工業(yè)廢水的治理技術(shù)研究綜述

1、工業(yè)廢水處理技術(shù)綜述 概述 工業(yè)廢水是指工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢水、污水和廢液，其中含有隨水流失的工業(yè)生產(chǎn)用料、中間產(chǎn)物和產(chǎn)品以及生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的污染物。隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，廢水的種類和數(shù)量迅猛增加，對(duì)水體的污染也日趨廣泛和嚴(yán)重，威脅人類的健康和安全。工業(yè)廢水分類 通常有以下三種 第一種是按工業(yè)廢水中所含主要污染物的化學(xué)性質(zhì)分類，含無(wú)機(jī)污染物為主的為無(wú)機(jī)廢水，含有機(jī)污染物為主的為有機(jī)廢水。例如電鍍廢水和礦物加工過(guò)程的廢水，是無(wú)機(jī)廢水；食品或石油加工過(guò)程的廢水，是有機(jī)廢水。第二種是按工業(yè)企業(yè)的產(chǎn)品和加工對(duì)象分類，如冶金廢水、造紙廢水、煉焦煤氣廢水、金屬酸洗廢水、化學(xué)肥料廢水、紡織印染廢水、染料廢水

2、、制革廢水、農(nóng)藥廢水、電站廢水等。第三種是按廢水中所含污染物的主要成分分類，如酸性廢水、堿性廢水、含氰廢水、含鉻廢水、含鎘廢水、含汞廢水、含酚廢水、含醛廢水、含油廢水、含硫廢水、含有機(jī)磷廢水和放射性廢水等。前兩種分類法不涉及廢水中所含污染物的主要成分，也不能表明廢水的危害性。第三種分類法，明確地指出廢水中主要污染物的成分，能表明廢水一定的危害性。此外也有從廢水處理的難易度和廢水的危害性出發(fā)，將廢水中主要污染物歸納為三類：第一類為廢熱，主要來(lái)自冷卻水，冷卻水可以回用；第二類為常規(guī)污染物，即無(wú)明顯毒性而又易于生物降解的物質(zhì)，包括生物可降解的有機(jī)物，可作為生物營(yíng)養(yǎng)素的化合物，以及懸浮固體等；第三類為

3、有毒污染物，即含有毒性而又不易生物降解的物質(zhì)，包括重金屬、有毒化合物和不易被生物降解的有機(jī)化合物等。實(shí)際上，一種工業(yè)可以排出幾種不同性質(zhì)的廢水，而一種廢水又會(huì)有不同的污染物和不同的污染效應(yīng)。例如染料工廠既排出酸性廢水，又排出堿性廢水。紡織印染廢水，由于織物和染料的不同，其中的污染物和污染效應(yīng)就會(huì)有很大差別。即便是一套生產(chǎn)裝置排出的廢水，也可能同時(shí)含有幾種污染物。如煉油廠的蒸餾、裂化、焦化、疊合等裝置的塔頂油品蒸氣凝結(jié)水中，含有酚、油、硫化物。在不同的工業(yè)企業(yè)，雖然產(chǎn)品、原料和加工過(guò)程截然不同，也可能排出性質(zhì)類似的廢水。如煉油廠、化工廠和煉焦煤氣廠等，可能均有含油、含酚廢水排出。工業(yè)廢水處理技術(shù)

4、推薦 催化微電解處理技術(shù) 技術(shù)背景 有機(jī)廢水特別是高鹽高濃度有機(jī)廢水處理，一直是國(guó)內(nèi)眾多環(huán)保工作者及管理部門(mén)關(guān)注的難題。隨著我國(guó)化學(xué)工業(yè)的快速發(fā)展，各種新型的化工產(chǎn)品被應(yīng)用到各行各業(yè)，特別是醫(yī)藥、化工、電鍍、印染等重污染工業(yè)中，在提高產(chǎn)品質(zhì)量、品質(zhì)的同時(shí)也帶了日益嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題，主要表現(xiàn)在：廢水中有機(jī)污染物濃度高、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、生化性差，常規(guī)工藝難以實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，且處理成本高，給企業(yè)節(jié)能減排帶來(lái)極大的壓力。 技術(shù)概述 微電解技術(shù)是目前處理高濃度有機(jī)廢水的一種理想工藝，該工藝用于高鹽、難降解、高色度廢水的處理不但能大幅度地降低cod和色度，還可大大提高廢水的可生化性。該技術(shù)是在不通電的情況下,利

