发布时间:2012-1-22 13:59:31 中国污水处理工程网
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。
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。 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[·O H] 、[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。 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。 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
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~l 500 m 。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40 mg/L降至12 mg/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1 mg/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
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。 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(Advanced Oxidation Process,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1 atm、20℃时氧气在水中溶解度约9 mg/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200~300 oC、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(Catalytic Wet OxidationProcess,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,或者通过生成有机过氧化物自由基后进一步发生氧化分解反应直至降解为最终产物CO 和H 0,从而达到氧化分解有机物的目的。 超临界水氧化法
超临界水氧化技术得益于水的超临界性能。在374.3 c=和22 MPa状态下,水的物理性能尤其是溶解性能与常温下截然不同,这种状态被成为超临界状态。在超临界状态下,水如同高密度的气体一样对有机物有很高的溶解能力,与轻的有机气体以及CO 等能完全互溶,但无机化合物尤其是盐类难溶于其中。另外,超临界水具有较高的扩散系数和较低的粘度。上述这些超临界性能加上较高的温度和压力使水成为有机质氧化反应的理想介质,使氧化还原反应完全能在均相中进行,不存在界面传质阻力,而界面传质阻力往往是湿式氧化法的控制步骤。
超临界氧化技术与其他处理技术相比,具有明显的优点 (1)效率高,处理彻底,有毒物质的清除率高达99.99% 以上; (2)反应速度快,停留时间短(<1min),反应器结构简单,体积小; (3)适应范围广,适用于各种有毒废水废物的处理;
(4)无二次污染,不需进一步处理,且无机盐可从水中分离出来,处理后的废水可完全回收利用;
(5)当有机物含量超过10%时,不需额外供热,实现热量自给。但超I临界水氧化的高温高压操作条件无疑对设备材料提出了严格的要求,实际进行工程设计时须注意一些工程方面的因素,如腐蚀、盐的沉淀、催化剂的使用和热量传递等,技术的应用上还存在一些有待解决的问题。但由于其本身具有突出优势,因而如今在有害废水处理方面已越来越受到重视,是一项有着广阔发展前景的技术。 光化学氧化法
光化学反应是在光的作用下进行化学反应,采用臭氧或过氧化氢作为氧化剂,在紫外线的照射下使污染物氧化分解,从而实现污水的处理。
光化学氧化系统主要有UV/H 0 系统、UV/O,系统和UV/O3/H202系统 J。以uv/H2 O2系统为例,该系统主要用于浓度在10—6级的低浓度废水的处理,而不适用于高强度污染废水的处理。能将污染物彻底无害化,对有机物的去除能力比单独用过氧化氢或紫外线更强,是一种更经济的选择,能够在短期内装配在不同的地点。但它不适合处理土壤,因为紫外线不能穿透土壤粒子。光容易被沉淀堵塞,降uV的穿透率,因而使用中需控制污水的pH值,防止氧化过程的金属盐沉淀堵塞光的穿透。
用该方法去除饮用水中三卤甲烷的试验研究表明,在去除三氯甲烷的同时可减少饮用水中的.总有机碳含量,使水质进一步提高。利用uv/H 0 系统处理受四卤甲烷污染的地下水试验表明,其去除率可达97.3% 一99% ,而费用与活性炭处理相当。在UV/H 0 系统中,每一分子H 0 可产生两分子羟基,不仅能有效去除水中的有机污染物,而且不会造成二次污染,也不需作后续处理。 膜技术
近年来,膜技术发展迅速,在电力、冶金、石油石化、医药、食品、市政工程、污水回用及海水淡化等领域得到了较为广泛的应用,各类工程对膜技术及其装备的需求量更是急速增加。目前已经熟和不断研发出来的微滤、超滤、反渗透、纳滤、渗析、电渗析、气体分离、渗透汽化、无机膜等技术正在广泛用于石油、化工、环保、能源、电子等行业中,并
产生了明显的经济和社会效益,将对21世纪的工业技术改造起着重要的战略作用。同时,国家和相关部门的高度支持和重视也给膜行业的发展带来了前所未有的机遇u 。微滤的分离目的是溶液脱粒子和气体脱粒子,截留粒径为0.02—10 m的粒子,是所有膜过程中应用最普遍且总销售额最大的一项技术,主要用于制药行业的过滤除菌和高纯水的制备。具体参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
超滤(包括纳滤)的分离目的是溶液脱大分子、大分子溶液脱小分子、大分子分级,截留粒径为1.0—20 nm的粒子。超滤技术可用于回收电泳涂漆废水中的涂料,现已广泛用于世界各地的电泳涂漆自动化流水线上。日本等国一些造纸厂的工业废液也已采用超滤技术进行处理。在采矿及冶金工业中,超滤技术的应用正日益受到重视,采用该技术处理酸性矿物排出液,其渗透液可环使用,浓缩液可回收有用物质。同时,电子工业集成电路生产和医药工业用水过程也已开始广泛应用超滤技术。纳滤是在反渗透基础上发展起来的新型分离技术,在废水处理方面,用纳滤膜对木材制浆碱萃取阶段所形成的废液进行脱色,脱色率可达98%以上。还可用纳滤膜从酸性溶液中分离金属硫酸盐和盐,其中对硫酸镍的截留率可达95%。
反渗透分离的目的是溶剂脱溶质、含小分子溶质溶液的浓缩,截留粒径为0.1—1 nm的小分子溶质。反渗透技术已成为海水和苦咸水淡化、纯水和超纯水制备及物料预浓缩的最经济手段,而且随着性能优良的反渗透膜及膜组件的工业化,反渗透技术的应用范围已从最初的脱盐放到电子、化工、医药、食品、饮料、冶金和环保等领域。现正在开发反渗透技术在化工和石油化工中的应用,如:工艺用水的生产和再利用;废液处理;水、有机液体的分离;电镀漂洗水再利用和金属回收等。食品工业正用反渗透技术开发奶品加工、糖液浓缩、果汁和乳品加工、废水处理、低度酒和啤酒的生产。
电渗析技术目前已发展成为一个大规模的化工单元过程,广泛用于苦咸水脱盐,是电渗析技术应用最早且至今仍最大的应用领域,前景极好。锅炉及工业过程用初级纯水的制备是电渗析技术应用的第二大领域。近年来,我国废水、污水排放量以每年1.8×10。kt的速度增长,全国工业废水和生活污水每天的排放量近1.×10 kt,其中约80%未经处理而直接排人水域。因而,我国环保水处理方面对膜应用的需求量将很大,这一领域将成为水处理工业增长潜力最大的领域。 典型的工业废水处理技术 表面处理废水 1. 磨光、抛光废水
在对零件进行磨光与抛光过程中,由于磨料及抛光剂等存在,废水中主要污染物为COD、BOD、SS。
一般可参考以下处理工艺流程进行处理:
