工業廢水處理介紹 |
| 2015-10-14 |
| 工業廢水(industrial wastewater ）包括生產廢水和生產污水，是指工業生產過程中產生的廢水和廢液，其中含有隨水流失的工業生產用料、中間產物、副產品以及生產過程中產生的污染物。生產過程中排出的水。 工業廢水-分類 按工業廢水中所含主要污染物的化學性質分類含無機污染物為主的無機廢水、含有機污染物為主的有機廢水、兼含有機物和無機物的混合廢水、重金屬廢水、含放射性物質的廢水和僅受熱污染的冷卻水。例如電鍍廢水和礦物加工過程的廢水是無機廢水，食品或石油加工過程的廢水是有機廢水。 按工業企業的產品和加工對象可分為造紙廢水、紡織廢水、制革廢水、農藥廢水、冶金廢水、煉油廢水等。 按廢水中所含污染物的主要成分可分為酸性廢水、堿性廢水、含酚廢水、含鉻廢水、含有機磷廢水和放射性廢水等。 工業廢水-污染 工業廢水造成的污染主要有有機需氧物質污染，化學毒物污染，無機固體懸浮物污染，重金屬污染，酸污染，堿污染，植物營養物質污染，熱污染，病原體污染等。許多污染物有顏色、臭味或易生泡沫，因此工業廢水常呈現使人厭惡的外觀。各種工業廢水的污染特征和廢水中的主要污染物如下。 工業廢水按所含的主要污染物性質，通常分為有機廢水、無機廢水、兼含有機物和無機物的混合廢水、重金屬廢水、含放射性物質的廢水和僅受熱污染的冷卻水。按產生廢水的工業部門，可分為造紙廢水、制革廢水、農藥廢水、電鍍廢水等。 工業廢水-特點 工業廢水的特點是水質和水量因生產工藝和生產方式的不同而差別很大。如電力、礦山等部門的廢水主要含無機污染物，而造紙和食品等工業部門的廢水，有機物含量很高，BOD5(五日生化需氧量)常超過2000毫克／升，有的達30000毫克／升。即使同一生產工序，生產過程中水質也會有很大變化，如氧氣頂吹轉爐煉鋼，同一爐鋼的不同冶煉階段，廢水的pH值可在4～13之間，懸浮物可在250～25000毫克／升之間變化。工業廢水的另一特點是：除間接冷卻水外，都含有多種同原材料有關的物質，而且在廢水中的存在形態往往各不相同，如氟在玻璃工業廢水和電鍍廢水中一般呈氟化氫(HF)或氟離子(F-)形態，而在磷肥廠廢水中是以四氟化硅(SiF4)的形態存在;鎳在廢水中可呈離子態或絡合態。這些特點增加了廢水凈化的困難。 工業廢水的水量取決于用水情況。冶金、造紙、石油化工、電力等工業用水量大，廢水量也大，如有的煉鋼廠煉 1噸鋼出廢水200～250噸。但各工廠的實際外排廢水量還同水的循環使用率有關。例如循環率高的鋼鐵廠，煉1噸鋼外排廢水量只有2噸左右。 工業廢水-處理原則 1、優先選用無毒生產工藝代替或改革落后生產工藝，盡可能在生產過程中杜絕或減少有毒有害廢水的產生。 2、在使用有毒原料以及產生有毒中間產物和產品過程中，應嚴格操作、監督，消除滴漏，減少流失，盡可能采用合理流程和設備。 3、含有劇毒物質廢水，如含有一些重金屬、放射性物質、高濃度酚、氰廢水應與其它廢水分流，以便處理和回收有用物質。 4、流量較大而污染較輕的廢水，應經適當處理循環使用，不宜排入下水道，以免增加城市下水道和城市污水處理負荷。 