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化工廢水是指化工廠生產(chǎn)產(chǎn)品過程中所消費的廢水,如制造乙烯、聚乙烯、橡膠、聚酯、甲醇、乙二醇、油品罐區(qū)、空分空壓站等設(shè)備的含油廢水,經(jīng)過生化處置后,通常可到達國度二級排放規(guī)范,現(xiàn)由于水資源的短缺,需將到達排放規(guī)范的水再經(jīng)過進一步深度處置后,到達工業(yè)補水的標(biāo)準(zhǔn)并回用。
化工廠作為用水大戶,年新鮮水用量通常為幾百萬立方米,水的反復(fù)應(yīng)用率低,同時外排污水幾百萬立方米,不只糜費大量水資源,也形成環(huán)境污染,并且水資源的短缺已對這些工業(yè)用水大戶的生產(chǎn)制造形成要挾。為維持企業(yè)的可持續(xù)開展及減少水資源的糜費,降低生產(chǎn)本錢,提升企業(yè)經(jīng)濟效益和社會效益。需對化工廢水實行深度處置(三級處置),作為循環(huán)水的補水或動力脫鹽水的補水,完成污水回用。
一、化工廢水主要特征剖析
1、化工廢水排放量大、成分復(fù)雜,反響原料常為溶劑類物質(zhì)或環(huán)狀構(gòu)造的化合物,增加了廢水的處置難度;
2、該廢水中含有大量污染物物質(zhì),主要是由于原料反響不徹底和原料或生產(chǎn)中運用大量溶劑形成的。
3、有毒有害物質(zhì)多,有機物濃度高、含鹽量高、色度高、難降解化合物含量高、生物難降解物質(zhì)多,可生化性差、管理難度大。精細化工廢水中有許多有機污染物對微生物是有毒有害的,如鹵素化合物、硝基化合物、具有殺菌作用的分散劑或表面活性劑等;
二、化工廢水處理辦法
1、化學(xué)法
化學(xué)法是應(yīng)用化學(xué)反響的作用以去除水中的有機物、無機物雜質(zhì)。主要有化學(xué)混凝法、化學(xué)氧化法、電化學(xué)氧化法等。
化學(xué)混凝法作用對象主要是水中微小懸浮物和膠體物質(zhì),經(jīng)過投加化學(xué)藥劑產(chǎn)生的凝聚和絮凝作用,使膠體脫穩(wěn)構(gòu)成沉淀而去除?;炷ú坏軌蛉コ龔U水中的粒徑為1——10mm的細小懸浮顆粒,而且還能去除色度,微生物以及有機物等。該辦法受pH值、水溫、水質(zhì)、水量等變化影響大,對某些可溶性好的有機、無機物質(zhì)去除率低。
化學(xué)氧化法通常是以氧化劑對化工污水中的有機污染物實行氧化去除的辦法。廢水經(jīng)過化學(xué)氧化還原,可使廢水中所含的有機和無機的有毒物質(zhì)轉(zhuǎn)變成無毒或毒性較小的物質(zhì),從而到達廢水凈化的目的。常用的有空氣氧化,氯氧化和臭氧化法??諝庋趸蚱溲趸?/font>性能弱,主要用于含復(fù)原性較強物質(zhì)的廢水處置,Cl是通常運用的氧化劑,主要用在含酚、含氰等有機廢水的處置上,用臭氧處置廢水,氧化功能強,無二次污染。臭氧氧化法、氯氧化法,其水處置效果好,但是能耗大,本錢高,不合適處置水量大和濃度相對低的化工污水。
電化學(xué)氧化法是在電解槽中,廢水中的有機污染物在電極上由于發(fā)作氧化復(fù)原反響而去除,廢水中污染物在電解槽的陽極失去電子被氧化外,水中的Cl-,OH-等也可在陽極放電而生成Cl2和氧而間接地氧化毀壞污染物。實踐上,為了強化陽極的氧化作用,減少電解槽的內(nèi)阻,常常在廢水電解槽中加一些氯化鈉,實行所謂的電氯化,NaCl投加后在陽極可生成氯和次氯酸根,對水中的無機物和有機物也有較強的氧化作用。近年來在電氧化和電還原方面發(fā)現(xiàn)了一些新型電極資料,獲得了一定效果,但仍存在能耗大、本錢高,及存在副反響等問題。
