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化工废水处理——世净环保科技(广东)有限公司专业治理

简介


化学工业包括有机化工和无机化工两大类, 化工产品多种多样,成分复杂,由化工厂排出的废水称为化工废水。化工废水多种多样,多数有剧毒,不易净化,在生物体内有一定的积累作用,在水体中具有明显的耗氧性质,易使水质恶化。


主要类型


无机化工废水包括从无机矿物制取酸、碱、盐类基本化工原料的工业,这类生产中主要是冷却用水,排出的废水中含酸、碱、大量的盐类和悬浮物,有时还含硫化物和有毒物质。有机化工废水则成分多样,包括合成橡胶、合成塑料、人造纤维、合成染料、油漆涂料、制药等过程中排放的废水,具有强烈耗氧的性质,毒性较强,且由于多数是人工会成的有机化合物,因此污染性很强,不易分解。

化工废水是指化工厂生产产品过程中所生产的废水,如生产乙烯、聚乙烯、橡胶、聚酯、甲醇、乙二醇、油品罐区、空分空压站等装置的含油废水,经过生化处理后,一般可达到国家二级排放标准,现由于水资源的短缺,需将达到排放标准的水再经过进一步深度处理后,达到工业补水要求的回收利用。由于水中杂质主要为悬浮颗粒和细毛纤维,利用机械过滤原理,采用微孔过滤技术将杂质去除。由PLC或时间继电器控制过滤器设备工作状况,实现自动反冲洗、自动运行,提升水泵提供过滤器所需水头,出水直接引入生产系统。


一、物化法


物理化学法作为涂料废水的预处理或单一处理手段,在去除废水中的悬浮物和颜料色素等物质以及固体物质和重金属等方面效果十分显著。物化处理常用的有气浮、混凝沉淀、吸附、膜分离等方式,其中气浮、混凝沉淀主要用于前处理,吸附、膜分离用于深度处理。


❂ 1、气浮法

气浮法,就是使废水中能够产生足够量的微小气泡。使固液气三相污染物质能形成悬浮状态,在表面张力和浮力等作用下,微小气泡粘附在欲被去除的污染物颗粒上,粘合体密度小于水而上浮到水面,从而使水中污染物被分离去除。



涂料废水中含有相当比例的易挥发成分和油类,涂料废水处理可以采用气浮处理,通过高度分散的微气泡作为载体,粘附废水中的悬浮物,使其密度小于水而上浮到水面或利用絮凝剂的絮凝作用以实现固液分离。应用气浮法可使废水中悬浮物去除率达到65%,CODCr和BOD5去除率均在50%以上,可以作为均质后一级处理。

❂ 2、混凝法

混凝法是工业废水处理中经常采用的一种方法,通过投加化学药剂使水中胶体粒子和微小悬浮物聚集,起到分离作用,凝聚和絮凝总称为混凝。用于涂料废水处理,主要去除废水中细小悬浮物及胶体颗粒,降低废水的浊度和色素。它既可独立作为一种处理方法,又常与其他方法配合使用。



屈光远等以碱性氯化铝作絮凝剂,聚丙烯酰胺作助凝剂,对进入调节池的废水进行了混凝-气浮处理,取得了满意效果。韩蕴华等采用水溶性羧甲基壳聚糖作絮凝剂对涂料废水处理进行絮凝试验,研究发现,这种絮凝剂的用量仅为化学絮凝剂用量的1/20,且受pH值影响极小,受温度影响不大,同时絮体形成迅速,具有无毒、无二次污染、使用简便等特点。在间歇式生产水溶性涂料的过程中,产生大量的清洗废水,约占排放废水总量的65%。针对清洗废水中的固体颗粒浓度变化大这一特点,Jewell等研究其浓度与混凝剂最佳投加量的关系,可避免因过量投加所造成的毒性和低效,或因投加不足造成大量废水的产生。

❂ 3、吸附法

吸附法是利用多孔性固体吸附剂的表面吸附废水中的一种或多种污染物,达到废水净化的目的。吸附法单元操作通常包括三个步骤。首先是使废水和固体吸附剂接触,废水中的污染物被吸附剂吸附;第二步将吸附有污染物的吸附剂与废水分离;最后进行吸附剂的再生或更新。按接触、分离的方式,吸附操作可分为静态间歇吸附法和动态连续吸附法两种。



