隨著工業的迅速發展,廢(fèi)水的種類和數量迅猛增加,對水體的汙染也日趨廣泛和嚴重,威脅人類的健康和安全(quán)。因此,對於保護環境來說,工業廢水的處理比城市汙水的處理(lǐ)更為重(chóng)要。而在工業(yè)汙水中,COD的降低是(shì)一個重要(yào)問題,那麽(me)工業(yè)汙水COD降(jiàng)低不了該怎麽辦呢?一起來看看(kàn)吧。
工業(yè)汙水特(tè)點(diǎn):
(1)排(pái)放量大,汙染(rǎn)範圍廣(guǎng),排放方式複雜。
(2)汙染物種類(lèi)繁多,濃度波動幅度大。
(3)汙染物質毒性強,危害大。
(4)汙染物排放後遷移變化規律差異大。
(5) 恢複比較困難。
工業汙水COD降低的方法
1、物理(lǐ)法
添加絮凝劑
一般是在廢水中加入絮凝劑,然後利用格柵或其它物理(lǐ)隔柵工具把一部分汙染物處理下來,帶走一部分有機物。
吸附法去除COD:
可以(yǐ)通過活性炭、大孔(kǒng)樹脂、膨(péng)潤土(tǔ)等活性吸附材料,吸附(fù)處理汙水裏的顆粒有機物、色度。可以作為前處理,降低比較容易處理的COD。
2、電化學(xué)法去除COD
電化學法處理廢水的實質(zhì),就是直接或(huò)間接(jiē)的利用電解作用,把水中汙染物去除,或把有毒物質變成無(wú)毒(dú)或低毒物質。
3、微生物法去(qù)除COD
生物法是靠微生物酶(méi)來氧化或還(hái)原有機物分子,破壞其不飽和鍵及發色基團,從而達到處理目的的(de)一種廢水處理方法。
常用工業廢水處(chù)理方法(18種主流技術)
1、多效(xiào)蒸發結晶(jīng)技術
在工業含鹽廢水(shuǐ)的處(chù)理過程中,工(gōng)業含鹽廢水進入(rù)低溫多效濃縮結(jié)晶裝置,經過3—6效蒸發冷凝的(de)濃縮(suō)結晶(jīng)過程,分離為淡化水(淡化水(shuǐ)可能含有微量低沸點有機物)和濃縮晶漿廢液;無(wú)機鹽和部分有機物可結晶分(fèn)離出來,焚燒處(chù)理為無機鹽廢渣;不(bú)能結晶的有機物濃(nóng)縮廢(fèi)液(yè)可采用滾(gǔn)筒蒸發器,形成固態廢渣(zhā),焚(fén)燒(shāo)處理;淡化水可返(fǎn)回生產係(xì)統(tǒng)替代軟化水加以利用。
低溫(wēn)多效(xiào)蒸發濃縮結晶係(xì)統不僅可以應用於化(huà)工生產(chǎn)的濃縮過程和結晶過程,還可以應用於(yú)工業含鹽廢(fèi)水的蒸(zhēng)發(fā)濃縮結晶處理(lǐ)過程中。
多效蒸發流程隻在*效使用了蒸汽,故節約了蒸汽的需要量,有效地(dì)利用了二次蒸汽中的熱量,降低了生產成本,提高了經濟效(xiào)益。
2、生物法
生物處理(lǐ)是目前廢水處(chù)理*常用的方法之一,它具有應用範圍廣、適應(yīng)性強(qiáng)、經濟高效無害等特點。一般情況下,常用的生物法有傳統活性汙泥法和生物接觸(chù)氧化法兩種。
(1)傳統活性汙(wū)泥法
活性(xìng)汙泥法是一種汙水的好氧生物處理法,目前是處(chù)理城市汙水*廣泛使用的方法。它能從汙(wū)水中(zhōng)去除溶解性的和膠體狀態的可(kě)生化(huà)有機物以及能被活性汙泥吸附的懸浮固體(tǐ)和(hé)其他(tā)一些物質,同(tóng)時也能(néng)去除一部分(fèn)磷素和氮素。
活性汙泥法去除率高,適用於處理(lǐ)水質要(yào)求高而水質比較穩定的廢水(shuǐ)。但是不善於適應水質的變化,供氧不能得到充分(fèn)利用;空氣(qì)供應沿池水平均分布,造成前段(duàn)氧量不足後段氧量過剩;曝氣結構龐大,占地(dì)麵積大。
(2)生物接觸氧化法
生物接(jiē)觸氧化法是主要利用(yòng)附著生(shēng)長於某些固體物表麵的微生物(wù)(即生物膜)進行有機(jī)汙(wū)水處理(lǐ)的方法。
