㈠ 污水處理中什麼是物化污泥,什麼又是生化污泥
物化污泥一般指工業生產所產生的廢料、垃圾等經排放進入污水處理沉澱後的混合回物質。這一類物質一般具答有物理或化學危害,如重金屬、化學毒物、放射性有毒物質(放射性廢料)等,如處理不當可能對生態環境造成嚴重且難以逆轉的破壞。
生化污泥則常見於城市排污、醫療單位污物處理以及生物化學科研機構產生的人畜糞便、醫療廢物和生物化學廢料等,其含有的細菌、病毒、有害微生物(寄生蟲如阿米巴、血吸蟲等)等有害物質在合適的環境下繁殖有可能導致瘟疫,對環境造成極大影響。
㈡ 物化法處理精細化工污水
物化法處理精細化工污水具體內容是什麼,下面中達咨詢為大家解答。
一 廢水的來源
「精細化工」一詞首先來源於日本,70年代,日本把凡生產具有專門功能,研究開發製造及應用技術密集度高,配方技術能左右產品性能,附加價值高,收益大,小批量,多品種的化工產品,稱為精細化學品,生產精細化學品的工業,稱為精細化學工業,簡稱精細化工。我國化工界得到多數人公認的定義是:凡能增進或賦予一種(類)產品以特定的功能,或本身擁有特定功能的小批量,高純度的化學品,稱為精細化工品。精細化工的全稱是「精細化學工程」,屬化學工程學科範疇。
精細化工產品的種類繁多,所包括的范圍很廣,如醫葯,農葯,染料,顏料,各種中間體,塗料,香料和香精,化妝品,盥洗衛生用品,合成洗滌劑,表面活性劑,印刷油墨等。精細化工廠排出的廢水主要來源於以下幾類:
1.工藝廢水
工藝廢水是指生產過程中生成的濃廢水(如蒸餾殘液、結晶母液、過濾母液等),一般來說有的有機污染物含量較多,有的含鹽濃度較高,有的還有毒性。不易生物降解,對水體污染較重。
2.洗滌廢水
洗滌廢水包括一些產品或中間產物的精製過程中的洗滌水,間歇反應時反應設備的洗滌用水。這類廢水的特點是污染物濃度較低,但水量較大,因此污染物的排放總量也較大。
3.地面沖洗水
地面沖培卜洗水中主要含有散落在地面上的溶劑、原料、中間體和生產成品。這部分廢水的水質水量往往與管理水平有很大關系。當管理較差時.地而沖洗水的水量較大.且水質也較差,污染物總量會在整個廢水系統中佔有相當的比例。
4.冷卻水
卻水一般均是從冷凝器或反應釜夾套中放出的冷卻水。只要設備完好沒有滲漏,冷卻水的水質一般都較好,應盡量設法冷卻後回用,不宜直接排放。直接排放一方面是資源浪費,另外也會引起熱污染。一般來說,冷卻水回用後,總是有一部分要排放出去的,這部分冷卻水與其他廢水混合後,會增加處理廢水的體積。
5 .跑、冒、滴、漏及意外事故造成的污染
操作的失誤或設備的泄漏會使原料、中間產物或產品外溢而造成污染,因此,在對廢水治理的統籌考慮中,應當有事故的應急措施。
6 .二次污染廢水
二次污染廢水一般來自於廢水或廢氣處理過程中可能形成的新的廢水污染源,如預處理過程中從污泥脫水系統中分離出來的廢水、從廢氣處理吸收塔中排出的廢水。
7.工廠內的生活污水
二 精細化工廢水的特點
1 原料以石化製品、煤加工副產品合成或植物提取、合成等。產品繁多, 工藝復雜;
2 過程使用大量有毒有害化工原料,如鹵素化合物、硝基化合物, 苯、苯酚、萘以及衍生物, 具有較強刺激性氣味;
3 過程副反應多, 產生的廢水組分復雜;
4 中含有大量有機物(CODcr 常達幾萬mg/L)、色度高, 含鹽高、pH極端、難生化降解;
5 高氨氮或含氮化合物;缺乏營養元素磷:
6 是目前最難處理的工業廢水之一, 必須加強清潔生產和減排措施, 才能達到有效的污染控制;
三 精細化工工業廢旅運水的治理原則
大部分精細化工廢水均屬於高難度廢水范圍(B:C小於0.3)。精細化工高難度工業廢水其主要處理內容只有兩個,其一是可溶物質,其二是不可溶配鎮穗物質,歸納這兩大類物質的去除手段為兩個基本原則:其一,利用地球引力進行固液分離;其二,運用自然界中微生物將其降解為二氧化碳和水及剩餘污泥。
對於可溶性有機物中難降解性的有毒有害溶劑去除可採用:吸附法,滲透法,吹脫發,高溫氧化法,化學凝聚法,復合氧化法,膜分離法,技術關鍵在於將不可生化降解物質轉化為可生化降解物質,在運用高溫復合氧化和微捕技術,水與溶劑的分離技術,高鹽去除的水中結晶技術等脫除。
針對具體的廢水處理,其技術手段有多種形式:物理法,化學法,生物法,電化學法,復合法等。高級氧化是廢水可生化轉化的關鍵技術,包括高溫催化氧化,光輻射氧化,氣體氧化,電解等,這些都是非常有用的技術手段。我們可以根據不同水樣的分析,針對不同內容,不同處理要求,技術性及經濟性指標制定出不同處理工藝。
四 精細化工廢水物化處理技術應用
精精細化工廢水含有許多有毒有害難降解的有同物,比值較低, 直接採用生化法處理這類廢
1 混凝處理
在眾多物化法處理工藝中,混凝處理具有工藝簡便、運行費用低廉等優點,特別是在脫除有色污染物時更是優先採用。由於目前常見的混凝劑只有少數幾種對染料脫色效果好,而且產生的大量化學污泥還沒有出路,所以近幾年研究方向在於研製適用范圍廣、脫色能力強、同時對有機物也有較好去除效果的多功能高效混凝劑,並研究開辟污泥綜合利用途徑。一般認為,起脫色作用的主要是混凝產生的膠體物質和微小絮體的吸附作用,這對水溶性染料的去除非常重要;同時,通過架橋、電中和作用,生成的絮體也載帶微細懸浮物。混凝劑的配方設計目標就是改善上述兩方面的作用,並按印染廢水的差異,設計成通用型和對某幾種染料特別有效的專用型,成為系列產品。
1.1 FC系列
FC系列混凝劑對活性染料、分散染料、直接染料和硫化染料廢水的脫色率達85%~95%,通常用量為200~300ppm,Fe對COD和PVA也有一定的去除效果。當投葯量為300PPm時,實驗所得的COD去除率為38%,PVA去除率為67.4%。
1.2 XP系列
XP系列混凝劑也有較廣的適用性,實驗表明,它對由13類染料構成的印染廢水均有效,COD一次去除率平均為78.6%。
1.3 PFS一MS高效混凝技術
PFS是一種無機高分子絮凝劑,MZ是一種新研製的助凝劑,即新技術關鍵助劑,其特殊的助凝作用在於改變了某些染料的水溶性環境,打破了某些染料的親水基,破壞了某些染料的雙鍵結構,對某些燃料及可溶性有機物起吸附和氧化作用,同時起架橋作用。當PFS和MZ混合時,即形成以配位鍵結合的具有極限高電荷和極限高分子型的純 無機高聚合體的復鹽。PFS一MZ共同使用時,其凝聚效果和處理效果優於市場常用的無機混凝劑,降低PFS的投加量,可起到低耗高效的處理效果。PFS一MZ的工藝技術主要優點是工藝流程短、處理效果好、運行成本低、基建投資低,其主要構築物可合為一體,操作管理簡單。技術特點是由混合、絮凝、沉澱、迴流4個步驟完成處理的全過程。
1.4 NE凝聚劑在廢水處理中的應用
新型NE凝聚劑是一種無機凝聚劑,它主要是由含鐵、鎂、鋁等元素化合物組成的復合物。其特徵是高效、價廉、污泥沉降速度快。使用該凝聚劑對印染廢水和煉鋼除塵廢 水進行處理,具有良好效果。NE凝聚劑和高效凝聚劑TS(代號)的處理效果比較如下:
(1)COD的去除 NE凝聚劑的去除率普遍高於TS,使用NE的CODcr去除率一般在75%-85%,而使用TS時一般在60%左右,有些即使在使用量相同的情況下,使用NE的CODcr去除率也比TS高40%左右。