5、類似城市污水的有機廢水，如食品加工廢水、制糖廢水、造紙廢水，可排入城市污水系統進行處理。 6、一些可以生物降解的有毒廢水，如酚、氰廢水，應先經處理后，按答應排放標準排入城市下水道，再進一步生化處理。 7、含有難以生物降解的有毒廢水，應單獨處理，不應排入城市下水道。工業廢水處理的發展趨勢是把廢水和污染物作為有用資源回收利用或實行閉路循環。 工業廢水-處理方法 含酚廢水 含酚廢水主要來自焦化廠、煤氣廠、石油化工廠、絕緣材料廠等工業部門以及石油裂解制乙烯、合成苯酚、聚酰胺纖維、合成染料、有機農藥和酚醛樹脂生產過程。含酚廢水中主要含有酚基化合物，如苯酚、甲酚、二甲酚和硝基甲酚等。酚基化合物是一種原生質毒物，可使蛋白質凝固。水中酚的質量濃度達到0．1一0．2mg/L時，魚肉即有異味，不能食用;質量濃度增加到1mg/L，會影響魚類產卵，含酚5—10mg/L，魚類就會大量死亡。飲用水中含酚能影響人體健康，即使水中含酚質量濃度只有0.002mg／L，用氯消毒也會產生氯酚惡臭。通常將質量濃度為1000mg/L的含酚廢水．稱為高濃度含酚廢水，這種廢水須回收酚后，再進行處理。質量濃度小于1000mg/L的含酚廢水，稱為低濃度含酚廢水。通常將這類廢水循環使用，將酚濃縮回收后處理�；厥辗拥姆椒ㄓ腥軇┹腿》�、蒸汽吹脫法、吸附法、封閉循環法等。含酚質量濃度在300mg/L以下的廢水可用生物氧化、化學氧化、物理化學氧化等方法進行處理后排放或回收。 含汞廢水 含汞廢水主要來源于有色金屬冶煉廠、化工廠、農藥廠、造紙廠、染料廠及熱工儀器儀表廠等。從廢水中去除無機汞的方法有硫化物沉淀法、化學凝聚法、活性炭吸附怯、金屬還原法、離子交換法和微生物法等。一般偏堿性含汞廢水通常采用化學凝聚法或硫化物沉淀法處理。偏酸性的含汞廢水可用金屬還原法處理。低濃度的含汞廢水可用活性炭吸附法、化學凝聚法或活性污泥法處理，有機汞廢水較難處理，通常先將有機汞氧化為無機汞，而后進行處理。 各種汞化合物的毒性差別很大。元素汞基本無毒;無機汞中的升汞是劇毒物質，有機汞中的苯基汞分解較快，毒性不大;甲基汞進入人體很容易被吸收，不易降解，排泄很慢，特別是容易在腦中積累。毒性最大，如水俁病就是由甲基汞中毒造成的。 含油廢水 含油廢水主要來源于石油、石油化工、鋼鐵、焦化、煤氣發生站、機械加工等工業部門。廢水中油類污染物質，除重焦油的相對密度為1．1以上外，其余的相對密度都小于1。油類物質在廢水中通常以三種狀態存在。(1)浮上油，油滴粒徑大于100μm，易于從廢水中分離出來。(2)分散油．油滴粒徑介于10一100μm之間，懇浮于水中。(3)乳化油，油滴粒徑小于10μm，不易從廢水中分離出來。由于不同工業部門排出的廢水中含油濃度差異很大，如煉油過程中產生廢水，含油量約為150一1000mg/L，焦化廢水中焦油含量約為500一800mg/L，煤氣發生站排出廢水中的焦油含量可達2000一3000mg/L。因此，含油廢水的治理應首先利用隔油池，回收浮油或重油，處理效率為60%一80%，出水中含油量約為100一200mg/L;廢水中的乳化油和分散油較難處理，故應防止或減輕乳化現象。