隨著工(gōng)業(yè)的迅速發展,廢水的種類和數量迅猛增加,對水體的汙染也日趨廣泛和嚴(yán)重,威脅人類的健康(kāng)和安全。因此,對於保護環(huán)境來說,工業廢水的處理比城市汙水的處理更為重(chóng)要。而在工業汙水中,COD的降低(dī)是一個(gè)重要問題,那(nà)麽工業汙水COD降低不了該(gāi)怎麽辦呢?一起來看(kàn)看吧。
工業汙水特點:
(1)排放量大,汙染範圍廣(guǎng),排放方式複雜。
(2)汙染物種類繁多,濃度波動幅度大。
(3)汙(wū)染物質毒性(xìng)強,危害大。
(4)汙染物排放(fàng)後遷移變化規律差異大。
(5) 恢複比較(jiào)困難。
工業汙水COD降低的方(fāng)法
1、物(wù)理法(fǎ)
添加絮凝劑
一般是在廢水中加入絮凝劑,然後(hòu)利用格柵或其它物理隔柵(shān)工具把一部分汙(wū)染物(wù)處理下來,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(tǔ)等活性吸附材(cái)料,吸附處理汙水裏(lǐ)的顆粒有機物、色度。可以作為前處理,降低比較容易處理的COD。
2、電化學(xué)法(fǎ)去除COD
電化學法處理廢水的實質,就是(shì)直接或間接的利用電解作用,把水中汙染物去除,或把有毒物質變成無毒或(huò)低毒物質。
3、微生物法去除COD
生物法是靠微(wēi)生物酶來氧化或(huò)還(hái)原有機物分子,破壞(huài)其不飽(bǎo)和鍵及發色基團,從而(ér)達到處理目的(de)的一種廢水處理方法。
常用(yòng)工業廢(fèi)水(shuǐ)處理方法(18種主流技術)
1、多效蒸發結晶技術
在工業含鹽廢水的處理過程(chéng)中,工(gōng)業含鹽廢水進入低溫多效濃縮結晶裝置,經過3—6效蒸發冷凝的濃(nóng)縮結晶過程,分離為淡化水(淡化(huà)水可能含有微量低沸點有機物)和濃縮晶漿廢液;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(fèi)渣;不(bú)能結晶的有機物濃縮廢液可(kě)采用(yòng)滾筒蒸(zhēng)發器,形成固態(tài)廢渣(zhā),焚燒處理;淡化水可返回生產係統替代軟化(huà)水加(jiā)以利用。
低溫(wēn)多(duō)效蒸發濃縮結晶係統不僅可以應用於化工生產(chǎn)的濃縮過程和結晶過程(chéng),還可以應用於工業含(hán)鹽廢水的蒸發(fā)濃(nóng)縮結晶處理過程(chéng)中。
多效蒸發流程(chéng)隻在*效使用了蒸(zhēng)汽,故節約了蒸汽的需要量,有(yǒu)效地利用了二次蒸汽(qì)中的熱量,降低了生產成本,提高了經濟效益(yì)。
2、生(shēng)物法
生物處理是目前廢水處理*常用的方法之一(yī),它具有應用範(fàn)圍廣、適應性強、經濟高效無害等特點。一般情(qíng)況下,常用的生物法有傳統活性汙(wū)泥法和(hé)生物接觸氧化法兩種。
(1)傳統活性汙泥法
活性汙泥法是一(yī)種汙水的好氧生物處理法,目前是(shì)處(chù)理(lǐ)城(chéng)市汙水*廣(guǎng)泛使用的方法。它能從汙水中去除溶解性的和膠體狀態的可生化有機(jī)物以及能被活性(xìng)汙泥(ní)吸附的懸浮固體和其他一些物(wù)質,同時(shí)也能去除一部分磷素和氮素。
活性汙泥法去除率(lǜ)高,適用於處理水質要求高而水質比較穩定(dìng)的廢水。但是不善於適應水質的變化,供氧不能得到充分利用(yòng);空氣供應沿池水平均分布,造成前(qián)段(duàn)氧量不足後段氧量過剩;曝氣結(jié)構龐(páng)大,占地麵積大。
(2)生物接(jiē)觸氧化法