(2)脫色率 使用NE的脫色率都高於TS,使用NE的脫色率一般在95%~100%,而TS的脫色率對一部分廢水的處理可達95%~100%,但對另一部分廢水則為50%~75%。
(3)凝聚劑的使用量及成本 相對而言,NE使用量對COD去處率的影響小於TS,在使用量相同的情況下,葯劑費低一倍左右。
(4)沉降速率 NE的沉降性能優於TS,在實驗中發現,使用NE經凝聚10min左右大部分凝聚物已沉降。
(5)NE的使用性 尤其適用於鹼度高的廢水,退漿、煮煉和染色是污染較嚴重的工段,而且鹼度高,可採用NE進行處理。
1.5綜合利用混凝產生的化學污泥
將其與其它化工原料以一定配比製成建築材料,如地面磚、貼面磚等。用XP系列混凝劑產生的化學污泥以25%的比例與其它材料搭配製成的貼面磚具有良好的機械性能,其強度優於普通白瓷磚,溶出實驗結果符合要求,完全可以用於一般用途,而且價格低於白瓷磚。
2電凝聚法處理精細化工行業廢水
電凝聚浮上法的基本原理是將需處理的廢水作為電解質溶液,在直流電源的作用下發生電化學反應。在陽極上發生氧化反應,使有機物分解氧化成無害成分;在陰極上發生還原反 應,使氧化型色素還原成無色。常規電凝聚法是根據實驗獲得的電凝聚槽電壓與電極上電流密度的關系,然後決定電凝聚槽的總電壓,通常這個槽電壓小於安全電壓36V。但要滿足廢水處理時電極上的電流密度達 到一定的處理效果,總電流密度就很大,一般在1000-3000安培之間,因而廢水處理單位電能消耗較大。
隨著電子技術的迅速發展,將可控硅脈沖電路應用到電凝聚的整流設備中,並對電凝聚槽進行優化設計。通過反復實驗研究和生產性運轉證明,採用較高的槽電壓可以大大降 低 總電流強度和減少電解歷時,從而提高電流效率,降低電耗和鐵耗。脈沖作用可以使極板表面減少沉澱物,保持高的電流效率。高壓脈沖電凝聚法就是基於這一原理發展起來的一種廢水處理新方法,對廢水脫色處理效果尤其明顯。其特性如下:
(l)高壓脈沖電凝聚浮上法處理工藝對色度的去除率高達90%~95%,出水清澈,適用范圍廣。
(2)與常規電凝聚法比較,電耗、鐵耗大大降低,運行費用降低。
(3)該工藝運轉靈活,適應性強,無論生產加工何種產品,均能取得較好的處理效果。該工藝尤其適用於中小型紡織印染加工企業和鄉鎮企業,有廣闊的推廣應用前景。
(4)污泥採用離心脫水,經脫水後污泥含水率為70%左右,可直接裝袋運出制磚,無二次污染。
(5)廢水經該工藝處理可回用,具有良好的環境和經濟效益。對染料的電化學性能研究表明,各類染料在電解處理時,其CODcr去除率的大小順序為:硫化染料、還原染料>酸性染料、活性染料>中性染料、直接染料>陽離子染料。除陽離子染料外,各類染料的脫色率均在90%以上,且脫色率高低與CODcr去除率一致。
總之,電解法具有投資省、佔地少、處理效果好、機械化程度高等優點。目前該方法已有定型設備,並已投人實用。
3 鐵屑微電解法處理精細化工行業廢水
鐵屑微電解機理 以鐵屑微電解法為主要處理工藝處理廢水, 在技術和經濟上都是可行的, 具有工藝可靠、投資少、運行費用低、操作管理簡便等優點。當將含碳鑄鐵屑和惰性焦炭顆 粒浸於具有傳導性的電解質溶液中時, 就形成無數個微小的原電池, 在其作用空間形成一個電場, 在電位較低的鐵陽極上, 鐵失去電子生成Fe2+, 進人溶液中, 使電子流向碳陰極, 在陰離子附近, 溶液中的溶解氧吸收電子生成OH-, 在偏酸性溶液中, 陰極產生的新生態[H], 進而生成氫氣逸出。其電極反應
如下
陽極:Fe — 2e →Fe2+ Eo (Fe2+ / Fe)=0.44V
陰極:2H+ +2e →2[H] →H2, Eo (H+ / H)=0.00V
O2 + 4H+ + 4e →2H2O Eo (O2)=1.23V
O2 + 2H2O + 4e →4 OH- Eo (O2 / OH-)=1.23V
從上述反應式可知, 由於Fe2+的不斷生成,能有效地克服陽極的極化作用, 從而促進鐵的電化學腐蝕, 使大量的Fe2+進人溶液, 形成具有較高吸附絮凝活性的絮凝劑, 能有 效去除染色廢水中的染料膠體微粒和雜質。在偏酸性溶液中, 電極反應所產生的新生態 [H],能與溶液中的許多組分發生氧化一還原反應, 可破壞染色廢水中染料分子的發色基 團, 達到脫色的目的。因此, 可以認為鐵屑微電解處理染色廢水的機理是通過氧化一還原吸附絮凝等綜合作用的結果。通常條件為鐵屑微電解柱進水pH為4~6, 中和沉澱pH為7~8;染色廢水在鐵屑微電解柱HRT=30min, 沉澱槽沉澱時間為60min,砂濾柱HRT=30min.
以鐵屑微電解法為主要處理工藝處理廢水, 在技術和經濟上都是可行的, 具有工藝可靠、投資少、運行費用低、操作管理簡便等優點。
4 電化學法——自凝一靜電混凝法處理精細化工廢水
4.1 自凝效應
廢水中的各污染物質在混合以後, 由於膠體污染顆粒表面反應自由能的降低, 會在廢水處理體系中自行從分散狀態變為聚集狀態, 產生自凝效應。適當調節廢水的pH值會促成這一作用, 對使用染料品種比較單一的印染廢水, 在間斷投加少量混凝劑的情況下, 也可促進自凝作用。
4.2靜電混凝
處於分散狀態的廢水中的污染顆粒, 當進人一種粒狀材料空隙間的同號靜電場以後, 由於靜電場對膠粒的吸引和對膠粒漫散層電荷的壓縮, 產生強制電中和作用, 進而由於表面能 的釋放而聚沉, 於是被粒狀材料所構成的濾床所截留。
由於靜電處理是利用電揚對膠粒的聚沉作用,沒有電子得失, 故電耗甚微, 可以忽略不計。
5 沉澱一氣浮法處理精細化工廢水
目前, 國內外處理精細化工廢水的物化法大多採用沉澱法、氣浮法或上述方法的相互組合以及開發的新技術。主要方法有組合式沉澱法、氣浮加組合沉澱法和CS系列雙汲氣浮加沉澱法。
氣浮分離的速度決定於顆粒和液體密度的大小, 氣浮處理工業廢水, 具有投資省、佔地少、分離速度快、處理效果好等優點
6 吸附法對精細化工廢水進行深度處理
6.1吸附劑的研究與應用
6.1.1活性炭吸附劑
實踐證明, 顆粒活性炭對各種染料的吸附去除能力順序為鹼性>酸性>直接>硫化染料。活性炭對分子量在400左右的染料分子脫色效果最為理想, 對分子量小的染料吸附也較好, 而對疏水性染料脫色效果較差。
6.1.2 礦物吸附劑
(1) Imamura將高嶺土、大理石粉末、熔岩粉末按1:1:1混合, 鍛燒得到的脫色劑可以較好地去Imamura除廢水中的染料成分和色度。
(2) Okada:水鋁英石(allopane)的膠態土可用於印染廢水。
(3) 活性白土對苯系偶氮分散染料有很好的脫色效應。
(4)斜發沸石用酸、鹼處理後再活化可有效地去除廢水中的染料成分, 脫色率99.7%。
(5)麥飯石對染料的吸附效率高, 具有良好的脫色率和CODcr去除率, 我國麥飯石資源豐富,開辟此技術前景廣闊。
(6)利用凹凸棒石粉作吸附劑去除印染廢水色度。
(7)利用鎂型吸附MgO、Al2O3、粘土活性一MgO—粘土處理印染廢水。
(8)利用活化硅藻土(Al2O3和Fe2O3為主)進行印染廢水深度脫色。