生物接觸氧化法是一(yī)種浸沒生物膜法,是生物(wù)濾池和曝(pù)氣(qì)池的(de)綜合體,兼有活性汙泥法和生(shēng)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,生物活性高,淨化效(xiào)果好,處理效率高(gāo),處理時間短,出水水質好而穩定;能分(fèn)解其它生物處(chù)理難(nán)分(fèn)解的物質,具有脫(tuō)氧除磷的作用,可作為(wéi)三(sān)級處理技術。
3、SBR工藝
SBR是序(xù)批式活性汙泥(ní)法(SequencingBatchReactor)的縮寫,作為一種間歇運行的廢水處(chù)理工藝,近年來在國內外被引(yǐn)起廣泛重視和研究的一種汙水(shuǐ)處理技術(shù)。
SBR的工作程序是由流入、反應、沉澱、排放和閑置五個(gè)程(chéng)序組成(chéng)。汙水在反應器中按序列、間歇地進(jìn)入每個反應工序,每個SBR反應(yīng)器(qì)的運行操作在時間上也是按次序(xù)排列間歇運行的。
SBR法具有以下(xià)特點:工藝(yì)簡單,占地麵積小、設備少、節省投資。理想的推流過程使生化反(fǎn)應推力(lì)大、處理效率高、運行方式(shì)靈活、可以除磷(lín)脫氮、汙泥活性高,沉降性能好、耐衝(chōng)擊(jī)負荷,處理能力強。
雖然法SBR以(yǐ)上優點,但也有一定的局限性,如進水(shuǐ)流量大,則需要調節反應係統,從而增大投資;而(ér)對出(chū)水水質有(yǒu)特殊要求,如脫氮除磷等還需要對工藝進行適當改進。
4、MBR工藝
MBR是(shì)一種將高效膜分離(lí)技術與傳(chuán)統活性汙泥法相結合的新型高效汙水(shuǐ)處理工藝,它(tā)用具有獨特結構的MBR平(píng)片膜組件置(zhì)於曝氣池中,經過好氧曝(pù)氣和生物處理後的水,由泵通過(guò)濾膜過濾後抽出。
MBR工藝設(shè)備緊湊,占地少;出水水質(zhì)優質穩定,有機物去(qù)除效(xiào)率高;剩餘汙(wū)泥產量少,降低了生產成(chéng)本;可去除氨氮及難降解有(yǒu)機物;易於從(cóng)傳統工藝進行改造。但是,膜造價高,使膜生(shēng)物反應器的基建投資高於傳統汙(wū)水處理工藝;膜汙(wū)染容易出現,給操作管(guǎn)理帶來不便;能耗高,工藝要求高。
5、電解工(gōng)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。
高鹽廢水在電解池中發生一係列(liè)氧(yǎng)化(huà)還原反應,生成不溶於水的物質,經過(guò)沉澱(或氣浮)或直接氧化還(hái)原為無害氣體除去,從而降低COD。
溶液中的氯化鈉電解時,在陽極上所生成的氯氣,有一部分溶解在溶液中(zhōng)發(fā)生次級反應而生成次氯酸鹽和氯酸鹽,對溶液起漂白作用。正是上述(shù)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(huà)學理論的局限(xiàn)性,高耗能,電力缺乏等問題,目(mù)前電解(jiě)處理高鹽廢水工藝還是處於研究階(jiē)段。
6、離子交換法
離子交換是一個單元操作過程(chéng),在這個過程中,通常涉(shè)及到溶(róng)液中的離(lí)子與(yǔ)不溶性聚合(hé)物(含有固定陰離子或陽(yáng)離子)上的反離子之間的交換反應。
采用離子交換法時,廢水*先(xiān)經過陽離子交換柱,其中帶正電荷的離子(Na+等)被H+置(zhì)換而滯留在交(jiāo)換(huàn)柱(zhù)內;之後,帶負電荷的離子(CI-等)在陰離子(zǐ)交換(huàn)柱中被OH-置換,以達到(dào)除鹽的目的。