废水→调节池→混凝反应池→沉淀池→水解酸化池→好氧池→二沉池→过滤→排放 2. 除油脱脂废水
常见的脱脂工艺有:有机溶剂脱脂、化学脱脂、电化学脱脂、超声波脱脂。除有机溶剂脱脂外,其它脱脂工艺中由于含碱性物质、表面活性剂、缓蚀剂等组成的脱脂剂,废水中主要的污染物为pH、SS、COD、BOD、石油类、色度等。 一般可以参考以下处理工艺进行处理:
废水→隔油池→调节池→气浮设备→厌氧或水解酸化→好氧生化→沉淀→过滤或吸附→排放
该类废水一般含有乳化油,在进行气浮前应投加CaCl2破乳剂,将乳化油破除,有利于用气浮设备去除。当废水中COD浓度高时,可先采用厌氧生化处理,如不高,则可只采用好氧生化处理。 3. 酸洗磷化废水
酸洗废水主要在对钢铁零件的酸洗除锈过程中产生,废水pH一般为2-3,还有高浓度的Fe2+,SS浓度也高。
可参考以下处理工艺进行处理:
废水→调节池→中和池→曝气氧化池→混凝反应池→沉淀池→过滤池→pH回调池→排放 磷化废水又叫皮膜废水,指铁件在含锰、铁、锌等磷酸盐溶液中经过化学处理,表面生成一层难溶于水的磷酸盐保护膜,作为喷涂底层,防止铁件生锈。该类废水中的主要污染物为:pH、SS、PO43-、COD、Zn2+等。 可参考以下处理工艺进行处理:
废水→调节池→一级混凝反应池→沉淀池→二级混凝反应池→二沉池→过滤池→排放 4. 铝的阳极氧化废水
所含污染物主要为pH、COD、PO43-、SS等,因此可采用磷化废水处理工艺对阳极氧化废水进行处理。 电镀废水
电镀生产工艺有很多种,由于电镀工艺不同,所产生的废水也各不相同,一般电镀企业所排出的废水包括有酸、碱等前处理废水,氰化镀铜的含氰废水、含铜废水、含镍废水、含铬废水等重金属废水。此外还有多种电镀废液产生。
对于含不同类型污染物的电镀废水有不同的处理方法,分别介绍如下: 1. 含氰废水
目前处理含氰废水比较成熟的技术是采用碱性氯化法处理,必须注意含氰废水要与其它废水严格分流,避免混入镍、铁等金属离子,否则处理困难。
该法的原理是废水在碱性条件下,采用氯系氧化剂将氰化物破坏而除去的方法,处理过程分为两个阶段,第一阶段是将氰氧化为氰酸盐,对氰破坏不彻底,叫做不完全氧化阶段,第二阶段是将氰酸盐进一步氧化分解成二氧化碳和水,叫完全氧化阶段。 反应条件控制:
一级氧化破氰:pH值10~11;理论投药量:简单氰化物CN-:Cl2=1:2.73,复合氰化物CN-:Cl2=1:3.42。用ORP仪控制反应终点为300~350mv,反应时间10~15分钟。
二级氧化破氰:pH值7~8(用H2SO4回调);理论投药量:简单氰化物CN-:Cl2=1:4.09,复合氰化物CN-:Cl2=1:4.09。用ORP仪控制反应终点为600~700mv;反应时间10~30分钟。反应出水余氯浓度控制在3~5mg/1。
处理后的含氰废水混入电镀综合废水里一起进行处理。 2. 含铬废水
含六价铬废水一般采用铬还原法进行处理,该法原理是在酸性条件下,投加还原剂硫酸亚铁、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、二氧化硫等,将六价铬还原成三价铬,然后投加氢氧化钠、氢氧化钙、石灰等调pH值,使其生成三价铬氢氧化物沉淀从废水中分离。 还原反应条件控制:
加硫酸调整pH值在2.5~3,投加还原剂进行反应,反应终点以ORP仪控制在300~330mv,具体需通过调试确定,反应时间约为15-20分钟。搅拌可采用机械搅拌、压缩空气搅拌或水力搅拌。 混凝反应控制条件:
PH值:7~9,反应时间:15~20分钟。
3. 综合重金属废水
综合重金属废水是由含铜、镍、锌等非络合物的重金属废水以及酸、碱前处理废水所组成。此类废水处理方法相对简单,一般采用碱性条件下生成氢氧化物沉淀的工艺进行处理。 处理工艺流程如下:
综合重金属废水→调节池→快混池→慢混池→斜管沉淀池→过滤→pH回调池→排放 反应条件一般控制在pH值9~10,具体最佳pH条件由调试时确定。反应时间快混池为20~30分钟,慢混池10~20分钟。搅拌方式以机械搅拌最好,也可用空气搅拌。 4. 多种电镀废水综合处理
当一个电镀厂含有多种电镀废水,如含氰废水、含六价铬废水、含酸碱、重金属铜、镍、锌等综合废水,一般采取废水分流处理的方法,首先含氰废水、含铬废水应从生产线单独分流收集后,分别按照上述对应的方法对含氰、含铬废水进行处理,处理后的废水混入综合废水中与其一起采用混凝沉淀方法进行后续处理。 处理工艺流程如下:
含氰废水→调节池→一级破氰池→二级破氰池→综合废水池 含铬废水→调节池→铬还原池→综合废水池
综合废水→综合废水池→快混池→慢混池→斜管沉淀池→中间池→过滤器→pH回调池→排放 线路板废水
生产线路板的企业在对线路板进行磨板、蚀刻、电镀、孔金属化、显影、脱膜等的工序过程中会产生线路板废水。线路板废水主要包括以下几种:
化学沉铜、蚀刻工序产生的络合、螯合含铜废水,此类废水pH值在9~10,Cu2+浓度可达100~200mg/l。
电镀、磨板、刷板前清洗工序产生的大量酸性重金属废水(非络合铜废水),含退Sn/Pb废水,pH值在3~4,Cu2+小于100mg/l,Sn2+小于10mg/l及微量的Pb2+等重金属。 干膜、脱膜、显影、脱油墨、丝网清洗等工序产生较高浓度的有机油墨废液,COD浓度一般在3000~4000mg/l。
针对线路板废水的不同特点,在处理时必须对不同的废水进行分流,采取不同的方法进行处理。
1. 络合含铜废水(铜氨络合废水)
此类废水中重金属Cu2+与氨形成了较稳定的络合物,采用一般的氢氧化物混凝反应的方法不能形成氢氧化铜沉淀,必须先破坏络合物结构,再进行混凝沉淀。一般采用硫化法进行处理,硫化法是指用硫化物中的S2-与铜氨络合离子中的Cu2+生成CuS沉淀,使铜从废水中分离,而过量的S2-用铁盐使其生产FeS沉淀去除。
反应条件的控制要根据各厂水质的不同在调试中确定。一般在加硫化物等破络剂之前将pH值调到中性或偏碱性,防止硫化氢的生成,也有的将pH值调到略偏酸性。硫化物的投药量根据废水中铜氨络离子的量来确定,一般投放过量的药。在破络池安装ORP仪测定,当电位达到-300mv(经验值)认为硫化物过量,反应完全。对过量的硫化物采用投加亚铁盐的方法去除,亚铁的投加量根据调试确定,通过流量计定量加入。 破络池反应时间为15~20分钟,混凝反应池反应时间为15~20分钟。 2. 油墨废水
脱膜和脱油墨的废水由于水量较小,一般采用间歇处理,利用有机油墨在酸性条件下,从废水中分离出来生产悬浮物的性质而去除,经过预处理后的油墨废水,可混入综合废水中与其一起进行后续处理,如水量大可单独采用生化法进行处理。
当废水量少时,反应池内的油墨颗粒物在气泡上浮力的作用下浮出水面形成浮渣,可以用人工方法撇去;当水量大时,可用板框压滤机脱水,也可在撇渣后进行生化处理,进一步去除COD。 3. 线路板综合废水
此类废水主要包括含酸碱、Cu2+、Sn2+、Pb2+等重金属的综合废水,其处理方法与电镀综合废水相同,采用氢氧化物混凝沉淀法处理。 4. 多种线路板废水综合处理
当一个线路板厂含有以上几种线路板废水时,应将铜氨络合废水、油墨废水、综合重金属废水分流收集,油墨废水进行预处理后,混入综合废水中与其一起进行后续处理,铜氨络合废水单独处理后进入综合废水处理系统。 处理工艺流程如下:
铜氨络合废水→调节池→破络反应池→混凝反应池→斜管沉淀池→中间水池 有机油墨废水→酸化除渣池→排入综合废水池
综合废水→综合废水池→快混池→慢混池→斜管沉淀池→中间池→过滤器→pH回调池→排放
常见有机类污染物废水的处理技术 1. 印染废水
此类废水水量大、色度高、成分复杂,一般可采取水解酸化-接触氧化-物化法处理印染废水。处理工艺流程如下:
印染废水→调节池→混凝反应池1→斜沉池→水解酸化池→接触氧化池→氧化反应池→混凝反应池2→二沉池→中间池→过滤器→清水池→排放 2. 印刷油墨废水
此类废水特点是水量小、色度深、SS和COD等浓度高。可参考以下处理工艺:
水墨废水→调节池→混凝气浮池→水解酸化池→接触氧化池→混凝反应池→斜沉池→氧化池→过滤器→清水池→排放(谷腾水网)
工业废水的处理
发布时间:2012-1-9 15:34:52 中国污水处理工程网