方法之一，是在生產過程中注意減輕廢水中油的乳化;其二，是在處理過程中，盡量減少用泵提升廢水的次數、以免增加乳化程度。處理方法通常采用氣浮法和破乳法。 重金屬廢水 重金屬廢水主要來自礦山、冶煉、電解、電鍍、農藥、醫藥、油漆、顏料等企業排出的廢水。廢水中重金屬的種類、含量及存在形態隨不同生產企業而異。由于重金屬不能分解破壞，而只能轉移它們的存在位置和轉變它們的物理和化學形態。例如，經化學沉淀處理后，廢水中的重金屬從溶解的離子形態轉變成難溶性化臺物而沉淀下來，從水中轉移到污泥中;經離子交換處理后，廢水中的重金屬離子轉移到離子交換樹脂上，經再生后又從離子交換樹脂上轉移到再生廢液中。因此，重金屬廢水處理原則是：首先，最根本的是改革生產工藝．不用或少用毒性大的重金屬;其次是采用合理的工藝流程、科學的管理和操作，減少重金屬用量和隨廢水流失量，盡量減少外排廢水量。重金屬廢水應當在產生地點就地處理，不同其他廢水混合，以免使處理復雜化。更不應當不經處理直接排入城市下水道，以免擴大重金屬污染。對重金屬廢水的處理，通�？煞譃閮深�;一是使廢水中呈溶解狀態的重金屬轉變成不溶的金屬化合物或元素，經沉淀和上浮從廢水中去除．可應用方法如中和沉淀法、硫化物沉淀法、上浮分離法、電解沉淀(或上浮)法、隔膜電解法等;二是將廢水中的重金屬在不改變其化學形態的條件下進行濃縮和分離，可應用方法有反滲透法、電滲析法、蒸發法和離子交換法等。這些方法應根據廢水水質、水量等情況單獨或組合使用。 含氰廢水 含氰廢水主要來自電鍍、煤氣、焦化、冶金、金屬加工、化纖、塑料、農藥、化工等部門。含氰廢水是一種毒性較大的工業廢水，在水中不穩定，較易于分解，無機氰和有機氰化物皆為劇毒性物質，人食入可引起急性中毒。氰化物對人體致死量為0．18，氰化鉀為0．12g，水體中氰化物對魚致死的質量濃度為0．04一0．1mg/L。含氰廢水治理措施主要有：(1)改革工藝，減少或消除外排含氰廢水，如采用無氰電鍍法可消除電鍍車間工業廢水。(2)含氰量高的廢水，應采用回收利用，含氰量低的廢水應凈化處理方可排放�；厥辗椒ㄓ兴峄貧狻獕A液吸收法、蒸汽解吸法等。治理方法有堿性氯化法、電解氧化法、加壓水解法、生物化學法、生物鐵法、硫酸亞鐵法、空氣吹脫法等。其中堿性氯化法應用較廣，硫酸亞鐵法處理不徹底亦不穩定，空氣吹脫法既污染大氣，出水又達不到排放標準．較少采用。 食品工業廢水 食品工業原料廣泛，制品種類繁多，排出廢水的水量、水質差異很大。廢水中主要污染物有(1)漂浮在廢水中固體物質，如菜葉、果皮、碎肉、禽羽等;(2)懸浮在廢水中的物質有油脂、蛋白質、淀粉、膠體物質等;(3)溶解在廢水中的酸、堿、鹽、糖類等：(4)原料夾帶的泥砂及其他有機物等;(5)致病菌毒等。食品工業廢水的特點是有機物質和懸浮物含量高，易腐敗，一般無大的毒性。其危害主要是使水體富營養化，以致引起水生動物和魚類死亡，促使水底沉積的有機物產生臭味，惡化水質，污染環境。食品工業廢水處理除按水質特點進行適當預處理外，一般均宜采用生物處理。如對出水水質要求很高或因廢水中有機物含量很高，可采用兩級曝氣池或兩級生物濾池，或多級生物轉盤．或聯合使用兩種生物處理裝置，也可采用厭氧—需氧串聯的生物處理系統。 