工業(yè)廢水COD不合格的處理方法

                    2022-01-15 0

                            隨著(zhù)工業(yè)的迅速發(fā)展,廢水的種類(lèi)和數量迅猛增加,對水體的污染也日趨廣泛和嚴重,威脅人類(lèi)的健康和安全。因此,對于保護環(huán)境來(lái)說(shuō),工業(yè)廢水的處理比城市污水的處理更為重要。而在工業(yè)污水中,COD的降低是一個(gè)重要問(wèn)題,那么工業(yè)污水該怎么降低COD呢?

                            工業(yè)污水COD降低的方法

                            1、物理法

                            添加絮凝劑

                            一般是在廢水中加入絮凝劑,然后利用格柵或其它物理隔柵工具把一部分污染物處理下來(lái),帶走一部分有機物。

                            吸附法去除COD:

                            可以通過(guò)活性炭、大孔樹(shù)脂、膨潤土等活性吸附材料,吸附處理污水里的顆粒有機物、色度??梢宰鳛榍疤幚?,降低比較容易處理的COD。

                            2、電化學(xué)法去除COD

                            電化學(xué)法處理廢水的實(shí)質(zhì),就是直接或間接的利用電解作用,把水中污染物去除,或把有毒物質(zhì)變成無(wú)毒或低毒物質(zhì)。

                            3、微生物法去除COD

                            生物法是靠微生物酶來(lái)氧化或還原有機物分子,破壞其不飽和鍵及發(fā)色基團,從而達到處理目的的一種廢水處理方法。

                            常用工業(yè)廢水處理方法(18種主流技術(shù))

                            1、多效蒸發(fā)結晶技術(shù)

                            在工業(yè)含鹽廢水的處理過(guò)程中,工業(yè)含鹽廢水進(jìn)入低溫多效濃縮結晶裝置,經(jīng)過(guò)3—6效蒸發(fā)冷凝的濃縮結晶過(guò)程,分離為淡化水(淡化水可能含有微量低沸點(diǎn)有機物)和濃縮晶漿廢液;無(wú)機鹽和部分有機物可結晶分離出來(lái),焚燒處理為無(wú)機鹽廢渣;不能結晶的有機物濃縮廢液可采用滾筒蒸發(fā)器,形成固態(tài)廢渣,焚燒處理;淡化水可返回生產(chǎn)系統替代軟化水加以利用。

                    低溫多效蒸發(fā)濃縮結晶系統不僅可以應用于化工生產(chǎn)的濃縮過(guò)程和結晶過(guò)程,還可以應用于工業(yè)含鹽廢水的蒸發(fā)濃縮結晶處理過(guò)程中。

                    多效蒸發(fā)流程只在第一效使用了蒸汽,故節約了蒸汽的需要量,有效地利用了二次蒸汽中的熱量,降低了生產(chǎn)成本,提高了經(jīng)濟效益。

                            2、生物法

                            生物處理是目前廢水處理最常用的方法之一,它具有應用范圍廣、適應性強、經(jīng)濟高效無(wú)害等特點(diǎn)。一般情況下,常用的生物法有傳統活性污泥法和生物接觸氧化法兩種。

                            (1)傳統活性污泥法

                            活性污泥法是一種污水的好氧生物處理法,目前是處理城市污水最廣泛使用的方法。它能從污水中去除溶解性的和膠體狀態(tài)的可生化有機物以及能被活性污泥吸附的懸浮固體和其他一些物質(zhì),同時(shí)也能去除一部分磷素和氮素。

                            活性污泥法去除率高,適用于處理水質(zhì)要求高而水質(zhì)比較穩定的廢水。但是不善于適應水質(zhì)的變化,供氧不能得到充分利用;空氣供應沿池水平均分布,造成前段氧量不足后段氧量過(guò)剩;曝氣結構龐大,占地面積大。

                            (2)生物接觸氧化法

                            生物接觸氧化法是主要利用附著(zhù)生長(cháng)于某些固體物表面的微生物(即生物膜)進(jìn)行有機污水處理的方法。

                            生物接觸氧化法是一種浸沒(méi)生物膜法,是生物濾池和曝氣池的綜合體,兼有活性污泥法和生物膜法的特點(diǎn),在水處理過(guò)程中有很好的效果。

                            生物接觸氧化法有較高的容積負荷,對沖擊負荷有較強的適應能力;污泥生成量少,運行管理簡(jiǎn)便,操作簡(jiǎn)單,耗能低,經(jīng)濟高效;具有活性污泥法的優(yōu)點(diǎn),生物活性高,凈化效果好,處理效率高,處理時(shí)間短,出水水質(zhì)好而穩定;能分解其它生物處理難分解的物質(zhì),具有脫氧除磷的作用,可作為三級處理技術(shù)。

