詳細(xì)介紹
化工廢水最主要特點(diǎn)是:水質(zhì)水量變化大;B/C比低??缮圆睢R话慊U水還有較高的色度。pH值多為強(qiáng)酸性或強(qiáng)堿性,相對(duì)于其他污水處理,其處理的難度很大。下面介紹幾種常用的化工污水處理技術(shù)。
1.化學(xué)方法處理化工廢水
廢水化學(xué)處理法是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)和傳質(zhì)作用來(lái)分離、去除廢水中呈溶解、膠體狀態(tài)的污染物或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)的廢水處理法。以投加藥劑產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)的處理單元有混凝、中和、氧化還原等;以傳質(zhì)作用為基礎(chǔ)的處理單元有萃取、汽提、吹脫、吸附、離子交換以及電滲吸和反滲透等。有廢水臭氧化處理法、廢水電解處理法、廢水化學(xué)沉淀處理法、廢水混凝處理法、廢水氧化處理法、廢水中和處理法等。與生物處理法相比,能較迅速、有效地去除更多的污染物,可作為生物處理后的三級(jí)處理措施。此法還具有設(shè)備容易操作、容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和控制、便于回收利用等優(yōu)點(diǎn)?;瘜W(xué)處理法能有效地去除廢水中多種劇毒和高毒污染物。
化學(xué)方法是利用化學(xué)反應(yīng)的作用以去除水中的有機(jī)物、無(wú)機(jī)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?;瘜W(xué)混凝法作用對(duì)象主要是水中微小懸浮物和膠體物質(zhì),通過(guò)投加化學(xué)藥劑產(chǎn)生的凝聚和絮凝作用,使膠體脫穩(wěn)形成沉淀而去除?;炷ú坏梢匀コ龔U水中的粒徑為1O~10mm的細(xì)小懸浮顆粒,而且還能去除色度,微生物以及有機(jī)物等。該方法受pH值、水溫、水質(zhì)、水量等變化影響大,對(duì)某些可溶性好的有機(jī)、無(wú)機(jī)物質(zhì)去除率低;化學(xué)氧化法通常是以氧化劑對(duì)化工廢水中的有機(jī)污染物進(jìn)行氧化去除的方法。廢水經(jīng)過(guò)化學(xué)氧化還原,可使廢水中所含的有機(jī)和無(wú)機(jī)的有毒物質(zhì)轉(zhuǎn)變成無(wú)毒或毒性較小的物質(zhì),從而達(dá)到廢水凈化的目的。常用的有空氣氧化,氯氧化和臭氧化法??諝庋趸蚱溲趸芰θ酰饕糜诤€原性較強(qiáng)物質(zhì)的廢水處理,Cl是普通使用的氧化劑,主要用在含酚、含氰等有機(jī)廢水的處理上,用臭氧處理廢水,氧化能力強(qiáng),無(wú)二次污染。臭氧氧化法、氯氧化法,其水處理效果好,但是能耗大,成本高,不適合處理水量大和濃度相對(duì)低的化工廢水;電化學(xué)氧化法是在電解槽中,廢水中的有機(jī)污染物在電極上由于發(fā)生氧化還原反應(yīng)而去除,廢水中污染物在電解槽的陽(yáng)極失去電子被氧化外,水中的Cl-,OH-等也可在陽(yáng)極放電而生成Cl2和氧而間接地氧化破壞污染物。實(shí)際上,為了強(qiáng)化陽(yáng)極的氧化作用,減少電解槽的內(nèi)阻,往往在廢水電解槽中加一些氯化鈉,進(jìn)行所謂的電氯化,NaCl投加后在陽(yáng)極可生成氯和次氯酸根,對(duì)水中的無(wú)機(jī)物和有機(jī)物也有較強(qiáng)的氧化作用。近年來(lái)在電氧化和電還原方面發(fā)現(xiàn)了一些新型電極材料,取得了一定成效,但仍存在能耗大、成本高,及存在副反應(yīng)等問(wèn)題。