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。因此,对于保护环境来说,工业废水的处理比城市污水的处理更为重要。 一、工业废水分类及处理的基本原则
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。 处理的基本原则:
(一)优先选用无毒生产工艺代替或改革落后生产工艺,尽可能在生产过程中杜绝或减少有毒有害废水的产生。
(二)在使用有毒原料以及产生有毒中间产物和产品过程中,应严格操作、监督,消除滴漏,减少流失,尽可能采用合理流程和设备。
(三)含有剧毒物质废水,如含有一些重金属、放射性物质、高浓度酚、氰废水应与其它废水分流,以便处理和回收有用物质。
(四)流量较大而污染较轻的废水,应经适当处理循环使用,不宜排入下水道,以免增加城市下水道和城市污水处理负荷。
(五)类似城市污水的有机废水,如食品加工废水、制糖废水、造纸废水,可排入城市污水系统进行处理。
(六)一些可以生物降解的有毒废水,如酚、氰废水,应先经处理后,按允许排放标准排入城市下水道,再进一步生化处理。
(七)含有难以生物降解的有毒废水,应单独处理,不应排入城市下水道。工业废水处理的发展趋势是把废水和污染物作为有用资源回收利用或实行闭路循环。
二、废水处理方法可按其作用分为四大类 :物理处理法、化学处理法、物理化学法和生物处理法
三、主要工业废水特点与处理方法 (一)农药废水的特点及其处理方法
农药品种繁多,农药废水水质复杂。其主要特点是:(1)污染物浓度较高,化学需氧量(COD)可达每升数万mg;(2)毒性大,废水中除含有农药和中间体外,还含有酚、砷、汞等有毒物质以及许多生物难以降解的物质;(3)有恶臭,对人的呼吸道和粘膜有刺激性;(4)水质、水量不稳定。因此,农药废水对环境的污染非常严重。农药废水处理的目的是降低农药生产废水中污染物浓度,提高回收利用率,力求达到无害化。农药废水的处理方法有活性炭吸附法、湿式氧化法、溶剂萃取法、蒸馏法和活性污泥法等。但是,研制高效、低毒、低残留的新农药,这是农药发展方向。一些国家已禁止生产六六六等有机氯、有机汞农药,积极研究和使用微生物农药,这是一条从根本上防止农药废水污染环境的新途径。
(二)食品工业废水污染特点及其处理方法
食品工业原料广泛,制品种类繁多,排出废水的水量、水质差异很大。废水中主要污染物有(1)漂浮在废水中固体物质,如菜叶、果皮、碎肉、禽羽等;(2)悬浮在废水中的物质有油脂、蛋白质、淀粉、胶体物质等;(3)溶解在废水中的酸、碱、盐、糖类等;(4)原料夹带的泥砂及其他有机物等;(5)致病菌毒等。食品工业废水的特点是有机物质和悬浮物含量高,易,一般无大的毒性。其危害主要是使水体富营养化,以致引起水生动物和鱼类死亡,促使水底沉积的有机物产生臭味,恶化水质,污染环境。
食品工业废水处理除按水质特点进行适当预处理外,一般均宜采用生物处理。如对出水水质要求很高或因废水中有机物含量很高,可采用两级曝气池或两级生物滤池,或多级生物转盘或联合使用两种生物处理装置,也可采用厌氧—需氧串联的生物处理系统。 (三)造纸工业废水处理
造纸废水主要来自造纸工业生产中的制浆和抄纸两个生产过程。制浆是把植物原料中的纤维分离出来,制成浆料,再经漂白;抄纸是把浆料稀释、成型、压榨、烘干,制成纸张。这两项工艺都排出大量废水。制浆产生的废水,污染最为严重。洗浆时排出废水呈黑褐色,称为黑水,黑水中污染物浓度很高,BOD高达5—40g/L,含有大量纤维、无机盐和色素。漂白工序排出的废水也含有大量的酸碱物质。抄纸机排出的废水,称为白水,其中含有大量纤维和在生产过程中添加的填料和胶料。造纸工业废水的处理应着重于提高循环用水率,减少用水量和废水排放量,同时也应积极探索各种可靠、经济和能够充分利用废水中有用资源的处理方法。例如浮选法可回收白水中纤维性固体物质,回收率可达95,澄清水可回用;燃烧法可回收黑水中氢氧化纳、硫化钠、硫酸钠以及同有机物结合的其他钠盐。中和法调节废水pH值;混凝沉淀或浮选法可去除废水中悬浮固体;化学沉淀法可脱色;生物处理法可去除BOD,对牛皮纸废水较有效;湿式氧化法处理亚硫酸纸浆废水较为成功。此外,国内外也有采用反渗透、超过滤、电渗析等处理方法。 (四)印染工业废水处理
印染工业用水量大,通常每印染加工1t纺织品耗水100-200t,其中80%-90%以印染废水排出。常用的治理方法有回收利用和无害化处理。回收利用:(1)废水可按水质特点分别回收利用,如漂白煮炼废水和染色印花废水的分流,前者可以对流洗涤。一水多用,减少排放量;(2)碱液回收利用,通常采用蒸发法回收,如碱液量大,可用三效蒸发回收,碱液量小,可用薄膜蒸发回收;(3)染料回收,如士林染料可酸化成为隐巴酸,呈胶体微粒,悬浮于残液中,经沉淀过滤后回收利用。具体参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
无害化处理可分:(1)物理处理法有沉淀法和吸附法等。沉淀法主要去除废水中悬浮物;吸附法主要是去除废水中溶解的污染物和脱色。(2)化学处理法有中和法、混凝法和氧化法等。中和法在于调节废水中的酸碱度,还可降低废水的色度;混凝法在于去除废水中分散染料和
胶体物质;氧化法在于氧化废水中还原性物质,使硫化染料和还原染料沉淀下来。(3)生物处理法有活性污泥、生物转盘、生物转筒和生物接触氧化法等。为了提高出水水质,达到排放标准或回收要求往往需要采用几种方法联合处理。 (五)冶金废水治理及发展趋势
冶金废水的主要特点是水量大、种类多、水质复杂多变。按废水来源和特点分类,主要有冷却水、酸洗废水、洗涤废水(除尘、煤气或烟气)、冲渣废水、炼焦废水以及由生产中凝结、分离或溢出的废水等。冶金废水治理发展的趋势:(1)发展和采用不用水或少用水及无污染或少污染的新工艺、新技术,如用干法熄焦,炼焦煤预热,直接从焦炉煤气脱硫脱氰等;(2)发展综合利用技术,如从废水废气中回收有用物质和热能,减少物料燃料流失,(3)根据不同水质要求,综合平衡,串流使用,同时改进水质稳定措施,不断提高水的循环利用率;(4)发展适合冶金废水特点的新的处理工艺和技术,如用磁法处理钢铁废水具有效率高,占地少,操作管理方便等优点。(谷腾水网)
中水回用系统
发布时间:2012-1-5 15:13:47 中国污水处理工程网
1、国内外现状
中水,顾名思义,就是水质介于上水和下水之间的、可重复利用的再生水,是污水经处理后达到一定的回用水质标准的水。虽然与自来水相比,中水的供应范围要小,但在厕所冲洗、园林灌溉、道路保洁、洗车、城市喷泉、冷却设备补充用水等方面,中水是最好的自来水替代水源。
就世界范围而言,当前污水经再生已经回用于工业、农业灌溉和养殖业,市政绿化、生活洗涤、地下水回灌和补充地面水等方面。美国的缺水地区如加利福尼亚州、德克萨斯州等, 其污水回用技术发展也较早,到 1975 年美国一些城市污水回用于工业方面水量就已占总污水量的31%,仅在加利福尼亚州就建有污水回用工程达200 套以上。
我国许多城市淡水缺乏情况已如前述,污水再生回用技术,已受到各级重视。 近十几年来对城市生活污水和建筑中水回用进行了众多研究和实践工作。我国首都北京市开展中水技术的研究和推广工作较早,1985 年至现在相继在北京市环境保护科学研究所、首都 机场、清华浴池、北京市万泉公寓及众多的宾馆中建成了中水工程。 2、建筑中水系统 2.1 中水水源
中水水源的选择是中水工程设计中的一个关键问题,一般应根据下述要求选用:
(1)中水水源选择应根据原水水质、水量、排水状况和中水回用的水质水量来确定。例如原水和回用水的水量不仅要平衡,原水还应有10%~15%的余量;原水水源要求供水可 靠;原水水质经处理后能达到回用水的水质标准等;
(2)中水水源一般为生活废水、生活污水、冷却水等。医院污水(尤其是传染病和结核病医院的污水)、生产污水等由于含有多种病菌病毒或其它有毒有害杂质,成分较为复杂,不宜作为中水水源。
(3)中水水源按污染程度不等一般可分为下述六种类型。选择中水水源时可以根据处 理难易程度和水量大小按照下列顺序进行排列: ①冷却水。 ②沐浴排水。 ③洗排水。 ④洗衣排水。 ⑤厨房排水。
