隨著工業的迅速發展,廢水(shuǐ)的種(zhǒng)類和數量迅猛(měng)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。因此(cǐ),對於保護環境來說,工業廢水的處理比城市汙(wū)水的處理更為(wéi)重要。而在工業汙水中,COD的降低是一個(gè)重要問題,那(nà)麽工業汙水COD降低不(bú)了該怎麽辦呢?一起來看看吧。
工業汙水特點:
(1)排放量大,汙染範圍廣,排放方式複雜。
(2)汙染(rǎn)物種類繁多,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(biàn)化規律差異(yì)大。
(5) 恢複比較(jiào)困難。
工業汙水COD降低的方法
1、物理法
添加絮凝劑
一(yī)般(bān)是在廢水(shuǐ)中加入絮(xù)凝劑,然後利用格柵或(huò)其它物理隔柵工具把一部(bù)分汙染(rǎn)物處理下來,帶(dài)走一部分有機物。
吸附法去(qù)除COD:
可以通(tōng)過(guò)活性炭、大孔樹脂、膨潤土等活性(xìng)吸附材料,吸附處理汙水裏的顆(kē)粒有機物(wù)、色度。可以作為前處理,降低比較容易處理的COD。
2、電化學法去除(chú)COD
電化學法處理(lǐ)廢(fèi)水的實質,就是直接或間接的利用電解作用,把水中汙染物去(qù)除,或把有毒物質變成(chéng)無毒或低毒物質。
3、微生物(wù)法去除COD
生(shēng)物法是靠微生物酶來氧化或還原有(yǒu)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一種廢水處(chù)理方法(fǎ)。
常用工業(yè)廢水處理(lǐ)方法(18種主流(liú)技術)
1、多效蒸發結晶技(jì)術
在工業含鹽廢水的處理過(guò)程中,工業含鹽廢水進入低溫多效濃縮結晶裝置,經過3—6效蒸發冷凝的濃縮結晶過程,分離為淡化水(淡化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渣;不能結晶(jīng)的有機物濃縮廢液可(kě)采用滾筒蒸發器,形成固態廢渣,焚燒處理;淡化(huà)水可返回生產係統替代軟化水加以利用。
低溫多效(xiào)蒸發濃縮結晶係統不僅可以應用於(yú)化工生產的濃縮過程(chéng)和結晶過程,還可以應用於工業含鹽廢水的蒸發濃縮結晶處理(lǐ)過程中。
多效蒸發流程(chéng)隻(zhī)在*效使用了蒸汽,故節約了蒸汽的(de)需要量,有效地利用了二次蒸汽中的熱(rè)量,降低了生產成本,提高了經濟效益。
2、生物法
生物處(chù)理是目前廢水處理*常用的方法之一(yī),它具有應用範圍廣、適應性強(qiáng)、經(jīng)濟高效無害等特點。一般情況下,常用的生物法有傳(chuán)統活性(xìng)汙泥法和生物接(jiē)觸氧(yǎng)化(huà)法兩種。
(1)傳統活性汙泥(ní)法
活性汙泥法是一種汙水的好氧生物處理(lǐ)法,目前(qián)是處理城市汙水*廣泛使用的方法。它能從汙水中去除(chú)溶解性的和膠體狀態的(de)可(kě)生化(huà)有機物以及(jí)能被活性汙泥吸附的懸浮固體和其(qí)他(tā)一些(xiē)物質,同時也能去除一部分磷素和氮素。
活性(xìng)汙泥法去除率高,適用於處理水質(zhì)要求高而水質(zhì)比較穩定的廢水。但是不(bú)善於適應水質的變化,供氧(yǎng)不能得到充分利用;空氣供應沿池水(shuǐ)平均(jun1)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(shēng)物接觸氧化法
生物接觸氧化法是主要利用附著生(shēng)長於某些固體物(wù)表麵(miàn)的微生物(即生物膜)進行有機汙水處理的方法。
