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关键词氨氮废水 处理 技术
中图分类号:[F287.2] 文献标识码:A 文章编号:
工业废水是指工业生产过程中产生的废水、污水和废液,其中含有随水流失的工业生产用料、中间产物和产品以及生产过程中产生的污染物。随着工业的迅速发展,废水的种类和数量迅猛增加,对水体的污染也日趋广泛和严重,威胁人类的健康和安全。由此而产生的氨氮废水也成为行业发展制约因素之一;过量氨氮排入水体将导致水体富营养化,降低水体观赏价值,并且被氧化生成的硝酸盐和亚硝酸盐还会影响水生生物甚至人类的健康。因此,废水脱氮处理受到人们的广泛关注。近年来我国海域不断发生赤潮,氨氮是污染的重要原因之一。因此,经济有效的控制氨氮废水污染也成为当前环保工作者研究的重要课题,也是企业迫切需要解决的难题。废水中的氮常以合氮有机物、氨、硝酸盐及亚硝酸盐等形式存在。生物处理把大多数有机氮转化为氨,然后可进一步转化为硝酸盐。目前采用的除氮工艺有生物硝化与反硝化、沸石选择换吸附、空气吹脱及折点氯化等四种。本文对各种氨氮废水处理方法的优缺点进行分析汇总。
1生物硝化与反硝化(生物除氮法)
1.1生物硝化
在好氧条件下,通过亚硝酸盐菌和硝酸盐菌的作用,将氨氮氧化成亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的过程,称为生物硝化作用。在硝化过程中,1g氨氮转化为硝酸盐氮时需氧4.57g;硝化过程中释放出H+,将消耗废水中的碱度,每氧化lg氨氮,将消耗碱度(以CaCO3计) 7.lg。
影响硝化过程的主要因素有:(1)pH值 当pH值为8.0~8.4时(20℃),硝化作用速度最快。由于硝化过程中pH将下降,当废水碱度不足时,即需投加石灰,维持pH值在7.5以上;(2)温度 温度高时,硝化速度快。亚硝酸盐菌的最适宜水温为35℃,在15℃以下其活性急剧降低,故水温以不低于15℃为宜;(3)污泥停留时间 硝化菌的增殖速度很小,其最大比生长速率为 =0.3~0.5d-1(温度20℃,pH8.0~8.4)。为了维持池内一定量的硝化菌群,污泥停留时间 必须大于硝化菌的最小世代时间 。在实际运行中,一般应取 >2 ,或 >2 ;(4)溶解氧 氧是生物硝化作用中的电子受体,其浓度太低将不利于硝化反应的进行。一般,在活性污泥法曝气池中进行硝化,溶解氧应保持在2~3mg/L以上;(5)BOD负荷 硝化菌是一类自养型菌,而BOD氧化菌是异养型菌。若BOD5负荷过高,会使生长速率较高的异养型菌迅速繁殖,从而佼白养型的硝化菌得不到优势,结果降低了硝化速率。所以为要充分进行硝化,BOD5负荷应维持在0.3kg(BOD5)/kg(SS).d以下。
1.2生物反硝化
在缺氧条件下,由于兼性脱氮菌(反硝化菌)的作用,将NO2--N和NO3--N还原成N2的过程,称为反硝化。反硝化过程中的电子供体(氢供体)是各种各样的有机底物(碳源)。以甲醇作碳源为例,其反应式为:
6NO3-十2CH3OH6NO2-十2CO2十4H2O
Y _ Q b Y4w ~06NO2-十3CH3OH3N2十3CO2十3H2O十60H-
水网博客 g8x I Q,E8^ p由上可见,在生物反硝化过程中,不仅可使NO3--N、NO2--N被还原,而且还可使有机物氧化分解。