5、用微電解設(shè)備中填充的微電解填料產(chǎn)生“原電池”效應(yīng)對(duì)廢水進(jìn)行處理。當(dāng)通水后，在設(shè)備內(nèi)會(huì)形成無(wú)數(shù)的電位差達(dá)1.2V 的“原電池”。“原電池”以廢水做電解質(zhì)，通過(guò)放電形成電流對(duì)廢水進(jìn)行電解氧化和還原處理，以達(dá)到降解有機(jī)污染物的目的。在處理過(guò)程中產(chǎn)生的新生態(tài)·O H 、H 、O、Fe2+ 、Fe3+等能與廢水中的許多組分發(fā)生氧化還原反應(yīng)，比如能破壞有色廢水中的有色物質(zhì)的發(fā)色基團(tuán)或助色基團(tuán)，甚至斷鏈，達(dá)到降解脫色的作用；生成的Fe2+ 進(jìn)一步氧化成Fe3 +，它們的水合物具有較強(qiáng)的吸附- 絮凝活性，特別是在加堿調(diào)pH 值后生成氫氧化亞鐵和氫氧化鐵膠體絮凝劑，它們的絮凝能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般藥劑水解得

6、到的氫氧化鐵膠體，能大量絮凝水體中分散的微小顆粒、金屬粒子及有機(jī)大分子.其工作原理基于電化學(xué)、氧化- 還原、物理以及絮凝沉淀的共同作用。該工藝具有適用范圍廣、處理效果好、成本低廉、處理時(shí)間短、操作維護(hù)方便、電力消耗低等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)廢水的預(yù)處理和深度處理中。 適用廢水種類 .染料、化工、制藥廢水；焦化、石油廢水；-上述廢水處理水后的BOD/COD值大幅度提高。. 印染廢水；皮革廢水；造紙廢水、木材加工廢水；-對(duì)脫色有很好的應(yīng)用，同時(shí)對(duì)COD與氨氮有效去除。. 電鍍廢水；印刷廢水；采礦廢水；其他含有重金屬的廢水；-可以從上述廢水中去除重金屬。. 有機(jī)磷農(nóng)業(yè)廢水；有機(jī)氯農(nóng)業(yè)廢水；-大大提高

7、上述廢水的可生化性，且可除磷，除硫化物 新型催化微電解填料 產(chǎn)品概述 新型微電解填料是針對(duì)當(dāng)前有機(jī)廢水難降解難生化的特點(diǎn)而研發(fā)的一種多元催化氧化填料。它由多元金屬合金融合催化劑并采用高溫微孔活化技術(shù)生產(chǎn)而成，屬新型投加式無(wú)板結(jié)微電解填料。作用于廢水，可高效去除COD、降低色度、提高可生化性，處理效果穩(wěn)定持久，同時(shí)可避免運(yùn)行過(guò)程中的填料鈍化、板結(jié)等現(xiàn)象。本填料是微電解反應(yīng)持續(xù)作用的重要保證，為當(dāng)前化工廢水的處理帶來(lái)了新的生機(jī)。 工業(yè)廢水傳統(tǒng)處理方法分類 按實(shí)施方式分類 廢水處理方法按對(duì)污染物實(shí)施的作用不同可分為兩大類：一類是通過(guò)各種外力的作用把有害物從廢水中分離出來(lái)，稱為分離法；另一類是通過(guò)化學(xué)

8、或生物作用使有害物轉(zhuǎn)化為無(wú)害或可分離的物質(zhì)(再經(jīng)過(guò)分離予以除去)，稱為轉(zhuǎn)化法。分離法 廢水中的污染物存在形態(tài)的多樣性和物化特性的各異性決定了分離方法的多樣性。離子態(tài)的污染物可選擇離子交換法、電解法、電滲析法、離子吸附法、離子浮選法進(jìn)行處理。分子態(tài)污染物可選擇萃取法、結(jié)晶法、精餾法、吸附法、浮選法、反滲透法、蒸發(fā)法進(jìn)行處理。膠體污染物可選擇混凝法、氣浮法、吸附法、過(guò)濾法進(jìn)行處理。懸浮物污染物可選擇重力分離法、離心分離法、磁力分離法、篩濾法、氣浮法進(jìn)行處理。轉(zhuǎn)化法 轉(zhuǎn)化法可分為化學(xué)轉(zhuǎn)化法和生化轉(zhuǎn)化法兩類?；瘜W(xué)轉(zhuǎn)化法包括中和法、氧化還原法、化學(xué)沉淀法、電化學(xué)法；生物轉(zhuǎn)化法包括活性污泥法、生物膜法、厭

