❶ 活性炭怎麼處理污水
廢水活性炭處理法(wastewater treatment by activated carbon process)是廢水吸附處理法之一種。系利用活性炭的物理吸附、化學吸附、氧化、催化氧化和還原等性能去除廢水中多種污染物的方法。
活性炭是用木材、
煤、果殼等含碳物質在高溫和缺氧條件下活化製成。它有非常多的微孔和巨大的比表面積,通常1克活性炭的表面積達500~1500米,因而具有很強的物理吸
附能力,能有效地吸附廢水中的有機污染物。活性炭的比表面積是很重要的參數。比表面積是每克固體材料所具有的表面積,單位為m2/g;比表面積測試的國家
標準是基於BET理論的低溫氮吸附BET多點法(GB/T
19587-2004)。國產比表面積儀使用較廣的為3H-2000系列比表面積測定儀,在國內擁有大量客戶,08年推出的幾款新品比表面積測試儀,在國
內擁有多項唯一的領先技術,
如原位處理、風熱助脫、程式控制六通閥、檢測器零漂抑制、濃度色譜法監測等,使得國產動態色譜法比表面積分析儀儀器在多項指標方面超越了進口比表面積測試儀。
此外,在活化過程中活性炭表面的非結晶部位上形成一些含氧官能團,如羧基(―COOH)、羥基(―OH)、羰基[88-01]。這些基團使活性炭具有化學吸附和催化氧化、還原的性能,能有效地去除廢水中一些金屬離子。
有粉末炭和粒狀炭之分,前者用於廢水處理,通常採用混懸接觸吸附的方式;後者用於廢水處理,則採用過濾——吸附的方式。處理系統有兩種:一是用活性炭直接
處理二級處理出水;二是二級處理出水經化學澄清、去除營養物、過濾以後用粒狀炭吸附。活性炭用於廢水高級處理的主要優點:處理程度高,出水水質比較穩定,
可達飲用水標准。但投資和處理費用昂貴。
廢水的活性炭處理法通常有兩種處理系統:一種是用活性炭直接處理二級處理出水;一種是二級處理出水經化學澄清、去除營養物、過濾以後用粒狀活性炭吸附。
活性炭用於廢水高級處理的主要優點在於處理程度高,出水水質比較穩定,處理後水中的BOD()、COD()SS(懸浮物)通常分別低於每升10、15、5毫克,如輔以其他處理措施,可以達到飲用水標准,但投資和處理費用高昂。
應用粒狀活性炭床,必須對廢水進行預處理,去除油脂,減少懸浮固體,使懸浮物含量少於50毫克/升,以免堵塞炭層、增加水頭損失,並避免頻繁地進行反沖洗。
粉末活性炭處理法又稱生物-物理處理法、 投料曝氣法和加粉末炭曝氣法。它是在的基礎上將粉末活性炭投入曝氣池,這樣既充分利用了廢水處理設備,又提高了處理效果。
用這種方法去除污染物,一般認為是吸附和微生物氧化分解的協同作用。活性炭的大量微孔吸附了有機物和廢水中的氧氣,為微生物群的生長繁殖提供了高濃度的營
養源,而微生物代謝過程中產生的酶和輔酶又被吸附和富集在活性炭的微孔中,加之炭上微生物和有機物接觸時間較長,使難以降解的有機物也有可能經生物氧化而
分解。粉末活性炭處理法一般包括三個步驟:
①劇烈混和,使炭迅速分散到污水中;
②接觸吸附和氧化,使炭懸浮在污水中進行混懸吸附和氧化;
③液-固分離,將炭從污水中分離出來,然後進行再生
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❷ 一些常見的電鍍污水處理問題
電鍍生產過程中的高用水量以及排放出的重金屬對水環境的污染,極大地制約了電鍍工業的可持續發展。傳統的電鍍廢水處理工藝成本過高,重金屬未經回收便排放到水體中,極易對生物造成危害。
