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工业废水处理的十六种工艺

浙江快乐12: 时间:2019-05-25 10:06:35 次数:

工业废水包括生产废水、生产废水和冷却水。指工业生产过程中产生的废水和废液,包括工业生产原料、中间产品、副产品和生产过程中产生的污染物。工业废水种类繁多,成分复杂。 1.多效蒸发结晶技术 在处理工业含盐废水的过程中,工业含盐废水进入低温多效浓缩结晶装置,通过3-6效蒸发浓缩的浓缩结晶过程,分离成脱盐水(脱盐水可能含有微量低沸点有机物)和浓缩结晶浆液废液。无机盐和部分有机物可以结晶分离,焚烧成无机盐废渣;不能结晶的有机物浓缩废液可作为滚筒蒸发器形成固体废渣焚烧。脱盐水可以返回生产系统,代替软化水使用。 该低温多效蒸发浓缩结晶系统不仅可以应用于化工生产的浓缩过程和结晶过程,也可以应用于工业含盐废水的蒸发浓缩结晶过程。 多效蒸发工艺仅使用第.一效蒸汽,节约了蒸汽需求,有效利用了二次蒸汽中的热量,降低了生产成本,提高了经济效益。
工业废水包括生产废水、生产废水和冷却水。指工业生产过程中产生的废水和废液,包括工业生产原料、中间产品、副产品和生产过程中产生的污染物。工业废水种类繁多,成分复杂。
1.多效蒸发结晶技术
在处理工业含盐废水的过程中,工业含盐废水进入低温多效浓缩结晶装置,通过3-6效蒸发浓缩的浓缩结晶过程,分离成脱盐水(脱盐水可能含有微量低沸点有机物)和浓缩结晶浆液废液。无机盐和部分有机物可以结晶分离,焚烧成无机盐废渣;不能结晶的有机物浓缩废液可作为滚筒蒸发器形成固体废渣焚烧。脱盐水可以返回生产系统,代替软化水使用。
该低温多效蒸发浓缩结晶系统不仅可以应用于化工生产的浓缩过程和结晶过程,也可以应用于工业含盐废水的蒸发浓缩结晶过程。
多效蒸发工艺仅使用第.一效蒸汽,节约了蒸汽需求,有效利用了二次蒸汽中的热量,降低了生产成本,提高了经济效益。
2.生物法
生物处理是废水处理中最常用的方法之一。它具有适用范围广、适应性强、经济高效、无害的特点。一般来说,有两种常用的生物方法:传统活性污泥法和生物接触氧化法。
(1)传统活性污泥法
活性污泥法是一种污水好氧生物处理方法,是目前应用最广泛的城市污水处理方法。它可以去除污水中的可溶性和胶体生化有机物、悬浮固体和其他可被活性污泥吸附的物质,以及一些磷和氮。
活性污泥法去除率高,适用于处理水质要求高、水质相对稳定的废水。然而,他们不善于适应水质的变化,氧气供应不能得到充分利用。空气供应沿池水均匀分布,导致前段氧气不足,后段氧气过剩。曝气结构巨大,占地面积大。
(2)生物接触氧化法
生物接触氧化是一种主要利用附着在某些固体物质表面的微生物(即生物膜)来处理有机污水的方法。
生物接触氧化法是一种浸没式生物膜法,是生物滤池和曝气池的综合体。它具有活性污泥法和生物膜法的特点,在水处理过程中效果良好。
生物接触氧化法具有较高的体积负荷和较强的冲击负荷适应性。污泥生成少,操作管理简单,操作简单,能耗低,经济高效;它具有活性污泥法、生物活性高、净化效果好、处理效率高、处理时间短、出水水质好且稳定的优点。它能分解其他生物处理不能分解的物质,具有除氧除磷功能,可作为三级处理技术使用。
3.SBR工艺
SBR是序批式活性污泥法(SequencingBatchReactor)的缩写,作为一种间歇式废水处理工艺,近年来引起了国内外的广泛关注和研究。
SBR的工序包括五个工序:流入、反应、沉淀、排放和空转。污水依次间歇进入反应器中的各个反应过程,各SBR反应器的运行也依次间歇进行。
SBR工艺具有工艺简单、占地面积小、设备少、投资少的特点。理想的推流工艺使生化反应推力大、处理效率高、运行方式灵活、除磷脱氮能力强、污泥活性高、沉降性能好、耐冲击负荷、处理能力强。
虽然SBR有上述优点,但也有一定的局限性。例如,如果流入量很大,需要调整反应系统以增加投资。但是,对出水水质有特殊要求,如脱氮除磷,工艺需要适当改进。
4.MBR工艺
膜生物反应器是将高效膜分离技术与传统活性污泥法相结合的一种新型高效污水处理工艺。它采用独特结构的膜生物反应器平板膜组件放置在曝气池中,好氧曝气和生物处理后的水通过滤膜经泵过滤后抽出。
