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废水处理常用方法范文1
[关键词]工业废水;处理方法;循环运用 文章编号:2095-4085(2017)05-0092-02
工业活动是水污染的第二大来源,由于工业废水直接或未完全处理而排放到水生态系统中,使得区域范围内的水体中有机物、悬浮颗粒物、微污染物、营养物质(磷和氮)和重金属等污染物浓度增加,从而对人体健康造成不良影响,并使得水生物群组发生不良改变。随着经济的发展,水污染态势日益严重。随之带来水资源枯竭等严重环境问题。为了应对这一态势,在2015年4月16日,国务院印发了《水污染防治行动计划》,计划要求全面控制污染物排放,推动经济结构转型升级,着力节约保护水资源,强化科技支撑,充分发挥市场机制作用,严格环境执法监管,切实加强水环境管理,全力保障水生态环境安全。减少工业废水污染这一过程的成效取决于法定工业区允许排放的特定废水和废水处理的有效性。与市政废水处理不同,工业废水由于其污染物具有明确的定性,因此需要针对性的进行处理。
1工业废水处理现状
目前,我国的工业废水排放总量远大于环境容量。此外,由于废水处理技术水平的限制,工业废水水处理率非常低,并且呈现出西北部地区远远落后于东南部地区的情况。而目前我国以数量众多的小型废水处理厂为主。大量的小型废水处理厂也带来了一系列的环境问题。这些问题主要有4个方面:(1)污水来源具有广泛性,由于其自身存在散发和曝气过程的吹脱现象,在污水处理厂中会产生刺鼻的气味;二、格栅过滤会产生一些固体垃圾,这些垃圾的去向以及处理是个问题;三、污水处理厂的机器噪音污染严重,对周围居民生活造成影响;四、污水处理厂属于污染物大量聚集区,其散发的气味破坏生态平衡,改变了空间环境,因此会不定期爆发虫灾,极大的影响了周边居民的生活质量。
2工业废水处理方法
2.1工业废水处理程度划分
工业废水处理程度分为3个等级:一级处理为物理处理方法,主要通过筛滤、沉淀等达到对废水悬浮固体和漂浮物的去除,进而为二级处理做准备。一级废水处理后有害物质可除去30%左右。二级处理主要对废水中的胶体和呈溶解状态的有机物进行处理;三级处理是针对有机物、氮、磷等难以降解的有机物,进一步采用化学法、物理法去除某些特定污染物的一种深度处理方法。
2.2按实施方式分类
废水处理按照其对于污染物的处理作用可分为两大类方法:
(1)分离法。废水中污染物存在多样性和各异的物化特性,其分离方法也趋于多样性。根据污染物的具体存在形态进行相应的处理方法的选择。
(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。
3工业废水处理的技术应用
3.1处理含氰废水
在工业生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。
3.2活性炭处理法
对含有甲醇废水、含汞废水、含酚废水的处理,都可以采用活性炭进行处理。这三种废水的处理都是利用了活性炭对水体中污染物的强力吸附作用。研究证明使用活性炭能对这三种废水起到很好的净化作用。
3.3生物处理法
有机氧化物可以被微生物分解成无害无机稳定物。废水处理过程中,常用这一方法处理含有机物多的废水,这些废水的主要来源有制酒厂、屠宰场等。按照净化工程中使用的微生物可以将生物处理法分为三类:好氧生物处理法、厌氧生物处理法和自然生物理法。通过调查这三种方法的实际使用效果发现,利用微生物处理含有机废水的方法,具有成本低、效率高的特点。
3.4处理原则
选择废水处理组合方法的原则,遵循先易后难、先简后繁的原则。处理过程的具体顺序:先收集大体积的漂浮物与垃圾,再对胶体、悬浮固体和溶解物质进行去除。总结即为先物理法,后化学和生物法处理。下面提出几点建议措施。
(1)加大进水的预处理程度,可在初沉淀池投加絮凝剂,提高进水中颗粒性污染物质的去除效果。
(2)在废水处理池中投加特种生物菌种的方法,用来提高现有生物处理系统的能力。
(3)在废水处理池中投加载体,构成活性污泥和生物膜复合式工艺。
(4)增加反应池和沉淀池的数量。
上述方法有各自的优缺点。主要的缺点使都会增加废水处理运行的费用。此外会影响现有工艺的运行。通过对比上述4种处理措施,建议优先选用第3种处理措施。在处理池中投加载体,使部分微生物附着在载体上而被截留在处理池中,此时处理池的生物量由附着状态和悬浮状态组成,附着状态微生物为新增加的生物量,此方法可大幅提高系统的净化能力。上述方法是综合考虑经济性、可实施性提出的治理措施。目前,国内外也出现许多技术先进的处理措施。如磁分离法、臭氧氧化法、湿式氧化法、等离子体处理法、超临界水氧化法,这些先进技术处理不同种类的工业废水效果良好,但我国对这些方法的研究起步较晚,并且实际运用中满足不了经济性的要求,因此仅做了解。
废水处理常用方法范文2
