工業(yè)化工廢水的主要來(lái)源及防治措施和處理方法:
純凈的水在經(jīng)過(guò)使用后改變了原來(lái)的物理性質(zhì)或化學(xué)性質(zhì),成為了含有不同種類雜質(zhì)的廢水;U水就是在化工生產(chǎn)中排放出的工藝廢水、冷卻水、廢氣洗滌水、設(shè)備及場(chǎng)地沖洗水等廢水。這些廢水如果不經(jīng)過(guò)處理而排放,會(huì)造成水體的不同性質(zhì)和不同程度的污染,從而危害人類的健康,影響工農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)。
一、工業(yè)化工廢水的基本特征:
1.水質(zhì)成分復(fù)雜,副產(chǎn)物多,反應(yīng)原料常為溶劑類物質(zhì)或環(huán)狀結(jié)構(gòu)的化合物,增加了廢水的處理難度;
2.廢水中污染物含量高,這是由于原料反應(yīng)不完全和原料、或生產(chǎn)中使用的大量溶劑介質(zhì)進(jìn)入了廢水體系所引起的;
3.有毒有害物質(zhì)多,精細(xì)化工廢水中有許多有機(jī)污染物對(duì)微生物是有毒有害的。如鹵素化合物、硝基化合物、具有殺菌作用的分散劑或表面活性劑等;
4.生物難降解物質(zhì)多,B/C比低,可生化性差;
5.廢水色度高。
二、工業(yè)化工廢水的基本特點(diǎn):
1.有毒性和刺激性;U水中有些含有如氰、酚、砷、汞、鎘或鉛等有毒或劇毒的物質(zhì),在一定的濃度下,對(duì)生物和微生物產(chǎn)生毒性影響。另外也可能含有無(wú)機(jī)酸、堿類等刺激性、腐蝕性的物質(zhì)。
2.有機(jī)物濃度高。特別是石油化工廢水中各種有機(jī)酸、醇、醛、酮、醚和環(huán)氧化物等有機(jī)物的濃度較高,在水中會(huì)進(jìn)一步氧化分解,消耗水中大量的溶解氧,直接影響水生生物的生存。
3.pH不穩(wěn)定。化工排放的廢水時(shí)而強(qiáng)酸性,時(shí)而強(qiáng)堿性的現(xiàn)象是常有的,對(duì)生物、建筑物及農(nóng)作物都有極大的危害。
4.營(yíng)養(yǎng)化物質(zhì)較多。含磷、氮量較高的廢水會(huì)造成水體富營(yíng)養(yǎng)化,使水中藻類和微生物大量繁殖,嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成“赤潮”,影響魚類生長(zhǎng)。
5.恢復(fù)比較困難。受到有害物質(zhì)污染的水域要恢復(fù)到水域的原始狀態(tài)是相當(dāng)困難的。尤其被微生物所濃集的重金屬物質(zhì),停止排放仍難以消除。
三、工業(yè)化工廢水的主要來(lái)源:
1.化工生產(chǎn)的原料和產(chǎn)品在生產(chǎn)、包裝、運(yùn)輸、堆放的過(guò)場(chǎng)中因一部分物料流失又經(jīng)雨水或用水沖刷而形成的廢水。
2.化學(xué)反應(yīng)不完全而產(chǎn)生的廢料。由于反應(yīng)條件和原料純度的影響,任何反應(yīng)都有一個(gè)轉(zhuǎn)化率問(wèn)題,一般反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率只有70%-80%。未反應(yīng)的原料由于累積雜質(zhì)較多,無(wú)法使用,常常以廢水形式排放。
3.化學(xué)反應(yīng)中副反應(yīng)過(guò)程生成的廢水;どa(chǎn)中,主反應(yīng)過(guò)程中,常伴隨副反應(yīng),產(chǎn)生了副產(chǎn)物。某些情況下,副產(chǎn)物數(shù)量不大,成分比較復(fù)雜,作為廢水排放。
4.冷卻水;どa(chǎn)常在高溫下進(jìn)行,因此,需要對(duì)成品或半成品進(jìn)行冷卻。采用水冷時(shí),就排放冷卻水。若采用冷卻水與反應(yīng)物料直接接觸的直接冷卻方式,則不可避免地排出含有物料的廢水。
5.一些特定生產(chǎn)過(guò)程排放的廢水。如:蒸餾和汽提的排水與高沸殘液,酸洗或堿洗過(guò)程排放的廢水。
