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超臨界污水處理技術

發布時間:2023-03-22 19:54:51

污水處理實用的高級氧化技術是什麼呢

實用的高級氧化技術目前運用比較好的有兩種:

  1. 臭氧氧化,利用臭氧的強氧化作用分解污染物

  2. 芬頓氧化,利用二價鐵離子和雙氧水的復合作用處理污染物

⑵ 造紙廠的污水處理

造紙廠污水處理設備

介紹一下我們造紙工業廢水處理方法

物理化學方法

在造紙廢水的深度處理中?物理化學法具有治理快、處理效果好等優點,一般採用的方法包括,高級氧化法、絮凝沉澱法、膜分離法吸附法等。

高級氧化法

該技術具有反應速度快、處理效率高、對有毒污染物破壞徹底、無二次污染、適用范圍廣、易操作等優點,並被廣泛應用於有毒難降解工業廢水如制葯、精細化工、印染等有機廢水的處理中,已經逐漸成為難降解廢水處理研究的熱點。根據產生自由基的方式和反應條件的不同,可將其分為Fenton類氧化法、超臨界水氧化法、光催化氧化法、超聲氧化法、電催化氧化法、臭氧氧化法和濕式氧化法等。

絮凝沉澱法

絮凝沉澱法是由絮凝劑形成的聚合產物,通過一系列作用,對水中懸浮、膠狀的大分子質量污染物去除的方法。對於制漿造紙廢水的三級處理,此法已有廣泛應用。在最佳運行條件下,用絮凝-電浮選連續處理造紙廢水,廢水的COD cr可從1416mg/L降至48.9 mg/L。

膜分離法

膜分離法是用一種特殊的半透膜將溶質和溶劑分隔開,使一側溶液中的某種溶質透過膜或者溶劑滲透出來,從而達到分離溶劑的目的。管運濤等採用傳統的兩相厭氧工藝(BS)與膜分離技術相結合的系統(MBS)處理造紙黑液配置廢水,結果表明,系統COD去除率可以達到73.1,高於BS系統(48.6%),且在厭氧污泥活性及運行穩定性方面優於BS系統;在COD負荷為6kg·(m3·d)-1時MBS酸化率為20.1%,酸化水平為7.5%,略優於BS系統(分別為7.0%和5.0%)。

⑶ 怎樣解決污水中cod過高的問題

1、把污水處理廠、污水管網、污泥處理、再生水利用作為污水處理工程不可或缺的組成部分,實施系統建設。

2、將發揮污水處理廠運營實效作為優先領域,實現從建設為主向運行維護為主的轉變。

化學需氧量高意味著水中含有大量還原性物質,其中主要是有機污染物。化學需氧量越高,就表示江水的有機物污染越嚴重,這些有機物污染的來源可能是農葯、化工廠、有機肥料等。如果不進行處理,許多有機污染物可在江底被底泥吸附而沉積下來,在今後若干年內對水生生物造成持久的毒害作用。

在水生生物大量死亡後,河中的生態系統即被摧毀。人若以水中的生物為食,則會大量吸收這些生物體內的毒素,積累在體內,這些毒物常有致癌、致畸形、致突變的作用,對人極其危險。另外,若以受污染的江水進行灌溉,則植物、農作物也會受到影響,容易生長不良,而且人也不能取食這些作物。

但化學需氧量高不一定就意味著有前述危害,具體判斷要做詳細分析,如分析有機物的種類,到底對水質和生態有何影響。是否對人體有害等。

如果不能進行詳細分析,也可間隔幾天對水樣再做化學需氧量測定,如果對比前值下降很多,說明水中含有的還原性物質主要是易降解的有機物,對人體和生物危害相對較輕。

(3)超臨界污水處理技術擴展閱讀

廢水氧化處理技術主要分為Fenton氧化法、臭氧催化氧化法、濕式氧化法、超臨界水氧化法、光催化氧化法和超聲氧化法等幾類氧類氧化法等幾類。

廢水氧化處理法是廢水化學處理法之一種。利用強氧化劑氧化分解廢水中污染物,以凈化廢水的方法。強氧化劑能將廢水中的有機物逐步降解成為簡單的無機物,也能把溶解於水中的污染物氧化為不溶於水、而易於從水中分離出來的物質。

高級氧化技術(Advanced Oxidation Technology,AOT)利用化學反應過程中產生的強氧化基團—羥基自由基(OH)及一系列鏈式反應將有機物氧化分解成小分子直至降解為CO2,H2O 及無機鹽的技術。

羥基自由基具有極強的氧化能力,可以有效去除水中的難降解有機物以及穩定性較強的有機物。

此外,高級氧化技術還可以將大分子有機物分解為小分子生物可利用有機物,有效改善污水的可生化性。高級氧化技術主要包括芬頓氧化(Fenton)、光催化氧化、臭氧催化氧化、電化學氧化、超聲氧化、超臨界水氧化等。

⑷ 超臨界水氧化(scwo)技術處理有機廢水,固廢物。工作環境是怎麼樣的,過程中自動化程度高嗎

超臨界是一種高溫高壓下直接氧化廢水固廢的處理裝置,反應器為反回應釜。設備完善的答的話總體工作環境還是不錯的,操作人員不會直接和廢水、固廢接觸。自動化程度根據廠家而定,由於該技術尚未成熟,自動化控制應該還不夠完善。
目前該技術的主要風險是壓力容器壓力大(想想家用壓力鍋就知道了),反應溫度壓力不易控制,反應釜內殘渣較多,容易積渣。另外,SCWO對反應器材質要求很高,一般鋼材腐蝕速度很快。這也需要經常性的檢修以防範風險。

