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废水处理

 
特点
 
工业废水是指工业生产过程中产生的废水、污水和废液,其中含有随水流失的工业生产用料、中间产物和产品以及生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的处理更为重要。
 
废水处理(wastewater treatment methods)就是利用物理、化学和生物的方法对废水进行处理,使废水净化,减少污染,以至达到废水回收、复用,充分利用水资源。
 
方法
 
物理
 
通过物理作用分离、回收废水中不溶解的呈悬浮状态的污染物(包括油膜和油珠)的废水处理法,可分为重力分离法、离心分离法和筛滤截留法等。以热交换原理为基础的处理法也属于物理处理法。
 
化学
 
通过化学反应和传质作用来分离、去除废水中呈溶解、胶体状态的污染物或将其转化为无害物质的废水处理法。在化学处理法中,以投加药剂产生化学反应为基础的处理单元是:混凝、中和、氧化还原等;而以传质作用为基础的处理单元则有:萃取、汽提、吹脱、吸附、离子交换以及电渗析和反渗透等。后两种处理单元又合称为膜分离技术。其中运用传质作用的处理单元既具有化学作用,又有与之相关的物理作用,所以也可从化学处理法中分出来,成为另一类处理方法,称为物理化学法。
 
生物
 
通过微生物的代谢作用,使废水中呈溶液、胶体以及微细悬浮状态的有机污染物,转化为稳定、无害的物质的废水处理法。根据作用微生物的不同,生物处理法又可分为需氧生物处理和厌氧生物处理两种类型。废水生物处理广泛使用的是需氧生物处理法,按传统,需氧生物处理法又分为活性污泥法和生物膜法两类。活性污泥法本身就是一种处理单元,它有多种运行方式。属于生物膜法的处理设备有生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池以及生物流化床等。生物氧化塘法又称自然生物处理法。厌氧生物处理法,又名生物还原处理法,主要用于处理高浓度有机废水和污泥。使用的处理设备主要为消化池。
 
用生物接触氧化法处理废水,即用生物接触氧化工艺在生物反应池内充填填料,已经充氧的污水浸没全部填料,并以一定的流速流经填料。在填料上布满生物膜,污水与生物膜广泛接触,在生物膜上微生物的新陈代谢的作用下,污水中有机污染物得到去除,污水得到净化。最后,处理过的废水排入生物接触氧化处理系统与生活污水混合后进行处理,氯消毒后达标排放。生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺,其特点是在池内设置填料,池底曝气对污水进行充氧,并使池体内污水处于流动状态,以保证污水同浸没在污水中的填料充分接触,避免生物接触氧化池中存在污水与填料接触不均的缺陷,这种曝气装置称谓鼓风曝气。
 
分级
 
按处理程度,废水处理(主要是城市生活污水和某些工业废水)一般可分为三级。
 
一级处理的任务是从废水中去除呈悬浮状态的固体污染物。为此,多采用物理处理法。一般经过一级处理后,悬浮固体的去除率为70%~80%,而生化需氧量(BOD)的去除率只有25%~40%左右,废水的净化程度不高。
 
二级处理的任务是大幅度地去除废水中的有机污染物,以BOD 为例,一般通过二级处理后,废水中的BOD可
 
去除80%~90%,如城市污水处理后水中的BOD含量可低于30毫克/升。需氧生物处理法的各种处理单元大多能够达到这种要求。
 
三级处理的任务是进一步去除二级处理未能去除的污染物,其中包括微生物未能降解的有机物、磷、氮和可溶性无机物。
 
三级处理是高级处理的同义语,但两者又不完全一致。三级处理是经二级处理后,为了从废水中去除某种特定的污染物,如磷、氮等,而补充增加的一项或几项处理单元;高级处理则往往是以废水回收、复用为目的,在二级处理后所增设的处理单元或系统。三级处理耗资较大,管理也较复杂,但能充分利用水资源。有少数国家建成了一些污水三级处理厂。
 
工艺
 
预处理单元。用于城市废水的预处理工艺可以有:粗筛(格栅),中筛,破碎,测流,泵提升,除渣,预曝气,浮选,絮凝及化学处理。
 
生活污水处理一般不用浮选,絮凝和化学处理。这类方法的采用有时决定于城市废水中的工业废水。浮选法用于去除细小悬浮物,抽脂和脂肪,在一个单独的单元中或在一个除油脂,有时除渣的预曝气池中进行。如果石油工业及肉类加工厂有适当的预处理,则城市处理厂可不要浮选单元。高强度的城市废水可采用加化学剂或不加化学剂的絮凝法来提高初级处理效果和防止二级处理工艺的超负荷。有时对原废水加氯以控制气味和改善废水的沉淀性质。预处理单元布置的变化决定于原废水的特性,下步的处理工艺和采用的预处理单元。有一些是经常适用于单元布置的一般原则。格网用于保护水泵并防止固体在沉渣池或计量槽中结垢。小处理厂正常在恒速提升泵前放一巴氏计量槽。在大处理厂或采用变速泵之处,计量槽可以放在水泵之后。在大多数独立生活污水厂沉渣池是放在提升泵之后的,但当预见泥渣负荷量大时沉渣池应放在泵前。预处理单元的三种可能布置方案。
 