关键词:废水处理;自动化控制;流量控制;PH;污泥
中图分类号:C35文献标识码: A
一、废水处理工艺的简述
(一)常用的废水处理工艺
目前我国各个企业在对废水处理时常用的方法基本上都是生物处理方法,再用物理和化学处理方法作为辅助作用,其中以活性污泥处理工艺为最常用,该出苦力方法可以说是非常古老的的一种方法。
(二)污泥处理工艺
在废水处理过程中,经常会伴随着大量污泥的产生,但是这些污泥中基本上都会有大量的有机物存在,并且这些有机物不是非常稳定,容易出现腐化现象,有些还含有一些寄生虫卵,因此必须进行二次处理,以防出现二次污染现象,所以,就必须借助一些污泥处理的工艺措施。
(三)废水处理工艺流程
城市生活和工业废水处理工艺按照流程和处理程序分为预处理工艺、一级处理工艺、二级处理工艺、深度处理工艺、污泥处理工艺,以及污泥处置。
预处理工艺:进行物理处理,通过格栅、沉砂池等将废水中大块的污物去除,保证后续工作的正常进行,预处理的过程中就是去除污染物质,没有关键性作用,但也是非常重要的环节,如果预处理没有做好,那么对一级处理影响水质均匀以及管道的畅通、潜水泵的运转;二级处理主要是将沙粒吸入到曝气池,在池底沉积,减少有效地容积,增大曝气阻力;针对污泥处理,容易从格栅溜走的一些布条和塑料袋等污物,进入浓缩池后会在浓缩机栅条上缠绕,影响排泥均匀。破布
和毛发会堵塞污泥泵螺杆泵定子与转子之间的空间,让设备过载。污泥处理主要包括浓缩、消化、脱水、堆肥或者是农用填埋等。
(四)自动控制在废水处理中应用的必然性
目前废水处理常用的方法就是生物处理法,该方法是一种具有非常高难度的非线性系统。而目前我国各企业在废水处理方面无论是对其设计还是运行都没有足够的经验,还不能很好的运用在试验上,因此,在废水处理效果上还存在着很大的误差,所以说,必须在一些高效的废水处理系统上实现自动化控制,促使其能够更好地发挥出其应用的作用,提高废水处理的工作效率,所以说废水处理实现自动化是社会发展的必然选择。
二、废水处理的自动化控制分析
(一)自动化控制系统的应用
自动化检测系统是自控系统中的关键组成部分。它以其测量精确,显示清晰,操作简单等特点,在工业生产中得到广泛应用,而目前大多数检测仪都具有标准的通讯接口,为它成为自动化控制系统中的组成部分提供了可能性,因此,被称为“自动化控制系统的眼睛”。它在废水处理中的应用,使废水处理厂不仅节约了大量的人力、物力,而且更重要的是可以及时对工艺进行调整。废水处理厂的主要测量仪表有流量计、液位计、pH计、悬浮物浓度计、温度计、压力计、溶解氧测试仪等。
1、流量控制系统
对于废水处理厂的运行管理,水量是一个重要的控制参数。准确及时地掌握进水量,对工艺控制及提高废水处理厂抵抗水力负荷冲击能力有重要的作用。安装流量计与传统的测量方式相结合克服了传统的水量测量所采用的堰板或文丘里槽等不能实时检测、实时显示的缺点,能在现场和上位机室完成实时显示瞬时流量及积累处理量,以及为运行管理提供瞬时流量参数。
2、PH控制
废水的进水时,PH变化幅度很大,为提高废水处理效果,要求将PH值控制在规范范围内,以满足废水物理处理、化学处理、生物处理等所需。
首先是针对酸性的废水,采用仿人智能模糊控制手段,输入PH偏差和偏差变化率,计算得出碱液阀门的开度增量,并以此作为控制变量确定阀门的实际开度,提高阀门开度控制的效果。其次是根据PH的曲线特征,采用非线性增益补偿的方法,补偿PH静态增益的变化,并建立非线性控制模型,闭环精确控制废水的PH值。最后是在废水处理双反应的过程中,将废水注入到PH控制器当中,估计废水正时滞的放大系数和转换正时滞模型,从而计算出废水处理的滞后时间系数等。
3、格栅控制系统
格栅按可预定时间周期自动开启,并按设定时间运行;也可在粗格栅、细格栅前后安装液位差计,通过格栅前后的液位差来显示格栅堵塞程度,并传输到PLC控制器,进行分析计算,如果液位差超过预设数值,它即提示应该控制格栅运行,清除垃圾,以保障正常过水,且合理地减少了设备的磨损。可以将格栅调为现场手动或自动模式。在自动模式下,格栅将根据预定的时间周期及设定的水位差进行工作,自动清污,螺旋输送器将一起联动,将污物排除。中心控制室可以设定为远程手动或自动控制模式。
4、水泵控制系统
按液位控制水泵,并按预定的次序逐台开启。水泵不够用时,开启下一台水
泵,备用泵最后启动。根据水泵的运行时间自动将水泵轮换为启动泵或备用泵,使各水泵的运行时间均等。对每个泵的控制,有现场手动控制和远程控制两种模式。这样可以根据厂外来水量准确及时地调整泵的运行状态,减轻设备疲劳;同时可以取消传统泵站三班倒的人力资源消耗。
5、沉砂池控制系统
沉砂池有闸门、浆叶分离机、吸砂泵、砂水分离器等设备。设备之间存在连
锁关系,在上位机发出启动指令后,浆叶分离机先连续运转,吸砂泵在浆叶分离机运行时按程序自动定时启停,砂水分离器与砂泵同步启动,延时停机。
