工業(yè)廢水

工業(yè)廢水是指工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢水、污水和廢液，含有工業(yè)生產(chǎn)原料、中間產(chǎn)品和產(chǎn)品以及生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的污染物。工業(yè)廢水造成的污染主要有:有機(jī)需氧物質(zhì)污染、化學(xué)毒物污染、無(wú)機(jī)固體懸浮物污染、重金屬污染、酸污染、堿污染、植物養(yǎng)分污染、熱污染、病原體污染等。工業(yè)廢水往往含有多種有毒物質(zhì)，污染環(huán)境，對(duì)人體健康危害極大。因此，必須開(kāi)展綜合利用，化害為利，根據(jù)廢水中污染物的成分和濃度采取相應(yīng)的凈化措施后才能排放。

工業(yè)廢水管理

工業(yè)廢水處理是指工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中使用的水被適當(dāng)?shù)靥幚硌h(huán)用于生產(chǎn)或適當(dāng)?shù)貜墓S排放，包括生產(chǎn)用水的管理和為促進(jìn)廢水處理而采取的措施。在工業(yè)廢水處理中，由于行業(yè)性質(zhì)、生產(chǎn)工藝和特征污染物的不同，不同行業(yè)的廢水存在較大差異。本文簡(jiǎn)要總結(jié)了幾種常見(jiàn)工業(yè)廢水的處理處理方法。

1.生物學(xué)方法

生物處理是目前最常用的廢水處理方法之一，具有適用范圍廣、適應(yīng)性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)、高效、無(wú)害等特點(diǎn)。一般常用的生物法有兩種:傳統(tǒng)活性污泥法和生物接觸氧化法。

(1)傳統(tǒng)活性污泥法

活性污泥法是一種污水好氧生物處理工藝，目前在處理城市污水廣泛使用。它可以從污水中去除可溶性和膠體狀的可生物降解有機(jī)物、懸浮固體等可被活性污泥吸附的物質(zhì)，同時(shí)還可以去除部分磷和氮。

活性污泥法去除率高，適用于處理廢水，水質(zhì)高且穩(wěn)定。但它們不善于適應(yīng)水質(zhì)的變化，供氧得不到充分利用；送風(fēng)沿池水均勻分布，導(dǎo)致前段氧氣不足，后段氧氣過(guò)剩；曝氣結(jié)構(gòu)龐大，占地面積大。

(2)生物接觸氧化法

生物接觸氧化法是一種主要利用附著在某些固體物體表面的微生物(即生物膜)的有機(jī)污水處理的方法。

生物接觸氧化工藝是一種淹沒(méi)式生物膜工藝，由生物濾池和曝氣池組合而成。具有活性污泥法和生物膜法的特點(diǎn)，在水處理工藝中效果良好。

生物接觸氧化法容積負(fù)荷較高，對(duì)沖擊負(fù)荷適應(yīng)性強(qiáng)。污泥產(chǎn)生少，操作管理簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，能耗低，經(jīng)濟(jì)高效；具有活性污泥法、生物活性高、凈化效果好、效率高、時(shí)間短、出水水質(zhì)好且穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)；可分解其他生物處理難降解物質(zhì)，具有脫氧脫磷功能，可作為三段處理工藝。

2.SBR工藝

SBR是序批式活性污泥法的縮寫。作為一種間歇性廢水處理工藝，是近年來(lái)引起國(guó)內(nèi)外廣泛關(guān)注和研究的一種污水處理技術(shù)。

SBR的工作程序由進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排放和空轉(zhuǎn)五個(gè)程序組成。污水依次間歇進(jìn)入反應(yīng)器中的各個(gè)反應(yīng)程序，各個(gè)SBR反應(yīng)器的運(yùn)行也是在時(shí)間上依次間歇安排的。

SBR法有以下特點(diǎn):工藝簡(jiǎn)單，占地面積小，設(shè)備少，投資少。理想的推流工藝使生化反應(yīng)推力大，處理效率高，運(yùn)行方式靈活，除磷脫氮，污泥活性高，沉降性能好，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。

SBR雖然有上述優(yōu)點(diǎn)，但也有一定的局限性。比如進(jìn)水流量大，就需要調(diào)整反應(yīng)系統(tǒng)，增加投資。但對(duì)出水水質(zhì)有特殊要求，如脫氮除磷，工藝需要適當(dāng)提高。

3.MBR工藝

MBR是將高效膜分離技術(shù)與傳統(tǒng)活性污泥法相結(jié)合的一種新型高效膜分離技術(shù)。它采用結(jié)構(gòu)獨(dú)特的MBR平板膜組件置于曝氣池中，經(jīng)過(guò)好氧曝氣和生物處理過(guò)濾后的水由泵通過(guò)濾膜抽出。