⑸ 污水處理技術篇:看高級氧化法是如何處理農葯廢水的

農葯廢水達標處理難度較大,原因在於該類廢水水量小、毒性大,含有高濃度有毒有機污染物、成分復雜、難降解物質較多,且無機鹽濃度較高。農葯廢水所含有機物大多為致畸、致癌、致突變物質,危害性極大,如隨意排放會導致水質污染加劇,並威脅人類健康。農葯廢水具有較高的毒性和鹽度,微生物無法生存,故不適合採用生物法對其進行直接處理,即使採用生物法處理也很難達到排放標准。目前,運用合適的預處理技術使農葯廢水的可生化性提高、毒性降低是農葯廢水處理的關鍵。由於高級氧化方法反應快速徹底、沒有選擇性,因而作為預處理手段具有較大的優勢。
高級氧化方法作為廢水預處理方法的研究已經成為一大熱點,尤其是對高濃度有機廢水的預處理。高級氧化方法的共同特點是能生成具有強氧化性的羥基自由基(•OH),•OH氧化降解有機物,最終降解產物為H2O和CO2。這種方法有諸多優點:
(1)反應中可產生大量活潑•OH以及其他自由基,氧化能力很強,且可作為中間產物誘發後面的鏈式反應;
(2)•OH與廢水中的污染物直接反應,無二次污染;
(3)該方法便於操作,可氧化處理某些微量有機物,以達到不同的處理目標;
(4)能獨自降解廢水,也能聯合其他高級氧化方法或生物工藝使用,降低處理成本。但由於農葯廢水自身的特殊性質,高級氧化法在應用上仍有許多缺陷,如費用高、規模小等。
目前主要的高級氧化方法有:空氣氧化法、光催化氧化法、超臨界水氧化法、電催化氧化法和臭氧氧化法等。近年來,微波和超聲在環境領域中的應用受到研究者的關注,並且已成功應用於廢水、廢氣、固廢的處理方面。關於微波或超聲方法與高級氧化方法聯用處理農葯廢水的研究也越來越多。

⑹ 污水處理最好的方法有哪些

1. 傳統活性污來泥法

傳統活自性污泥處理法是一種最古老的工業污水處理工藝,其工業污水處理的關鍵組成部分為沼氣池與沉澱池,主要處理部分關系框圖如圖所示。

⑺ 鹽化工廢水處理技術的優化及應用

鹽化工廢水處理技術的優化及應用具體內容是什麼,下面中達咨詢為大家解答。
隨著經濟的快速發展,化工廢水排量的逐漸增多,導致環境污染問題日益嚴峻,對人類的生活與身體健康帶來了很大的威脅,尤其是鹽化工廢水的排放,具有結構復雜、難以降解、有毒等特點,不僅處理難度較大,對環境污染也較為嚴重。因此,鹽化工廢水處理技術一直受到廣大人們的高度重視。
1 常用的化工廢水處理技術
1.1 物理法
物理法是指常用的沉澱法、過濾法等,操作工藝簡單、易於管理,具有一定的局限性,不適用於可溶性化工廢水的處理。沉澱法就是利用廢水中顆粒在重力的作用下,向下沉澱,從而達到液體與固體的分離的過程;而過濾法則是通過利於帶有小孔的過濾器,將廢水中的顆粒過濾出來,其主要作用是對廢水中的懸浮物進行處理[1]。
1.2 化學法
化學法就是利用化學反應將廢水中的有機物、無機物等雜質進行排除,主要有高級氧化法、電化學法、膜分離法等。高級氧化法主要處理高鹽度的有機廢水,初始對廢水的反應時間、酸鹼度(PH值)以及過氧化氫加入量(H2O2)的加入量對廢水的影響,有效降低廢水中的COD。電化學法就是在廢水中加入廉價的無毒、無害的強氧化還原劑,通過對電極的有效控制,實現廢水有機物、無機物雜質之間的氧化反應或者是還原反應。電化學法處理廢水污染物主要有兩種方法:一是直接電氧化法,通過利用電極反應,將電極兩端的自由基與廢水中的有機物進行反應,達到廢水處理的目的;二是間接電氧化法,是在電極反應過程中,加入適量的氧化劑,通過自由基、氧化劑與廢水污染物之間發生化學反應達到廢水處理的效果。然而,電化學法需要加入氧化劑或者是還原劑,一方面對化工廢水的處理取得了一定的效世液果,另一方面,增加了廢水處理的成本,也存在著一定的副作用[2]。
1.3 生物法
生物法就是通過利用微生物生長過程中的酶反應,實現化工廢水污染物的降解。隨著化工產業的不斷發展,化工廢水污染問題日益嚴峻。化工廢水中含有結構復雜、有毒、難以降解的有機污染物、無機污染物,在通過物理法、化學法難以處理時,需要採用生物法,對化工廢水中的有機污染物、無機污染物進行轉化,將其轉化為無毒、可降解的有機物。生物法主要適用於化唯段工高鹽度廢水污染處理。
2 鹽化工廢水處理技術的優化及應用
2.1 物理法處理技術的優化與應用
2.1.1 滲透法
通過對鹽化工廢水採用離子交換膜滲透裝置進行脫鹽處理,降低廢水污染物中鹽的濃度,從而實現有效降解廢水污染物的目的[3]。
2.1.2 反滲透
通過對鹽化工廢水採用反滲秀電滲析組合工藝,對鹽化工廢水中的高鹽量、高價離子有機污染物、無機污染物進行脫鹽處理,有效降低鹽化工廢水中高鹽量、高價離子有機污染物、無機污染物的含量,從而達到廢水處理的效果。
2.2 化學法處理技術的優化與應用
2.2.1 濕法氧化法
濕法氧化法是指在高溫高壓的條件下,通過添加催化劑(氧氣),對鹽化工廢水中的有機污染物、無機污染物採取的氧化反應處理方法。目前,在國外,濕法氧化法作為鹽化工廢水處理方法得到廣泛應用,而在國內濕法氧化法主要用於實驗室研究,在工業的實際產生中還沒有應用。隨著科學技術的不斷發展,濕法氧化法技術得到不斷的創新,有效解決了鹽化工廢水處理需求,受到人們的認可與關注[4]。
2.2.2 超臨界氧化法
超臨界氧化法是在濕法氧化法廢水處理技術基礎上研發的,對鹽化工廢水中的有毒、有害有機污染物、無機污染物的處理。採用超臨界氧化法可以將廢水污染物中的各種有毒、有害有機污染物、無機污染物在最短的時間內氧化為水(指返譽H2O)與二氧化碳(CO2),且對環境沒有任何副作用。
2.3 生物法處理技術的優化與應用
2.3.1 好氧活性污泥法
好氧活性污泥法就是通過基因育種的途徑,培育出具有分解能力的有機菌,進而實現鹽化工廢水污染物的降解。採用好氧活性污泥法對鹽化工廢水污染物進行處理,是一種經濟、有效的處理方法,對鹽化工廢水的處理具有明顯的效果[5]。
2.3.2 固定化酶法
固定化酶法就是利用廢水中微生物的濃度、反應速度,實現對廢水污染物中有毒、難降解有機污染物與無機污染物的有效降解。固定化酶法其實質是利用微生物生長過程中的酶反應,對結構復雜、難降解的廢水污染物進行處理,促進了微生物廢水處理技術的發展。
3 結語
隨著我國經濟的快速發展,鹽化工企業的不斷增多,鹽化工廢水排放量的逐漸增多,一方面限制了鹽化工企業的可持續發展,另一方面,造成了嚴重的環境污染問題。因此,通過對鹽化工廢水處理技術的優化及應用進行研究,尋找一條具有經濟性、可行性、環保性的鹽化工廢水處理方法,不僅可以有效降低污染物的排放,實現鹽化工企業的可持續發展,還可以為環境保護事業的發展做出貢獻,從而有效促進我國經濟的可持續發展。
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⑻ 城市污水處理中深度處理有哪些工藝