但該法一個主(zhǔ)要問題是(shì)廢水中的(de)固體懸浮(fú)物會堵塞樹脂而(ér)失去效果,還有就是離子交換樹脂的再生需要高昂的(de)費用且交換下來的廢物很難(nán)處理。
7、膜分離法
膜分離技術是利用膜對混合物中各組(zǔ)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(qián)常(cháng)用的膜技術有超濾、微(wēi)濾、電滲析及反滲透。其中的超濾(lǜ)、微濾用於工業廢水的處(chù)理時,不能有效去除汙水中的(de)鹽分,但可以有效截留懸浮固體(SS)及膠體COD;電滲析(xī)(electrodialysis)和反相(xiàng)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(de)造價高、壽命短、易受汙染和結垢堵塞等。伴隨著(zhe)膜生產技術的發展,膜技(jì)術將在廢水處理領域得到越來越多的應用。
8、鐵碳微電(diàn)解處(chù)理技術
鐵(tiě)碳微鐵碳微電解(jiě)法是利用Fe/C原電池反應原(yuán)理對廢水進行(háng)處理的良好工藝,又稱內電解法、鐵屑過濾法等。鐵(tiě)炭微電解法(fǎ)是電化學的氧化還原、電化學電對對絮體的電富集(jí)作用、以及電化(huà)學反應產物的凝聚、新生絮體的吸附和床層過濾等作用的綜合(hé)效應,其中主要是氧化(huà)還(hái)原和電附集(jí)及凝聚作用。
鐵屑浸沒在含大(dà)量電解質的廢水中時,形成無數個微小的原(yuán)電池,在鐵屑中加入焦炭後,鐵屑與焦炭粒接觸進(jìn)一步形成大原(yuán)電池,使鐵屑在受到(dào)微原電池腐蝕的基礎上,又受到大原電池的腐蝕,從而(ér)加(jiā)快了電化學反(fǎn)應的進行。
此法具有適用範圍廣、處理效果好、使用(yòng)壽命長、成本低廉及操(cāo)作維護方便等諸多優(yōu)點(diǎn),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(yì)。目前鐵炭微電解技術(shù)已經廣泛應用(yòng)於印染、農藥/製藥、重金屬、石油(yóu)化(huà)工及油分等廢水以及垃圾滲濾(lǜ)液處理,取得了良好的效果。
9、Fenton及(jí)類Fenton氧化法
典型的Fenton試劑是由Fe2+催化H2O2分解(jiě)產(chǎn)生˙OH,從(cóng)而引發有機物的氧化(huà)降(jiàng)解反應。由於(yú)Fenton法處理廢水(shuǐ)所需時間長,使用的試劑量(liàng)多,而且過量的Fe2+將增大處理後廢水中的COD並產生二次汙(wū)染。
近年來,人們將紫外光、可見光(guāng)等引入Fenton體係,並研究采用其他(tā)過渡金屬替代Fe2+,這些方法可顯著增強Fenton試劑對(duì)有機物的氧化(huà)降解能力(lì),減(jiǎn)少Fenton試劑的用量,降低處理成本,統稱為類Fenton反應。
Fenton法反應條件溫和,設備較為(wéi)簡單,適用範圍廣;既可作為單獨處理技術應用,也可與其他方法聯用,如(rú)與(yǔ)混凝沉(chén)澱法、活性碳法、生物處理法等聯用,作為難降解有機廢水的預處理或深度處(chù)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(kuài),使用(yòng)方便,不產生二次汙染(rǎn),可用於汙水的消毒、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(chù)理成本昂貴,且其氧化反應具有選擇性,對某些鹵代烴及農藥等氧化效果比較差。
