工业废水处理技术综述

1工业废水处理技术综述概述工业废水是指工业生产过程中产生的废水、污水和废液，其中含有随水流失的工业生产用料、中间产物和产品以及生产过程中产生的污染物。随着工业的迅速发展，废水的种类和数量迅猛增加，对水体的污染也日趋广泛和严重，威胁人类的健康和安全。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，含无机污染物为主的为无机废水，含有机污染物为主的为有机废水。例如电镀废水和矿物加工过程的废水，是无机废水；食品或石油加工过程的废水，是有机废水。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、金属酸洗废水、化学肥料废水、纺织印染废水、染料废水、制革废水、农药废水、电站废水等。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、含氰废水、含铬废水、含镉废水、含汞废水、含酚废水、含醛废水、含油废水、含硫废水、含有机磷废水和放射性废水等。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。2此外也有从废水处理的难易度和废水的危害性出发，将废水中主要污染物归纳为三类：第一类为废热，主要来自冷却水，冷却水可以回用；第二类为常规污染物，即无明显毒性而又易于生物降解的物质，包括生物可降解的有机物，可作为生物营养素的化合物，以及悬浮固体等；第三类为有毒污染物，即含有毒性而又不易生物降解的物质，包括重金属、有毒化合物和不易被生物降解的有机化合物等。实际上，一种工业可以排出几种不同性质的废水，而一种废水又会有不同的污染物和不同的污染效应。例如染料工厂既排出酸性废水，又排出碱性废水。纺织印染废水，由于织物和染料的不同，其中的污染物和污染效应就会有很大差别。即便是一套生产装置排出的废水，也可能同时含有几种污染物。如炼油厂的蒸馏、裂化、焦化、叠合等装置的塔顶油品蒸气凝结水中，含有酚、油、硫化物。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，可能均有含油、含酚废水排出。工业废水处理技术推荐催化微电解处理技术技术背景有机废水特别是高盐高浓度有机废水处理，一直是国内众多环保工作者及管理部门关注的难题。随着我国化学工业的快速发展，各种新型的化工产品被应用到各行各业，特别是医药、化工、电镀、印染等重污染工业中，在提高产品质量、品质的同时也带了日益严重的环境污染问题，主要表现在：废水中有机污染物浓度高、结构稳定、生化性差，常规工艺难以实现达标排放，且处理成本高，给企业节能减排带来极大的压力。3技术概述微电解技术是目前处理高浓度有机废水的一种理想工艺，该工艺用于高盐、难降解、高色度废水的处理不但能大幅度地降低cod和色度，还可大大提高废水的可生化性。该技术是在不通电的情况下,利用微电解设备中填充的微电解填料产生“原电池”效应对废水进行处理。当通水后，在设备内会形成无数的电位差达1.2V的“原电池”。“原电池”以废水做电解质，通过放电形成电流对废水进行电解氧化和还原处理，以达到降解有机污染物的目的。在处理过程中产生的新生态[·OH]、[H]、[O]、Fe2+、Fe3+等能与废水中的许多组分发生氧化还原反应，比如能破坏有色废水中的有色物质的发色基团或助色基团，甚至断链，达到降解脱色的作用；生成的Fe2+进一步氧化成Fe3+，它们的水合物具有较强的吸附-絮凝活性，特别是在加碱调pH值后生成氢氧化亚铁和氢氧化铁胶体絮凝剂，它们的絮凝能力远远高于一般药剂水解得到的氢氧化铁胶体，能大量絮凝水体中分散的微小颗粒、金属粒子及有机大分子.其工作原理基于电化学、氧化-还原、物理以及絮凝沉淀的共同作用。该工艺具有适用范围广、处理效果好、成本低廉、处理时间短、操作维护方便、电力消耗低等优点，可广泛应用于工业废水的预处理和深度处理中。4适用废水种类⑴.