造紙工業廢水 造紙廢水主要來自造紙工業生產中的制漿和抄紙兩個生產過程。制漿是把植物原料中的纖維分離出來，制成漿料，再經漂白;抄紙是把漿料稀釋、成型、壓榨、烘干，制成紙張。這兩項工藝都排出大量廢水。制漿產生的廢水，污染最為嚴重。洗漿時排出廢水呈黑褐色，稱為黑水，黑水中污染物濃度很高，BOD高達5—40g/L，含有大量纖維、無機鹽和色素。漂白工序排出的廢水也含有大量的酸堿物質。抄紙機排出的廢水，稱為白水，其中含有大量纖維和在生產過程中添加的填料和膠料。造紙工業廢水的處理應著重于提高循環用水率，減少用水量和廢水排放量，同時也應積極探索各種可靠、經濟和能夠充分利用廢水中有用資源的處理方法。例如浮選法可回收白水中纖維性固體物質，回收率可達95%，澄清水可回用;燃燒法可回收黑水中氫氧化納、硫化鈉、硫酸鈉以及同有機物結合的其他鈉鹽。中和法調節廢水pH值;混凝沉淀或浮選法可去除廢水中懸浮固體;化學沉淀法可脫色;生物處理法可去除BOD，對牛皮紙廢水較有效;濕式氧化法處理亞硫酸紙漿廢水較為成功。此外，國內外也有采用反滲透、超過濾、電滲析等處理方法。 印染工業廢水 印染工業用水量大，通常每印染加工1t紡織品耗水100一200t．其中80%一90%以印染廢水排出。常用的治理方法有回收利用和無害化處理�；厥绽茫�(1)廢水可按水質特點分別回收利用，如漂白煮煉廢水和染色印花廢水的分流，前者可以對流洗滌．一水多用，減少排放量;(2)堿液回收利用，通常采用蒸發法回收，如堿液量大，可用三效蒸發回收，堿液量小，可用薄膜蒸發回收;(3)染料回收．如士林染料可酸化成為隱巴酸，呈膠體微粒．懸浮于殘液中，經沉淀過濾后回收利用。無害化處理可分：(1)物理處理法有沉淀法和吸附法等。沉淀法主要去除廢水中懸浮物;吸附法主要是去除廢水中溶解的污染物和脫色。(2)化學處理法有中和法、混凝法和氧化法等。中和法在于調節廢水中的酸堿度，還可降低廢水的色度;混凝法在于去除廢水中分散染料和膠體物質;氧化法在于氧化廢水中還原性物質，使硫化染料和還原染料沉淀下來。(3)生物處理法有活性污泥、生物轉盤、生物轉筒和生物接觸氧化法等。為了提高出水水質，達到排放標準或回收要求．往往需要采用幾種方法聯合處理。 染料生產廢水 染料生產廢水含有酸、堿、鹽、鹵素、烴、胺類、硝基物和染料及其中間體等物質，有的還含有吡啶、氰、酚、聯苯胺以及重金屬汞、鎘、鉻等。這些廢水成分復雜．具有毒性，較難處理。因此染料生產廢水的處理．應根據廢水的特性和對它的排放要求．選用適當的處理方法。例如：去除固體雜質和無機物，可采用混凝法和過濾法;去除有機物和有毒物質主要采用化學氧化法、生物法和反滲透法等;脫色一般可采用混凝法和吸附法組成的工藝流程，去除重金屬可采用離子交換法等。 化學工業廢水 化學工業廢水主要來自石油化學工業、煤炭化學工業、酸堿工業、化肥工業、塑料工業、制藥工業、染料工業、橡膠工業等排出的生產廢水�；U水污染防治的主要措施是：首先應改革生產工藝和設備，減少污染物，防止廢水外排，進行綜合利用和回收;必須外排的廢水，其處理程度應根據水質和要求選擇。