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化工企業廢水處理技術,你要了解的都在這里

2019-04-10    來源:中國節能網
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[ 導讀 ]:化工廢水是指化工廠生產產品過程中所生產的廢水,如生產乙烯、聚乙烯、橡膠、聚酯、甲醇、乙二醇、油品罐區、空分空壓站等裝置的含油廢水,經過生化處理后,
 化工廢水是指化工廠生產產品過程中所生產的廢水,如生產乙烯、聚乙烯、橡膠、聚酯、甲醇、乙二醇、油品罐區、空分空壓站等裝置的含油廢水,經過生化處理后,一般可達到國家二級排放標準,現由于水資源的短缺,需將達到排放標準的水再經過進一步深度處理后,達到工業補水的要求并回用。
 
化工廠作為用水大戶,年新鮮水用量一般為幾百萬立方米,水的重復利用率低,同時外排污水幾百萬立方米,不僅浪費大量水資源,也造成環境污染,并且水資源的短缺已對這些工業用水大戶的生產造成威脅。為保持企業的可持續發展及減少水資源的浪費,降低生產成本,提高企業經濟效益和社會效益。需對化工廢水進行深度處理(三級處理),作為循環水的補水或動力脫鹽水的補水,實現污水回用。
 
 
 
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完全和原料或生產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生的凝聚和絮凝作用,使膠體脫穩形成沉淀而去除。混凝法不但可以去除廢水中的粒徑為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。空氣氧化因其氧化能力弱,主要用于含還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極上由于發生氧化還原反應而去除,廢水中污染物在電解槽的陽極失去電子被氧化外,水中的Cl-,OH-等也可在陽極放電而生成Cl2和氧而間接地氧化破壞污染物。實際上,為了強化陽極的氧化作用,減少電解槽的內阻,往往在廢水電解槽中加一些氯化鈉,進行所謂的電氯化,NaCl投加后在陽極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現了一些新型電極材料,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,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同效應,使H2O2分解產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到高能態,然后電子激發態分子進行化學反應。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,產生•OH等氧化性極強的自由基,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,最終生成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獨特的物理化學環境從而導致超聲波污水處理目的的實現。超聲空化泡的崩潰所產生的高能量足以斷裂化學鍵。在水溶液中,空化泡崩潰產生氫氧基和氫基,同有機物發生氧化反應。空化獨特的物理化學環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,經過持續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,同時在池中投加硫酸亞鐵及石灰,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級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粒或絮凝體在溶氣水釋放時產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。
 