初级处理单元初级处理为沉淀。然而,普通习惯所谓的初级处理则包括预处理工艺。所有大城市处理厂都采用原污水沉淀法,且必须设在常规生物滤池之前。可以用完全混合活性污泥法处理未经沉淀的原废水,然而由于污泥处置和运行成本的原因,这类工艺只有小城镇使用。
 
二级处理单元。生物二级处理采用活性污泥法,生物滤池或稳定塘。在新的污水处理厂设计中,高负荷生物滤池已广泛地取代了低负荷生物滤池,而完全混合性污泥法正在取代常规活性污泥法。稳定塘一般只限于小城镇使用。
 
在大型处理厂方面,高负荷生物过滤和完全混合活性污泥是当前用于二级处理的最常见的两种方法。生物滤池的优点是易于操作,能够接受突变的负荷与超负荷而不致引起完全失效。完全混合活性污泥法能承受突变的负荷但在长期超负荷下会失效。例如当生物滤池的BOD负荷自设计负荷45磅/1000英尺3/天(R=1)增至90磅/1000英尺3/天(R=2),效率自77%降低至70%。一个活性污泥单元受到同样程度的超负荷时,会因污泥膨胀和在出水中损失活性污泥固体而失效。去除BOD的效率由90%降至50%以下。
 
完全混合活性污泥法的优点是去除BOD的效率高,能处理高强度废水和对将来转变到高级处理有适应性。就一具有300毫克/升可沉淀BOD的强废水的二级处理来说,活性污泥二级处理可去除BOD至少90%,其出水BOD等于或小于30毫克/升。单级高负荷生物滤池只能去除BOD77%或更少,结果其出水BOD约为70毫克/升。为使去除BOD效率可与活性污泥法相比,则需要两级过滤。
 
污泥处置。初次沉淀和二次生物絮凝法将废水有机物浓缩成污泥的体积远较所处理的废水体积为小。但处置积累的废污泥则是废水处理中一个主要经济因素。污泥加工设备的一次投资约为处理厂投资的三分之一。表明自沉淀池抽取,调蓄和浓缩废污泥的流程。自生物滤池出水澄清出来的沉淀固体,或剩余活性污泥,常送回到处理厂的首部使与初级污泥一起清除。生污泥可以储存在初次沉淀池底部等待处理或抽送至一个调蓄池储存,抽取的污泥可在一个浓缩池内浓缩,浓缩池通常为重力式单元,放在污泥加工之前。剩余活性污泥是同抽出后的,初次污泥混合的。在系统布置中,普通采用一个调蓄池连同一个污泥浓缩池。剩余活性污泥在加工之前可以单独浓缩也可采用混合污泥浓缩的方法。
 
表示加工和处置生污泥的各种方法。普通的污泥加工方法为厌气消化和真空过滤,经常用离心和湿烧法。常规处置方法有填埋、焚化、制造土壤改良剂和船运投海等。在沿海城.市,船运投海往往是最经济的,而如果有地面时,填埋法则是习惯采用的。焚化法虽然较贵,但往往是城市区域内唯一可行的处置方法。
 
一个城市处理厂必须仔细考虑所有可能的污泥处置工艺。选择得最好的方法应是最经济又适当照顾环境条件的工艺。必须注意这样一些因素,、如车运加工后的污泥通过住宅区、填埋地区将来的利用,地下水污染、空气污染、其它潜在的公共卫生危害和风景问题等。
 
氯化。在尾闾水域用作游览或给水水源之处,对二级处理厂出水进行消毒是普通实行的方法。有几个州起初规定只在水域游览季节对处理厂出水进行消毒,现要求全年消毒。有的州未作任何此类规定。
 
除磷与除氮。近些年内,在发展废水处理厂中可行的除磷方法方面进行了许多研究工作。在发展除氮和水完全回收的方法方面也作了研究。有几个除磷的中间试验厂和小规模生产性处理厂在运行中,但作为设计大型设备的先例来说经验资料还是有限的。虽然水质准据规定了磷和氮的限度,但大规模应用去除营养素的方法还是将来的事情。
 
