化工废水
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2023年3月20日发(作者：李雅普诺夫)化工废水处理方法
化工废水的基本特征就是:(1)水质成分复杂,副产物多,反应原料常
为溶剂类物质或环状结构的化合物,增加了废水的处理难度;(2)废水中
污染物含量高,这就是由于原料反应不完全与原料、或生产中使用的大
量溶剂介质进入了废水体系所引起的;(3)有毒有害物质多,精细化工废
水中有许多有机污染物对微生物就是有毒有害的,如卤素化合物、硝基
化合物、具有杀菌作用的分散剂或表面活性剂等;(4)生物难降解物质
多,B/C比低,可生化性差;(5)废水色度高。
1常用处理技术
(1)常用的物理法包括过滤法、斜管沉淀法(链接到产品)与气浮法
(链接到产品)等。过滤法就是以具有孔粒状粒料层截留水中杂质,主要
就是降低水中的悬浮物,在化工废水的过滤处理中,常用扳框过滤机与微
生物过滤机,微孔管由聚乙烯制成,孔径大小可以进行调节,调换较方便;
斜管沉淀法就是利用水中悬浮颗粒的可沉淀性能,在重力场的作用下自
然沉降作用,以达到固液分离的一种过程;气浮法就是通过生成吸附微小
气泡附裹携带悬浮颗粒而带出水面的方法。这三种物理方法工艺简单,
管理方便,但不能适用于可溶性废水成分的去除,具有很大的局限性。同
时可以查瞧中国污水处理工程网更多技术文档。
(2)化学方法就是利用化学反应的作用以去除水中的有机物、无机
物杂质。主要有化学混凝法(链接到产品反应池)、化学氧化法、催化氧
化法斜管沉淀法(链接到产品HOP)(链接到案例)等。化学混凝法(链接
到产品加药)作用对象主要就是水中微小悬浮物与胶体物质,通过投加化
学药剂产生的凝聚与絮凝作用,使胶体脱稳形成沉淀而去除。混凝法不
但可以去除废水中的粒径为10-3~10-6mm的细小悬浮颗粒,而且还能
去除色度,微生物以及有机物等。该方法受水温、PH值、水质、水量等
变化影响大,对某些可溶性好的有机、无机物质去除率低;化学氧化法通
常就是以氧化剂对化工废水中的有机污染物进行氧化去除的方法。废
水经过化学氧化还原,可使废水中所含的有机与无机的有毒物质转变成
无毒或毒性较小的物质,从而达到废水净化的目的。常用的有空气氧化,
氯氧化与臭氧化法。空气氧化因其氧化能力弱,主要用于含还原性较强
物质的废水处理,Cl2就是普通使用的氧化剂,主要用在含酚、含氰等有
机废水的处理上,用臭氧处理废水,氧化能力强,无二次污染。臭氧氧化法、
氯氧化法,其水处理效果好,但就是能耗大,成本高,不适合处理水量大与
浓度相对低的化工废水;电化学氧化法就是在电解槽中,废水中的有机污
染物在电极上由于发生氧化还原反应而去除,废水中污染物在电解槽的
阳极失去电子被氧化外,水中的Cl-、OH-等也可在阳极放电而生成Cl2、
氧而间接地氧化破坏污染物。实际上,为了强化阳极的氧化作用,减少电
解槽的内阻,往往在废水电解槽中加一些氯化钠,进行所谓的电氯
化,NaCl投加后在阳极可生成氯与次氯酸根,对水中的无机物与有机物
也有较强的氧化作用。近年来在电氧化与电还原方面发现了一些新型
电极材料,取得了一定成效,但仍存在能耗大、成本高,及存在副反应等问
题。
(3)生物法(链接到产品生化)(链接到案例)就是利用微生物的新陈
代谢作用降解转化有机物的过程。随着化学工业的发展,污染物成分日
渐复杂,废水中含有大量的有机污染物,如仅采用物理或化学的方法就是
很难达到治理的要求。利用微生物的新陈代谢作用,可对废水中的有机