                            3、SBR工藝

                            SBR是序批式活性污泥法(SequencingBatchReactor)的縮寫(xiě),作為一種間歇運行的廢水處理工藝,近年來(lái)在國內外被引起廣泛重視和研究的一種污水處理技術(shù)。

                            SBR的工作程序是由流入、反應、沉淀、排放和閑置五個(gè)程序組成。污水在反應器中按序列、間歇地進(jìn)入每個(gè)反應工序,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法具有以下特點(diǎn):工藝簡(jiǎn)單,占地面積小、設備少、節省投資。理想的推流過(guò)程使生化反應推力大、處理效率高、運行方式靈活、可以除磷脫氮、污泥活性高,沉降性能好、耐沖擊負荷,處理能力強。

                            雖然法SBR以上優(yōu)點(diǎn),但也有一定的局限性,如進(jìn)水流量大,則需要調節反應系統,從而增大投資;而對出水水質(zhì)有特殊要求,如脫氮除磷等還需要對工藝進(jìn)行適當改進(jìn)。

                            4、MBR工藝

                            MBR是一種將高效膜分離技術(shù)與傳統活性污泥法相結合的新型高效污水處理工藝,它用具有獨特結構的MBR平片膜組件置于曝氣池中,經(jīng)過(guò)好氧曝氣和生物處理后的水,由泵通過(guò)濾膜過(guò)濾后抽出。

                            MBR工藝設備緊湊,占地少;出水水質(zhì)優(yōu)質(zhì)穩定,有機物去除效率高;剩余污泥產(chǎn)量少,降低了生產(chǎn)成本;可去除氨氮及難降解有機物;易于從傳統工藝進(jìn)行改造。但是,膜造價(jià)高,使膜生物反應器的基建投資高于傳統污水處理工藝;膜污染容易出現,給操作管理帶來(lái)不便;能耗高,工藝要求高。

                            5、電解工藝

                            在高鹽度條件下,廢水具有較高的導電性,這一特點(diǎn)為電化學(xué)法在高鹽度有機廢水處理方面提供了良好的發(fā)展空間。

                            高鹽廢水在電解池中發(fā)生一系列氧化還原反應,生成不溶于水的物質(zhì),經(jīng)過(guò)沉淀(或氣浮)或直接氧化還原為無(wú)害氣體除去,從而降低COD。

                            溶液中的氯化鈉電解時(shí),在陽(yáng)極上所生成的氯氣,有一部分溶解在溶液中發(fā)生次級反應而生成次氯酸鹽和氯酸鹽,對溶液起漂白作用。正是上述綜合的協(xié)同作用使溶液中有機污染物得到降解。

                            因為電化學(xué)理論的局限性,高耗能,電力缺乏等問(wèn)題,目前電解處理高鹽廢水工藝還是處于研究階段。

                            6、離子交換法

                            離子交換是一個(gè)單元操作過(guò)程,在這個(gè)過(guò)程中,通常涉及到溶液中的離子與不溶性聚合物(含有固定陰離子或陽(yáng)離子)上的反離子之間的交換反應。

                            采用離子交換法時(shí),廢水首先經(jīng)過(guò)陽(yáng)離子交換柱,其中帶正電荷的離子(Na+等)被H+置換而滯留在交換柱內;之后,帶負電荷的離子(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(gè)主要問(wèn)題是廢水中的固體懸浮物會(huì )堵塞樹(shù)脂而失去效果,還有就是離子交換樹(shù)脂的再生需要高昂的費用且交換下來(lái)的廢物很難處理。

                            7、膜分離法

                            膜分離技術(shù)是利用膜對混合物中各組分選擇透過(guò)性能的差異來(lái)分離、提純和濃縮目標物質(zhì)的新型分離技術(shù)。

                            目前常用的膜技術(shù)有超濾、微濾、電滲析及反滲透。其中的超濾、微濾用于工業(yè)廢水的處理時(shí),不能有效去除污水中的鹽分,但可以有效截留懸浮固體(SS)及膠體COD;電滲析(electrodialysis)和反相滲透(RO)技術(shù)是最有效和最常用的脫鹽技術(shù)。

                            限制膜技術(shù)工程應用推廣的主要難點(diǎn)是膜的造價(jià)高、壽命短、易受污染和結垢堵塞等。伴隨著(zhù)膜生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展,膜技術(shù)將在廢水處理領(lǐng)域得到越來(lái)越多的應用。

                            8、鐵碳微電解處理技術(shù)

                            鐵碳微鐵碳微電解法是利用Fe/C原電池反應原理對廢水進(jìn)行處理的良好工藝,又稱(chēng)內電解法、鐵屑過(guò)濾法等。鐵炭微電解法是電化學(xué)的氧化還原、電化學(xué)電對對絮體的電富集作用、以及電化學(xué)反應產(chǎn)物的凝聚、新生絮體的吸附和床層過(guò)濾等作用的綜合效應,其中主要是氧化還原和電附集及凝聚作用。

