隨著工業的迅速發展,廢水的種類和數量迅猛增加,對水體的汙染也日趨廣泛和嚴重,威脅人類(lèi)的健康和安全(quán)。因此,對於保護環境來(lái)說,工(gōng)業廢水的處理比城市汙(wū)水的(de)處理更為重要。而在工業汙水中,COD的降低是一個重要問題,那麽工業汙水COD降低不了該怎麽辦呢?一起(qǐ)來看看吧。
工業汙水特(tè)點:
(1)排放量大,汙染範(fàn)圍廣,排放方式複雜(zá)。
(2)汙染物(wù)種類繁(fán)多,濃度(dù)波動幅度大。
(3)汙染物質毒性強,危害大。
(4)汙染物(wù)排放後遷移變化規律(lǜ)差異大。
(5) 恢複比較困難。
工業汙水COD降低的方法
1、物理法
添(tiān)加絮凝劑
一般是在廢(fèi)水中加入絮凝劑,然後利用格柵或其它物理(lǐ)隔柵工具把一部分(fèn)汙染物處理下來,帶走(zǒu)一部分有機物。
吸附法去除COD:
可以通過活性炭、大孔(kǒng)樹脂、膨潤(rùn)土等活性吸附材(cái)料,吸附處理汙水裏的顆粒有機物(wù)、色度。可以作為前處理,降低比較容易處理的COD。
2、電化(huà)學法去(qù)除COD
電化學法處理廢水的實質,就是直(zhí)接或間接的(de)利用電解作(zuò)用,把水中汙染物去除,或把有毒物質變成(chéng)無毒(dú)或低毒物質。
3、微生物法去除COD
生物法是靠(kào)微生物酶來(lái)氧化或還原有機物分子,破(pò)壞(huài)其不飽和鍵及發色基(jī)團,從而達到處理目的的一種廢水處理方法。
常用工業廢水處理方法(18種主流技術)
1、多效(xiào)蒸發結晶技術
在工業含鹽廢水的處理過程中,工業含鹽廢水進入低溫多效濃(nóng)縮結晶裝置(zhì),經過3—6效蒸發冷凝的濃縮結晶過(guò)程,分離為淡化(huà)水(淡化水可能(néng)含有(yǒu)微量低沸點有機物)和濃縮晶(jīng)漿廢液;無機鹽和部分有機物可結晶分離出來,焚(fén)燒處(chù)理為無機鹽廢渣;不能(néng)結晶(jīng)的有機物濃縮廢(fèi)液可采用(yòng)滾筒蒸發器,形成固態廢渣,焚燒處理;淡化水可返回生(shēng)產係統替代軟化水加(jiā)以利用。
低(dī)溫多效蒸發濃縮結晶係統不(bú)僅可以應用於化工(gōng)生產的濃縮過(guò)程和結晶(jīng)過程,還(hái)可以應用於工業含鹽廢水的蒸發濃縮結晶處理過程中。
多效蒸發流程隻在*效使用了蒸汽,故節約了蒸(zhēng)汽的需要量(liàng),有效地利用(yòng)了二次蒸汽中的熱量,降(jiàng)低了生產成本,提高了經濟效益。
2、生物法
生(shēng)物處理是目前廢水處理*常(cháng)用的方法之(zhī)一,它具有應(yīng)用範圍廣、適應性強、經濟高效無害等特點。一(yī)般情況(kuàng)下,常用的生(shēng)物法有傳統活性汙泥法和生物接觸氧化法兩種。
(1)傳統活性汙泥法
活性汙泥法是一種汙水的好氧生物處理法,目前是處理城市汙水*廣泛(fàn)使用的方法。它能從汙(wū)水中去除溶解性的和膠體狀態的可生化有機物以及能(néng)被活性汙泥吸附的懸浮固體和其他一些物質(zhì),同時也能去除(chú)一部分磷素和氮素。
活性汙泥法去除率高,適用於處理水(shuǐ)質要求(qiú)高(gāo)而(ér)水質比較穩定的廢水。但是不善於(yú)適應水質的變化,供(gòng)氧不能得到充分利用;空氣供應沿池水平(píng)均分布,造成前段氧量不足(zú)後段氧量過剩;曝氣結構龐(páng)大,占地麵積大(dà)。
(2)生物接觸氧化法
生物接觸氧化法是主要利用附著生長於某些固體物表麵的微生物(即生物膜)進行有機(jī)汙水處理的方法。
生物接觸氧化法是一種浸沒生物膜法,是生(shēng)物濾池和曝氣池的綜合體,兼有活性汙泥法和(hé)生物(wù)膜法的特(tè)點,在(zài)水處理過程中有很好的效果。