刘石彩等对涂料废水原液进行粗吸附和絮凝沉降后,采用复合配比的活性炭进行处理,用静态吸附和动态吸附相结合的方法,使涂料废水处理后达到工业废水排放标准。

❂ 4、萃取法

萃取法是利用特定溶剂与废水充分混合接触,使溶于废水的某些污染物重新进行分配而转入溶剂,然后将溶剂和萃取后的废水进行分离,从而达到净化废水的目的。



针对高浓度涂料废水,王菊芳选用二甲苯萃取,以硫酸酸化破乳,废水中CODCr去除率达85%~95%,预处理效果十分显著;并且回收了废水中绝大部分的有机物,萃取剂亦可回用。经过预处理后的有机废水与其他废水汇合,依次进行焦炭吸附、气浮、电解、氧化塘的处理,净化效果更好。

❂ 5、膜分离法

膜分离技术在大规模废水处理和回用中的应用是近几年才被接受和发展起来的新技术。据美国商务通讯公司的研究报告,到2006年膜技术用于废水处理的年均增长率将达到6.8%。


目前在处理涂料废水方面,国内外主要采用微滤(MF)、超滤(UF)和反渗透技术(OR)。



(1)微滤


微滤和超滤多用于反渗透的预处理部分,二者都是在静压差的推动作用下进行的液相分离过程。通常,微滤能截留0.1~1微米之间的颗粒,微滤膜允许大分子有机物和溶解性固体(无机盐)等通过,但能阻挡住悬浮物、细菌、部分病毒及大尺度的胶体的透过。


(2)超滤


超滤适用于分离分子量大于500、直径0.005~10μm的大分子和胶体,可用于截留涂料的色料。电泳漆废水中的漆料占使用漆料总量的10%~50%,若不经处理直接排放,不仅浪费资源,也会造成严重的环境污染。应用超滤法可以回收废水中的电泳漆,剩下的水可回用作清洗水;同时还可使有害无机盐透过超滤膜,从而提高电泳漆的比电阻,改善电泳涂漆的质量。



目前,微滤和超滤多用于反渗透的预处理部分,预计在今后几年内,应用将增长较快。废水回用中微滤、超滤已占其设备总生产能力的1/5以上。


(3)反渗透


当稀释液和浓缩液被半透膜分开时,在浓缩液的方向施加一个外部压力,浓缩液的水分子将渗透到稀释液侧,这种现象称为反渗透。目前,应用反渗透技术处理工业废水,经处理的水和截留浓缩液的组分可就地回用。



反渗透一般作为工业废水终端处理,对水中的无机盐、有机物、重金属离子等都有很高的截留率,出水水质优良,可回用作冷却水或工艺用水循环利用,不仅节约了新鲜水的使用量,节约生产成本,还减少了污水的排放量,对环境保护和可持续发展都有着重要意义。



(4)超滤-反渗透耦合


超滤技术可有效去除废水中绝大多数的悬浮物、胶体以及部分附着在悬浮物上的有机物。与反渗透技术联用,即使用超滤作为预处理,可使反渗透进水水质得到较好的控制,从而减少反渗透膜的清洗频率,简化预处理的操作。目前,全球98%的车体都采用电泳漆作为底漆,为了提高电泳漆和水的回收率,目前国外许多厂家采用了超滤/反渗透耦合技术。


膜必须进行定期清洗,以保持一定的膜透过通量,并延长膜的寿命。清洗方法一般根据膜的性质和处理料液的性质来确定。通常和反渗透相类似,即先以水力清洗,而后根据情况采用不同的化学洗涤剂进行清洗,例如对电涂材料可以选用含离子的增溶剂,对水溶性有机涂料可以用“桥键”型溶剂。


二、生物法


生物处理法是利用微生物的代谢,将有毒、 有害的有机物转化为毒性较小的物质 ,成本上经济合理。然而 ,涂料废水一般浓度高 ,并含有大量有毒的有机物 ,难以直接生物降解;因此目前国内外大多采用物化法和生物法相结合的技术 ,即利用物化法先对水质、 水量充分匀化 ,以此降低对后续生物处理的冲击负荷。