9、氧生物處理法、生物塘。按處理程度分類 按廢水處理程度劃分，廢水處理技術(shù)可分為一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)處理。一級(jí)處理主要是通過(guò)篩濾、沉淀等物理方法對(duì)廢水進(jìn)行預(yù)處理，目的是除去廢水中的懸浮固體和漂浮物，為二級(jí)處理作準(zhǔn)備。經(jīng)一級(jí)處理的廢水，其BOD除去率一般只有30%左右。二級(jí)處理主要是采用各種生物處理方法除去廢水中的呈膠體和溶解狀態(tài)的有機(jī)污染物。經(jīng)二級(jí)處理后的廢水，其BOD除去率可達(dá)90% 以上，處理水可達(dá)標(biāo)排放。三級(jí)處理是在一級(jí)、二級(jí)處理的基礎(chǔ)上，對(duì)難降解的有機(jī)物、磷、氮等營(yíng)養(yǎng)性物質(zhì)進(jìn)一步處理。三級(jí)處理方法有混凝、過(guò)濾、離子交換、反滲透、超濾、消毒等。工業(yè)廢水處理中的技術(shù)應(yīng)用 活性炭 活性炭可分為粉末狀

10、和顆粒狀，是一種經(jīng)特殊處理的炭，具有無(wú)數(shù)細(xì)J,?L隙，表面積巨大，每克活性炭的表面積為500l 500 m 。粉末狀的活性炭吸附能力強(qiáng)，制備容易，價(jià)格較低，但再生困難，一般不能重復(fù)使用；顆粒狀的活性炭?jī)r(jià)格較貴，但可再生后重復(fù)使用，并且使用時(shí)的勞動(dòng)條件較好，操作管理方便。因此，水處理中較多采用顆粒狀活性炭。工業(yè)廢水處理中，活性炭主要應(yīng)用在以下幾個(gè)方面。處理含氰廢水 在工業(yè)生產(chǎn)中，金銀的濕法提取、化學(xué)纖維的生產(chǎn)、煉焦、合成氨、電鍍、煤氣生產(chǎn)等行業(yè)均要使用氰化物或副產(chǎn)氰化物，生產(chǎn)過(guò)程中必然要排放一定數(shù)量的含氰廢水。活性炭用于凈化廢水已有相當(dāng)長(zhǎng)的歷史，應(yīng)用于含氰廢水處理的文獻(xiàn)報(bào)道也越來(lái)越多。 處理含甲

11、醇廢水 活性炭可以吸附甲醇，但吸附能力不強(qiáng)，只適宜于處理甲醇含量低的廢水。工程運(yùn)行結(jié)果表明，活性炭用于處理低甲醇含量的廢水，可將混合液的COD從40 mgL降至12 mgL以下，對(duì)甲醇的去除率可達(dá)9316% 100% ，處理后可滿足回用鍋爐脫鹽水系統(tǒng)進(jìn)水的水質(zhì)要求 。處理含酚廢水 含酚廢水廣泛來(lái)源于石油化工廠、樹(shù)脂廠、焦化廠和煉油化工廠。實(shí)驗(yàn)證明：活性炭對(duì)苯酚的吸附性能好，但溫度升高不利于吸附，會(huì)使吸附容量減小，但升高溫度可使達(dá)到吸附平衡的時(shí)間縮短?；钚蕴坑糜谔幚砗訌U水時(shí)，其用量和吸附時(shí)間存在最佳值，在酸性和中性條件下，去除率變化不大，但強(qiáng)堿性條件下，苯酚去除率急劇下降，堿性越強(qiáng)，吸附效果越

12、差。處理含汞廢水 活性炭有吸附汞和含汞化合物的性能，但吸附能力有限，只適宜于處理汞含量低的廢水，如果是處理汞含量較高的廢水，可先用化學(xué)沉淀法處理(處理后含汞約1 mgL，高時(shí)可達(dá)23mgL)，然后再用活性炭作進(jìn)一步處理。處理含鉻廢水 鉻是電鍍中用量較大的一種金屬原料，廢水中，六價(jià)鉻隨pH的不同分別以不同的形式存在。因此，利用活性炭處理含鉻廢水的過(guò)程是活性炭對(duì)溶液中Cr()的物理吸附、化學(xué)吸附、化學(xué)還原等綜合作用的結(jié)果。活性炭處理含鉻廢水，吸附性能穩(wěn)定，處理效率高，操作費(fèi)用低，經(jīng)濟(jì)效益明顯引。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和廢水處理的特殊要求，活性炭的研究已從本身的孑L結(jié)構(gòu)和比表面積逐步發(fā)展到研究表面官能團(tuán)