6、污泥控制系统
在回流污泥管道和剩余污泥管道可安装测量回流污泥与剩余污泥的流量计。
值班人员可根据显示的流量,判断回流污泥和剩余污泥泵工作是否正常,解决了难以监控潜水泵工作是否正常的难题。
(二)对于废水自动化处理工程施工的原则要求
在废水处理自动化工程实际施工之前必须选择优质的,符合工程需要的建筑材料,如果在正式施工之后发现材料不合适,再作更换的话,不仅会严重影响工期,还会大大影响工程的质量,造成巨大损失。
设计施工方案的时候,要充分考虑施工现场的环境气候因素、地质结构等。由于废水处理项目造价管理的工作量大,涉及范围广泛,涉及到复杂系统工程技术条件,必须有人力,技术,物力和财力支撑,并且要始终保持高水平管理。施工单位的施工质量、劳动力技术水平、材料质量、施工设备的标准必须符合国家的相关规定。随着新的施工技术逐渐出现,新型建筑材料和新的施工设备的发明,施工单位的管理水平不断提高,废水自动化净化处理的项目成本管理也会更加高效。
加强物资管理需要考虑材料的质量管理直接决定了工程造价。材料的成本控制是工程造价控制的重要组成部分。货物根据施工现场的使用状况定量分配,对于未使用的需要及时库存。库存时需要严格遵守相关的规定,防止变质、积压和浪费,也要尽量避免出现盗窃现象。
工程设计方案应严格按照科学准则设计,并通过相关部门的审核,工程设计方案的科学与否直接关系到施工质量,施工方需要确保每一个细节的设计都不存在问题。工程设计方案可以采用请专业的水利设计研究院设计制作,同时,施工单位要严格地考证设计方的资质,这样能保证质量。总体设计方案的设计图纸交由施工单位审查严格,当发现问题后,需要设计部门进行及时整改,消除不合理的设计,确保方案的可靠性和科学性。
参考文献
废水处理常用方法范文3
1.1酚的回收
对酚回收处理主要是通过酚回收装置进行溶剂萃取脱酚工艺处理,该原理在于酚溶解在水中的密度小于溶剂中的密度,采用此萃取工艺能够实现酚转移,将其转移到溶剂。现常用溶剂为二异丙基醚,萃取效率>99%,不需碱反萃取。
1.2氨的回收
水蒸汽汽提-蒸氨是对氨进行回收的最常用方法。通过蒸汽汽提能够对可溶性气体进行提取,利用吸收塔将氨吸收,达到分离氨与其他气体的目的。完成分离后将氨容易送进汽提塔,实现磷铵溶液再生,对氨进行成功回收。最后将氨进行蒸馏,提纯,冷凝,贮存到氨液罐中。经过对氨回收处理的废水浓度有效降低,通过生化技术处理后可大大降低污染性。
2废水生化处理
煤加压气化废水的生化处理,可通过生物过滤法实现,也可通过活性污泥方实现技术处理,达到污水处理排放标准。
2.1生物过滤法
对煤加压气化废水进行生物过滤处理,可通过塔式生物滤池处理。气体洗涤塔废水经沉淀池沉淀后进入水井冷却。加明矾后流入斜管澄清池,进入调节池,最后返回用于气体洗涤。由斜管澄清池排出的污泥经过浓缩池浓缩,产生的浓缩液返送冷水井,再进入生物滤池处理,剩下的污泥进行排放。煤气化废水在塔内从上至下流动,保持水温在20-40℃间,废水中的污染物在不同生物作用下得以降解。该法中COD的出水浓度在350-400mg/L间,酚的出水浓度在12.6mg/L左右,达不到排放标准。另外,从塔顶逸出的含有毒成分气体会对大气造成污染。
2.2活性污泥法
活性污泥法对煤加压废水处理能够将低废水污染度,使废水达到排放标准。可以通过一次沉淀,对废水中灰渣进行处理,对废水中的焦油要通过隔油池处理,达到有效去焦油目的。对废水pH的调节主要通过调节池处理,实现对污染物浓度控制,调节到标准范围内,促进生化降解。另外,对废水中存在的乳化油要进行分离技术处理,通过浮选池对废水中氨、硫化氢等成分处理。若通过多次活性污泥法进行废水处理,会因时间长造成设备容积增大,对降解废水中的化学物质以及有机物难度较大。
3废水深度处理
3.1活性炭吸附法
对煤加压气化废水深度处理过程中,该方法为较为常用的方法之一。活性炭性状类型较多,包括颗粒状、粉末状。目前颗粒状活性炭的价格较高,优势在于能够进行重复使用,再生率较高,通常在50%左右。相对于颗粒状来看,粉末状应用较广泛,且制造工艺较简单,在废水处理过程中吸附性强,但没有再生重复使用能力。现阶段我国活性炭应用相对紧张,由于费用偏高,进行再生的设备不多,直接影响了活性炭对废水处理的应用。
3.2臭氧氧化法
废水处理常用方法范文4
关键词:废水处理技术;新进展;应用
Abstract: this paper introduces the wastewater treatment technology research and development, especially in recent years appear some new technology, and probes into the development trend of the technology of wastewater treatment.
