化工廢水處理工藝方案和主要設備選擇

【資料簡介】

　　化工廢水是指化工廠生產(chǎn)產(chǎn)品過程中所產(chǎn)生的廢水。無機化工廢水包括從無機礦物制取酸、堿、鹽類基本化工原料的工業(yè)，這類生產(chǎn)中主要是冷卻用水，排出的廢水中含酸、堿、大量的鹽類和懸浮物，有時還含硫化物和有毒物質。有機化工廢水成分多樣，包括合成橡膠、合成塑料、人造纖維、合成染料、油漆涂料、制藥等過程中排放的廢水，具有強烈好氧的性質，毒性較強，且由于多數(shù)是人工合成的有機化合物，因此污染性很強，不易分解。水質成分復雜、毒性大、污染物濃度高、pH不穩(wěn)定、色度較高、生物難降解物質多，可生化性差等特點。
 

　　化工廢水主要特征分析
 

　　1、化工廢水排放量大、成分復雜，反應原料常為溶劑類物質或環(huán)狀結構的化合物，增加了廢水的處理難度；
 

　　2、該廢水中含有大量污染物物質，主要是由于原料反應不*和原料或生產(chǎn)中使用大量溶劑造成的。
 

　　3、有毒有害物質多，有機物濃度高、含鹽量高、色度高、難降解化合物含量高、生物難降解物質多，可生化性差、治理難度大。精細化工廢水中有許多有機污染物對微生物是有毒有害的，如鹵素化合物、硝基化合物、具有殺菌作用的分散劑或表面活性劑等；
 

　　化工廢水處理方法
 

　　1、化學方法處理
 

　　化學方法是利用化學反應的作用以去除水中的有機物、無機物雜質。主要有化學混凝法、化學氧化法、電化學氧化法等。
 

　　化學混凝法作用對象主要是水中微小懸浮物和膠體物質，通過投加化學藥劑產(chǎn)生的凝聚和絮凝作用，使膠體脫穩(wěn)形成沉淀而去除?；炷ú坏梢匀コ龔U水中的粒徑為1——10mm的細小懸浮顆粒，而且還能去除色度，微生物以及有機物等。該方法受pH值、水溫、水質、水量等變化影響大，對某些可溶性好的有機、無機物質去除率低。
 

　　化學氧化法通常是以氧化劑對化工污水中的有機污染物進行氧化去除的方法。廢水經(jīng)過化學氧化還原，可使廢水中所含的有機和無機的有毒物質轉變成無毒或毒性較小的物質，從而達到廢水凈化的目的。常用的有空氣氧化，氯氧化和臭氧化法?？諝庋趸蚱溲趸芰θ酰饕糜诤€原性較強物質的廢水處理，Cl是普通使用的氧化劑，主要用在含酚、含氰等有機廢水的處理上，用臭氧處理廢水，氧化能力強，無二次污染。臭氧氧化法、氯氧化法，其水處理效果好，但是能耗大，成本高，不適合處理水量大和濃度相對低的化工污水。
 

　　電化學氧化法是在電解槽中，廢水中的有機污染物在電上由于發(fā)生氧化還原反應而去除，廢水中污染物在電解槽的陽失去電子被氧化外，水中的Cl-，OH-等也可在陽放電而生成Cl2和氧而間接地氧化破壞污染物。實際上，為了強化陽的氧化作用，減少電解槽的內(nèi)阻，往往在廢水電解槽中加一些氯化鈉，進行所謂的電氯化，NaCl投加后在陽可生成氯和次氯酸根，對水中的無機物和有機物也有較強的氧化作用。近年來在電氧化和電還原方面發(fā)現(xiàn)了一些新型電材料，取得了一定成效，但仍存在能耗大、成本高，及存在副反應等問題。
 

　　2、物理處理法
 

　　化工污水常用的物理法包括過濾法、重力沉淀法和氣浮法等。
 

　　過濾法是以具有孔粒狀粒料層截留水中雜質，主要是降低水中的懸浮物，在化工污水的過濾處理中，常用扳框過濾機和微孔過濾機，微孔管由聚乙烯制成，孔徑大小可以進行調節(jié)，調換較方便；
 

　　重力沉淀法是利用水中懸浮顆粒的可沉淀性能，在重力場的作用下自然沉降作用，以達到固液分離的一種過程；
 

　　氣浮法是通過生成吸附微小氣泡附裹攜帶懸浮顆粒而帶出水面的方法。這三種物理方法工藝簡單，管理方便，但不能適用于可溶性廢水成分的去除，具有很大的局限性。
 

　　3、光催化氧化技術
 

　　光催化氧化技術利用光激發(fā)氧化將O2、H2O2等氧化劑與光輻射相結合。所用光主要為紫外光，包括uv-H2O2、uv-O2等工藝，可以用于處理化工廢水中CHCl3、CCl4、多氯聯(lián)苯等難降解物質。另外，在有紫外光的Fenton體系中，紫外光與鐵離子之間存在著協(xié)同效應，使H2O2分解產(chǎn)生羥基自由基的速率大大加快，促進有機物的氧化去除。
 