影响反硝化的主要因素:(1)温度 温度对反硝化的影响比对其它废水生物处理过程要大些。一般以维持20~40℃为宜。若在气温过低的冬季,可采取增加污泥停留时间、降低负荷等措施,以保持良好的反硝化效果;(2)pH值 反硝化过程的pH值控制在7.0~8.0;(3)溶解氧 氧对反硝化脱氮有抑制作用。一般在反硝化反应器内溶解氧应控制在0.5mg/L以下(活性污泥法)或1mg/L以下(生物膜法);(4)有机碳源 当废水中含足够的有机碳源,BOD5/TN>(3~5)时,可无需外加碳源。当废水所含的碳、氮比低于这个比值时,就需另外投加有机碳。外加有机碳多采用甲醇。考虑到甲醇对溶解氧的额外消耗,甲醇投量一般为NO3--N的3倍。此外,还可利用微生物死亡;自溶后释放出来的那部分有机碳,即"内碳源",但这要求污泥停留时间长或负荷率低,使微生物处于生长曲线的静止期或衰亡期,因此池容相应增大。
生物处理法中,一般采用的A/O法、A2/O法、SBR序批处理法等对脱氮具有一定效果的工艺技术,一般处理的废水氨氮含量不能超过300mg/L,同时,为了实现脱氮的目的,必须补充相应的碳源来配合实现氨氮的脱除,使运行费用有很大的增加,氨氮废水来源多,排放量大,采用经济有效的技术实现处理要求迫在眉睫。
近年来,随着生物工程技术的发展,特别是定向分离和培育的特性微生物工程技术的飞速进步,使传统脱氮理论受到挑战,并在实际氨氮废水的处理项目中被打破。生物脱氮理论上有了很多进展,新的脱氮理论在实践上得到了很好的验证,如: ①亚硝酸硝化/反硝化工艺。该工艺可以节省25%硝化曝气量,节省40%的反硝化碳源,节省50%反硝化反应器容积。 ②同时硝化/反硝化工艺(SND)。好氧环境和缺氧环境同时存在的一个反应器中,由于许多新的氮生物化学菌族被鉴定出来,在菌胶团作用下,硝化/反硝化同时进行,从而实现了低碳源条件下的高效脱氮。 ③好氧反硝化 在好氧条件下,某些好氧反硝化菌能够通过氨氮的生物作用形成氧化氮和氧化亚氮等气态产物。 ④厌氧氨氧化 一些微生物能够以硝酸盐、二氧化碳和氧气为氧化剂将氨氧化为氮气。
2沸石选择换吸附
沸石是一种硅铝酸盐,其化学组成可表示为:
(M2+,2M+)O.Al2O3.mSiO2·nH2O (m=2~10,n=0~9)
式中M2+代表Ca2+、Sr2+等二价阳离子,M+代表Na+、K+等一价阳离子,为一种弱酸型阳离子交换剂。在沸石的三维空间结构中,具有规则的孔道结构和空穴,使其具有筛分效应,交换吸附选择性、热稳定性及形稳定性等优良性能。天然沸石的种类很多,用于去除氨氮的主要为斜发沸石。
斜发沸石对某些阳离子的交换选择性次序为:K+,NH4+>Na+>Ba2+>Ca2+>Mg2+。利用斜发沸石对NH4+的强选择性,可采用交换吸附工艺去除水中氨氮。交换吸附饱和的拂石经再生可重复利用。溶液pH值对沸石除氨影响很大。当pH过高,NH4+向NH3转化,交换吸附作用减弱;当pH过低,H+的竞争吸附作用增强,不利于NH4+的去除。通常,进水pH值以6~8为灾。当处理合氨氮10~20mg/L的城市严水时,出水浓度可达lmg/L以下。穿透时通水容积约100~150床容。沸石的工作交换容量约0.4×10-3n-1mol/g左右。吸附铵达到饱和的沸石可用5g/L的石灰乳或饱和石灰水再生。再生液用量约为处理水量的3~5%。研究表明,石灰再生液中加入0.1mol的NaCl,可提高再生效率。针对石灰再生的结垢问题,亦有采用2%的氯化钠溶液作再生液的,此时再生液用量较大。再生时排出的高浓度合氨废液必须进行处理,其处理方法有:(1)空气吹脱 吹脱的NH3或者排空,或者由量H2S04吸收作肥料;(2)蒸气吹脱 冷凝液为1%的氨溶液,可用作肥料;(3)电解氧化(电氯化) 将氨氧化分解为N2。