2.物理處理法處理化工廢水
廢水物理處理法是通過(guò)物理作用分離和去除廢水中不溶解的呈懸浮狀態(tài)的污染物(包括油膜、油珠)的方法。處理過(guò)程中,污染物的化學(xué)性質(zhì)不發(fā)生變化。方法有:①重力分離法,其處理單元有沉淀、上?。飧。┑?,使用的處理設(shè)備是沉淀池、沉砂池、隔油池、氣浮池及其附屬裝置等。②離心分離法,其本身是一種處理單元,使用設(shè)備有離心分離機(jī)、水旋分離器等。③篩濾截留法,有柵篩截留和過(guò)濾兩種處理單元,前者使用格柵、篩網(wǎng),后者使用砂濾池、微孔濾機(jī)等。此外,還有廢水蒸發(fā)處理法、廢水氣液交換處理法、廢水高梯度磁分離處理法、廢水吸附處理法等。物理處理法的優(yōu)點(diǎn):設(shè)備大都較簡(jiǎn)單,操作方便,分離效果良好,故使用極為廣泛。化工廢水常用的物理法包括過(guò)濾法、重力沉淀法和氣浮法等。過(guò)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,在化工廢水的過(guò)濾處理中,常用扳框過(guò)濾機(jī)和微孔過(guò)濾機(jī),微孔管由聚乙烯制成,孔徑大小可以進(jìn)行調(diào)節(jié),調(diào)換較方便;重力沉淀法是利用水中懸浮顆粒的可沉淀性能,在重力場(chǎng)的作用下自然沉降作用,以達(dá)到固液分離的一種過(guò)程;氣浮法是通過(guò)生成吸附微小氣泡附裹攜帶懸浮顆粒而帶出水面的方法。這三種物理方法工藝簡(jiǎn)單,管理方便,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)處理化工廢水
光催化氧化技術(shù)利用光激發(fā)氧化將O2、H2O2等氧化劑與光輻射相結(jié)合。所用光主要為紫外光,包括uv-H2O2、uv-O2等工藝,可以用于處理污水中CHCl3、CCl4、多氯聯(lián)苯等難降解物質(zhì)。另外,在有紫外光的Feton體系中,紫外光與鐵離子之間存在著協(xié)同效應(yīng),使H2O2分解產(chǎn)生羥基自由基的速率大大加快,促進(jìn)有機(jī)物的氧化去除。
所謂光化學(xué)反應(yīng),就是只有在光的作用下才能進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。該反應(yīng)中分子吸收光能被激發(fā)到高能態(tài),然后電子激發(fā)態(tài)分子進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。光化學(xué)反應(yīng)的活化能來(lái)源于光子的能量。在太陽(yáng)能利用中,光電轉(zhuǎn)換以及光化學(xué)轉(zhuǎn)換一直是光化學(xué)研究十分活躍的領(lǐng)域。80年代初,開(kāi)始研究光化學(xué)應(yīng)用于環(huán)境保護(hù),其中光化學(xué)降解治理污染尤受重視,包括無(wú)催化劑和有催化劑的光化學(xué)降解。前者多采用臭氧和過(guò)氧化氫等作為氧化劑,在紫外光的照射下使污染物氧化分解;后者又稱(chēng)光催化降解,一般可分為均相、多相兩種類(lèi)型。均相光催化降解主要以Fe2+或Fe3+及H2O2為介質(zhì),通過(guò)光助-芬頓(photo-Fenton)反應(yīng)使污染物得到降解,此類(lèi)反應(yīng)能直接利用可見(jiàn)光;多相光催化降解就是在污染體系中投加一定量的光敏半導(dǎo)體材料,同時(shí)結(jié)合一定能量的光輻射,使光敏半導(dǎo)體在光的照射下激發(fā)產(chǎn)生電子 空穴對(duì),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等氧化性的自由基,再通過(guò)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-、S042-、Cl-等。與無(wú)催化劑的光化學(xué)降解相比,光催化降解在環(huán)境污染治理中的應(yīng)用研究更為活躍。技術(shù)特點(diǎn)