電鍍重金屬廢水治理技術的現狀
傳統的電鍍廢水處理方法有:化學法,離子交換法,電解法等。但傳統方法處理電鍍廢水存在如下問題:
(1)成本過高——水無法循環利用,水費與污水處理費占總生產成本的15%~20%;
(2)資源浪費——貴重金屬排放到水體中,無法回收利用;
(3)環境污染——電鍍廢水中的重金屬為「永遠性污染物」,在生物鏈中轉移和積累,最終危害人類健康。
採用膜法技術處理電鍍廢水典型工藝如下:
採用膜法技術為電鍍廢水處理提供完美解決方案,促進電鍍工業技術升級。其主要特點:
(1) 降低成本——水與貴重金屬循環利用,減少材料消耗
(2) 回收資源——貴重金屬回收利用
(3) 保護環境——廢水零排放或微排放
針對我國家目前電鍍行業廢水的處理現狀進行統計和調查,廣泛採用的電鍍廢水處理方法主要有7類:
(1)化學沉澱法,又分為中和沉澱法和硫化物沉澱法。
(2)氧化還原處理,分為化學還原法、鐵氧體法和電解法。
(3)溶劑萃取分離法。
(4)吸附法。
(5)膜分離技術。
(6)離子交換法。
(7)生物處理技術,包括生物絮凝法、生物吸附法、生物化學法、植物修復法。
希望能夠幫助到您。
❸ 石油化工廢水裡面都有哪些成份
石油化工廢水含有各種有機物、無機鹽和重金屬等污染物,具體成分取決於生產過程及其產生的廢水種類和來源。
一般情況下,石油化工廢水中主要成分有:
1. 有機物:包括石油、化學品和有機溶劑等,是石油化工廢水的主要組成部分。
2. 氨氮:主要從廢水中排放出來,對水生生物有一定的毒性。
3. 高濃度鹽類:如鹽酸、氫氟酸等,具有強腐蝕性。
4. 重金屬:如鎘、鉻、鉛等,具有高毒性和生物蓄積特性,對環境和人類健康造成潛在威脅。
這些成分的主要來源包括石油化工生產過程中的廢棄物、廢水和生產過程中的漏損、泄漏等。
這些成分的存在會對環境造成污染,對人體健康造成潛在危害。所以,需要對石油化工廢水進行有效的處理和監控,以減少對環境和人類健康的損害。
石油化工廢水處理通常包括以下步驟:
1. 原水處理:利用物理、化學等處冊則雹理方法,去除廢水中的雜質和懸浮物。通常採用的處理方法包括沉澱、過濾、吸附等。
2. 生化處理:通過微生物、植物等生物有效成分,分解廢水中的有機物和一些化學物質,減少化學物質對環境的污染。
3. 活化處理:使用紫外線、臭氧、電解等方法活化廢水,使其經過化學變化州帆後而達到去除有機物、氨氮和氮磷等污染成分的目的。
4. 深度處理:對處理後的廢水進行進一步去除重金屬和鹽類等成分的處理。
以上處理方式可以單獨或組合使用,視廢水的具體污染程度和成分而定。通常,廢水要經過多個步驟的處理和修正,以最大限度地減少對環境的危害和對人體健康的風險。
處理的廢水可以重復利用或排放到環境中,但需符合相關的環保法規和標盯隱准,確保其與環境的協調永續發展。
❹ 廢水生物處理方法有哪些
主要藉助微生物的分解作用把污水中有機物轉化為簡單的無機物,使污水得到凈化.
1.按對版氧氣需求情況可分為厭權氧生物處理和好氧生物處理兩大類.厭氧生物處理系利用厭氧微生物把有機物轉化為有機酸,甲烷菌再把有機酸分解為甲烷、二氧化碳和氫等,如厭氧塘、化糞池、污泥的厭氣消化和厭氧生物反應器等.好氧生物處理系採用機械曝氣或自然曝氣(如藻類光合作用產氧等)為污水中好氧微生物提供活動能源,促進好氧微生物的分解活動,使污水得到凈化,如活性污泥、生物濾池、生物轉盤、污水灌溉、氧化塘的功能.