MBR工藝設(shè)備緊湊，占地少；出水水質(zhì)高且穩(wěn)定，有機(jī)物去除效率高；剩余污泥產(chǎn)量少，降低了生產(chǎn)成本；能去除氨氮和難降解有機(jī)物；易于從傳統(tǒng)工藝轉(zhuǎn)換。但是膜的高成本使得膜生物反應(yīng)器的資金投入高于傳統(tǒng)的污水處理工藝；容易出現(xiàn)膜污染，給操作管理帶來(lái)不便，能耗高，對(duì)工藝要求高。

4.電解工藝

在高鹽度條件下，廢水具有較高的電導(dǎo)率，這為電化學(xué)方法在高鹽度有機(jī)廢水處理中提供了良好的發(fā)展空間。

高鹽廢水在電解槽中發(fā)生一系列氧化還原反應(yīng)，生成不溶于水的物質(zhì)，通過(guò)沉淀(或氣浮)或直接氧化還原成無(wú)害氣體去除，從而降低COD。

當(dāng)溶液中的氯化鈉被電解時(shí)，陽(yáng)極上產(chǎn)生的部分氯氣溶解在溶液中進(jìn)行二次反應(yīng)，生成次氯酸鹽和氯酸鹽，可以漂白溶液。正是上述綜合協(xié)同作用，降解了溶液中的有機(jī)污染物。

目前，電解處理高鹽廢水工藝由于電化學(xué)理論的限制、高能耗和電力短缺，仍處于研究階段。

5.離子交換法

離子交換是一個(gè)單元操作過(guò)程，通常涉及溶液中的離子與不溶性聚合物(含有固定的陰離子或陽(yáng)離子)上的抗衡離子之間的交換反應(yīng)。

在離子交換法中，廢水首先通過(guò)陽(yáng)離子交換柱，在其中帶正電的離子(Na+等)。)被H+取代并保留在交換柱中；之后，帶負(fù)電的離子(CI-等。)在陰離子交換柱中被OH-取代，達(dá)到脫鹽的目的。

但這種方法的一個(gè)主要問(wèn)題是廢水中的固體懸浮物會(huì)堵塞樹(shù)脂而失去作用，離子交換樹(shù)脂的再生需要很高的成本且交換的廢物很難處理。

6.膜分離法

膜分離技術(shù)是利用膜對(duì)混合物中各組分選擇性滲透的差異來(lái)分離、純化和濃縮目標(biāo)物質(zhì)的一種新型分離技術(shù)。

目前常用的膜技術(shù)有超濾、微濾、電滲析和反滲透。其中，超濾和微濾用于工業(yè)廢水處理時(shí)，不能有效地去除污水中的鹽分，但能有效地截留懸浮物(SS)和膠體COD電滲析和反滲透(RO)是更有效和常用的脫鹽技術(shù)。

7.多效蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)

在含工業(yè)鹽廢水的處理過(guò)程中，含工業(yè)鹽廢水進(jìn)入低溫多效濃縮結(jié)晶裝置，通過(guò)3-6效蒸發(fā)冷凝的濃縮結(jié)晶過(guò)程，分離成脫鹽水和濃縮結(jié)晶漿液廢液。而部分無(wú)機(jī)鹽和有機(jī)物可通過(guò)結(jié)晶分離，焚燒處理為無(wú)機(jī)鹽廢渣；無(wú)法結(jié)晶的有機(jī)物濃縮廢液可通過(guò)轉(zhuǎn)鼓蒸發(fā)器形成固體廢渣焚燒處理；脫鹽水可以返回到生產(chǎn)系統(tǒng)，代替軟化水使用。

低溫多效蒸發(fā)濃縮結(jié)晶系統(tǒng)不僅可用于化工生產(chǎn)的濃縮結(jié)晶過(guò)程，也可用于工業(yè)含鹽廢水的蒸發(fā)濃縮結(jié)晶處理過(guò)程。多效蒸發(fā)流程僅在一效使用蒸汽，因此節(jié)省了蒸汽需求，有效利用了二次蒸汽中的熱量，降低了生產(chǎn)成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

限制膜技術(shù)推廣工程應(yīng)用的主要難點(diǎn)是成本高、壽命短、膜易污染、結(jié)垢和堵塞。隨著膜生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，膜技術(shù)將越來(lái)越多地應(yīng)用于廢水領(lǐng)域處理。

8.鐵碳微電解處理技術(shù)