深度處理常見的方法有以下幾種。

1.1 活性炭吸附法與離子交換
活性炭是一種多孔性物質,而且易於自動控制,對水量、水質、水溫變化適應性強,因此活性炭吸附法是一種具有廣闊應用前景的污水深度處理技術。活性炭對分子量在500~3 000的有機物有十分明顯的去除效果,去除率一般為70%~86.7%[1],可經濟有效地去除嗅、色度、重金屬、消毒副產物、氯化有機物、農葯、放射性有機物等。
常用的活性炭主要有粉末活性炭(PAC)、顆粒活性炭(GAC)和生物活性碳(BAC)三大類。近年來,國外對PAC的研究較多,已經深入到對各種具體污染物的吸附能力的研究。淄博市引黃供水有限公司根據水污染的程度,在水處理系統中,投加粉末活性炭去除水中的COD,過濾後水的色度能降底1~2度;臭味降低到0度[2]。GAC在國外水處理中應用較多,處理效果也較穩定,美國環保署(USEPA)飲用水標準的64項有機物指標中,有51項將GAC列為最有效技術[3]。
GAC處理工藝的缺點是基建和運行費用較高,且容易產生亞硝酸鹽等致癌物,突發性污染適應性差。如何進一步降低基建投資和運行費用,降低活性炭再生成本將成為今後的研究重點。BAC可以發揮生化和物化處理的協同作用,從而延長活性炭的工作周期,大大提高處理效率,改善出水水質。不足之處在於活性炭微孔極易被阻塞、進水水質的pH 適用范圍窄、抗沖擊負荷差等。目前,歐洲應用BAC技術的水廠已發展到70個以上,應用最廣泛的是對水進行深度處理[4]。撫順石化分公司石油三廠採用BAC技術,既節省了新鮮水的補充量,減少污水排放量,減輕水體污染,降低生產成本,還體現了經濟效益和社會效益的統一[5]。今後的研究重點是降低投資成本和增加各種預處理措施與BAC聯用,提高處理效果。
1.2 膜分離法
膜分離技術是以高分子分離膜為代表的一種新型的流體分離單元操作技術[6,7]。它的最大特點是分離過程中不伴隨有相的變化,僅靠一定的壓力作為驅動力就能獲得很高的分離效果,是一種非常節省能源的分離技術。
微濾可以除去細菌、病毒和寄生生物等,還可以降低水中的磷酸鹽含量。天津開發區污水處理廠採用微濾膜對SBR二級出水進行深度處理, 滿足了景觀、沖洗路面和沖廁等市政雜用和生活雜用的需求[8]。
超濾用於去除大分子,對二級出水的COD和BOD去除率大於50%。北京市高碑店污水處理廠採用超濾法對二級出水進行深度處理,產水水質達到生活雜用水標准,回用污水用於洗車,每年可節約用水4 700 m3[9]。
反滲透用於降低礦化度和去除總溶解固體,對二級出水的脫鹽率達到90%以上,COD和BOD的去除率在85%左右,細菌去除率90%以上[10]。緬甸某電廠採用反滲透膜和電除鹽聯用技術,用於鍋爐補給水。經反滲透處理的水,能去除絕大部分的無機鹽、有機物和微生物[11]。
納濾介於反滲透和超濾之間,其操作壓力通常為0.5~1.0 MPa,納濾膜的一個顯著特點是具有離子選擇性,它對二價離子的去除率高達95%以上,一價離子的去除率較低,為40%~80%[12]。潘巧明等人採用膜生物反應器-納濾膜集成技術處理糖蜜制酒精廢水取得了較好結果,出水COD小於100 mg/L,廢水回用率大於80%[13]。
我國的膜技術在深度處理領域的應用與世界先進水平尚有較大差距。今後的研究重點是開發、製造高強度、長壽命、抗污染、高通量的膜材料,著重解決膜污染、濃差極化及清洗等關鍵問題。
1.3 高級氧化法
工業生產中排放的高濃度有機污染物和有毒有害污染物,種類多、危害大,有些污染物難以生物降解且對生化反應有抑制和毒害作用。而高級氧化法在反應中產生活性極強的自由基(如•OH等),使難降解有機污染物轉變成易降解小分子物質,甚至直接生成CO2和H2O,達到無害化目的。
1.3.1 濕式氧化法
濕式氧化法(WAO)是在高溫(150~350 ℃)、高壓(0.5~20 MPa)下利用O2或空氣作為氧化劑,氧化水中的有機物或無機物,達到去除污染物的目的,其最終產物是CO2和H2O[14]。福建煉油化工有限公司於2002年引進了WAO工藝,徹底解決了鹼渣的後續治理和惡臭污染問題,而且運行成本低,氧化效率高[15]。
1.3.2 濕式催化氧化法
濕式催化氧化法(CWAO)是在傳統的濕式氧化處理工藝中加入適宜的催化劑使氧化反應能在更溫和的條件下和更短的時間內完成,也因此可減輕設備腐蝕、降低運行費用[16,17]。目前,建於昆明市的一套連續流動型CWAO工業實驗裝置,已經體現出了較好的經濟性[18]。
濕式催化氧化法的催化劑一般分為金屬鹽、氧化物和復合氧化物3類。目前,考慮經濟性,應用最多的催化劑是過渡金屬氧化物如Cu、Fe、Ni、Co、Mn等及其鹽類。採用固體催化劑還可避免催化劑的流失、二次污染的產生及資金的浪費。