生物接觸氧(yǎng)化法有較高的容積負荷,對衝擊負荷有較強的適應(yīng)能力;汙泥生成量少,運行管理簡便,操作簡(jiǎn)單,耗(hào)能低,經濟高效;具有活性汙泥法的優點,生物活性高,淨化效果好,處理效率高,處理時間短,出(chū)水水質好(hǎo)而穩定;能分解其它生物處理難分解的物質,具有脫氧除磷的作用,可作為(wéi)三級處理技術(shù)。
3、SBR工藝(yì)
SBR是序批(pī)式活(huó)性汙泥法(SequencingBatchReactor)的縮寫,作為一種間歇運行的廢(fèi)水處理工藝,近(jìn)年來(lái)在國內外被引起廣泛重視和研究的一種汙水處理技術。
SBR的工作程序是由流入、反應、沉澱、排放和閑置五個程序組成。汙(wū)水在反應器中按序列、間歇地進入每個反應工序,每個SBR反應器的運行操作在(zài)時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(yì)簡單,占地麵積(jī)小、設備(bèi)少、節省投資。理想的推流過程(chéng)使生化反應推力(lì)大、處(chù)理(lǐ)效率高、運行方式靈活(huó)、可以除磷脫氮(dàn)、汙泥活性高,沉降性能好、耐衝(chōng)擊負荷,處理能力強。
雖然法SBR以上優點,但也有一定的局限性(xìng),如進水流量大,則需要調節反應係統,從而增大投資;而對出水水質有特殊要求,如脫(tuō)氮(dàn)除磷(lín)等還需要對工藝(yì)進行適當改進。
4、MBR工藝(yì)
MBR是一種將高(gāo)效膜分離(lí)技術與傳統活性汙泥法相結合的新型(xíng)高效汙水處理(lǐ)工藝,它用具(jù)有獨特結構的MBR平片膜(mó)組件置於曝氣池中,經過好氧曝氣和生物處理後(hòu)的水,由泵通過濾膜過濾後抽出。
MBR工藝設備緊湊,占地少;出(chū)水(shuǐ)水(shuǐ)質優(yōu)質穩定,有機物去除效率高;剩餘汙泥產量少,降低了(le)生產成本(běn);可去除氨氮及難降解有機物;易於從傳統工藝進行改造。但是,膜造價高(gāo),使膜生物反(fǎn)應器的基建投資高於傳(chuán)統汙水處理工藝;膜汙染容易(yì)出現,給操作管理帶來不便;能耗高,工(gōng)藝要求(qiú)高。
5、電解工藝
在高鹽度(dù)條件下,廢水具有較高的導電性,這一(yī)特(tè)點為電化學法在高鹽度有機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(liè)氧化還原(yuán)反應(yīng),生成不溶於水的物(wù)質,經過(guò)沉澱(或氣浮)或直接氧(yǎng)化還原為(wéi)無(wú)害氣體除(chú)去,從而降低COD。
溶液(yè)中的氯化鈉電解時,在陽極上所生成的氯氣,有一(yī)部分溶解在溶(róng)液中發生次級(jí)反應而生成次氯(lǜ)酸鹽和氯酸鹽,對溶液起漂白作用。正是上述綜合的協同作用(yòng)使溶液中有機(jī)汙染(rǎn)物得到降解。
因為電化學理論的局限性(xìng),高耗能,電力缺乏等問題,目前電解處理高(gāo)鹽廢水工藝還是處於研究階段。
6、離子(zǐ)交換法
離子交換是一個單元操作過程,在這個過程中,通常(cháng)涉及到溶(róng)液中的離子(zǐ)與不溶(róng)性聚合物(含有固定陰離子或陽離子)上的反離子之間的交換反應。
采用離子交換法時,廢水*先經過陽離子交換柱,其中帶正(zhèng)電荷的離子(Na+等)被H+置換而滯留在交換柱內;之後,帶負電荷的離(lí)子(CI-等)在陰離子交換柱中被OH-置換,以達到除(chú)鹽的目的。
但該法一個主要問題(tí)是廢水中的固(gù)體懸浮物會堵塞樹(shù)脂而失去(qù)效果,還有就是離子交換樹脂的(de)再生需要高昂的費用且交換下來(lái)的廢物很難處理。