Keywords: wastewater treatment technology; The new progress; application
中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:
缺水已经成为影响我国经济发展、社会安定和环境改善的主要制约因素之一。因此,废水回用和综合利用是解决环境废染及水资源短缺的有效途径和必要手段,从而保证经济的进一步可持续发展。对于缺水城市而言,城市废水和工业废水再生利用比开发建设新水源更为重要,更符合我国贫水的客观事实,更具有深远与现实意义。
随着人类社会的发展,人们已经认识到,水不是取之不尽用之不竭的,水是有限的,而这有限的水,正遭到严重废染,这就使本来就十分匾乏的水资源更加匾乏。一方面严重缺水,另一方面又有大量废水排出,流人江河湖海废染水体。废水处理既可解决水源的严重废染,又可开发新水源,应该说这是一项事半功倍的事业。然而由于认识、体制、资金、技术的问题,废水处理迟迟不能迅速发展。
1废水处理的分类
按废水来源分类,废水一般分为生产废水处理和生活废水处理。生产废水包括工业废水、农业废水以及医疗废水等,而生活废水就是日常生活产生的废水。工业废水成分复杂,排量变化大,其性质与排量取决于工业生产的性质、工艺和规模等,不同的工业企业所排放的废水在质和量上各异。如化工、石油、造纸、纺织、印刷、食品等工业排放的废水主要含大量的有机物和其他有害物质。生活废水包括城市居民住宅排水、公共设施排水和工厂生活设施排水。生活废水中有机物含量较高,主要是由动植物蛋白、脂肪、洗涤剂、人体粪便、生活杂物等有机成分组成,其中含有许多细菌、病毒、微生物等。
废水处理被广泛应用于建筑、交通、能源、石化、环保、城市景观、医疗、餐饮等各个领域,也越来越多地走进寻常百姓的日常生活。 现代废水处理技术,按处理程度划分,可分为一级、二级和三级处理。
一级处理,主要去除废水中呈悬浮状态的固体废染物质,物理处理法大部分只能完成一级处理的要求。经过一级处理的废水,BOD一般可去除30%左右,达不到排放标准。一级处理属于二级处理的预处理。
二级处理,主要去除废水中呈胶体和溶解状态的有机废染物质(BOD,COD物质),去除率可达90%以上,使有机废染物达到排放标准。
三级处理,进一步处理难降解的有机物、氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。主要方法有生物脱氮除磷法,混凝沉淀法,砂率法,活性炭吸附法,离子交换法和电渗分析法等。
2废水的处理技术
目前常用的废水处理技术有:物理法、化学法、物理化学法、生物法等,但是单纯用某一种方法处理废水,往往不能达标排放,它往往需要多种方法联合使用才能达到处理效果。
2.1物理法
常用的物理方法有:气浮法、重力沉淀法、过滤法、蒸馏法等。气浮法、重力沉淀法、过滤法是指利用物理作用,分离废水中呈悬浮状态的废染物质,去除对象是水中悬浮物质。应用的工艺有筛滤截留、重力分离、离心分离。常用的处理设备有格栅、沉淀池、过滤池、气浮装置等。
2.2化学法
化学法是按废水中废染物的主要类型,向废水中加入某些化学物质,通过化学反应,以达到净化水质目的的技术方法。现阶段化学法主要有:混凝法、中和法、铁屑内电解法、化学氧化法、电化学氧化法、焚烧法等。
2.2.1混凝法
混凝法是向水中投加一定量的混凝剂,经过脱稳、架桥等反应过程使水中呈胶体状态,难以沉降的颗粒互相聚集增大,形成粗絮体的方法,再经过沉淀或气浮,使废染物分离出来。常用混凝剂可分为无机混凝剂和有机混凝剂两类。潘碌亭、肖锦、赵建夫等以硫酸铝为主要原料制得兼具氧化和絮凝为一体的新型、高效水处理药剂COF-I,对微废染水源水、城市废水及印染废水进行了强化处理试验研究,结果表明,复合药剂COF-I对微废染水源水、城市废水及印染废水均具有良好的处理效果。最近的研究表明,有机高分子絮凝剂特别是人工合成的有机絮凝剂对染料废水有更好的脱色效果。混凝法的优点是工程投资少,处理量大,对疏水性染料脱色效率很高;缺点是需随水质变化而改变投料条件,对亲水性染料的脱色效率低,大量的泥渣脱水困难。
2.2.2中和法
中和法是用化学法去除废水中过量的酸或碱,使其pH值达到中性左右的过程称为中和。处理含酸废水时通常以碱和碱性氧化物为中和剂,而处理碱性废水则以酸或酸性氧化物作中和剂。
2.2.3铁屑内电解法
铁屑内电解法是多种机理协同作用的结果,包括Fe2+、新生态氢的还原作用、Fe(OH)2的混凝作用、活性炭的导电、吸附作用并提供微生物滋生场所、原电池微弱电流刺激微生物代谢及有机物降解。
2.2.4化学氧化法