1.3.3 超臨界水氧化法
超臨界水氧化法把溫度和壓力升高到水的臨界點以上,該狀態的水就稱為超臨界水。在此狀態下水的密度、介電常數、粘度、擴散系數、電導率和溶劑化學性能都不同於普通水。較高的反應溫度(400~600 ℃)和壓力也使反應速率加快,可以在幾秒鍾內對有機物達到很高的破壞效率。
美國德克薩斯州哈靈頓首次大規模應用超臨界水氧化法處理污泥,日處理量達9.8 t。系統運行證明其COD的去除率達到99.9%以上,污泥中的有機成分全部轉化為CO2、H2O以及其他無害物質,且運行成本較低[19]。
1.3.4 光化學催化氧化法
目前研究較多的光化學催化氧化法主要分為Fenton試劑法、類Fenton試劑法和以TiO2為主體的氧化法。
Fenton試劑法由Fenton在20世紀發現,如今作為廢水處理領域中有意義的研究方法重新被重視起來。Fenton試劑依靠H2O2和Fe2+鹽生成•OH,對於廢水處理來說,這種反應物是一個非常有吸引力的氧化體系,因為鐵是很豐富且無毒的元素,而且H2O2也很容易操作,對環境也是安全的[20]。Fenton試劑能夠破壞廢水中諸如苯酚和除草劑等有毒化合物。目前國內對於Fenton試劑用於印染廢水處理方面的研究很多,結果證明Fenton 試劑對於印染廢水的脫色效果非常好。另外,國內外的研究還證明,用Fenton試劑可有效地處理含油、醇、苯系物、硝基苯及酚等物質的廢水。
類Fenton試劑法具有設備簡單、反應條件溫和、操作方便等優點,在處理有毒有害難生物降解有機廢水中極具應用潛力。該法實際應用的主要問題是處理費用高,只適用於低濃度、少量廢水的處理。將其作為難降解有機廢水的預處理或深度處理方法,再與其他處理方法(如生物法、混凝法等)聯用,則可以更好地降低廢水處理成本、提高處理效率,並拓寬該技術的應用范圍。
光催化法是利用光照某些具有能帶結構的半導體光催化劑如TiO2、ZnO、CdS、WO3等誘發強氧化自由基•OH,使許多難以實現的化學反應能在常規條件下進行。銳鈦礦中形成的TiO2具有穩定性高、性能優良和成本低等特徵。在全世界范圍內開展的最新研究是獲得改良的(摻入其他成分)TiO2,改良後的TiO2具有更寬的吸收譜線和更高的量子產生率。
1.3.5 電化學氧化法
電化學氧化又稱電化學燃燒,是環境電化學的一個分支。其基本原理是在電極表面的電催化作用下或在由電場作用而產生的自由基作用下使有機物氧化。除可將有機物徹底氧化為CO2和H2O外,電化學氧化還可作為生物處理的預處理工藝,將非生物相容性的物質經電化學轉化後變為生物相容性物質。這種方法具有能量利用率高,低溫下也可進行;設備相對較為簡單,操作費用低,易於自動控制;無二次污染等特點。
1.3.6 超聲輻射降解法
超聲輻射降解法主要源於液體在超聲波輻射下產生空化氣泡,它能吸收聲能並在極短時間內崩潰釋放能量,在其周圍極小的空間范圍內產生1 900~5 200 K的高溫和超過50 MPa的高壓。進入空化氣泡的水分子可發生分解反應產生高氧化活性的•OH,誘發有機物降解;此外,在空化氣泡表層的水分子則可以形成超臨界水,有利於化學反應速度的提高。
超聲波對含鹵化物的脫鹵、氧化效果顯著,氯代苯酚、氯苯、CH2Cl2、CHCl3、CCl4等含氯有機物最終的降解產物為HCl、H2O、CO、CO2等。超聲降解對硝基化合物的脫硝基也很有效。添加O3、H2O2、Fenton試劑等氧化劑將進一步增強超聲降解效果。超聲與其他氧化法的組合是目前的研究熱點,如US/O3、US/H2O2、US/Fenton、US/光化學法。目前,超聲輻射降解水體污染物的研究仍處於試驗探索階段。
1.3.7 輻射法
輻射法是利用高能射線(γ、χ射線)和電子束等對化合物的破壞作用所開發的污水輻射凈化法。一般認為輻射技術處理有機廢水的反應機理是由於水在高能輻射的作用下產生•OH、H2O2、•HO2等高活性粒子,再由這些高活性粒子誘發反應,使有害物質降解。
輻射法對有機物的處理效率高、操作簡便。該技術存在的主要難題是用於產生高能粒子的裝置昂貴、技術要求高,而且該法的能耗大、能量利用率較低;此外為避免輻射對人體的危害,還需要特殊的保護措施。更多資料可登錄易凈水網查看。因此該法要投入運行,還需進行大量的研究探索工作。
1.4 臭氧法
臭氧具有極強的氧化性,對許多有機物或官能團發生反應,有效地改善水質。臭氧能氧化分解水中各種雜質所造成的色、嗅,其脫色效果比活性炭好;還能降低出水濁度,起到良好的絮凝作用,提高過濾濾速或者延長過濾周期。目前,由於國內的臭氧發生技術和工藝比較落後,所以運行費用過高,推廣有難度。