7、膜(mó)分離法
膜分離技術是利用膜(mó)對混合物中各組分選(xuǎn)擇(zé)透過性能的差異來分離、提純和濃(nóng)縮目標物質的新型分離技(jì)術。
目前常用的膜技(jì)術有超濾、微濾、電(diàn)滲析(xī)及反滲透。其(qí)中的超濾、微濾用於工業(yè)廢水的處(chù)理時,不能有效去除汙水中的鹽(yán)分,但可以有效截留懸浮固(gù)體(SS)及膠體COD;電滲析(xī)(electrodialysis)和反相(xiàng)滲透(RO)技術是*有效和*常用(yòng)的(de)脫(tuō)鹽技術。
限製膜技術工程應用推廣的主(zhǔ)要難點是膜的造價(jià)高、壽命(mìng)短、易受汙染和結垢堵塞等。伴隨著膜生產技術的發展,膜(mó)技術將在廢水處理領域得到越來越多的應用。
8、鐵碳微電解處理技術
鐵碳微(wēi)鐵碳微電解法(fǎ)是利用Fe/C原電池反應原理對廢水進行處理的良好工藝,又稱內電解法、鐵屑過濾法等。鐵炭微(wēi)電解法是電化(huà)學的氧化還原、電化學電對對絮體的電富集作用、以及電化學反應產物的凝聚、新生絮體的吸附和(hé)床層過濾等作用的綜合效應,其中(zhōng)主要是氧化還原(yuán)和(hé)電附集及凝聚作用。
鐵屑(xiè)浸沒在含大量電解質的(de)廢水中時,形成(chéng)無數個微小的原電池,在鐵屑中(zhōng)加入焦炭後,鐵屑與焦炭粒接觸(chù)進一步(bù)形成大原電(diàn)池(chí),使鐵屑在受到(dào)微原電池腐蝕的基(jī)礎上,又受到大原電池的(de)腐蝕,從而加快了電化學反(fǎn)應(yīng)的進(jìn)行。
此(cǐ)法具有適(shì)用範圍廣、處(chù)理效果好、使用(yòng)壽命長、成本低廉及操作維(wéi)護方(fāng)便等諸(zhū)多優點,並使用廢鐵屑為原料(liào),也不需消耗電力資源,具有“以廢治廢”的意義。目(mù)前鐵炭(tàn)微電解技術已經廣泛(fàn)應用於印染、農藥/製藥、重(chóng)金屬、石油化工及油分等廢水以及垃圾滲濾液處(chù)理,取得(dé)了良好的效果。
9、Fenton及類Fenton氧化法
典型(xíng)的Fenton試劑是由Fe2+催(cuī)化H2O2分解產(chǎn)生˙OH,從(cóng)而引發有機物的氧化(huà)降(jiàng)解反應(yīng)。由於Fenton法(fǎ)處理廢水所需時間長,使用的(de)試(shì)劑量多,而(ér)且過量的Fe2+將(jiāng)增大處理後廢水(shuǐ)中的COD並產生二(èr)次汙染。
近年(nián)來,人們(men)將紫外光、可見光等引入Fenton體係,並研(yán)究采用其他過渡(dù)金屬替代Fe2+,這些方法可顯著增強Fenton試劑對有機物(wù)的氧化降解能(néng)力,減少Fenton試劑(jì)的用量,降低處理成本,統稱(chēng)為類Fenton反應。
Fenton法反應條件溫和,設備較為簡單,適(shì)用範圍廣;既可作為單獨處理技(jì)術(shù)應用,也可與其他(tā)方(fāng)法聯用,如(rú)與(yǔ)混凝沉澱法、活性(xìng)碳法、生物處理法等聯用,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(yuán)態汙(wū)染物反應時速(sù)度快,使用(yòng)方(fāng)便,不產生二(èr)次汙染,可用於汙水的消毒、除(chú)色、除臭、去除有機物和降低COD等。單獨使用臭氧氧化法造價高、處理成本昂貴(guì),且其氧化反應(yīng)具有選擇(zé)性,對某些鹵代烴及農藥等氧化效果比(bǐ)較差。