生物接觸氧化法是主要利(lì)用附著生長於某些固體物表麵的微生物(即生物膜(mó))進行有機汙水處理的方法。
生物接觸(chù)氧化(huà)法是一種浸沒生物膜法,是生物濾池和曝氣池的綜合體,兼有活性汙泥法和(hé)生物膜法的特點,在水處理過(guò)程(chéng)中有很好的效果。
生物接觸氧(yǎng)化法有較高的容積負荷,對衝擊負荷(hé)有較強的適應能力;汙泥生成量少(shǎo),運行管理簡便,操作簡單,耗能低,經濟高效;具有活性汙泥法的優點,生物活性(xìng)高(gāo),淨化效果好,處理效率高,處理(lǐ)時間短,出水水質好而穩定;能分解其它生物處理難分解的物質,具有脫氧除磷的作用,可作為三級(jí)處(chù)理技術。
3、SBR工藝
SBR是序批式活性汙泥法(SequencingBatchReactor)的縮寫,作為一種間歇運(yùn)行的廢水(shuǐ)處理工藝,近年來在國內外被引起廣泛重視和研(yán)究的一種(zhǒng)汙水處理技術。
SBR的工作程序是由流入、反(fǎn)應(yīng)、沉澱、排放和閑(xián)置五個程序組成。汙水在(zài)反(fǎn)應器(qì)中按序列、間歇地進入每個反應工序,每個(gè)SBR反應器的運行操作在時間上也是按次序排列間歇運行的。
SBR法具有以下特點:工藝(yì)簡單,占地麵積(jī)小、設備少(shǎo)、節省投資。理想的推流過程使生化反應推力(lì)大、處理效率高、運行方式靈活、可以除磷脫氮、汙泥(ní)活性高,沉降性能好、耐衝擊負(fù)荷,處理能力(lì)強。
雖然法SBR以上(shàng)優點,但也有(yǒu)一定的局限(xiàn)性,如進水流量大,則需要(yào)調節反應係統(tǒng),從而增大(dà)投資;而對出水(shuǐ)水質有特殊(shū)要求,如脫氮除磷等還(hái)需要對工藝進行適當改進(jìn)。
4、MBR工藝
MBR是一種將高效膜分離技術與傳統活性汙泥法相(xiàng)結(jié)合的(de)新型高效汙水處理(lǐ)工藝,它用具有獨特結構的MBR平片膜組件(jiàn)置於曝氣池中,經過好氧曝氣和生物處理(lǐ)後(hòu)的水,由泵通過(guò)濾膜過濾後抽出。
MBR工藝(yì)設(shè)備緊湊(còu),占地少;出水水(shuǐ)質優質穩定,有機物去除效率高;剩餘汙(wū)泥產量少,降低了生產成本;可去除氨氮及難降解有機物;易於(yú)從(cóng)傳(chuán)統(tǒng)工(gōng)藝進行改造(zào)。但是,膜造價高,使膜生物反應器的基建投資高於傳統汙水處理(lǐ)工藝;膜汙染容易出現,給操作(zuò)管理帶來不便;能耗高,工藝要求高。
5、電解工藝
在(zài)高鹽度條件下,廢水具有較高的導電性,這一特點(diǎn)為電化學法(fǎ)在高鹽(yán)度有機廢水處理方麵提供了良好的(de)發展空間。
高鹽廢水在電解池中發生一係列(liè)氧化還原反應,生成(chéng)不溶於水的物質,經過沉澱(或氣浮)或直接氧化還原為無害氣體除去,從而降低COD。
溶液中的氯(lǜ)化(huà)鈉電解(jiě)時,在陽極上所生成的氯氣,有一部分溶解在(zài)溶(róng)液中發生次級反應而(ér)生成次(cì)氯(lǜ)酸鹽和(hé)氯酸鹽,對溶液起漂白(bái)作用(yòng)。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(wéi)電化學理論的局限性,高耗能,電(diàn)力缺乏(fá)等問題,目(mù)前電解處理高鹽廢水工藝還是處於研究階段。
6、離子交換法
離子交(jiāo)換(huàn)是一個(gè)單元操作過程,在這個過程中,通常涉(shè)及到溶(róng)液(yè)中的離子與不溶性聚合物(含有固定(dìng)陰離子或(huò)陽離子)上的反離子之間的交換反(fǎn)應。