⑼ 污水處理技術有哪些(污水處理的方法匯總)

隨著國家對環保的重視,以及工業水處理的技術發展,以下簡述現如今的工業廢水處理的新技術。

膜技術

膜分離法常用的有微濾、納濾、超濾和反滲透等技術。由於膜技術在處理過程中不引入其他雜質,可以實現大分子和小分子物質的分離,因此常用於各種大分子原料的回收,如利用超濾技術回收印染廢水的聚乙烯醇漿料等。目前限制膜技術工程應用推廣的主要難點是膜的造價高、壽命短、易受污染和結垢堵塞等。伴隨著膜生產技術的發展,膜技術將在廢水處理領域得到越來越多的應用。

磁分離技術

磁分離技術是近年來發展的一種新型的利用廢水中雜質顆粒的磁性進行分離的水處理技術。對於水中非磁性或弱磁性的顆粒,利用磁性接種技術可使它們具有磁性。磁分離技術應用於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主要包括磁性團聚技術、鐵鹽共沉技術、鐵粉法、鐵氧體法等,具有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階段,還不能應用於實際工程實踐。

Fenton及類Fenton氧化法

典型的Fenton試劑是由Fe2催化H2O2分解產生?OH,從而引發有機物的氧化降解反應。由於Fenton法處理廢水所需時間長,使用的試劑量多,而且過量的Fe2將增大處理後廢水中的COD並產生二次污染。近年來,人們將紫外光、可見光等引入Fenton體系,並研究採用其他過渡金屬替代Fe2,這些方法可顯著增強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,統稱為類Fenton反應。Fenton法反應條件溫和,設備較為簡單,適用范圍廣;既可作為多帶帶處理技術應用,也可與其他方法聯用,如與混凝沉澱法、活性碳法、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。

電化學(催化)氧化

電化學(催化)氧化技術通過陽極反應直接降解有機物,或通過陽極反應產生羥基自由基(?OH)、臭氧等氧化劑降解有機物。電化學(催化)氧化包括一維、二維和三維電極體系。由於三維電極體系的微電場電解作用,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,並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生電化學反應。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,粒子間距小而物質傳質速度高,時空轉換效率高,因此電流效率高、處理效果好。三維電極可用於處理生活污水,農葯、染料、制葯、含酚廢水等難降解有機廢水,金屬離子,垃圾滲濾液等。

鐵碳微電解處理技術

鐵碳微電解法是利用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。鐵炭微電解法是電化學的氧化還原、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、新生絮體的吸附和床層過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。鐵屑浸沒在含大量電解質的廢水中時,形成無數個微小的原電池,在鐵屑中加入焦炭後,鐵屑與焦炭粒接觸進一步形成大原電池,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,從而加快了電化學反應的進行。此法具有適用范圍廣、處理效果好、使用壽命長、成本低廉及操作維護方便等諸多優點,並使用廢鐵屑為原料,也不需消耗電力資源,具有「以廢治廢」的意義。目前鐵碳微電解填料己經廣泛應用於印染、農葯/制葯、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。關於本公司研發生產的TPFC鐵碳填料處理各類廢水的效果可以查看TPFC鐵碳微電解填料處理各種廢水的處理效果。

臭氧氧化

臭氧是一種強氧化劑,與還原態污染物反應時速度快,使用方便,不產生二次污染,可用於污水的消毒、除色、除臭、去除有機物和降低COD等。多帶帶使用臭氧氧化法造價高、處理成本昂貴,且其氧化反應具有選擇性,對某些鹵代烴及農葯等氧化效果比較差。為此,近年來發展了旨在提高臭氧氧化效率的相關組合技術,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,而且能夠氧化臭氧多帶帶作用時難以氧化降解的有機物。由於臭氧在水中的溶解度較低,且臭氧產生效率低、耗能大,因此增大臭氧在水中的溶解度、提高臭氧的利用率、研製高效低能耗的臭氧發生裝置成為研究的主要方向。

