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污水处理技术篇:全面解析工业废水的处理方法

  工业废水

  工业废水是指工业出产过程中产生的废水、污水和废液,此中含有随水流失的工业出产用料、中间产物和产品以及出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处理更为重要。

  工业废水分类

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  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。

  工业废水处理的基本原则

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  1优先选用无毒出产工艺代替或改革落后出产工艺,尽可能在出产过程中杜绝或减少有毒有害废水的产生。

  2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。

  3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。

  4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。

  5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。

  6一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。

  7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。

  废水处理方法

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  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

  工业废水特点及其处理方法

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  食品工业废水

  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,易腐败,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。

  造纸工业废水

  造纸废水主要来自造纸工业出产中的制浆和抄纸两个出产过程。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,此中含有大量纤维和在出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。

  工业废水传统处理方法分类

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  按实施方法分类

  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。

  1. 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。离子态的污染物可抉择离子交换法、电解法、电渗析法、离子吸附法、离子浮选法进行处理。分子态污染物可抉择萃取法、结晶法、精馏法、吸附法、浮选法、反渗透法、蒸发法进行处理。胶体污染物可抉择混凝法、气浮法、吸附法、过滤法进行处理。悬浮物污染物可抉择重力分离法、离心分离法、磁力分离法、筛滤法、气浮法进行处理。

  2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。

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  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

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  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~l500m。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,操作打点方便。因此,水处理中较多采用颗粒状活性炭[3]。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

  在工业出产中,金银的湿法提取、化学纤维的出产、炼焦、合成氨、电镀、煤气出产等行业均要使用氰化物或副产氰化物,出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40mg/L降至12mg/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。尝试证明: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1mg/L,高时可达2~3mg/L),然后再用活性炭作进一步处理。