能降解廢水中高濃度有機(jī)污染物,難降解難以生化處理的有機(jī)廢水:對(duì)水體有機(jī)污染物的光催化降解研究較為深入。根據(jù)已有的研究工作,發(fā)現(xiàn)鹵代脂肪烴、鹵代芳烴、有機(jī)酸類(lèi)、硝基芳烴、取代苯胺、多環(huán)芳烴、雜環(huán)化合物、烴類(lèi)、酚類(lèi)、染料、表面活性劑、農(nóng)藥等都能有效地進(jìn)行光催化反應(yīng),最終生成無(wú)機(jī)小分子物質(zhì),消除其對(duì)環(huán)境的污染以及對(duì)人體健康的危害。對(duì)于廢水中濃度高達(dá)每升幾千毫克的有機(jī)污染物體系,光催化降解均能有效地將污染物降解去除,達(dá)到規(guī)定的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn);與其他工藝相比,更省運(yùn)行成本。
4.超聲波技術(shù)處理化工廢水
超聲波技術(shù),是通過(guò)控制超聲波的頻率和飽和氣體,降解分離有機(jī)物質(zhì)。
功率超聲的空化效應(yīng)為降解水中有害有機(jī)物提供了的物理化學(xué)環(huán)境從而導(dǎo)致超聲波污水處理目的的實(shí)現(xiàn)。超聲空化泡的崩潰所產(chǎn)生的高能量足以斷裂化學(xué)鍵。在水溶液中,空化泡崩潰產(chǎn)生氫氧基和氫基,同有機(jī)物發(fā)生氧化反應(yīng)??栈奈锢砘瘜W(xué)環(huán)境開(kāi)辟了新的化學(xué)反應(yīng)途徑,驟增化學(xué)反應(yīng)速度,對(duì)有機(jī)物有很強(qiáng)的降解能力,經(jīng)過(guò)持續(xù)超聲可以將有害有機(jī)物降解為無(wú)機(jī)離子、水、二氧化碳或有機(jī)酸等無(wú)毒或低毒的物質(zhì)。
超聲降解水中有機(jī)污染物技術(shù)既可單獨(dú)使用,也可利用超聲空化效應(yīng),將超聲降解技術(shù)同其他處理技術(shù)聯(lián)用進(jìn)行有機(jī)污染物的降解去除。聯(lián)用技術(shù)有如下類(lèi)型:
超聲與臭氧聯(lián)用,以超聲降解、殺菌與臭氧消毒共同作用于污染水的處理。超聲與過(guò)氧化氫聯(lián)用,以達(dá)成對(duì)污染水體降解、殺菌、消毒之目的。
超聲與紫外線(xiàn)聯(lián)用,組成光聲化學(xué)技術(shù)利用超聲技術(shù)和紫外光技術(shù)各自降解能力疊加協(xié)同和互補(bǔ)作用,對(duì)水中常見(jiàn)的有機(jī)污染物、四氫化碳、三氫甲烷和三進(jìn)行降解,使四種物質(zhì)的降解產(chǎn)物為水、二氧化碳、C1-或易于生物降解的短鏈脂肪酸。
超聲與磁化處理技術(shù)聯(lián)用,磁化對(duì)污染水體既可以實(shí)現(xiàn)固液分離,又可以對(duì)COD、BOD等有機(jī)物降解,還可以對(duì)染色水進(jìn)行脫色處理。
超聲還可以直接作為傳統(tǒng)化學(xué)殺菌處理的輔助技術(shù),在用傳統(tǒng)化學(xué)方法進(jìn)行大規(guī)模水處理時(shí),增加超聲輻射,可以大大降低化學(xué)藥劑的用量。