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)氧化水中呈溶解態或懸浮態的有機物或還原態的無機物,達到去除污染物的目的。濕式空氣(催化)氧化法可應用於城市污泥和丙烯腈、焦化、印染等工業廢水及含酚、氯烴、有機磷、有機硫化合物的農葯廢水的處理。

等離子體水處理技術

低溫等離子體水處理技術,包括高壓脈沖放電等離子體水處理技術和輝光放電等離子體水處理技術,是利用放電直接在水溶液中產生等離子體,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,整個放電過程中無需加入催化劑就可以在水溶液中產生原位的化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有效。此外,應用脈沖放電等離子體水處理技術的反應器形式可以靈活調整,操作過程簡單,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,等離子體技術在水處理中的應用還處在研發階段。

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過程。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率,還能使一些難以進行的化學反應得以實現。它集高級氧化、焚燒、超臨界氧化等多種水處理技術的特點於一身,加之操作簡單,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,實現工業廢水污染物的無害化,避免二次污染的影響上具有重要意義。近年來利用超聲波直接處理或強化處理有機廢水的研究日益增多,內容涉及降解機理、動力學、中間產物、影響因素、系統優化等方面。

輻射技術

20世紀70年代起,隨著大型鈷源和電子加速器技術的發展,輻射技術應用中的輻射源問題逐步得到改善。利用輻射技術處理廢水中污染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,利用輻射技術處理污染物,不需加入或只需少量加入化學試劑,不會產生二次污染,具有降解效率高、反應速度快、污染物降解徹底等優點。而且,當電離輻射與氧氣、臭氧等催化氧化手段聯合使用時,會產生「協同效應」。因此,輻射技術處理污染物是一種清潔的、可持續利用的技術,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。