化学氧化法是利用臭氧、H2O2、氯及其含氧化合物等氧化剂将有机废染物直接氧化的处理方法。以臭氧氧化法应用较多,臭氧氧化法对许多种难降解废水都能有效处理。化学氧化法包括臭氧氧化法、芬顿试剂氧化法、湿式空气氧化法、超临界水氧化法、焚烧法、电化学法、光化学氧化法等。近年来,高级氧化工艺(Advanced Oxidation Processes,AOPs)因其下述特点而逐渐得到研究者的重视: (1)产生氧化能力极强的轻基自由基(•OH),能较快速、彻底的降解有机废染物直至完全矿化,无二次废染;(2)工艺灵活,既可单独处理,又可以与其它处理工艺匹配; (3)作为一种物理-化学处理过程,极易控制以满足不同处理需要。在各种高级氧化工艺中目前尤以电化学氧化法、光化学氧化法成为研究的热点。
2.2.5电化学氧化法
电化学氧化法是在电解槽中,废水中的有机废染物在电极上由于发生氧化还原反应而去除,废水中废染物在电解槽的阳极失去电子被氧化外,水中的C1-,OH-等也可在阳极放电而生成Cl2和氧O2而间接地氧化破坏废染物。
2.2.6焚烧法
焚烧法是将含有高浓度有机物的废水在高温下用空气进行氧化分解,使有机物生成水、二氧化碳等无害物质而排入大气的方法。该法适用于一些浓度高、含有大量的无机盐物质和生物难降解物质,并且废染物没有回收价值而热值较高的废水,如化工、医药厂的有机废液。
2.3物理化学处理技术
物理化学处理技术是指废水中的废染物在处理过程中通过相转移的变化而达到去除目的的处理技术,常用的单元操作有离子交换法、萃取、吸附法、膜技术等。
2.3.1吸附法
在物理化学法中,应用最多的是吸附法。吸附是利用具有吸附能力的多孔性固体物质将废水中微量溶解性有机物吸附和浓集于其表面,达到净化的过程。吸附作用类型有物理吸附、化学吸附、分子吸附、离子吸附等。水处理中吸附过程往往是几种吸附作用的综合结果。常用的吸附剂有可再生吸附剂(如活性炭、离子交换纤维等)和不可再生吸附剂如各种天然矿物(膨润土、硅藻土)、工业废料(煤渣、粉煤灰)及天然废料(木屑、铁屑)等。
2.3.2蒸馏、蒸发法
蒸馏、蒸发法根据废液中各物质沸点的不同,用来回收废水废液中的有用物质。而浓缩液可作为燃料、饲料、肥料,或者进行下一步处理。
2.3.3膜分离法
膜科学技术是一门新兴的高分离、浓缩、提纯、净化技术。分离膜是一种特殊的、具有选择性透过功能的薄层物质,它能使流体内的一种或几种物质透过,而其它物质不透过,从而起到浓缩和分离纯化的作用。目前研究用于废水处理的主要是压力推动膜分离技术,包括反渗透(RO)、超滤(UF)、纳滤(NF)等。反渗透是以压力推动为动力的膜分离技术,压力差约为2~10 MPa,上世纪70年代美国的J.J.Porer和C.A.Brando等人就开始将膜分离技术应用于印染废水的处理,采用反渗透法对18种染料的回收和再利用进行了试验,使用内压管式酷酸纤维膜、中空纤维聚酰胺膜、卷式醋酸纤维膜以及外压管式Zr(IV)氧化物-PAA动态膜,分离效果良好,色度去除率大于99 %,COD去除率均在92 %以上,透过水可重新使用。超滤是膜分离技术中应用最为广泛的膜过程之一,在我国则为生产与应用最广泛的膜品种。80年代末问世的介于超滤与反渗透之间的一种新型膜分离技术,其截留分子量在200~2 000的范围内,孔径为几纳米,因此称为纳滤。由于纳滤膜表面有一层均匀的超薄脱盐层,它比反渗透膜要疏松得多,且其操作压力比反渗透低,因此,纳滤又称为疏松型反渗透或低压反渗透。膜分离法处理是一种新型分离技术,具有分离效率高、能耗低、工艺简单、操作方便、过程易控制、无废染等优点。但由于该技术需要专用设备,投资高,且膜易结垢堵塞,所以目前还未能推广。
2.4生物处理法
目前生物处理法在化工、医药有机废水处理中应用最广,并在应用中不断改进完善,但仍然存在处理构筑基建投资和占地大、管理复杂等问题。
2.4.1好氧生物处理法
生物处理法是利用微生物的生物化学作用降解有机物,这种方法具有技术比较成熟,运行较稳定等优点。
1)活性废泥法。目前作为活性废泥法主要运行方式有传统活性废泥法、完全混合废泥法、阶段曝气活性废泥法、吸附―再生活性废泥法、延时曝气活性废泥法、高负荷性废泥法、纯氧曝气活性废泥法、氧化沟、AB法工艺(吸附―生物降解)、SBR法等。向曝气池内或进水中投加铁盐的方法,被称为生物铁法。
2)生物膜法。生物膜法是与活性废泥法并列的另一种好氧生物处理法,微生物生长在面的粘膜中。它包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法、生物流化床,以生物接触氧化法应用最多。
3)复合式生物处理系统。复合式生物处理系统的研究在国外已有近20年的历史。复合生物处理系统中同时存在着附着相和悬浮相微生物,在任何时候都有一些游离的菌体附着在载体表面,同时又有一些生物膜脱离载体表面,而形成悬浮废泥,当这一过程达到平衡时,反应器中的载体表面就形成稳定状态的生物膜,这层生物膜与液相中的悬浮废泥共同发挥作用,各自发挥自己的降解优势,同时又在纵横两个方向上相互关联。
2.4.2厌氧生物处理法
亦称厌氧消化,是在厌氧条件下由多种微生物(厌氧细菌和一些兼性细菌)共同作用,使有机物分解并生成CH4和CO2的过程,一般包括水解、发酵、产氢产乙酸、产甲烷等四个阶段。