為此(cǐ),近年來發展了旨在提(tí)高臭氧氧化效率的相關組合技術,其中UV/O3、H2O2/O3、UV/H2O2/O3等(děng)組合方式不僅可提高氧(yǎng)化(huà)速率和效率,而且能夠氧化臭氧單獨作用(yòng)時難以氧化降解(jiě)的有機物。由於(yú)臭氧在水中的溶解(jiě)度較低,且(qiě)臭氧產生效率低、耗能大,因此增大臭氧在水中的溶解度、提高臭氧的利用率、研製高效低(dī)能耗(hào)的臭(chòu)氧發生裝置成為研究的主要方(fāng)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(lì)用廢(fèi)水中雜質顆粒的磁性進行分離的水處理技術。對於水中非磁性(xìng)或弱磁性的顆粒,利用磁(cí)性接種技術可使它們具(jù)有磁性。
磁分離技術應用於廢水處理有三(sān)種方法:直接磁分離(lí)法、間接磁分離法和微(wēi)生物—磁分離法。
目前研究的磁性化技術主要包括磁性團聚(jù)技術、鐵鹽共沉技術、鐵粉法(fǎ)、鐵氧(yǎng)體法等,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於實驗室研究階段,還不(bú)能應用於實際工程(chéng)實(shí)踐。
12、等(děng)離子水處理技(jì)術
低溫等離子體水(shuǐ)處理技術,包括高壓脈衝放電等離子(zǐ)體水處(chù)理技術和輝光放電等離子體水處理(lǐ)技術,是利用(yòng)放電(diàn)直接在水溶液(yè)中產生等離子體,或(huò)者將氣體(tǐ)放電等離子體中的活性粒子引入水中,可使水中的汙染物徹底氧化、分解。
水溶液中的直接脈衝放電可以在常溫常壓下操作,整個放電過程中無需加入催化劑就可以在水(shuǐ)溶液中(zhōng)產生原位的化(huà)學氧化性物種氧(yǎng)化降解有機物,該項技術對低濃度有機(jī)物的處理經(jīng)濟且有效。
此外,應用脈衝(chōng)放電等(děng)離子體水處理技術的反應器形式(shì)可以(yǐ)靈活調整(zhěng),操作過程簡單,相應的維護費用也(yě)較低。受放電設備的限(xiàn)製,該工藝(yì)降解(jiě)有機物的能量利用率較(jiào)低,等離子體技術在水處理(lǐ)中的應用還處在研發階(jiē)段。
13、電化學(催化)氧化
電化學(催化)氧化技(jì)術(shù)通過陽極反應直接降解有機物,或通過陽極反應產生羥基(jī)自由基(˙OH)、臭氧(yǎng)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(tǐ)係。由於三(sān)維電極(jí)體係的微電場電解作用,目前備受推崇。三維電極(jí)是(shì)在傳統的二維(wéi)電解槽的電極間裝填粒狀或其他碎屑狀工作(zuò)電極材(cái)料,並使裝填的材料表麵帶電,成為第三極,且在工作電極材料表麵能發生電化學反應。
與二維平板電極相比,三維電極具有很大的比表麵(miàn),能夠增加電解槽的麵體比,能以(yǐ)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,時空轉換效率高,因此電流效率(lǜ)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廢水,金屬離子,垃圾滲濾液等。
14、輻射技術
20世紀70年代起,隨著大型鈷源和電子加速(sù)器技術的發展(zhǎn),輻射技(jì)術應用中的輻射源問題逐步(bù)得到改善。利用輻射技術處理廢水中汙染物的研究引起了各國的關注和重視。
與傳統的化(huà)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(jiā)入化(huà)學試劑,不會產生二(èr)次汙染,具有(yǒu)降解效率高、反應速度快、汙染物降解徹底(dǐ)等優點。而且,當電離輻(fú)射與氧氣、臭氧等催化氧化手段聯合使用時,會產生“協同效應”。因此,輻射技術(shù)處理汙染物是一種清潔的、可持續利用的技術,被國際原子(zǐ)能機構(gòu)列(liè)為21世紀和平利用(yòng)原子能(néng)的(de)主要研究方向。