6.地面和設(shè)備沖洗水和雨水,因常帶有某些污染物,最終也形成廢水。
四、工業(yè)化工廢水的防治措施與處理方法:
(一)工業(yè)化工廢水的防治措施
1.嚴(yán)格控制污染物的排放總量,繼續(xù)削減工業(yè)污染,對(duì)鋼鐵、電力、化工、煤炭等重點(diǎn)污染行業(yè)推廣廢水循環(huán)閉路的零排放制度,切實(shí)加強(qiáng)對(duì)污染排放單位的審核和監(jiān)督。
2.加快建設(shè)節(jié)水型工業(yè)和節(jié)水型社會(huì)。進(jìn)一步研究工業(yè)節(jié)水管理辦法,規(guī)范企業(yè)節(jié)水范圍,對(duì)水污染重點(diǎn)排放行業(yè)嚴(yán)格執(zhí)行用水定額和節(jié)水標(biāo)準(zhǔn)。
3.大力推進(jìn)城市污水處理與資源化。從根本上避免城市水環(huán)境繼續(xù)惡化,另外還要完善城市排水系統(tǒng),提高城市污水處理的技術(shù)水平。缺水城市在規(guī)劃污水處理設(shè)施的同時(shí)要安排回用設(shè)施的建設(shè),開(kāi)展污水的深度處理。
4.發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)和有機(jī)農(nóng)業(yè),綜合防治面源污染。今后主要推廣有機(jī)肥,制定農(nóng)藥、化肥的減量計(jì)劃,切實(shí)解決農(nóng)業(yè)面源污染問(wèn)題。
5.采取措施切實(shí)保護(hù)海洋生態(tài)環(huán)境。
6.科學(xué)合理地調(diào)配水資源,保證生態(tài)用水。開(kāi)發(fā)利用水資源應(yīng)以保護(hù)水環(huán)境功能為前提,兼顧水資源上、下流域的需求,要按照水資源可開(kāi)發(fā)總量來(lái)發(fā)放許可證。
7.要優(yōu)先保護(hù)飲用水源地的水質(zhì)。要制定全國(guó)城市和農(nóng)村飲用水源地的保護(hù)規(guī)定,在水源地保護(hù)區(qū)內(nèi)嚴(yán)格限制各種開(kāi)發(fā)活動(dòng)。
8.要嚴(yán)格控制持久性有機(jī)污染物。我國(guó)農(nóng)藥的大量使用使得水體中持久性的有機(jī)污染物比例較高,對(duì)此要嚴(yán)格控制。
(二)工業(yè)化工廢水的處理方法
化工廢水中的污染物質(zhì)是多種多樣的,所以往往不可能用一種處理單元就能夠把所有的污染物質(zhì)去除干凈。一般一種廢水往往需要通過(guò)由幾種方法和幾個(gè)處理單元組成的處理系統(tǒng)處理后,才能夠達(dá)到排放要求。
1.物理處理法:通過(guò)物理作用,以分離、回收廢水中不溶解的呈懸浮狀態(tài)污染物質(zhì)(包括油膜和油珠)的廢水處理法,根據(jù)物理作用的不同,又可分為重力分離法、離心分離法和篩濾截留法等。
與其他方法相比,物理法具有設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低、管理方便、效果穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn),主要用于去除廢水中的漂浮物、懸浮固體、砂和油類等物質(zhì)。物理法包括過(guò)濾、重力分離、離心分離等。
2.化學(xué)處理法:通過(guò)化學(xué)反應(yīng)和傳質(zhì)作用來(lái)分離、去除廢水中呈溶解、膠體狀態(tài)的污染物質(zhì)或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)的廢水處理法?捎脕(lái)除去廢水中的金屬離子、細(xì)小的膠體有機(jī)物、無(wú)機(jī)物、植物營(yíng)養(yǎng)素(氮、磷)、乳化油、色度、臭味、酸、堿等;瘜W(xué)法包括中和法、混凝法、氧化還原、電化學(xué)等方法。
1)中和法:在化工、煉油企業(yè)中,對(duì)于低濃度的含酸、含堿廢水,在無(wú)回收及綜合利用價(jià)值時(shí),往往采用中和的方法進(jìn)行處理。中和法也常用于廢水的預(yù)處理,調(diào)整廢水的pH。
