工業廢水常見的16種處理方法盤點

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工業廢水包括生產廢水、生產污水及冷卻水,是指工業生產過程中產生的廢水和廢液,其中含有隨水流失的工業生產用料、中間產物、副產品以及生產過程中產生的污染物。工業廢水種類繁多,成分復雜。

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濃縮結晶裝置,經過3—6效蒸發冷凝的濃縮結晶過程,分離為淡化水(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結晶分離出來,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,形成固態廢渣,焚燒處理;淡化水可返回生產系統替代軟化水加以利用。

低溫多效蒸發濃縮結晶系統不僅可以應用于化工生產的濃縮過程和結晶過程,還可以應用于工業含鹽廢水的蒸發濃縮結晶處理過程中。

多效蒸發流程只在第一效使用了蒸汽,故節約了蒸汽的需要量,有效地利用了二次蒸汽中的熱量,降低了生產成本,提高了經濟效益。


2.生物法

生物處理是目前廢水處理最常用的方法之一,它具有應用范圍廣、適應性強、經濟高效無害等特點。一般情況下,常用的生物法有傳統活性污泥法和生物接觸氧化法兩種。

(1)傳統活性污泥法

活性污泥法是一種污水的好氧生物處理法,目前是處理城市污水最廣泛使用的方法。它能從污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污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氮素。

活性污泥法去除率高,適用于處理水質要求高而水質比較穩定的廢水。但是不善于適應水質的變化,供氧不能得到充分利用;空氣供應沿池水平均分布,造成前段氧量不足后段氧量過剩;曝氣結構龐大,占地面積大。

(2)生物接觸氧化法

生物接觸氧化法是主要利用附著生長于某些固體物表面的微生物(即生物膜)進行有機污水處理的方法。

生物接觸氧化法是一種浸沒生物膜法,是生物濾池和曝氣池的綜合體,兼有活性污泥法和生物膜法的特點,在水處理過程中有很好的效果。

生物接觸氧化法有較高的容積負荷,對沖擊負荷有較強的適應能力;污泥生成量少,運行管理簡便,操作簡單,耗能低,經濟高效;具有活性污泥法的優點,生物活性高,凈化效果好,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物質,具有脫氧除磷的作用,可作為三級處理技術。

 

3.SBR工藝

SBR是序批式活性污泥法(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研究的一種污水處理技術。

SBR的工作程序是由流入、反應、沉淀、排放和閑置五個程序組成。污水在反應器中按序列、間歇地進入每個反應工序,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的。

SBR法具有以下特點:工藝簡單,占地面積小、設備少、節省投資。理想的推流過程使生化反應推力大、處理效率高、運行方式靈活、可以除磷脫氮、污泥活性高,沉降性能好、耐沖擊負荷,處理能力強。

雖然法SBR以上優點,但也有一定的局限性,如進水流量大,則需要調節反應系統,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。


4.MBR工藝

MBR是一種將高效膜分離技術與傳統活性污泥法相結合的新型高效污水處理工藝,它用具有獨特結構的MBR平片膜組件置于曝氣池中,經過好氧曝氣和生物處理后的水,由泵通過濾膜過濾后抽出。

MBR工藝設備緊湊,占地少;出水水質優質穩定,有機物去除效率高;剩余污泥產量少,降低了生產成本;可去除氨氮及難降解有機物;易于從傳統工藝進行改造。但是,膜造價高,使膜生物反應器的基建投資高于傳統污水處理工藝;膜污染容易出現,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,廢水具有較高的導電性,這一特點為電化學法在高鹽度有機廢水處理方面提供了良好的發展空間。

高鹽廢水在電解池中發生一系列氧化還原反應,生成不溶于水的物質,經過沉淀(或氣浮)或直接氧化還原為無害氣體除去,從而降低COD。

溶液中的氯化鈉電解時,在陽極上所生成的氯氣,有一部分溶解在溶液中發生次級反應而生成次氯酸鹽和氯酸鹽,對溶液起漂白作用。正是上述綜合的協同作用使溶液中有機污染物得到降解。

因為電化學理論的局限性,高耗能,電力缺乏等問題,目前電解處理高鹽廢水工藝還是處于研究階段。


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,通常涉及到溶液中的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換反應。

采用離子交換法時,廢水首先經過陽離子交換柱,其中帶正電荷的離子(Na+等)被H+置換而滯留在交換柱內;之后,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脂的再生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、微濾、電滲析及反滲透。其中的超濾、微濾用于工業廢水的處理時,不能有效去除污水中的鹽分,但可以有效截留懸浮固體(SS)及膠體COD;電滲析(electrodialysis)和反相滲透(RO)技術是最有效和最常用的脫鹽技術。

限制膜技術工程應用推廣的主要難點是膜的造價高、壽命短、易受污染和結垢堵塞等。伴隨著膜生產技術的發展,膜技術將在廢水處理領域得到越來越多的應用。


8.鐵碳微電解處理技術

鐵碳微鐵碳微電解法是利用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、鐵屑過濾法等。鐵炭微電解法是電化學的氧化還原、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、新生絮體的吸附和床層過濾等作用的綜合效應,其中主要是氧化還原和電附集及凝聚作用。