(9)SiO2吸附去除鹼性染料是一種經濟、高效的處理工藝。
(10)天然蒙脫土處理含酸性陽離子染料廢水, 脫色率可達90%以上, CODcr去除率高達96.9%
6.1.3煤及煤渣吸附劑
實驗證明, 具有最好脫色效果的是粒徑80%,色度>70%。活化煤處理印染廢水具有投資低、佔地少、操作簡便、便於管理、處理效果穩定等優點。
6.1.4天然廢料吸附劑
木炭、稻殼、玉米棒、甘蔗渣、泥炭、鋸屑等都是天然的吸附劑。
6.1.5離子交換樹脂吸附劑
近年來, 針對水溶性離子型染料廢水脫色困難這一問題, 進行了利用磺化煤和改性纖維素離子交換樹脂進行脫色的研究。此外, 國外利用特殊纖維和特別加工製成的聚酞胺纖維, 活性炭纖維的脫色技術也有很多的研究。
6.2吸附法的組合新工藝
6.2.1活性炭填充電極電解法
此工藝具有以下特點處理效果好, 無二次污染脫色效果好, 不投加其它脫色氧化劑, 脫色效果達以上活性炭不需再生處理設備製造簡單適用范圍廣。
6.2.2腐蝕電極法
腐蝕電極法處理廢水具有多種機制, 以電化學為主, 兼有還原降解、吸附和混凝作用。此法具有以廢治廢、節約資源、投資省和運行費用低等特點。該工藝流程簡單、佔地少、便於上馬、操作管理簡單, 尤其適用於中小型紡織印染廠的廢水治理。
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6.2.3吸附一化學凝聚法
利用煙道灰吸附一化學凝聚法處理毛紡織廠印染廢水。也可採用化學凝聚一半煤渣吸附法處理棉紡印染廢水。
實踐證明, 開發廉價、高效和新型的吸附材料和研究吸附法的優化組合工藝流程是廢水脫色和深度處理的一條新途徑。
7 膜分離法處理精細化工廢水
7.1 動態膜
經過研究, 認為從處理效果和經濟上講ZRO,PAA動態膜是可行的, 並進行實際的全封閉循環,表明膜的穩定性、流量及截流率是令人滿意的水洗後的廢水經過反滲透之後, 其滲透水及化學物質的再利用率可達88%~96%, 其餘的也達到廢水的排放標准。
對剩餘廢液及反滲透濃縮物的有效再利用也是完全可行的, 實現這一目的的有效手段是通過實驗確定助劑及染料的補加量, 這樣無疑會大大提高廢染液的利用率, 最終實現無廢水排放的全循環過程。而操作壓力高、能耗大是動態反滲透膜的不足。
7.2纖維素類膜
維生素類膜(CA)的選擇性隨膜表面與各種染料互變異構體的相互作用而發生巨大變化, 然而由於膜材料本身在耐pH、耐溫等方面的不足,正逐步被新的膜材料所淘汰。
CTA反滲透膜解決了染色廢水用於水的再循環, CTA在耐pH值、耐壓、耐溫等方面都優於CA, 但反滲透所需的高壓操作仍是它的不足。
7.3 聚礬超濾膜
聚礬超濾膜由於其良好的物化穩定性成為目前最富競爭力的超濾膜之一, pH使用范圍是1~18, 最高允許溫度120℃ , 同時具有良好的抗氧化、耐氯等性能。
7.4荷電超濾膜和疏鬆反滲透膜
7.4.1 簡介
荷電超濾膜或疏鬆反滲透膜是用來描述分離性能介於反滲透和超濾之間的一種膜。荷電超濾膜是以其化學結構含有荷電基團而定義的疏鬆反滲透膜是以其物理結構而命 名他們往往指的是一種膜, 對一價鹽如NaCl的截留只有20%~30%而對於500~2000分子量的物質應具有較高的分離率, 同時保持高的水通量。此外, 荷電超濾保持了超濾低壓的特點, 該膜在耐pH值、耐壓密、耐污染、耐溫等方面都比較突出。一般染料的分子量正好在這種膜的截流范圍, 特別是離子性染料, 由於膜上固定離子的作用, 其分離性能是中性膜難以比擬的。
7.4.2 製取
利用化學方法改性聚礬, 然後製成基膜, 進一步將親水性的復合層與基膜進行化學反應, 然後在親水性的溶劑里進行交聯製成復合膜, 這樣復合層與基膜不僅不出現剝離現象, 而且表現出耐溶劑、耐壓密、耐酸鹼, 最高使用溫度70℃
7.4.3 結論
荷電超濾膜由於其特殊的截留分子量范圍, 同時具有高流量低壓操作的特點, 將是未來處理印染廢水中最具有競爭力的膜材料。此外, 該膜具有耐壓密、耐酸鹼、耐污染等特點, 如果再配以計算機輔助配色等手段, 將會使印染廢水得到最大的回收和再利用, 而且還符合排放標准。
8 化學處理方法
8.1 化學氧化
(1)氧化脫色, 適宜的催化劑可提高O3氧化的脫色率。催化率包括以活性炭為骨架的MnO2催化劑和以ZnSO4為催化劑。
(2) H2O2氧化脫色。
(3)Fenton試劑脫色技術。
(4) ClO2氧化脫色。
8.2化學還原
還原劑主要是鐵屑。
9 離子對萃取法
9.1萃取機理
在酸性條件下, 長鏈胺與含有磺酸基團的染料分子反應形成疏水的離子對蓄積在有機相中, 如過量的胺相中, 從而與水相分離。相分離可藉助於惰性非極性溶劑, 優先的是碳氫化合物。合適的胺包括伯胺如萘胺等芳香族胺、仲胺以及叔胺。
包括伯胺如萘胺等芳香族胺、仲胺以及叔胺。
9.2操作
萃取法操作時, 先將廢水調節到合適的pH值,然後混以胺和非極性惰性溶劑, 再予以振盪。廢水的pH值處理到, 一狀態時脫色就基本完成了。有機相的回收如果有機相中含有活性染料, 惰性溶劑可以通過蒸餾加以回收, 而且如果調節得當, 胺還可以回用, 在這種情況下, 蒸餾殘渣必須按照特殊廢品法規加以處理, 而有機相則可以選擇通過直接焚燒處理掉。
對含有NaOH水溶液的胺與溶劑的混合物則進行再提取。
對有金屬絡合染料存在的情況下, 用水溶液處理胺、溶劑和染料的混合物是非常巧妙的解決方法, 這樣染料進人到水相中, 並以溶液的形式重新在染色工廠得到應用, 胺與溶劑的混合物在返回到脫色循環中去。
物理化學法作為重要的污水處理方法正在精細化工行業環境保護中起著越來越重要的作用, 許多新方法也在不斷的涌現, 它們為我國的環境保護和精細化工行業發展起到了很大的促進作用。
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㈢ 現代污水處理有哪些常見的方法
1、物理處理法
物理處理法是通過物理作用, 以分離、 回收污水中不溶解的、 呈懸浮狀的污染物質(包括油膜和油珠), 在處理過程中不改變其化學性質。 常用的有過濾法、 沉澱法、 浮選法等。
(1) 過濾法:利用過濾介質截流污水中的懸浮物。 過濾介質有篩網、紗布、 粒物, 常用的過濾設備有格柵、篩網、微濾機等。
1) 格柵與篩網。 在排水工程中, 廢水通過下水道流人水處理廠, 首先應經過斜置在渠道內的一組金屬制的呈縱向平行的框條(格柵)、 穿孔板或過濾網(篩網), 使漂浮物或懸浮物不能通過而被阻留在格柵、 細篩或濾料上。
這一步屬廢水的預處理, 其目的在於回收有用物質;初步漫清廢水以利於以後的處理, 減輕沉澱池或其他處理設備的負荷;保護抽水機械, 以免受到顆粒物堵塞發生故障。 保護水泵和其他處理設備。格柵截留的效果主要取決於污水水質和格柵空隙的大小。 清渣方法有人工與機械兩種。柵渣應及時清理和處理。
篩網主要用於截留粒度在數毫米到數十毫米的細碎懸浮態雜物, 如纖維、紙漿、藻類等,通常用金屬絲、化纖編織而成,或用穿孔鋼板,孔徑一般小於5mm,最小可為0.2mm。 篩網過濾裝置有轉鼓式、 旋轉式、 轉盤式、 固定式振動斜篩等。 不論何種結構,既要能截留污物,又便於卸料及清理篩面 。
