水污染是我國面臨的主要環境問題之一。隨著我國工業的發展,工業廢水的排放量日益增加,達不到排放標準的工業廢水排入水體后,會污染地表水和地下水。水體一旦受到污染,要想在短時間內恢復到原來的狀態是不容易的。水體受到污染后,不僅會使其水質不符合飲用水、漁業用水的標準,還會使地下水中的化學有害物質和硬度增加,影響地下水的利用。我國的水資源并不豐富,若按人口平均占有徑流量計算,只相當于世界人均值的四分之一。而地表水和地下水的污染,將進一步使可供利用的水資源數量日益減少,勢必影響工農漁業生產,直接或間接地給人民生活和身體健康帶來危害。
一、工業廢水的分類
工業企業各行業生產過程中排出的廢水,統稱工業廢水,其中包括生產廢水、冷卻水和生活廢水3種。
1、按行業的產品加工對象分類。如冶金廢水、造紙廢水、煉焦煤氣廢水、金屬酸洗廢水、紡織印染廢水、制革廢水、 廢水、化學肥料廢水等。
2、按工業廢水中所含主要污染物的性質分類。含無機污染物為主的稱為無機廢水,含有機污染物為主的稱為有機廢水。例如,電鍍和礦物加工過程的廢水是無機廢水,食品或石油加工過程的廢水是有機廢水。這種分類方法比較簡單,對考慮處理方法有利。如對易生物降解的有機廢水一般采用生物處理法,對無機廢水一般采用物理、化學和物理化學法處理。不過,在工業生產過程中,一種廢水往往既含無機物,也含有機物。
3、按廢水中所含污染物的主要成分分類。如酸性廢水、堿性廢水、含酚廢水、含鎘廢水、含鉻廢水、含鋅廢水、含汞廢水、含氟廢水、含有機磷廢水、含放射性廢水等。這種分類方法的優點是突出了廢水的主要污染成分,可有針對性地考慮處理方法或進行回收利用。
二、工業廢水對環境的污染
幾乎所有的物質,排入水體后都有產生污染的可能性。各種物質的污染程度雖有差別,但超過某一濃度后會產生危害。
1、含無毒物質的有機廢水和無機廢水的污染。有些污染物質本身雖無毒性,但由于量大或濃度高而對水體有害。例如排入水體的有機物,超過允許量時,水體會出現厭氧 現象;大量的無機物流入時,會使水體內鹽類濃度增高,造成滲透壓改變,對生物(動植物和微生物)造成不良的影響。
2、含有毒物質的有機廢水和無機廢水的污染。例如含氰、酚等急性有毒物質、重金屬等慢性有毒物質及致癌物質等造成的污染。致毒方式有接觸中毒(主要是神經中毒)、食物中毒、糜爛性毒害等。
3、含有大量不溶性懸浮物廢水的污染。例如,紙漿、纖維工業等的纖維素,選煤、選礦等排放的微細粉塵,陶瓷、采石工業排出的灰砂等。這些物質沉積水底有的形成“毒泥”,發生毒害事件的例子很多。如果是有機物,則會發生 ,使水體呈厭氧狀態。這些物質在水中還會阻塞魚類的鰓,導致呼吸困難,并破壞產卵場所。
4、含油廢水產生的污染。油漂浮在水面既損美觀,又會散出令人厭惡的氣味。燃點低的油類還有引起火災的危險。動植物油脂具有 性,消耗水體中的溶解氧。
5、含高濁度和高色度廢水產生的污染。引起光通量不足,影響生物的生長繁殖。
6、酸性和堿性廢水產生的污染。除對生物有危害作用外,還會損壞設備和器材。
7、含有多種污染物質廢水產生的污染。各種物質之間會產生化學反應,或在自然光和氧的作用下產生化學反應并生成有害物質。例如,硫化鈉和硫酸產生硫化氫,亞鐵氰鹽經光分解產生氰等。
8、含有氮、磷等工業廢水產生的污染。對湖泊等封閉性水域,由于含氮、磷物質的廢水流入,會使藻類及其他水生生物異常繁殖,使水體產生富營養化。
工業廢水的含義和特點是什么
所謂工業廢水是指各行業生產過程中所產生和排出的廢水。它可分為生產污水(包括生活污水)和生產廢水兩大類。