2、物理法
化學(xué)工業(yè)污水處理常用的物理法包括過濾法、重力沉淀法和氣浮法等。
過濾法是以具有孔粒狀粒料層截留水中雜質(zhì),主要是降低水中的懸浮物,在化工污水的過濾處置中,常用板框過濾機和微孔過濾機,微孔管由聚乙烯制成,孔徑大小能夠實行調(diào)整,更換較簡便;
重力沉淀法是應(yīng)用水中懸浮顆粒的可沉淀性能,在重力場的作用下自然沉降作用,以到達固液別離的一種過程;
氣浮法是經(jīng)過生成吸附微小氣泡附裹攜帶懸浮顆粒而帶出水面的辦法。這三種物理辦法工藝簡單,管理便當(dāng),但不能適用于可溶性廢水成分的去除,具有很大的局限性。
3、光催化氧化技術(shù)
光催化氧化技術(shù)應(yīng)用光激起氧化將O2、H2O2等氧化劑與光輻射相聯(lián)合。所用光主要為紫外光,包括uv-H2O2、uv-O2等工藝,能夠用于處置化工廢水中CHCl3、CCl4、多氯聯(lián)苯等難降解物質(zhì)。另外,在有紫外光的Fenton體系中,紫外光與鐵離子之間存在著協(xié)同效應(yīng),使H2O2降解產(chǎn)生羥基自在基的速率大大加快,促進有機物的氧化去除。
所謂光化學(xué)反響,就是只要在光的作用下才可以實行的化學(xué)反響。該反響中分子吸收光能被激起到高能態(tài),然后電子激起態(tài)分子實行化學(xué)反響。光化學(xué)反響的活化能來源于光子的能量。在太陽能應(yīng)用中,光電轉(zhuǎn)換以及光化學(xué)轉(zhuǎn)換是光化學(xué)研討非?;顫姷姆懂牎?/font>80年代初,初始研討光化學(xué)應(yīng)用于環(huán)境維護,其中光化學(xué)降解管理污染尤受注重,包括無催化劑和有催化劑的光化學(xué)降解。前者多采用臭氧和過氧化氫等作為氧化劑,在紫外光的映照下使污染物氧化合成;后者又稱光催化降解,通常可分為均相、多相兩品種型。均相光催化降解主要以Fe2+或Fe3+及H2O2為介質(zhì),經(jīng)過光助-芬頓(photo——Fenton)反響使污染物得到降解,此類反響能直接應(yīng)用可見光;多相光催化降解就是在污染體系-空穴對,吸附在半導(dǎo)體上的溶解氧、水分子等與電子-空穴作用,產(chǎn)生•OH等氧化性極強的自在基,再經(jīng)過與污染物之間的羥基加合、取代、電子轉(zhuǎn)移等使污染物全部或接近全部礦質(zhì)化,最終生成CO2、H2O及其它離子如NO3——、PO43——、SO42-、Cl——等。與無催化劑的光化學(xué)降解相比,光催化降解在環(huán)境污染管理中的應(yīng)用研討更為活潑。
4、超聲波技術(shù)
超聲波技術(shù),是經(jīng)過控制超聲波的頻率和飽和氣體,降解分離有機物質(zhì)。
功率超聲的空化效應(yīng)為降解水中有害有機物提供了共同的物理化學(xué)環(huán)境從而造成超聲波污水處置目的的完成。超聲空化泡的解體所產(chǎn)生的高能量足以斷裂化學(xué)鍵。在水溶液中,空化泡解體產(chǎn)生氫氧基和氫基,同有機物發(fā)作氧化反響??栈?/font>特殊的物理化學(xué)環(huán)境開拓了新的化學(xué)反響途徑,驟增化學(xué)反響速度,對有機物有很強的降解功效,經(jīng)過持續(xù)超聲能夠?qū)⒂泻τ袡C物降解為無機離子、水、二氧化碳或有機酸等無毒或低毒的物質(zhì)。
