這些工業廢水處理方法,哪個最合適你?
工業(yè)廢水本身具有複雜性,汙染物構成(chéng)的不(bú)同會直接影響處理(lǐ)工藝的選(xuǎn)擇。SBR工藝、生物法、膜分離法、鐵碳微(wēi)電解處理技術、離(lí)子交換法(fǎ)、輻射技術......
工業廢水包括生產廢水、生產汙水及冷卻水,是指工業生產過程中產生的廢(fèi)水和廢液,其中(zhōng)含有隨水流失的(de)工業生產用(yòng)料、中間產物、副產品以及生(shēng)產過程中產生的汙染物。工業廢水種類(lèi)繁(fán)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(shuǐ)的處理過程中,工業含鹽廢(fèi)水進入低溫多效濃縮結晶裝置,經過3—6效蒸發冷凝的(de)濃縮結晶過(guò)程,分(fèn)離為淡化水(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(kě)結晶分離出來(lái),焚燒處理為無機鹽廢渣;不能結晶的有機物濃縮廢液可采用滾筒蒸發器,形成固(gù)態廢渣,焚燒處理;淡化水可返回生(shēng)產係統替代軟化水加以利用。
低溫多效蒸發濃縮(suō)結晶係統不(bú)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濃縮結晶處理過程中。
多效蒸發流程隻在第一效使(shǐ)用了蒸汽,故節約了蒸汽的(de)需要(yào)量,有效地利用了二次蒸汽中的熱量,降低了生產(chǎn)成本,提高了(le)經濟效益。
2、生物法
生物處(chù)理是目前廢水處理最常用的方法之一(yī),它(tā)具有應用範圍廣、適應性強、經濟高效無(wú)害等特點。
一般情況下,常用的生物法有傳統活性汙泥法和生物接觸氧化法兩種。
(1)傳統活性(xìng)汙泥法
活性汙泥(ní)法是一種汙水的好氧(yǎng)生物處理(lǐ)法,目前是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(fú)固體和其他一些物質,同(tóng)時也(yě)能去除一部分磷素和氮素。
活性汙泥法去除率高,適用於處(chù)理水質要求高而水質比較穩定的廢水(shuǐ)。但(dàn)是(shì)不善於適應水質的(de)變化,供氧不能(néng)得到充分利用;空氣(qì)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,占地麵積大。
(2)生物接觸氧化(huà)法
生物接觸氧化法是主要(yào)利用附著(zhe)生長於某些固體物表麵的微生物(即(jí)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生物膜(mó)法,是生物濾池和曝氣池的綜(zōng)合體,兼(jiān)有活性汙泥法和(hé)生物膜法的特點,在水處理過程中有很好的效(xiào)果。
生物接觸氧化法有較高的容積負荷,對衝擊負荷有較(jiào)強的適應能力;汙(wū)泥生(shēng)成量(liàng)少,運行管(guǎn)理簡便,操作簡單,耗能低,經濟高效(xiào);具(jù)有活性汙泥法的(de)優點,生物活性高,淨化效(xiào)果好,處理效率(lǜ)高,處理時間短(duǎn),出水水質好而穩定;能分解其它生物處(chù)理(lǐ)難分解(jiě)的物質,具有(yǒu)脫氧除(chú)磷(lín)的作用,可作為三級處理(lǐ)技術(shù)。
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(zài)國內外被引起廣泛重視和研究(jiū)的一種汙水處理技(jì)術。
SBR的(de)工作程序是由流入、反應、沉澱、排放和閑置五個程序組(zǔ)成。汙水在反應(yīng)器(qì)中按序列(liè)、間歇地進入每(měi)個反應工(gōng)序,每個SBR反(fǎn)應器的(de)運行操作在(zài)時間上也是按次(cì)序排列間歇運行的。
SBR法具有以下特點:工藝簡單(dān),占地麵積小、設備少、節省投資。理想的推流(liú)過程使(shǐ)生化反應(yīng)推力大、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、耐衝擊(jī)負(fù)荷,處理能(néng)力強(qiáng)。
