工業廢水處理

工業廢水處理

工業廢水是指工業生產過程中產生的廢水、污水和廢液,其中含有隨水流失的工業生產用料、中間產物和產品以及生產過程中產生的污染物

  • 中文名稱
    工業廢水處理
  • 包    括
    工業生產的廢水、污水和廢液
  • 含    有
    工業生產用料、中間產物和污染物
  • 分    類
    三種

​發展歷史

隨著工業的迅速發展,廢水的種類和數量迅猛增加,對水體的污染也日趨廣泛和嚴重,威脅人類的健康和安全。對于保護環境來說,工業廢水的處理比城市污水的處理更為重要。

工業廢水的處理雖然早在19世紀末已經開始,並且在隨後的半個世紀進行了大量的試驗研究和生產實踐,但是由于許多工業廢水成分復雜,性質多變,仍有一些技術問題沒有完全解決。這點和城市污水處理是不同的。

廢水分類

分類方法通常有以下三種:

第一種是按工業廢水中所含主要污染物的化學性質分類,含無機污染物為主的為無機廢水,含有機污染物為主的為有機廢水。例如電鍍廢水和礦物加工過程的廢水,是無機廢水;食品或石油加工過程的廢水,是有機廢水。

第二種是按工業企業的產品和加工對象分類,如冶金廢水、造紙廢水、煉焦煤氣廢水、金屬酸洗廢水、化學肥料廢水、紡織印染廢水、染料廢水、製革廢水、農葯廢水、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、鹼性廢水、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,將廢水中主要污染物歸納為三類:第一類為廢熱,主要來自冷卻水,冷卻水可以回用;第二類為常規污染物,即無明顯毒性而又易于生物降解的物質,包括生物可降解的有機物,可作為生物營養素的化合物,以及懸浮固體等;第三類為有毒污染物,即含有毒性而又不易生物降解的物質,包括重金屬、有毒化合物和不易被生物降解的有機化合物等。

實際上,一種工業可以排出幾種不同性質的廢水,而一種廢水又會有不同的污染物和不同的污染效應。例如染料工廠既排出酸性廢水,又排出鹼性廢水。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就會有很大差別。即便是一套生產裝置排出的廢水,也可能同時含有幾種污染物。如煉油廠蒸餾裂化焦化、疊合等裝置的塔頂油品蒸氣凝結水中,含有酚、油、硫化物。在不同的工業企業,雖然產品、原料和加工過程截然不同,也可能排出性質類似的廢水。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。

處理方法

工業廢水處理方法按其作用原理可分為四大類,即物理處理法、化學處理法、物理化學處理法和生物處理法。

物理處理法

通過物理作用,以分離、回收廢水中不溶解的呈懸浮狀態污染物質(包括油膜和油珠),常用的有重力分離法、離心分離法、過濾法等。

化學處理法

向污水中投加某種化學物質,利用化學反應來分離、回收污水中的污染物質,常用的有化學沉淀法、混凝法、中和法、氧化還原(包括電解)法等。

化學法可使用-聚合氯化鋁絮凝劑,作為一種無機高分子絮凝劑,通過壓縮雙電層,吸附中和,吸附架橋,沉淀網補等機理作用,使水中細微懸浮粒子和膠體脫穩,聚集,絮凝,混凝,沉淀,達到凈化處理效果,由于其pH值寬,適應性好,在工業廢水處理上的套用也就非常的廣泛。

物理化學處理法

利用物理化學作用去除廢水中的污染物質,主要有吸附法、離子交換法、膜分離法、萃取法等。

生物處理法

通過微生物的代謝作用,使廢水中呈溶液、膠體以及微細懸浮狀態的有機性污染物質轉化為穩定、無害的物質,可分為好氧生物處理法和厭氧生物處理法。

處理原則

工業廢水的有效治理應遵循如下原則:

(1)最根本的是改革生產工藝,盡可能在生產過程中杜絕有毒有害廢水的產生。如以無毒用料或產品取代有毒用料或產品。

(2)在使用有毒原料以及產生有毒的中間產物和產品的生產過程中,採用合理的工藝流程和設備,並實行嚴格的操作和監督,消除漏逸,盡量減少流失量。

(3)含有劇毒物質廢水,如含有一些重金屬、放射性物質、高濃度酚、氰等廢水應與其他廢水分流,以便于處理和回收有用物質。

(4)一些流量大而污染輕的廢水如冷卻廢水,不宜排入下水道,以免增加城市下水道和污水處理廠的負荷。這類廢水應在廠內經適當處理後迴圈使用。

(5)成分和性質類似于城市污水的有機廢水,如造紙廢水、製糖廢水、食品加工廢水等,可以排入城市污水系統。應建造大型污水處理廠,包括因地製宜修建的生物氧化塘、污水庫、土地處理系統等簡易可行的處理設施。與小型污水處理廠相比,大型污水處理廠既能顯著降低基本建設和運行費用,又因水量和水質穩定,易于保持良好的運行狀況和處理效果。

(6)一些可以生物降解的有毒廢水如含酚、氰廢水,經廠內處理後,可按容許排放標準排入城市下水道,由污水處理廠進一步進行生物氧化降解處理。

(7)含有難以生物降解的有毒污染物廢水,不應排入城市下水道和輸往污水處理廠,而應進行單獨處理。

發展趨勢

在水和其他資源日漸短缺以及環境污染治理日益迫切的情況下,工業廢水處理的發展趨勢是把水和污染物作為有用資源回收利用和實行閉路迴圈。這可分為水和污染物綜合迴圈回用。水和污染物各自單獨迴圈回用。

了解廢水

(一)農葯廢水的特點及其處理方法

農葯品種繁多,農葯廢水水質復雜。

其主要特點是:(1)污染物濃度較高,化學需氧量(COD)可達每升數萬mg;(2)毒性大,廢水中除含有農葯和中間體外,還含有酚、砷、汞等有毒物質以及許多生物難以降解的物質;(3)有惡臭,對人的呼吸道和粘膜有刺激性;(4)水質、水量不穩定。因此,農葯廢水對環境的污染非常嚴重。農葯廢水處理的目的是降低農葯生產廢水中污染物濃度,提高回收利用率,力求達到無害化。

農葯廢水的處理方法有活性炭吸附法、濕式氧化法、溶劑萃取法、蒸餾法和活性污泥法等。但是,研製高效、低毒、低殘留的新農葯,這是農葯發展方向。一些國家已禁止生產六六六等有機氯、有機汞農葯,積極研究和使用微生物農葯,這是一條從根本上防止農葯廢水污染環境的新途徑。

(二)食品工業廢水污染特點及其處理方法

食品工業原料廣泛,製品種類繁多,排出廢水的水量、水質差異很大。廢水中主要污染物有(1)漂浮在廢水中固體物質,如菜葉、果皮、碎肉、禽羽等;(2)懸浮在廢水中的物質有油脂、蛋白質、淀粉、膠體物質等;(3)溶解在廢水中的酸、鹼、鹽、糖類等;(4)原料夾帶的泥砂及其他有機物等;(5)致病菌毒等。

食品工業廢水的特點是有機物質和懸浮物含量高,易腐敗,一般無大的毒性。其危害主要是使水體富營養化,以致引起水生動物和魚類死亡,促使水底沉積的有機物產生臭味,惡化水質,污染環境。

食品工業廢水處理除按水質特點進行適當預處理外,一般均宜採用生物處理。如對出水水質要求很高或因廢水中有機物含量很高,可採用兩級曝氣池或兩級生物濾池,或多級生物轉盤或聯合使用兩種生物處理裝置,也可採用厭氧-需氧串聯的生物處理系統。