                            鐵屑浸沒(méi)在含大量電解質(zhì)的廢水中時(shí),形成無(wú)數個(gè)微小的原電池,在鐵屑中加入焦炭后,鐵屑與焦炭粒接觸進(jìn)一步形成大原電池,使鐵屑在受到微原電池腐蝕的基礎上,又受到大原電池的腐蝕,從而加快了電化學(xué)反應的進(jìn)行。

                            此法具有適用范圍廣、處理效果好、使用壽命長(cháng)、成本低廉及操作維護方便等諸多優(yōu)點(diǎn),并使用廢鐵屑為原料,也不需消耗電力資源,具有“以廢治廢”的意義。目前鐵炭微電解技術(shù)已經(jīng)廣泛應用于印染、農藥/制藥、重金屬、石油化工及油分等廢水以及垃圾滲濾液處理,取得了良好的效果。

                            9、Fenton及類(lèi)Fenton氧化法

                            典型的Fenton試劑是由Fe2+催化H2O2分解產(chǎn)生˙OH,從而引發(fā)有機物的氧化降解反應。由于Fenton法處理廢水所需時(shí)間長(cháng),使用的試劑量多,而且過(guò)量的Fe2+將增大處理后廢水中的COD并產(chǎn)生二次污染。

                            近年來(lái),人們將紫外光、可見(jiàn)光等引入Fenton體系,并研究采用其他過(guò)渡金屬替代Fe2+,這些方法可顯著(zhù)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(chēng)為類(lèi)Fenton反應。

                            Fenton法反應條件溫和,設備較為簡(jiǎn)單,適用范圍廣;既可作為單獨處理技術(shù)應用,也可與其他方法聯(lián)用,如與混凝沉淀法、活性碳法、生物處理法等聯(lián)用,作為難降解有機廢水的預處理或深度處理方法。

                            10、臭氧氧化

                            臭氧是一種強氧化劑,與還原態(tài)污染物反應時(shí)速度快,使用方便,不產(chǎn)生二次污染,可用于污水的消毒、除色、除臭、去除有機物和降低COD等。單獨使用臭氧氧化法造價(jià)高、處理成本昂貴,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(fā)展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。由于臭氧在水中的溶解度較低,且臭氧產(chǎn)生效率低、耗能大,因此增大臭氧在水中的溶解度、提高臭氧的利用率、研制高效低能耗的臭氧發(fā)生裝置成為研究的主要方向。

                            11、磁分離技術(shù)

                            磁分離技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展的一種新型的利用廢水中雜質(zhì)顆粒的磁性進(jìn)行分離的水處理技術(shù)。對于水中非磁性或弱磁性的顆粒,利用磁性接種技術(shù)可使它們具有磁性。

                            磁分離技術(shù)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。

                            目前研究的磁性化技術(shù)主要包括磁性團聚技術(shù)、鐵鹽共沉技術(shù)、鐵粉法、鐵氧體法等,具有代表性的磁分離設備是圓盤(pán)磁分離器和高梯度磁過(guò)濾器。目前磁分離技術(shù)還處于實(shí)驗室研究階段,還不能應用于實(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),是利用放電直接在水溶液中產(chǎn)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操作,整個(gè)放電過(guò)程中無(wú)需加入催化劑就可以在水溶液中產(chǎn)生原位的化學(xué)氧化性物種氧化降解有機物,該項技術(shù)對低濃度有機物的處理經(jīng)濟且有效。

                            此外,應用脈沖放電等離子體水處理技術(shù)的反應器形式可以靈活調整,操作過(guò)程簡(jiǎn)單,相應的維護費用也較低。受放電設備的限制,該工藝降解有機物的能量利用率較低,等離子體技術(shù)在水處理中的應用還處在研發(fā)階段。

                            13、電化學(xué)(催化)氧化

                            電化學(xué)(催化)氧化技術(shù)通過(guò)陽(yáng)極反應直接降解有機物,或通過(guò)陽(yáng)極反應產(chǎn)生羥基自由基(˙OH)、臭氧等氧化劑降解有機物。

                            電化學(xué)(催化)氧化包括二維和三維電極體系。由于三維電極體系的微電場(chǎng)電解作用,目前備受推崇。三維電極是在傳統的二維電解槽的電極間裝填粒狀或其他碎屑狀工作電極材料,并使裝填的材料表面帶電,成為第三極,且在工作電極材料表面能發(fā)生電化學(xué)反應。