城镇的规模。对小城镇来说,在选择废水处理工艺中起主导作用伪是运行的管理、控制和如何处置污泥。不用处置污泥(稳定塘),或只要偶尔抽取污泥(延时曝气)的方法对小村庄和分区是优越的。较大的市镇往往采用需要较多控制及维修的系统,即接触稳定和氧化沟的处理厂。不同规模的城镇修建的普通废水处理厂类型。许多已建的处理厂不一定相符。
 
许多现有的处理系统已不再为人乐用,例如隐化池和其他一些根据独特的当地条件所选用的类型。处理厂的布置。高负荷生物滤池处理厂和完全混合活性污泥处理厂的典型总平面布置。
 
在生物滤池处理厂中的处理单元系列为:有独立洗渣槽的斗底沉渣池,初次沉淀池,生物滤池,有重力回流至原废水湿井循环管线的最终沉淀池,处理污泥的单级消化池及干化床。回流至原废水湿井的有以下废水:洗渣槽的隘流,最终沉淀池的回流污泥,干化场的排泄水和消化池的澄清液。处理厂可在进水检查井或在生物滤池之后设超越管。
 
活性污泥厂处理单元系列为;机械清理的格网和一个将切碎固体送回原废水的破碎器,有备用煤气机组的恒速与变速提升泵,巴氏计量槽,有独立洗渣器的澄清池型曝气沉渣池,初次沉淀池,完全混合活性污泥二级处理池及剩余污泥到湿井的重力回流管线,自污泥调蓄池出来的生污泥真空过滤器和处置滤饼的填埋场地。真空过滤器的滤出液回流至湿井。由于废水管埋深的关系,原废水在湿井前不能由重力流超越。对两面三刀台提升泵设有备用煤气机组,可在电源事故时运行。在提升泵站之后和在初次沉淀池之后设有超越管线。
 
制剂
 
采用合理的水处理工艺,配合水的深度处理,处理水可达到GB5084-1992、CECS61-94中水回收用水标准等,可以长时间循环使用,节约大量水资源。
 
Risr-601环保型COD专用除去剂
 
MRisr- 2688重金属捕捉剂
 
常用药剂
 
(1)絮凝剂:有时又称为混凝剂,可作为强化固液分离的手段,用于初沉池、二沉池、浮选池及三级处理或深度处理等工艺环节。
 
(2)助凝剂:辅助絮凝剂发挥作用,加强混凝效果。
 
(3)调理剂:又称为脱水剂,用于对脱水前剩余污泥的调理,其品种包括上述的部分絮凝剂和助凝剂。
 
(4)破乳剂:有时也称脱稳剂,主要用于对含有乳化油的含油废水气浮前的预处理,其品种包括上述的部分絮凝剂和助凝剂。
 
(5)消泡剂:主要用于消除曝气或搅拌过程中出现的大量泡沫。
 
(6)pH调整剂:用于将酸性废水和碱性废水的pH值调整为中性。
 
(7)氧化还原剂:用于含有氧化性物质或还原性物质的工业废水的处理。
 
(8)消毒剂:用于在废水处理后排放或回用前的消毒处理。
 
技术
 
预处理
 
【技术概述】
 
微电解技术是处理高浓度有机废水的一种理想工艺,该工艺用于高盐、难降解、高色度废水的处理不但能大幅度地降低cod和色度,还可大大提高废水的可生化性。
 
该技术是在不通电的情况下,利用微电解设备中填充的微电解填料产生“原电池”效应对废水进行处理。当通水后,在设备内会形成无数的电位差达1.2V 的“原电池”。“原电池”以废水做电解质,通过放电形成电流对废水进行电解氧化和还原处理,以达到降解有机污染物的目的。在处理过程中产生的新生态[?O H] 、[H] 、[O]、Fe2+ 、Fe3+等能与废水中的许多组分发生氧化还原反应,比如能破坏有色废水中的有色物质的发色基团或助色基团,甚至断链,达到降解脱色的作用;生成的Fe2+ 进一步氧化成Fe3 +,它们的水合物具有较强的吸附- 絮凝活性,特别是在加碱调pH 值后生成氢氧化亚铁和氢氧化铁胶体絮凝剂,它们的絮凝能力远远高于一般药剂水解得到的氢氧化铁胶体,能大量絮凝水体中分散的微小颗粒、金属粒子及有机大分子.其工作原理基于电化学、氧化- 还原、物理以及絮凝沉淀的共同作用。该工艺具有适用范围广、处理效果好、成本低廉、处理时间短、操作维护方便、电力消耗低等优点,可广泛应用于工业废水的预处理和深度处理中。
 
【技术特点】
 
⑴反应速率快,一般工业废水只需要半小时至数小时;
 
⑵作用有机污染物质范围广,如:含有偶氟、碳双键、硝基、卤代基结构的难除降解有机物质等都有很好的降解效果;
 