❂ 1、活性污泥法

活性污泥法处理涂料废水过程中,先将涂料废水和去离子水汇合并进行化学絮凝沉淀,然后经上流式接触沉降池沉降,再进入到曝气池中。原高浓度涂料废水中缺乏微生物生长所必需的氮和磷,将其与生活污水相混合,由生活污水提供所需的营养物质,同时根据实际需要添加一定量的特殊营养物质进行调配,从而有助于刺激降解菌的生长,改善活性污泥处理系统的运行性能和提高其生物降解效率。混合后的污水经过活性污泥池处理,最后经二沉池沉淀。为达到三级过滤的效果,对从二沉池出来的废水再经过滤,最后进行水质分析。经4个月的实验处理后,原涂料废水的BOD由15 000 mg/L降至21 mg/L,总去除率达99. 3%。



王方圆等利用隔油-气浮-循环式活性污泥法-过滤工艺处理涂料废水,出水各项指标基本达到了设计要求, COD总去除率在98%左右。针对涂料废水中的水溶性溶剂通常难以物化分离,可以选择混凝过滤作为预处理工艺,再流入处理效果好、自动化程度高的膜生物反应器中,经活性污泥曝气生化处理后, 出水的COD和SS均有较好的去除效果。

❂ 2、生物膜法

生物膜法是使微生物群体附着于其他物体表面上呈膜状,通过与废水接触得以净化。选用比活性污泥法生化效率高的生物转盘法和生物接触氧化法处理综合涂料废水。因这两种生物膜法处理水量小、毒性较大且含难分解物质多的废水比较有效


美国海军每年用于脱漆产生的有害废水超过 11亿升,其中主要含二氯甲烷和苯酚;此外还有链烷烃、纤维素衍生物、石油磺酸盐及萘。将此废水和生活污水进行1:1混合,分别采用活性污泥法和生物转盘法进行比较实验,结果表明,无论菌群处于悬浮生长还是吸附生长,均可有效地处理这类混合废水。另外,活性污泥法改善营养环境(如向废水中投加葡萄糖)可显著提高处理系统中的菌群数量, 菌群数量比仅利用单一碳源时高出了2个数量级。而在生物转盘系统中,细菌的数量在连续进水时要远远大于间歇进水,这可能归结于两个原因:一是间歇进水时,反应系统中有毒废水的浓度要比连续进水时高;二是连续进水更有利于细菌的吸附。此外, 在对菌群的数量、种类及其生物降解有毒化合物的能力进行综合分析后认为,假单胞菌和杆状菌是降解此类废水的优势菌种。


(1)生物转盘



生物转盘法具有挂膜容易,去除有机物效率高,耐冲击能力强,运转电耗省,管理方便等优点。为提高生物转盘法的处理效果,主要须考虑以下几个因素。转盘结构应采用多轴多级转盘,每级单独运转。这样,即使某一级停转,不会影响其他转盘正常工作。进水方式因为第一级转盘处理效率最高,可采用各级同时进水进水量逐级减少,以提高处理效果。转盘的组装方式采用辐射式装蜂窝管生物转盘。其优点是能适应高浓度废水,水力搅动比一般转盘大,比表面积较一般转盘增加,充氧效果好。为确保废水处理达到预定效果,将生物转盘出水再送入生物接触氧化塔处理。


(2)生物接触氧化


生物接触氧化法是近几年发展比较快的废水处理法,具有处理负荷高,停留时间短,占地面积小及无污泥膨胀的优点。



在处理涂料工业废水时,经一级处理后,应用生物接触氧化的处理工艺,微生物挂膜驯化时间短,活性高,废水中有机物降解速率快。采用匀质隔油-混凝-气浮-生物接触氧化的工艺处理综合涂料废水,出水达到国家一级排放标准。左红影等研究显示,在利用絮凝沉淀和气浮法进行预处理,再经二级生物接触法后,处理出水经活性炭及工业循环冷却水处理器加以处理,最终达到工业循环冷却水的设计规范要求。


(3)生物流化床


生物流化床以粒径小于1 mm左右的颗粒材料作为载体,填充于曝气容器内,废水自下而上使载体流态化,载体表面覆盖生物膜。涂料生产废水经一级气浮预处理后,再经纯氧生物流化床装置处理, 效率高, 可达标排放。



