1化工廢水的特點及處理工藝
1.1化工廢水的特點
(1)水質成分復雜,由于化學反應過程反應不完全,水中含有副產物以及使用的各種輔料和溶劑等物資;
(2)廢水中的污染物濃度高,可生化性一般都比較差;
(3)有毒有害等特征污染物多;如硝基化合物、醛類、苯類、重金屬催化劑、鹽、酸堿等,本身對菌類有抑制作用或殺菌功能。
(4)有的廢水色度較高。
1.2廢水處理工藝
(1)物理方法:具體有沉淀、過濾、蒸發、氣浮等處理工藝;
(2)化學方法:具體有化學混凝沉淀、氧化還原、催化氧化、電化學等處理工藝;
(3)物化方法:具體有離子交換、萃取、吸附、膜法等;
(4)生物方法:其方法很多,主要是形式上的不同,其處理核心內容為菌種的選育和馴化,使其適應不同的廢水;
(5)焚燒:用于高濃、可生化很差的危險廢液的處理。
2化工廢水全過程治理措施
2.1源頭環節控制措施
從源頭控制廢水和污染物產生的措施有:①企業進園,廢水集中治理。進入集中園區的化工企業廢水經過預處理,達到接管要求后,排放到園區的污水集中處理設施進行處理。集中處理有利于環保部門對廢水的管理。②采取清潔生產措施,實現節水減污;如使用無毒、低毒的原料替代高毒的原料;使用反應周期、時間短、收率高的先進生產工藝;使用一些先進的生產設備和過程控制技術,提高生產效率,提高原料的利用率;原輔料的回收與重復利用,有利于減少廢水中的污染物濃度;強化員工的管理和環保意識的培訓,也有利于降低污染物的產生。③對廢水本身采取清污分流措施。不同的廢水采取不同的處理措施,有利于廢水的處理或綜合利用,降低末端治理的成本。
2.2末端治理措施
2.2.1單一污染物類廢水治理
如針對含酚廢水,戴猷元等研究和開發了高效的QH系列混合型絡合萃取劑,并成功的運用到含酚廢水處理工程。楊義燕等采用絡合萃取法處理含酚廢水,可以使廢水中酚類的質量濃度由3500mg/L降低到0.5mg/L。
2.2.2可生化處理類廢水治理
(1)化妝品生產廢水治理
化妝品生產中產生含有大量的油脂和表面活性劑的廢水,水量不大,但COD濃度較高。王煒等采用水解酸化+接觸氧化+曝氣生物濾池組合工藝處理化妝品生產廢水,設計進水ρ(COD)為4000mg/L,ρ(BOD5)為1100mg/L,其中曝氣生物濾池對廢水進行深度處理。此處理措施可以使廢水ρ(COD)降到80mg/L。
(2)乙醛生產廢水治理
徐富等采用MIC(多級內循環反應器)+好氧工藝處理乙醛廢水。工程處理的乙醛生產廢水主要含有甲酸、乙酸和部分沒有完全回收的乙醇和其他副產物,廢水ρ(COD)為2800~3500mg/L,ρ(BOD5)為1000~1500mg/L,可生化性較好。工程運行表明,MIC(多級內循環反應器)對COD的去除率達到85%,出水ρ(COD)<100mg/L。
可以看出,可生化性較好的化工廢水可以直接使用生化處理工藝。
2.2.3高COD、含有毒特征污染物、可生化性差類廢水治理
一般醫藥中間體、硝基苯、苯胺、苯甲酸產品生產廢水屬于此類廢水。
(1)醫藥中間體(苯硫酚)生產廢水治理
楊萬東采用了Fe-C+催化氧化+A/O組合工藝處理高濃度醫藥中間體(苯硫酚)廢水。其中Fe-C反應池利用了Fe-C形成原電池原理,可以去除部分有機物以及分解苯、甲苯等特征污染物,催化氧化采用浙江大學環境工程公司的成套設備,氧化劑為ClO2,催化劑為重金屬。工程設計處理的高濃進水水質ρ(COD)為45×103mg/L,ρ(BOD)為660mg/L,ρ(苯)為5mg/L,ρ(甲苯)為6.5mg/L,pH值1～2。廢水經過Fe-C+催化氧化預處理后,可生化性有所提高,再與其他廢水混合后進入A/O段進行生化處理。經過以上組合工藝處理后,出水水質達到GB8979—1996《污水綜合排放標準》一級指標。