2)混凝沉淀法:混凝法是在廢水中投入混凝劑,因混凝劑為電解質(zhì),在廢水中形成膠團(tuán),與廢水中的膠體物質(zhì)發(fā)生電中和,形成絮體沉降。絮凝沉淀不但可以去除廢水中的粒徑為10-3~10-6的細(xì)小懸浮顆粒,而且還能夠去除色度、油份、微生物、氮磷等富營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、重金屬及有機(jī)物等。
3)氧化還原法:廢水經(jīng)過(guò)氧化還原處理,可使廢水中所含的有機(jī)物質(zhì)和無(wú)機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)毒或毒性不大的物質(zhì),從而達(dá)到廢水處理的目的。常用的氧化法有:空氣氧化法、氯氧化法、臭氧氧化法、濕式氧化法等。
4)電解法:電解是利用直流電進(jìn)行溶解氧化還原反應(yīng)的過(guò)程。一般,按照污染物的凈化機(jī)理可以分為電解氧化法、電解還原法、電解凝聚法和電解浮上法。
3.物理化學(xué)法:利用物理化學(xué)作用去除廢水中的污染物質(zhì)。廢水經(jīng)物理方法處理后,仍會(huì)含有某些細(xì)小的懸浮物以及溶解的有機(jī)物,為了進(jìn)一步去除殘存在水中的污染物,可進(jìn)一步采用物理化學(xué)方法進(jìn)行處理。主要有吸附法、離子交換法、膜分離法、萃取法、汽提法和吹脫法等
4.生物化學(xué)處理法:通過(guò)微生物的代謝作用,使廢水中呈溶液、膠體以及微細(xì)懸浮狀態(tài)的有機(jī)性污染物質(zhì)轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定、無(wú)害的廢水處理方法。生物處理過(guò)程的實(shí)質(zhì)是一種由微生物參與進(jìn)行的有機(jī)物分解過(guò)程,分解有機(jī)物的微生物主要是細(xì)菌,其它微生物如藻類和原生動(dòng)物也參與該過(guò)程,但作用較小。
5.微電解處理法:微電解處理作為近年來(lái)新興起的處理工藝,已取得了廣泛的應(yīng)用,F(xiàn)有工藝生產(chǎn)的微電解填料已克服了板結(jié)鈍化的弊端,填料可持續(xù)高效的運(yùn)行。特別針對(duì)有機(jī)物濃度大、高毒性、高色度、難生化廢水的處理,可大幅度地降低廢水的色度和COD,提高B/C比值即提高廢水的可生化性。可廣泛應(yīng)用于:印染、化工、電鍍、制漿造紙、制藥、洗毛、農(nóng)藥、醬菜、酒精等各類工業(yè)廢水的處理及處理水回用工程。
1)染料、印染廢水;焦化廢水;石油化工水;----上述廢水在脫色的同時(shí),處理水中的B/C值顯著提高。
2)石油廢水;皮革廢水;造紙廢水、木材加工廢水;----上述廢 水處理 水后的BOD/COD值大幅度提高。
3)電鍍廢水;印刷廢水;采礦廢水;其他含有重金屬的廢水;----可以從上述廢水中去除重金屬。
4)有機(jī)磷農(nóng)業(yè)廢水;有機(jī)氯農(nóng)業(yè)廢水;----大大提高上述廢水的可生化性,且可除磷,除硫化物。
五、工業(yè)化工廢水處理的實(shí)驗(yàn)原理演示:
為了了解工業(yè)廢水中常用的單元操作技術(shù),掌握由這些單元操作組成的處理流程,觀察廢水、污泥和空氣在處理過(guò)程中的舉動(dòng),特別為水處理專業(yè)科研及教學(xué)研制的實(shí)驗(yàn)裝置 。整套裝置由可編程序控制器對(duì)其廢水的流入、加藥混凝、曝氣、反沖洗、排放、排泥等進(jìn)行自動(dòng)控制。對(duì)其每一段的水處理效果進(jìn)行監(jiān)測(cè),整套設(shè)備連接使用、也可分開(kāi)單獨(dú)使用、每一個(gè)污水池都有開(kāi)發(fā)取樣口。
1.環(huán)境溫度:5℃~40℃
2.處理水量:5~15L/h
3.設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)范圍:
進(jìn)水BOD 400~800mg/L 出水40~80 mg/L
