隨著工業的迅速發展,廢水(shuǐ)的種(zhǒng)類和數量迅猛增加,對水體的汙染也日趨廣泛和嚴(yán)重,威脅人類的健(jiàn)康和安全。因此,對於保護環境來說,工業(yè)廢水的處理比城市汙水的處理更為重要。而在工業汙水中,COD的降低是一個重要問題,那麽工業汙水COD降低不了該怎麽辦呢?一起來看看吧。
工業汙水特點:
(1)排放量大,汙染範圍廣,排放方(fāng)式複雜。
(2)汙染物種類繁多,濃度波動幅度大(dà)。
(3)汙染物(wù)質毒性強,危害大。
(4)汙染物(wù)排放後遷移(yí)變化規律差異大。
(5) 恢複比較困難。
工業汙水COD降低的方(fāng)法
1、物(wù)理法
添加絮凝劑
一般是在廢水中加入絮凝劑,然(rán)後利用格(gé)柵或其它物理隔柵(shān)工具(jù)把一部分汙染物處理下來(lái),帶走一部分有機物(wù)。
吸附法去除COD:
可以通過活性炭、大孔樹脂、膨潤土等活性吸附材料,吸附處(chù)理汙水裏的顆粒有機物、色(sè)度。可(kě)以作(zuò)為前處理,降低比較容易處理的COD。
2、電化學法去除COD
電化學法處理廢水(shuǐ)的實質(zhì),就是直接或間(jiān)接的利用電解作用,把水中汙染物去除,或把(bǎ)有毒物(wù)質變成無毒或低毒物質。
3、微生物法去除COD
生(shēng)物法是靠微生物酶來氧化或還原有機物分子,破壞(huài)其不飽和鍵及發色基團(tuán),從而達到處理目的(de)的一種廢水處理方法。
常用工業(yè)廢水處理方法(18種主流技術)
1、多效蒸發結晶技術
在工業含鹽(yán)廢水(shuǐ)的處理過程中,工業含鹽廢水進入(rù)低(dī)溫多效濃縮結晶裝置,經過3—6效蒸發冷凝的濃縮結(jié)晶過程,分離為淡化水(shuǐ)(淡化水可能含有微量低沸點有機物(wù))和(hé)濃(nóng)縮晶漿廢液;無機鹽和部分有機物可結晶分離出來,焚燒處理為無機鹽廢渣;不能結晶的有機物(wù)濃縮廢液可采用滾筒蒸發器,形成(chéng)固態廢渣,焚燒處理;淡化水可返回生產係統替代軟化水加以利用。
低(dī)溫多效蒸發濃縮結晶係統不僅可以應用於化工生產的濃縮過程和結晶過程(chéng),還可以應用於工業含鹽廢水的(de)蒸發(fā)濃(nóng)縮結晶處理過(guò)程(chéng)中。
多效蒸(zhēng)發流程隻在*效使用(yòng)了蒸汽(qì),故節約了蒸汽的(de)需要量,有效地利用了二次蒸汽中的熱量,降低(dī)了生產成本,提高了經濟效益。
2、生物法
生物處理是目前廢水(shuǐ)處理*常用的方法之一,它具有應用範圍廣、適應性強、經濟高效無害等特點。一般情況下,常用的生物法有傳統活(huó)性(xìng)汙泥法和生物接觸氧化法兩種。
(1)傳統活性汙泥法(fǎ)
活性汙泥(ní)法是一種汙水的好氧生物處理法,目前是處理城市(shì)汙水*廣泛使用的方法。它能從汙水中去除溶解性的和膠體狀(zhuàng)態的可生化有機物以(yǐ)及能被活性汙泥吸附的懸浮固體和其他一些(xiē)物質,同(tóng)時也能去除一部分磷素和氮素。
活性汙泥法去除率高,適用於處理水質要求高而水質比較穩定的廢水。但是不善於適應水(shuǐ)質的變(biàn)化,供氧不能(néng)得到充(chōng)分利(lì)用;空氣供應沿池水平均分(fèn)布(bù),造成前段氧量不足後段氧量過剩;曝氣結構龐大,占地麵(miàn)積(jī)大。
(2)生物接觸氧化法
生物接觸氧化法是主要利用(yòng)附著生長於某些固體物表麵的微生物(即(jí)生物膜)進行有機汙水(shuǐ)處理的方法。
生物接觸氧化法是一種浸沒生物膜法,是生物濾池和曝氣(qì)池的綜合體,兼有活(huó)性汙泥法和生物膜法的特點,在水處理過程中有很好的效果。