(2)硝基苯、苯胺、苯甲酸生產廢水治理措施
硝基苯、苯胺、苯甲酸產品生產廢水COD質量濃度有的高達3×104mg/L,ρ(BOD):ρ(COD)<0.1,含有硝基苯類、苯胺、苯酚等特征污染物。徐續等采用鐵炭微電解+Fenton試劑氧化+二級A/O組合工藝對硝基苯、苯胺廢水進行處理處理,設計的進水ρ(COD)為5000mg/L。其中Fe-C反應池利用了Fe-C形成原電池原理,可以去除部分有機物以及分解硝基苯類、苯胺、苯酚,催化氧化采用Fenton試劑氧化(Fe2+-H2O2)。工程運行結果表明,采用鐵炭微電解+Fenton試劑氧化工藝可以有效的去除有機物,廢水可生化性得到提高,二級A/O結合投加活性炭粉末,可以提高污泥的吸附能力,可以提高有機物的處理效率。處理后的出水ρ(COD)<100mg/L。
化工廢水中高濃度COD、可生化性差、含有毒物的廢水需要預處理工藝來提高廢水的可生化性。
2.2.4高濃度COD、高鹽類廢水治理
環氧樹脂生產中排放的廢水屬于此類廢水,其ρ(COD)為1×104～3×104mg/L。含鹽量高,ρ(Cl-)在0.7×104～3×104mg/L之間。針對高濃度有機物和高鹽的環氧樹脂生產廢水,孫殿武采用了水解+HCR高負荷好氧+水解+HCR高負荷好氧的組合工藝,工程運行表明,出水ρ(COD)<100mg/L,HCR高負荷好氧系統具有良好的耐鹽性。
2.2.5高色度、含有毒特征污染物、可生化性差的廢水治理措施
染化料生產廢水屬于此類廢水。色度達4×103倍;無機鹽質量分數可達15%～20%,主要是NaCl,Na2SO4,苯系、萘系化合物具有很強的毒性;廢水可生化性差ρ(BOD5):ρ(COD)=0.02～0.2。張守健采用鐵床+混凝+氣浮+活性炭吸附組合工藝設計了染料廢水處理工程,工程運行表明,出水ρ(COD)<100mg/L,ρ(苯胺)<0.22mg/L。
3廢水資源化治理措施
廢水處理措施不僅僅為了達到達標排放的目的。針對不同的廢水,在技術可行、經濟合理的條件下,可以采取合理的工程措施實現資源化的合理應用。
3.1廢水的處理與回用
王秋華等利用物化預處理、水解酸化+接觸氧化+超濾+反滲透相結合的工藝處理燒堿與聚氯乙烯生產廢水的處理,并將處理后的廢水回用于冷卻補充水,達到了節水治污的目的。
3.2廢液的治理與回收
國內有學者針對國內甘氨酸生產廠家排放的工業廢水中含有多種污染物(一定量的氯化銨、少量的烏洛托品及微量的甘氨酸)的特點,采用多效真空降膜蒸發系統兼熱泵技術,回收廢液中的氯化銨,回收氯化銨后排放的冷凝水進入冷凝水凈化系統。此工藝可減少工業廢水對環境的污染,有較高的經濟效益。廢水資源化治理措施可以減少廢水的排放,同時能獲得一定的經濟效益,是今后廢水治理的方向,值得廣大企業參考和借鑒。
4結論
(1)從源頭開始采取措施對化工廢水進行控制,能有效減少廢水的排放,也便于環保部門的管理。
(2)不同行業的化工廢水,排放的特征污染物和有機物的濃度不一樣,需要采用不同的治理措施。
(3)廢水資源化治理措施可以實現經濟效益和環境效益的雙贏,是今后廢水治理的方向,值得廣大企業參考和借鑒。 推薦閱讀《活性炭吸附法處理染料廢水》