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標簽:  污水處理   技術

⑽ 制葯廠污水排放化學需氧量和總氮超標如何處理

一、制葯廢水的處理方法
制葯廢水的處理方法可歸納為以下幾種:物化處理、化學處理 、生化處理 以及多種方法的組合處理等,各種處理方法具有各自的優勢及不足。下面就來為大家詳細介紹各種處理方法以及工藝的選擇。
物化處理
根據制葯廢水的水質特點,在其處理過程中需要採用物化處理作為生化處理的預處理或後處理工序。目前應用的物化處理方法主要包括混凝、氣浮、吸附、氨吹脫、電解、離子交換和膜分離法等。
(1) 混凝法
該技術是目前國內外普遍採用的一種水質處理方法,它被廣泛用於制葯廢水預處理及後處理過程中,如硫酸鋁和聚合硫酸鐵等用於中葯廢水等。高效混凝處理的關鍵在於恰當地選擇和投加性能優良的混凝劑。近年來混凝劑的發展方向是由低分子向聚合高分子發展,由成分功能單一型向復合型發展[3]。劉明華等[4]以其研製的一種高效復合型絮凝劑F-1處理急支糖漿生產廢水,在 pH為6.5, 絮凝劑用量為300 mg/L時,廢液的COD、SS和色度的去除率分別達到69.7%、96.4%和87.5%,其性能明顯優於PAC(粉末活性炭)、聚丙烯醯胺(PAM)等單一絮凝劑。
(2) 氣浮法
氣浮法通常包括充氣氣浮、溶氣氣浮、化學氣浮和電解氣浮等多種形式。新昌制葯廠採用CAF渦凹氣浮裝置對制葯廢水進行預處理,在適當葯劑配合下,COD的平均去除率在25%左右。
(3) 吸附法
常用的吸附劑有活性炭、活性煤、腐殖酸類、吸附樹脂等。武漢健民制葯廠採用煤灰吸附-兩級好氧生物處理工藝處理其廢水。結果顯示, 吸附預處理對廢水的COD去除率達41.1%,並提高了BOD5/COD值。
(4) 膜分離法
膜技術包括反滲透、納濾膜和纖維膜,可回收有用物質,減少有機物的排放總量。該技術的主要特點是設備簡單、操作方便、無相變及化學變化、處理效率高和節約能源。朱安娜等採用納濾膜對潔黴素廢水進行分離實驗,發現既減少了廢水中潔黴素對微生物的抑製作用,又可回收潔黴素。
(5) 電解法
該法處理廢水具有高效、易操作等優點而得到人們的重視,同時電解法又有很好的脫色效果。李穎[8]採用電解法預處理核黃素上清液,COD、SS和色度的去除率分別達到71%、83%和67%。
化學處理
應用化學方法時,某些試劑的過量使用容易導致水體的二次污染,因此在設計前應做好相關的實驗研究工作。化學法包括鐵炭法、化學氧化還原法(fenton試劑、H2O2、O3)、深度氧化技術等。
(1) 鐵炭法
工業運行表明,以Fe-C作為制葯廢水的預處理步驟,其出水的可生化性可大大提高。樓茂興等採用鐵炭—微電解—厭氧—好氧—氣浮聯合處理工藝處理甲紅黴素、鹽酸環丙沙星等醫葯中間體生產廢水,鐵炭法處理後COD去除率達20%,最終出水達到國家《污水綜合排放標准》(GB8978—1996)一級標准。
(2) Fenton試劑處理法
亞鐵鹽和H2O2的組合稱為Fenton試劑,它能有效去除傳統廢水處理技術無法去除的難降解有機物。隨著研究的深入,又把紫外光(UV)、草酸鹽(C2O42-)等引入Fenton試劑中,使其氧化能力大大加強。以TiO2為催化劑,9 W低壓汞燈為光源,用Fenton試劑對制葯廢水進行處理,取得了脫色率100%,COD去除率92.3%的效果,且硝基苯類化合物從8.05 mg/L降至0.41 mg/L。
(3)氧化法
採用該法能提高廢水的可生化性,同時對COD有較好的去除率。如Balcioglu等對3種抗生素廢水進行臭氧氧化處理,結果顯示,經臭氧氧化的廢水不僅BOD5/COD的比值有所提高,而且COD的去除率均為75%以上。
(4) 氧化技術
又稱高級氧化技術,它匯集了現代光、電、聲、磁、材料等各相近學科的最新研究成果,主要包括電化學氧化法、濕式氧化法、超臨界水氧化法、光催化氧化法和超聲降解法等。其中紫外光催化氧化技術具有新穎、高效、對廢水無選擇性等優點,尤其適合於不飽合烴的降解,且反應條件也比較溫和,無二次污染,具有很好的應用前景。與紫外線、熱、壓力等處理方法相比,超聲波對有機物的處理更直接,對設備的要求更低,作為一種新型的處理方法,正受到越來越多的關注。肖廣全等[13]用超聲波-好氧生物接觸法處理制葯廢水,在超聲波處理60 s,功率200 w的情況下,廢水的COD總去除率達96%。
生化處理
生化處理技術是目前制葯廢水廣泛採用的處理技術,包括好氧生物法、厭氧生物法、好氧-厭氧等組合方法。
(1) 好氧生物處理
由於制葯廢水大多是高濃度有機廢水,進行好氧生物處理時一般需對原液進行稀釋,因此動力消耗大,且廢水可生化性較差,很難直接生化處理後達標排放,所以單獨使用好氧處理的不多,一般需進行預處理。常用的好氧生物處理方法包括活性污泥法、深井曝氣法、吸附生物降解法(AB法)、接觸氧化法、序批式間歇活性污泥法(SBR法)、循環式活性污泥法(CASS法)等。
1.1深井曝氣法
深井曝氣是一種高速活性污泥系統,該法具有氧利用率高、佔地面積小、處理效果佳、投資少、運行費用低、不存在污泥膨脹、產泥量低等優點。此外,其保溫效果好,處理不受氣候條件影響,可保證北方地區冬天廢水處理的效果。東北制葯總廠的高濃度有機廢水經深井曝氣池生化處理後,COD去除率達92.7%,可見用其處理效率是很高的,而且對下一步的治理極其有利,對工藝治理的出水達標起著決定性作用。
1.2AB法
AB法屬超高負荷活性污泥法。AB工藝對BOD5、COD、SS、磷和氨氮的去除率一般均高於常規活性污泥法。其突出的優點是A段負荷高,抗沖擊負荷能力強,對pH和有毒物質具有較大的緩沖作用,特別適用於處理濃度較高、水質水量變化較大的污水。楊俊仕等採用水解酸化-AB生物法工藝處理抗生素廢水,工藝流程短,節能,處理費用也低於同種廢水的化學絮凝-生物法處理方法。
1.3生物接觸氧化法
該技術集活性污泥和生物膜法的優勢於一體,具有容積負荷高、污泥產量少、抗沖擊能力強、工藝運行穩定、管理方便等優點。很多工程採用兩段法,目的在於馴化不同階段的優勢菌種,充分發揮不同微生物種群間的協同作用,提高生化效果和抗沖擊能力。在工程中常以厭氧消化、酸化作為預處理工序,採用接觸氧化法處理制葯廢水。哈爾濱北方制葯廠採用水解酸化-兩段生物接觸氧化工藝處理制葯廢水,運行結果表明,該工藝處理效果穩定、工藝組合合理。隨著該工藝技術的逐漸成熟,應用領域也更加廣泛。
1.4SBR法