⑥厕所排水。 实际中水水源一般不止单一水源,多为上述六种原水的组合。一般可以分为下列三种组合:
①盥洗排水和沐浴排水(有时也包括冷却水)组合。该组合称为优质杂排水,为中水水 源水质最好者,应优先选用
②盥洗排水、沐浴排水和厨房排水组合,该组合称为杂排水。比①组合水质差一些。 ③生活污水,即所有生活排水之总称。这种水质最差。中水应用要求:
中水不同于生活饮用水,根据中水水质标准的规定,中水只能在一定范围内使用。目前在国内中水主要回用于冲洗厕所、绿化、洗车、浇洒道路和冷却用水等作杂用水使用。中水回用除了满足水量要求外,还应符合下列要求: ①首先应满足不同的用途,选用不同的水质。
②卫生标准是中水回用的重要指标,卫生上安全可靠,必需达标。卫生指标有大肠菌群数、细菌总数、悬浮物、生化需氧量、化学需氧量等。
③中水还应符合人们的感官要求,即无不快感觉,以解除人们使用中水的心理障碍。主要指标有浊度、色度、臭味、表面活性剂、油脂等。
④中水回用的水质不应引起设备和管道腐蚀和结垢。主要指标有 pH 制、硬度、蒸发残 渣、溶解性物质等。 2.2 中水处理工艺流程
中水处理流程应根据中水原水的水质、水量及回用对水质的要求进行选择。进行方案比较时还应考虑场地状况、环境要求、投资条件、缺水背景、管理水平等因素,经过综合经济 技术比较确定。
由于目前中水处理范围多为小区和单独建筑物分散设置类型,在流程选择上不宜过于复杂,宜按下列要求进行:
(1)尽量选用定型成套的综合处理设备。这样可以做到简化设计,布置紧凑、节省占地、
使用可靠、减少投资。
(2)对于中小型规模的中水处理站,不可能配置较多的运行操作人员。为了便于管理和维护,在处理工艺的选择上,宜采用既可靠又简便的流程,以减少运行人员。
(3)中水处理设施一般设在人员较为集中的生活区(如居住小区、建筑物内部),在设置地点的选择上要考虑臭味、噪声等对周围环境的影响。故一般中水处理站多设在地下室、自成的建筑物或采用地埋式处理设备。
(4)中水处理工程的投资效益是普遍关注的问题。目前使用不够广泛的主要原因除了节水意识较差以外,主要是初期投资和处理成本较高。因此,原水水源选择,可以根据回用要求,尽量选择优质杂排水或杂排水,以便简化流程减少一次投资,降低处理成本。另外还要考虑处理后的回用水能够充分利用以避免无效投资。 几种典型的中水处理工艺流程 流程1:
流程2:
流程3:
流程4:
流程5:
流程6:
流程7:
流程8:
流程9:
上述工艺流程选择,主要根据原水水质及中水用途决定。并且每一种流程的处理步骤也非一成不变,可以根据使用要求进行取舍。
流程 1 仅适用于原水为优质杂排水;流程 2 适用于优质杂排水和杂排水;流程 3、4 适用于生活污水。以上四种流程为基本流程,适用范围较广,国内应用较多。流程 5、6 主要增加了活性炭吸附,其作用是去处难于降解的有机物(如蛋白质、单宁、木质素、醚、杀虫剂、洗涤剂等)、色素和某些有毒微量元素(如汞、铅、银等)以及回用水质要求较高的场 合。流程 7、8、9 增加了膜处理法,该流程的处理结果是进一步提高中水水质,不仅 SS 的去除率很高,而且排水中的细菌数和病毒均得到很好的分离。但设备投资和处理成本均较高。
上述流程中隔栅和调节池称为预处理;沉淀、气浮、生化处理、膜处理等称为主要处理工艺;而过滤、消毒等称为后处理。其中预处理和后处理在各种流程中基本相同,一般均需要设置,而主要处理工艺则根据不同要求进行选择。
2.3 中水系统的消毒
中水系统的消毒处理是中水回用的安全保证。中水处理系统必须设置严格的消毒措施,并应采用消毒剂投量准确可靠的定比式消毒器。消毒剂品种一般采用液氯、二氧化氯、漂白 粉、臭氧等,以前三种选用较多。 2.4 中水管道系统
中水原水管道系统可根据原水为优质杂排水、杂排水、生活污水等区别,对排水进行分系统设置,分别设置合流制和分流制两种系统。
中水供水系统为杂用水系统,其供水系统和给水供水系统相似,也可以分为水泵加压直接供水、水泵-水箱供水、水泵-气压罐供水和变频供水等方式。 中水管道系统设计,一般应考虑下述原则: (1)中水水量平衡,即原水处理量应基本平衡。
(2)中水处理设施综合比较,即原水回用率与处理流程有关。当采用优质杂排水和杂排水作原水时,处理流程较为简单、投资少、处理成本低,但水回用率也低。排水系统分为两个系统如采用生活污水作原水时,水的利用率虽然增加,但设备和投资均相应增加。此时排水为一个系统故中水处理设施应根据使用要求资金多少及当地水资源状况等进行综合比较确定。一般生活污水作为原水的系统适于城市集中设置中水处理系统的情况。此时原水系统为合流制。优质杂排水、杂排水作为原水的系统适用于洗浴废水所占比重较大的公共浴室、 洗衣房、高档公寓、宾馆、饭店、写字楼等建筑物。
(3)中水回用应尽量符合人们的生活习惯和心理承受能力,特别是以生活污水为原水的时,则以城市集中处理为宜。
(4)管路系统布置要求:中水原水系统应设分流、溢流设施和超越管,以便于中水处理设备检修和过载时,可将部分或全部原水直接排放。为了便于管道布置,在不影响使用功 能的前下,宜尽量将排水设备集中布置(如同层相邻、上下层对应等)。具体参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。 2.5 水量平衡
中水原水量、处理量、回用量三者应形成一定的平衡关系。由于原水量在一天内排放时间和回用时间并不一致,为满足总回用水量和瞬时回用水量的需求,就需要进行水量平衡计算和选用相应的调节措施,这是中水系统合理设计、合理用水的前提。中水水量平衡首先是昼夜水量的平衡,即原水量、处理量、回用量三者昼夜水量基本一致。其次是使不均匀的原水量转换到基本均匀的处理量。再使均匀的处理量满足不均匀的使用量。调节水量平衡的 措施有如下几种:
(1)贮存调节:设置贮存池来调节各种水量的不均匀变化。根据贮存池位置可分为前置贮存、中间贮存、后置贮存三种方式。前置贮存为原水贮存,中间贮存为预处理后进入深度处理之前的贮存,后置贮存为中水贮存。贮存容积可以按照前述原则和计算确定。采用何种贮存方式应根据来水性质、用水要求和处理特征决定。一般前置和后置贮存调节池均应
设置。当不设置贮存而设中间贮存时,预处理必须选用耐冲击负荷的设备。后置贮存的调节池,一般又分设低位池和高位池两种,调节量可取两者之和。前置贮存调节池需要采取防止沉淀和防止的措施。
(2)自动调节:处理水量随原水量或用水量的变化而自动调整。这种方式只适用于来水或用水比较均匀连续,且要求处理设备耐冲击负荷能力较大的场合。此时仍宜设置调节水池,但贮存容量可以减小。由于水量不可能完全均衡,这种调节方式还必须考虑原水溢流和 新鲜水补充的措施。
(3)溢流和超越:当原水量出现瞬时高峰而设备来不及处理,或用水短时中断出现供大于求时,采用溢流方式也是水量平衡的手段之一。超越产生于处理设备故障检修或其它偶 然事故发生时使用的方法。
(4)补充自来水:适用于设备故障或中水供水不足使用。自来水补充水管不允许与供 水管道直接连接必须采取隔断措施,可将补水加到中水调节设备内。 3. 结语
(1)中水回用系统今后将得到广泛的采用,它能节约有限的淡水资源,就建筑中水设计而言它可有效节水
31%左右,同时还可减少建筑物中废水的排放量,减少水环境污染, 因而缓解城市中排水管网的压力。
(2)设置中水回用系统,使自来水消耗量减少,也可以降低供水成本。 (3)中水管网、设备及构筑外壁应刷成浅绿色区别于饮用给水管。
中水回用工艺
发布时间:2012-1-4 16:32:04 中国污水处理工程网
中水处理工艺的选择工作必须在大量资料调研和系统试验研究的基础上慎重进行,如果中水处理工艺标准选择过高,会增加中水处理设施的初期投资、运行费用和日常维护费用,导致中水处理成本和中水用户的负担费用增加;但如果中水处理工艺标准选择过低,会使中水水质不能达到相关标准的规定,影响中水的正常使用。
国内中水处理基本工艺有:二级处理→消毒;二级处理后→砂过滤→消毒;二级处理→混凝→沉淀(澄清、气浮)→砂过滤→消毒;二级处理→微孔过滤→消毒。 本文介绍一下城市中水回用工艺。 中水回用标准及方式