3空气吹脱 在碱性条件下(pH>10.5),废水中的氨氮主要以NH3的形式存在。让废水与空气充分接触,则水中挥发性的NH3将由液相向气相转移,从而脱除水中的氨氮。吹脱塔内装填木质或塑料板条填料,空气流由塔的下部进入,而废水则由塔顶落至塔底集水池。影响氨吹脱效果的主要因素有:(1)pH值 一般将pH值提高至10.8~11.5;(2)温度 水温降低时氨的溶解度增加,吹脱效率降低。例如,20℃时氨去除率为90~95%,而10℃时降至约75%,这为吹脱塔在冬季运行带来困难;(3)水力负荷 水力负荷(m3/m2.h)过大,将破坏高效吹脱所需的水流状态,而形成水幕;水力负荷过小,填料可能没有适当湿润,致使运行不良,形成干塔。一般水力负荷为2.5~5m3/m2.h;(4)气水比 对于一定塔高,增加空气流量,可提高氨去除率;但随着空气流量增加,压降也增加,所以空气流量有一限值。一般,气/水比可取2500~5000(m3/m2); (5)填料构型与高度 由于反复溅水和形成水滴是氨吹脱的关键,因此填料的形状、尺寸、间距、排列方式够都对吹脱效果有影响。一般,填料间距40~50mm,填料高度为6~7.5m。若增加填料间距,则需更大的填料高度; (6)结垢控制 填料结垢(CaCO3)特降低吹脱塔的处理效率。控制结垢的措施有:用高压水冲洗垢层;在进水中投加阻垢剂:采用不合或少含CO2的空气吹脱(如尾气吸收除氨循环使用);采用不易结垢的塑料填料代替木材等。空气吹脱法除氨,去除率可达60~95%,流程简单,处理效果稳定,基建费和运行费较低,可处理高浓度合氨废水。但气温低时吹脱效率低,填科结垢往往严重干扰运行,且吹脱出的氨对环境产生二次污染。
4折点氯化
投加过量氯或次氯酸钠(超过"折点"),使废水中氨完全氧化为N2的方法,称为折点氯化法,其反应可表示为:
NH4+十1.5HOCl0.5N2十1.5H2O十2.5H+十1.5Cl-
由反应式可知,到达折点的理论需氯(C12)量为7.6kg/kg(NH3-N),而实际需氯量在8~10kg/kg(NH3-N)。在pH=6~7进行反应,则投药量可最小。接触时间一般为0.5~2h。严格控制pH值和投氯量,可减少反应中生成有害的氯胺(如NCl3)和氯代有机物。折点氯化法对氨氮的去除率达90~100%,处理效果稳定,不受水温影响,基建费用也不高。但其运行费用高;残余氯及氯代有机物须进行后处理。
5 结语
在目前采用的四种脱氮工艺中,物理化学法由于存在运行成本高、对环境造成二次污染等问题,实际应用受到一定限制。而生物脱氮法能较为有效和彻底地除氮,且比较经济,因而得到较多应用。由于工业废水成分复杂,生物毒性大,为了取得很好的处理效果,必须针对不同行业和废水性质对其成分和抑制因素进行分析,进行适当的预处理后选择一种或几种方法联合的方式进行处理,才能达到理想的处理效果。
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关键词:工业废水、处理技术、回用技术。
Abstract: This paper describes the main features of industrial waste water and industrial wastewater treatment and reuse of the importance of research, and several important treatment and reuse technology brief.Keywords: industrial wastewater treatment technology, reuse technology.