生物接(jiē)觸氧化法是一種浸沒生物膜(mó)法,是生物濾池和曝氣池的綜合體,兼有活(huó)性汙泥法和生物(wù)膜法的特點,在(zài)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(jī)負荷有較強的(de)適應能力;汙泥生成量少,運行管理簡便,操(cāo)作簡單,耗能(néng)低,經(jīng)濟高效;具有活性汙泥法的優點,生物活性高(gāo),淨化效果好,處理效率高,處(chù)理時間短(duǎn),出水水質(zhì)好而穩定;能分解(jiě)其它生物(wù)處理難分解的物質(zhì),具有脫(tuō)氧除磷的作用,可(kě)作為三級處理技術。
3、SBR工藝
SBR是序(xù)批式活性(xìng)汙泥法(SequencingBatchReactor)的縮寫,作為(wéi)一(yī)種間歇運行(háng)的廢水處理工藝,近年來在國內外被引起廣(guǎng)泛重視和研究的一種汙水處(chù)理技術。
SBR的工作程序是由流入、反應、沉澱、排(pái)放和(hé)閑(xián)置五個程(chéng)序組成。汙水在反應器中按序列、間歇(xiē)地進入(rù)每個反應工序(xù),每個(gè)SBR反應器的運行操作在時(shí)間上也是按次序排列間歇運行的。
SBR法(fǎ)具有以下特點:工藝簡單,占地麵積(jī)小、設備少、節省投資。理想的推流過程使生化反應推(tuī)力大、處理效率高、運行方式靈活、可以除磷脫氮、汙泥活性(xìng)高,沉降性能好、耐衝擊負荷,處理能(néng)力強。
雖(suī)然法SBR以上優(yōu)點,但(dàn)也有一定的局限性,如進水流量大,則需要調節反應係統,從而(ér)增(zēng)大(dà)投資(zī);而對出水水質有特殊要求,如脫氮除磷等還需(xū)要對工藝進行適(shì)當改進。
4、MBR工藝
MBR是一種(zhǒng)將高效膜分離技術與傳統活(huó)性汙泥法相結合的新型高效汙水(shuǐ)處理工藝,它用具有獨特結構的MBR平片膜組件(jiàn)置於曝氣池中(zhōng),經過好氧曝氣和(hé)生物處理後的水,由泵通過濾膜過濾後抽出。
MBR工藝設備緊湊,占地少;出水(shuǐ)水質(zhì)優質(zhì)穩(wěn)定,有機(jī)物去除效率高;剩餘汙泥產量少,降低了生產成(chéng)本;可去(qù)除氨(ān)氮及難降解有機(jī)物(wù);易(yì)於從傳統工(gōng)藝進行改造。但(dàn)是,膜(mó)造價高,使膜(mó)生物反應器的基建投資高於傳統汙水處理工藝;膜汙染(rǎn)容易出現,給(gěi)操作管(guǎn)理帶(dài)來不便;能耗(hào)高(gāo),工藝要求高。
5、電解工藝
在高鹽度條件(jiàn)下,廢水具有較高的導電(diàn)性,這一特點為電化學法(fǎ)在高鹽度有機(jī)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氧化還原反應,生成不溶於水的物質,經(jīng)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。
溶液中的氯化鈉(nà)電解時(shí),在陽極上所生成(chéng)的氯(lǜ)氣,有一部分溶解在溶液中發生次級反應而生成次氯酸鹽和氯酸鹽,對溶液(yè)起漂(piāo)白作用。正是(shì)上述綜合的協同作用使溶液中有(yǒu)機汙染物得到(dào)降解。
因為電化學理論的局限性,高耗(hào)能,電力缺乏等問題,目前電解處(chù)理高鹽廢水工藝還是處於研究階段(duàn)。
6、離子(zǐ)交換法
離子交換是(shì)一個單元操作過程,在(zài)這個過程中,通常涉及到溶(róng)液中的離子與不溶性聚合物(含有固定陰離子或陽離子)上的反離子之間(jiān)的交換反應。
采用(yòng)離子交換法時,廢(fèi)水*先經過陽離子交換柱,其中帶(dài)正電荷的離子(Na+等)被H+置換而滯留(liú)在(zài)交換柱內;之後,帶負電荷的離子(zǐ)(CI-等)在陰離子交換柱中被OH-置換,以達到除鹽的目的。