⑶工艺流程简单、使用寿命长、投资费用少、操作维护方便、运行成本低、处理效果稳定。处理过程中只消耗少量的微电解填料。填料只需定期添加无需更换,添加时直接投入即可。
 
⑷废水经微电解处理后会在水中形成原生态的亚铁或铁离子,具有比普通混凝剂更好的混凝作用,无需再加铁盐等混凝剂,COD去除率高,并且不会对水造成二次污染;
 
⑸具有良好的混凝效果,色度、COD去除率高,同量可在很大程度上提高废水的可生化性。
 
⑹该方法可以达到化学沉淀除磷的效果,还可以通过还原除重金属;
 
⑺对已建成未达标的高浓度有机废水处理工程,用该技术作为已建工程废水的预处
 
理,即可确保废水处理后稳定达标排放。也可将生产废水中浓度较高的部分废水单独引出进行微电解处理。
 
⑻该技术各单元可作为单独处理方法使用,又可作为生物处理的前处理工艺,利于污泥的沉降和生物挂膜
 
【适用废水种类】
 
⑴.染料、化工、制药废水;焦化、石油废水;------上述废水处理水后的BOD/COD值大幅度提高。
 
⑵. 印染废水;皮革废水;造纸废水、木材加工废水;
 
------对脱色有很好的应用,同时对COD与氨氮有效去除。
 
⑶. 电镀废水;印刷废水;采矿废水;其他含有重金属的废水;
 
------可以从上述废水中去除重金属。
 
⑷. 有机磷农业废水;有机氯农业废水;
 
------大大提高上述废水的可生化性,且可除磷,除硫化物
 
新型填料
 
【技术概述】
 
它由多元金属合金融合催化剂并采用高温微孔活化技术生产而成,属新型投加式无板结微电解填料。作用于废水,可高效去除COD、降低色度、提高可生化性,处理效果稳定持久,同时可避免运行过程中的填料钝化、板结等现象。本填料是微电解反应持续作用的重要保证,为当前化工废水的处理带来了新的生机。
 
【铁炭原电池反应】
 
阳极:Fe - 2e →Fe2+ E(Fe / Fe2+)=0.44V
 
阴极:2H﹢+ 2e →H2 E(H﹢/ H2)=0.00V
 
当有氧存在时,阴极反应如下:
 
O2 + 4H﹢+ 4e → 2H2O E (O2)=1.23V
 
O2 + 2H2O + 4e → 4OH﹣E(O2/OH﹣)=0.41V
 
电镀废水
 
电镀和金属加工业废水中锌的主要来源是电镀或酸洗的拖带液。污染物经金属漂洗过程又转移到漂洗水中。酸洗工序包括将金属(锌或铜)先浸在强酸中以去除表面的氧化物,随后再浸入含强铬酸的光亮剂中进行增光处理。
 
该废水中含有大量的盐酸和锌、铜等重金属离子及有机光亮剂等,毒性较大,有些还含致癌、致畸、致突变的剧毒物质,对人类危害极大。因此,对电镀废水必须认真进行回收处理,做到消除或减少其对环境的污染。
 
电镀混合废水处理设备由调节池、加药箱、还原池、中和反应池、pH调节池、絮凝池、斜管沉淀池、厢式压滤机、清水池、气浮反应,活性炭过滤器等组成。
 
电镀废水处理采用铁屑内电解处理工艺,该技术主要是利用经过活化的工业废铁屑净化废水,当废水与填料接触时,发生电化学反应、化学反应和物理作用,包括催化、氧化、还原、置换、共沉、絮凝、吸附等综合作用,将废水中的各种金属离子去除,使废水得到净化。
 
重金属
 
重金属废水主要来自矿山、冶炼、电解、电镀、农药、医药、油漆、颜料等企业排出的废水。如果不对重金属废水处理,就会严重污染环境。废水处理中重金属的种类、含量及存在形态随不同生产企业而异。除重金属在废水处理中显得很重要。
 
由于重金属不能分解破坏,而只能转移它们的存在位置和转变它们的物理和化学形态,达到除重金属的目的。例如,废水处理过程中,经化学沉淀处理后,废水中的重金属从溶解的离子形态转变成难溶性化合物而沉淀下来,从水中转移到污泥中;经离子交换处理后,废水中的重金属离子转移到离子交换树脂上,经再生后又从离子交换树脂上转移到再生废液中。
 
因此,废水处理除重金属原则是:
 
除重金属原则一:最根本的是改革生产工艺.不用或少用毒性大的重金属;
 
除重金属原则二:是采用合理的工艺流程、科学的管理和操作,减少重金属用量和随废水流失量,尽量减少外排废水量。重金属废水处理应当在产生地点就地处理,不同其他废水混合,以免使处理复杂化。更不应当不经除重金属处理直接排入城市下水道,以免扩大重金属污染。