一級處理主要分離水中的懸浮固體物、膠體物、浮油或重油等�？刹捎盟|水量調節、自然沉淀、上浮和隔油等方法。二級處理主要是去除可用生物降解的有機溶解物和部分膠體物，減少廢水中的生化需氧量和部分化學需氧量，通常采用生物法處理。經生物處理后的廢水中，還殘存相當數量的COD，有時有較高的色、嗅、味，或因環境衛生標準要求高，則需采用三級處理方法進一步凈化。三級處理主要是去除廢水中難以生物降解的有機污染物和溶解性無機污染物。常用的方法有活性炭吸附法和臭氧氧化法，也可采用離子交換和膜分離技術等。各種化學工業廢水可根據不同的水質、水量和處理后外排水質的要求，選用不同的處理方法。 酸堿廢水 酸性廢水主要來自鋼鐵廠、化工廠、染料廠、電鍍廠和礦山等，其中含有各種有害物質或重金屬鹽類。酸的質量分數差別很大，低的小于1%，高的大于10%。堿性廢水主要來自印染廠、皮革廠、造紙廠、煉油廠等。其中有的含有機堿或含無機堿。堿的質量分數有的高于5%，有的低于1%。酸堿廢水中，除含有酸堿外，常含有酸式鹽、堿式鹽以及其他無機物和有機物。酸堿廢水具有較強的腐蝕性，需經適當治理方可外排。治理酸堿廢水一股原則是：(1)高濃度酸堿廢水，應優先考慮回收利用，根據水質、水量和不同工藝要求，進行廠區或地區性調度，盡量重復使用：如重復使用有困難，或濃度偏低，水量較大，可采用濃縮的方法回收酸堿。(2)低濃度的酸堿廢水，如酸洗槽的清洗水，堿洗槽的漂洗水，應進行中和處理。 對于中和處理，應首先考慮以廢治廢的原則。如酸、堿廢水相互中和或利用廢堿(渣)中和酸性廢水，利用廢酸中和堿性廢水。在沒有這些條件時，可采用中和劑處理。 選礦廢水 選礦廢水具有水量大，懸浮物含量高，含有害物質種類較多的特點。其有害物質是重金屬離子和選礦藥劑。重金屬離子有銅、鋅、鉛、鎳、鋇、鎘以及砷和稀有元素等。在選礦過程中加入的浮選藥劑有如下幾類：(1)捕集劑．如黃藥(RocssMe)、黑藥[(RO)2PSSMe]、白藥[CS(NHC6H5)2];(2)抑制刑，如氰鹽(KCN，NaCN)、水玻璃(Na2SiO3);(3)起泡劑，如松節油、甲酚(C6H4CH30H);(4)活性刑，如硫酸銅(CuS04)、重金屬鹽類;(5)硫化劑，如硫化鈉;(6)礦槳調節劑，如硫酸、石灰等。選礦廢水主要通過尾礦壩可有效地去除廢水中懸浮物，重金屬和浮選藥劑含量也可降低。如達不到排放要求時，應作進一步處理，常用的處理方法有：(1)去除重金屬可采用石灰中和法和焙燒白云石吸附法;(2)主除浮選藥劑可采用礦石吸附法、活性炭吸附法;(3)含氰廢水可采用化學氧化法。 冶金廢水 冶金廢水的主要特點是水量大、種類多、水質復雜多變。按廢水來源和特點分類，主要有冷卻水、酸洗廢水、洗滌廢水(除塵、煤氣或煙氣)、沖渣廢水、煉焦廢水以及由生產中凝結、分離或溢出的廢水等。冶金廢水治理發展的趨向是：(1)發展和采用不用水或少用水及無污染或少污染的新工藝、新技術，如用干法熄焦，煉焦煤預熱，直接從焦爐煤氣脫硫脫氰等;(2)發展綜合利用技術，如從廢水廢氣中回收有用物質和熱能，減少物料燃料流失，(3)根據不同水質要求，綜合平衡，串流使用，同時改進水質穩定措施，不斷提高水的循環利用率;(4)發展適合冶金廢水特點的新的處理工藝和技術，如用磁法處理鋼鐵廢水．