中图分类号:[F287.2]文献标识码:A 文章编号:
前言
随着中国政治经济的迅猛发展,中国的重工业也逐渐强大起来,国家日渐富强,但同时工业废水排放的大量有害物质对我们所生存的生态环境造成了严重的危害,水环境污染越来越严重,水体的承载能力受到严重的挑战。减少和消除工业废水中的有害物质也成为当务之急。为了解决水资源日盎紧张问题,人们在寻找新水源的同时,已把节约用水和废水重新利用视为与寻找新水源同等重要.我国是一个淡水资源严重短缺和供需矛盾突出的国家.废水的重复利用更为迫切;但是国内的工业废水回用率与发达国家相比差距很大,1994年才达到45% ,因此节水和回用技术的研究和开发,对我国工农业的可持续发展至关重要。
工业废水的主要特点:行业差别大,集中处理的难度很大;成分复杂,危害性很大;对水体的污染严重,一旦污染,恢复的难度很大。中国本来就是一个水资源缺乏的国家,所以提高工业废水处理质量和回用废水至关重要。这是一个艰巨的工程,为了更好的发展,为了给人类更好的生活空间,我们必须将这项研究工程进行到底。
几种工业废水处理技术
生物技术
生物技术是对生物或生物的成分进行改造和利用的技术。生物技术具有一定的优势,在工业废水处理过程中可以将不同的细菌分成不同的菌群,再根据不同的菌群采用不同的化学方法或其他的处理技术来处理废水,最终达到净化的结果,简化了其他技术在净化时的复杂性。因此生物技术得到了广泛的应用,不仅如此,生物技术还用于污水的二级处理或深度处理。
物理化学技术
物理技术是指在工业废水处理过程中不改变废水中的污染物质,而是把废水中的不同物质成分以特定的方法改变其存在形式和分布领域。主要操作单元有:水量木质调节、离心分离、重力沉降、气浮、过滤、吹脱等等。化学方法是指在污水处理过程中通过选择性的化学变化改变了污染物质的化学本性,使其中的有害物质转化为无害的物质,从而使废水得以净化,化学方法主要操作单元有:中和、化学沉淀,药荆氧化、药剂还原、电解等。在常规的废水处理中,物理方法和化学方法结合使用达到的净化效果往往更大。
物化和生化技术
对于一种完整的可靠的工艺处理过程,一般都是多个工艺扯理单元协同发挥作用,互为补充。作为一级处理单元的物化方法常作为生化处理的预先处理;减轻后段污水处理负荷n调整好水量水质防治负荷冲击、减轻废水的毒害性,去豫杂物等等防止对后续设备的损害:或者以气浮、絮凝,过滤、氧化等等单元作为生化处理后的保安措施,进一步提高出水水质。
2.4 吸附离子交换技术
吸附法分为化学吸附和物理吸附,吸附技术能快捷争对废水中的有机物和重金属等物质进行分离、解析、回用,作为吸附基质的主要有括性炭、多孔聚合物树脂、沸石、磁流体、粉煤灰甚至微生物。刘峰等采用共沉淀法制得了粒径为10nm的Fe304磁性微粒,对废水中的Cr(VI)进行了吸附研究,在最佳实验条件下,废水中残留的Cr(VI)浓度为0.2mg/L:。潘嘉芬等采用天然斜发沸石对高浓度氨氮废水进行了实验研究,结果表明,斜沸石吸附效率高,且吸跗剂在吸附氨氮后通过竦盐水可以多次再生利用。胡恋等采用微生物对低浓度青铀废水进行处理,研究表明,微生物的细胞结构在生物吸附过程中发挥丁重要作用,静电吸附、酶促反应、无机微沉淀是生物吸附的主要机理。离子交换是以离子交换树脂为吸附剂,将废水中的待分离组分,根据电荷差异,依靠库仑力选择性的吸附在树脂上,然后利用台适的洗脱荆将吸附质从树脂上冼脱。
3.几种工业废水回用技术
水资源的重复利用和水资源回用工程的兴起是水资源可持续发展的具体实现,极大的推动了水资源回用技术的发展,特别是工业废水的回用,水质和回用指标不尽相同。
3.1 传统的回用技术