19年建设部颁布的《生活杂用水水质标准》(CJ25.1-)是我国有关城市杂用水水质的第一个部颁标准。该标准规定了厕所便器冲洗、城市绿化、洗车、扫除等生活杂用水水质要求。2002年中南市政设计研究院主持对该标准进行了修订并上升为国家标准
GB/T120—2002《城市污水再生利用城市杂用水质》)。修订中将杂用水的适用范围进行了调整,增加了消防和建筑施工用水。
城市可根据污水处理能力的大小和当地情况,选择不同的回用方式。大体有以下几种:选择式回用方式,即在污水处理厂周围的一些居民区铺设管道,实行分质供水回用;分区回用方式,即根据城市状况,分区实行污水再生利用;全城回用方式,即全城铺设中水管道,适用于新建城市和有污水处理能力的小城镇。 城市中水回用后对水质要求程度不同时的处理工艺:
中水的处理工艺首先取决于对中水水质的要求,参照国外经验,中水用于城市杂用水时应分为非性接触与性接触2种用水,在中水使用中,应尽可能地避免再生水与人体的直接接触,但在某些场所不可避免地确实存在着发生与人体接触的机会,把其中可能会与人体接触的用水定为非性接触再生水,而不可能与人体接触的用水定为性接触再生水。非性接触的含义并不是鼓励人们让再生水与人体接触,而是在确定再生水水质时要考虑到再生水有与人体直接接触的可能,而制定更安全的水质标准。
用于城镇杂用的非性中水应包括居民和公共设施冲厕、建筑消防用水、商业性洗车用水等用途,因为这些用水场所均存在用户或工作人员直接与再生水接触的机会,为确保安全用水,要求水质较高,需要相应的中水处理工艺。在对示范工程及其他相关工程的处理工艺全面、系统的跟踪监测的基础上,作为城镇杂用的非性接触再生水,宜采用三级(深度)处理和严格的消毒,以提高出水水质,增加中水回用的可靠性。
性接触再生水严格禁止用户人体与再生水接触,而且要求对操作工人进行必要的防护。作为城镇杂用水的性接触再生水包括非建筑消防用水、混凝土搅拌、街道路面清洗、园林绿化和高速公路绿化带浇灌等,性接触再生水的用水场所不存在或极少存在中水与人体直接接触的机会,可采用二级强化处理、常规三级处理和消毒处理,以保障再生水水质达标和使用的安全性及经济合理性。 中水回用的主要途径
污水处理厂达标排放的废水,根据用途的不同可直接或再经过进一步处理达到更高的水质后应用于工业生产过程中,如用做冷却水,熄焦、熄炉渣用水,灰渣水力输送用水,工厂绿地浇洒,地面、设备、车辆冲洗,消防用水,其中最具普遍性和代表性的用途是工业冷却用水。
中水的城市回用途径主要有以下几个方面:一是城市生活冲厕用水,二是城市部分商业用水(如洗车行业),三是道路喷洒用水与城市绿地灌溉,四是非接触性景观中水与消防用水等。其中,城市生活用水是比较稳定的用水渠道,道路喷洒用水与城市绿地灌溉具有一定的季节性。
经过污水处理厂处理后排放的废水只需再经过简单的过滤即可达到农业灌溉用水的水质标准,其环境卫生和农产品的卫生学状况均良好。中水用于灌溉农田,通过土壤过滤、吸附、离子交换、化学反应、土壤微生物代谢和作物根系的吸收等机理,也能进一步净化水质,改良土壤结构,增加水分和肥分,使农作物增产,节省大量化肥,可获得良好的经济效益。中水回用于农业灌溉,一般尚需建设一定的调蓄、灌溉工程,才能达到充分利用的目的。农业灌溉用水受季节性的影响明显。具体参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。 水利工程,如城市二级河道景观用水。国家对景观水质制定了水质标准,二级污水处理厂的出水水质与河道景观用水水质要求相似。在卫生指标上加以再处理即可达标。只要河道是流动的,其本身就具有一定的自净能力,这样不仅使城市景观得到改善,也为河道两岸再生水回用单位提供了输水渠道;用于地下含水层的存储及恢复。由于地下水的开采量过大,引起地面下沉。为了控制下沉,除开采量或禁止开采外,还要采取回灌措施。中水可以作为回灌水的水源之一,但要经过进一步处理,以达到地下水回灌的水质要求方可回灌。
中水回用于工农业生产和城市生活,既减少新鲜水淡水的取水量,又使环境免受污染,其环境、社会和经济效益将非常可观。随着我国水资源短缺和水污染现象进一步加剧,人们的节水和污水回用意识不断增强,通过建立污水回用示范工程,制定合理完善的回用水水质标准,发展高效廉价的污水回用处理技术,我国中水回用事业将有更美好的前景。
污泥中重金属的处理
发布时间:2011-12-31 15:05:40 中国污水处理工程网
随着城市化进程的加快,生活废水和工业废水的排放量日益增多,作为污水处理副产物的污泥产量也相应增多。污泥成分复杂,含水率极高且不易脱水,含有较多难降解的有机污染物、有害重金属及病原微生物等,严重威胁着人类的生存、健康和发展。实践证明污泥资源化利用是污泥处理的必然出路,然而污水处理过程中超过一半的重金属会转移到污泥中,污泥中的重金属严重阻碍了污泥的资源化利用。含有较高重金属的污泥进行农用时,不仅增加作物体内的重金属含量,还引起土壤重金属污染,当存在降水时,污泥和土壤中一部分重金属进入地表径流和地下渗流并随水流迁移,进而对地下水造成二次污染。污泥中所含的重金属对固化体的工程性质也有不利的影响,Minocha等的研究表明,当向污泥中加入Zn的浓度达5%时,固化试样的28d抗压强度降低至控制样的30%,当Zn的浓度达8%时,其28d抗压强度仅为控制样的15%。王锦芳的研究也表明污泥中的重金属对污泥固化体强度的发展产生不利影响。综上,如何有效的对重金属进行处理成为污泥处理与处置必须解决的问题。 1 污泥重金属特性
污泥中的重金属主要包括Pb、Cd、Hg、Cr、Ni、Cu、Zn、As等,由于污泥来源和类型不同,导致不同国家污泥中重金属的种类和含量各不相同,即使是同一国家不同地区也不一样[7-9]。陈同斌等对我国城市污泥重金属进行统计分析表明,我国城市污泥中的重金属含量均不同程度的超过了污泥农用的标准,详见表1。污泥中重金属的存在形式包括以下5种:可交换的离子态,碳酸盐结合态,铁锰氧化物结合态,有机结合态和残渣态,其中前3种形态稳定性差,生物有效性强;后2种形态稳定性强,不易释放到环境中。由此可知,对污泥重金属进行处理时,不仅要考虑重金属的成分和含量,还应充分重视其形态的影响。
表1 我国城市污泥中重金属含量及农用标准
注:1.统计样本数即为污水处理厂数,资料的年限为1994年-2001年。2.由于城市污泥中的重金属含量正在逐年下降,因此表中1994年-2001年的平均值略高于当前重金属含量的平均值。
2 污泥重金属的处理
污泥重金属的危害不仅与其含量有关,还与其存在形态密切相关。相应地的处理方式也有两种,一种是将污泥中的重金属固定或者隐定,另一种方式是将重金属从污泥中去除。对前者来说,重金属仍存在于污泥或其衍生物中,但由易溶、有毒、不稳定的状态变为低溶或不溶、无毒、稳定的状态,即通过减少重金属不稳定态的含量、降低重金属的活性和生物有效性使污泥达到无害化;后者则通过减少污泥中重金属的总量来处理污泥。 2.1 污泥重金属的稳定
污泥重金属的稳定一般是向其中加入钝化剂,提高污泥的pH值,使重金属转化成氢氧化物等沉淀,达到钝化重金属并杀死病原菌的效果。曹仲宏等研究了添加剂对填埋污泥重金属稳定的影响,实验结果表明生石灰、粉煤灰和黏土三种添加剂均有利于Cr和Cd向稳定形
态转化,其中粉煤灰对Cr向稳定态转化的促进作用最明显,而黏土对Cd的稳定作用最强;生石灰能促进Pb和Zn的稳定,而粉煤灰和黏土则有相反的作用;粉煤灰对Ni有促进作用,生石灰和黏土则反之。由此可知,加入添加剂后污泥重金属的形态发生变化,当向稳定态转化时即起到了固定重金属的作用;不同添加剂对同一金属的稳定效果不同,即使是同种添加剂对不同金属的稳定作用也不一样,有时甚至会起相反的作用,因此在实际中应综合考虑各种重金属后选择适宜大多数重金属稳定的添加剂。
Gan等学者将近年来发展的微波法应用于污泥重金属的稳定,之后一些学者研究了微波在添加剂的作用下对重金属的稳定效果。Chen等研究了微波在不同添加剂作用下对重金属铜的稳定作用,表明铁粉比其它添加剂如碳酸钠、硅酸钠等在促进铜离子的稳定方面效果更显著,能将铜离子的浓度从179.4mg/L降低到6.5mg/L。Hsieh等则深入探索了微波处理重金属的影响因素,认为适当的提高微波功率,延长反应时间,在加热过程中通入惰性气体N2等方法均能促进金属铜的固定。微波法固定污泥中的重金属是微波辐射通过破壁、堆积、包埋、固定、成孔过程将重金属有效的闭塞在固定的孔穴实现的[18]。已有文献关于微波法对重金属铜固定的研究较多,对于其它重金属的固定效果研究较少,并且微波法目前还局限于室内试验,对于实际大批量污泥的处理仍存在很多问题。 2.2 污泥重金属的去除 2.2.1吸附法