1、生產污水是指在生產過程中所形成的,被有機或無機生產廢料所污染的廢水(包括溫度過高而能夠造成熱污染的工業廢水)。
2、生產廢水是指在生產過程中形成的,但未直接參與生產工藝、只起輔助作用,未被污染物污染或污染很輕的水,有的只是溫度稍上升(諸如冷卻水等)。
二、工業廢水的特點
工業廢水對環境造成的污染危害,以及應采取的防治對策,取決于工業廢水的特性,即污染物的種類、性質和濃度。工業廢水的水質特征,不單依廢水的類別而異,往往因時因地而多變。
工業廢水的特點主要表現為排放量大、組成復雜和污染嚴重。對廢水水質常用兩項主要的污染指標來表示,也就是指懸浮物和化學需氧量。不同的工業廢水,其水質差異很大。以化學需氧量為例,較低的也在250-3500mg/L之間,高的常達每升數萬毫克,甚至幾十萬毫克。
含酚廢水主要來自焦化廠、煤氣廠、石油化工廠、絕緣材料廠等工業部門以及石油裂解制乙烯、合成*、聚酰胺纖維、合成染料、有機 和酚醛樹脂生產過程。含酚廢水中主要含有酚基化合物,如*、甲酚、二甲酚和硝基甲酚等。酚基化合物是一種原生質毒物,可使蛋白質凝固。水中酚的質量濃度達到0.1一0.2mg/L時,魚肉即有異味,不能食用;質量濃度增加到1mg/L,會影響魚類產卵,含酚5—10mg/L,魚類就會大量死亡。飲用水中含酚能影響人體健康,即使水中含酚質量濃度只有0.002mg/L,用氯消毒也會產生氯酚惡臭。通常將質量濃度為1000mg/L的含酚廢水.稱為高濃度含酚廢水,這種廢水須回收酚后,再進行處理。質量濃度小于1000mg/L的含酚廢水,稱為低濃度含酚廢水。通常將這類廢水循環使用,將酚濃縮回收后處理?;厥辗拥姆椒ㄓ腥軇┹腿》ā⒄羝得摲ā⑽椒?、封閉循環法等。含酚質量濃度在300mg/L以下的廢水可用生物氧化、化學氧化、物理化學氧化等方法進行處理后排放或回收。
由于含酚廢水的組成、酸堿性以及濃度的不同,治理方法也不一樣,目前工業上治理含酚廢水的方法一般分為物化法、化學法、生化法等三大類。主要介紹較常見的方法。
1.物化法
物化法是通過物理化學過程處理廢水,除去污染物質的方法,因應用比較廣泛,近年來發展很快。其主要方法有:吸附、萃取、反滲透、電滲析、液膜、氣提、超過濾等方法。
1.1吸附法
吸附法廣泛用于含酚廢水的處理。吸附法是利用多孔性固體物質作用為吸附劑,如活性炭、硅藻土、活性氧化鋁、交換樹脂、磺化煤等,以吸附劑的表面(固相)吸附廢水中的酚(液相)污染物的方法,根據吸附劑與酚類化合物之間的作用力不同,其吸附機理兼有物理吸附,化學吸附和交換吸附。在含酚廢水處理過程中,主要是物理吸附,有時是幾種吸附形式的綜合作用。選用吸附性能好,吸附容量大,容易再生,經久耐用的吸附劑是保證-分離效果的關鍵。
1.2萃取法
萃取法處理含酚廢水兩種途徑,一種是選用高分配系數的萃取法,采用特定的萃取工藝及裝置,利用酚類化合物在有機相和水相中不同的溶解度及兩相互不溶的原理,達到分離酚的目的,另一種是根據可配位反應原理,經單一萃取操作使廢水中的含酚量低于國家排放標準。
1.3液膜法
液膜法是近年發展起來的一種新型廢水治理分離技術液膜除酚采用水包油包水(W/0/W)體系。液膜由溶劑(如煤油)和表面活性劑構成。它是在分離的過程中使被分離的物質(酚)同時進行萃取與反萃取,通過液膜傳遞從而達到分離和濃縮的目的。液膜脫酚的過程為:乳狀液通過攪拌形成許多細小的乳狀液滴,分散在含酚廢水中。這時,內水相為NaOH水溶液,外相為含酚廢水。液膜內水相與外相相隔開。