化學(xué)工業(yè)廢水按成分可分為:有機(jī)物的廢水,主要來自基本有機(jī)原料、合成材料、農(nóng)藥、染料等行業(yè)排出的廢水;無機(jī)物的廢水,如無機(jī)鹽、氮肥、磷肥、硫酸、硝酸及純堿等行業(yè)排出的廢水;既含有有機(jī)物又含有無機(jī)物的廢水,如氯堿、感光材料、涂料等行業(yè)。處理高濃度難降解有機(jī)廢水的主要方法有化學(xué)氧化法、萃取法、吸附法、焚燒法、催化氧化法、生化法等。
01 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(zhì)或重金屬鹽類。酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)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(jī)堿或含無機(jī)堿。堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)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(jī)物和有機(jī)物。酸堿廢水具有較強(qiáng)的腐蝕性,需經(jīng)適當(dāng)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(yīng)優(yōu)先考慮回收利用,根據(jù)水質(zhì)、水量和不同工藝要求,進(jìn)行廠區(qū)或地區(qū)性調(diào)度,盡量重復(fù)使用:如重復(fù)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(yīng)進(jìn)行中和處理。對(duì)于中和處理,應(yīng)首先考慮以廢治廢的原則。
02農(nóng)藥廢水
農(nóng)藥品種繁多,農(nóng)藥廢水水質(zhì)復(fù)雜。其主要特點(diǎn)是:
(1) 污染物濃度較高,化學(xué)需氧量(COD)可達(dá)每升數(shù)萬mg;
(2) 毒性大,廢水中除含有農(nóng)藥和中間體外,還含有酚、砷、汞等有毒物質(zhì)以及許多生物難以降解的物質(zhì);
(3) 有惡臭,對(duì)人的呼吸道和粘膜有刺激性;
(4)水質(zhì)、水量不穩(wěn)定。
因此,農(nóng)藥廢水對(duì)環(huán)境的污染非常嚴(yán)重。農(nóng)藥廢水處理的目的是降低農(nóng)藥生產(chǎn)廢水中污染物濃度,提高回收利用率,力求達(dá)到無害化。農(nóng)藥廢水的處理方法有活性炭吸附法、濕式氧化法、溶劑萃取法、蒸餾法和活性污泥法等。
03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(yè)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(jī)農(nóng)藥和酚醛樹脂生產(chǎn)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(zhì)毒物,可使蛋白質(zhì)凝固。水中酚的質(zhì)量濃度5—10mg/L,魚類就會(huì)大量死亡。飲用水中含酚能影響人體健康,即使水中含酚質(zhì)量濃度只有0.002mg/L,用氯消毒也會(huì)產(chǎn)生氯酚惡臭。
通常將質(zhì)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(jìn)行處理。質(zhì)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(huán)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(huán)法等。含酚質(zhì)量濃度在300mg/L以下的廢水可用生物氧化、化學(xué)氧化、物理化學(xué)氧化等方法進(jìn)行處理后排放或回收。其中濕式氧化法對(duì)酚的降解率非常高,可達(dá)90%以上。
04含汞廢水
含汞廢水主要來源于有色金屬冶煉廠、化工廠、農(nóng)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(jī)汞的方法有硫化物沉淀法、化學(xué)凝聚法、活性炭吸附法、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(xué)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(xué)凝聚法或活性污泥法處理,有機(jī)汞廢水較難處理,通常先將有機(jī)汞氧化為無機(jī)汞,而后進(jìn)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(jī)汞中的升汞是劇毒物質(zhì),有機(jī)汞中的苯基汞分解較快,毒性不大;甲基汞進(jìn)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。
05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(fā)生站、機(jī)械加工等工業(yè)部門。廢水中油類污染物質(zhì),除重焦油的相對(duì)密度為1.1以上外,其余的相對(duì)密度都小于1。油類物質(zhì)在廢水中通常以三種狀態(tài)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,懸浮于水中。
(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(yè)部門排出的廢水中含油濃度差異很大,如煉油過程中產(chǎn)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(fā)生站排出廢水中的焦油含量可達(dá)2000一3000mg/L。因此,含油廢水的治理應(yīng)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(yīng)防止或減輕乳化現(xiàn)象。