為(wéi)此,近年來發展了旨在(zài)提高臭氧氧化效率的相(xiàng)關組合技術,其(qí)中UV/O3、H2O2/O3、UV/H2O2/O3等(děng)組(zǔ)合方式不僅可提高氧化速率和效率(lǜ),而且能夠氧化臭氧單獨作用時難(nán)以(yǐ)氧化降解的(de)有機物。由於臭氧在水中的溶解(jiě)度較低,且臭氧產生效率低、耗能大,因(yīn)此增大臭氧在水(shuǐ)中的溶解度、提高臭氧的利用率、研製高效低(dī)能耗(hào)的臭氧(yǎng)發生裝置成(chéng)為研究的主要方向。
11、磁分離(lí)技術(shù)
磁分離技術是近年來發展的一種(zhǒng)新型(xíng)的利(lì)用(yòng)廢水中雜質顆粒的磁性進行(háng)分離的水處理技術。對於水中非磁性或弱磁(cí)性的顆粒,利用磁性接種(zhǒng)技術可使它們具有磁性。
磁分離(lí)技術應用於廢水處理有三種方(fāng)法:直接磁分離法、間接磁分離法和微生物—磁分(fèn)離法。
目前研究的(de)磁性化技術主要包括磁性團聚(jù)技(jì)術、鐵鹽共沉技術、鐵粉法、鐵氧體法等,具有(yǒu)代表性的磁分離設備是圓盤磁分離器和高梯度磁過濾器。目前磁分離技術還處於實驗室研究(jiū)階段,還不能應用於實際工(gōng)程實踐。
12、等離子水(shuǐ)處理(lǐ)技術
低溫等離子體(tǐ)水處理技術,包括(kuò)高壓脈衝放電等離子體水處理技術和輝光放(fàng)電等離子體水處理技術,是利用放電直接在水溶(róng)液中產生(shēng)等離子體,或者將氣體放(fàng)電等離子體中的活性粒子引入水(shuǐ)中,可使水中(zhōng)的汙染物徹底氧化、分解。
水溶液中的直接脈衝放電可以在常(cháng)溫常壓下操(cāo)作,整個放電過程中無(wú)需加入催化劑就可以在水溶液中產生原(yuán)位的化(huà)學氧化性物種氧化降解有機物,該項技術對低濃度有機物的處理經濟且(qiě)有效。
此外,應用脈衝放電等離子體水處理(lǐ)技術的反應器形式可以靈(líng)活調整,操作過程簡單,相應的維護費用(yòng)也較低。受放電設備的限製,該工藝降解(jiě)有(yǒu)機(jī)物的(de)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(fǎn)應直接降解有機物,或通過陽極反應產(chǎn)生羥基自由基(˙OH)、臭氧等氧化(huà)劑降解有(yǒu)機物。
電(diàn)化學(xué)(催化)氧化包(bāo)括二維(wéi)和(hé)三維電極體係(xì)。由於三維電(diàn)極體(tǐ)係的微電場電解(jiě)作用,目前備受推崇。三維電極是在傳統的二維電解(jiě)槽的電極(jí)間裝填粒狀或其他碎(suì)屑狀工作電極材料,並使裝填的材料表麵帶電,成為第三極,且在工(gōng)作電極材料表麵能發生電化學反應。
與二維(wéi)平板電極相比,三維電極具有很大的(de)比表麵,能夠增加電解槽的麵體比(bǐ),能以較低電流密度提供較大的電流強度,粒子間距小而物質傳質速度高,時空轉換(huàn)效率(lǜ)高,因此電流(liú)效(xiào)率高、處理(lǐ)效果好(hǎo)。三維電極可用於處理(lǐ)生活汙水,農(nóng)藥、染料、製藥、含酚廢水等難降解有機廢水,金屬(shǔ)離子,垃圾滲濾液等(děng)。
14、輻射(shè)技(jì)術
20世紀70年代起,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(de)輻射(shè)源問題逐步(bù)得到改善。利用輻射技術處理廢水中汙染(rǎn)物的研究引起了各國的關注和重視。
與傳統的化學氧化相比,利用輻(fú)射技術處理汙染物,不需加入或隻需(xū)少量加(jiā)入化學試劑,不會產生二次汙(wū)染,具有降解效率高、反應速度快、汙(wū)染物降解徹底等優點。而且,當電離(lí)輻射與氧氣(qì)、臭氧等催化氧化手段聯(lián)合(hé)使用時(shí),會產生“協同效應”。因(yīn)此(cǐ),輻射技術處理汙染物是一種(zhǒng)清潔的、可持續(xù)利用的技術,被國際原(yuán)子能機構列為(wéi)21世紀和平利用原子能的主要研究方向。