2)粒狀介質過濾(又稱彤、濾、 驚料過濾)。 廢水通過粒狀濾料(如石英砂)床層時,其中細小的懸浮物和肢體就被截留在濾料的表面和內部空隙中。 常用的過濾介質有石英砂、 無煙煤和石榴石等。 在過濾過程中濾料同時對懸浮物進行物理截留、 沉降和吸附等作用。 過濾的效果取決於濾料孔徑的大小、 濾料層的厚度、 過濾速度及污水的性質等因素。
當廢水自上而下流過粒狀濾料層時,位徑較大的懸浮顆粒首先被截留在表層濾料的空隙中,從而使此層濾料空隙越來越小,逐漸形成一層主要由被截留的團體顆粒構成的濾膜, 並由它起主要的過濾作用。 這種作用屬於阻力截留或篩濾作用。
廢水通過濾料層時,眾多的濾料表面提供了巨大的可供懸浮物沉降的有效面積,形成無數的小 「沉澱池」,懸浮物極易在此沉降下來。這種作用屬於重力 沉降。
由於濾料具有巨大的表面積, 它與懸浮物之間有明顯的物理吸附作用。此外,砂粒在水中常常帶有表面負電荷,能吸附帶正電荷的鐵、 鋁等肢體,從而在濾料表面形成帶正電荷的薄膜,並進而吸附帶負電荷的膠土和多種有機物等膠體,在砂粒上發生接觸絮凝。
(2)沉澱法。沉澱法是利用污水中的懸浮物和水的相對密度不同的原理, 藉助重力沉降作用使懸浮物從水中分離出來。 根據水中懸浮顆粒的濃度及絮凝特性(即彼此帖結聚團的能力)可分為四種:
1) 分離沉降(或自由沉降)。在沉澱過程中,顆粒之間互不聚合,單獨進行沉降。 顆位只受到本身在水中的重力和水流阻力的作用,其形狀、 尺寸、 質量均不改變,下降速度也不改變。
2)混凝沉澱(或稱作絮凝沉降)。 混凝沉降是指在混凝劑的作用下,使廢水中的膠體和細微懸浮物凝聚為具有可分離性的絮凝體,然後採用重力沉降予以分離去除。 混凝沉澱的特點是在沉澱過程中,顆粒接觸碰撞而互相聚集形成較大絮體,因此顆粒的尺寸和質量均會隨深度的增加而增大,其沉速也隨深度 而增加。
常用的無機混凝劑有硫酸鋁、 硫酸亞鐵、 三氯化鐵及聚合鋁;常用的有機絮凝劑有聚丙烯酷膠等,還可採用助凝劑如水玻璃、 石灰等 。
3)區域沉降(又稱擁擠沉降、 成層沉降)。 當廢水中懸浮物含量較高時,顆粒間的距離較小,其間的聚合力能使其集合成為一個整體,並一同下沉,而顆粒相互間的位置不發生變動,因此澄清水和混水間有一明顯的分界面,逐漸向下移動,此類沉降稱為區域沉降。加高濁度水的沉澱池和二次沉澱池中的沉降(在沉降中後期)多屬此類。
4)壓縮沉澱。當懸浮液中的懸浮固體濃度很高時,顆粒互相接觸、擠壓,在上層顆粒的重力作用下,下層顆粒間隙中的水被擠出,顆粒群體被壓縮。壓縮沉澱發生在沉澱池底部的污泥斗或污泥濃縮池中,進行得很緩慢。依據水中懸浮性物質的性質不同,設有沉砂池和沉澱池兩種設備。
沉砂池用於除去水中砂粒、煤渣等相對密度較大的元機顆粒物。沉砂池一般設在污水處理裝置前,以防止處理污水的其他機械設備受到磨損。
沉澱池是利用重力的作用使懸浮性雜質與水分離。它可以分離直徑為20~100µ,m以上的顆粒。根據沉澱池內的水流方向,可將其分為平流式、輻流式和豎流式三種。
①平流式沉澱池。廢水從池一端流人,按水平方向在池內流動,水中懸浮物逐漸沉向池底,澄清水從另一端溢出。
②輻流式沉澱池。池子多為圓形,直徑較大,一般在20~30m以上,適用於大型水處理廠。原水經進水管進入中心筒後,通過筒壁上的孔口和外圍的環形穿孔擋板,沿徑向呈輻射狀流向沉澱池周邊。由於過水斷面不斷增大,流速逐漸變小,顆粒沉降下來,澄清水從其周圍溢出匯入集水槽排出。
③豎流式沉澱池。截面多為圓形,也有方形和多角形的。水由中心管的下口流入池中,通過反射板的阻攔向四周分布於整個水平斷面上,緩緩向上流動。沉速超過上升流速的顆粒則沉到污泥斗,澄清後的水由四周的埋口溢出池外。
在污水處理與利用的方法中,沉澱(或上浮)法常常作為其他處理方法前的預處理。如用生物處理法處理、污水時,一般需事先經過預沉池去除大部分懸浮物質,以減少生化處理時的負荷,而經生物處理後的出水仍要經過二次沉澱池的處理,進行泥水分離以保證出水水質。
(3)浮選法。將空氣通人污水中,並以微小氣泡形式從水中析出成為載體,污水中相對密度接近於水的微小顆粒狀的污染物質(如乳化油等)附在氣泡上,並隨氣泡上升到水面,然後用機械的方法撇除,從而使污水中的污染物質得以從污水中分離出來。疏水性的物質易氣浮,而親水性的物質不易氣浮。因此有時為了提高氣浮效率,需向污水中加入浮選劑改變污染物的表面特性,使某些親水性物質轉變為疏水性物質,然後氣浮除去,這種方法稱為「浮選」。
氣浮時要求氣泡的分散度高,量多,有利於提高氣浮的效果。泡沫層的穩定性要適當,既便於浮渣穩定在水面上,又不影響浮渣的運送和脫水。產生氣 泡的方法有兩種:
1)機械法。使空氣通過微孔管、微孔板、帶孔轉盤等生成微小氣泡。
2)壓力溶氣法。將空氣在一定的壓力下溶於水中, 並達到飽和狀態, 然後突然減壓, 過飽和的空氣便以微小氣泡的形式從水中逸出。 目前廢水處理中的氣浮工藝多採用壓力溶氣法。
氣浮法的主要優點有:設備運行能力優於沉澱池, 一般只需15~20min即可完成固液分離, 因此它佔地少, 效率較高;氣浮法所產生的污泥較乾燥, 不易腐化, 且系表面刮取, 操作較便利;整個工作是向水中通人空氣, 增加了水中的潛解氧量, 對除去水中有機物、 藻類表面活性劑及臭味等有明顯效果, 其出水水質為後續處理及利用提供了有利條件。
氣浮法的主要缺點是:耗電量較大;設備維修及管理工作量增加, 運轉部分常有堵塞的可能;浮渣露出水面, 易受風、 雨等氣候因素影響。
除了上述兩種氣浮方法外, 目前較為常用的方法還有電解氣浮法。
(4)離心分離法。 含有懸浮污染物質的污水在高速旋轉時, 利用懸浮顆粒(如乳化油)和污水受到的離心力不同, 從而達到分離目的的方法。 常用的離心設備有旋流分離器和離心
2、化學處理法
向污水中投加化學試劑, 利用化學反應來分離、 回收污水中的污染物質,或將污染物質轉化為無害的物質。 該法既可使污染物與水分離, 回收某些有用物質, 也能改變污染物的性質, 如降低廢水的酸鹼度、 去除金屬離子、 氧化某些有毒有害的物質等, 因此可達到比物理法更高的凈化程度。 常用的化學方法 有化學沉澱法、 中和法、 氧化還原法和混凝法。
化學法處理的局限性如下:
由於化學處理廢水常採用化學葯劑(或材料), 處理費用一般較高, 操作與 管理的要求也較嚴格。
化學法還需與物理法配合使用。 在化學處理之前, 往往需用沉澱和過濾等手段作為前處理;在某些場合下,又需採用沉澱和過濾等物理手段作為化學處理的後處理。
( 1)化學沉澱法。
化學沉澱法是指向廢水中投加某些化學葯劑, 使其與廢水中的溶解性污染物發生五換反應, 形成難榕於水的鹽類(沉澱物)從水中沉澱出來, 從而降低或除去水中的污染物。化學沉澱法多用於在水處理中去除鈣離子、 鏡離子以及廢水中的重金屬離子, 如隸、 鍋、鉛、 缽等。 按使用的沉澱劑不同, 沉澱法可分為石灰法(又稱為氫氧化物沉澱法)、硫化物法和銀鹽法等。