吸附法是利用具有特殊结构或化学成分的物质来分离去除重金属的方法。Kosobucki等探索了经济有效且易获得的地质材料天然沸石对污泥重金属进行研究,表明添加2%的斜发沸石,经5h震荡后,粒径为0.7-1.0mm的沸石吸附重金属的效果最好。沸石矿物具有开矿的硅氧格架,在晶体内部形成很多孔径均匀的孔道和内表面很大的空穴,因而对重金属离子有很强的吸附性。此外,一些微生物具有的独特细胞壁结构和成分使其也具有吸附能力。一般认为,微生物吸附主要是生物体细胞壁表面的一些具有金属结合、配位能力的基团如羟基、羟基等通过与吸附的重金属离子形成离子键或共价健来达到去除重金属离子的目的。Brinza等[21]发现藻类可以吸附一种或多种重金属离子;Klimmek等[22]研究了30种藻类对Pb、Cd、Ni和Zn的吸附作用,其中蓝藻对4种金属的吸附量最高。Romera等[23]对37种藻类生物吸附重金属的情况进行了比较,认为红藻、绿藻和褐藻3大藻中,褐藻的吸附容量较高。这些藻类具有较强的吸附能力可能是由于细胞壁外有一层黏性物质,这类物质因含有糖醛酸而具有很大的结合金属离子的能力。由此可知利用藻类对污泥重金属进行吸附可以同时实现多种金属的吸附且吸附量大,藻类吸附剂还具有成本低、选择性好等优点,因而具有较为广阔的发展前景。具体参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。 2.2.2化学淋滤法
化学淋滤法处理污泥中的重金属通常是采用硫酸、盐酸或等将污泥的酸度降低,通过溶解作用,使难溶态的金属化合物形成可溶解的金属离子;或者用EDTA、柠檬酸等络合剂
通过离子交换作用、酸化作用,鳌合剂和表面活性剂的络合作用,将其中的重金属分离出来,达到减少污泥重金属总量的目的。Stylianou等研究了酸处理对雅典市政污水污泥重金属去除的影响,结果表明当反应温度为80℃,浓度为20%的硫酸与污泥作用30min后对污泥重金属的去除效果最明显,其中Ni、Cu、Cr和Zn的去除率高达70%以上,对Pb的去除效果不是很明显。无机酸处理虽然对大部分金属去除效果较好但其环境危害性大,为此黄翠红等[25]对有机酸柠檬酸去除化工厂污泥中的镉、铅进行研究,发现当pH值在3左右,柠檬酸浓度0.2mol/L,摇床转速200r/min,反应时间1d时,污泥中镉、铅的最大去除率分别为91.5%和96.5%,且用此法去除其它污泥中的重金属镍、铜也取得了很好的效果。与无机酸有所不同,有机酸柠檬酸能高效的去除重金属是由柠檬酸的酸性和阴离子的络合特性共同发挥作用的结果;同时柠檬酸易于生物降解,对环境污染较小。一些学者还认为:仅用酸来降低污泥的pH值不利于重金属硫化物向可溶态离子形式转化,当污泥的氧化还原电位Eh值升高时,金属硫化物才能被氧化成硫酸盐溶解出来。为此,Yoshizaki等[27]采用8%的磷酸和H2O2的室温下处理污饼,水力停留时间1h的处理效果即可与1mol/L的盐酸相当,在H2O2存在的情况Cu很容易从污泥中去除,大部分磷酸可以循环利用。由于加入H2O2提高了污泥的氧化还原电位,因而重金属的沥滤效果得到了进一步的提高。 2.2.3电动修复法
电动技术最初于20世纪80年代应用在土壤重金属的去除中,在城市污泥重金属去除中的应用刚起步。电动修复法的去除效率与重金属的形态有关,Akertche等[28]的研究表明污泥中重金属的形态是影响重金属迁移和电动修复效果的重要因素。kin等[29]通过现场实验得出了类似的结论,表明电动过程对可交换态重金属的去除率可达92.5%,而有机态和残渣态重金属的去除率分别为34.2%和19.8%。一些学者尝试将酸化后的污泥进行电动修复试验,Wang等的研究表明经酸化后污泥中的重金属去除率显著提高,其中Zn、Cu和Ni的去除率高达90%以上,Cr的去除率达68%,As的去除率达31%,经电动修复技术处理后重金属Zn,Cu,Ni,Cr和Pb的浓度均达到了美国环境保护部关于污泥农用的标准。袁华山等研究了经HNO3酸化后脱水污泥在电动力作用下,Cd、Zn和Cu的去除率都有明显的提高,分别比未酸化的污泥去除率增加11%、9%和6%。电动修复技术作为一门新型的绿色环保修复技术,去除效率高,特别是对酸化污泥效果更好,能同时去除几种重金属,从技术层面是可行的;但对于更深层次的迁移特性及运行成本等问题仍有待进一步研究。 2.2.4生物淋滤法
生物淋滤技术是利用自然界的微生物通过直接作用或其他代谢产物的间接作用,产生氧化、还原、络合或溶解作用,将固相中的某些不溶性成分如重金属分离浸提出来的一种技术,其中应用最广泛的是氧化亚铁硫杆菌与氧化硫硫杆菌。
Wong等研究了在FeS2作用下,利用厌氧消化污泥分离出的嗜酸氧化亚铁硫杆菌能使污泥中Zn的去除率达99%,Cr为65%,Cu为74%,Pb为58%,Ni为84%,效果极为显著。也有
一些学者尝试将其它菌种用于生物滤淋中,Mulligan等[33]从尾矿中分离出黑曲霉,其处理的最大溶出率Cu为68%,Zn为46%,Ni为34%。生物滤淋法去除污泥中重金属的效率取决于微生物的活性和重金属的种类与形态,因此实际应用此法时,不仅要控制好温度、pH值、Eh值、生物的种类与浓度,还应考虑污泥的种类、浓度和重金属种类等因素的影响,要取得显著的处理效果,应综合考虑多种因素并严格控制其工艺条件。 3 方法的分析与讨论
向污泥添加钝化剂的方法虽然能实现对重金属的固定,但是污泥中重金属的种类繁多,不同的添加剂对不同种类的重金属处理效果不同,有的甚至会起反作用,因而在添加剂的选择方面较为困难。微波法在适宜的添加剂作用下对重金属的稳定效果更显著,但实际中污泥处理量很大,微波法目前还局限于室内试验,其大规模的应用还有待进一步研究。而且从污泥资源化利用角度来说,微波法处理过程中过高的温度会降低污泥中的有机物含量,导致热值降低,因此经微波法处理重金属后的污泥不适宜进行焚烧处理。上述两种方法属于重金属稳定技术,它能在一定时期一定程度上减轻重金属的危害,但重金属的形态会随着时间的推移和环境条件的变化而改变,最终会显现出不利影响,因而只能起到缓解作用,并不能从根本上降低重金属的含量,因而只能起到缓解作用,并不能从根本上降低重金属的含量,因而,重金属的长期稳定性一直是众多国内外学者密切关注的问题之一。 电动修复技术在试验中有较好的效果,经酸化处理后的污泥效果更显著;但是该技术并不成熟,存在很多局限性,且成本较高,不适宜大规模推广,因此需进行基础理论和应用方面的深入研究。化学淋滤法去除污泥重金属的效果良好,然而酸化污泥需要消耗大量的化学试剂,且难以妥善处理高浓度的重金属淋出液,因而此法费用较高,实际操作复杂;对于重金属处理后的污泥资源化利用而言,酸化处理在一定程度上会溶解污泥中的氮、磷等有机质,降低污泥的肥料价值,不利于污泥农用。与化学淋滤法相比,生物淋滤法具有耗酸少、运行成本低,实用性较强等优点,是经济有效的重金属去除方法;然而要使港式滤过程高效持续的运行,亟待解决的关键问题是找到适宜淋滤的生物菌种进行大量培养。同时,生物淋滤过程中的微生物在自然条件下往往不能起到去除重金属的作用,其工艺条件要求较严格,例如硫杆菌是严格好氧的,只有在充分供氧的情况下才能有效地去除污泥中的重金属。
与以上处理方法相比,从经济有效、易获得的地质材料中或利用自然界中的藻类制取吸附剂来去除污泥中的重金属,不仅吸附量大,成本低,而且对环境无二次污染,藻类吸附剂还可同时实现对多种重金属听吸附,因而具有较为广阔的发展前景。 4 结论
①综上,利用吸附法处理污泥中的重金属,无论从经济、效率和环境安全性方面都具有较好的前景。