廢水中酚能透過液膜進入內水相,作為弱酸與NaOH反應生成酚鈉,而酚鈉不溶于油,而向水相(封閉相)進行擴散所以不會返回外水相而擴散到被處理的廢水中,這樣就可以達到分離之目的。液膜法工藝分為制浮、摘觸、破乳三步。這具有工藝簡單、高效快速、選擇性高、分離效率高、乳液經破乳后可重復使用等優點。液膜法適用于對高低濃度含酚廢水的處理,除酚率可達99.9%,有報道對含酚10—47g/L以下。近年來國同內外對液膜法處理含酚廢水的研究取得了不少進展。九十年代初我國建成了50t/d的高濃度含酚廢水的液膜處理工業裝置已用于塑料廠、石化廠等含酚廢水廠的治理。近年發展了選擇轉基塔之 轉速,調節廢水及乳液之流量進行分離,經液膜處理,廢水含酚量可下降到0.5×10-6以下等工藝.但由于液膜法操作技術要求高,液膜的穩定性總是還未*解決,工業上還未能廣泛地推廣應用這一新技術。據報道,液膜穩定性的問題近已基本解決,廣泛應用這一技術為期不遠了。
2.化學法
化學處理方法是利用物質之間的進行化學反應的方法,對石油化工廢水的處理,是一種前景廣闊的高效率的方法。在化學法中,常用的有中和法、沉淀法、氧化法、還原法、電解法、光催化法等。
2.1沉淀法
在廢水中添加化學物質,使之與酚產生沉淀。方法簡、經濟,但處理后,廢水含酚濃度似較高,如果與其它方法一起用,效果就更好。近發展起來的共縮聚法是化學沉淀法中的一種有效除酚方法。在高濃度含酚廢水中加甲醛并在酸性或堿性催化劑存在下調整酚醛摩爾比,將廢水中酚縮聚成為低分子熱塑性或熱固性樹脂即為酚醛縮聚法。分離樹脂后,廢水再加尿素進行二步反應,殘渣為無害物,可以廢棄或焚燒。處理前廢水含酚濃度可高達30000mg/L以上。處理后放入廢水沉降過濾池,待取樣化驗合格后即可以排放,然后清理池內濾渣,使用酚醛尿縮聚法時,要調節廢水中酚:醛:尿=1:3:1和PH=9.7-10.0,加熱制成酸性樹脂并回收甲醛處理后的廢水含酚量可降到(10-50)×10-6,再經生物處理或稀釋,使之達到排放標準。
還有一種是酸煮沉淀法,它是在含酚的廢水中鹽酸加熱進行縮聚反應,回收樹脂,使含酚量由原來的3%下降到萬分之一。
2.2氧氣法
在廢水中添加氧化劑,如Cl2,ClO2,O3,H2O,KmnO4等,使酚氧化分解,同時也氧化水中的還原性性質?;瘜W氧化劑資源少,價格貴。通常用于低濃度含酚廢水的處理。
2.3電解法
在廢水中加入適量電解質,在電解過程中,通過復雜的氧化過程,達到凈化酚的目的。其特點是:不需使用氧化劑、還原劑等化學藥品,可省掉后處理;其次是單位體積設備處理能力大;再者,利用電流和電壓的變化很容易控制反應速度和類型,操作也很簡單。但電解法只適用于低濃度含酚廢水的深度處理,能耗及處理費用較高,也引起一些副反應等。
2.4光催化法
此方法是用國內新開發的一種處理含酚廢水的技術,其特點:可處理較高濃度的含酚廢水;降解速度快,無二次污染;催化劑價廉易得;可回收反復使用,運行費用低;設備簡單、投資少、效果好等,光催化法主要是處理共縮聚法回收樹脂后的低濃度的含酚廢水,在其中加入光催化劑,用光照射(紫外光或陽光)然后加熱淚盈眶到600C攪拌通空氣后兩小時后取樣測定,含酚量達到排放標準后即可停止反應。催化劑經回收后可循環使用。
含酚廢水主要來自石油化工廠、樹脂廠、塑料廠、合成纖維廠、煉油廠和焦化廠等化工企業。它是水體的重要污染物之一。由于工業門類、產品種類和工藝條件不同,其廢水組成及含酚濃度差別較大,一般分為酸性、堿性、中性含酚廢水和揮發、非揮發性含酚廢水。