生物接觸氧化法(fǎ)有較高的容積負荷,對衝擊負荷有較(jiào)強的適應能力;汙泥生成量少,運行(háng)管理簡便,操作簡單,耗能(néng)低,經濟高效;具有活性汙泥法的優點,生物活性高,淨化效(xiào)果好(hǎo),處理(lǐ)效率高,處理時間短,出水(shuǐ)水質好而穩定(dìng);能分解其它生物處(chù)理難分解的物(wù)質,具(jù)有脫氧除磷的作(zuò)用,可作為三級(jí)處理(lǐ)技術。
3、SBR工藝
SBR是序批式活性汙泥法(SequencingBatchReactor)的縮(suō)寫,作為一種間歇運行的廢水處理工藝,近年來在(zài)國內外被引起廣泛重視和研究的一種汙水處理技(jì)術。
SBR的工作程序(xù)是由流入、反應、沉澱、排放和閑置五個程序組成。汙水(shuǐ)在反應器(qì)中按序列、間歇地(dì)進入每個反應工序,每個SBR反應器的運行操作在時間上也是(shì)按次序排列間(jiān)歇運行的。
SBR法具有以下特點:工藝簡單,占地麵積小、設備少、節省投資。理想(xiǎng)的推流過程使生化反應(yīng)推力大、處理效(xiào)率高、運行方式靈活、可以(yǐ)除磷(lín)脫氮、汙泥(ní)活性高,沉降性(xìng)能好、耐衝擊負荷,處理能力強。
雖然法SBR以上(shàng)優(yōu)點,但也有一定的局(jú)限性,如進水(shuǐ)流量大,則需要調節反應係統,從而(ér)增大投資;而對出水水質有特殊要求,如脫氮除磷等還需要對工藝進行(háng)適當改(gǎi)進。
4、MBR工藝
MBR是一種將高效膜分離技(jì)術與(yǔ)傳(chuán)統(tǒng)活性汙泥法相結合的新型高效汙水(shuǐ)處(chù)理(lǐ)工藝,它用具有獨特結構的MBR平(píng)片膜組件置於曝(pù)氣池中,經過好氧曝氣(qì)和生(shēng)物處理後的水(shuǐ),由(yóu)泵通過濾(lǜ)膜過濾(lǜ)後抽出。
MBR工藝設備緊湊,占地少(shǎo);出水水質(zhì)優質穩定,有機物去除效率高;剩餘汙泥產量少,降低了生產成本;可去除氨氮及(jí)難降解有機物;易於從傳統工藝進行改造。但是,膜造價高,使(shǐ)膜生物反應器的基建投資高於傳統汙水處理工(gōng)藝;膜汙染容易出現,給操作管理帶來(lái)不便;能耗高,工藝要求高。
5、電解工藝
在高鹽度條件下,廢水具有較高的導電性,這一特點為電化(huà)學法(fǎ)在高鹽度有機廢水處理方麵提供了良好的發展空間。
高鹽廢(fèi)水在電解池中發生一係列氧化還原反應,生成不溶於水的物質,經過沉澱(或氣浮)或直接氧化還原為(wéi)無(wú)害氣體除去,從而降低COD。
溶液(yè)中的氯化鈉電解時,在陽(yáng)極上所生成的氯氣,有一部分溶解在溶液中發生次級反(fǎn)應而生成次氯酸(suān)鹽和氯酸鹽,對溶液起漂白作用。正是上述綜合的協同作用使溶液中有機汙染物得到降解。
因為電化學理論的局(jú)限性,高耗能,電(diàn)力缺乏等問題,目前電解(jiě)處理高鹽廢水工藝還是(shì)處於研究階段。
6、離子交換法
離子(zǐ)交(jiāo)換是一個單元操作過程,在這個過程中,通常涉及到溶液中的離子與不溶性聚合物(含有固定陰離子或陽離子)上的反離子之間(jiān)的交換反應。
采用(yòng)離子交換法時(shí),廢水*先經過陽離子交(jiāo)換柱(zhù),其中帶(dài)正電荷的(de)離子(Na+等)被H+置換(huàn)而滯(zhì)留在交換柱(zhù)內;之後,帶負電荷的離子(CI-等)在陰離子交換柱(zhù)中(zhōng)被OH-置換(huàn),以(yǐ)達到除鹽的目的。