15、光化學催化氧化
光化學催化氧化技術(shù)是在光化學氧化的基礎上(shàng)發展起來的,與光化學法相比,有更強的(de)氧化能力,可使有機汙染物更徹底地降解。光化學(xué)催化(huà)氧化(huà)是在有催化劑(jì)的條件下的光化學降解,氧化劑在光的輻射(shè)下(xià)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(děng)。分為均相(xiàng)和非均(jun1)相兩種類型,均相(xiàng)光催化降解是以Fe2+或Fe3+及H2O2為介質,通過光助-Fenton反應產生羥基自由基使汙染物得(dé)到降解(jiě);非均相催化降解是在汙染體係中投入(rù)一定(dìng)量的(de)光敏半(bàn)導體材料,如TiO2、ZnO等,同時(shí)結合光輻射,使光敏半導體(tǐ)在光的照射下激發產生電子—空穴(xué)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光催化氧化技術在氧(yǎng)化降解水中有機汙染物,特別是難降解有機(jī)汙染物時有明顯的優勢。
16、超臨界水(shuǐ)氧化(scwo)技術
SCWO是以超臨界水為介質,均相氧化分解有機物(wù)。可以在短時間(jiān)內將有(yǒu)機汙染物分解為CO2、H2O等無機小分子,而硫、磷和氮原子分別轉化成硫酸鹽、磷酸鹽、硝酸根和亞(yà)硝酸根(gēn)離子或氮氣。美國(guó)把SCWO法列為能源與環境領域*有前(qián)途的廢物處理技(jì)術。
SCWO反應速率快、停(tíng)留時間短(duǎn);氧化效率高,大部分有機物處理率(lǜ)可達99%以上;反應器結構簡單,設備體積小;處(chù)理範圍廣,不僅可以用於各種有毒物質、廢水、廢物的處理,還可以用於(yú)分解有機化合物;不需外界供熱(rè),處理成本低;選擇(zé)性好,通過調節溫度與壓力(lì),可以改變水的密度、粘度、擴散係數等物化(huà)特性(xìng),從而改變其對有機物的溶解性能,達(dá)到選擇性地控製反(fǎn)應產物的目的。
超臨界氧化法在美(měi)國、德國、瑞(ruì)典、日本等歐美*已(yǐ)經有了工藝應用,但中國的研究起步較晚(wǎn),還(hái)處(chù)於實驗室研究階段(duàn)。
17、濕式(催化)氧化
濕式(催(cuī)化)氧化法是在高溫(150~350℃)、高壓(0.5~20MPa)、催化劑(jì)作用下,利用(yòng)O2或空(kōng)氣作為氧化劑(jì)(添加催化劑),(催化)氧化水中呈溶解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(cuī)化)氧(yǎng)化法可應用於城市汙泥和丙烯腈、焦化、印(yìn)染等工業(yè)廢水及(jí)含(hán)酚、氯烴、有機(jī)磷、有機硫化合物的(de)農藥廢水的處理。
18、超聲波氧化
頻(pín)率在15~1000kHz的超聲波輻(fú)照水體中的有(yǒu)機汙染物是由空化(huà)效應引起(qǐ)的物理化學過程。超聲波不僅可以改善反應條件,加快反應速度和提高反應產率,還能使一(yī)些難以進行(háng)的化學反(fǎn)應得以實現。
它集高(gāo)級(jí)氧化、焚燒、超臨界氧化等多種水處(chù)理技術的特(tè)點於一(yī)身,加之操作(zuò)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(jiā)快有機汙染物的降解速度,實現工業廢水(shuǐ)汙染物的無害化,避免二次汙染的影響上具有重要意(yì)義。