采用離子交換法時,廢水(shuǐ)*先經過陽離子交換柱,其中帶正電荷的離子(Na+等)被H+置換而滯留在交(jiāo)換柱內;之後,帶負電荷的離(lí)子(zǐ)(CI-等)在陰離子交換柱中被OH-置換,以(yǐ)達到除鹽的目的。
但該法一個主要問題是廢水中的固體懸浮物會堵塞樹脂而失去效果,還(hái)有就是離子交換樹脂的再(zài)生需要高昂(áng)的費用且交換下來的廢物很難處(chù)理。
7、膜分離法
膜分離技術是利用膜對(duì)混合物中各組分選擇透過性(xìng)能的差異來分離、提(tí)純(chún)和濃縮目(mù)標物質的新型分離技術。
目前常(cháng)用的膜技術有超濾、微濾、電滲析及反滲(shèn)透。其中的超濾、微濾用於工(gōng)業廢水的處理時,不能有(yǒu)效去(qù)除汙水中的鹽分(fèn),但可(kě)以有效截(jié)留懸浮固體(SS)及膠體COD;電(diàn)滲析(electrodialysis)和反相滲透(RO)技術是*有效和*常用的脫鹽技術。
限製膜技術工程應用推廣的主要難點是膜的造價高、壽命短、易受汙染和結垢堵塞等。伴隨著膜生產技術的發展,膜技術將在廢水處理領域得到(dào)越來越多的(de)應用。
8、鐵(tiě)碳微電(diàn)解處理技術
鐵碳微鐵碳微電解法是(shì)利用Fe/C原電池反應原理對廢水進行處理的良好工藝,又稱(chēng)內電解(jiě)法、鐵(tiě)屑過濾法等。鐵炭微電解法是(shì)電化學的(de)氧化還原、電(diàn)化學電(diàn)對對(duì)絮體的電(diàn)富集作用、以及電化學反應(yīng)產物的凝聚、新生絮體的吸附和床層過濾等作用的綜(zōng)合效應,其中(zhōng)主要是氧化還原和電附集及凝聚作(zuò)用。
鐵屑浸沒在含大量電解質的廢水中時(shí),形成無數個微小的原電池,在鐵屑中加入焦炭(tàn)後,鐵屑與(yǔ)焦炭粒接觸進一步形成(chéng)大原電池,使鐵屑在受到微原(yuán)電池腐蝕的基礎上,又受到大(dà)原電池的腐蝕,從而加快了電化學反應的進行(háng)。
此(cǐ)法具有適用範圍廣、處理效果好、使用壽命長、成本低廉及操作維護方便等諸多優點,並使用廢鐵屑為原料(liào),也不需消耗電力資源,具有“以廢治廢”的意義。目前(qián)鐵炭微電解技術已經廣泛應用於印染、農藥(yào)/製藥、重金屬(shǔ)、石油(yóu)化工及油分等廢水(shuǐ)以及垃圾滲濾液處理,取得了良好的效果(guǒ)。
9、Fenton及類Fenton氧化法
典(diǎn)型的Fenton試劑是由(yóu)Fe2+催化(huà)H2O2分解產(chǎn)生˙OH,從而(ér)引發有機(jī)物的氧化降(jiàng)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、可見光等引入Fenton體係,並研究采用其他過渡金屬替代Fe2+,這些方法可顯著增(zēng)強Fenton試劑對有機物的氧化降解能力,減少(shǎo)Fenton試劑的(de)用(yòng)量,降低處理成本(běn),統稱(chēng)為類(lèi)Fenton反應。
Fenton法反應(yīng)條件溫(wēn)和,設備較為簡單,適用範圍(wéi)廣;既可作為單獨處理技術應用,也可(kě)與其他方法聯用,如與(yǔ)混凝沉澱法、活性碳法、生物處理(lǐ)法等聯用,作為難降解有(yǒu)機廢水的預處理或深度處理方法。
10、臭氧(yǎng)氧化
臭氧是一種強氧化劑,與還原態汙染物反應時(shí)速度快,使用方便,不產生二次汙染,可用於(yú)汙水的(de)消毒、除色、除臭、去除有機物和降低COD等。單獨使用臭氧氧化法造價高、處理成本昂貴,且其氧(yǎng)化反應具(jù)有(yǒu)選擇性,對某些鹵代烴(tīng)及農藥等氧化效果比較差。