②污泥重金属的处理受多种因素的影响,应综合考虑各种因素,从而达到最优的去除效果。同时由于重金属种类、形态的不同以及去除的复杂性,导致单一方法只能对污泥中的某几种重金属效果比较明显,因此,不同方法的有效结合和联用也是今后的发展趋势之一。 ③今后应积极探索操作简单,成本较低,实用性强,对环境无二次污染,同时有利于污泥后续资源化利用的新型处理方法。此外,还要进一步深入研究通过不同方法处理污泥重金属后,污泥适宜何种方式的资源化利用问题。最后,要想从根本上解决重金属的处理问题,还应严格控制重金属的污染源,如含有较多重金属的工业废水不能与城市污水混合处理等。(谷腾水网)
中水回收利用技术的现状及发展展望
发布时间:2012-1-12 10:42:50 中国污水处理工程网
1.引言
在当今水资源日趋枯竭的严峻形势下,对废水进行处理和二次利用,实现污水资源化,对于缓解水资源压力、平抑水价、提高人民群众生活质量具有十分重要的现实意义。中水主要利用污水处理厂的二级排放水,再进行深度处理,经过了沉淀、加氯消毒、混凝、澄清、过滤等多道工艺,水质可达到《城市杂用水水质标准》,广泛应用于建筑施工、景观用水、浮尘净化、车辆清洗、生产降温、卫浴用水等领域,可有效提高水资源利用效率。中水在运用过程中,由于流通环节少,节省了水资源费、水与远距离输水的能耗费用和基建费用,从而有效降低了回用水的制水成本,城市污水处理后回用于农业生产和绿化,不仅可以降低运营成本,而且还可以带来可观的环境效益。 2.中水回收利用现状
以对废水进行综合处理二次开发利用的中水,不但减少了环境污染,而且提高了水资源的利用率,大力普及推广中水回收利用,对于城乡可持续发展,特别是对城市科学发展具有十分重大的现实意义。因此,全面了解中内外中水回收利用现状,认真审视中水回收利用形势,有利于科学制定中水回收利用对策措施。 A. 国外中水回收利用现状
中水回收利用技术最早出现于西方发达国家,这些国家高度重视水资源保护和利用,投入巨资用于中水回收利用的宣传教育、科研创新、设施配套、奖励等方面,有力推动了中水回收利用的高效、有序开展,既积累了宝贵的经验,也在中水回收利用过程中得到了实实在在的好处。中水回收利用的领域更加广泛,中水回收利用的理念更加深入人心,中水回收利用的技术更加先进,不仅补充了城乡用水,美化了环境,提高了人民的生活品质;同时,也大大节约了水资源,提高了水资源的利用效率,有利于水资源的良性循环运用。
B.国内中水回收利用现状
国内中水回收利用研究与应用起步晚,发展较慢。国内自上世纪七、八十年代开始中水回收利用的研究,自上世纪九十年代末才逐渐扩大使用。国内的中水回收利用在大城市,比如:京、津、青岛等地区应用的力度比较大,目前,中水回收利用得到全面推广,在家庭冲厕、街道清洗、园林用水、绿化灌溉等方面,中水得到了充分利用,有效缓解了大城市用水压力,特别是缓解了水资源枯竭型城市的水资源压力,提升了城市综合品位。有些地方已经将中水回收利用纳入城市总体规划,进行统一规划、统一设计,确保了中水回收利用能够正式纳入供水应用系统。有的地方还进一步提高了中水回收利用的标准,中水的品质已经可以达到或接近饮用水的标准,为城市的可持续发展奠定了坚实的基础。 3.中水回收利用技术发展现状
随着科技的进步,任何污水都可以通过不同的工艺技术加以处理,满足任何需要。一般来说,二级出水经消毒处理后,用做市政杂用水,生活杂用水、农业用水和景观用水等;在这基础上,经混凝过滤处理,可作为工业循环冷却水等;再经进一步处理,如用膜技术处理或用活性炭吸附后,就可作为工业上工艺用水或地面水,地下水回灌补充水等。当前,中水回收利用技术从机理方面,可以大致分为:物理化学法、生物化学法和物化生化组合法等几种类型。一般而言,使用中水回收利用技术对城市污水进行处理,需要各种技术组合进行处理。因为实现污水的高标准回收利用,对污水进行深度处理,标准要求高,而每一种污水处理方法都很难达到中水回收利用的要求,只有通过综合利用多种回收处理技术才能达到标准要求。 A. 冷却水技术
工业用水具有使用量、排放集中等特点,也是城市中水回收利用的重要资源之一。节约冷却水是工业节水的主要途径:改直接冷却水为间接冷却水,在冷却过程中,特别在化学工业中,可采用直接冷却的方法。合理利用冷却水。对已使用过的冷却水可以进行一定的降温措施后,反复使用,也可以在第一次作为冷却水使用后,用于其它对水质、水温要求较低的场合。 在采用这个办法时,要注意各车间供水系统的密切配合,加强冷却水的管理,避免因一个环节出问题而影响其他车间供水。这种冷却水利用技术主要是经过冷却器变成的热水经过冷却构筑物使水温降到回用水水温,从而循环使用。冷却水在循环使用时,应注意水中细菌的繁殖、水垢的形成、设备腐蚀、水压、水量变化等问题。具体参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。 B.过滤处理技术
中水回收利用的重要环节之一,就是要充分进行过滤处理。针对食品工业废水进行脱盐及有机物去除,处理水可回收做为锅炉及清洁用水。以砂滤作为三级处理单元,处理活性污泥放流水,回收水可应用于灌溉。建立过滤-吸附-RO/离子交换处理流程,去除饮料工业清
洗用水中所含的污染物。以砂滤配合加氯消毒单元,处理社区污水处理场之二级放流水,改以臭氧消毒,可达到再利用标准,而且还可以清除大肠杆菌及浊度。 C. 生物、物化处理技术
当以优质杂排水和杂排水作为中水水源时,由于进水浓度比较低,水质变化不大,可采用以物化处理为主的工艺流程,或采用生物处理和物化处理的工艺流程。当利用生活污水作为中水水源时,可采用二段生物处理,或生物处理与物化处理相结合的处理工艺流程。生物化学法主要流程:原水→格栅→调节池→接触氧化池→沉淀地→过滤→消毒→出水。物理化学法主要流程:原水→格栅→调节池→絮凝沉淀池→超滤膜→消毒→出水。同时,要综合运用中水回收处理技术,提高中水回收利用的处理效率。 4.中水回收利用技术发展展望
中水回收利用,由于废水来源广泛、污染物水平各异,中水回收再利用受限于原水水质及回收水质需求的,必须采取更加科学的技术手段,切实提高中水回收利用的质量和水平。这也为中水回收利用技术的发展提供了广阔的平台。未来中水回收利用技术将朝着自动归类、分类处理、综合处理、科学高效的方向发展,通过组合多介质过滤、超滤、纳滤、反渗透等工艺,实现高度自动化控制,进一步降低了用水成本,中水回收利用的效率会更高,水质会更好。(环球市场信息导报)
含硫废水处理工艺
发布时间:2012-1-5 15:44:56 中国污水处理工程网
含硫废水中的硫化物有毒性、腐蚀性,并具臭味,对环境造成极大的污染,且会对废水构筑物的正常运转产生很大影响,因此生产、生活中的含硫废水必须加以妥善的处理。 目前国内外含硫废水处理工艺主要有:
①加氯法。当废水中含有较高浓度的硫化物时,采用加氯法可有效去除油田污水中的硫化物;
②中和法。当油田废水中含硫量较少时,多用中和法去除废水中的硫,采用此法处理含硫低的污水既经济又高效;
③曝气法。曝气法就是使废水与空气保持良好接触,用空气氧化硫化物以达到降硫的目的; ④氧化法。将低价硫氧化或将高价硫还原来达到去除硫化物的目的;
⑤沉淀法。含硫废水中硫化物主要以二价硫存在时,用沉淀法可达到很好的去除效果;
⑥汽提法。利用水蒸气在汽提塔中将废水中的硫化氢、氨气、挥发酚等可挥发组份进行分离,目前主要用于石油炼制废水的预处理;
⑦电化学氧化法。目前国内处于研究阶段,还没有工程应用的实例;
⑧超临界水氧化法。SCWO法具有不使用催化剂,在均相下反应速度快、氧化分解彻底、处理效率高和过程封闭性好等特点;
⑨树脂法。废水中的硫化氢可以用氧化还原树脂处理,并过滤回收元素硫。该方法仅适用于水量少,废水中污染物浓度低的情况。主要采用以化学混凝为基础复合深度达标处理技术对含硫废水进行室内工艺研究。
采用氧化法和汽提法处理含硫废水,硫去除率大于90。在采用强氧化剂条件下,如使用臭氧、氯气、高锰酸钾等强氧化剂工艺,氧化法反应效率很高。国内采用碱吸收法处理含硫废水时多用氢氧化钠作为吸收剂,国外则有采用稀碳酸钠作吸收剂的处理报道。沉淀法处理效果直观,在使用中需投加铁盐,以生成沉淀物而去除。