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,在鐵屑中加入焦炭后,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。

此法具有適用范圍廣、處理效果好、使用壽命長、成本低廉及操作維護方便等諸多優點,并使用廢鐵屑為原料,也不需消耗電力資源,具有“以廢治廢”的意義。目前鐵炭微電解技術已經廣泛應用于印染、農藥/制藥、重金屬、石油化工及油分等廢水以及垃圾滲濾液處理,取得了良好的效果。


9.Fenton及類Fenton氧化法

典型的Fenton試劑是由Fe2+催化H2O2分解產生˙OH,從而引發有機物的氧化降解反應。由于Fenton法處理廢水所需時間長,使用的試劑量多,而且過量的Fe2+將增大處理后廢水中的COD并產生二次污染。

近年來,人們將紫外光、可見光等引入Fenton體系,并研究采用其他過渡金屬替代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試劑的用量,降低處理成本,統稱為類Fenton反應。

Fenton法反應條件溫和,設備較為簡單,適用范圍廣;既可作為單獨處理技術應用,也可與其他方法聯用,如與混凝沉淀法、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處理方法。


10.臭氧氧化

臭氧是一種強氧化劑,與還原態污染物反應時速度快,使用方便,不產生二次污染,可用于污水的消毒、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,對某些鹵代烴及農藥等氧化效果比較差。

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等組合方式不僅可提高氧化速率和效率,而且能夠氧化臭氧單獨作用時難以氧化降解的有機物。由于臭氧在水中的溶解度較低,且臭氧產生效率低、耗能大,因此增大臭氧在水中的溶解度、提高臭氧的利用率、研制高效低能耗的臭氧發生裝置成為研究的主要方向。


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理技術。對于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。

磁分離技術應用于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磁分離器和高梯度磁過濾器。目前磁分離技術還處于實驗室研究階段,還不能應用于實際工程實踐。


12.等離子水處理技術

低溫等離子體水處理技術,包括高壓脈沖放電等離子體水處理技術和輝光放電等離子體水處理技術,是利用放電直接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,可使水中的污染物徹底氧化、分解。

水溶液中的直接脈沖放電可以在常溫常壓下操作,整個放電過程中無需加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機物,該項技術對低濃度有機物的處理經濟且有效。

此外,應用脈沖放電等離子體水處理技術的反應器形式可以靈活調整,操作過程簡單,相應的維護費用也較低。受放電設備的限制,該工藝降解有機物的能量利用率較低,等離子體技術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)氧化技術通過陽極反應直接降解有機物,或通過陽極反應產生羥基自由基(˙OH)、臭氧等氧化劑降解有機物。

電化學(催化)氧化包括二維和三維電極體系。由于三維電極體系的微電場電解作用,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狀或其他碎屑狀工作電極材料,并使裝填的材料表面帶電,成為第三極,且在工作電極材料表面能發生電化學反應。

與二維平板電極相比,三維電極具有很大的比表面,能夠增加電解槽的面體比,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。三維電極可用于處理生活污水,農藥、染料、制藥、含酚廢水等難降解有機廢水,金屬離子,垃圾滲濾液等。


14.輻射技術

20世紀70年代起,隨著大型鈷源和電子加速器技術的發展,輻射技術應用中的輻射源問題逐步得到改善。利用輻射技術處理廢水中污染物的研究引起了各國的關注和重視。

與傳統的化學氧化相比,利用輻射技術處理污染物,不需加入或只需少量加入化學試劑,不會產生二次污染,具有降解效率高、反應速度快、污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,輻射技術處理污染物是一種清潔的、可持續利用的技術,被國際原子能機構列為21世紀和平利用原子能的主要研究方向。


15.光化學催化氧化

光化學催化氧化技術是在光化學氧化的基礎上發展起來的,與光化學法相比,有更強的氧化能力,可使有機污染物更徹底地降解。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污染物得到降解;非均相催化降解是在污染體系中投入一定量的光敏半導體材料,如TiO2、ZnO等,同時結合光輻射,使光敏半導體在光的照射下激發產生電子—空穴對,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等氧化能力極強的自由基。TiO2光催化氧化技術在氧化降解水中有機污染物,特別是難降解有機污染物時有明顯的優勢。


16.超臨界水氧化(scwo)技術

SCWO是以超臨界水為介質,均相氧化分解有機物??梢栽詼淌奔淠誚謝廴疚鋟紙馕狢O2、H2O等無機小分子,而硫、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;氧化效率高,大部分有機物處理率可達99%以上;反應器結構簡單,設備體積??;處理范圍廣,不僅可以用于各種有毒物質、廢水、廢物的處理,還可以用于分解有機化合物;不需外界供熱,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、擴散系數等物化特性,從而改變其對有機物的溶解性能,達到選擇性地控制反應產物的目的。

超臨界氧化法在美國、德國、瑞典、日本等歐美國家已經有了工藝應用,但中國的研究起步較晚,還處于實驗室研究階段。


來源丨環境工程

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