膜生物反应器工艺设备紧凑,占地少。出水水质稳定,有机物去除效率高。剩余污泥产量小,降低了生产成本;能去除氨氮和难降解有机物;从传统技术很容易转变。然而,膜的高成本使得膜生物反应器的投资高于传统污水处理工艺。膜污染易发生,给操作和管理带来不便;高能耗和高工艺要求。
5.电解工艺
在高盐度条件下,废水具有高电导率,为电化学方法处理高盐度有机废水提供了良好的发展空间。
高盐废水在电解槽中经历一系列氧化还原反应,生成水不溶性物质,通过沉淀(或气浮)或直接氧化还原成无害气体,从而降低化学需氧量。
当溶液中的氯化钠被电解时,阳极上产生的一些氯溶解在溶液中进行二次反应,产生次氯酸盐和氯酸盐,它们漂白溶液。正是上述综合协同效应降解了溶液中的有机污染物。
由于电化学理论的局限性、高能耗、缺电等问题,电解处理高盐废水仍处于研究阶段。
6.离子交换法
离子交换是一个单元操作过程,通常涉及溶液中的离子与不溶性聚合物(含有固定阴离子或阳离子)上的反离子之间的交换反应。
采用离子交换法时,废水首先通过阳离子交换柱,其中带正电荷的离子(钠离子等)。)被氢+取代并保留在交换柱中;在那之后,带负电的离子。)在阴离子交换柱中被羟基取代,以达到脱盐的目的。
然而,这种方法的主要问题之一是废水中的悬浮固体会堵塞树脂并失去其效果。此外,离子交换树脂的再生需要高成本,并且交换的废物难以处理。
7.膜分离法
膜分离技术是一种利用膜对混合物中各组分选择性渗透率的差异来分离、纯化和浓缩目标物质的新分离技术。
目前,常用的膜技术包括超滤、微滤、电渗析和反渗透。超滤和微滤不能有效去除工业废水中的盐分,但能有效截留悬浮物和胶体化学需氧量;电渗析和反渗透是最有效和最常用的脱盐技术。
制约膜技术工程应用和推广的主要困难是成本高、使用寿命短、易污染、膜结垢堵塞等。随着膜技术的发展,膜技术将越来越多地应用于废水处理领域。
8.铁碳微电解处理技术
铁碳微铁碳微电解是利用铁碳原电池反应原理进行废水处理的良好工艺,又称内电解、铁屑过滤等。铁碳微电解是电化学氧化还原、电化学富集絮体、电化学反应产物凝聚、吸附新絮体和床过滤的综合作用,其中氧化还原、电凝和凝聚是主要作用。
铁屑浸没在含大量电解质的废水中时,形成无数个微小的原电池,在铁屑中加入焦炭后,铁屑与焦炭粒接触进一步形成大原电池,使铁屑在受到微原电池腐蚀的基础上,又受到大原电池的腐蚀,从而加快了电化学反应的进行。
该方法具有适用范围广、处理效果好、使用寿命长、成本低、操作维护方便等优点,以废铁屑为原料,不需要消耗电力资源,具有“以废治废”的意义。目前,铁炭微电解技术已广泛应用于印染、农药/制药、重金属、石油化工和石油等浙江快乐12废水和垃圾渗滤液的处理。,并取得了良好的效果。
9.Fenton及类Fenton氧化法
典型的Fenton试剂是由Fe2+催化H2O2分解产生˙OH,从而引发有机物的氧化降解反应。由于Fenton法处理废水需要很长时间,因此需要使用大量的试剂,过量的Fe2+会增加处理后废水中的化学需氧量,造成二次污染。
近年来,人们引入了紫外光、可见光等。进入Fenton体系,研究了Fe2+与其他过渡金属的置换。这些方法可以显著提高Fenton试剂对有机物的氧化降解能力,减少Fenton试剂的用量,降低处理成本,统称为类Fenton反应。
Fenton法反应条件温和,设备简单,适用范围广。它可以作为一种单独的处理技术应用,也可以与其他方法结合应用,如混凝沉淀法、活性炭法、生物处理法等。作为难降解有机废水的预处理或深度处理方法。
10.臭氧氧化
臭氧是一种强氧化剂,对减少的污染物反应速度快,使用方便,不产生二次污染,可用于污水的消毒、脱色、除臭、有机物去除、化学需氧量减少等。臭氧氧化法单独使用成本高,处理成本高,氧化反应具有选择性,对某些卤代烃、农药等氧化效果差。
因此,近年来,开发了相关的组合技术来提高臭氧氧化效率。其中,UV/O3、H2O2/O3、UV/H2O2/O3等组合方法不仅可以提高氧化速率和效率,还可以氧化臭氧单独作用时难以氧化降解的有机物。由于臭氧在水中的溶解度低,臭氧生产效率低,能耗高,提高臭氧在水中的溶解度,提高臭氧的利用率,开发高效低能耗的臭氧发生器已成为主要的研究方向。
11.磁分离技术
磁分离技术是近年来发展起来的一种新型水处理技术,它利用废水中杂质颗粒的磁性进行分离。对于水中的非磁性或弱磁性颗粒,可以使用磁接种技术使其具有磁性。