雖然SBR法有以上優點,但也(yě)有一定的局限性,如進(jìn)水流量大,則需要調節反應係統,從而增大投資;而對出水水質(zhì)有特殊要求,如脫氮(dàn)除磷等還需要對工藝進行適當改進。
4、MBR工藝
MBR是一種將(jiāng)高效膜分離技術與傳統活性汙泥法相結合的新型高效(xiào)汙(wū)水(shuǐ)處理工藝,它用具有獨特結構(gòu)的(de)MBR平片膜組(zǔ)件置於曝(pù)氣池中,經過好氧曝氣和(hé)生(shēng)物處(chù)理後的水(shuǐ),由泵通過濾(lǜ)膜過濾後抽出。
MBR工藝設備緊湊,占地少(shǎo);出水水質優質穩定,有機物(wù)去除(chú)效率高;剩餘汙泥產量少(shǎo),降低了生產成本;可去除氨(ān)氮及難降解有機物;易於從(cóng)傳(chuán)統工藝進行改(gǎi)造。但是(shì),膜造價高,使膜生物反應器的基建投資(zī)高於傳統汙(wū)水處理工藝;膜汙(wū)染容易出現,給操作管理帶來(lái)不(bú)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(de)導電性,這一特點為電化學法在高鹽(yán)度有機廢水處理方麵提供了良好的發展(zhǎn)空間。
高(gāo)鹽(yán)廢水在電解(jiě)池中發生一(yī)係列氧化還原反應(yīng),生成不溶於水的(de)物質(zhì),經(jīng)過沉澱(或氣浮)或直接氧化還原為無害氣體除去,從而降低COD。
溶液中的氯化鈉電(diàn)解時,在陽極(jí)上所(suǒ)生成的氯氣,有一部分溶解在溶液中發生次級反應而生(shēng)成次氯酸鹽和氯酸鹽,對溶液起漂白作(zuò)用。正(zhèng)是上述綜合的協同(tóng)作用使溶液中有機汙染物得到降解。
因為電化學(xué)理論的局限性,高耗能,電力缺乏(fá)等(děng)問題,目(mù)前電解處理高鹽廢水工藝還是處(chù)於研(yán)究階(jiē)段。
6、離子交換法
離子交換是一個單元(yuán)操(cāo)作過程,在這個過程中,通常涉及到溶液中的離子與不溶(róng)性聚合物(含有固定陰離子或陽離子)上的反離子之間的交換反應(yīng)。
采用離子交換法時,廢(fèi)水(shuǐ)首先經過陽離子交換柱,其中帶正電荷的離(lí)子(Na+等)被H+置換而滯留在交換柱內;之(zhī)後,帶負電(diàn)荷的(de)離子(CI-等)在陰離子交換柱(zhù)中被OH-置換,以達到除鹽的目的。
但該法一個主要問題是廢水中的固體懸浮物會堵塞樹脂而失去效果,還有就是離子交換樹(shù)脂的再生需要高昂(áng)的費用且交換下來的(de)廢物很難處理。
7、膜分離法
膜分離技術是利用膜對混合物中各組分選擇透過(guò)性能的差(chà)異(yì)來分離、提(tí)純和濃縮目標物質的新型分離技術。
目(mù)前常用的膜技(jì)術有超濾、微濾、電滲析(xī)及反滲透。其中的超濾、微濾用於工業廢水的處理時,不能有效去除汙水中的鹽分,但可以有效截留(liú)懸(xuán)浮固體(SS)及膠體COD;電滲析(electrodialysis)和反相滲透(RO)技術是最有效和最(zuì)常用的脫鹽技術。
限(xiàn)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)堵塞等。伴隨著膜生(shēng)產技術的發展,膜技術將在廢水處理領(lǐng)域(yù)得到越來越多的應用。
8、鐵(tiě)碳(tàn)微電解處理技術
鐵(tiě)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藝,又稱內電解法、鐵屑過濾法(fǎ)等。鐵炭微電解法是電化學的(de)氧化還原、電化學電對對絮體的電富集作用、以及電化(huà)學反應產物的凝聚、新(xīn)生絮體的吸(xī)附和床層過濾等作用的綜合效應,其中主(zhǔ)要是氧化還原和電附集及(jí)凝聚作用。
鐵屑浸沒(méi)在含(hán)大量電解質的廢水中時,形成無數個(gè)微(wēi)小的原電池,在鐵(tiě)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(diàn)池腐(fǔ)蝕的基礎上,又受到大原電池的腐蝕,從而加快(kuài)了電(diàn)化學反應的進行。