15、光化學催化氧化
光化學催化氧化技術(shù)是在光化學(xué)氧化的(de)基礎上發(fā)展起來的,與光化學法相(xiàng)比,有更強(qiáng)的氧化能力(lì),可使有機汙染物更(gèng)徹(chè)底地降解。光化學催化氧(yǎng)化是在有催化劑的條件下的光(guāng)化學降解,氧化劑在光(guāng)的輻射下產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(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反應產生(shēng)羥基自由基(jī)使汙染物得到降解;非均相(xiàng)催化(huà)降解是在汙染體係(xì)中投入一定量的光敏半導體材料,如TiO2、ZnO等(děng),同時結合光輻射(shè),使光敏半導體在光的照射(shè)下激(jī)發產生電子—空穴對,吸附在(zài)半導體(tǐ)上的溶解氧(yǎng)、水分子等與電子—空(kōng)穴作用,產生˙OH等氧(yǎng)化能力極強的自由基。TiO2光催化氧化技術在氧化降解水中有機汙染物,特(tè)別(bié)是難降解有機汙染(rǎn)物時有明顯的優勢。
16、超臨界水氧化(scwo)技術
SCWO是以超臨界水為介質,均(jun1)相氧化分解有機物(wù)。可以(yǐ)在短時間內將有機汙染物分解為CO2、H2O等無機小分子,而硫、磷和氮原子分別轉化成硫(liú)酸鹽、磷酸鹽、硝酸根和亞硝酸根(gēn)離子或(huò)氮氣。美國把(bǎ)SCWO法列為能源與環境領域*有(yǒu)前途的廢物處理技術。
SCWO反應速率快、停留時間短;氧化效率(lǜ)高,大部分有機物處(chù)理率可達99%以上;反(fǎn)應器結構簡單,設備(bèi)體積小;處理(lǐ)範圍廣,不(bú)僅可以用於(yú)各種有毒物質、廢(fèi)水、廢物的處理(lǐ),還可以用於分解有機化合物;不需外界供熱,處理成本低;選(xuǎn)擇性好,通過調節溫度(dù)與壓力,可以改變水的密度、粘度、擴散係數(shù)等物化特性,從而改變其對(duì)有機物的溶解性(xìng)能,達到(dào)選擇性地控製(zhì)反應產物的目(mù)的。
超臨界氧化法在美國(guó)、德國(guó)、瑞典(diǎn)、日本等歐美*已經有了工藝應(yīng)用,但(dàn)中國(guó)的研究起步(bù)較晚,還處於實驗室研究階段。
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(cuī)化(huà)劑作用下,利用O2或空氣作為氧化(huà)劑(添加催化劑),(催化(huà))氧(yǎng)化水中呈(chéng)溶解態或懸浮態的有(yǒu)機(jī)物或(huò)還(hái)原(yuán)態的無機物,達到去除汙染物的(de)目的。
濕式空氣(催(cuī)化)氧化(huà)法可應用於城市汙泥和丙烯腈、焦化(huà)、印染等工業廢水及含酚、氯烴、有機磷、有機硫化合(hé)物的農藥廢水的處理。
18、超聲(shēng)波氧(yǎng)化
頻(pín)率在15~1000kHz的超聲波輻照(zhào)水體中的有(yǒu)機汙染物是由空化效應引起的物理化學過(guò)程。超聲波不僅可以改善反應條件,加(jiā)快反應速度和提高反應產率,還能使一些難以進行的化(huà)學(xué)反應得以實現。
它集高級氧(yǎng)化、焚燒、超臨界氧化等多種水處理技術的特點於一身,加之操(cāo)作簡單(dān),對設備的要求較低,在汙水處理,特別是(shì)在降解(jiě)廢水中毒性高、難降解的有機汙染物,加快有機汙染物(wù)的降解速度,實現工業廢水汙染物的無害化,避(bì)免二次汙染的影響上具有重要意義。