2.4.3组合生化工艺
大多数有机废水往往是厌氧后面接好氧处理单元。另外,若废水中含氮较多时,A/O法(缺氧―好氧)应用较为广泛;若废水中含磷较多时,A/O工艺(厌氧―好氧)中不设内循环时也能起到除磷作用。A2/O(厌氧―缺氧―好氧)法主要应用于废水同步脱氮除磷。兼氧水解―好氧生物处理工艺,是从厌氧-好氧生物处理发展而来的,用厌氧发酵过程中水解酸化阶段,而放弃了停留时间长的甲烷发酵阶段,不产气。该工艺在较难处理的化工、医药废水应用越来越多。
3 废水处理技术的新进展
近年来下列最新的处理方法已经处于实验室阶段或已应用于实践。
3.1磁分离法
通过向废水中投加磁种和混凝剂,利用磁种的剩磁,在混凝剂同时作用下,使废水中的颗粒物相互吸引而聚结长大,加速悬浮物的分离,然后用磁分离器除去有机废染物。
3.2超声波气振法
通过控制超声波的频率和饱和气体,降解分离废水中有机物质。超声波处理废水是基于超声波能在溶液中产生局部高温、高压、高剪切力,诱使水分子和染料分子裂解成自由基,引发各种反应,促进絮凝。清华大学陶媛、胡棋昊、王黎明等针对实际印染废水高浓度、高毒性、高COD值的特点,采用探头式功率超声发生器和自制平板超声发生器降解多种高浓度染料废水,结果表明,降低超声辐射声强及增大辐射有效面积可降解染料并增大处理废水的体积。但是单独使用超声波气振法降解结构复杂的染料废水仍难以达到工业应用水平。
3.3高能物理法
当高能粒子束轰击水溶液时,水分子发生激发和电离,生成离子、激发分子、次级电子,这些辐射产物在向周围介质扩散前会相互作用产生反应能力极强的物质HO•、H2O2、HO2•与有机物质发生作用而使其分解。早在80年代Getoff
等用电离辐射技术(γ-辐射、X射线、电子束)对废水中的多种烷类物质(含染料)进行了降解研究,但因其产生高能粒子的装置昂贵,技术要求高,能耗较大,难以投入实际运行。
3.4光催化氧化技术。
利用光激发氧化将O2、H2O2等氧化剂与光辐射相结合,所用光主要为紫外光,包括UV-O2,UV-H2O2等工艺,可以用于处理医药化工废水中的CHCl3,CCl4、多氯联苯等难降解物质。
除了上述的最新的处理方法外,还有超临界法、高效菌、酶生物处理技术、生物吸附降解技术在一定的范围内得到了应用和发展。
4 展望
我国目前一般的工业有机废水大多通过组合传统工艺进行处理,但对有毒难生化降解的有机废水如印染、制药、农药等废水的处理,由于技术和经济之类的原因至今仍缺乏有效而经济的治理对策。研究开发费用低且无二次废染的新型废水处理技术,成为环保领域内一个亟待解决的重要课题。高级氧化工艺逐渐受到人们的青睐,这些氧化技术,如前面提到的光催化氧化、电催化氧化、超临界氧化、湿式氧化和低温等离子体化学法等新技术在难降解有机工业废水处理方面的研究十分活跃,有些已进入工业试验阶段。尤其电催化高级氧化技术、光催化氧化以及两者的协同效应的研究正成为该领域研究的热点,代表废水处理技术的研究方向,有望在不久的将来在技术上有所突破,并在工业中得到应用。
参考文献:
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废水处理常用方法范文5
关键词 :化学合成 制药废水 物化法 处理工艺
1、前言
科技的进步,人民生活水平的提高,城镇化和工业化的巨大转变等现象的背后,也出现了如水质富营养化、空气和水质、土壤等的污染。这些不仅影响了市容市貌,也对人民的生活构成了极大的威胁。由此也使得人类疾病种类越来越多,这也迫使各种对应治疗的新药的出现。很多药物是通过化学合成的方法制得的,导致通常带有高盐、高毒、高COD、难降解等特点,而且水质成分复杂,变化较大,这使得对废水的处理颇具困难。为了坚持可持续发展道路,构建“资源保护型,环境友好型”的和谐社会,在化学制药合成过程和废水中应当引入更多新方法新技术,更好的处理废水,改善环境。市场上药物种类和数量繁多,制药产生的有机污染物组成复杂,很多常用的废水处理工艺成本较高、效率较低,处理后的废水仍达不到排放标准。所以探索新的工艺方法对化学合成制药的废水进行良好的处理具有重大的实际意义,它能对改善环境起到重大的作用,在此对废水处理的几种方法进行初步地研究。
2、制药废水介绍
2.1 制药废水的特点
医药产品按照不同的特点可分为四个大类,包括抗生素、有机药物、无机药物和中草药。我国当前在医药行业的常用药物大约有2000种,这些药物制备所用的原料又有着各自不同的成份和种类。而不同药物有使用了不同的生产工艺和和合成方法,比如在精制和提纯阶段,有很多不同的制备工艺。面对种类万千的疾病,也为了提高药物的针对性,在制药过程中经常结合了物理、化学、生物等多种制备方法。例如使用生物发酵法制备的抗生素,经过后续的化学合成,可以有效提高药物的药性。由此可见,制药废水种类和数量较多。废水常见的特点有:第一,带有残余的反应物、生产物、溶剂、催化剂等,而且这些有机物的浓度也通常较高,有时COD浓度超过了几十万ms/L;第二,含盐量高。很多化学合成反应生产的副产物都为无机盐,它们残留到母液中导致制药废水的含盐量较高。第三,pH值变化大,使得排放的废水有时为酸水,有时又是碱水。第四,一些制药原料或者副产物,如酚类化合物,苯胺类化合物等,比较难降解,甚至还带有生物毒性。