一种比较成熟的生物技术就是土地回用技术.即把工业废水的二级处理水用于土地灌溉.使土地成为一个大的生化处理池.工业废水处理水通过土地的净化.经过大自然的水循环系统再重复利用。这种土地回用技木在1938年已用于美国的德克萨斯州。据Crawford和Fnmk报道.利用工业处理水及污泥的混音物喂养试验性动物(牛和猪).经过6个月未见疾病传播,这种喂养动物的方法也是一种有效的生物回用技术。Hamor等描述了用生物处理盛干旱气候下回收生括污水和工业废水用于土地灌溉。Puskas和EBcn利用兼性、高效率的氧化塘生物技术回用污承取得了很好的效果。代树贵、于举现等人提出了稳定塘生物技术处理石化、纺织和轻工业的废水回用于农业,在天津地区已成功推广应用。但是,这种回用技术有很大的局限性,它要求工业废水处理水不含有毒物质,或者不舍对生物特别是人体有害的物质。
3.2 以膜技术为代表的新型水回用技术
膜技术是采用混凝一砂滤、活性炭吸附和反渗透处理工艺来进行工业废水处理的技术。处理后回用水的TDS
4.结语
随着科学技术的发展,工业废水处理和回用技术日渐精湛,但是工业废水成分复杂,且针对性较强,还是有很多不如意的地方。但是随着人们对水资源缺乏认识的深入和对水回用的重视,随着科学技术的进步,将会有越来越多的高科技人才投入到工业废水和回用技术项目研究当中,废水处理和回用技术肯定会越来越高。
参考文献:
1 胡成南等 我国燃煤工韭锅炉脱硫除生技术瑰状与发展 中国环保产业,1997(8):15
工业有机废水就是以有机污染物为主的废水,其排放易造成排放水体污染。有机工业废水主要含有碳水化合物、蛋白质、油脂、木质素等有机物质。有机工业废水水质有以下特点:(1)有机物浓度高,可生化性较低;(2)成分复杂。一般含有硫化物、氮化物、重金属和有毒有机物;(3)有色度及异味;(4)具有强酸强碱性。
1.1氧化沟在食品加工废水中的应用
四川某食品公司由于原废水处理设备处理食品加工废水无法达到排放标准,故进行了重建。重建后利用水解酸化———一体化氧化沟工艺处理该厂食品加工废水及部分生活污水。设计进水水质:COD为1350~2000mg/L,BOD为800~1300mg/L,SS为200~600mg/L,NH4+-N为50~100mg/L。进行一段时间运行后出水水质稳定并且达到《污水综合排放标准》(GB8978-96)一级标准,对于生产车间水质及水量的波动有很好的抵抗能力,建设时投资费用低,运行低耗。某高新技术工业园区污水厂利用厌氧滤池及氧化沟做为主体生化处理工艺。该工业园废水中含有食品废水,而这一套生物处理工艺在进水达到设计要求情况下出水水质均能达到一级A标准。
1.2氧化沟在造纸废水中的应用
山东某纸业有限公司所排放的废水主要为打浆、洗浆及抄造工段的废水,这些废水含有大量难降解有机物质,并含有机氯化物,易对排放水体的水体功能造成影响。该厂废水COD为2500mg/L,BOD5为750mg/L,SS为1600mg/L。通过混凝沉淀/水解酸化/卡鲁塞尔氧化沟工艺处理后该厂出水水质达到了《造纸工业水污染物排放标准》(GB3544—2001)中麦草制浆标准的要求,运行费用及成本费用低[7]。夏昊盛纸业有限公司也利用改良氧化沟工艺对其造纸中段废水进行处理。该公司主要利用了水解酸化/供气式低压射流曝气改良氧化沟/混凝砂滤工艺进行处理,出水达到废水排放及回用标准。部分深度处理的出水满足生产车间用水水质要求。该公司证实了氧化沟工艺的可行性。四川某造纸厂运用Carrousel氧化沟作为其废液治理工程主体工艺,处理来碱回收车间、机浆车间和化学浆车间的废水。经过一年的运行,出水水质达标并且稳定。证明Carrousel氧化沟工艺处理造纸中段废水是可行的。同时还有利用氧化沟工艺和深度处理联用[10]、内循环(IC)反应器-表面曝气氧化沟-Fenton氧化法工艺等氧化沟联用工艺处理造纸废水。
1.3氧化沟在淀粉生产废水中的应用
西安某大型淀粉生产厂排放的废水主要来源于玉米浸泡水、黄酱水皮渣水和工艺水。该厂废水具有浓度高、成分复杂、水质水量波动大,但生化性能好的特点。该厂利用混凝气浮/UASB一体化氧化沟进行处理。一体化氧化沟经过2个多月的调试运行后出水水质达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)的二级排放标准(COD≤150mg/L,BOD5≤30mg/L)。该工程占地面积为2100m2,总投资为456万元;该工艺投资成本为1520元/m3,运行费用为0.68元/m3。淀粉生产废水多采用氧化沟与其他工艺联用。常利用厌氧折流板反应器与氧化沟工艺联用。