化工廢水預處理物化工藝推薦
1、催化微電解處理技術
微電解技術是處理高濃度有機廢水的一種理想工藝,該工藝用于高鹽、難降解、高色度廢水的處理不但能大幅度地降低COD和色度,還可大大提高廢水的可生化性。該技術是在不通電的情況下,利用微電解設備中填充的微電解填料產生“原電池”效應對廢水進行處理。當通水后,在設備內會形成無數的電位差達1.2V 的“原電池”。“原電池”以廢水做電解質,通過放電形成電流對廢水進行電解氧化和還原處理,以達到降解有機污染物的目的。在處理過程中產生的新生態[·OH] 、[H] 、[O]、Fe2+ 、Fe3+等能與廢水中的許多組分發生氧化還原反應,比如能破壞有色廢水中的有色物質的發色基團或助色基團,甚至斷鏈,達到降解脫色的作用;生成的Fe2+ 進一步氧化成Fe3+,它們的水合物具有較強的吸附- 絮凝活性,特別是在加堿調pH 值后生成氫氧化亞鐵和氫氧化鐵膠體絮凝劑,它們的絮凝能力遠遠高于一般藥劑水解得到的氫氧化鐵膠體,能大量絮凝水體中分散的微小顆粒、金屬粒子及有機大分子.其工作原理基于電化學、氧化- 還原、物理以及絮凝沉淀的共同作用。該工藝具有適用范圍廣、處理效果好、成本低廉、處理時間短、操作維護方便、電力消耗低等優點,可廣泛應用于工業廢水的預處理和深度處理中。
技術特點
(1) 反應速率快,一般工業廢水只需要半小時至數小時;
(2) 作用有機污染物質范圍廣,如:含有偶氟、碳雙鍵、硝基、鹵代基結構的難除降解有機物質等都有很好的降解效果;
(3) 工藝流程簡單、使用壽命長、投資費用少、操作維護方便、運行成本低、處理效果穩定。處理過程中只消耗少量的微電解填料。填料只需定期添加無需更換,添加時直接投入即可。
(4)廢水經微電解處理后會在水中形成原生態的亞鐵或鐵離子,具有比普通混凝劑更好的混凝作用,無需再加鐵鹽等混凝劑,COD去除率高,并且不會對水造成二次污染;
(5)具有良好的混凝效果,色度、COD去除率高,同量可在很大程度上提高廢水的可生化性。
(6)該方法可以達到化學沉淀除磷的效果,還可以通過還原除重金屬;
(7)對已建成未達標的化工廢水處理工程,用該技術作為已建工程廢水的預處理,即可確保廢水處理后穩定達標排放。也可將生產廢水中濃度較高的部分廢水單獨引出進行微電解處理。
(8) 該技術各單元可作為單獨處理方法使用,又可作為生物處理的前處理工藝,利于污泥的沉降和生物掛膜。
2、新型催化微電解填料
技術概述
它由多元金屬合金融合催化劑并采用高溫微孔活化技術生產而成,屬新型投加式無板結微電解填料。作用于廢水,可高效去除COD、降低色度、提高可生化性,處理效果穩定持久,同時可避免運行過程中的填料鈍化、板結等現象。本填料是微電解反應持續作用的重要保證,為當前化工廢水的處理帶來了新的生機。
產品關鍵創新點
(1)由多元金屬熔合多種催化劑通過高溫熔煉形成一體化合金,保證“原電池” 效應持續高效。不會像物理混合那樣出現陰陽極分離,影響原電池反應。
(2)架構式微孔結構形式,提供了極大的比表面積和均勻的水氣流通道,對廢水處理提供了更大的電流密度和更好的催化反應效果。
(3)活性強,比重輕,不鈍化、不板結,反應速率快,長期運行穩定有效。
(4)針對不同廢水調整不同比例的催化成份,提高了反應效率,擴大了對廢水處理的應用范圍。
(5)在反應過程中填料所含活性鐵做為陽極不斷提供電子并溶解進入水中,陰極碳則以極小顆粒的形式隨水流出。當使用一定周期后,可通過直接投加的方式實現填料的補充,及時恢復系統的穩定,還極大地減少了工人的操作強度。
(6)填料對廢水的處理集氧化、還原、電沉積、絮凝、吸附、架橋、卷掃及共沉淀等多功能于一體。
(7)處理成本低,在大幅度去除有機污染物的同時,可極大地提高廢水的可生化性。
(8)配套設施可根據規模和用戶要求實現構筑物式和設備化,滿足多種需求。
(9)規格:1cm*3cm (填料形式多樣,有顆粒球形、多孔柱形及其他,大小可定制)。
(10)技術參數:比重: 1.0噸/立方米,比表面積: 1.2 平方米/克, 空隙率: 65% ,物理強度:≧1000kg/cm2。
3、多相催化氧化處理技術
該處理技術是環境領域新發展的一種技術,主要采用以羥基自由基為核心的強氧化劑,快速、無選擇性、徹底氧化環境中的各種有機污染物。羥基自由基與水中的溶解性有機物反應形成羥基自由基;在催化劑的催化下,羥基自由基對廢水中有機物進行氧化分解。該技術對CODcr去除、脫色以及提高廢水的可生化性有著顯著的效果。其色度、CODcr去除率可達75%-99%。在對化工廢水、制藥廢水等的實際應用中,該技術體現了很好的應用效果。
適用范圍
主要適用于:硝基苯、硝基酚、硝基甲苯、苯酚、苯胺類污水、苯甲醚污水;分散染料、陽離子染料、弱酸性染料類污水;合成醫藥、農藥類污水;獸藥類污水;精細化工類污水;合成樹脂類污水;含氰污水;含氟污水;含蒽污水;焦化污水和電鍍污水等。
 
化工廢水深度處理中水回用優化組合工藝
 
(1)預處理+UF+RO/NF 處理工藝
(2)MBR+UF/RO/NF處理工藝
工藝系統優點
超濾系統優點:采用高分子材料的中空纖維膜,抗耐壓、抗污染、使用壽命長;
占地面積小、自動化程度高、分離能力強、出水水質好,保證后續RO/NF系統的正常運行。
RO/NF膜處理系統優點:
RO系統采用抗污染反滲透膜、使用壽命長;
鹽分、有機物、難降解化合物有效截留;
出水水質適用于所有生產工藝;
自動化程度高、運行成本低。
 
膜-生物反應器工藝(MBR工藝)是膜分離技術與生物技術有機結合的新型廢水處理技術。它利用膜分離設備將生化反應池中的活性污泥和大分子有機物質截留住,分離出清水,實現生化反應與清水分離同步進行,省掉二沉池。
MBR緊湊簡潔單元結構特別適合于處理成份復雜、污染物濃度高的印染廢水。
MBR工藝的優點:
處理效率高、出水水質好、污泥少;
水力停留時間短、占地面積小;
易清洗、易更換、運行穩定、運行成本低;
耐沖擊能力強、COD和色度去除效率高。
應用領域
高濃度化工廢水、氯堿行業廢水、農藥廢水、化工園區及污水處理廠、含磷廢水處理、 含甲醛廢水處理。
 
關鍵詞: 廢水處理
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