2,.按微生物的懸浮狀態分為活性污泥法和生物膜法.活性污泥法微生物懸浮在污水中,如氧化溝,a2o,傳統活性污泥法,sbr等等.生物膜法微生物附著在載體上,如生物轉盤法,生物流化床等等.
❺ 電鍍廢水含什麼成分,一般怎麼處理
從電鍍生產工藝可將電鍍廢水分為前處理廢水、鍍層漂洗廢水、後處理廢水以及廢鍍液、廢退鍍液等四類。
一、前處理廢水
除油過程中常用鹼性化合物如NaOH、Na2CO3、Na3PO4、Na2SiO3等,對於油污特別嚴重的零件有時還用煤油、汽油、丙酮、甲苯、三氯乙烯、四氯化碳等有機溶劑除油,再進行化學鹼性除油。為去除某些礦物油,通常在除油液中加一定量的乳化劑,如OP乳化劑、AE乳化劑、三乙醇胺油酸皂等。因此除油過程中產生的清洗廢水以及更新廢液都是鹼性廢水,常含有油類及其它有機化合物。 酸洗除銹常用的有鹽酸、硫酸,為防止鍍件基體的腐蝕,常加入某些緩蝕劑如硫脲、磺化煤焦油、烏洛托品聯苯胺等。酸洗除銹過程產生的清洗水一般酸度都較高,含有重金屬離子及少量有機添加劑。 前處理廢水是電鍍廢水處理中的重要組成部分,約占電鍍廢水總量的50%,廢水中含有一定的鹽份、游離酸、有機化合物等,組分變化很大,隨鍍種、前處理工藝以及工廠管理水平等而變。
二、鍍層漂洗水
鍍層漂洗水是電鍍作業中重金屬污染的主要來源。電鍍液的主要成分是金屬鹽和絡合劑,包括各種金屬的硫酸鹽、氯化物、氟硼酸鹽等以及氰化物、氯化銨、氨三乙酸、焦磷酸鹽、有機膦酸等。除此之外,為改善鍍層性質,往往還在鍍液中添加某些有機化合物,如作為整平劑的香豆素、丁炔二醇、硫脲,作為光亮劑的有糖精、香草醛、苄叉丙酮、對甲苯磺醯胺、苯磺酸等。因此鍍件漂洗廢水中除含有重金屬離子外,還含有少量的有機物。漂洗廢水的排放量以及重金屬離子的種類與濃度隨鍍件的物理形狀、電鍍液的配方、漂洗方法以及電鍍操作管理水平等諸多因素而變。特別是漂洗工藝對廢水中重金屬的濃度影響很大,直接影響到資源的回收和廢水的處理效果。
三、鍍層後處理廢水
鍍層後處理主要包括漂洗之後的鈍化、不良鍍層的退鍍以及其他特殊的表面處理。後處理過程中同樣產生大量的重金屬廢水。一般來說,常含有Cr6+ 、Cu2+、Ni2+、Zn2+、Fe2+等重金屬;H2SO4、HCl、H3BO3、H3PO4、NaOH、Na2CO3等酸鹼物質;甘油、氨三乙酸、六次甲基四胺、防染鹽、醋酸等有機物質。總的來說,這類鍍層後處理廢水復雜多變,水量也不穩定,一般都與混合廢水或酸鹼廢水合並處理。
四、電鍍廢液
電鍍、鈍化、退鍍等電鍍作業中常用的槽液經長期使用後或積累了許多其他的金屬離子,或由於某些添加劑的破壞,或某些有效成分比例失調等原因而影響鍍層或鈍化層的質量。因此許多工廠為控制這些槽液中的雜質在工藝許可的范圍內,將槽液廢棄一部分,補充新溶液,也有的工廠將這些失效的槽液全部棄去。這些廢棄的各種濃度液一般重金屬離子濃度都很高,積累的雜質也很多,不僅污染物的種類不同,而且主要污染物的濃度、其他金屬雜質離子的濃度以及溶液介質也都往往有較大的差異。這些差異決定了這些廢水的處理技術上的多樣性和工藝上的特殊性。