(三)造紙工業廢水處理

造紙廢水主要來自造紙工業生產中的製漿和抄紙兩個生產過程。製漿是把植物原料中的纖維分離出來,製成漿料,再經漂白;抄紙是把漿料稀釋、成型、壓榨、烘幹,製成紙張。這兩項工藝都排出大量廢水。製漿產生的廢水,污染最為嚴重。洗漿時排出廢水呈黑褐色,稱為黑水,黑水中污染物濃度很高,BOD高達5-40g/L,含有大量纖維、無機鹽和色素。漂白工序排出的廢水也含有大量的酸鹼物質。抄紙機排出的廢水,稱為白水,其中含有大量纖維和在生產過程中增加的填料和膠料。

造紙工業廢水的處理應著重于提高迴圈用水率,減少用水量和廢水排放量,同時也應積極探索各種可靠、經濟和能夠充分利用廢水中有用資源的處理方法。例如浮選法可回收白水中纖維性固體物質,回收率可達95,澄清水可回用;燃燒法可回收黑水中氫氧化納、硫化鈉、硫酸鈉以及同有機物結合的其他鈉鹽。中和法調節廢水pH值;混凝沉淀或浮選法可去除廢水中懸浮固體;化學沉淀法可脫色;生物處理法可去除BOD,對牛皮紙廢水較有效;濕式氧化法處理亞硫酸紙漿廢水較為成功。此外,國內外也有採用反滲透、超過濾、電滲析等處理方法。

(四)印染工業廢水處理

印染工業用水量大,通常每印染加工1t紡織品耗水100-200t,其中80%-90%以印染廢水排出。常用的治理方法有回收利用和無害化處理:

回收利用:(1)廢水可按水質特點分別回收利用,如漂白煮煉廢水和染色印花廢水的分流,前者可以對流洗滌。一水多用,減少排放量;(2)鹼液回收利用,通常採用蒸發法回收,如鹼液量大,可用三效蒸發回收,鹼液量小,可用薄膜蒸發回收;(3)染料回收,如士林染料可酸化成為隱巴酸,呈膠體微粒,懸浮于殘液中,經沉淀過濾後回收利用無害化處理。

無害化處理可分為:(1)物理處理法有沉淀法和吸附法等。沉淀法主要去除廢水中懸浮物;吸附法主要是去除廢水中溶解的污染物和脫色。(2)化學處理法有中和法、混凝法和氧化法等。中和法在于調節廢水中的酸鹼度,還可降低廢水的色度;混凝法在于去除廢水中分散染料和膠體物質;氧化法在于氧化廢水中還原性物質,使硫化染料和還原染料沉淀下來。(3)生物處理法有活性污泥、生物轉盤、生物轉筒和生物接觸氧化法等。為了提高出水水質,達到排放標準或回收要求往往需要採用幾種方法聯合處理。

(五)冶金廢水治理及發展趨勢

冶金廢水的主要特點是水量大、種類多、水質復雜多變。按廢水來源和特點分類,主要有冷卻水、酸洗廢水、洗滌廢水(除塵、煤氣或煙氣)、沖渣廢水、煉焦廢水以及由生產中凝結、分離或溢出的廢水等。

冶金廢水治理發展的趨勢:(1)發展和採用不用水或少用水及無污染或少污染的新工藝、新技術,如用幹法熄焦,煉焦煤預熱,直接從焦爐煤氣脫硫脫氰等;(2)發展綜合利用技術,如從廢水廢氣中回收有用物質和熱能,減少物料燃料流失,(3)根據不同水質要求,綜合平衡,串流使用,同時改進水質穩定措施,不斷提高水的迴圈利用率;(4)發展適合冶金廢水特點的新的處理工藝和技術,如用磁法處理鋼鐵廢水具有效率高,佔地少,操作管理方便等優點。