此法具有(yǒu)適用範圍(wéi)廣、處理效果好、使用壽命長、成本低廉及操作維(wéi)護方便等諸多優點(diǎn),並使用廢(fèi)鐵屑為原(yuán)料,也不需消耗電力資源,具有“以廢(fèi)治(zhì)廢”的(de)意義。目前鐵(tiě)炭微(wēi)電(diàn)解技術已經廣泛應用於印染、農(nóng)藥/製(zhì)藥、重金屬、石油化工及油分(fèn)等廢水以及垃圾滲濾液處理,取得(dé)了良好的效果。
9、Fenton及類Fenton氧化法
典型的(de)Fenton試劑(jì)是由Fe2+催化H2O2分解產生˙OH,從而引發有機物的氧化降解反應。由於Fenton法處理廢水所需時間長,使用的試劑(jì)量多,而且過量的Fe2+將增大處(chù)理(lǐ)後廢水中的COD並產生二次汙染。
近年來(lái),人們將紫外光、可見光等引入Fenton體係,並研究采(cǎi)用其他過渡金屬替代Fe2+,這些(xiē)方法可顯著(zhe)增強Fenton試劑對(duì)有機物的氧化降解能力,減少Fenton試劑的用量,降低處(chù)理成本,統稱為類Fenton反應。
Fenton法反(fǎn)應條件溫和,設備(bèi)較為簡(jiǎn)單,適用範圍(wéi)廣;既(jì)可(kě)作為單獨處理技術應用(yòng),也可與其他方(fāng)法聯用(yòng),如與混凝(níng)沉澱法、活性碳法、生物處理法等聯用,作為難降解有(yǒu)機廢水的預處理(lǐ)或深(shēn)度處理方法。
10、臭氧氧化
臭氧是一(yī)種強氧化劑(jì),與還原態汙染物反應時速度快,使用(yòng)方便,不產生二次汙染,可用於(yú)汙水的消毒、除色、除臭(chòu)、去除有機物和降低COD等。單獨使用臭氧(yǎng)氧(yǎng)化(huà)法造價(jià)高、處理成本昂(áng)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(chà)。
為此,近年來發展了旨在提高臭氧氧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(bú)僅可提高氧化速(sù)率和效率,而且能夠氧化臭(chòu)氧單獨作用時難以氧化(huà)降解的有機物。由於臭氧(yǎng)在(zài)水中的溶解度較低,且臭氧產生效(xiào)率低、耗能大,因此(cǐ)增大臭氧在(zài)水中的溶解度、提高臭氧的利用率、研製高效低(dī)能耗的臭氧發生裝置成為研究的主要方向(xiàng)。
11、磁分離技(jì)術
磁分離技(jì)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(shuǐ)處理技術。對於水中非磁性或弱(ruò)磁性的顆粒(lì),利用磁性接種技術可使它們具有磁性。
磁(cí)分離技(jì)術(shù)應用於廢水處(chù)理有三種方法:直接磁分離法、間接磁(cí)分離法和微生物(wù)—磁(cí)分離法。
目(mù)前研究的磁性(xìng)化技術主要包括(kuò)磁性團(tuán)聚技術、鐵(tiě)鹽共沉技術、鐵粉(fěn)法(fǎ)、鐵氧體法等,具有代表性的磁(cí)分離設備是圓盤(pán)磁分離器和高梯(tī)度磁過(guò)濾器。目前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(chéng)實踐。
12、等離子水處理技(jì)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(diàn)等離子體水處理技術,是利用放電(diàn)直接在水溶液中產生等離子(zǐ)體,或者將氣體放電等離子體中的活性粒子引入(rù)水中,可(kě)使(shǐ)水中的汙(wū)染物徹底氧化、分解(jiě)。
水溶液中的直接脈衝放電可以在常溫常壓下操作,整個放電過程中無需(xū)加(jiā)入催化劑就可以在水溶(róng)液中產生原位的化(huà)學氧化性物(wù)種氧化降解有機物,該項技術對低濃度(dù)有機物的處理經濟且有效。此(cǐ)外,應用脈衝放電等離子體水處理技術的反應器形(xíng)式可以靈活調整,操作過程簡單,相應的維護費用也較低。受放電設(shè)備的限製,該工藝降解有機物的能量利用率較低,等離子體技術(shù)在(zài)水處理中的應用還處在研發階段。
13、電(diàn)化學(催化)氧化
電化學(催化)氧化技術通過陽極反應直(zhí)接降解有機物,或通(tōng)過陽極反應產生羥基自由基(˙OH)、臭氧等氧(yǎng)化劑降解有機物。
