工业废水处理的工艺原则及问题

工业废水处理的工艺原则及问题报告人：湛含辉中国矿业大学2016-5-22江西南昌湛含辉教授简介中国矿业大学环测学院教授，博士，博士后，博士生导师，主要从事矿物加工工程、环境工程、化学工程等领域的研究工作，国内矿物加工领域第一个博士后，在工业废水处理关键技术及其设备开发、混凝理论及其技术设备开发、膜技术及膜材料、混凝药剂的合成及其产品开发、膜错流技术及其膜清洗技术等领域具有二十多年的研究积累。主持国家自科基金项目4个；主持科技部项目1个；主持省重大专项1个；主持省重点自科基金项目1个，主持省自科基金项目3个。主持较大横向项目29个；发明专利20项，实用新型专利21项；通过鉴定项目5个，省、市级获3个。主编著《二次流原理》、《流体力化学原理》；发表学术论文150余篇。邮箱：[e-mail]报告提纲背景工业废水特点工业废水处理方法工业废水处理工艺原则工业废水处理中存在问题结论1.背景1.背景2006-2015年我国工业废水排放量统计图单位（亿吨）1.背景生活污水处理一般经过：一级处理（格栅、调节池、沉沙池、初沉池（沉淀池）等；二级处理（生化处理为主）；三级处理（三级处理是污水的深度处理，它包括营养物的去除和通过加氯、紫外辐射或臭氧技术对污水进行消毒）。好氧处理2.工业废水特点※工业废水特点：水质成分复杂，难降解，有毒，量大。工业废水分类通常有以下三种:第一种是按工业废水中所含主要污染物的化学性质分类,分为有机和无机废水。第二种是按工业企业的产品和加工对象分类,如冶金废水、造纸废水、炼焦煤气废水等。第三种是按废水中所含污染物的主要成分分类,如酸性废水、碱性废水等。前两种分类法不涉及废水中所含污染物的主要成分,也不能表明废水的危害性。第三种分类法,明确地指出废水中主要污染物的成分,能表明废水一定的危害性。是指工业生产过程中产生的废水和废液,其中含有随水流失的工业生产用料、中间产物以及生产过程中产生的污染物。3.工业废水处理方法1998-2015ISI数据库中关于industrialwastewatertreatment发表文章和引文数物理法：通过物理或机械作用分离或回收废水中不溶解的呈悬浮状态的污染物的废水处理方法,其处理过程不改变污染物质的化学性质。物理法废水处理技术通常有调节、筛滤、过滤、沉淀、浮力浮上、离心分离、磁分离等。化学法：化学法是通过加入化学物质,使其与废水中的污染物质发生化学反应来分离、去除、回收废水中呈溶解、胶体状态的污染物或将其转化为无害物质的废水处理方法。物理化学法：物理化学法是利用传质原理处理或回收利用废水的技术方法。生物法：利用微生物厌氧和好氧代谢降解有机分子。3.工业废水处理方法3.工业废水处理工艺原则工业废水好氧预处理特殊处理共性处理厌氧处理3.工业废水处理工艺原则特殊处理：3.工业废水处理工艺原则难降解有机废水是指工业生产过程中产生的含有难降解有机物的废水，这些难降解有机物在生物处理过程中不能被微生物降解或在任何环境条件下不能以足够快的速度降解而累积在环境中，包括多环芳烃、杂环类化合物、氯代芳香族化合物、有机氰化合物、含氮化合物、合成农药、合成染料及合成洗涤剂等。难降解有机废水主要来源于印染、焦化、石油化工、精细化工、食品、发酵、造纸、制药、屠宰、皮革、橡胶及纺织等行业。废水萃取器I萃取器II萃取器回收器萃取剂+吸收剂水相络合相络合相水相有机化合物萃取剂回收络合萃取回收某有机溶剂工艺流程图萃取法具有效率高、操作简单、投资较少等特点。特别是基于可逆络合反应的萃取分离方法，对极性有机稀溶液的分离具有高效性和选择性，在难降解有机废水的处理方面具有广阔的应用前景。特殊处理：3.工业废水处理工艺原则气浮法，是污水中固液分离或液液分离的技术，是工业废水处理的典型方法之一。气浮法用于从废水中去除密度小于1g/ml的悬浮物、油类和脂肪等，并用于污泥的浓缩。法有很强的适用性，分离含油废水中的悬浮油和乳化油；分离以分子或离子状态存在的物质，如重金属离子、表面活性物质等；代替沉淀池，利用气浮法可浓缩剩余污泥；分离回收工业废水中的有用物质，如造纸废水中的纸浆等。3.工业废水处理工艺原则共性处理共性处理3.工业废水处理工艺原则1987年Gaze等人提出了高级氧化法（AdvancedOxidationprocessible,简称AOPs)，它克服了普通氧化法存在的问题，并以其独特的优点越来越引起重视。高级氧化技术的基础在于运用光辐照、电、声、催化剂，有时还与氧化剂结合，在反应中产生活性极强的.OH自由基，再通过自由基与有机化合物之间的加合、取代、电子转移、断键等，使水体中的大分子，难降解有机物氧化降解成低毒或无毒的小分子物质，甚至直接降解成CO2和H2O，接近完全矿化。3.工业废水处理工艺原则铁碳微电解法是基于化学原理，将两种具有不同电极电位的金属或金属和非金属直接接触在一起，浸没在传导性的电解质溶液中，形成原电池，利用其周围形成的电场效应，使溶液中的胶体粒子向相反电荷的电极移动，进行附聚并沉积到电极上，同时电极反应生成的产物能与溶液中的许多物质起化学反应，达到去除污染物的目的。共性处理微电解法工艺流程图厌氧处理3.工业废水处理工艺原则W,W.Eckenfelder把厌氧发酵过程分为四个阶段:水解阶段、酸化阶段、产氢产乙酸阶段和甲烷化阶段。水解阶段：复杂大分子有机物通过厌氧菌和兼氧菌胞外酶的作用转化为简单的可溶性小分子。如多糖(淀粉)水解为单糖，蛋白质分解为肽和氨基酸等。酸化阶段：兼性或专性的产酸菌将水解产物转化为短链有机酸(五碳以下)、醇、醛等中性化合物，并且有H2、CO2、H2S、NH3产生，有机酸的大量产生使PH有下降的趋势。产氢产乙酸阶段：在产氢产乙酸菌的作用下，酸化阶段产生的2个碳链以上的短链脂肪酸(盐)、醇、醛等物质转化为乙酸盐，同时产生H2。甲烷化阶段：专性厌氧的产甲烷菌将前几阶段产生的乙酸(盐)、H2、CO2及少量的甲酸、甲醇等物质转化为CH4和CO2。复杂高分子化合物的厌氧降解过程3.工业废水处理工艺原则厌氧处理4工业废水处理中存在问题技术问题：一种工业生产过程可以排出不同性质的废水，一种废水又可能含有不同的污染物和不同的污染效应；即使一套生产装置排出的废水，也可能含有几种污染物。同样，在不同的工业企业，虽然产品、原料和加工过程截然不同，也可能排出性质类似的废水。如炼油厂、化工厂和炼焦煤气厂等，均可能排放含油、含酚等物质的废水，需要全面考虑，并注重效率高，经济可行。管理问题：偷排问题，守法成本高问题，处理规模不经济问题。政策问题：废水处理相关政策导向。5.结论工业废水成分复杂，难降解，量大等特点决定其必须进行相应预处理才能进行后续处理。预处理包括特殊处理，共性处理和厌氧处理三个环节。在废水全面处理过程中需要全面考虑技术可行性和经济可行性问题。