水中Ca 2+、 Mg2+令 含量的總和稱總硬度, 可分為碳酸鹽硬度和非碳酸鹽硬度。碳酸鹽硬度可投加石灰使水中的Ca 2+和Mg2+形成CaC03和Mg (OH) 2沉澱而降低, 如需同時去除非碳酸鹽硬度, 可採用石灰-蘇打軟化法, 使Ca 2+和Mg2+ 形成CaC03 矛llMg ( OH) 2沉澱除去。 因此, 當原水硬度或鹼度較高時, 可先用化學沉澱法作為離子交換軟化的前處理, 以節省離子交換的運行費用。
去除廢水中的重金屬離子時, 一般採用投加碳酸鹽的方法, 生成的金屬離子, 碳酸鹽的溶度積很小, 便於回收。 如利用碳酸銷處理含鎊廢水。
ZnS04 + Na 2C03 一一→ZnC03 ↓+ NazS04
此法優點是經濟簡便, 葯劑來源廣, 因此在處理重金屬廢水時應用最廣。 存在的問題是勞動衛生條件差, 管道易結垢堵塞與腐蝕;沉澱體積大, 脫水困難。
(2)中和法。
中和法處理是利用酸鹼相互作用生成鹽和水的化學原理, 將廢水從酸性或鹼性調整到中性附近的處理方法。 對於酸或鹼的濃度大於3%的廢水, 首先應進 行酸鹼的回收。 對於低濃度的酸鹼廢水, 可採取中和法進行處理。
酸性污水的處理, 通常採用投加石灰、 苛性鍋、 碳酸鍋或以石灰石、 大理石作潔、料來中和酸性污水。 鹼性污水的處理, 通常採用投加硝酸、 鹽酸或利用二氧化碳氣體中和鹼性污水。 另外, 對於酸、 鹼性污水也可以用二者相互中和的辦法來處理。
(3)氧化還原法。
氧化還原法是通過化學葯劑與水中污染物之間的氧化還原反應, 將污水中的有毒有害污染物轉化為無毒或微毒物質的方法。 這種方法主要處理無機污染物, 如重金屬和氧化物的污染。 利用高健酸御、 液氯、 臭氧等強氧化劑或電極的陽極反應, 將廢水中的有害物質氧化分解為元害物質;利用鐵粉等還原劑或電極的陰極反應, 將廢水中的有害物質還原為無害物質;臭氧氧化法對污水進 行脫色、 殺菌和除臭處理;空氣氧化法處理含硫廢水;還原法處理含錦電鍍廢水等都是氧化還原法處理廢水的實例。
水處理常用的氧化劑有氧、 臭氧、 氯、 次氯酸等。 常用的還原劑有硫酸亞鐵、 亞硫酸鹽、 鐵屑、 鑄粉等。
(4)混凝法。
混凝法是在含不易沉降的細顆粒及膠體顆粒的廢水中加入電解質以破壞肢體的穩定性而使其聚沉。 常用的混凝劑有硫酸鋁、 硫酸亞鐵、 三氯化鐵、 聚乙烯亞股或聚丙烯酷膠等。 為加速混凝常伴隨加入助凝劑石灰、 活性硅膠、 骨膠等。
3、物理化學處理法
物理化學法(簡稱物化法), 是利用萃取、 吸附、 離子交換、 膜分離技術、氣提等物理化學的原理, 處理或回收工業廢水的方法。 它主要用分離廢水中無機的或有機的(難以生物降解的)溶解態或膠態的污染物質, 回收有用組分,並使廢水得到深度凈化。 因此, 適合於處理雜質濃度很高的廢水(用作回收利用的方法), 或是濃度很低的廢水(用作廢水深度處理)。利用物理化學法處理工業廢水前, 一般要經過預處理, 以減少廢水中的懸浮物、 油類、 有害氣體等雜質, 或調整廢水的pH值, 以提高回收效率、 減少損耗。同時, 濃縮的殘渣要 經過後處理以避免二次污染。常用的方法有萃取法、 吸附法、 離子交換法、 膜析法(包括滲析法、 電滲析法、 反滲透法、 超濾法等)。
(1)萃取法。
萃取法是向污水中加人一種與水不相溶而密度小於水的有機溶劑, 充分混合接觸後使污染物重新分配, 由水相轉移到溶劑相中, 利用溶劑與水的密度差別, 將溶劑分離出來, 從而使污水得到凈化的方法。再利用溶質與溶劑的沸點差將溶質蒸館回收, 再生後的溶劑可循環使用。使用的溶劑叫萃取劑, 提出的物質叫萃取物。 萃取是一種液-液相間的傳質過程, 是利用污染物(溶質)在水與有機溶劑兩相中的溶解度不同進行分離的。
在選擇萃取劑時, 應注意萃取劑對被萃取物(污染物)的選擇性, 即溶解能力的大小, 通常溶解能力越大, 萃取的效果越好;萃取劑與水的密度相差越大, 萃取後與水分離就越容易。常用的萃取劑有含氧萃取劑、 含磷萃取劑、 含氮萃取劑等 。 常用的萃取設備有脈沖篩板塔、 離心萃取機等。
(2)吸附法。
吸附法處理廢水是利用——種多孔性固體材料(吸附劑)的表面來吸附水中的一種或多種溶解污染物、 有機污染物等(稱為熔質或吸附質), 以回收或去除它們, 使廢水得以凈化。例如, 利用活性炭可吸附廢白水中的盼、 隸、 錯、氧等劇毒物質, 且具有脫色、 除臭等作用。吸附法目前多用於污水的深度處理, 可分為靜態吸附和動態吸附兩種方法, 即在污水分別處於靜態和流動態時進行吸 附處理。常用的吸附設備有固定床、 移動床和流動床等。
在廢水處理中常用的吸附劑有活性炭、 磺化煤、 木炭、 焦炭、 硅藻土、 木屑和吸附樹脂等。以活性炭和吸附樹脂應用較為普遍。一般吸附劑均呈鬆散多 孔結構, 具有巨大的比表面積。其吸附力可分為分子引力(范德華力)、 化學鍵力和靜電引力三種。水處理中大多數吸附是上述三種吸附力共同作用的結果。
吸附劑吸附飽和後必須經過再生, 把吸附質從吸附劑的細孔中除去, 恢復其吸附能力。再生的方法有加熱再生法、 蒸汽吹脫法、 化學氧化再生法(濕式氧化、 電解氧化和臭氧氧化等)、 溶劑再生法和生物再生法等。
由於吸附劑價格較貴, 而且吸附法對進水的預處理要求高, 因此多用於給水處理中。
(3)離子交換法。
離子交換法是利用離子交換劑的離子交換作用置換污水中的離子態污染物質的方法。隨著離子交換樹脂的生產和離子交換技術的發展, 由於效果良好, 操作方便, 近年來在回收和處理工業污水中的有毒物質方面, 得到一定的應用。如用陽離子交換劑去除(回收) 污水中的銅、鎳、鎘、鋅、汞、金、銀、鉑等重金屬。
離子交換法多用於工業給水處理中的軟化和除鹽, 主要去除廢水中的金屬 離子。 離子交換軟化法採用Na+交換樹脂。
(4)膜析法。
1) 電滲析法。電摻析法是在直流電場的作用下, 利用陰、 陽離子交換膜對溶液中陰陽離子的選擇透過性(即陽膜只允許陽離子通過, 陰膜只允許陰商子通過), 使一部分溶液中的離子遷移到另一部分溶液中去,使得溶液中的電解質與水分離, 從而達到濃縮、純化、分離的一 種水處理方法。電滲析法是在離子交換技術基礎上發展起來的新方法, 除用於污水處理外, 還可用於海水除鹽、制備去離子水(純水)等。
2)反滲透法。
反滲透法巳用於含重金屬廢水的處理、 污水的深度處理及海水淡化等。在世界淡水供應危機嚴重的今天, 反滲透法結合蒸館法的海水淡化技術前景廣闊。 它的另一重要用途是與離子交換系統聯用, 作為離子交換的預處理方法以制備去離子的超純水。在廢水處理中, 反滲透法主要用於去除與回收重金屬離子, 去除鹽、有機物、色度以及放射性元素等。
目前在水處理領域內廣泛應用的半透膜有醋酸纖維素 膜和聚酷膠膜磺化聚苯醋等高聚物。常用的反滲透裝置有管式、螺旋式、中空纖維式及板框式等。滲透水可重復利用。
4、生物處理法
生物處理法是利用自然環境中微生物的生物化學作用, 氧化分解溶解於污 水中或肢體狀態的有機污染物和某些無機毒物(如氟化物、硫化物), 並將其轉化為穩定無害的無機物, 從而使廢水得以凈化的方法。 此法具有投資少、效果好、運行費用低等優點, 在城市廢水和工業廢水的處理中得到最廣泛的應用。
現代生物處理法根據微生物在生化反應中是否需要氧氣, 分為好氧生物處 理和厭氧生物處理兩類。