但該法一個主要問題是廢水中(zhōng)的固體懸浮物會堵塞樹脂而失去效果,還有(yǒu)就是離子交換樹脂(zhī)的再生(shēng)需要高昂的費用且交換下來的廢(fèi)物很難處理。
7、膜分離法
膜(mó)分離技術是利用膜對混合物中(zhōng)各組分選擇透(tòu)過性能的差異來分離(lí)、提純和濃縮(suō)目(mù)標物質的新型分離技術。
目前常用(yòng)的膜技術有超濾、微濾、電滲析(xī)及反滲透。其(qí)中的超濾、微濾用於工業廢水的處理時(shí),不能有效(xiào)去除汙水中的鹽分,但可以有效截留懸浮固體(tǐ)(SS)及膠體COD;電滲(shèn)析(xī)(electrodialysis)和反相(xiàng)滲透(RO)技術是(shì)*有效和(hé)*常(cháng)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(shù)的發展,膜技術將(jiāng)在廢(fèi)水處理領域得到(dào)越來越多(duō)的應用。
8、鐵碳(tàn)微電解處理(lǐ)技術
鐵碳微鐵碳微電解(jiě)法是利用Fe/C原電池反應原理對(duì)廢水進行處理的良好工藝,又稱內電解法、鐵屑過濾(lǜ)法等。鐵炭微電解(jiě)法是電化學的氧化還原、電化(huà)學電(diàn)對對絮體的電富集作用、以及電化學(xué)反應產(chǎn)物的凝聚、新生絮(xù)體的吸附和床層過濾等作用的綜合效應,其中主要是氧化還(hái)原和電附集及凝聚(jù)作用。
鐵屑浸沒在含大量電解質(zhì)的廢水中時,形成無(wú)數個微小的原電池,在鐵屑中加入焦炭後,鐵屑與焦炭粒接觸進一步形成大(dà)原電池,使鐵屑在受(shòu)到微原電池(chí)腐蝕的基礎上,又受到大原電(diàn)池的(de)腐蝕,從而加快(kuài)了電(diàn)化學反應的進行。
此法(fǎ)具有(yǒu)適用(yòng)範圍廣、處理效(xiào)果好、使用壽命(mìng)長、成本低廉及操(cāo)作維護方便等諸多優點,並使(shǐ)用廢鐵屑為原料,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已經廣泛應用於印(yìn)染、農藥/製藥、重金屬、石油(yóu)化(huà)工及油分(fèn)等廢水以及垃圾滲濾液處理,取得(dé)了良好的效(xiào)果。
9、Fenton及類Fenton氧化法
典型的Fenton試劑是由Fe2+催化H2O2分解產生˙OH,從而引發有機物的氧化(huà)降解反應。由於Fenton法(fǎ)處理廢水所需時間(jiān)長,使用的試(shì)劑量多,而且過量的Fe2+將增大處理後廢水(shuǐ)中的COD並產(chǎn)生二次汙染。
近年來,人們將紫外(wài)光、可見(jiàn)光等引入Fenton體係,並研究采用(yòng)其他過渡(dù)金屬替代Fe2+,這些方法(fǎ)可(kě)顯(xiǎn)著增強Fenton試劑對有機物的氧化降解能力,減少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,設備較為簡單,適用範圍廣;既可作(zuò)為單(dān)獨處(chù)理技(jì)術應用,也可與其他方法聯用,如與混凝沉澱法(fǎ)、活性碳法、生物處理法等聯用,作為難降解有機廢(fèi)水的預處理(lǐ)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(yuán)態汙染物反應時速度快,使用方便,不產生二(èr)次汙染,可用於汙水的消毒、除色、除臭、去除(chú)有機物和降低COD等。單獨使用臭氧氧化法造價高、處理(lǐ)成本昂貴(guì),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,近年來(lái)發展了旨在提高臭氧(yǎng)氧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速率和效率,而且能夠氧化臭氧單獨作用時(shí)難以氧化降解的有機物。由於臭氧在水中的溶解(jiě)度較低,且臭氧產(chǎn)生效(xiào)率低、耗能大,因(yīn)此(cǐ)增大臭(chòu)氧在水中的溶解度、提高臭氧的利用率、研製高(gāo)效低能耗的臭氧發生裝置成(chéng)為研究的主要方向。