5、磁分離法
磁分離法,是經(jīng)過向化工污水中投加磁種和混凝劑,應(yīng)用磁種的剩磁,在混凝劑同時作用下,使顆粒互相吸收而聚結(jié)長大,加速懸浮物的別離,然后用磁別離器除去有機污染物,國外高梯度磁別離技術(shù)已從實驗室走向應(yīng)用。
磁別離技術(shù)應(yīng)用于廢水處置有三種辦法:直接磁別離法、間接磁別離法和微生物—磁別離法。應(yīng)用磁技術(shù)處置廢水主要應(yīng)用污染物的凝聚性和對污染物的加種性。凝聚性是指具有鐵磁性或順磁性的污染物,在磁場作用下由于磁力作用凝聚成外表直徑增大的粒子然后除去。加種性是指借助于外加磁性種子以加強弱順磁性或非磁性污染物的磁性而便于用磁別離法除去;或借助外加微生物來吸附廢水中順磁性離子,再用磁別離法除去離子態(tài)順磁性污染物。
高梯度磁別離處置法是磁別離技術(shù)之一。應(yīng)用磁場中磁化基質(zhì)的感應(yīng)磁場和高梯度磁場所產(chǎn)生的磁力從廢水中別離出顆粒狀污染物或提取有用物質(zhì)的辦法。磁別離器可分為永磁別離器和電磁別離器兩類,每類又有間歇式和連續(xù)式之分。高梯度磁別離技術(shù)用于處置廢水中磁性物質(zhì),具有工藝煩瑣、設(shè)備緊湊、效率高、速度快、本錢低等優(yōu)點。
三、化工廢水處置工藝計劃和主要設(shè)備選擇
1、預(yù)處置曝氣池
依據(jù)提供的進水水質(zhì)狀況來看,水溫較高達60℃左右,有機物濃度也較高,為了降低后續(xù)處置的負荷,使出水達標(biāo)排放,故需要在物化及生化處置行進行預(yù)處置。
經(jīng)過充氧曝氣到達冷卻降溫,并吸脫一些氨氮酚等有機物從水中逸入大氣,同時在池中投加硫酸亞鐵及石灰,使廢水中有機物實行氧化及剖析,降低有機物質(zhì)。
2、沉淀吸附池
經(jīng)過加藥混凝反響沉淀及煤渣層的吸附,使廢水得以凈化,多數(shù)所氮及酚等有機物的濃度降低為后道生化處置發(fā)明條件。
3、厭氧-缺氧-好氧生化處置(A2/O法)
A2/O法生物脫氮工藝是傳統(tǒng)的活性污泥工藝,生物硝化工藝和生物除氮、磷工藝的綜合,A2/O法的活性污泥中菌群主要由硝化菌組成在好氧段硝化菌將入水中的氨氮經(jīng)過生物硝化作用轉(zhuǎn)化成硝酸鹽:在缺氧段反硝化細菌將內(nèi)回流帶入的硝酸鹽經(jīng)過生物反硝化作用傳達化成氮逸入大氣中,從而到達脫氮的目的,在厭氧段聚磷菌釋放磷并吸收低級脂肪酸等易降解的有機物,而在好氧段聚磷菌超量吸收磷,并經(jīng)過剩余污泥的排放將磷去除,以上三類細菌均具有去除CODcr、BOD5的作用,但BOD5濃度進一步降低。
4、氣浮設(shè)備
該設(shè)備采用溶氣氣浮原理,經(jīng)過加藥反響聚凝使廢水中有機物質(zhì)與藥劑的粘附變成疏水顆?;蛐跄w在溶氣水釋放時產(chǎn)生微細氣泡構(gòu)成良好的氣泡一絮凝體顆粒的分離體,使絡(luò)合體與廢水分離。
5、吸附過濾(深度處置)
將氣浮安裝凈化后的廢水流入裝入焦碳或煤渣小顆粒中實行吸附過濾氣浮凈化后廢水中尚未處置凈的有機物吸入煤渣等顆粒中到達吸附作用。
四、化工廢水預(yù)處置物化工藝簡述
1、催化微電解處置技術(shù)