酚類化合物是一種原型質毒物,所有生物活性體均能產生毒性,可通過與皮膚、粘膜的接觸不經肝臟解毒直接進入血液循環,致使細胞破壞并失去活力,也可通過口腔侵入人體,造成細胞損傷。高濃度的酚液能使蛋白質凝固,并能繼續向體內滲透,引起深部組織損傷,壞死乃至全身中毒,即使是低濃度的酚液也可使蛋白質變性。人如果*飲用被酚污染的水能引起慢性中毒,出現貧血、頭昏、記憶力衰退以及各種神經系統的疾病,嚴重的會引起死亡。酚口服致死量為530mg/kg(體重)左右,而且甲基酚和硝基酚對人體的毒性更大。據有關報道,酚和其它有害物質相互作用產生協同效應,變得更加有害,促進致癌化。
含酚廢水不僅對人類健康帶來嚴重威脅,也對動植物產生危害。水中含酚含量達到10-6—2×10-6時,魚類就會出現中毒癥狀,超過4×10-6—1˙5×10-5時會引起魚類大量死亡,甚至絕跡。如果使用含酚廢水灌溉農田,則會使農作物減產或枯死。含酚廢水的毒性還可抑制水體中其它生物的自然生長速度,破壞生態平衡。
毫無疑問,含酚廢水排入水體或用于灌溉均需經過治理處理,使之符合達到國家要求的排放標準。
含酚廢水主要來自焦化廠、煤氣廠、石油化工廠、絕緣材料廠等工業部門以及石油裂解制乙烯、合成*、聚酰胺纖維、合成染料、有機 和酚醛樹脂生產過程。含酚廢水中主要含有酚基化合物,如*、甲酚、二甲酚和硝基甲酚等。酚基化合物是一種原生質毒物,可使蛋白質凝固。水中酚的質量濃度達到0.1一0.2mg/L時,魚肉即有異味,不能食用;質量濃度增加到1mg/L,會影響魚類產卵,含酚5—10mg/L,魚類就會大量死亡。飲用水中含酚能影響人體健康,即使水中含酚質量濃度只有0.002mg/L,用氯消毒也會產生氯酚惡臭。通常將質量濃度為1000mg/L的含酚廢水.稱為高濃度含酚廢水,這種廢水須回收酚后,再進行處理。質量濃度小于1000mg/L的含酚廢水,稱為低濃度含酚廢水。通常將這類廢水循環使用,將酚濃縮回收后處理。回收酚的方法有溶劑萃取法、蒸汽吹脫法、吸附法、封閉循環法等。含酚質量濃度在300mg/L以下的廢水可用生物氧化、化學氧化、物理化學氧化等方法進行處理后排放或回收。
由于含酚廢水的組成、酸堿性以及濃度的不同,治理方法也不一樣,目前工業上治理含酚廢水的方法一般分為物化法、化學法、生化法等三大類。主要介紹較常見的方法。
1.物化法
物化法是通過物理化學過程處理廢水,除去污染物質的方法,因應用比較廣泛,近年來發展很快。其主要方法有:吸附、萃取、反滲透、電滲析、液膜、氣提、超過濾等方法。
1.1吸附法
吸附法廣泛用于含酚廢水的處理。吸附法是利用多孔性固體物質作用為吸附劑,如活性炭、硅藻土、活性氧化鋁、交換樹脂、磺化煤等,以吸附劑的表面(固相)吸附廢水中的酚(液相)污染物的方法,根據吸附劑與酚類化合物之間的作用力不同,其吸附機理兼有物理吸附,化學吸附和交換吸附。在含酚廢水處理過程中,主要是物理吸附,有時是幾種吸附形式的綜合作用。選用吸附性能好,吸附容量大,容易再生,經久耐用的吸附劑是保證-分離效果的關鍵。
1.2萃取法
萃取法處理含酚廢水兩種途徑,一種是選用高分配系數的萃取法,采用特定的萃取工藝及裝置,利用酚類化合物在有機相和水相中不同的溶解度及兩相互不溶的原理,達到分離酚的目的,另一種是根據可配位反應原理,經單一萃取操作使廢水中的含酚量低于國家排放標準。
1.3液膜法