進(jìn)水COD 600~1200mg/L 出水60~120 mg/
進(jìn)水SS 100~300mg/L 出水10~50 mg/L
進(jìn)水pH 6~9 出水6~9
4.工作電源:AC220V±10%、50Hz,單相三線制,功率1500W,安全保護(hù):具有接地保護(hù)、漏電保護(hù)、過(guò)流保護(hù)
5.裝置外形總尺寸:長(zhǎng)×寬×高=5200mm×500mm×1700mm
1.原水箱1只:白色PP板材質(zhì)、厚度10mm,600×400×500mm、底板上安裝有放空閥,方便將水排凈;
2.清水箱1只:白色PP板材質(zhì)、厚度10mm,400×400×500mm,底板上安裝有放空閥,方便將水排凈;
3.配原水箱攪拌電機(jī)1臺(tái)、304不銹鋼攪拌槳1套;(功率25W、轉(zhuǎn)速120rpm)、(含調(diào)速器1只)
4.微電解槽 1套、透明有機(jī)玻璃材質(zhì)、壁厚10mm,250×200×250mm、含直流穩(wěn)壓電源 1臺(tái)、
5.混凝反應(yīng)槽、透明有機(jī)玻璃材質(zhì)、壁厚7mm, Ø 200×300mm;
6.豎流式沉淀池、透明有機(jī)玻璃材質(zhì)、壁厚8mm,Ø 250×350mm;、
7.曝氣合建二沉池、透明有機(jī)玻璃材質(zhì)、壁厚10mm,450×350×600mm、帶曝氣裝置、、
8.虹吸濾池、透明有機(jī)玻璃材質(zhì)、壁厚10mm, 450×350×600mm、含抽吸真空泵1臺(tái)、
9.活性炭吸附池、透明有機(jī)玻璃材質(zhì)、壁厚10mm,350×300×450mm、帶反沖洗裝置
10.串激攪拌電機(jī)1臺(tái)、304不銹鋼攪拌槳1套;(功率90W、轉(zhuǎn)速3000rpm)、
11.攪拌電機(jī)1臺(tái)、304不銹鋼攪拌槳1套;(功率6W、轉(zhuǎn)速80rpm)、
12.防腐蝕提升磁力水泵2臺(tái)、流量:16~19(L/min)、揚(yáng)程:2.7~3.4(m)功率20W;
13.防腐蝕污泥回流水泵1臺(tái)、流量:16~19(L/min)、揚(yáng)程:2.7~3.4(m)功率20W;
14.流量測(cè)量與調(diào)節(jié):轉(zhuǎn)子流量計(jì)2只、(LZS-15、量程6~60L/h)
15.流量測(cè)量與調(diào)節(jié):氣體流量計(jì)1只、(LZB-10、量程250~2500L/h)
16.氣泵1臺(tái)、功率:20 W、最大氣量:6L/min,帶微孔曝氣管1套、
17.可編程自動(dòng)控制器1套、
18.加藥計(jì)量蠕動(dòng)泵1臺(tái)、流量范圍:0.008-460mL/min、配有機(jī)玻璃加藥箱1只、
19.中間水箱1只:白色PP板材質(zhì)、厚度10mm,400×400×500mm、底板上安裝有放空閥,
20.實(shí)驗(yàn)臺(tái)面(白色10mm厚PP板)、
21.電源控制系統(tǒng):雙面亞光密紋噴塑電控箱1只、漏電保護(hù)器、電壓表、帶鎖按鈕開(kāi)關(guān)、線管等組成,
22.配套UPVC連接管道和閥門(中財(cái)品牌)。
23.不銹鋼框架實(shí)驗(yàn)臺(tái)(30mm×30mm不銹鋼方管、配腳輪為萬(wàn)向輪帶禁錮腳)等組成。
六、結(jié)語(yǔ):
根據(jù)以上論述可以總結(jié)出,隨著對(duì)工業(yè)化工廢水環(huán)保處理研究的不斷深入,工業(yè)化工廢水環(huán)保處理技術(shù)有了一定發(fā)展,技術(shù)種類也越來(lái)越多樣化,但是在具體的環(huán)境工程化工廢水處理中,還需要注意對(duì)化工企業(yè)布局的科學(xué)性規(guī)劃,強(qiáng)化源頭控制等有效措施,并充分重視對(duì)清潔生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用,以便對(duì)化工廢水環(huán)保處理進(jìn)行有效控制,從而實(shí)現(xiàn)環(huán)境工程的最終目標(biāo)。