炼油、石化、制药、燃料、制革等行业在生产过程中都会产生大量的含硫废水。 废水中的硫化物有毒性、腐蚀性,并具臭味,对环境造成极大的污染,且会对废水构筑物的正常运转产生很大影响,因此生产、生活中的含硫废水必须加以妥善的处理。 不同行业排出的废水中,硫含量及组分相差很大,所以处理方法也有所不同。从处理方法上分,有物理化学处理和生化处理两大类。实践中,这两类方法常常是联合使用,以克服使用单一方法的局限性,达到较理想的处理效果。 湿式空气氧化法处理含硫废水
湿式空气氧化法(WAO)是一种有效去除有毒有害工业污染物的处理技术。在温度175~--350℃、压力2.067--20.67MPa时,利用空气中的分子氧使废水中有机化合物和还原性无机物在液相中氧化的工艺过程,可以看作是一种不发生火焰的燃烧。
20世纪70年代以来,湿式氧化法在国外发展很快,但由于该法需要在较高压力和较高温度条件下运行,对设备的要求较高,投资较大,因此国内运用较少。
在含硫废水处理过程中,WAO法能将废水中的硫成分充分氧化成无机硫酸根,有效地脱出了臭味。对于难于生化处理的高浓度有机废水,经wA0处理后,废水中BOD/COD值显著提高,可作为生化处理的预处理。
美国某石油化学公司采用WAO法处理烯烃生产废洗涤液。进水COD为24g/I,出水COD为0.792g/L,去除率达96.7。进水硫化物为9g/L,出水硫化物为0.009g/I,去除率达99.9%。可见处理效果显著。
催化湿式氧化法(CWO)是湿式氧化法(WAO)的发展,是治理高浓度、难生物降解的有机废水的一种先进技术。在含硫废水的处理中,也表现出极大的应用潜力。 湿式空气氧化相关:
湿式空气氧化(WAO)工艺最早是由美国ZIM—PRO公司研制开发,故又称为ZIMPRO处理工艺,1958年由Zimmerman首次将其应用于污水处理。该工艺是将待处理的物料置于密闭的容器中,在高温高压条件下通入空气或纯度较高的氧作为氧化剂,按湿式燃烧原理使污水中有机物降解。在此之后,日本、欧共体、美国等陆续将该技术运用于造纸废水、化工废水等高浓度有机物的废水处理中。据报道,至2000年,世界上采用这种工艺建成的WAO工厂已有200多家,ZIMPRO工艺虽然处理效率高,但由于其反应器终端温度很高,对反应材质要求很高,要求耐高温高压、耐腐蚀,因此设备投资高,了它的进一步推广。 为了克服ZIMPRO工艺的缺点,各国纷纷推出新型的湿式氧化工艺,如t3本石化公司提出的NPC工艺;70年代后发展了催化湿式氧化工艺(CWA0);1982年美国MADOR公司开发的超临界湿式氧化工艺(SWA0)等。
根据WAO工艺的特点,一些人还提出了两步联合处理工艺,因为单独采用WAO法处理高浓度有机污水,往往达不到排放标准,尤其对某些高浓度有机废水,其中间产物降解需要较长时间、较高温度和压力,经济上不合算,且WAO处理后的中间产物主要为低级有机酸、醇、酮等,它们难以进一步被氧化,可是它们很容易被生物降解。因此,采用较低的温度和压力预处理,对大分子难降解有机物实现部分氧化,提高废水的可生化性,然后再进行常规生化处理,可达到很高的COD去除率,还可以用于处理有毒废液的预处理。两步法对BOD5,COD的去除率达到99.0%以上,效果十分理想。例如,以聚乙二醇废水为水样,DionissiosMantzavinos等提出了化学氧化一生物法结合WAO的处理工艺,不仅取得了很好的处理效果,处理成本比单纯用化学法降低310倍,DionissiosMantzavinos等认为使用催化剂(CWA0法)还可以促进氧化效果和缩短反应时间以及缓和反应条件等。可见,WAO工艺主要应用于难于生物处理的高浓度有毒有害废水的预处理,具有相当的市场竞争力。 在WAO工艺的反应器方面,目前多集中在间歇反应器的研究,连续流反应器的研究较少且用于工程实例还不多。国外采用的工艺可分为两种,一种是混合型列管式高压反应器,通常用在采矿工业和炼油工业,投资费用高,运行上有一些问题;另外一种是固定床反应器,如鼓泡塔反应器、滴流床反应器。张蓓、赵建夫等对滴流床反应器的工艺流程和特点进行了初步讨论,认为滴流床反应器作为一种连续流操作,相对于传统的间歇式搅拌高压釜反应器和鼓泡塔反应器来说更适合于处理较大流量高浓度有机废水。此外,对于湿式氧化反应器的反应动力学和设计参数的研究报道很少,催化设计和研究还处于起步阶段。
空气氧化法处理含硫废水
空气氧化是利用空气中的氧气氧化废水中有机物和还原性物质的一种处理方法,是一种常规处理含硫废水的方法。空气氧化的能力较弱,为提高氧化效果,氧化要在一定条件下进行。如采用高温、高压条件,或使用催化剂。
目前,从经济等方面考虑,国内多采用催化剂氧化法,即在催化剂作用下,利用空气中的氧将硫化物氧化成硫代硫酸盐或硫酸盐。采用的催化剂有醌类化合物、锰、铜、铁、钴等金属盐类,以及活性炭等。一般认为,该处理方法反应时间长,能耗较大。
炼油厂废水处理工艺所采用的空气氧化法包括一段空气氧化法、一段催化空气氧化法和两段催化空气氧化法等。
一段空气氧化法是较老的处理含硫废水的一种方法。理论上氧化1kg硫化物生成硫代硫酸盐需要1kg氧,相当于4。33kg空气。由于其中一部分硫代硫酸盐会进一步氧化成硫酸盐,因此空气用量还会增加。目前,该法已较少使用。
一段催化氧化法中,氧化塔填充铜和铁族的金属催化剂,pH值呈微碱性(7~9),温度100℃,水与充足的空气接触后,废水中硫化物大部分氧化成硫酸盐。
两段催化空气氧化法是一种含硫废水制硫的方法。含硫废水通过装有催化剂的第一段空气氧化后,废水中的硫化钠和硫化氨分别氧化成硫酸钠、硫代硫酸钠和硫酸铵,然后废水进入第二段催化空气氧化塔,生成元素硫和氨。 化学药品反应除硫
采用化学药品与硫化物反应,生成沉淀物、气体物质或其它产物,从而达到除硫的目的。该法很直观,也是使用较早的方法之一。常用的有碱液吸收法和沉淀法。
碱液吸收法是利用硫离子在酸性条件下转化为硫化氢气体,再利用氢氧化钠溶液吸收生成硫氢化钠回收。
碱吸收法有硫化氢产生,故对设备耐蚀性、密封性要求较高,而且单独使用该法对硫化物的去除率不高。
沉淀法采用硫酸亚铁做沉淀剂,使硫离子转化为难溶的硫化物沉淀而加以去除。该法生成的细小沉淀物沉淀性能较差,后续泥水分离困难,硫酸亚铁投加量大,处理费用较高,因此该法目前使用不多。 有氧生物氧化
在含硫废水的生化处理中,菌种的选取是一个很关键的问题。只有选择那些在细胞外形成单质硫的细菌作为含硫废水处理的菌种,才能达到所需的处理效果,并且还应避免在生物作用过程中,硫化物转化成硫酸盐。研究表明,通过控制硫化物与氧的比例、硫化物浓度及硫化物的污泥负荷,用无色硫细菌在有氧的条件下氧化硫化物,最终可将硫化物氧化为单质硫,以及少量硫酸盐。
1993年荷兰Paques公司首次用Thiopaq工艺,采用无色硫细菌以一定的生产规模去除经厌氧处理的造纸工业含硫废水.经不断改进,已在生物脱硫领域得到应用.该工艺的核心是一个具有专利权的气升式生物反应器,在该反应器中,硫细菌在接近常温常压条件下将硫化物氧化成单质硫。该法采用稀碳酸钠溶液吸收H2S,生成NaHS,与常规方法利用NaOH溶液吸收HzS相比,避免了对吸收液的二次处理,节省了费用。
生物接触氧化法又称固定式活性污泥法,它兼有活性污泥和生物膜法的优点.杨柳燕等人用二段生物接触氧化法对经汽提后的含硫废水进行了中试研究。结果表明生物接触氧化法处理含硫废水对进水水质变化的适应能力较强,出水水质稳定,污泥生成量少,不产生污泥膨胀的危害.此外,该法生物膜上的生物相丰富,除细菌外,还存在求异菌属的丝状菌、多种菌属的原生、后生动物,容易形成稳定的生物系。具体参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。 缺氧生物处理
研究人员在生物处理硫化物的实验研究中,采用光合细菌进行厌氧氧化,将硫化物氧化为单质硫去除。Murtuza等人报道利用绿硫菌(GSB),使用内径为1.6mill的Tygon材质管固定膜连续流光生物反应器处理含硫化氢废水。最大含硫负荷可达1451mg/Ih,停留时间仅需6.74min,S2一基本去除。该技术需要大量辐射能,且当废水中出现硫颗粒后,透光度会大大降低,影响处理效果。
利用反硝化细菌氧化硫化物是另一种缺氧生物处理,但反应中需要盐,了该技术的使用。
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