鐵-微鐵-碳微電解法是利用鐵/碳原電池工藝的反應(yīng)原理對(duì)廢水進(jìn)行處理的好方法處理，也稱內(nèi)電解法和鐵屑過(guò)濾法。鐵炭微電解是電化學(xué)氧化還原、絮體電化學(xué)電富集、電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物混凝、新絮體吸附和床層過(guò)濾的綜合作用，其中氧化還原、電附著和混凝是主要作用。

當(dāng)鐵屑浸在含有大量電解質(zhì)的廢水中時(shí)，就形成了無(wú)數(shù)微小的原電池。在鐵屑中加入焦炭后，鐵屑與焦炭顆粒接觸，進(jìn)一步形成大的原電池，使得鐵屑不僅被微小的原電池腐蝕，還被大的原電池腐蝕，從而加速電化學(xué)反應(yīng)。

該方法具有適用范圍廣、效果好、使用壽命長(zhǎng)、成本低、操作維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。它以廢鐵為原料，不需要消耗電力資源，因此具有“以廢治廢”的意義。目前，鐵炭微電解技術(shù)已廣泛應(yīng)用于印染、農(nóng)藥/制藥、重金屬、石化和石油廢水以及垃圾滲濾液處理，并取得了良好的效果。

9.芬頓和類芬頓氧化法

典型的芬頓試劑是Fe2+催化H2O2分解產(chǎn)生\u OH，導(dǎo)致有機(jī)物氧化降解。因?yàn)镕enton法處理廢水耗時(shí)長(zhǎng)，使用大量試劑，而且過(guò)量的Fe2+會(huì)增加處理后廢水中的COD，造成二次污染。

近年來(lái)，人們將紫外光和可見(jiàn)光引入Fenton體系，并研究用其他過(guò)渡金屬代替Fe2+。這些方法可以顯著增強(qiáng)芬頓試劑對(duì)有機(jī)物的氧化降解能力，減少芬頓試劑的用量，降低處理成本，統(tǒng)稱為類芬頓反應(yīng)。

芬頓法反應(yīng)條件溫和，設(shè)備簡(jiǎn)單，適用范圍廣?？梢詥为?dú)使用處理工藝，也可以與其他方法結(jié)合使用，如混凝沉淀、活性炭法、生物處理法等。，作為難降解有機(jī)廢水的pre 處理或advanced 處理方法。

10.臭氧氧化

臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，與還原污染物反應(yīng)迅速，使用方便，不產(chǎn)生二次污染?？捎糜谖鬯尽⒚撋?、除臭、去除有機(jī)物、降低COD等。單獨(dú)臭氧氧化價(jià)格昂貴，處理價(jià)格昂貴，其氧化反應(yīng)具有選擇性，對(duì)一些鹵代烴和農(nóng)藥的氧化效果相對(duì)較差。

因此，近年來(lái)，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了旨在提高臭氧氧化效率的相關(guān)組合技術(shù)。其中UV/O3、H2O2/O3、UV/H2O2/O3等組合方法不僅可以提高氧化速率和效率，還可以氧化單獨(dú)使用臭氧時(shí)難以氧化降解的有機(jī)物。由于臭氧在水中溶解度低，臭氧發(fā)生效率低，能耗高，增加臭氧在水中的溶解度，提高臭氧的利用率，開(kāi)發(fā)高效低能耗的臭氧發(fā)生器已成為主要研究方向。

1.磁分離技術(shù)

磁分離技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種利用廢水中雜質(zhì)顆粒的磁性進(jìn)行分離的新型水處理技術(shù)。對(duì)于水中的非磁性或弱磁性顆粒，磁孕育技術(shù)可以使其具有磁性。

磁分離技術(shù)應(yīng)用于廢水處理，有三種方式:直接磁分離、間接磁分離和微生物-磁分離。

目前，磁化技術(shù)的研究主要有磁團(tuán)聚技術(shù)、鐵鹽共沉淀技術(shù)、鐵粉法、鐵氧體法等。代表性的磁選設(shè)備有盤式磁選機(jī)和高梯度磁過(guò)濾器。目前，磁選技術(shù)仍處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，無(wú)法應(yīng)用于實(shí)際工程實(shí)踐。

12.等離子水處理技術(shù)

低溫等離子體水處理技術(shù)，包括高壓脈沖放電等離子體水處理技術(shù)和輝光放電等離子體水處理技術(shù)，是通過(guò)放電在水溶液中直接產(chǎn)生等離子體或?qū)怏w放電等離子體中的活性粒子引入水中，使水中的污染物徹底氧化分解。