13、對(duì)活性炭吸附性能的影響。人們發(fā)現(xiàn)，活性炭不僅有吸附特性，而且還表現(xiàn)出了催化特性，由此而發(fā)展起來(lái)的催化氧化法現(xiàn)在也日益受到重視，其研究也在不斷深入。微波能 常規(guī)廢水處理法存在以下共同缺點(diǎn) 工藝流程長(zhǎng)，廢水處理過(guò)程中物化反應(yīng)進(jìn)程緩，廢水處理設(shè)施龐大，占地面積大；廢水只能集中處理，對(duì)于城市廢水而言，地下排污管網(wǎng)工程龐大，廢水處理工程總投資巨大；處理后的水質(zhì)不穩(wěn)定，對(duì)難降解的可溶性有機(jī)物、磷、氮等營(yíng)養(yǎng)性物質(zhì)處理不徹底，對(duì)某些工業(yè)廢水如造紙廢液等處理困難且運(yùn)行費(fèi)用高。 而把微波場(chǎng)對(duì)單相流和多相流物化反應(yīng)的強(qiáng)烈催化作用、穿透作用、選擇性供能及其殺滅微生物的功能用于廢水處理，可以克服常規(guī)廢水處理法存在的諸多

14、缺點(diǎn)，并且處理工程小型化、分散化，可省掉城市建設(shè)中現(xiàn)行廢水處理工程長(zhǎng)距離埋設(shè)龐大排污管網(wǎng)的巨大費(fèi)用，堵住污染源頭，從根本上消除因人類的生活和生產(chǎn)活動(dòng)給江河湖泊造成的污染。需特別指出的是微波對(duì)殺滅藍(lán)藻的特殊作用，藍(lán)藻在微波場(chǎng)中只需30S即由微細(xì)粒匯聚成大顆粒，經(jīng)過(guò)沉降與水分離，與此同時(shí)，水中的富營(yíng)養(yǎng)物也得到了降解。廢水經(jīng)微波能處理后可100% 回用，實(shí)現(xiàn)水的可持續(xù)利用，使人類水環(huán)境步人良性循環(huán)，為解決2l世紀(jì)人類將面臨的世界性“水荒”做貢獻(xiàn)。隨著物質(zhì)文明建設(shè)的不斷發(fā)展，淡水資源的需求量越來(lái)越大，產(chǎn)生的廢水量也越來(lái)越大，意味著對(duì)廢水處理任務(wù)及處理深度的要求也必然加大，這就要求廢水處理技術(shù)不斷吸納創(chuàng)

15、新，而微波處理技術(shù)將是廢水處理技術(shù)上的一場(chǎng)革命。高級(jí)氧化法 高濃度的有機(jī)廢水對(duì)我國(guó)寶貴的水資源造了巨大破壞，然而現(xiàn)有的生物處理方法對(duì)可生化性差、相對(duì)分子質(zhì)量從幾千到幾萬(wàn)的物質(zhì)處理較困難，而高級(jí)氧化法(Advanced Oxidation Process，簡(jiǎn)稱AOPs)可將其直接礦化或通過(guò)氧化提高污染物的可生化性，同時(shí)還在環(huán)境類激素等微量有害化學(xué)物質(zhì)的處理方面具有很大的優(yōu)勢(shì)，能夠使絕大部分有機(jī)物完全礦化或分解，具有很好的應(yīng)用前景。常見(jiàn)的高級(jí)氧化技術(shù)主要包括空氣濕式氧化法、催化濕式氧化法、臨界水氧化法、光化學(xué)氧化法等。濕式空氣氧化法 濕式空氣氧化法是以空氣為氧化劑，將水中的溶解性物質(zhì)(包括無(wú)機(jī)物和

16、有機(jī)物)通過(guò)氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為無(wú)害的新物質(zhì)，或者轉(zhuǎn)化為容易從水中分離排除的形態(tài)(氣體或固體)，從而達(dá)到處理的目的。通常情況下氧氣在水中的溶解度非常低1 atm、20時(shí)氧氣在水中溶解度約9 mgL左右)，因而在常溫常壓下，這種氧化反應(yīng)速度很慢，尤其是高濃度的污染物，利用空氣中的氧氣進(jìn)行的氧化反應(yīng)就更慢，需要借助各種輔助手段促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行(通常需要借助高溫、高壓和催化劑的作用)。一般來(lái)說(shuō)，在200300 oC、100200atm條件下，氧氣在水中的溶解度會(huì)增大，幾乎所有污染物都能被氧化成二氧化碳和水。濕式空氣氧化法的關(guān)鍵在于產(chǎn)生足夠的自由基供給氧化反應(yīng)。雖然該法可以降解幾乎所有的有機(jī)物，但由于反應(yīng)條件