目前,移动床生物膜法(MBBR)和曝气生物滤池法(BAF)组合,MBBR 具有很强的抗冲击负荷能力, BAF具有集生物氧化和截留悬浮固体于一体的特点,将二者组成复合式生物膜法处理涂料废水。经一段时间的运行后,发现系统处理效果好且运行稳定,在单级反应器水力停留时间为5 h,平均进水COD浓度为800 mg/L时,其最终出水COD去除率达到93. 05%。


(4)SBR工艺


SBR工艺是一种间歇运行的活性污泥法,通过装置中的好氧菌与污水充分混合接触,在充氧的条件下,细菌吸附水中有机物,并将其分解合成为自身组成部分,从而将有机物水中去除。由于好氧菌群(活性污泥)在没有曝气的情况下会自动沉降到反应器底部,不断增多的细菌通过反应器底部排泥系统排出,从水中分离出去,而澄清液则达标排放。



SBR运行过程由进水、曝气、沉淀、排水和闲置5部分组成,由于微生物曝气、沉淀均在同一容器中进行,且泥水分离采用静置沉降的方式,泥水分离效果好,生物保有量高,因此装置耐冲击负荷能力较强。SBR工艺具有构造简单,无活性污泥回流、沉淀系统;操作灵活,根据生产产品的不同可适当调整运行周期,满足不同水质需要;装置可以设备化,SBR可以采用钢结构型式,对小水量污水采用钢结构形式可以使安装维护简单,便于操作;可以适应波动较大的进水水质。

❂ 3、氧化塘

氧化塘是天然或人工修造的池塘,是一种利用天然净化能力对污水进行处理的构筑物的总称。废水在塘内长时间停留,有机污染物通过水中微生物的代谢活动而得以降解、净化的过程。



化学处理法

通过化学反应和传质作用来分离、去除废水中呈溶解、胶体状态的污染物质或将其转化为无害物质的废水处理法。可用来除去废水中的金属离子、细小的胶体有机物、无机物、植物营养素(氮、磷)、乳化油、色度、臭味、酸、碱等。
化学法包括中和法、混凝法、氧化还原、电化学等方法。
(1)中和法
在化工、炼油企业中,对于低浓度的含酸、含碱废水,在无回收及综合利用价值时,往往采用中和的方法进行处理。中和法也常用于废水的预处理,调整废水的pH。
(2)混凝沉淀法
混凝法是在废水中投入混凝剂,因混凝剂为电解质,在废水中形成胶团,与废水中的胶体物质发生电中和,形成絮体沉降。絮凝沉淀不但可以去除废水中的粒径为10-3~10-6的细小悬浮颗粒,而且还能够去除色度、油份、微生物、氮磷等富营养物质、重金属及有机物等。
(3)氧化还原法
废水经过氧化还原处理,可使废水中所含的有机物质和无机物质转变为无毒或毒性不大的物质,从而达到废水处理的目的。常用的氧化法有:空气氧化法、氯氧化法、臭氧氧化法、湿式氧化法等。
(4)电解法
电解是利用直流电进行溶解氧化还原反应的过程。一般,按照污染物的净化机理可以分为电解氧化法、电解还原法、电解凝聚法和电解浮上法。

物理化学法

利用物理化学作用去除废水中的污染物质。废水经物理方法处理后,仍会含有某些细小的悬浮物以及溶解的有机物,为了进一步去除残存在水中的污染物,可进一步采用物理化学方法进行处理。
主要有吸附法、离子交换法、膜分离法、萃取法、汽提法和吹脱法等

生物化学处理法

通过微生物的代谢作用,使废水中呈溶液、胶体以及微细悬浮状态的有机性污染物质转化为稳定、无害的废水处理方法。
生物处理过程的实质是一种由微生物参与进行的有机物分解过程,分解有机物的微生物主要是细菌,其它微生物如藻类和原生动物也参与该过程,但作用较小。
微电解处理法
微电解处理作为近年来新兴起的处理工艺,已取得了广泛的应用。现有工艺生产的微电解填料已克服了板结钝化的弊端,填料可持续高效的运行。
特别针对有机物浓度大、高毒性、高色度、难生化废水的处理,可大幅度地降低废水的色度和COD,提高B/C比值即提高废水的可生化性。可广泛应用于:印染、化工、电镀、制浆造纸、制药、洗毛、农药、酱菜、酒精等各类工业废水的处理及处理水回用工程。
1、染料、印染废水;焦化废水;石油化工水;----上述废水在脱色的同时,处理水中的B/C值显著提高。
2、石油废水;皮革废水;造纸废水、木材加工废水;----上述废 水处理 水后的BOD/COD值大幅度提高。
3、电镀废水;印刷废水;采矿废水;其他含有重金属的废水;----可以从上述废水中去除重金属。
4、有机磷农业废水;有机氯农业废水;----大大提高上述废水的可生化性,且可除磷,除硫化物。