為此,近年來發展了旨(zhǐ)在提高臭氧氧(yǎng)化效率的相關組合技術,其中UV/O3、H2O2/O3、UV/H2O2/O3等組合方式不僅可提高氧化(huà)速率和效率,而且能夠(gòu)氧化臭氧單獨作用時(shí)難以(yǐ)氧化降解(jiě)的有機物。由於臭氧在(zài)水中的溶解度較低,且臭(chòu)氧產生效率低、耗能大,因此增大臭氧在水中的溶解度、提高臭氧的利用率、研製(zhì)高效低能耗的臭氧發生裝置成為研究的主要方向。
11、磁分離技術
磁分離技術是近年來發展的(de)一種新型的利用廢水中雜質顆粒的磁(cí)性進行(háng)分離的(de)水處理技術。對於水中非磁性或弱磁性的顆粒(lì),利用磁性接種技術可使它們具有磁性。
磁分離技(jì)術(shù)應用於廢水(shuǐ)處理有三種方法:直接磁分離法、間接磁分離法(fǎ)和微(wēi)生物(wù)—磁(cí)分離法(fǎ)。
目前研究的磁性化技術主要包括(kuò)磁性團(tuán)聚技術、鐵鹽共沉技術(shù)、鐵粉法(fǎ)、鐵氧體法等,具(jù)有代表性的磁分離設備是圓盤磁分離器和(hé)高(gāo)梯度磁過濾器。目前磁分(fèn)離技術還處於實驗室研究階(jiē)段,還不能應用於(yú)實際工程實踐。
12、等離子水處理技術
低溫等離子(zǐ)體水處理技術,包括高壓脈衝放電等(děng)離子(zǐ)體水處理技(jì)術和輝光放(fàng)電等離子體水處理技術,是利用放電直接在水溶液中產生等離子體,或者將氣體放電等離子體中的活性粒子引入水中,可使水中的汙染(rǎn)物徹底氧化、分解。
水溶液中的直接(jiē)脈衝(chōng)放電可(kě)以在(zài)常溫常壓(yā)下操作,整個放電過程中無需加入催化劑就可以在水溶液中產生原位的化學(xué)氧化性物種氧化(huà)降解有機(jī)物,該項技術對低濃度有機物的處理經(jīng)濟且有效。
此外(wài),應用脈衝放電等離子體水處理技術的反應器形(xíng)式可以靈活調整,操(cāo)作過程簡單,相應的維護費用也較低。受放電(diàn)設備的限(xiàn)製,該工藝(yì)降解有機物的能量利用率較低,等離子體技術在(zài)水處理中的應用還處在研發(fā)階段。
13、電(diàn)化學(催化)氧化
電化學(催化)氧化技術通過陽極反應直接降解有機(jī)物,或(huò)通過陽極反應產生羥基(jī)自由基(˙OH)、臭氧等氧化劑降解有機物。
電化學(催化)氧化包括二維和三維電極體係。由於三維電極體係的微電(diàn)場電解作用,目前備受推崇。三維電極是在傳統的二維電解槽的電極間裝填粒狀或其他碎屑狀工作電極材料,並使裝填的材料表麵帶電(diàn),成為第三極,且在工作(zuò)電極材料(liào)表麵能發生電化學反應。
與二維平(píng)板電極(jí)相比,三維電極具有很大的(de)比(bǐ)表麵,能(néng)夠增加電解槽的麵體比,能以較低電流密度提供較大的電流強度,粒子間距小而物質傳質速度高(gāo),時空轉換效率高,因此電流效率高、處理效果好。三維電極(jí)可用於處理生(shēng)活汙水,農(nóng)藥、染料、製藥、含酚廢水(shuǐ)等難降解有機廢水,金屬離子,垃圾滲濾液等。
14、輻射技術
20世紀70年代(dài)起,隨著大型鈷源和(hé)電子加速器技術的發展,輻射技術應用中的輻射源問題逐步得到改善。利用(yòng)輻射技(jì)術處理廢水中汙染物的研究(jiū)引起了各國的關注和重(chóng)視。
與傳統的化學氧化相比,利用輻射技術處理汙染物,不需加入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(gāo)、反應速度快、汙染物(wù)降解(jiě)徹底等優點。而且,當電離輻(fú)射與氧(yǎng)氣、臭(chòu)氧等(děng)催化氧化手段聯合使用時,會產生“協同效應”。因此,輻射技術處理(lǐ)汙染物是一種清潔的、可持續利用的技術,被國際原子能(néng)機構列為21世紀和平利(lì)用原子能的主要研究方向。