電化學(催(cuī)化)氧(yǎng)化包括二維和三維電極體係。由於三維電極體係的微電(diàn)場電解作用,目前備受推崇。三維電極是在傳(chuán)統的二維電解槽的電極間裝填粒狀或(huò)其他碎(suì)屑狀工作電極材(cái)料,並使裝填的材料(liào)表麵帶電,成為第(dì)三極,且在工作電極材料表麵能發生(shēng)電化學反應。
與二維(wéi)平板電極(jí)相比,三維電極具有很大的比表麵,能夠增加電解槽的麵體比,能以較(jiào)低電流密度提供(gòng)較大的電(diàn)流強度,粒子間距小而(ér)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(yòng)於(yú)處理生活汙水,農藥、染(rǎn)料、製藥、含酚廢水(shuǐ)等(děng)難降解有(yǒu)機廢水,金屬離子,垃圾滲(shèn)濾液等。
14、輻射技術
20世紀70年代起,隨著(zhe)大型鈷源和電子加速器技術的發展,輻(fú)射技術應用中的輻射源問題逐步得到改善。利用輻射(shè)技術處理廢水中汙染物的研究引起了各國的關注和重視。
與(yǔ)傳統的化學(xué)氧(yǎng)化相(xiàng)比(bǐ),利用(yòng)輻射技術處理汙染物,不需加入或隻需少量加入化學試劑,不會產生(shēng)二次汙染,具有降解效率高、反應速度快、汙染物(wù)降解徹底等優點(diǎn)。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(huì)產生“協同效應(yīng)”。因此,輻射技術處(chù)理汙染物是一種清潔的、可持續利用的技術,被國際(jì)原子能機構列(liè)為21世紀和平(píng)利(lì)用原子能的主要研究方向(xiàng)。
15、光化學催化氧化
光化學催化氧(yǎng)化技術是在光化(huà)學氧化(huà)的基礎上發展起來的,與光化學(xué)法相比,有更強的氧化(huà)能(néng)力,可使有機汙染物更徹底地降解。光化學催化(huà)氧化是在有催(cuī)化劑的條件下的(de)光化學(xué)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。分為均相和非均相兩種類型,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染物得到降(jiàng)解(jiě);非均相催化降解是在汙染體係(xì)中投入一定量的(de)光敏半導體(tǐ)材料,如TiO2、ZnO等,同時結合光輻射,使光敏半導體在光的照射下(xià)激發產生電子(zǐ)—空穴(xué)對,吸附在半導體上(shàng)的溶(róng)解氧、水分子等與電子—空穴作用,產生˙OH等氧化(huà)能力極強的自由基。TiO2光催化氧化技術在氧化降解水中有機(jī)汙染物,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(scwo)技術(shù)
SCWO是以超臨界水為介質,均相氧化分解有機物。可(kě)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(liú)、磷和氮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(zǐ)或氮氣(qì)。美國(guó)把SCWO法列為能源與環境領域最有前途的廢物(wù)處理(lǐ)技術。
SCWO反應速率快、停留時間(jiān)短;氧(yǎng)化效率高,大部分有機物處理率可達99%以上(shàng);反應器結構簡單,設備體積小;處理範圍廣,不(bú)僅(jǐn)可以用於各種有毒物質、廢水(shuǐ)、廢物的處理,還可以用(yòng)於分解有機化合物;不需外界供(gòng)熱,處理成本低;選擇性好,通過調節溫度與壓力,可以改變水的密度、粘度(dù)、擴(kuò)散係數等物化特性,從(cóng)而改變其對有機物的溶解(jiě)性能,達到選擇性地控製(zhì)反應產物的目(mù)的。
超臨界氧化法在美國、德國、瑞典、日本等歐美國家已經有了工藝應用,但中國的研究起步(bù)較晚,還處於實驗室研究階段。
總結:目前(qián),目前工業廢水處理中應用(yòng)最廣泛的是多效蒸發(fā)工藝、生物法、SBR工藝和MBR工藝,因為這些工藝(yì)理論(lùn)成熟,處(chù)理效果好,經濟高效。