微電解技術(shù)是處置高濃度有機廢水的一種理想工藝,該工藝用于高鹽、難降解、高色度廢水的處置不但能大幅度地降低COD和色度,還可大大進步廢水的可生化性。該技術(shù)是在不通電的狀況下,應(yīng)用微電解設(shè)備中填充的微電解填料產(chǎn)生“原電池”效應(yīng)對廢水實行處置。當(dāng)通水后,在設(shè)備內(nèi)會構(gòu)成無數(shù)的電位差達1.2V的“原電池”。“原電池”以廢水做電解質(zhì),經(jīng)過放電構(gòu)成電流對廢水實行電解氧化和還原處置,以到達降解有機污染物的目的。在處置過程中產(chǎn)生的重生態(tài)[˙OH]、[H]、[O]、Fe2+、Fe3+等能與廢水中的許多組分發(fā)作氧化復(fù)原反響,例如能毀壞有色廢水中的有色物質(zhì)的發(fā)色基團或助色基團,以至斷鏈,到達降擺脫色的作用;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,特別是在加堿調(diào)pH值后生成氫氧化亞鐵和氫氧化鐵膠體絮凝劑,它們的絮凝才能遠遠高于普通藥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(xué)、氧化-復(fù)原、物理以及絮凝沉淀的共同作用。該工藝具有適用范圍廣、處置效果好、本錢低廉、處置時間短、操作維護便當(dāng)、電力耗費低等優(yōu)點,可普遍應(yīng)用于工業(yè)廢水的預(yù)處置和深度處置中。
技術(shù)特性
(1)反響速率快,通常工業(yè)廢水只需求半小時至數(shù)小時;
(2)作用有機污染物質(zhì)范圍廣,如:含有偶氟、碳雙鍵、硝基、鹵代基構(gòu)造的難除降解有機物質(zhì)等都有很好的降解效果;
(3)工藝流程簡單、運用壽命長、投資費用少、操作維護簡便、運轉(zhuǎn)費用低、處置效果穩(wěn)定。處置過程中只耗費少量的微電解填料。填料只需定期添加無需換新,添加時直接投入即可。
(4)廢水經(jīng)微電解處置后會在水中構(gòu)成原生態(tài)的亞鐵或鐵離子,具有比普通混凝劑更好的混凝作用,無需再加鐵鹽等混凝劑,COD去除率高,并且不會對水形成二次污染;
(5)具有良好的混凝效果,色度、COD去除率高,同量可在很大水平上提升廢水的可生化性。
(6)該辦法能夠到達化學(xué)沉淀除磷的效果,還能夠經(jīng)過復(fù)原除重金屬;
(7)對已建成未達標(biāo)的化工廢水處置工程,用該技術(shù)作為已建工程廢水的預(yù)處置,即可確保廢水處置后穩(wěn)定達標(biāo)排放。也可將生產(chǎn)廢水中濃度較高的一些廢水單獨引出實行微電解處置。
(8)該技術(shù)各單元可作為單獨處置辦法運用,又可作為生物處置的前處置工藝,利于污泥的沉降和生物掛膜。
2、新型催化微電解填料
技術(shù)概述
它由多元金屬合金交融催化劑并采用高溫微孔活化技術(shù)制備而成,屬新型投加式無板結(jié)微電解填料。作用于廢水,可高效去除COD、降低色度、提升可生化性,處置效果穩(wěn)定耐久,同時可防止運轉(zhuǎn)過程中的填料鈍化、板結(jié)等現(xiàn)象。本填料是微電解反響持續(xù)作用的重要保證,為當(dāng)前化工廢水的處置帶來了新的活力。
產(chǎn)品關(guān)鍵創(chuàng)新點
(1)由多元金屬熔合多種催化劑經(jīng)過高溫熔煉構(gòu)成一體化合金,保證“原電池”效應(yīng)持續(xù)高效。不會像物理混合那樣呈現(xiàn)陰陽極別離,影響原電池反響。
(2)架構(gòu)式微孔構(gòu)造方式,提供了極大的比外表積和平均的水氣流通道,對廢水處置提供了更大的電流密度和更好的催化反響效果。
(3)活性強,比重輕,不鈍化、不板結(jié),反響速率快,長期運轉(zhuǎn)穩(wěn)定有效。