污染物质进行转化与稳定,使其无害化。生化处理方法主要分为好氧处
理与厌氧处理两大类型,好氧处理方法主要分为活性污泥法与生物膜法。
活性污泥就是利用悬浮生长的微生物絮体处理废水的方法,这种生物絮
体称为活性污泥,它由好氧微生物及其代谢的与吸附
的有机物、无机物组成,具有降解废水中有机污染物的能力。生物
膜法就是就是通过废水同生物膜接触,生物膜吸附与氧化废水中的有机
物。废水的厌氧生物处理就是指在无分子氧的条件下通过厌氧微生物
(或兼氧微生物)的作用,将废水中的有机物分解转化为甲烷与二氧化碳
的过程,所以又称厌氧消化。厌氧生物处理实际上就是一个复杂的生物
化学过程。研究表明,厌氧过程主要依靠三大主要类群的细菌,即水解产
酸细菌、产氢产乙酸细菌与产甲烷细菌的联合作用完成。
用生化法处理废水具有运行成本低,操作管理简单,但由于微生物对
营养物质、PH值、温度等条件有一定要求,难以适应化工废水水质变化
大、成分复杂、毒性高、难降解的特点,单纯用生化法治理化工废水达
标工作难度大。
(4)常用于化工废水处理的物理化学法有:离子交换法、萃取法、膜
分离法(链接到产品CMF)(链接到案例)等。废水中经常含有某些细小的
悬浮物经及溶解静态有机物,为了进一步去除残存在水中的污染物,可以
采用物理化学方法进行处理。离子交换法就是一种借助于离子交换剂
上离子与水中离子进行交换反应而除去废水有害离子态物质的方法,在
水的软化、有机废水处理中有着广泛的应用。萃取法采用与水不互溶
但能很好溶解污染物的萃取剂,使其与废水充分混合接触,利用污染物在
水与溶剂中的溶解度或分配比的不同,达到分离、提取污染物与净化废
水的目的。膜就是利用半渗透膜进行分子过滤,来处理废水的一种方法,
所以又称为膜分离技术。这种方法就是利用“半渗透膜”的性质,进行
分离作用。这种膜可以使水通过,但不能使水中悬浮物及溶质通过,所以
这种膜称为半渗透膜,利用它可以除去水中的溶解固体、大部分溶解性
有机物与胶状物质。近年来该方法开始得至人们的重视,应用范围也在
不断扩大。这些方法只适用于某一类物质的分离,具有较强的选择性,且
成本较高,容易造成二次污染。
吸附法(链接到产品活性碳)(链接到案例)就是利用多孔性固体物质
作为吸附剂,以吸附剂的表面吸附废水中的有机污染物的方法,活性炭就
是一种非选择性的常用的水处理吸附材料。但就是由于活性炭再生性
能差,水处理费用高,因而难以广泛使用。
2化工废水处理技术的进展
2、1物理处理技术的进展
(1)磁分离法,就是通过向化工废水中投加磁种与混凝剂,利用磁种
的剩磁,在混凝剂同时作用下,使颗粒相互吸引而聚结长大,加速悬浮物的
分离,然后用磁分离器除去有机污染物,国外高梯度磁分离技术已从实验
室走向应用。
(2)声波技术,就是通过控制超声波的频率与饱与气体,降解分离有
机物质。
(3)非平衡等离子体技术,就是用高压脉冲放电,辉光放电产生的等
离子体对水中的有机污染物可进行氧化降解。
2、2化学处理技术的进展
(1)紫外光催化氧化处理技术(链接到产品MUF)(链接到案例),就是
利用TiO2等半导体催化剂在300~400nm的紫外光照射下,产生光电
子空穴与形成羟基自由基等强氧化剂的能力,将废水中的有机物氧化分
解,并最终氧化为CO2与H2O。在各种有机废水处理方面有大量的实
验室研究报道,在印染废水脱色方面该技术与其它技术联用,已有工业化
成功应用的实例。化工、医药等难降解工业废水处理就是该技术目前
研究的活跃领域。研究重点在光源、反应器