液膜法是近年發展起來的一種新型廢水治理分離技術液膜除酚采用水包油包水(W/0/W)體系。液膜由溶劑(如煤油)和表面活性劑構成。它是在分離的過程中使被分離的物質(酚)同時進行萃取與反萃取,通過液膜傳遞從而達到分離和濃縮的目的。液膜脫酚的過程為:乳狀液通過攪拌形成許多細小的乳狀液滴,分散在含酚廢水中。這時,內水相為NaOH水溶液,外相為含酚廢水。液膜內水相與外相相隔開。廢水中酚能透過液膜進入內水相,作為弱酸與NaOH反應生成酚鈉,而酚鈉不溶于油,而向水相(封閉相)進行擴散所以不會返回外水相而擴散到被處理的廢水中,這樣就可以達到分離之目的。液膜法工藝分為制浮、摘觸、破乳三步。這具有工藝簡單、高效快速、選擇性高、分離效率高、乳液經破乳后可重復使用等優點。液膜法適用于對高低濃度含酚廢水的處理,除酚率可達99.9%,有報道對含酚10—47g/L以下。近年來國同內外對液膜法處理含酚廢水的研究取得了不少進展。九十年代初我國建成了50t/d的高濃度含酚廢水的液膜處理工業裝置已用于塑料廠、石化廠等含酚廢水廠的治理。近年發展了選擇轉基塔之 轉速,調節廢水及乳液之流量進行分離,經液膜處理,廢水含酚量可下降到0.5×10-6以下等工藝.但由于液膜法操作技術要求高,液膜的穩定性總是還未*解決,工業上還未能廣泛地推廣應用這一新技術。據報道,液膜穩定性的問題近已基本解決,廣泛應用這一技術為期不遠了。
2.化學法
化學處理方法是利用物質之間的進行化學反應的方法,對石油化工廢水的處理,是一種前景廣闊的高效率的方法。在化學法中,常用的有中和法、沉淀法、氧化法、還原法、電解法、光催化法等。
2.1沉淀法
在廢水中添加化學物質,使之與酚產生沉淀。方法簡、經濟,但處理后,廢水含酚濃度似較高,如果與其它方法一起用,效果就更好。近發展起來的共縮聚法是化學沉淀法中的一種有效除酚方法。在高濃度含酚廢水中加甲醛并在酸性或堿性催化劑存在下調整酚醛摩爾比,將廢水中酚縮聚成為低分子熱塑性或熱固性樹脂即為酚醛縮聚法。分離樹脂后,廢水再加尿素進行二步反應,殘渣為無害物,可以廢棄或焚燒。處理前廢水含酚濃度可高達30000mg/L以上。處理后放入廢水沉降過濾池,待取樣化驗合格后即可以排放,然后清理池內濾渣,使用酚醛尿縮聚法時,要調節廢水中酚:醛:尿=1:3:1和PH=9.7-10.0,加熱制成酸性樹脂并回收甲醛處理后的廢水含酚量可降到(10-50)×10-6,再經生物處理或稀釋,使之達到排放標準。
還有一種是酸煮沉淀法,它是在含酚的廢水中鹽酸加熱進行縮聚反應,回收樹脂,使含酚量由原來的3%下降到萬分之一。
2.2氧氣法
在廢水中添加氧化劑,如Cl2,ClO2,O3,H2O,KmnO4等,使酚氧化分解,同時也氧化水中的還原性性質?;瘜W氧化劑資源少,價格貴。通常用于低濃度含酚廢水的處理。
2.3電解法
在廢水中加入適量電解質,在電解過程中,通過復雜的氧化過程,達到凈化酚的目的。其特點是:不需使用氧化劑、還原劑等化學藥品,可省掉后處理;其次是單位體積設備處理能力大;再者,利用電流和電壓的變化很容易控制反應速度和類型,操作也很簡單。但電解法只適用于低濃度含酚廢水的深度處理,能耗及處理費用較高,也引起一些副反應等。
2.4光催化法
此方法是用國內新開發的一種處理含酚廢水的技術,其特點:可處理較高濃度的含酚廢水;降解速度快,無二次污染;催化劑價廉易得;可回收反復使用,運行費用低;設備簡單、投資少、效果好等,光催化法主要是處理共縮聚法回收樹脂后的低濃度的含酚廢水,在其中加入光催化劑,用光照射(紫外光或陽光)然后加熱淚盈眶到600C攪拌通空氣后兩小時后取樣測定,含酚量達到排放標準后即可停止反應。催化劑經回收后可循環使用。
含酚廢水主要來自石油化工廠、樹脂廠、塑料廠、合成纖維廠、煉油廠和焦化廠等化工企業。它是水體的重要污染物之一。由于工業門類、產品種類和工藝條件不同,其廢水組成及含酚濃度差別較大,一般分為酸性、堿性、中性含酚廢水和揮發、非揮發性含酚廢水。