電鍍廢水處理設備由調節池、加葯箱、還原池、中和反應池、pH調節池、絮凝池、斜管沉澱池、廂式壓濾機、清水池、氣浮反應,活性炭過濾器等組成。
電鍍廢水處理主要有以下幾種方法。
1.氣浮法 氣浮法是向水中通入空氣,產生微小氣泡,由於氣泡與細小懸浮物之間黏附,形成浮選體,利用氣泡的浮升作用,上浮到水面,形成泡沫或浮渣,從而使水中的懸浮物質得以分離。按照氣泡產生方式的不同,可分為充氣氣浮、溶氣氣浮和電解氣浮三類。 氣浮法是代替沉澱法的新型固液分離手段,1978年上海同濟大學首次應用氣浮法處理電鍍重金屬廢水處理獲得成功。隨後,因處理過程連續化,設備緊湊,佔地少,便於自動化而得到了廣泛的應用。 氣浮法固液分離技術適應性強,可處理鍍鉻廢水、含鉻鈍化廢水以及混合廢水。不僅可去除重金屬氫氧化物,而且可以去除其他懸浮物、乳化油、表面活性劑等。氣浮法用於處理鍍鉻廢水的原理是:在酸性的條件下硫酸亞鐵和六價鉻進行氧化還原反應,然後在鹼性條件下產生絮凝體,在無數微細氣泡作用下使絮凝體浮出水面,使水質變清。
2.離子交換法 離子交換法主要是利用離子交換樹脂中的交換離子同電鍍廢水中的某些離子進行交換而將其除去,使廢水得到凈化的方法。 國內用離子交換技術處理電鍍廢水是從20世紀60年代開始進行試驗研究的,到70 年代末,因為迫切需要解決環境污染問題,這一技術得到了很大發展,目前已成為處理電鍍廢水和回收某些金屬的有效手段之一,也是使某些鍍種的電鍍廢水達到閉路循環的一個重要環節。但是採用離子交換法的投資費用很高,系統設計和操作管理較為復雜,一般的中小型企業難以適應,往往由於維修、管理等不善而達不到預期的效果,因此,在推廣應用上受到了一定的限制。 當前,國內對含鉻、含鎳等電鍍廢水採用離子交換法處理較為普遍,在設計、運行和管理上已有較為成熟的經驗。經處理後水能達到排放標准,且出水水質較好,一般能循環使用。樹脂交換吸附飽和後的再生洗脫液經電鍍工藝成分調整和凈化後能回用於鍍槽,基本實現閉路循環。另外,離子交換法也可用於處理含銅、含鋅、含金等廢水。
3.電解法 電解法主要是使廢水中的有害物質通過電解過程在陽、陰兩極上分別發生氧化和還原反應,轉化成無害物質;或利用電極氧化和還原產物與廢水中的有害物質發生化學反應,生成不溶於水的沉澱物,然後分離除去或通過電解反應回收金屬。國內在20世紀60年代開始用電解法處理電鍍含鉻廢水,70年代末對含銀、銅等廢水進行實驗研究,回收銀、銅等金屬,取得了很好的效果。 電解法處理電鍍廢水一般用於中、小型廠,其主要特點是不需投加處理葯劑,流程簡單,操作方便,占生產場地少,同時由於回收的金屬純度高,用於回收貴重金屬有很好的經濟效益。但當處理水量較大時,電解法的耗電較大,消耗的鐵極板量也較大,同時分離出來的污泥與化學處理法一樣不易處置,所以現在已較少採用。
4.萃取法 萃取法是利用一種不溶於水而能溶解水中某種物質(稱溶質或萃取物)的溶劑投加入廢水中,使溶質充分溶解在溶劑內,從而從廢水中分離除去或回收某種物質的方法。萃取操作過程包括混合、分離和回收三個主要工序。
❻ 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。