5.磁分離法處理化工廢水
磁分離法,是通過(guò)向化工廢水中投加磁種和混凝劑,利用磁種的剩磁,在混凝劑同時(shí)作用下,使顆粒相互吸引而聚結(jié)長(zhǎng)大,加速懸浮物的分離,然后用磁分離器除去有機(jī)污染物,國(guó)外高梯度磁分離技術(shù)已從實(shí)驗(yàn)室走向應(yīng)用。
磁分離技術(shù)應(yīng)用于廢水處理有三種方法:直接磁分離法、間接磁分離法和微生物—磁分離法。利用磁技術(shù)處理廢水主要利用污染物的凝聚性和對(duì)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(chǎng)作用下由于磁力作用凝聚成表面直徑增大的粒子而后除去。加種性是指借助于外加磁性種子以增強(qiáng)弱順磁性或非磁性污染物的磁性而便于用磁分離法除去;或借助外加微生物來(lái)吸附廢水中順磁性離子,再用磁分離法除去離子態(tài)順磁性污染物。
廢水高梯度磁分離處理法是廢水物理處理法之一種。利用磁場(chǎng)中磁化基質(zhì)的感應(yīng)磁場(chǎng)和高梯度磁場(chǎng)所產(chǎn)生的磁力從廢水中分離出顆粒狀污染物或提取有用物質(zhì)的方法。磁分離器可分為永磁分離器和電磁分離器兩類(lèi),每類(lèi)又有間歇式和連續(xù)式之分。高梯度磁分離技術(shù)用于處理廢水中磁性物質(zhì),具有工藝簡(jiǎn)便、設(shè)備緊湊、效率高、速度快、成本低等優(yōu)點(diǎn)。
近年來(lái),不斷有新的方法和技術(shù)用于處理化工廢水,但各有利弊。單純的生物氧化法出水中含有一定量的難降解有機(jī)物,COD值偏高,不能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。吸附法雖能較好地除去COD,但存在吸附劑的再生和二次污染的問(wèn)題。催化氧化法雖能降解難以生物降解的有機(jī)物,但實(shí)際的工業(yè)應(yīng)用中存在運(yùn)行費(fèi)用高等問(wèn)題。
尤其現(xiàn)在的化工廢水中的污染物是多種多樣的,往往用一種工藝是不能將廢水中所有的污染物去除殆盡的。用物化工藝將化工廢水處理到排放標(biāo)準(zhǔn)難度很大,而且運(yùn)行成本較高;化工廢水含較多的難降解有機(jī)物,可生化性差,而且化工廢水的廢水水量水質(zhì)變化大,故直接用生化方法處理化工廢水效果不是很理想。
針對(duì)化工廢水處理的特點(diǎn),本公司認(rèn)為對(duì)其處理宜根據(jù)實(shí)際廢水的水質(zhì)采取適當(dāng)?shù)念A(yù)處理方法,如絮凝、內(nèi)電解、電解、吸附、光催化氧化等工藝,破壞廢水中難降解有機(jī)物、改善廢水的可生化性;再聯(lián)用生化方法,如SBR、接觸氧化工藝,A/O工藝等,對(duì)化工廢水進(jìn)行深度處理。目前,本公司對(duì)處理化工廢水工藝的研究也趨向于采用多種方法的組合工藝。例如,采取內(nèi)電餌混凝沉淀—厭氧—好氧工藝處理醫(yī)藥廢水、采用大孔吸附樹(shù)脂吸附和厭氧—好氧生物處理—絮凝沉淀法處理有機(jī)化工廢水、采用絮凝—電餌法聯(lián)用處理廢水、采取臭氧一生物活性碳工藝去除水中有機(jī)污染物、采用的光催化氧化—內(nèi)電餌—SBR組合方法處理高濃化工廢水都取得了比較好的結(jié)果。不同的企業(yè)生產(chǎn)工藝及產(chǎn)品原料不同,所排污水水質(zhì)數(shù)據(jù)差別較大,化工污水處理工藝選擇通常都是根據(jù)水質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行選擇。