2氧化沟在无机工业废水中的应用
2.1氧化沟在炼油废水中的应用
由于炼量的提高和原油性质的改变,废水污染物浓度及水质成分变化大,沧州炼油厂废水处理厂对现有流程进行了局部调整,并增加了氧化沟以实现对炼油废水处理达标。改造后的运行效果达到预期,各指标均达到排放标准,为以后应用提供了运行基础。石家庄炼油厂污水处理场原设计处理能力为500t/h。生化处理设施为合建式表面曝气池。由于原油性质的改变造成污染物负荷增大且波动较大,不能保证达标排放。增建了一座处理量为500t/h的Orbal氧化沟为二级生化处理设施。对COD和氨氮去除能力大幅度提高。基础建设费用低,抗冲击负荷能力强。
2.2氧化沟在制革废水中的应用
制革废水与一般废水相比含有大量的盐类、含铬物质及硫化物。故制革废水具有冲击负荷大、含盐量高、有毒性等特点。丁绍兰等对于氧化沟的水力停留时间(HRT)、进水pH、活性污泥浓度等运行参数进行优化后,处理制革废水,处理效果良好,COD、氨氮去除率分别达到94%和85%,并且运行稳定。某羊皮革生产公司利用缺氧池与氧化沟联合工艺处理生产中产生的生产废水。运行一段时间后发现COD及硫化物处理效果好,可以达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准。有厂区利用气浮/氧化沟/人工湿地工艺处理制革废水工程运行结果表明,COD去除率97.5%,氨氮去除率90%,出水达到了污水综合排放标准(GB8978-1996)中的一级排放标准,同时工艺操作简单,运行成本低,运行稳定可靠。
3结论
分析了烟草工业废水的来源及特点,归纳了目前常见的烟草工业废水处理工艺,分别介绍了多级联合处理法和深度处理法的内容、特点及应用,提出烟草废水处理工艺的改进方向,为烟草行业的节能减排工作提供一定的理论支持。
关键词:烟草工业;废水污染;处理工艺;耦合
烟草废水主要是造纸法生产烟草薄片过程中的排放物,其作为烟草行业主要污染源具有排放量大、浓度和色度高、成分种类多且波动性大的特点,不仅会对破坏水质环境,还会影响人体健康。因此,研究并选取合适有效的废水处理工艺方法,使排放废水达到国家标准(GB8978-2002)要求,成为烟草行业亟待解决的问题。考虑到造纸法生产烟草的过程与纸浆生产过程类似,因此烟草废水处理一般参考纸厂废水的工艺,主要有物理、化学、生物相互搭配的多级联合处理,此外还有包括光催化氧化、Fenton氧化和电化学氧化等在内的深度氧化技术。针对以上处理工艺,目前国内外已经开展了大量实验研究及生产实践,并取得了一定成果。本文在分析烟草薄片废水来源及特点的基础之上,归纳出多级联合处理和两大类处理工艺,分别介绍了各自具体处理方法及优缺点,并围绕环境友好且资源节约这一目标,提出烟草废水处理工艺的改进方向。
1烟草工业废水来源及特点
由于造纸法生产烟草薄片具有利用率高、焦油量少、物理性能好等优点,因而成为目前广泛研究的生产技术。造纸法在清洗浸泡、萃取浓缩和打浆抄造环节会产生大量的高浓度工业废水,一般每生产1t烟草薄片会产生50m3~70m3高浓废水。废水污染物种类多、含量高且成分波动较大。此外,烟草薄片废水不仅包含烟叶、纤维素等悬浮物,具有制浆废水多悬浮物、富营养污染等共性,而且富含烟碱(尼古丁)、高分子有机酸、酯类等溶解性有机化合物,兼具色度高、微生物毒性高等特点。因此烟草废水环境危害大,急需发展先进废水处理工艺技术。
2烟草工业废水的处理工艺
2.1多级联合处理法