水溶液中的直接脈沖放電可以在常溫常壓下進(jìn)行。在整個(gè)放電過(guò)程中，無(wú)需添加催化劑，即可在水溶液中原位生成化學(xué)氧化物種，氧化降解有機(jī)物。該技術(shù)對(duì)處理低濃度有機(jī)物經(jīng)濟(jì)有效。

此外，采用脈沖放電等離子體水處理技術(shù)的反應(yīng)器類型可以靈活調(diào)整，操作過(guò)程簡(jiǎn)單，相應(yīng)的維護(hù)費(fèi)用也較低。由于放電設(shè)備的限制，這種工藝降解有機(jī)物的能量利用率較低，等離子體技術(shù)在水中處理的應(yīng)用還處于研發(fā)階段。

13.電化學(xué)(催化)氧化

電化學(xué)(催化)氧化技術(shù)可以通過(guò)陽(yáng)極反應(yīng)直接降解有機(jī)物，或者通過(guò)陽(yáng)極反應(yīng)生成羥基自由基(?OH)、臭氧等氧化劑降解有機(jī)物。

電化學(xué)(催化)氧化包括二維和三維電極系統(tǒng)。因?yàn)槿S電極體系的微電場(chǎng)電解，目前備受推崇。三維電極是傳統(tǒng)的二維電解池，在電極之間填充顆粒狀或其他碎屑狀的工作電極材料，填充材料表面帶電成為世界屋脊，工作電極材料表面發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。

與二維平板電極相比，三維電極具有較大的比表面積，能夠增加電解槽的面體比，能夠以較低的電流密度提供較大的電流強(qiáng)度，粒子間距小，物質(zhì)傳質(zhì)速率高，時(shí)空轉(zhuǎn)換效率高，因此電流效率高，處理效果好。該3D電極可用于處理生活污水、難降解有機(jī)廢水如農(nóng)藥、染料、制藥、含酚廢水、金屬離子、垃圾滲濾液等。

14.光化學(xué)催化氧化

光催化氧化技術(shù)是在光化學(xué)氧化的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。與光化學(xué)法相比，它具有更強(qiáng)的氧化能力，能更徹底地降解有機(jī)污染物。光化學(xué)氧化是在催化劑存在下的光化學(xué)降解，氧化劑在光的照射下產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化能力的自由基。

有二氧化鈦，氧化鋅，WO3，硫化鎘，硫化鋅，二氧化錫和四氧化三鐵催化劑。有同質(zhì)和異質(zhì)兩種。均相光催化降解以Fe2+或Fe3+和H2O2為介質(zhì)，通過(guò)光助-Fenton反應(yīng)產(chǎn)生羥基自由基來(lái)降解污染物。多相催化降解是指一定量的光敏半導(dǎo)體材料，如TiO2、ZnO等。，放入污染體系中，同時(shí)結(jié)合光輻射，光敏半導(dǎo)體在光的照射下被激發(fā)產(chǎn)生電子-空穴對(duì)，以及溶解氧、水分子等。吸附在半導(dǎo)體上與電子-空穴相互作用，生成具有強(qiáng)氧化能力的自由基，如\u OH。TiO2光催化氧化技術(shù)在氧化降解水中有機(jī)污染物方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)，特別是在難降解有機(jī)污染物時(shí)。

15.濕(催化)氧化

濕式(催化)氧化法是以O(shè)2或空氣為氧化劑(加入催化劑)，在高溫(150~350℃)、高壓(0.5~20MPa)和催化劑的作用下(催化)氧化水中溶解或懸浮的有機(jī)物或還原的無(wú)機(jī)物，達(dá)到去除污染物的目的。

濕式空氣(催化)氧化法可應(yīng)用于城市污泥的處理、丙烯腈等工業(yè)廢水、焦化、印染以及含有苯酚、氯代烴、有機(jī)磷和有機(jī)硫化合物的農(nóng)藥廢水。

16.超聲波氧化

頻率為15~1000kHz的超聲波輻照水中有機(jī)污染物，是由空化效應(yīng)引起的物理化學(xué)過(guò)程。超聲波不僅可以改善反應(yīng)條件，加快反應(yīng)速度，提高反應(yīng)收率，還可以實(shí)現(xiàn)一些困難的化學(xué)反應(yīng)。

融合了高級(jí)氧化、焚燒、超臨界氧化等水處理技術(shù)的特點(diǎn)。另外操作簡(jiǎn)單，對(duì)設(shè)備要求低?？捎糜谖鬯幚恚貏e是降解廢水中的劇毒、難降解有機(jī)污染物，加快有機(jī)污染物的降解速度，實(shí)現(xiàn)工業(yè)廢水污染物的無(wú)害化。

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