11、磁(cí)分離技術
磁分離(lí)技(jì)術是近年來發展的一種新型的利用廢水中雜質顆粒的磁性進行分離的水處理技術。對(duì)於水中非磁性或(huò)弱磁性(xìng)的顆粒,利用磁性接種技術可使它們具有磁性。
磁分離技術應用於廢(fèi)水處理有三種(zhǒng)方法:直接磁分離法、間接磁分離法和微生物—磁分離法(fǎ)。
目前研究的磁(cí)性化技術主要包括磁性團聚技術、鐵鹽共沉技術、鐵粉法、鐵氧(yǎng)體法(fǎ)等,具有代表性(xìng)的磁分離設備是圓(yuán)盤磁分離器和高(gāo)梯度磁過濾器。目前磁分離技術還處於實驗室研究階段,還不能應用於實際(jì)工程實踐。
12、等離子水處理技術
低溫等(děng)離子體水處(chù)理技術,包括高(gāo)壓脈(mò)衝放電等離子(zǐ)體水處理技術和輝光放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(de)汙染物徹底(dǐ)氧化、分解(jiě)。
水溶液中的直接(jiē)脈衝放電可以在常(cháng)溫常壓下操作,整個放電過(guò)程中無(wú)需加入催化劑就可以在水溶液中產生原(yuán)位的化學氧化性物種(zhǒng)氧化(huà)降解有機物,該項技術對(duì)低濃度有機物的處理經濟且有效。
此外,應用脈衝放電等(děng)離子體水處理技術的反應器形式可以靈活調整,操作過程簡單,相應的維護費用也較低。受放電設(shè)備的限製,該(gāi)工藝降解有機物的能量利用率較低,等離子體技術在水處理中的應用還處在(zài)研發階段。
13、電化學(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物(wù),或通過陽極反應產生羥基自由基(˙OH)、臭氧等氧化劑降解有(yǒu)機物。
電(diàn)化學(催(cuī)化)氧化包括二維和三維電極體(tǐ)係。由於三維電極體係(xì)的微電場電解作(zuò)用,目前備受(shòu)推崇。三維電極是在傳統的二維電解槽的電極間(jiān)裝填粒狀或其他碎屑狀(zhuàng)工作電極材料,並使(shǐ)裝(zhuāng)填的材料表麵帶電,成為第三極(jí),且在工作電極材料表麵能發生電化學反應(yīng)。
與二維平板電極相比,三維電極具有很大(dà)的比表麵(miàn),能夠增加電解槽的麵體比,能以較低電流(liú)密度提供較大的電流強度,粒子間距小而物質傳(chuán)質速(sù)度高,時空轉換效率(lǜ)高,因此電(diàn)流效率高、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(fēn)廢水等難降解有機廢(fèi)水,金屬離子,垃圾滲濾液等。
14、輻射技術
20世紀70年(nián)代起,隨著大型鈷源和電子加速器技術的發展,輻射技術應用中的輻(fú)射源問題逐步得到改善。利用輻射技術處理廢(fèi)水中汙染物的研究引起了各國的關注(zhù)和重視。
與傳統的化學氧化相比,利用輻射(shè)技術處理汙染物,不需加入(rù)或隻需少量加(jiā)入化學(xué)試劑,不會產生二(èr)次汙(wū)染,具有降解效率高、反應(yīng)速度快、汙染物降(jiàng)解徹(chè)底(dǐ)等優點。而且,當電離輻射與(yǔ)氧氣(qì)、臭氧等催化氧化手段聯合使用時,會產生“協同(tóng)效(xiào)應(yīng)”。因此,輻射技術處理汙染物是一種(zhǒng)清潔(jié)的、可持續利用的技術,被國際原子能(néng)機(jī)構列為21世(shì)紀和平利用原子能的主要研究方向。