(1)好氧生物處理法。
在有氧的條件下, 依賴好氧菌和兼氧菌的生化作用完成廢水處理的工藝稱為好氧生物處理法。 該法需要有氧的供應。 根據好氧微生物在處理系統中所呈現的狀態, 可分為活性污泥法和生物膜法。
1)活性污泥法是目前使用最廣泛的一種生物處理法。 該方法是向曝氣池中富含有機污染物並有細菌的廢水中不斷地通人空氣(曝氣), 在一定的時間後就會出現懸浮態絮狀的泥粒, 這實際上是由好氧菌(及兼性好氧菌)所吸附的有機物和好氧菌代謝活動的產物所組成的聚集體, 具有很強的分解有機物的能力,稱之為 「活性污泥」。從曝氣池流出的污水和活性污泥混合液經沉澱池沉澱分離後, 澄清的水被排放, 污泥作為種泥迴流到曝氣池, 繼續運作。 這種以活性污泥為主體的生物處理法稱為 活性污泥法」 。廢水在曝氣池中停留4~6h, 可除去廢水中的有機物(BOD6)約90%。 活性污泥法有多種池型及運行方式, 通常有普通活性污泥法、完全混合式表面曝氣法、吸附再生法等。
2)生物膜法是使污水連續流經固體填料(碎石、煤渣或塑料填料), 微生物在填料上大量繁殖, 形成污泥狀的膠膜稱為生物膜, 利用生物膜處理污水的方法,稱為生物膜法。生物膜主要由大量的菌膠團、真菌、藻類和原生動物組成。 生物膜上的微生物起到和活性污泥同樣的凈化作用, 吸附並降解水中的有機污 染物, 從填料上脫落的衰老的生物膜隨處理後的污水流入沉澱池, 經過沉澱池沉澱分離後, 使污水得以凈化。常用的生物膜法有生物濾池、生物接觸氧化池、生物轉盤等。
(2)厭氧生物處理法。
在無氧的條件下, 利用厭氧微生物的作用分解、污水中的有機物, 使污水凈化的方法稱為厭氧生物處理法。 近年來, 世界性的能源緊張, 使污水處理向節能和實現能源化的方向發展, 從而促進了厭氧微生物處理方法的發展。 一大批高效新型厭氧生物反應器相繼出現, 包括厭氧生物濾池、 升流式厭氧污泥床、 厭氧硫化床等。 它們的共同特點是反應器中生物團體濃度很高, 市泥齡很長, 因此處理能力大大提高, 從而使厭氧生物處理法所具有的能耗小、可以回收能源、 剩餘的污泥量少、 生成的污泥穩定而易處理、 對高濃度有機廢水處理效率高等優點得到充分體現。厭氧生物處理法經過多年的發展,已經成為污水處理的主要方法之一。
5、除磷、 脫氮
( 1) 除磷。 城市廢水中磷的主要來源是糞便、 洗滌劑和某些工業廢水, 以正磷酸鹽、 聚磷酸鹽和有機磷的形式溶解於水中。 常用的除磷方法有化學法和生物法。
1)化學法除磷。 利用磷酸鹽與鐵鹽、 石灰、 鋁鹽等反應生成磷酸鐵、 磷酸鈣、 磷酸鋁等沉澱, 將磷從廢水中排除。化學法的特點是磷的去除效率較高, 處理結果穩定, 污泥在處理和處置過程中不會重新釋放磷造成二次污染,但污泥的產量比較大。
2)生物法除磷。生物法除磷是利用微生物在好氧條件下, 對廢水中溶解性 磷酸鹽的過量吸收,沉澱分離而除磷。 整個處理過程分為厭氧放磷和好氧吸磷 兩個階段。
含有過量磷的廢水和含磷活性污泥進人厭氧狀態後,活性污泥中的聚磷商在厭氧狀態下, 將體內積聚的聚磷分解為無機磷釋放回廢水中。這就是 「 厭氧放磷」。聚磷菌在分解聚磷時產生的能量除一部分供自己生存外, 其餘供聚磷菌吸收廢水中的有機物,並在厭氧發酵產酸菌的作用下轉化成乙酸背,再進一步轉化為PHB (聚自-短基丁酸) 儲存於體內。
進入好氧狀態後, 聚磷菌將儲存於體內的PHB進行好氧分解, 並釋放出大 量能量,一部分供自己增殖, 另一部分供其吸收廢水中的磷酸鹽, 以聚磷的形式積聚於體內。這就是 「好氧吸磷」。在此階段, 活性污泥不斷增殖。 除了一部分含磷活性活泥迴流到厭氧池外, 其餘的作為剩餘污泥排出系統,達到除磷的目的。
(2) 脫氮。
生活廢水中各種形式的氮占的比例比較恆定:有機氮 50%~60%,氨氮40%~ 50%,亞硝酸鹽與硝酸鹽中的氮占 0~ 5%。 它們均來源於人們食物中的蛋白質。脫氮的方法有化學法和生物法兩大類。
1)化學法脫氮。包括氨吸收法和加氯法。
①氨吸收法。 先把廢水的pH值調整到10以上,然後在解吸塔內解吸氨
②加氯法。在含氨氮的廢水中加氯。通過適當控制加氯量, 可以完全除去水中的氨氮。為了減少氯的投加量, 此法常與生物硝化聯用, 先硝化再除去微量的殘余氨氮。
2)生物法脫氮。生物脫氮是在微生物作用下, 將有機氮和氨態氮轉化為氮氣的過程, 其中包括硝化和反硝化兩個反應過程。
硝化反應是在好氧條件下, 廢水中的氨態氮被硝化細菌 (亞硝酸菌和硝酸菌)轉化為亞硝酸鹽和硝酸鹽。 反硝化反應是在無氧條件下, 反硝化菌將硝酸鹽氮(N03-)和亞硝酸鹽氮(NH2-)還原為氮氣。因此整個脫氮過程需經歷好氧和缺氧兩個階段。
㈣ 常用的污水處理方法有哪兩種
污水分很多種,相應的,處理方法也有很多種。
大體上,分為混凝沉澱法(物理法)和生物處理法(化學法)兩種。
㈤ 污水處理的基本方法
針對於現階段的污水處理,總結出以下幾點方法。
1、物理法
物理法污水處理就是利用物理作用,分離污水中主要呈懸浮狀態的污染物,在處理過程中不改變水的化學性質。
⑴沉澱(重力分離)
污水流入池內由於流速降低,污水中的固體物質在中立的作用下進行沉澱,而使固體物質與水分離。
這種工藝分離效果好,簡單易行,應用廣泛,如污水處理廠的沉砂池和沉澱池。沉砂池主要去除污水中密度較大的固體顆粒物,沉澱池則主要用於去除污水中大量的呈顆粒狀的懸浮固體。
⑵篩選(截流)
利用篩濾介質截流污水中的懸浮物。屬於砂濾處理的設備有格柵、微濾機、砂濾池、真空濾機、壓濾機(後兩種主要用於污泥脫水)等。
⑶氣浮(上浮)
對一些相對密度接近於水的細微顆粒,因其自重難於在水中下沉或上浮,可採用氣浮裝置。此法將空氣打入污水中,並使其以微小氣泡的形勢由水中析出,污水中密度 近於水的微小顆粒狀污染雜質(如乳化油)黏附到氣泡上,並隨氣泡升至水面,形成泡沫浮渣而去除。根據空氣打入方式的不同,氣浮設備有加壓溶汽氣浮法、葉輪氣浮法和射流氣浮法等。為提高氣浮效果,有時需要向污水中投加混凝劑。
⑷離心與旋流分離
使含有懸浮固體或乳化油的污水,由於懸浮固體和廢水的質量不同,受到的離心力也不同,質量大的懸浮固體被拋甩到污水外側,這樣就可使懸浮固體和污水分別通過各自的排出口排出設備之外,從而使污水得以凈化。
2.化學法
污水的化學處理方法就是向污水投加化學物質,利用化學反應來分離回收污水中的污染物,或是其轉化為無害物質。屬於化學處理法的有以下幾種。
⑴混凝法
混凝法是向污水中投加一定量的葯劑,經過脫穩、架橋等反應過程,使污水中的污染物凝聚並沉降。水中呈膠體狀態的污染物質通常帶有負電荷,膠體顆粒之間互相排 斥形成穩定的混合液,若水中帶有相反電荷的電解質(混凝劑)可使污水中的膠體顆粒改變為呈電中性,並在分子引力作用下,凝聚成大顆粒下沉。
⑵中和法
用化學方法消除污水中過量的酸和鹼,使其pH值達到中性左右的過程稱為中和法。處理含酸污水以鹼作為中和劑,處理含鹼污水以酸作為中和劑,也可以吹入含 CO2的煙道氣進行中和。酸和鹼均指無機酸和無機鹼,一般依照「以廢制廢」的原則,亦可採用葯劑中和處理,可以連續進行,也可間歇進行。