15、光化學催化氧化
光化學催化氧化技術是在光化學氧化的基礎上發展起來的(de),與光化學法相比,有更強的氧化能力,可使有機汙染物更徹底地降解。光化學催化(huà)氧化是在(zài)有催化(huà)劑的條件下的光化學降解,氧化劑在光的輻射下產生氧化能力較強的自由基。
催化劑有TiO2、ZnO、WO3、CdS、ZnS、SnO2和Fe3O4等。分為均相和非均相兩種類型,均(jun1)相光催化(huà)降解是以Fe2+或Fe3+及H2O2為介質,通過光助-Fenton反應產生(shēng)羥基自(zì)由基使汙染物得到降解;非均相催化降解是在汙染體係中投入一定(dìng)量的光敏半導體材料,如TiO2、ZnO等,同時結合光輻射,使(shǐ)光敏半導體在光的(de)照射下激發產生電子—空(kōng)穴對,吸附在半導體上(shàng)的溶解(jiě)氧、水分子等與電子—空穴作用,產生˙OH等氧化能力(lì)極強的自由基。TiO2光催化氧化技術在氧化(huà)降解水中(zhōng)有機汙染物,特別是難降解有機汙染物時有(yǒu)明顯的優勢。
16、超臨界水氧化(scwo)技術
SCWO是以超臨界水為介質,均(jun1)相(xiàng)氧化分解有機(jī)物。可以在短時間內將有機汙染(rǎn)物分解為(wéi)CO2、H2O等無機小分子,而(ér)硫、磷和(hé)氮原子分別轉化成硫酸鹽、磷酸鹽、硝酸(suān)根和亞硝(xiāo)酸根離子或氮氣。美國把SCWO法列為能(néng)源與環境領域*有前途(tú)的廢(fèi)物處理技術。
SCWO反應速率快、停留時間短;氧化效率高,大部分有機物處理率可達(dá)99%以上;反(fǎn)應器結構簡單,設備體(tǐ)積小;處理範(fàn)圍廣,不僅可以用於(yú)各種有毒(dú)物質、廢水、廢物的處理,還可以用於分解有機化(huà)合物;不需外界供熱,處理成本低;選擇性(xìng)好,通過調節溫度與壓力,可以改變(biàn)水的密度、粘度、擴(kuò)散係數等物化特性,從而改變其對有機物的溶解性能,達到選擇性地控製反應(yīng)產物的目的。
超臨界氧(yǎng)化法在美國、德國、瑞(ruì)典(diǎn)、日本等歐美*已經有了工藝應用,但中(zhōng)國的(de)研究起(qǐ)步較(jiào)晚,還處於實驗室(shì)研究階段。
17、濕式(shì)(催化)氧化
濕式(催化)氧化法是在(zài)高溫(150~350℃)、高壓(0.5~20MPa)、催化劑作用下,利用O2或空(kōng)氣作為氧化劑(jì)(添加(jiā)催化劑),(催化)氧化水中呈溶解(jiě)態或懸浮態的有機物或還原態的無機物,達到去除汙染物的目的。
濕式空氣(催化)氧化法可應用於城市汙泥和丙烯腈、焦化、印染等工業廢水及含(hán)酚、氯烴、有機磷、有機(jī)硫化合物的(de)農藥廢(fèi)水的處理。
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學過程。超聲波不僅可以改(gǎi)善(shàn)反應條件(jiàn),加快反應速度(dù)和提高反(fǎn)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、超臨界氧化等多(duō)種水處理技術(shù)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(shuǐ)中毒性高、難降解的有機(jī)汙染物,加快有機(jī)汙染物的降解(jiě)速度,實現工業廢水汙染(rǎn)物的無害化,避(bì)免二次汙染的(de)影響上具有重要意(yì)義。