(4)針對不同廢水調(diào)整不同比例的催化成份,提升了反響效率,擴展了對廢水處置的應(yīng)用范圍。
(5)在反響過程中填料所含活性鐵做為陽極不時提供電子并溶解進入水中,陰極碳則以極小顆粒的方式隨水流出。當(dāng)運用一定周期后,可經(jīng)過直接投加的方式完成填料的補充,及時恢復(fù)系統(tǒng)的穩(wěn)定,還極大地減少了工人的操作強度。
(6)填料對廢水的處置集氧化、復(fù)原、電堆積、絮凝、吸附、架橋、卷掃及共沉淀等多功用于一體。
(7)處置本錢低,在大幅度去除有機污染物的同時,可極大地提升廢水的可生化性。
(8)配套設(shè)備可依據(jù)范圍和用戶請求完成構(gòu)筑物式和設(shè)備化,滿足多種需求。
(9)規(guī)格:1cm*3cm(填料方式多樣,有顆粒球形、多孔柱形及其他,大小可定制)。
(10)技術(shù)參數(shù):比重:1.0噸/立方米,比外表積:1.2平方米/克,空隙率:65%,物理強度:≧1000kg/cm2。
3、多相催化氧化處置技術(shù)
該處置技術(shù)是環(huán)境范疇新開展的一種技術(shù),主要采用以羥基自在基為中心的強氧化劑,快速、無選擇性、徹底氧化環(huán)境中的各種有機污染物。羥基自在基與水中的溶解性有機物反響構(gòu)成羥基自在基;在催化劑的催化下,羥基自在基對廢水中有機物實行氧化降解。該技術(shù)對CODcr去除、脫色以及進步廢水的可生化性有著顯著的效果。其色度、CODcr去除率可達75%-99%。在對化工廢水、制藥廢水等的實踐應(yīng)用中,該技術(shù)表現(xiàn)了很好的應(yīng)用效果。
適用范圍
主要適用于:硝基苯、硝基酚、硝基甲苯、苯酚、苯胺類污水、苯甲醚污水;分散染料、陽離子染料、弱酸性染料類污水;合成醫(yī)藥、農(nóng)藥類污水;獸藥類污水;精密化工類污水;合成樹脂類污水;含氰污水;含氟污水;含蒽污水;焦化污水和電鍍污水等。
五、化工廢水深度處置中水回用優(yōu)化組合工藝
(1)預(yù)處置+UF+RO/NF處置工藝
(2)MBR+UF/RO/NF處置工藝
工藝系統(tǒng)優(yōu)點
超濾系統(tǒng)優(yōu)點:采用高分子資料的中空纖維膜,抗耐壓、抗污染、運用壽命長;
節(jié)省占地面積、自動化水平高、分離效果好、出水水質(zhì)好,保證后續(xù)RO/NF系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。
RO/NF膜處置系統(tǒng)優(yōu)點:
RO系統(tǒng)采用抗污染反滲透膜、運用壽命長;
鹽分、有機物、難降解化合物有效截留;
出水水質(zhì)適用于一切消費工藝;
自動化水平高、運轉(zhuǎn)本錢低。
膜-生物反響器工藝(MBR工藝)是膜分離技術(shù)與生物技術(shù)有機分離的新型廢水處置技術(shù)。它應(yīng)用膜別離設(shè)備將生化反響池中的活性污泥和大分子有機物質(zhì)截留住,分離出清水,完成生化反響與清水別離同步實施,省掉二沉池。
MBR緊湊簡約單元構(gòu)造特別合適于處置成份復(fù)雜、污染物濃度高的印染廢水。
MBR工藝的優(yōu)點:
處置效率高、出水水質(zhì)好、污泥少;
水力停留時間短、所需面積小;
易清洗、易改換、運轉(zhuǎn)穩(wěn)定、運轉(zhuǎn)本錢低;
耐沖擊才能強、COD和色度去除效率高。
應(yīng)用范疇
高濃度化工廢水、氯堿行業(yè)廢水、農(nóng)藥廢水、化工園區(qū)及污水處置廠、含磷廢水處置、含甲醛廢水處置。