17、苛刻，對(duì)設(shè)備的要求很高(要耐高溫高壓)，燃料消耗大，因而不適合大水量廢水的處理。 催化濕式氧化法 催化濕式氧化法(Catalytic Wet OxidationProcess，CWOP)是一種工業(yè)廢水的高級(jí)處理方法(屬于物理化學(xué)方法)。它是依據(jù)廢水中的有機(jī)物在高溫高壓下進(jìn)行催化燃燒的原理來(lái)凈化處理高濃度有機(jī)廢水的，其最顯著的特點(diǎn)是以羥基自由基為主要氧化劑與有機(jī)物發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)中生成的有機(jī)自由基可以繼續(xù)參加·OH的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，或者通過(guò)生成有機(jī)過(guò)氧化物自由基后進(jìn)一步發(fā)生氧化分解反應(yīng)直至降解為最終產(chǎn)物CO 和H 0，從而達(dá)到氧化分解有機(jī)物的目的。超臨界水氧化法 超臨界水氧化技術(shù)得益于水的超臨

18、界性能。在3743 c=和22 MPa狀態(tài)下，水的物理性能尤其是溶解性能與常溫下截然不同，這種狀態(tài)被成為超臨界狀態(tài)。在超臨界狀態(tài)下，水如同高密度的氣體一樣對(duì)有機(jī)物有很高的溶解能力，與輕的有機(jī)氣體以及CO 等能完全互溶，但無(wú)機(jī)化合物尤其是鹽類難溶于其中。另外，超臨界水具有較高的擴(kuò)散系數(shù)和較低的粘度。上述這些超臨界性能加上較高的溫度和壓力使水成為有機(jī)質(zhì)氧化反應(yīng)的理想介質(zhì)，使氧化還原反應(yīng)完全能在均相中進(jìn)行，不存在界面?zhèn)髻|(zhì)阻力，而界面?zhèn)髻|(zhì)阻力往往是濕式氧化法的控制步驟。超I臨界氧化技術(shù)與其他處理技術(shù)相比，具有明顯的優(yōu)點(diǎn) (1)效率高，處理徹底，有毒物質(zhì)的清除率高達(dá)9999% 以上；(2)反應(yīng)速度快，停

19、留時(shí)間短(<1min)，反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積??；(3)適應(yīng)范圍廣，適用于各種有毒廢水廢物的處理；(4)無(wú)二次污染，不需進(jìn)一步處理，且無(wú)機(jī)鹽可從水中分離出來(lái)，處理后的廢水可完全回收利用；(5)當(dāng)有機(jī)物含量超過(guò)10%時(shí)，不需額外供熱，實(shí)現(xiàn)熱量自給。但超I臨界水氧化的高溫高壓操作條件無(wú)疑對(duì)設(shè)備材料提出了嚴(yán)格的要求，實(shí)際進(jìn)行工程設(shè)計(jì)時(shí)須注意一些工程方面的因素，如腐蝕、鹽的沉淀、催化劑的使用和熱量傳遞等，技術(shù)的應(yīng)用上還存在一些有待解決的問(wèn)題。但由于其本身具有突出優(yōu)勢(shì)，因而如今在有害廢水處理方面已越來(lái)越受到重視，是一項(xiàng)有著廣闊發(fā)展前景的技術(shù)。表面處理廢水 1. 磨光、拋光廢水 在對(duì)零件進(jìn)行磨光與拋光過(guò)程中，由于磨料及拋光劑等存在，廢水中主要污染物為COD、BOD、SS。一般可參考以下處理工藝流程進(jìn)行處理：廢水調(diào)節(jié)池混凝反應(yīng)池沉淀池水解酸化池好氧池二沉池過(guò)濾排放 2. 除油脫脂廢水 常見(jiàn)的脫脂工藝有：有機(jī)溶劑脫脂、化學(xué)脫脂、電化學(xué)脫脂、超聲波脫脂。除有機(jī)溶劑脫脂外，其它脫脂工藝中由于含堿性物質(zhì)、表面活性劑、緩蝕劑等組成的脫脂劑，廢水中主要的污染物為pH、SS、COD、BOD、石油類、色度等。一般可以參考以下處理工藝進(jìn)行處理：廢