SBR法具有耐沖擊負荷強、污泥活性高、結構簡單、無需迴流、操作靈活、佔地少、投資省、運行穩定、基質去除率高、脫氮除磷效果好等優點,適合處理水量水質波動大的廢水。用SBR工藝處理制葯廢水的試驗表明:曝氣時間對該工藝的處理效果有很大影響;設置缺氧段,尤其是缺氧與好氧交替重復設計,可明顯提高處理效果;反應池中投加PAC的SBR強化處理工藝,可明顯提高系統的去除效果。近年來該工藝日趨完善,在制葯廢水處理中應用也較多,採用水解酸化-SBR法處理生物制葯廢水,出水水質達到GB8978-1996一級標准。
(2)厭氧生物處理
目前國內外處理高濃度有機廢水主要是以厭氧法為主,但經單獨的厭氧方法處理後出水COD仍較高,一般需要進行後處理(如好氧生物處理)。目前仍需加強高效厭氧反應器的開發設計及進行深入的運行條件研究。在處理制葯廢水中應用較成功的有上流式厭氧污泥床(UASB)、厭氧復合床(UBF)、厭氧折流板反應器(ABR)、水解法等。
2.1UASB法
UASB反應器具有厭氧消化效率高、結構簡單、水力停留時間短、無需另設污泥迴流裝置等優點。採用UASB法處理卡那黴素、氯酶素、VC、SD和葡萄糖等制葯生產廢水時,通常要求SS含量不能過高,以保證COD去除率在85%~90%以上。二級串聯UASB的COD去除率可達90%以上。
2.2UBF法
買文寧等將UASB和UBF進行了對比試驗,結果表明,UBF具有反應液傳質和分離效果好、生物量大和生物種類多、處理效率高、運行穩定性強的特徵,是實用高效的厭氧生物反應器。
2.3水解酸化法
水解池全稱為水解升流式污泥床(HUSB),它是改進的UASB。水解池較之全過程厭氧池有以下優點:不需密閉、攪拌,不設三相分離器,降低了造價並利於維護;可將污水中的大分子、不易生物降解的有機物降解為小分子、易生物降解的有機物,改善原水的可生化性;反應迅速、池子體積小,基建投資少,並能減少污泥量。近年來,水解-好氧工藝在制葯廢水處理中得到了廣泛的應用,如某生物制葯廠採用水解酸化-二段式生物接觸氧化工藝處理制葯廢水,運行穩定,有機物去除效果顯著,COD、BOD5和SS的去除率分別為90.7%、92.4%和87.6%。
(3) 厭氧-好氧及其他組合處理工藝
由於單獨的好氧處理或厭氧處理往往不能滿足要求,而厭氧-好氧、水解酸化-好氧等組合工藝在改善廢水的可生化性、耐沖擊性、投資成本、處理效果等方面表現出了明顯優於單一處理方法的性能,因而在工程實踐中得到了廣泛應用。如某制葯廠採用厭氧-好氧工藝處理制葯廢水,BOD5去除率達98%,COD去除率達95%,處理效果穩定;採用微電解-厭氧水解酸化-SBR工藝處理化學合成制葯廢水,結果表明,整個串聯工藝對廢水水質、水量的變化具有較強的耐沖擊能力,COD去除率可達86%~92%,是處理制葯廢水的一種理想的工藝選擇;在對醫葯中間體制葯廢水的處理中採用水解酸化-A/O-催化氧化-接觸氧化工藝,當進水COD為12 000 mg/L左右時,出水COD達300 mg/L以下;採用生物膜-SBR法處理含生物難降解物的制葯廢水,COD的去除率能達到87.5%~98.31%,遠高於單獨的生物膜法和SBR法的處理效果。
此外,隨著膜技術的不斷發展,膜生物反應器(MBR)在制葯廢水處理中的應用研究也逐漸深入。MBR綜合了膜分離技術和生物處理的特點,具有容積負荷高、抗沖擊能力強、佔地面積小、剩餘污泥量少等優點。採用厭氧-膜生物反應器工藝處理COD為25 000 mg/L的醫葯中間體醯氯廢水,系統對COD的去除率均保持在90%以上;利用專性細菌降解特定有機物的能力,首次採用了萃取膜生物反應器處理含3,4-二氯苯胺的工業廢水,HRT為2 h,其去除率達到99%,獲得了理想的處理效果。盡管在膜污染方面仍存在問題,但隨著膜技術的不斷發展,將會使MBR在制葯廢水處理領域中得到更加廣泛的應用。
二、制葯廢水的處理工藝及選擇
制葯廢水的水質特點使得多數制葯廢水單獨採用生化法處理根本無法達標,所以在生化處理前必須進行必要的預處理。一般應設調節池,調節水質水量和pH,且根據實際情況採用某種物化或化學法作為預處理工序,以降低水中的SS、鹽度及部分COD,減少廢水中的生物抑制性物質,並提高廢水的可降解性,以利於廢水的後續生化處理。
預處理後的廢水,可根據其水質特徵選取某種厭氧和好氧工藝進行處理,若出水要求較高,好氧處理工藝後還需繼續進行後處理。具體工藝的選擇應綜合考慮廢水的性質、工藝的處理效果、基建投資及運行維護等因素,做到技術可行,經濟合理。總的工藝路線為預處理-厭氧-好氧-(後處理)組合工藝。採用水解吸附—接觸氧化—過濾組合工藝處理含人工胰島素等的綜合制葯廢水,處理後出水水質優於GB8978-1996的一級標准。氣浮-水解-接觸氧化工藝處理化學制葯廢水、復合微氧水解-復合好氧-砂濾工藝處理抗生素廢水、氣浮-UBF-CASS工藝處理高濃度中葯提取廢水等都取得了較好的處理效果。
三、制葯廢水中有用物質的回收利用
推進制葯業清潔生產,提高原料的利用率以及中間產物和副產品的綜合回收率,通過改革工藝使污染在生產過程中得到減少或消除。由於某些制葯生產工藝的特殊性,其廢水中含有大量可回收利用的物質,對這類制葯廢水的治理,應首先加強物料回收和綜合利用。針對其醫葯中間體廢水中含量高達5%~10%的銨鹽,採用固定刮板薄膜蒸發、濃縮、結晶、回收質量分數為30%左右的(NH4)2SO4、NH4NO3作肥料或回用,具有明顯經濟效益;某高科技制葯企業用吹脫法處理甲醛含量極高的生產廢水,甲醛氣體經回收後可配成福爾馬林試劑,亦可作為鍋爐熱源進行焚燒。通過回收甲醛使資源得到可持續利用,並且4~5年內可將該處理站的投資費用收回,實現了環境效益和經濟效益的統一。但一般來說,制葯廢水成分復雜,不易回收,且回收流程復雜,成本較高。因此,先進高效的制葯廢水綜合治理技術是徹底解決污水問題的關鍵。
四、結語
關於處理制葯廢水的研究已有不少報道,但由於制葯行業原料及工藝的多樣性,排放的廢水水質千差萬別,所以制葯廢水並沒有成熟統一的治理方法,具體選擇哪種工藝路線取決於廢水的性質。根據該廢水的特點,一般應通過預處理以提高廢水的可生化性並初步去除污染物,再結合生化處理。目前,開發經濟、有效的復合水處理單元是亟待解決的問題。同時,應加強清潔生產的研究,並在處理前期考慮廢水是否有回收利用的價值和適當的途徑,以達到經濟效益和環境效益的統一。
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