　　所謂光化學反應，就是只有在光的作用下才能進行的化學反應。該反應中分子吸收光能被激發(fā)到高能態(tài)，然后電子激發(fā)態(tài)分子進行化學反應。光化學反應的活化能來源于光子的能量。在太陽能利用中，光電轉換以及光化學轉換一直是光化學研究十分活躍的領域。80年代初，開始研究光化學應用于環(huán)境保護，其中光化學降解治理污染尤受重視，包括無催化劑和有催化劑的光化學降解。前者多采用臭氧和過氧化氫等作為氧化劑，在紫外光的照射下使污染物氧化分解；后者又稱光催化降解，一般可分為均相、多相兩種類型。均相光催化降解主要以Fe2+或Fe3+及H2O2為介質，通過光助-芬頓(photo——Fenton)反應使污染物得到降解，此類反應能直接利用可見光；多相光催化降解就是在污染體系-空穴對，吸附在半導體上的溶解氧、水分子等與電子-空穴作用，產(chǎn)生•OH等氧化性強的自由基，再通過與污染物之間的羥基加合、取代、電子轉移等使污染物全部或接近全部礦質化，*終生成CO2、H2O及其它離子如NO3——、PO43——、SO42-、Cl——等。與無催化劑的光化學降解相比，光催化降解在環(huán)境污染治理中的應用研究更為活躍。
 

　　4、超聲波技術
 

　　超聲波技術，是通過控制超聲波的頻率和飽和氣體，降解分離有機物質。
 

　　功率超聲的空化效應為降解水中有害有機物提供了特的物理化學環(huán)境從而導致超聲波污水處理目的的實現(xiàn)。超聲空化泡的崩潰所產(chǎn)生的高能量足以斷裂化學鍵。在水溶液中，空化泡崩潰產(chǎn)生氫氧基和氫基，同有機物發(fā)生氧化反應?？栈氐奈锢砘瘜W環(huán)境開辟了新的化學反應途徑，驟增化學反應速度，對有機物有很強的降解能力，經(jīng)過持續(xù)超聲可以將有害有機物降解為無機離子、水、二氧化碳或有機酸等無毒或低毒的物質。
 

　　5、磁分離法
 

　　磁分離法，是通過向化工污水中投加磁種和混凝劑，利用磁種的剩磁，在混凝劑同時作用下，使顆粒相互吸引而聚結長大，加速懸浮物的分離，然后用磁分離器除去有機污染物，國外高梯度磁分離技術已從實驗室走向應用。
 

　　磁分離技術應用于廢水處理有三種方法：直接磁分離法、間接磁分離法和微生物—磁分離法。利用磁技術處理廢水主要利用污染物的凝聚性和對污染物的加種性。凝聚性是指具有鐵磁性或順磁性的污染物，在磁場作用下由于磁力作用凝聚成表面直徑增大的粒子而后除去。加種性是指借助于外加磁性種子以增強弱順磁性或非磁性污染物的磁性而便于用磁分離法除去；或借助外加微生物來吸附廢水中順磁性離子，再用磁分離法除去離子態(tài)順磁性污染物。
 

　　高梯度磁分離處理法是磁分離技術之一。利用磁場中磁化基質的感應磁場和高梯度磁場所產(chǎn)生的磁力從廢水中分離出顆粒狀污染物或提取有用物質的方法。磁分離器可分為永磁分離器和電磁分離器兩類，每類又有間歇式和連續(xù)式之分。高梯度磁分離技術用于處理廢水中磁性物質，具有工藝簡便、設備緊湊、效率高、速度快、成本低等優(yōu)點。
 

　　化工廢水處理工藝方案和主要設備選擇
 

　　1、預處理曝氣池
 

　　根據(jù)提供的進水水質情況來看，水溫較高達60℃左右，有機物濃度也較高，為了降低后續(xù)處理的負荷，使出水達標排放，故考慮在物化及生化處理前進行預處理。
 

　　通過充氧曝氣達到冷卻降溫，并吸脫部分氨氮酚等有機物從水中逸入大氣，同時在池中投加及石灰，使廢水中有機物進行氧化及分析，降低有機物質。
 

　　2、沉淀吸附池
 

　　通過加藥混凝反應沉淀及煤渣層的吸附，使廢水得以凈化，部分所氮及酚等有機物的濃度降低為后道生化處理創(chuàng)造條件。
 

　　3、厭氧-缺氧-好氧生化處理(A2/O法)
 

　　A2/O法生物脫氮工藝是傳統(tǒng)的活性污泥工藝，生物硝化工藝和生物除氮、磷工藝的綜合，A2/O法的活性污泥中菌群主要由硝化菌組成在好氧段硝化菌將入水中的氨氮通過生物硝化作用轉化成硝酸鹽：在缺氧段反硝化細菌將內(nèi)回流帶入的硝酸鹽通過生物反硝化作用轉達化成氮逸入大氣中，從而達到脫氮的目的，在厭氧段聚磷菌釋放磷并吸收低脂肪酸等易降解的有機物，而在好氧段聚磷菌超量吸收磷，并通過剩余污泥的排放將磷去除，以上三類細菌均具有去除CODcr、BOD5的作用，但BOD5濃度進一步降低。
 

　　4、氣浮裝置
 

　　該裝置采用溶氣氣浮原理，通過加藥反應聚凝使廢水中有機物質與藥劑的粘附變成疏水顆?；蛐跄w在溶氣水釋放時產(chǎn)生微細氣泡形成良好的氣泡一絮凝體顆粒的結合體，使結合體與廢水分離。
 

　　5、吸附過濾(深度處理)
 

　　將氣浮裝置凈化后的廢水流入裝入焦碳或煤渣小顆粒中進行吸附過濾氣浮凈化后廢水中尚未處理凈的有機物吸入煤渣等顆粒中達到吸附作用。