成熟(shú),處理效果(guǒ)好,經濟高(gāo)效。