方法之一,是在生產(chǎn)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(shù)、以免增加乳化程度。處理方法通常采用氣浮法和破乳法。
06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(nóng)藥、化工等部門。含氰廢水是一種毒性較大的工業(yè)廢水,在水中不穩(wěn)定,較易于分解,無機(jī)氰和有機(jī)氰化物皆為劇毒性物質(zhì),人食入可引起急性中毒。氰化物對(duì)人體致死量為0.18,氰化鉀為0.12g,水體中氰化物對(duì)魚致死的質(zhì)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(yè)廢水。
(2) 含氰量高的廢水,應(yīng)采用回收利用,含氰量低的廢水應(yīng)凈化處理方可排放?;厥辗椒ㄓ兴峄貧?mdash;堿液吸收法、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、生物鐵法、硫酸亞鐵法、空氣吹脫法等。其中堿性氯化法應(yīng)用較廣,硫酸亞鐵法處理不徹底亦不穩(wěn)定,空氣吹脫法既污染大氣,出水又達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn).較少采用。
07造紙工業(yè)廢水
造紙廢水主要來自造紙工業(yè)生產(chǎn)中的制漿和抄紙兩個(gè)生產(chǎn)過程。制漿是把植物原料中的纖維分離出來,制成漿料,再經(jīng)漂白;抄紙是把漿料稀釋、成型、壓榨、烘干,制成紙張。這兩項(xiàng)工藝都排出大量廢水。制漿產(chǎn)生的廢水,污染最為嚴(yán)重。洗漿時(shí)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(dá)5—40g/L,含有大量纖維、無機(jī)鹽和色素。
漂白工序排出的廢水也含有大量的酸堿物質(zhì)。抄紙機(jī)排出的廢水,稱為白水,其中含有大量纖維和在生產(chǎn)過程中添加的填料和膠料。造紙工業(yè)廢水的處理應(yīng)著重于提高循環(huán)用水率,減少用水量和廢水排放量,同時(shí)也應(yīng)積極探索各種可靠、經(jīng)濟(jì)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(zhì),回收率可達(dá)95%,澄清水可回用;燃燒法可回收黑水中氫氧化鈉、硫化鈉、硫酸鈉以及同有機(jī)物結(jié)合的其他鈉鹽。中和法調(diào)節(jié)廢水pH值;混凝沉淀或浮選法可去除廢水中懸浮固體;化學(xué)沉淀法可脫色;生物處理法可去除BOD,對(duì)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(nèi)外也有采用反滲透、超過濾、電滲析等處理方法。
08化工工業(yè)廢水
化學(xué)工業(yè)廢水主要來自石油化學(xué)工業(yè)、煤炭化學(xué)工業(yè)、酸堿工業(yè)、化肥工業(yè)、塑料工業(yè)、制藥工業(yè)、染料工業(yè)、橡膠工業(yè)等排出的生產(chǎn)廢水。
化工廢水污染防治的主要措施是:首先應(yīng)改革生產(chǎn)工藝和設(shè)備,減少污染物,防止廢水外排,進(jìn)行綜合利用和回收;必須外排的廢水,其處理程度應(yīng)根據(jù)水質(zhì)和要求選擇各種化學(xué)工業(yè)廢水可根據(jù)不同的水質(zhì)、水量和處理后外排水質(zhì)的要求,選用不同的處理方法。
09主要處理工藝
廢水處理方法的選擇取決于廢水中污染物的性質(zhì)、組成、狀態(tài)及對(duì)水質(zhì)的要求。一般廢水的處理方法大致可分為物理法、化學(xué)法及生物法三大類。
物理法:物理法利用物理作用處理、分離和回收廢水中的污染物。
化學(xué)法:利用化學(xué)反應(yīng)或物理化學(xué)作用回收可溶性廢物或膠體物質(zhì),例如,中和法用于中和酸性或堿性廢水;萃取法利用可溶性廢物在兩相中溶解度不同的“分配”,回收酚類、重金屬等;氧化還原法用來除去廢水中還原性或氧化性污染物,殺滅天然水體中的病原菌等。
生物法:利用微生物的生化作用處理廢水中的有機(jī)物。例如,生物過濾法和活性污泥法用來處理生活污水或有機(jī)生產(chǎn)廢水,使有機(jī)物轉(zhuǎn)化降解成無機(jī)鹽而得到凈化。
濕式氧化
濕式催化氧技術(shù)是保持水的液體狀態(tài),利用加壓下氧在水中溶解度大幅度增加,以及溫度提升后氧化反應(yīng)活化能增加,在催化條件下,利用高溫下產(chǎn)生的高活性自由基,自由基攻擊廢水中有機(jī)分子鏈的鏈?zhǔn)阶杂苫磻?yīng),打斷有機(jī)物分子結(jié)構(gòu),大分子量有機(jī)碳化合物降解為小分子量有機(jī)碳化合物,直到深度降解為二氧化碳,達(dá)到去除有機(jī)碳的最終目的,又稱之為“濕式焚燒”技術(shù)。
相對(duì)于氧化處理前,經(jīng)濕氧處理后 其COD構(gòu)成發(fā)生化學(xué)本質(zhì)變化:
① 高含毒有機(jī)物因UNCWO提供的強(qiáng)烈降解作用,分子結(jié)構(gòu)被破壞,復(fù)雜的化學(xué)結(jié)構(gòu)(特征污染物)有機(jī)污染物分子絕大部分轉(zhuǎn)變成二氧化碳外,殘留污染物歸一為簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的C1-C4的直鏈有機(jī)酸。這類有機(jī)污染物最大特征是可生化性較好,可用生化降解予以去除。
③ 物料外觀由深色粘稠污濁液變成清澈透明自來水狀液體,徹底改變蒸發(fā)物料條件,解決了含鹽原生廢水蒸發(fā)過程中有機(jī)物濃縮后的蒸發(fā)器污堵問題,以及水分子沸點(diǎn)溫升大引起的能效比下降問題,蒸發(fā)殘液占比大的等常見蒸發(fā)脫鹽產(chǎn)生的三大工程性問題。
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