前沿技術

微電解技術是處理高濃度有機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。

該技術是在不通電的情況下,利用微電解設備中填充的微電解填料產生"原電池"效應對廢水進行處理。當通水後,在設備內會形成無數的電位差達1.2V 的"原電池"。"原電池"以廢水做電解質,通過放電形成電流對廢水進行電解氧化和還原處理,以達到降解有機污染物的目的。在處理過程中產生的新生態[?O H] 、[H] 、[O]、Fe2+ 、Fe3+等能與廢水中的許多組分發生氧化還原反應,比如能破壞有色廢水中的有色物質的發色基團或助色基團,甚至斷鏈,達到降解脫色的作用;生成的Fe2+ 進一步氧化成Fe3 +,它們的水合物具有較強的吸附- 絮凝活性,特別是在加鹼調pH 值後生成氫氧化亞鐵和氫氧化鐵膠體絮凝劑,它們的絮凝能力遠遠高于一般葯劑水解得到的氫氧化鐵膠體,能大量絮凝水體中分散的微小顆粒、金屬粒子及有機大分子.其工作原理基于電化學、氧化--還原、物理以及絮凝沉淀的共同作用。該工藝具有適用範圍廣、處理效果好、成本低廉、處理時間短、操作維護方便、電力消耗低等優點,可廣泛套用于工業廢水的預處理和深度處理中。

陽極: Fe - 2e →Fe2+ E(Fe / Fe2+)=0.44V

陰極: 2H﹢ + 2e →H2 E(H﹢/ H2)=0.00V

當有氧存在時,陰極反應如下:

O2 + 4H﹢ + 4e → 2H2O E (O2)=1.23V

O2 + 2H2O + 4e → 4OH﹣ E(O2/OH﹣)=0.41V

新型微電解填料是針對當前有機廢水難降解難生化的特點而研發的一種多元催化氧化填料。它由多元金屬合金融合催化劑並採用高溫微孔活化技術生產而成,屬新型投加式無板結微電解填料。作用于廢水,可高效去除COD、降低色度、提高可生化性,處理效果穩定持久,同時可避免運行過程中的填料鈍化、板結等現象。本填料是微電解反應持續作用的重要保證,為當前化工廢水的處理帶來了新的生機。

重金屬

重金屬廢水主要來自礦山、冶煉、電解、電鍍、農葯、醫葯、油漆、顏料等企業排出的廢水。如果不對重金屬廢水處理,就會嚴重污染環境。廢水處理中重金屬的種類、含量及存在形態隨不同生產企業而異。除重金屬在廢水處理中顯得很重要。

由于重金屬不能分解破壞,而隻能轉移它們的存在位置和轉變它們的物理和化學形態,達到除重金屬的目的。例如,廢水處理過程中,經化學沉淀處理後,廢水中的重金屬從溶解的離子形態轉變成難溶性化台物而沉淀下來,從水中轉移到污泥中;經離子交換處理後,廢水中的重金屬離子轉移到離子交換樹脂上,經再生後又從離子交換樹脂上轉移到再生廢液中。

因此,廢水處理去除重金屬原則是:

(1)最根本的是改革生產工藝.不用或少用毒性大的重金屬;

(2)採用合理的工藝流程、科學的管理和操作,減少重金屬用量和隨廢水流失量,盡量減少外排廢水量。重金屬廢水處理應當在產生地點就地處理,不同其他廢水混合,以免使處理復雜化。更不應當不經除重金屬處理直接排入城市下水道,以免擴大重金屬污染。

廢水處理除重金屬的方法,通常可分為兩類:

(1)使廢水中呈溶解狀態的重金屬轉變成不溶的金屬化合物或元素,經沉淀和上浮從廢水中去除.可套用方法如中和沉淀法、硫化物沉淀法、上浮分離法、電解沉淀(或上浮)法、隔膜電解法等廢水處理法;

(2)將廢水中的重金屬在不改變其化學形態的條件下進行濃縮和分離,可套用方法有反滲透法、電滲析法、蒸發法和離子交換法等。這些廢水處理方法應根據廢水水質、水量等情況單獨或組合使用。