2.2 制药废水的分类
药物生产过程中使用了不同的配方原料,产生的制药废水水质和水量也各不相同。根据不同的药物产品产生的废水特点,可细问为以下四类:
(1)合成制药生产废水
此类废水的水质、水量变化较大,一般都含有生长抑制剂,所以生物降解困难。
(2)生物法制药生产发酵废水
生物法产生的废水主要指生产抗生素和维生素时产生的发酵废水,按照不同生产过程可分为发提取废水、洗涤废水、维生素C生产废水和其他废水。其中主要的污染为含有有机物和抑菌物质最多的提取废水,该废水的处理也较难。
(3)中成药生产废水
该类废水含有较多的天然有机污染物,CODcr浓度最高时可超过6000mg/L,BOD5可高达2500mg/L。
(4)制药环节使用的各类洗涤水和冲洗水
洗涤水和冲洗水大多是来源于制药过程中使用的原料洗涤水、煎汁残液和地面冲洗水等,与其他几类废水相比,污染较低一些。
3、制药废水的化学处理
由于制药废水具有有毒有害、有机污染物含量高、难生物降解、排放不达标等特点,使用一般的污水处理方法不能很好地将废水才处理干净。最近几年,很多国内外学者都开始加大力度研究制药废水的深度处理,并通过努力探索出了一些新的处理工艺。这些处理方法概括起来分为物理法、化学法和生物法三类。但是由于深度处理后的水质具有较高的达标排放原则,很难使用某一种工艺将废水处理好。因此,使用两种或者多种工艺的结合才能更好地对制药废水进行处理,而且
使用化学法对废水处理是一种较好的方法,它是指将废水中的污染物和药剂等通过化学反应转变为无害的物质。在废水处理的过程中常用的化学法有氧化法、电化学氧化法和光催化降解法。
(1)氧化法可以细分为:氯氧化法、Fenton试剂氧化法、臭氧氧化法。水质的污染迫使很多居民抽取地下水当作生活用水,为了提高自来水的质量,很多厂家将氧化剂添加进污染物中进行降解,具有较强的灭菌作用。这种方法会导致水中氧化剂含量过高,影响微生物的生化处理。
(2)电化学氧化法包括直接氧化法和间接氧化法。直接电化学氧化法就是在电极表面进行有机物的氧化还原反应使其容易讲解。又根据不同的氧化程度,细分为电化学转换和电化学燃烧两种方法。前者是指将非生物相容的有毒物质物转变为生物相容的无毒物质,后者是指在电场作用下将有机物氧化为CO2的过程。而间接电化学氧化法指的是在污染物中加入氧化剂,通过电化学作用降解污染物的一种方法。这里的氧化剂是指溶剂化电子,寿命较短。
(3)光催化降解法指的是利用光能,使大分子的化学键断裂,产生活泼的自由基与有机污染物反应从而光解产物。例如,制药废水中含有的酯类高分子化合物,这些酸性酯基在水分或者潮湿的条件下就会发生光水解作用。
4、结束语
对国内外化学合成制药废水处理的方法进行对比后发现,使用物化法效果较好,但成本较高;使用生物法,如好氧生物处理技术,虽然水质得到明显改善,但是工艺流程较为复杂,成本也不低;而使用化学法处理废水,流程简单,无需复杂的操作和昂贵的成本,消耗低,而且废水的水质改善情况也较好。化学合成制药废水种类多,成分复杂,生化性差,所以必须研发新的处理技术对废水进行有效处理,提高废水的可生化性和稳定性。在具体的操作中,结果多种新方法新工艺,最大程度地改善废水的水质,达到合格的排放标准。
参考文献:
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[4]马云霞.合成制药废水处理技术研究与改进[J].科技风,2013,20:15.
废水处理常用方法范文6
【关键词】半导体厂;废水处理;含氟废水
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
引言
随着半导体工艺技术的迅速发展和生产量的增加,半导体厂排出的含氟废水量急剧地增加。废水中含复合离子的种类也增多。各工序需要处理的废水各不相同,其中腐蚀基片的废水是以氢氟酸为主的混合酸,它被排出的量最多。为了防止这些废水对环境生态的污染和破坏,必须设法降低废水中的含氟浓度。因此,如何处理这种废水是一个重要的研究课题。
1 半导体厂含氟废水的产生
半导体生产工艺复杂,工艺步骤多,同时使用多种化学试剂和特殊气体。主要生产工序包括:硅片清洗、氧化/扩散、化学气相沉积(CVD)、光刻、去胶、干法刻蚀(DE)、湿法腐蚀(WE)、离子注入(IMP)、金属化(溅射镀膜PVD、电镀铜)、化学机械抛光CMP、检测。其中刻蚀工序等使用氢氟酸、氟化铵及用高纯水清洗,这是含氟废水的来源。含氟废水对粘膜、上呼吸道、眼睛、皮肤组织有极强的破坏作用。吸入后可导致咽喉及支气管炎症、水肿、痉挛及化学性肺炎、肺气肿而致死。