染料、化工、制药废水；焦化、石油废水；------上述废水处理水后的BOD/COD值大幅度提高。⑵.印染废水；皮革废水；造纸废水、木材加工废水；------对脱色有很好的应用，同时对COD与氨氮有效去除。⑶.电镀废水；印刷废水；采矿废水；其他含有重金属的废水；------可以从上述废水中去除重金属。⑷.有机磷农业废水；有机氯农业废水；------大大提高上述废水的可生化性，且可除磷，除硫化物新型催化微电解填料产品概述新型微电解填料是针对当前有机废水难降解难生化的特点而研发的一种多元催化氧化填料。它由多元金属合金融合催化剂并采用高温微孔活化技术生产而成，属新型投加式无板结微电解填料。作用于废水，可高效去除COD、降低色度、提高可生化性，处理效果稳定持久，同时可避免运行过程中的填料钝化、板结等现象。本填料是微电解反应持续作用的重要保证，为当前化工废水的处理带来了新的生机。5工业废水传统处理方法分类按实施方式分类废水处理方法按对污染物实施的作用不同可分为两大类：一类是通过各种外力的作用把有害物从废水中分离出来，称为分离法；另一类是通过化学或生物作用使有害物转化为无害或可分离的物质(再经过分离予以除去)，称为转化法。分离法废水中的污染物存在形态的多样性和物化特性的各异性决定了分离方法的多样性。离子态的污染物可选择离子交换法、电解法、电渗析法、离子吸附法、离子浮选法进行处理。分子态污染物可选择萃取法、结晶法、精馏法、吸附法、浮选法、反渗透法、蒸发法进行处理。胶体污染物可选择混凝法、气浮法、吸附法、过滤法进行处理。悬浮物污染物可选择重力分离法、离心分离法、磁力分离法、筛滤法、气浮法进行处理。转化法转化法可分为化学转化法和生化转化法两类。化学转化法包括中和法、氧化还原法、化学沉淀法、电化学法；生物转化法包括活性污泥法、生物膜法、厌氧生物处理法、生物塘。按处理程度分类6按废水处理程度划分，废水处理技术可分为一级、二级和三级处理。一级处理主要是通过筛滤、沉淀等物理方法对废水进行预处理，目的是除去废水中的悬浮固体和漂浮物，为二级处理作准备。经一级处理的废水，其BOD除去率一般只有30%左右。二级处理主要是采用各种生物处理方法除去废水中的呈胶体和溶解状态的有机污染物。经二级处理后的废水，其BOD除去率可达90%以上，处理水可达标排放。三级处理是在一级、二级处理的基础上，对难降解的有机物、磷、氮等营养性物质进一步处理。三级处理方法有混凝、过滤、离子交换、反渗透、超滤、消毒等。工业废水处理中的技术应用活性炭活性炭可分为粉末状和颗粒状，是一种经特殊处理的炭，具有无数细／J,?L隙，表面积巨大，每克活性炭的表面积为500～l500m。粉末状的活性炭吸附能力强，制备容易，价格较低，但再生困难，一般不能重复使用；颗粒状的活性炭价格较贵，但可再生后重复使用，并且使用时的劳动条件较好，操作管理方便。因此，水处理中较多采用颗粒状活性炭。工业废水处理中，活性炭主要应用在以下几个方面。处理含氰废水在工业生产中，金银的湿法提取、化学纤维的生产、炼焦、合成氨、电镀、煤气生产等行业均要使用氰化物或副产氰化物，生产过程中必然要排放一定数量的含7氰废水。活性炭用于净化废水已有相当长的历史，应用于含氰废水处理的文献报道也越来越多。处理含甲醇废水活性炭可以吸附甲醇，但吸附能力不强，只适宜于处理甲醇含量低的废水。工程运行结果表明，活性炭用于处理低甲醇含量的废水，可将混合液的COD从40mg／L降至12mg／L以下，对甲醇的去除率可达93．16%～100%，处理后可满足回用锅炉脱盐水系统进水的水质要求。处理含酚废水含酚废水广泛来源于石油化工厂、树脂厂、焦化厂和炼油化工厂。实验证明：活性炭对苯酚的吸附性能好，但温度升高不利于吸附，会使吸附容量减小，但升高温度可使达到吸附平衡的时间缩短。活性炭用于处理含酚废水时，其用量和吸附时间存在最佳值，在酸性和中性条件下，去除率变化不大，但强碱性条件下，苯酚去除率急剧下降，碱性越强，吸附效果越差。