15、光化學催化氧(yǎng)化
光化學(xué)催化氧化技術是在光(guāng)化學氧化的基礎上發展起來(lái)的,與光化學法相比,有更強的氧(yǎng)化能力,可使有(yǒu)機汙染物更(gèng)徹底地降解。光(guāng)化學催化氧化是(shì)在有催(cuī)化劑的條件(jiàn)下的光化學降(jiàng)解,氧化劑在光的輻射(shè)下產生氧化能力(lì)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(liǎng)種類型,均相光催化降解是以Fe2+或Fe3+及H2O2為介質,通過光助-Fenton反(fǎn)應產生羥基自由基使汙染物得到降解;非均相催化降解是在汙染(rǎn)體係中投入(rù)一定量的光敏半導體材料,如TiO2、ZnO等,同(tóng)時結合光輻射,使光敏半導體在光的照射下激發產生電子—空穴對,吸附在半(bàn)導體上的溶(róng)解氧、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(huà)技術在氧化降解水中有機汙染物,特別是難降解有機汙染物時有明(míng)顯的優勢。
16、超臨(lín)界水氧化(scwo)技術
SCWO是以超臨界水為介質,均相氧化分解有(yǒu)機物。可以(yǐ)在短時間內將(jiāng)有機汙染物分解為CO2、H2O等無機小分子(zǐ),而硫、磷和氮原子分別轉化成硫酸鹽、磷酸(suān)鹽、硝酸(suān)根和亞硝酸根離(lí)子或氮氣。美國把(bǎ)SCWO法列為能源與環境領(lǐng)域*有前途的廢物處理技術。
SCWO反(fǎn)應速率快、停(tíng)留時間短;氧化(huà)效率高,大部分有機物處理率可達99%以上;反應器結構簡單,設備體積小;處理範圍廣,不僅可以用於(yú)各種有毒物質、廢水、廢物的處(chù)理,還可以(yǐ)用於分解有機化合物;不需外(wài)界供熱,處理成(chéng)本低;選擇性好,通過調節(jiē)溫度與壓力,可以改變水的密度、粘度、擴散係數(shù)等物化特性,從而改(gǎi)變其對有機物的溶解性能(néng),達(dá)到(dào)選擇性(xìng)地控製反應產物的(de)目的。
超臨(lín)界氧化法在美國、德國、瑞典、日本等歐美*已(yǐ)經有了工藝應用,但中國的研究起步較晚,還處於實(shí)驗(yàn)室研究階段。
17、濕式(催化)氧(yǎng)化
濕式(催化)氧(yǎng)化法(fǎ)是在高溫(wēn)(150~350℃)、高壓(yā)(0.5~20MPa)、催(cuī)化劑作用下,利用O2或空氣作為氧化劑(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(wú)機物,達到去除汙染物的(de)目的。
濕式空氣(催化)氧化法可應用(yòng)於(yú)城市汙泥和丙烯腈、焦化、印染等工業廢水及含酚、氯烴、有機磷(lín)、有機硫(liú)化合物的農藥廢(fèi)水的處理(lǐ)。
18、超聲波氧化
頻率在(zài)15~1000kHz的(de)超聲波輻照水體中的有機汙染物(wù)是由空化效應引起的物理化學過程(chéng)。超聲波不僅可以改善反應條件,加快反(fǎn)應速度和(hé)提高反應產率,還能使一些難以(yǐ)進(jìn)行(háng)的化學反應得以實現。
它集高級氧化、焚燒、超臨界氧化等多種水處理技術的特點於(yú)一身,加之操作簡單,對設備的要求較低,在(zài)汙(wū)水處理,特別是在降解廢水中毒性高、難(nán)降解的有機汙染(rǎn)物,加快有機汙染物的降解速度,實現工業廢(fèi)水汙染物的無害化,避免二次汙染的影響上(shàng)具有(yǒu)重要意義。