但該(gāi)法一個主要問題是廢水(shuǐ)中的固體懸浮物會堵塞樹脂而失去效果,還有就是離(lí)子交換樹脂的再生需要高昂的費用且交換下來的廢物很難處理。
7、膜分離法
膜分離技術是利用(yòng)膜對混(hún)合物(wù)中各組分選擇透過性能的差異來分離、提純和濃縮目標物質的新型分離技術。
目前常用的膜技術有(yǒu)超濾、微濾、電滲析及反滲透。其中的超(chāo)濾、微濾用(yòng)於工業廢水的處(chù)理時,不能有效去除汙水(shuǐ)中的鹽分,但可以有效截留懸浮固體(SS)及膠體COD;電滲析(electrodialysis)和反相滲透(tòu)(RO)技術是*有效和*常用的脫鹽技術。
限製(zhì)膜技術(shù)工程應用推廣的主要難點是膜的造價(jià)高、壽命短、易受汙染和結垢堵塞等(děng)。伴隨著膜生產技術的發展,膜技術(shù)將在廢水(shuǐ)處理領(lǐng)域得到越(yuè)來越(yuè)多的應用(yòng)。
8、鐵碳微電解(jiě)處(chù)理技術
鐵碳微(wēi)鐵(tiě)碳微電解法是利用Fe/C原電池反應(yīng)原理對廢水(shuǐ)進行處理的良好工藝,又稱內電解法、鐵屑過濾法等(děng)。鐵炭微(wēi)電解法是電化學的氧化還原、電化學電(diàn)對對絮體的電富集作用、以及電化學反應產物的(de)凝聚(jù)、新生絮體的吸附和床層過濾等作用的綜合效應,其中主要是氧化還原和電附集及凝聚作用。
鐵屑浸沒在含大量電解質的廢(fèi)水中時,形成無數個微小的原電池(chí),在鐵屑中加入焦炭後,鐵屑與焦(jiāo)炭粒接觸進一步形成大原電池,使(shǐ)鐵屑在受到微原電池腐蝕的基礎上,又(yòu)受到大原電池的腐蝕,從而加快了(le)電化學反應(yīng)的進行。
此(cǐ)法具有適(shì)用範(fàn)圍廣(guǎng)、處(chù)理效果(guǒ)好、使用壽命長、成本低(dī)廉及操(cāo)作維護方便等諸多優點,並使用廢鐵屑為(wéi)原料,也不需消耗電力資源,具(jù)有“以廢治(zhì)廢(fèi)”的意(yì)義。目前鐵炭微電解(jiě)技術已經廣泛(fàn)應用於印染、農藥(yào)/製藥、重金屬、石油化工及油分等廢水以及垃圾滲濾液處理,取得了良好的效果。
9、Fenton及類Fenton氧化法
典型的(de)Fenton試劑是由Fe2+催(cuī)化H2O2分解產生˙OH,從而引發(fā)有機物(wù)的氧化(huà)降解反應。由於Fenton法處理廢水所需時間長,使用的試劑量多,而且過(guò)量的Fe2+將增大處理後廢水中的COD並產生二次汙染。
近年來,人們將紫外光(guāng)、可見光等引入Fenton體係,並研究采用其他過渡(dù)金屬替代Fe2+,這些方法可顯(xiǎn)著增強Fenton試劑對有機物的氧化降解能力,減(jiǎn)少(shǎo)Fenton試劑的用量,降低處理成本,統稱為類Fenton反應。
Fenton法反(fǎn)應條件溫和,設備較為簡單,適用(yòng)範圍廣;既可作為單(dān)獨處理(lǐ)技術應用,也可與(yǔ)其他方法聯用,如與混凝沉澱法、活性碳法(fǎ)、生物處理(lǐ)法等聯用,作為難降解有機廢水的預(yù)處理或深度處理方法。
10、臭氧氧化
臭氧是一種強氧化劑,與還原態汙染物反應時速度快,使用(yòng)方便,不產生二次汙染,可用於汙水的消毒(dú)、除色、除臭、去除有機物(wù)和降低COD等。單獨使用臭氧氧化法造價高、處理成本昂貴,且其氧化(huà)反應具有選(xuǎn)擇(zé)性(xìng),對某些鹵代烴及農藥等氧化效果比較差。