设计、高效催化剂及催化剂回收等方面。有废水需要处理的单位,
也可以到污水宝项目服务平台咨询具备类似污水处理经验的企业。
(2)湿法氧化(WO)与超临界水氧化法(SCWO),湿法氧化就是在高
温高压下,在水溶液中有机物发生氧化反应的处理技术。利用催化剂,用
空气中的氧气与纯氧为氧化剂,可以在较低的温度与压力下,使有机物氧
化。湿法氧化作为高浓度难降解有机废水的处理技术在国外已有应用,
国内有湿法氧化法处理染料与有机磷废水的实验室研究,但就是还没有
到实际工业应用阶段。但就是随着催化湿法氧化水处理技术研究的发
展与日益严峻的难降解有机废水处理的需求,该技术的应用研究已经受
到人们的重视,并被认为就是处理化工难降解废水中应优先考虑发展的
技术领域。目前湿法氧化技术的研究重点应就是温与反应条件下(温度
106℃以下,压力0、6MPa以下),作为高浓度(5000mg/L以上)难降解
有机废水的预处理。研究适合于湿法氧化的非贵金属催化剂、选择优
化的反应条件与反应器材料的腐蚀问题等。
超临界氧化废水处理技术就是在湿法氧化基础上发展的一种有毒
有机固废物与工业废水的高级氧化技术。SCWO在水临界点(22、1
MPa,374℃)以上,在极短时间内将各种有机物完全氧化为二氧化碳与
水,不产生二次污染,被称为生态水处理技术。当废水中的有机物浓度在
2%以上时,利用有机物氧化反应产生的热量维持系统的反应温度,基本
不需要外界供热。美国国家关键技术六大领域之一“能源与环境”中
指出,超临界水氧化就是最有前途的难降解有机废水处理技术。目前美
国、等国家已经进入中试或工业化试验阶段,我国近年来开始实验室研
究。在国外超临界水氧化法已经成功地用于各类有机废水的处理,但对
反应器材料要求也高,目前还未能找到一种理想的能长期耐腐蚀、耐高
温与耐高压的反应器材料。
(3)微电解技术,又称为内电解、铁还原、铁碳法、零价铁法等技术,
就是被广泛研究与应用的一项废水处理技术。生物难降解废水,如染料、
印染、农药、制药等工业废水的处理可以用微电解为预处理手段,从而
实现大分子有机污染物的断链、发色与助色基团的脱色,提高废水的可
生化性,便于后续生化反应的进行。目前,微电解处理技术的研究与应用
主要针对某一种或某一类工业废水,尚未形成系统的理论与技术。
微电解反应器内的填料主要有两种:一种为单纯的铁刨花;另一种为
铸铁屑与惰性碳颗粒(如石墨、活性碳、焦炭等)的混合填充体。两种填
料均具有微电解反应所需的基本元素:Fe与C。低电位的Fe与高电位
的C在废水中产生电位差,具有一定导电性的废水充当电解质,形成无数
的原电池,产生电极反应与由此所引起的一系列作用,改变废水中污染物
的性质,从而达到废水处理的目的。
(4)辐照法、脉冲电晕技术,就是利用高能电子发生装置或脉冲发生
装置产生的电能电子束与水分子碰撞,形成激发态从而发生氧化降解作
用。该技术有去除率高、设备占地小,操作简单,但对各种发生装置技术
要求高,且价格昂贵,有的还需要特殊的防护措施,若要真正投入运行还需
进行大量研究。
2、3生物处理技术(链接到产品生化)(链接到案例银河)的发展
(1)好氧活性污泥法的发展,用筛选、驯化、诱导、诱变与基因育种
等手段培制能分解难生物降解有机物的工程菌就是改进当前活性污泥
工艺重要途径之一。在厌氧工艺中除了改良菌株以外,还改进生物处理
的主要流程,如A/O,A2/O流程,对除去难降解有机物就是极为经济与有
效的。生物膜法就是一种耐毒性基质较强的接触生物氧化工艺,但处理
的水质不如活性