2含氟废水处理的基本工艺
当前,国内外高浓度含氟废水的处理方法有数种,常见的有吸附法和沉淀法两种。其中沉淀法主要应用于工业含氟废水的处理,吸附法主要用于饮用水的处理。另外还有冷冻法、离子交换法、超滤除氟法、电凝聚法、电渗析、反渗透技术等方法。
2.1沉淀法
沉淀法是高浓度含氟废水处理应用较为广泛的方法之一,是通过加药剂或其它药物形成氟化物沉淀或絮凝沉淀,通过固体的分离达到去除的目的,药剂、反应条件和固液分离的效果决定了沉淀法的处理效率。
2.1.1化学沉淀法
化学沉淀法主要应用于高浓度含氟废水处理,采用较多的是钙盐沉淀法,即石灰沉淀法,通过向废水中投加钙盐等化学药品,使钙离子与氟离子反应生成CaF2沉淀,来实现除去使废水中F-的目的。该工艺简单方便,费用低,但是存在一些不足。废水中F-浓度≤15mg/L后,再加石灰,很难再形成沉淀物,因此该方法一般适合于高浓度含氟废水的一级处理或预处理。另外,产生的CaF2的沉淀包裹在Ca(OH)2颗粒的表面,Ca(OH)2不能被充分利用。近年来,一些专业人士对工艺进行了大量的研究,在加钙盐的基础上,加上铝盐、镁盐、磷酸盐等,除氟效果增加的同时提高Ca(OH)2了利用率。在加石灰的基础上加入镁盐,通过石灰与含镁盐的水溶液作用,生成氢氧化镁沉淀,实现对氟化物的吸附。在废水中加入硫酸铝、明矾等铝盐,水解生成氢氧化铝,在混合过程中氢氧化铝与氟离子发生反应生成氟铝络合物,氟铝络合物被氢氧化铝矾花吸附而产生沉淀。另外,可以在水中加入氯化钙、复合铁盐作混凝剂,高分子PAM作絮凝剂,在不增加现有设备处理设备的基础上,提高了废水处理效果。
2.1.2混凝沉淀法
混凝沉淀法是通过在水中加入铁盐和铝盐两大类混凝剂,在水中形成带正电的胶粒,胶粒能够吸附水中的F-而相互并聚为絮状物沉淀,以达到除氟的目的。混凝沉淀法一般只适用于低氟的废水处理,一般通过与中和沉淀法配合使用,实现对高氟废水的处理。由于除氟效果受搅拌条件、沉降时间等因素的影响,因此出水水质会不够稳定。
铁盐类混凝剂一般需要配合Ca(OH)2使用,才能实现高效率,并且处理后的废水需要用酸中和后才能排放,因此工艺比较复杂。铝盐除氟法是在水中加入硫酸铝、聚合氯化铝、聚合硫酸铝等的铝盐混凝剂,利用Al3+与F-的络合以及铝盐水解后生产的A1(OH)3矾花,去除废水中的F-。由于药剂投加量少、成本低,并且一次处理后出水即可达到国家排放标准,因此铝盐混凝沉降法在工业废水处理中应用较为广泛。
2.2吸附法
吸附法是将装有活性氧化铝、聚合铝盐、褐煤吸附剂、功能纤维吸附剂、活性炭等吸附剂的设备放入工业废水中,使氟离子通过与固体介质进行特殊或常规的离子交换或者化学反应,最终吸附在吸附剂上而被除去,吸附剂还可通过再生恢复交换能力。为了保证处理效果,废水的PH值不宜过高,一般控制在5左右,另外吸附剂的吸附温度要加以控制,不能太高。该方法一般用于低浓度含氟废水的处理。
2.3化学混凝沉淀法
化学沉淀法就是利用利用离子与氟离子结合生成难溶于水的CaF2沉淀,等沉淀后以固液分离手段将F-从废水中去除。化学方程式如下:
Ca2++2F-=CaF2
如果在废水中同时加如钙盐和磷酸盐,能够形成更难溶于水的含氟化合物,是水中F-的残留量更低,提高了除氟效果。化学方程式如下:
F-+5 Ca2++3P043-=Ca5(PO4)3F
混凝沉淀法通过在水中加入铁盐和铝盐两大类混凝剂,在配加Ca(OH)2,利用Al3+与F-的络合以及铝盐水解后生产的A1(OH)3矾花,去除废水中的F-。如加入铝盐,Al3+与F-形成AlFx(3-x)+,夹杂在AI(OH)3中被沉淀下来。
化学混凝沉淀法将化学沉淀和混凝沉淀结合起来使用,能够解决一些常用方法处理以后存在的水质不稳定,药剂使用量过多,或存在二次污染等问题。
2.4其他方法
除了上述比较常用的方法外,还有一些方法虽然没有被普遍应用,但是已经成为行业人士研究的对象,在一些特种含氟废水处理中取得较好的效果。其中包括离子交换法、电渗析、反渗透膜法等方法。反渗透技术借助比渗透压更高的压力,使水分子改变自然渗透方向,通过反渗透膜被分离出来,早先应用于海水淡化和超纯水制造工艺中。当前使用的反渗透膜主要有低压复合膜、海水膜和醋酸纤维素膜等。电渗析法是外加直流电场,利用离子交换膜的选择透过性,使水中的离子能够定向迁移。离子交换法是使用离子交换树脂或离子交换纤维实现除氟离子的一种方法。离子交换树脂需要用铝盐进行预处理和再生,因此费用会比较高。与离子交换树脂相比,离子交换纤维耗资小,而且比表面积较大,吸附能力强,交换速度及再生速度快,具有良好的耐辐照性能,是一种理想的深度去除水中氟离子的方法。
结束语
随着越来越多的半导体企业在中国设立工厂,含氟废水的处理已经成为日益紧迫和必须解决的问题,处理好含氟废水必将获得良好的环境和社会效益,为中国的环境保护战略的实施作出重要的贡献。
参考文献
[1] 童浩.一种含氟废水的处理方法[J]. 化工进展. 2008(05)