為(wéi)此,近(jìn)年來發展了旨在提高臭氧氧化效率的(de)相(xiàng)關組合技(jì)術,其(qí)中UV/O3、H2O2/O3、UV/H2O2/O3等組合方式不(bú)僅(jǐn)可提高氧化(huà)速率和效率,而且能夠氧化臭氧單獨作用時(shí)難以(yǐ)氧化降解的有機物(wù)。由於臭氧在水中的溶解度較低,且臭(chòu)氧產生效率低、耗能大,因(yīn)此增大臭氧在水(shuǐ)中的(de)溶(róng)解度、提高臭(chòu)氧(yǎng)的(de)利用率、研製高效低能耗的臭氧發生裝置成為研究(jiū)的主要方向。
11、磁分離技術
磁分離技術是近(jìn)年來發展的一種新型的利(lì)用廢水中雜質顆粒的磁性進(jìn)行分離的水處理技術。對於水中非磁性或弱磁性的顆粒,利用磁性接(jiē)種技術可使它們具有磁性。
磁分(fèn)離技術應用於(yú)廢水處理有(yǒu)三種方法:直接磁分離法、間接磁分離法和微生物—磁分離法。
目前研究的磁(cí)性化技(jì)術主要包括磁性團聚技術(shù)、鐵鹽共沉技術、鐵粉法、鐵氧體(tǐ)法等,具有代表性的磁分離設備是圓盤磁分離器和高梯度磁過濾器。目前磁分離技術還處(chù)於實驗室研究階段,還不能應(yīng)用於實際工程實踐(jiàn)。
12、等離子水處理技術
低溫等離子體水處(chù)理技術,包括高(gāo)壓脈衝(chōng)放電等離子(zǐ)體水(shuǐ)處理技術和輝光放電等離子體水處理技術,是利用放電直接(jiē)在水溶液中產(chǎn)生等離子體,或(huò)者將氣體放電等離(lí)子體中(zhōng)的活性粒子引入水中,可使水中的汙染物徹(chè)底氧化(huà)、分解。
水溶液中的(de)直接脈衝放電可以(yǐ)在常溫常壓下操作,整個放電過程中無需加入催化劑(jì)就(jiù)可以在水溶(róng)液中產生原位的化學氧化性物(wù)種氧化降解有機物,該項技(jì)術對低濃度有機物(wù)的處理經濟且有效。
此外,應用脈衝放電等離子體水處理技術的反應器形式可(kě)以靈活調整,操作過(guò)程簡單,相應的維護費用也(yě)較低。受放電設備的限製,該工藝降解有機物的能(néng)量利用率較低,等離(lí)子(zǐ)體技術在水(shuǐ)處理中的應用還處在(zài)研發(fā)階段。
13、電(diàn)化學(催化)氧化
電化學(催化)氧化技(jì)術通(tōng)過陽極反應直接降解有機物,或通過陽極反應產(chǎn)生羥基自由(yóu)基(˙OH)、臭氧等氧化劑降解有機物。
電化學(催化)氧化包括二維和三(sān)維電極(jí)體係。由於三維電極體係的微電場電解作(zuò)用,目前備受推崇(chóng)。三維(wéi)電極是在傳統(tǒng)的二維電解槽的電極間裝填粒狀或其他(tā)碎屑狀工作電極材料,並使裝填的材料表麵帶電,成為第三極,且在工作(zuò)電極材料表麵能發生電化學反應。
與二維平板電極相比,三維電極具有很(hěn)大的比表麵,能夠增加電解槽的麵體(tǐ)比,能以較低電流密度提供較大的(de)電流強度,粒子間距小而物質傳質速(sù)度高,時空轉換效率高,因此電流效率高、處理效果好。三維電極可用於處理生活汙水,農藥、染料、製藥、含酚廢水等難降解有機(jī)廢水,金屬(shǔ)離子,垃圾滲濾液等。
14、輻射技術
20世紀70年(nián)代起,隨著(zhe)大型鈷源和(hé)電子加速器技術的發(fā)展,輻射技術應用中的輻射源問題逐步得到改善。利用輻射技術(shù)處理廢(fèi)水中汙染(rǎn)物的研究引起了各國的關注和重視。
與傳統的化學氧化相(xiàng)比,利用輻射技術處理汙染物,不需加入(rù)或隻需少量加入化學試劑,不會產生二次汙染,具有降解效率高、反應速度快、汙染物降解(jiě)徹底等優點。而且,當(dāng)電離輻射與氧氣、臭氧等催化氧化手(shǒu)段聯合使用時,會產生“協同效應”。因此(cǐ),輻射技術處理汙(wū)染物是一種清潔(jié)的、可持續利用的技術,被國際原子能機構列為21世紀和平利用原子能的主要研究方(fāng)向。