化工废水预处理物化工艺推荐:
一、 催化微电解处理技术
【技术背景】
有机废水特别是高盐高浓度有机废水处理,一直是国内众多环保工作者及管理部门关注的难题。随着我国化学工业的快速发展,各种新型的化工产品被应用到各行各业,特别是医药、化工、电镀、印染等重污染工业中,在提高产品质量、品质的同时也带了日益严重的环境污染问题,主要表现在:废水中有机污染物浓度高、结构稳定、生化性差,常规工艺难以实现达标排放,且处理成本高,给企业节能减排带来极大的压力。
【技术概述】
微电解技术是处理高浓度有机废水的一种理想工艺,该工艺用于高盐、难降解、高色度废水的处理不但能大幅度地降低cod和色度,还可大大提高废水的可生化性。该技术是在不通电的情况下,利用微电解设备中填充的微电解填料产生“原电池”效应对废水进行处理。当通水后,在设备内会形成无数的电位差达1.2V 的“原电池”。“原电池”以废水做电解质,通过放电形成电流对废水进行电解氧化和还原处理,以达到降解有机污染物的目的。在处理过程中产生的新生态[·O H] 、[H] 、[O]、Fe2+ 、Fe3+等能与废水中的许多组分发生氧化还原反应,比如能破坏有色废水中的有色物质的发色基团或助色基团,甚至断链,达到降解脱色的作用;生成的Fe2+ 进一步氧化成Fe3 +,它们的水合物具有较强的吸附- 絮凝活性,特别是在加碱调pH 值后生成氢氧化亚铁和氢氧化铁胶体絮凝剂,它们的絮凝能力远远高于一般药剂水解得到的氢氧化铁胶体,能大量絮凝水体中分散的微小颗粒、金属粒子及有机大分子.其工作原理基于电化学、氧化- 还原、物理以及絮凝沉淀的共同作用。该工艺具有适用范围广、处理效果好、成本低廉、处理时间短、操作维护方便、电力消耗低等优点,可广泛应用于工业废水的预处理和深度处理中。
【技术特点】
(1) 反应速率快,一般工业废水只需要半小时至数小时;
(2) 作用有机污染物质范围广,如:含有偶氟、碳双键、硝基、卤代基结构的难除降解有机物质等都有很好的降解效果;
(3) 工艺流程简单、使用寿命长、投资费用少、操作维护方便、运行成本低、处理效果稳定。处理过程中只消耗少量的微电解填料。填料只需定期添加无需更换,添加时直接投入即可。
(4)废水经微电解处理后会在水中形成原生态的亚铁或铁离子,具有比普通混凝剂更好的混凝作用,无需再加铁盐等混凝剂,COD去除率高,并且不会对水造成二次污染;
(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废水的可生化性。
(6)该方法可以达到化学沉淀除磷的效果,还可以通过还原除重金属;
(7)对已建成未达标的高浓度有机废水处理工程,用该技术作为已建工程废水的预处理,即可确保废水处理后稳定达标排放。也可将生产废水中浓度较高的部分废水单独引出进行微电解处理。
(8) 该技术各单元可作为单独处理方法使用,又可作为生物处理的前处理工艺,利于污泥的沉降和生物挂膜
【适用废水种类】
⑴.染料、化工、制药废水;焦化、石油废水;
------上述废水处理水后的BOD/COD值大幅度提高。
⑵. 印染废水;皮革废水;造纸废水、木材加工废水;
------对脱色有很好的应用,同时对COD与氨氮有效去除。
⑶. 电镀废水;印刷废水;采矿废水;其他含有重金属的废水;
------可以从上述废水中去除重金属。
⑷. 有机磷农业废水;有机氯农业废水;
------大大提高上述废水的可生化性,且可除磷,除硫化物
二、新型催化微电解填料
【技术概述】
它由多元金属合金融合催化剂并采用高温微孔活化技术生产而成,属新型投加式无板结微电解填料。作用于废水,可高效去除COD、降低色度、提高可生化性,处理效果稳定持久,同时可避免运行过程中的填料钝化、板结等现象。本填料是微电解反应持续作用的重要保证,为当前化工废水的处理带来了新的生机。