⑶氧化還原法
污水中呈溶解狀態的有機物和無機物,在投加氧化劑和還原劑後,由於電子的遷移而發生氧化和還原作用形成無害的物質。常用的氧化劑有空氣中的氧、純氧、漂白 粉、臭氧、氯氣等,氧化法多用於處理含氰含酚廢水。常用的還原劑則有鐵屑、硫酸亞鐵、亞硫酸氫鈉等,還原法多用於處理含鉻、含汞廢水。
⑷電解法
在廢水中插入電極並通過電流,則在陰極板上接受電子。在水的電解過程中,陽極上產生氧氣,陰極上產生氫氣。上述綜合過程使陽極上發生氧化作用,在陰極上發生還原作用。目前電解法主要用於處理含鉻及含氰廢水。
⑸吸附法
污水吸附處理主要是利用固體物質表面對污水中污染物質的吸附,吸附可分為物理吸附和生物吸附等。 物理吸附是吸附劑和吸附質之間在分子力作用下產生的,不產生 化學變化,而化學吸附法則使吸附劑和吸附質在化學鍵力作用下起吸附作用的,因此化學吸附選擇性較強。此外,在生物作用下也可產生生物吸附。在污水處理中常 用的吸附劑有活性炭、磺化煤、硅藻土、焦炭等。
⑹化學沉澱法
向污水中投加某種化學葯劑,使它和某些溶解物質產生反應,生成難溶鹽沉澱下來。多用於處理含重金屬離子的工業廢水。
⑺離子交換法
離子交換法在污水處理中應用較廣。使用的離子交換劑分為無機離子交換法(天然沸石和合成沸石)、有機離子交換樹脂(強酸性陽離子樹脂、弱酸性陽離子樹脂、強 鹼性陰離子樹脂、弱鹼性陰離子樹脂、鰲和樹脂等)。採用離子交換法處理污水時,必須考慮樹脂的選擇性。樹脂對各種離子的交換能力是不同的,這主要取決於各 種離子對該種樹脂親和力的大小,又稱選擇性的大小,另外還要考慮到樹脂的再生方法等。
⑻膜分離法
滲析、電滲析、超濾、微濾、反滲透等通過一種特殊的半滲透膜分離水中的離子和分子的技術,統稱為膜分離法。電滲析法主要用於水的脫鹽,回收某些金屬離子等。 反滲透作用主要是膜表面化學本性所起的作用,他分離的溶質粒徑小,除鹽率高,所需的工作壓力大;超濾所用的材質和反滲透相同,但超濾是篩濾作用,分離溶質 粒徑大,透水率高,除鹽率低,工作壓力小。
3、生物法
污水的生物膜法就是採取一定的人工措施,創造有利於微生物生長、繁殖的環境,使微生物大量增殖,以提高微生物氧化、分解有機污染物被降解並轉化為無害物質,使污水得以凈化。
生物處理法可分為好氧處理法和厭氧處理法兩類。前者處理效率高,效果好,使用廣泛,是生物處理的主要方法。屬於生物處理法的工藝有以下幾種。
⑴活性污泥法
是當前應用最廣泛的一種生物處理技術。將空氣連續鼓入含有大量溶解有機污染物的污水中,經過一段時間,水中既形成繁殖有大量好氧型微生物的絮凝體—活性污 泥,
活性污泥能夠吸附水中的有機物,生活污水在活性污泥上的微生物以有機物為食料,獲得能量,並不斷省長增殖,有機物被分解、去除,使污水得以凈化。 一般經曝氣池處理的出水是含有大量活性污泥的污水—混合液,經沉澱分離,水被凈化排放,沉澱分離後的污泥作為種泥,部分迴流到曝氣池。活性污泥法自出現以來,經過80多年的演變,出現了各種
活性污泥法的變法,但其原理和工藝過程沒有根本性的改變。
(2)普通活性污泥法
這種方法已被廣泛使用,是許多污水處理廠的常用工藝。傳統活性污泥法是將污水和迴流污泥從曝氣池首段引入,呈推流式至曝氣池末端流出,此法適用於處理要求高、水質較穩定的污水,但對負荷的變動適應性較弱,後來在此基礎上產生了一些改良形式。
⑶多點進水法
為了使槽內有機負荷接近一定值,把污水從幾個點分開流入,有利於解決超負荷問題。
⑷吸附再生法
接觸槽內活化的活性污泥吸附污染物質,污泥與水分離後,在曝氣槽內把吸附的污染物質進行氧化。該法有利於增加污水處理量,有一定的抗擊沖擊負荷能力。
⑸延時曝氣法
污水在曝氣池內延長曝氣時間,有利於完全氧化,污泥量少,該法適用於小型污水處理廠。
⑹厭氧-缺氧
- 好氧活性污泥法 在常規活性污泥法去除有機污染物的同時,為了能有效的去除氮磷等營養物質,人們把厭氧、缺氧、好氧狀況組合到活性污泥法中,使厭氧-缺氧-好氧狀況在反應曝氣池內同時存在或反復周期實現,形成了厭氧-缺氧-好氧活性污泥法。也有的工藝流程採用厭氧-好氧活性污泥法。
⑺間歇式活性污泥法
污水流至單一反應池中,按時間通過程序控制各過程。在反應池的一個工作周期,運行程序依次為進水、反應、沉澱、出水和待機等過程。該法適用於中小水量和出水水質較高的場合,有利於自動化控制;通過對運行的調整,該法也可進行除磷脫氮和化學處理,有利於污水回用。
㈥ 污水處理的物理化學方法的原理是什麼
物理法是採用物理作用來分離水中的懸浮物或乳濁物。常見的有格柵、篩濾、離心、澄清、過版濾權、隔油等方法。
化學法是利用化學反應的作用來去除廢水中的溶解物質或膠體物質。常見的有中和、沉澱、氧化還原、催化氧化、光催化氧化、微電解、電解絮凝、焚燒等。
物理化學方法是採用兩者相結合。如處理過程可以是:格柵---隔油沉澱---加葯凝聚反應--氣浮--沉澱--過濾--消毒---回用或排放。
㈦ 污水處理中生化處理和物化處理有什麼區別
紫鼎環保為您解答:
現代的廢水處理方法主要分為物理處理法、化學處理法和生物處理法三類.物理處理法
通過物理作用分離、回收廢水中不溶解的呈懸浮狀態的污染物(包括油膜和油珠)的廢水處理法,可分為重力分離法、離心分離法和篩濾截留法等.屬於重力分離法的處理單元有:沉澱、上浮(氣浮)等,相應使用的處理設備是沉砂池、沉澱池、隔油池、氣浮池及其附屬裝置等.離心分離法本身就是一種處理單元,使用的處理裝置有離心分離機和水旋分離器等.篩濾截留法有柵篩截留和過濾兩種處理單元,前者使用的處理設備是格柵、篩網,而後者使用的是砂濾池和微孔濾機等.以熱交換原理為基礎的處理法也屬於物理處理法,其處理單元有蒸發、結晶等.化學處理法
通過化學反應和傳質作用來分離、去除廢水中呈溶解、膠體狀態的污染物或將其轉化為無害物質的廢水處理法.在化學處理法中,以投加葯劑產生化學反應為基礎的處理單元是:混凝、中和、氧化還原等;而以傳質作用為基礎的處理單元則有:萃取、汽提、吹脫、吸附、離子交換以及電滲析和反滲透等.後兩種處理單元又合稱為膜分離技術.其中運用傳質作用的處理單元既具有化學作用,又有與之相關的物理作用,所以也可從化學處理法中分出來,成為另一類處理方法,稱為物理化學法.生物處理法
通過微生物的代謝作用,使廢水中呈溶液、膠體以及微細懸浮狀態的有機污染物,轉化為穩定、無害的物質的廢水處理法.根據作用微生物的不同,生物處理法又可分為需氧生物處理和厭氧生物處理兩種類型.廢水生物處理廣泛使用的是需氧生物處理法,按傳統,需氧生物處理法又分為活性污泥法和生物膜法兩類.活性污泥法本身就是一種處理單元,它有多種運行方式.屬於生物膜法的處理設備有生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化池以及最近發展起來的生物流化床等.生物氧化塘法又稱自然生物處理法.厭氧生物處理法,又名生物還原處理法,主要用於處理高濃度有機廢水和污泥.使用的處理設備主要為消化池.廢水中的污染物是多種多樣的,不可能指望用一種處理單元就把所有的污染物去盡,往往需要通過由幾種方法和幾個處理單元組成的處理系統處理後,才能達到要求.