                            與二維平板電極相比,三維電極具有很大的比表面,能夠增加電解槽的面體比,能以較低電流密度提供較大的電流強度,粒子間距小而物質(zhì)傳質(zhì)速度高,時(shí)空轉換效率高,因此電流效率高、處理效果好。三維電極可用于處理生活污水,農藥、染料、制藥、含酚廢水等難降解有機廢水,金屬離子,垃圾滲濾液等。

                            14、輻射技術(shù)

                            20世紀70年代起,隨著(zhù)大型鈷源和電子加速器技術(shù)的發(fā)展,輻射技術(shù)應用中的輻射源問(wèn)題逐步得到改善。利用輻射技術(shù)處理廢水中污染物的研究引起了各國的關(guān)注和重視。

                            與傳統的化學(xué)氧化相比,利用輻射技術(shù)處理污染物,不需加入或只需少量加入化學(xué)試劑,不會(huì )產(chǎn)生二次污染,具有降解效率高、反應速度快、污染物降解徹底等優(yōu)點(diǎn)。而且,當電離輻射與氧氣、臭氧等催化氧化手段聯(lián)合使用時(shí),會(huì )產(chǎn)生“協(xié)同效應”。因此,輻射技術(shù)處理污染物是一種清潔的、可持續利用的技術(shù),被國際原子能機構列為21世紀和平利用原子能的主要研究方向。

                            15、光化學(xué)催化氧化

                            光化學(xué)催化氧化技術(shù)是在光化學(xué)氧化的基礎上發(fā)展起來(lái)的,與光化學(xué)法相比,有更強的氧化能力,可使有機污染物更徹底地降解。光化學(xué)催化氧化是在有催化劑的條件下的光化學(xué)降解,氧化劑在光的輻射下產(chǎn)生氧化能力較強的自由基。

                            催化劑有TiO2、ZnO、WO3、CdS、ZnS、SnO2和Fe3O4等。分為均相和非均相兩種類(lèi)型,均相光催化降解是以Fe2+或Fe3+及H2O2為介質(zhì),通過(guò)光助-Fenton反應產(chǎn)生羥基自由基使污染物得到降解;非均相催化降解是在污染體系中投入一定量的光敏半導體材料,如TiO2、ZnO等,同時(shí)結合光輻射,使光敏半導體在光的照射下激發(fā)產(chǎn)生電子—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等氧化能力極強的自由基。TiO2光催化氧化技術(shù)在氧化降解水中有機污染物,特別是難降解有機污染物時(shí)有明顯的優(yōu)勢。

                            16、超臨界水氧化(scwo)技術(shù)

                            SCWO是以超臨界水為介質(zhì),均相氧化分解有機物??梢栽诙虝r(shí)間內將有機污染物分解為CO2、H2O等無(wú)機小分子,而硫、磷和氮原子分別轉化成硫酸鹽、磷酸鹽、硝酸根和亞硝酸根離子或氮氣。美國把SCWO法列為能源與環(huán)境領(lǐng)域最有前途的廢物處理技術(shù)。

                            SCWO反應速率快、停留時(shí)間短;氧化效率高,大部分有機物處理率可達99%以上;反應器結構簡(jiǎn)單,設備體積小;處理范圍廣,不僅可以用于各種有毒物質(zhì)、廢水、廢物的處理,還可以用于分解有機化合物;不需外界供熱,處理成本低;選擇性好,通過(guò)調節溫度與壓力,可以改變水的密度、粘度、擴散系數等物化特性,從而改變其對有機物的溶解性能,達到選擇性地控制反應產(chǎn)物的目的。

                    超臨界氧化法在美國、德國、瑞典、日本等歐美國家已經(jīng)有了工藝應用,但中國的研究起步較晚,還處于實(shí)驗室研究階段。

                            17、濕式(催化)氧化

                            濕式(催化)氧化法是在高溫(150~350℃)、高壓(0.5~20MPa)、催化劑作用下,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(tài)或懸浮態(tài)的有機物或還原態(tài)的無(wú)機物,達到去除污染物的目的。

                            濕式空氣(催化)氧化法可應用于城市污泥和丙烯腈、焦化、印染等工業(yè)廢水及含酚、氯烴、有機磷、有機硫化合物的農藥廢水的處理。

                            18、超聲波氧化

                            頻率在15~1000kHz的超聲波輻照水體中的有機污染物是由空化效應引起的物理化學(xué)過(guò)程。超聲波不僅可以改善反應條件,加快反應速度和提高反應產(chǎn)率,還能使一些難以進(jìn)行的化學(xué)反應得以實(shí)現。

                            它集高級氧化、焚燒、超臨界氧化等多種水處理技術(shù)的特點(diǎn)于一身,加之操作簡(jiǎn)單,對設備的要求較低,在污水處理,特別是在降解廢水中毒性高、難降解的有機污染物,加快有機污染物的降解速度,實(shí)現工業(yè)廢水污染物的無(wú)害化,避免二次污染的影響上具有重要意義。

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