处理含汞废水活性炭有吸附汞和含汞化合物的性能，但吸附能力有限，只适宜于处理汞含量低的废水，如果是处理汞含量较高的废水，可先用化学沉淀法处理(处理后含汞约1mg／L，高时可达2～3mg／L)，然后再用活性炭作进一步处理。处理含铬废水8铬是电镀中用量较大的一种金属原料，废水中，六价铬随pH的不同分别以不同的形式存在。因此，利用活性炭处理含铬废水的过程是活性炭对溶液中Cr(Ⅵ)的物理吸附、化学吸附、化学还原等综合作用的结果。活性炭处理含铬废水，吸附性能稳定，处理效率高，操作费用低，经济效益明显引。随着科学技术的进步和废水处理的特殊要求，活性炭的研究已从本身的孑L结构和比表面积逐步发展到研究表面官能团对活性炭吸附性能的影响。人们发现，活性炭不仅有吸附特性，而且还表现出了催化特性，由此而发展起来的催化氧化法现在也日益受到重视，其研究也在不断深入。微波能常规废水处理法存在以下共同缺点①工艺流程长，废水处理过程中物化反应进程缓，废水处理设施庞大，占地面积大；②废水只能集中处理，对于城市废水而言，地下排污管网工程庞大，废水处理工程总投资巨大；③处理后的水质不稳定，对难降解的可溶性有机物、磷、氮等营养性物质处理不彻底，对某些工业废水如造纸废液等处理困难且运行费用高。而把微波场对单相流和多相流物化反应的强烈催化作用、穿透作用、选择性供能及其杀灭微生物的功能用于废水处理，可以克服常规废水处理法存在的诸多缺点，并且处理工程小型化、分散化，可省掉城市建设中现行废水处理工程长距离埋设庞大排污管网的巨大费用，堵住污染源头，从根本上消除因人类的生活和生产活动给江河湖泊造成的污染。需特别指出的是微波对杀灭蓝藻的特殊作用，蓝藻在微波场中只需30S即由微细粒汇聚成大颗粒，经过沉降与水分离，与此同时，水中的富营养物也得到了降解。废水经微波能处理后可100%回用，实现水的可持续利用，使9人类水环境步人良性循环，为解决2l世纪人类将面临的世界性“水荒”做贡献。随着物质文明建设的不断发展，淡水资源的需求量越来越大，产生的废水量也越来越大，意味着对废水处理任务及处理深度的要求也必然加大，这就要求废水处理技术不断吸纳创新，而微波处理技术将是废水处理技术上的一场革命。高级氧化法高浓度的有机废水对我国宝贵的水资源造了巨大破坏，然而现有的生物处理方法对可生化性差、相对分子质量从几千到几万的物质处理较困难，而高级氧化法(AdvancedOxidationProcess，简称AOPs)可将其直接矿化或通过氧化提高污染物的可生化性，同时还在环境类激素等微量有害化学物质的处理方面具有很大的优势，能够使绝大部分有机物完全矿化或分解，具有很好的应用前景。常见的高级氧化技术主要包括空气湿式氧化法、催化湿式氧化法、临界水氧化法、光化学氧化法等。湿式空气氧化法湿式空气氧化法是以空气为氧化剂，将水中的溶解性物质(包括无机物和有机物)通过氧化反应转化为无害的新物质，或者转化为容易从水中分离排除的形态(气体或固体)，从而达到处理的目的。通常情况下氧气在水中的溶解度非常低1atm、20℃时氧气在水中溶解度约9mg／L左右)，因而在常温常压下，这种氧化反应速度很慢，尤其是高浓度的污染物，利用空气中的氧气进行的氧化反应就更慢，需要借助各种辅助手段促进反应的进行(通常需要借助高温、高压和催化剂的作用)。一般来说，在200～300oC、100—200atm条件下，氧气在水中的溶解度会增大，几乎所有污染物都能被氧化成二氧化碳和水。湿式空气氧化法的关键在于产生足够的自由基供给10氧化反应。虽然该法可以降解几乎所有的有机物，但由于反应条件苛刻，对设备的要求很高(要耐高温高压)，燃料消耗大，因而不适合大水量废水的处理。催化湿式氧化法催化湿式氧化法(CatalyticWetOxidationProcess，CWOP)是一种工业废水的高级处理方法(属于物理化学方法)。它是依据废水中的有机物在高温高压下进行催化燃烧的原理来净化处理高浓度有机废水的，其最显著的特点是以羟基自由基为主要氧化剂与有机物发生反应，反应中生成的有机自由基可以继续参加·OH的链式反应，