回用標準

工業用水重復率是我國生態城市建設的重要指標,也是衡量地方官員政績的"綠色指標",已被許多經濟發達地區納入強製性的工業廢水處理標準。

以廣東省為例。廣東省環境保護與生態建設"十一五"規劃明確規定:全省工業用水重復利用率2005年達到34.4%,2010年要大于65%,廣州、深圳、佛山、肇慶等市要達到80%以上;國務院批準的"珠江三角洲地區改革發展規劃綱要(2008-2020年)"進一步強調了污染總量控製的重要性,廣東省要積極探索有利于資源節約和迴圈經濟發展的地方性價格、財政政策,建成一批符合迴圈經濟發展要求的工業園區,形成資源高效利用、迴圈利用的產業鏈。到2020年,實行用水總量控製和定額管理,工業用水重復率達到80%;提高資源利用效率,發展迴圈經濟,建立節約型社會已成為廣東省經濟和社會發展的主軸,也是考核各級政府官員的"綠色政績指標",環保工作重點已由抓"達標排放"轉變為"實現污染排放總量控製,提高工業用水重復率",許多工業企業已建成的污水處理系統隻能滿足"達標排放"要求,而遠遠不能滿足"回用"要求,印染、造紙等耗水企業在苦苦尋找污水深度處理和回用技術,這蘊藏著巨大的商機。

回用設備

MBFB膜生物流化床工藝

MBFB膜生物流化床工藝用于工業廢水深度處理,能在原有廢水達標排放的基礎上,經過生物流化床和陶瓷膜分離系統,進一步降低COD、NH-N、濁度等指標,一方面可直接回用,另一方面也可作為RO脫鹽處理的預處理工藝,替代原有砂濾、保全過濾、超濾等冗長過濾流程,同時有機物含量的降低大大提高RO膜使用壽命,降低回用水處理成本,無機陶瓷膜分離系統,是世界第一套污水處理專用的無機膜分離系統,和其它的有機膜、無機膜相比,具有膜通量大、可反沖、全自動操作等優勢。

MBFB技術特點

活性炭粉長期使用,勿需更換或再生

三相傳質混合,反應效率高

載體不流失

載體流化性能好

氧的轉移效率高

污染物高度富集,生物量大

對微污染水處理效果好

工業廢水

對溝渠系統和處理過程產生不利影響的工業廢水的主要特徵分述如下。不過應註意工業廢水的性質與成分大不相同,從某一工廠產生的廢水可能隻具有這些特徵的一種或數種。

高懸浮固體含量懸浮固體含量很高的廢水,會造成溝渠系統的沉積和阻塞,特別是固體,若具有纖維特徵,如毛發、羊毛和棉花廢物。它們也使篩濾物和處理廠須處置的污泥量增加,因而提高了運行費用。若懸浮固體不易被厭氧細菌作用破壞,則它們就會在污水廠中引起問題,因為這些固體會佔據污泥消化池的容積而無任何相應的氣體產量的增加,它不利于維持池中所含物質的溫度。

纖維質纖維是典型的這一類固體物。排人污水道前的篩濾和池中沉淀將能緩和此問題,若池是充滿-放泄型,也可達到液體流量與強度的平衡。具有高的生化需氧量或高錳酸鹽值的工業廢水,可加重污水廠生物氧化過程的負荷。高需氧量通常是由于廢液中存在有機物或無機還原劑,有些廢水的高錳酸鹽值高,而生化需氧量卻較低。這可能由于存在阻礙生物氧化的物質或製止生物活動的物質而引起。生化需氧量與高錳酸鹽值的比較往往給出了一種工業廢水的可處理性的指標。

包括沉淀在內的預處理,借助于機械絮凝和化學混凝有時可降低需氧量。填以塑膠為過濾介質的塔,廢液在排放到污水道之前,高負荷投加入塔內,也可用來大大降低需氧量。在活性污泥廠中,進行了大量的處理業廢水的研究工作,在降低需氧置方面,已取得了相當有希望的結果。在許多情況中,需在廢液中加入營養鹽,以促進細菌生長。

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