具有效率高，占地少，操作管理方便等優點。 工業廢水-處理技術 氧化還原法 廢水氧化還原法：把溶解于廢水中的有毒有害物質，經過氧化還原反應，轉化為無毒無害的新物質，這種廢水的處理方法稱為廢水的氧化還原法。在氧化還原反應中，有毒遇害物質有時是作為還原劑的，這是需要外加氧化劑如空氣、臭氧、氯氣、漂白粉、次氯酸鈉等。當有毒有害物質作為氧化劑時，需要外加還原劑如硫酸亞鐵、氯化亞鐵、鋅粉等。如如果通電電解，則電解時陽極是一種氧化劑，陰極是一種還原劑。 一、藥劑氧化 廢水中的有毒有害物質為還原性物質，向其中投加氧化助劑，將有毒有害物質氧化成無毒或毒性較小的新物質，此種方法稱為藥劑氧化法。在廢水處理中用的最多的藥劑氧化法是氯氧化法，即投加的藥劑為含氯氧化物如液氯、漂白粉等，其基本原理都是利用產生的次氯酸根的強氧化作用。 氯氧化法常用來處理含氰廢水，國內外比較成熟的工藝是堿性氯氧化法。在堿性氯氧化法處理反應中，pH值小于8.5則有放出劇毒物質氯化氰的危險，一般工藝條件為：廢水pH值大于11，當氰離子濃度高于100mg/L時，最好控制在pH=12～13。在此情況下，反應可在10～15min內完成，實際采用的20～30min。該處理方法的缺陷是雖然氫酸鹽毒性低，僅為氰的千分之一。但產生的氰酸鹽離子易水解生成氨氣。因此，需讓次氯酸將氰酸鹽離子進一步氧化成氮氣和二氧化碳，消除氰酸鹽對環境的污染同時進一步氧化殘余的氯化氰。在進一步氧化氰酸鹽的過程中，pH值值控制是至關重要的。pH值大于12，則反應停止，pH值7.5～8.0，用硫酸調節pH值，反應過程適當攪拌以加速反應的完全進行。 二、臭氧氧化 臭氧氧化法是利用臭氧的強氧化能力，使污水(或廢水）中的污染物氧化分解成低毒或無毒的化合物，使水質得到凈化。它不僅可降低水中的BOD、COD，而且還可起脫色、除臭、除味、殺菌、殺藻等功能，因而，該處理方法愈來愈受到人們重視。 三、藥劑還原與金屬還原 藥劑還原法是利用某些化學藥劑的還原性，將廢水中的有毒有害物質還原成低毒或無毒的化合物的一種水處理方法。常見的例子是用硫酸亞鐵處理含鉻廢水。亞鐵離子起還原作用，在酸性條件下(pH值=2～3），廢水中六價鉻主要以重鉻酸根離子形式存在。六價鉻被還原成三價鉻，亞鐵離子被氧化成鐵離子，需再用中和沉淀法將三價鉻沉淀。沉淀的污染物是鉻氫氧化物和鐵氫氧化物的混合物，需要妥善處理，以防二次污染。該工藝流程包括集水、還原、沉淀、固液分離和污泥脫水等工序，可連續操作，也可間歇操作。 金屬還原法是向廢水中投加還原性較強的金屬單質，將水中氧化性的金屬離子還原成單質金屬析出，投加的金屬則被氧化成離子進入水中。此種處理方法常用來處理含重金屬離子的廢水，典型例子是鐵屑還原處理含汞廢水。其中鐵屑還原效果與水中pH值有關，當水中pH值較低時，鐵屑還會將廢水中氫離子還原成氫氣逸出，因而，當廢水的pH值較低時，應調節后再處理。反應溫度一般控制在20℃～30℃。
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