常见的多级联合处理法涉及物理、化学和生物法之间的联合。物理法包括沉降法和溶解空气浮选法,主要针对悬浮物,工序简单,但不能去掉有机物,如芬兰部分造纸厂发现使用沉降法能够净化掉初级澄清池中超过80%残渣等悬浮物。化学法一般指化学混凝脱色法,是采用无机盐或高分子絮凝剂促进废水中的胶体凝结沉淀,特点是成本低,效率高,稳定性好,但需要根据水质选择适应性强的絮凝剂。生物法主要包括好氧和厌氧接触处理,通过微生物将大分子有机物分解,特点是成本适中,自动化程度高,但对特征污染物如尼古丁等转化效果不佳,抗水质波动性差等。实际应用中一般结合物理、生物和化学三种方法进行废水处理,常见的物化法有“过滤+混凝”、“格栅+混凝+气浮”等。生物法一般也结合化学法同时使用,如李友明等采用“混凝+厌氧+好氧+AOPs”耦合工艺处理废水,得到厌氧阶段废水化学需氧量(chemicaloxygendemand,COD)去除率达到80%以上,好氧阶段COD去除率介于48%~70%之间。我国废水处理方式普遍采用三级流程,首先通过沉降法或溶解空气浮选法筛掉悬浮物;然后采用厌氧或好氧生化处理;最后进行化学混凝处理。
2.2AOPs法
多级联合处理法存在工序衔接要求高、运行费用较高、出水色度较高、微生物转化效率易受水质波动影响等问题,因此一般还需要AOPs法进行补充。AOPs是在声、光、电、催化剂等因素作用下,将有机污染物氧化或完全矿化为小分子化合物如CO2和H2等,该方法因降解效率高,对环境友好,普适性强等特点已受到国内外广泛研究。常用AOPs法。目前应用最为普遍的深度处理法为隶属化学氧化类的Fen-ton法。如Catalkaya等通过测定可吸附有机卤代物、有机碳总量和色度等指标的去除率,比较了Fenton、光催化Fenton、H2O2/UV、O3/H2O2和O3等深度氧化方法对纸浆废水的处理效果,得知Fen-ton法表现出最佳处理效果。
3结语
国内外关于烟草废水处理工艺的研究目前较少,主要是参考造纸工业废水的处理工艺,考虑到烟草废水中存在较多特征有机污染物如焦油、尼古丁等,且成分波动较大,因此不存在一种公认最佳的处理工艺,只能在兼顾环境友好和资源节约的目标下,根据具体水质、环境及企业自身情况进行合理选择,以达到国家标准的排放要求。
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关键词:工业废水 处理 技术 进展
中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)07(a)-0119-01
我国平均每年河水排放量约349亿立方米,工业废水排放量逐年增加,浪费水资源的同时加剧了水源的污染,所以工业废水的处理与回收势在必行。目前我国很多城市水资源短缺情况严重,一定程度上制约了我国经济和社会的发展。工业废水的处理和回收已经引起了人们的高度重视。
1 我国工业废水的主要处理和回收方法
我国是一个淡水资源严重短缺和供需矛盾突出的国家,加强工业废水的净化处理是节约水源,减少污染然和维持社会可持续发展的重要手段。以下简单介绍工业废水的处理和回收方法。
1.1 废水处理方法
(1)物理法。
利用物理法去除废水中的污染物是比较常见的方法,目前常用的方法主要有重力分离法(适用于杂质密度较大的废水)、浮力分离法(适用于分离亲水性不同的杂质)、体积分离法(适用于分离体积较大的杂质)等,这些方法不改变废水的化学性质,把废水中的不同物质成分以特定的方法改变其存在形式和分布领域。利用物理原理,分离废水中的有害物质、调节水质、减少水资源的污染。
(2)化学法。
与物理法处理工业废水有所不同,化学法利用的是化学反应去除水中污染物,不仅改变了杂质的物理性质,还改变了杂质的化学性质,对污染的根源做进一步处理。较为常用的化学法为氧化还原法(将有毒物质转化为无毒)和电解法(分解重金属离子)。
(3)物理化学法。
物理化学法是物理作用与化学作用的综合,其废水处理效果非常明显。常用的物理化学法有电解法和离子交换法,对废水中的重金属离子进行回收,净化水质。但是由于其处理费用较高,目前尚未获得全面的推广使用。
(4)生物法。
生物法处理工业废水是一项很有发展前景的技术,生物处理方法是工业废水处理的发展趋势,它是利用微生物的生命活动来转化废水中的污染物,对生物成分进行改造和利用,生物技术还用于污水的二级处理或深度处理。生物技术与其他技术相比,净化过程简单,工艺流程和运行容易掌控。