15、光化學催化氧化
光化學催(cuī)化氧(yǎng)化技術是在光化學氧化的基礎上發展(zhǎn)起(qǐ)來的(de),與光化學法相比,有更強的氧(yǎng)化(huà)能力,可使有機汙染物更徹底地降解。光化學催化氧化是在有催化劑的條件下的光化學降解,氧化劑在(zài)光的輻射下產生氧化能力(lì)較強的自由基。
催化劑(jì)有TiO2、ZnO、WO3、CdS、ZnS、SnO2和Fe3O4等(děng)。分為(wéi)均相和非均相兩種類型,均相光催化降解是以Fe2+或Fe3+及H2O2為介質,通過光助-Fenton反應產生羥基自由(yóu)基使汙染物得到降(jiàng)解;非均(jun1)相催化降解(jiě)是(shì)在汙染體係中投入一定量的光敏半導體材料,如(rú)TiO2、ZnO等,同時(shí)結合光輻射,使光敏半導(dǎo)體在光的照射下激發產生電子(zǐ)—空穴對,吸附在半導體上的溶解氧、水分子等與電子—空穴作用(yòng),產生˙OH等氧化能力極強的自由基。TiO2光催化(huà)氧化技術在氧化降解水中有機(jī)汙染(rǎn)物,特別是難降解有機汙染物時有明顯的優勢。
16、超臨界水氧化(huà)(scwo)技術
SCWO是以超臨界水為介質,均相氧(yǎng)化分解有機(jī)物(wù)。可以在短時間內將有(yǒu)機汙染(rǎn)物分解為CO2、H2O等無機小分子,而硫、磷和氮原子分(fèn)別轉化成硫酸鹽、磷酸鹽、硝酸根和亞硝酸根離子或氮氣。美(měi)國把SCWO法列為能源與環境領域*有前途的廢物處理技術。
SCWO反應速率快、停留時間短;氧化效率高,大部分有(yǒu)機物處理率可達99%以上;反應器結構簡(jiǎn)單,設備體積小;處理範圍廣,不僅可(kě)以用於各(gè)種有毒物質、廢水、廢物的處理,還可以用於分解有機化合物(wù);不(bú)需外界供(gòng)熱,處理成本低;選擇性好,通過調節(jiē)溫度與壓力,可以改變水的密度、粘度(dù)、擴散係數等物化特(tè)性,從而改變其對有機物的溶解性能,達到選擇性地控製反(fǎn)應產物的目(mù)的。
超臨界氧化法在美國、德國、瑞(ruì)典、日本等歐美*已經(jīng)有了工藝應用(yòng),但中國的研究起步較晚,還處於實驗室研究階段。
17、濕式(催化(huà))氧化
濕式(催化)氧化法是在高溫(150~350℃)、高壓(0.5~20MPa)、催化劑作用下,利用O2或(huò)空氣作為氧化劑(添加催化劑(jì)),(催化)氧(yǎng)化水中呈(chéng)溶解態或懸(xuán)浮態的有機物或還原(yuán)態的無機物,達到去(qù)除汙染物的目的。
濕式空氣(催化)氧化法可應用於城(chéng)市汙泥和丙烯腈、焦化、印染等工業廢水及含酚(fēn)、氯烴、有機磷、有機(jī)硫化合物的(de)農藥廢水(shuǐ)的處(chù)理。
18、超聲波氧化
頻率在15~1000kHz的超聲波輻照水體中的有機汙染物是由空化效應引起的物理化(huà)學過程。超聲波不僅可以改(gǎi)善反應條件,加(jiā)快反應速度(dù)和提高反應產率,還能使一些難以進行的化學反應得以實現。
它集高級氧化、焚燒、超臨界(jiè)氧化等多種水處(chù)理技術的特點於一身,加之操作簡單,對設備的要求較低,在汙水處理,特別是在降解廢水中毒性高、難降解的有機汙染物,加快有機汙染物的降(jiàng)解(jiě)速度,實現工業廢水汙染物的無害化(huà),避免二次汙染的影(yǐng)響上具(jù)有重要意義。