㈧ 處理污水有物化法和生化法各是什麼意思
廢水物理處理法是通過物理作用分離和去除廢水中不溶解的呈懸浮狀態的污染物(包括油膜、油珠)的方法。
方法有:①重力分離法,其處理單元有沉澱、上浮(氣浮)等,使用的處理設備是沉澱池、沉砂池、隔油池、氣浮池及其附屬裝置等。②離心分離法,其本身是一種處理單元,使用設備有離心分離機、水旋分離器等。③篩濾截留法,有柵篩截留和過濾兩種處理單元,前者使用格柵、篩網,後者使用砂濾池、微孔濾機等。此外,還有廢水蒸發處理法、廢水氣液交換處理法、廢水高梯度磁分離處理法、廢水吸附處理法等。物理處理法的優點:設備大都較簡單,操作方便,分離效果良好,故使用極為廣泛。
廢水生物處理是利用微生物的生命活動,對廢水中呈溶解態或膠體狀態的有機污染物降解作用,從而使廢水得到凈化的一種處理方法。廢水生物處理技術以其消耗少、效率高、成本低、工藝操作管 理方便可靠和無二次污染等顯著優點而備受人們的青睞。
廢水生物處理是利用微生物的生命活動過程對廢水中的污染物進行轉移和轉化作用,從而使 廢水得到凈化的處理方法。其主要特徵是應用微生物特別是細菌,並在為充分發揮微生物的作用而專門設計的生化反應器中,將廢水中的污染物轉化為微生物細胞以及簡單的無機物。
與物理化學方法相比,廢水生物處理技術具有一系列的特點:由於污染物的生化轉化過程不需要高溫高壓,在溫和的條件下經過酶催化即可高效並相對徹底地完成,因此,處理費用低廉;對廢水水質的適用面寬;廢水生物處理法不加投葯劑,可以避免對水 質造成二次污染。另外,生物處理效果良好,不僅去除了有機物、病原體、有毒物質,還能去除臭味,提高透明度,降低色度等。
廢水生物處理技術常採用的方法有厭氧生物處理法、活性污泥法、生物膜法、氧化塘法。
㈨ 煤化工污水處理工藝選擇
煤化工是減少燃煤污染的有效途徑,但氣化過程中產生的廢水會對環境造成污染。本文針對廢水中主要污染物的不同,對其處理方法、治理技術、工藝分別進行了論述,並提出了建議。分別介紹了煤化工廢水中有用物質的回收,生化處理方法以及深度處理方法。具體介紹了幾種對廢水進行處理的方法,採用活性炭吸附法和混凝沉澱法對廢水進行深度處理。
煤化工廢水是煤制焦炭、煤氣凈化及焦化產品回收過程中產生的高濃度有機廢水,屬於焦化廢水的一種。水質成分復雜,污染物濃度高。廢水中含有大量的酚類、聯苯、吡啶、吲哚和喹啉等有機污染物,還含有氰、無機氟離子和氨氮等有毒有害物質,污染物色度高,屬較難生化降解的高濃度有機工業廢水。對煤化工廢水的處理,單純靠物理、物理化學、化學的方法進行處理,難以達到排放標准,往往需要通過由幾種方法組成的處理系統,才能達到處理要求的程度。因此煤化工廢水的處理,一直是國內外廢水處理領域的一大橘李余難題。
一、煤化工廢水處理技術
1.煤化工廢水處理通常可分為一級處理、二圓滾級處理和深度處理。這里的一級、二級處理的劃分與傳統的城市污水處理的概念上有所不同,這里所述的一級處理主要是指有價物質的回收,二級處理主要是生化處理,深度處理普遍應用的方法是臭氧化法和活性炭吸附法。第一,煤化工廢水有價物質的回收。煤化工廢水中有機物質的回收一般指的是對酚和氨的回收,常用方法有溶劑萃取脫酚、蒸氨等。其主要包括以下兩方面的內容,(1)酚的回收。回收廢水中酚的方法很多,有溶劑萃取法、蒸汽脫酚法和吸附脫酚法等。新建焦化廠大都採用溶劑萃取法。對於高濃度含酚廢水的處理技術趨勢是液膜技術、離子交換法等。(1)氨的回收。目前對氨的回收主要採用水蒸氣汽提-蒸氨的方法。污水經汽提,析出可溶性氣體,再通過吸收器,氨被磷酸氨吸收,從而使氨與其他氣體分離,再將此富氨液送擾頃入汽提器,使磷酸氨溶液再生,並回收氨。
二、煤化工廢水處理方法
1.煤化工廢水在進行出處理前根據不同的水質特點設置調節池以調節水質水量,設置隔油池或氣浮池進行除油,經以上的與處理後可採用下面的方法進一步進行處理。第一,活性污泥法。活性污泥法是採用人工曝氣的手段,使得活性污泥均勻分散並懸浮於反應器中和廢水充分接觸,並在有溶解氧的條件下,對廢水中所含的有機底物進行著合成和分解的代謝活動。在活動過程中,有機物質被微生物所利用,得以降解、去除。同時,亦不斷合成新的微生物去補充、維持反應器中所需的工作主體——微生物(活性污泥),與從反應器中排除的那部分剩餘污泥相平衡。活性污泥法處理的關鍵是保證微生物正常生長繁殖,為此須具備以下條件:一是要供給微生物各種必要的營養源,如碳、氮、磷等,一般應保持BOD5:N:P=100:5:1(質量比)。煤化工廢水中往往含磷量不足,一般為0.6~1.6mg/L,故需向水中投加適量的磷;二是要有足夠氧氣;三是要控制某些條件,如pH 值以6.5~9.5、水溫以10~25℃為宜。另外應將重金屬和其他能破壞生物過程的有害物質嚴格控制在規定范圍之內。
2.第二,生物鐵法。生物鐵法是在曝氣池中投加鐵鹽,以提高曝氣池活性污泥濃度為主,充分發揮生物氧化和生物絮凝作用的強氧化生物處理方法。工藝包括廢水的預處理、廢水生化處理和廢水物化處理三部分。預處理包括重力除油、均調、氣浮除油;生化處理過程包括一段曝氣、一段沉澱、二段曝氣、二段沉澱;物化處理工藝流程包括旋流反應、混凝沉澱和過濾等工序。在生物與鐵的共同作用下能夠強化活性污泥的吸附、凝聚、氧化及沉澱作用,達到提高處理效果、改善出水水質的目的。生物鐵法的生產運行工藝條件包括:營養素的需求、適量的溶解氧、溫度和pH 值控制、毒物限量及污泥沉降比等。
三、高新技術處理煤化工廢水的研究
1.目前,國內在處理煤化工廢水的新技術主要有以下幾種
第一,新物化法。新物化法是指在常溫下利用廢水中有害物質與專門為處理廢水而開發的葯劑(污水靈)發生反應,經過4 次不同加葯處理過程和處理設施,最終實現COD、BOD、NH3-N、SS 均達到排放要求。該技術最大的缺陷是廢水中有毒有害物質只是形態的轉移,另外該技術的成熟性還需要經工程實踐的考驗。
2.HSB法處理焦化廢水。HSB是高分子均群的英文縮寫。目前國內初步試驗得出以下結論:HSB耐受廢水中有毒有害物質性好;處理後污泥少、出水色度好;加鹼量為傳統方法的1/3~1/5,運行費用較低,但對種菌特性,生存條件、凈化功能尚未完全了解,有待進一步研究與實踐。
四、煤化工廢水深度處理
1.經過酚、氨回收,預處理及生化處理後的煤化工廢水,其中大部分污染物質得到了去除,但某些主要污染指標仍不能達到排放標准,因此需要進一步的處理——深度處理,來使這些指標達到排放標准。第一,活性炭吸附法。煤化工廢水經以上步驟處理後COD的去除率效果不是很理想,出水濃度較大,有時高達601mg/L左右,很難達標排放,為使廢水達標排放,可使用活性炭降低廢水中COD 的濃度。廢水處理中活性炭吸附主要對象是廢水中用生化法難以降解的有機物或用一般氧化法難以氧化的溶解性有機物,包括木質素、氯或硝基取代的芳烴化合物、雜環化合物、洗滌劑、合成燃料、除萎劑、DDT 等。
2.其次,混凝沉澱法。混凝是給水處理中一個重要的處理方法。混凝法可以降低廢水的濁度、色度,去除多種高分子物質、有機物、某些重金屬毒物和放射性物質等,去除導致富營養化的物質如磷等可溶性無機物,並且它能夠改善污泥的脫水性能。具有設備簡單,操作簡便,便於運行,處理效果好的優點;缺點是運行費用高,沉渣量大。
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