1.2 回收方法
(1)传统的回用技术
工业废水的二级处理是节约水源的有效方法,工业废水通过土地的净化和大自然的水循环系统重复利用。利用生物技术(土地回用技术),把工业废水用于农业土地灌溉,使土地成为一个生化处理池,实现工业废水的循环利用。值得注意的是,土地回用技术所回收的工业废水不能含有有毒物质。
(2)以膜技术为代表的新型水回用技术。
膜技术采用混凝砂滤、活性炭和反渗透工艺处理工业废水。反渗透工艺去除的杂质主要是无机盐、残余有机杂质,达到循环利用的目的,反渗透工艺中,压力的大小和处理方法的选择非常关键。反渗透工艺利用醋酸纤维素膜和芳香聚酰胺膜作为半透膜。此外,电渗析技术也是比较常用的膜技术,适用于发酵、造纸工业废水中酸碱的回收和脱盐处理。
2 工业废水处理及回用过程中存在的问题
我国工业废水的净化处理和回收技术虽然取得了一定进展,但是仍然存在在许多问题,亟待解决。很多企业只是对废水进行常规的处理,达到排放标准后直接排放,没有回收利用,达标的废水中非重金属离子和可溶解性盐类的杂质较高,对它们的二次利用非常有限。
2.1 污水分流不彻底
我国工业废水中的污染物种类越来越复杂,在废水处理过程中存在很大困难。通常将废水分为含氟废水、含铬废水和综合废水,这种分类存在许多不合理性,如重金属不能有效回收,不同的污染物性质不同,没有针对性的治理措施会导致额外的药剂消耗,增加处理费用。
2.2 碱使用量大
利用化学沉淀法处理工业废水时,由于废水中重金属含量大,如果不经过回收处理而直接加碱沉淀,则需加入大量的碱中和废水中的酸,并使金属沉淀;而且很多企业废水处理过工程由人工操作,不能准确的控制药剂的添加量,所以经常出现减的使用量过大情况,浪费药剂。
2.3 污水处理工艺没有针对性,处理成本高,中水回用率低
受工业废水处理技术的限制,国内企业的污水处理成本普遍较高。为了满足环保要求,废水达标排放,企业投入大量资金、人力和物力,许多企业废水处理工艺不合理,浪费药剂,工作效率不高。虽然废水处理存在经济效益,但是高成本的资金投入使得经济效益并不乐观,企业也就没有了处理污水的动力。所以企业要加强改进污水处理工艺,做到分开治理、分类回收、严格工艺。
3 污水处理与回用改进措施及发展趋势
3.1 废水分流收集、分类处理
工业废水的处理应做到分流收集、分质处理,根据污水的水质特点进行分类,在对不同类别的水质采取不同的处理工艺,例如对废水中的金、银、镍等贵重的重金属采用单独处理,回收再利用,降低重金属超标的可能性,又为企业创造价值。
3.2 提高自动化水平
提高企业废水处理的自动化水平,不仅能够节省劳动力、提高效率,还能减少人为操作导致的问题,确保工艺参数稳定、实现高水平、高效率的污水处理。废水处理站的加药及控制系统可采用仪表自动化控制,设定好系统中各仪表的参数,实现电脑操控。
3.3 废酸单独回收处理
工业废水中的废酸要单独处理并回收,通过添加一定量的酸活化剂,过滤掉废酸中的重金属和油污,则酸可以实现二次利用。这样不仅减少了碱的使用量,还节省了新酸的用量,从而节省了处理费用。
3.4 改进废水处理及回用工艺
污水的处理方法多种多样,企业要有针对性地根据水质特点采取有效的治理措施,目前常用的方法有吸附法、反渗透法、离子交换法、电絮凝法、超滤等,对于有机工业废水,生化技术是未来污水处理的发展趋势,不仅能够降低有机物含量,节省费用,还能满足废水排放标准。
4 结语
在水资源日益匮乏的今天,节约用水和废水重新利用与寻找新水源同等重要,企业必须根据自身的实际情况加强对工业废水的处理,对存在的问题进行分析并提出解决措施;采取行之有效的策略和对策,加强技术创新和改革,将更多的技术应用在工业废水处理水的回用上,降低废水处理成本,达到环境效益与经济效益的双赢。
参考文献
[1] 胡洪营,赵文玉,吴乾元.工业废水污染治理途径与技术研究发展需求[J].环境科学研究,2010(7):15-17.