将磁分离技术应用于废水处理有三种方法:直接磁分离、间接磁分离和微生物磁分离。
目前,磁性技术主要包括磁团聚技术、铁盐共沉淀技术、铁粉法、铁氧体法等。代表性的磁分离设备有盘式磁选机和高梯度磁过滤器。目前,磁选技术仍处于实验室研究阶段,无法应用于实际工程实践。
12.等离子水处理技术
低温等离子体水处理技术,包括高压脉冲放电等离子体水处理技术和辉光放电等离子体水处理技术,利用放电直接在水溶液中产生等离子体,或将气体放电等离子体中的活性粒子引入水中,可以完全氧化分解水中的污染物。
水溶液中的直接脉冲放电可以在常温常压下进行。在整个排放过程中,在水溶液中可以产生原位化学氧化物质,以氧化和降解有机物,而无需添加催化剂。该技术对于低浓度有机物的处理是经济有效的。
另外,采用脉冲放电等离子水处理技术的反应器形式可以灵活调整,操作过程简单,相应的维护成本低。受放电设备的限制,有机物降解过程的能量利用率相对较低,等离子体技术在水处理中的应用仍处于研发阶段。
13.电化学(催化)氧化
电化学(催化)氧化技术通过阳极反应直接降解有机物,或产生羟基自由基、臭氧和其他氧化剂通过阳极反应降解有机物。
电化学(催化)氧化包括二维和三维电极系统。由于三维电极系统的微电场电解效应,目前强烈推荐使用。三维电极是在传统二维电解池的电极之间填充颗粒状或其它碎屑状的工作电极材料,并对填充材料的表面充电,使其成为世界屋脊,在工作电极材料的表面发生电化学反应。
与二维平面电极相比,三维电极.具有较大的比表面积,可以提高电解槽的面体比,可以提供较大的电流强度和较低的电流密度,颗粒间距小,物质传质速度快,时空转换效率高,因此具有较高的电流效率和良好的处理效果。该三维电极可用于处理生活污水、农药、染料、制药、含酚废水、金属离子、垃圾渗滤液等难降解有机废水。
14.辐射技术
自20世纪70年代以来,随着大型钴源和电子加速器技术的发展,辐射源在辐射技术应用中的问题逐渐得到改善。辐射技术处理废水中污染物的研究已经引起了各国的关注和重视。
与传统的化学氧化相比,采用辐射技术处理污染物,不添加或仅添加少量化学试剂,不会产生二次污染,具有降解效率高、反应速度快、污染物完全降解等优点。此外,当电离辐射与氧气和臭氧等催化氧化方法结合时,将产生“协同效应”。因此,辐射技术处理污染物是一项清洁可持续的技术,被国际原子能机构列为21世纪和平利用原子能的主要研究方向。
15.光化学催化氧化
光化学催化氧化技术是在光化学氧化的基础上发展起来的。与光化学法相比,光催化氧化技术具有更强的氧化能力,能更彻底地降解有机污染物。光催化氧化是在催化剂存在下的光化学降解。氧化剂在光的照射下产生具有强氧化能力的自由基。
催化剂有TiO2、ZnO、WO3、CdS、ZnS、SnO2和Fe3O4等。它分为同质型和异质型。均相光催化降解以Fe2+或Fe3+和H2O2为介质,通过光助芬顿反应产生羟基自由基降解污染物。非均相催化降解是将一定量的光敏半导体材料,如TiO2、ZnO等。进入污染系统。同时,结合光辐射,光敏半导体在光的照射下被激发产生电子空穴对,吸附在半导体上的溶解氧、水分子等与电子空穴一起作用,产生羟基等具有极强氧化能力的自由基。TiO2光催化氧化技术在氧化降解水中有机污染物,尤其是难降解的有机污染物方面具有明显优势。
16.超临界水氧化(scwo)技术
SCWO使用超临界水作为介质,以均相氧化和分解有机物。有机污染物可以在短时间内分解成CO2和H2O等无机小分子,而硫、磷和氮原子分别转化成硫酸根、磷酸根、硝酸根和亚硝酸根离子或氮。美国将SCWO列为能源和环境领域最有前途的废物处理技术。
SCWO反应速度快,停留时间短。氧化效率高,大多数有机物的处理率可达99%以上。该反应器结构简单,设备体积小。处理范围广,不仅可用于处理各种有毒物质、废水和废物,还可用于分解有机化合物;不需要外部供热,处理成本低;选择性好。通过调节温度和压力,可以改变水的物理和化学性质,如密度、粘度和扩散系数,从而改变其对有机物的溶解度,达到选择性控制反应产物的目的。
超临界氧化已经在美国、德国、瑞典、日本等欧美国家得到应用,但我国的研究起步较晚,仍处于实验室研究阶段。
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