【产品关键创新点】
(1) 由多元金属熔合多种催化剂通过高温熔炼形成一体化合金,保证“原电池” 效应持续高效。不会像物理混合那样出现阴阳极分离,影响原电池反应。
(2) 架构式微孔结构形式,提供了极大的比表面积和均匀的水气流通道,对废水处理提供了更大的电流密度和更好的催化反应效果。
(3) 活性强,比重轻,不钝化、不板结,反应速率快,长期运行稳定有效。
(4) 针对不同废水调整不同比例的催化成份,提高了反应效率,扩大了对废水处理的应用范围。
(5) 在反应过程中填料所含活性铁做为阳极不断提供电子并溶解进入水中,阴极碳则以极小颗粒的形式随水流出。当使用一定周期后,可通过直接投加的方式实现填料的补充,及时恢复系统的稳定,还极大地减少了工人的操作强度。
(6) 填料对废水的处理集氧化、还原、电沉积、絮凝、吸附、架桥、卷扫及共沉淀等多功能于一体。
(7) 处理成本低,在大幅度去除有机污染物的同时,可极大地提高废水的可生化性。
(8) 配套设施可根据规模和用户要求实现构筑物式和设备化,满足多种需求。
(9) 规格:1cm*3cm (填料形式多样,有颗粒球形、多孔柱形及其他,大小可定制)。
(10) 技术参数:比重: 1.0吨/立方米,比表面积: 1.2 平方米/克, 空隙率: 65% ,物理强度:≧1000KG/CM2.
三、多相催化氧化处理技术
【技术概述】
该处理技术是环境领域新发展的一种技术,主要采用以羟基自由基为核心的强氧化剂,快速、无选择性、彻底氧化环境中的各种有机污染物。羟基自由基与水中的溶解性有机物反应形成羟基自由基;在催化剂的催化下,羟基自由基对废水中有机物进行氧化分解。该技术对CODcr去除、脱色以及提高废水的可生化性有着显著的效果。其色度、CODcr去除率可达75%-99%。在对农药废水、化工废水、制药废水的实际应用中,该技术体现了很好的应用效果。
【适用范围】
主要适用于:硝基苯、硝基酚、硝基甲苯、苯酚、苯胺类污水、苯甲醚污水;分散染料、阳离子染料、弱酸性染料类污水;合成医药、农药类污水;兽药类污水;精细化工类污水;合成树脂类污水;含氰污水;含氟污水;含蒽污水;焦化污水和电镀污水等。
化工废水深度处理中水回用优化组合工艺:
(1) 预处理+UF+RO/NF 处理工艺
(2) MBR+UF/RO/NF处理工艺
工艺系统优点:
超滤系统优点:采用高分子材料的中空纤维膜,抗耐压、抗污染、使用寿命长
占地面积小、自动化程度高、
分离能力强、出水水质好
保证后续RO/NF系统的正常运行
RO/NF膜处理系统优点:RO系统采用抗污染反渗透膜、使用寿命长
盐分、有机物、难降解化合物有效截留
出水水质适用于所有生产工艺
自动化程度高、运行成本低
膜-生物反应器工艺(MBR工艺)是膜分离技术与生物技术有机结合的新型废水处理技术。它利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物质截留住,分离出清水,实现生化反应与清水分离同步进行,省掉二沉池。
MBR紧凑简洁单元结构特别适合于处理成份复杂、污染物浓度高的印染废水。
MBR工艺的优点:处理效率高、出水水质好、污泥少
水力停留时间短、占地面积小
易清洗、易更换、运行稳定、运行成本低
耐冲击能力强、COD和色度去除效率高
应用领域:高浓度化工废水、氯碱行业废水、农药废水、化工园区及污水处理厂、
含磷废水处理、 含甲醛废水处理




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