酚類化合物是一種原型質毒物,所有生物活性體均能產生毒性,可通過與皮膚、粘膜的接觸不經肝臟解毒直接進入血液循環,致使細胞破壞并失去活力,也可通過口腔侵入人體,造成細胞損傷。高濃度的酚液能使蛋白質凝固,并能繼續向體內滲透,引起深部組織損傷,壞死乃至全身中毒,即使是低濃度的酚液也可使蛋白質變性。人如果*飲用被酚污染的水能引起慢性中毒,出現貧血、頭昏、記憶力衰退以及各種神經系統的疾病,嚴重的會引起死亡。酚口服致死量為530mg/kg(體重)左右,而且甲基酚和硝基酚對人體的毒性更大。據有關報道,酚和其它有害物質相互作用產生協同效應,變得更加有害,促進致癌化。
含酚廢水不僅對人類健康帶來嚴重威脅,也對動植物產生危害。水中含酚含量達到10-6—2×10-6時,魚類就會出現中毒癥狀,超過4×10-6—1˙5×10-5時會引起魚類大量死亡,甚至絕跡。如果使用含酚廢水灌溉農田,則會使農作物減產或枯死。含酚廢水的毒性還可抑制水體中其它生物的自然生長速度,破壞生態平衡。
毫無疑問,含酚廢水排入水體或用于灌溉均需經過治理處理,使之符合達到國家要求的排放標準。
工業廢水治理 正文
工業生產過程用過的水經過適當處理回用于生產或妥善地排放出廠。包括生產用水的管理和為便于治理廢水而采取的措施。
工業廢水的量和質 隨產品和生產工藝而定,變化很大,不宜采用典型數據,應實地考察。工業上使用大量的冷卻用水,大多不同物料接觸,用過的水水質一般變化很小,只是水溫有所上升。相反,生產過程中使用的液體和洗滌廢水(除造紙、紡織、印染等行業的廢水外),一般水量不大,但水質卻極復雜,濃度一般也高。
工業廢水的主要污染參數 通用的有化學需氧量、懸浮固體、pH值等。五日生化需氧量也是常用參數,但對某些工業廢水不適用。工業廢水的化學需氧量和五日生化需氧量,有高達千、萬毫克/升的。酸堿廢水的pH值常遠離7。工業廢水含特殊的污染物時,需采用的污染參數,如酚。有毒、有害金屬離子,可用生物實驗(一般是魚類實驗)測定毒性,用鼠傷*-微粒誘變試驗 (Ames Test)測定致特變性。污染參數的選擇取決于廢水的處置方式,也就是取決于它對環境的影響。
革新生產工藝和完善生產管理 工業廢水中的雜質有原料及其雜質、中間產物、產品與副產品、輔助劑等。對某些造成嚴重廢水問題的產品或行業,可借助于原料、生產工藝或產品的革新來解除污染問題。例如用沒有殘毒或殘毒量很小的 取代殘毒量大的 ,用生物可降解的鏈 磺酸鈉(“軟”洗滌劑)取代生物難降解的 磺酸鈉(“硬”洗滌劑)。又如在電鍍液配方中避免使用 。改進生產管理,壓縮用水量以減少廢水量;降低單耗提高得率或充分回收廢水中的副產品以降低廢水濃度;加強管理,防止跑、冒、滴、漏;這些都將降低隨后的廢水處理要求和費用。
工業廢水的處理 工廠里生產上用過的水有三種處置方式:①不經過處理或只經必要的處理后再次使用。有時回用于本工藝過程,構成循環用水系統;有時供其他工藝過程使用。構成循序用水系統。②在廠內作必要的預處理,滿足城市對水質的要求后排入城市污水管道或合流管道。③在廠內處理,使水質達到排放水體或接入城市雨水管道或灌溉農田的要求后直接排放。
工業廢水的再用 既可充分利用資源,又減少或避免污染環境,是一種合理的防治水污染的措施。如一個電鍍用水循環系統(見圖),回收了鍍件從鍍槽帶出的鍍液,同時避免了有害物質污染環境。為了降低蒸發濃縮中的耗熱量,采用了鍍件的逆流洗滌工藝(一種常用的循序用水方式)以壓縮廢水量。工業中的冷卻用水常循環使用,大量降低原水用量,有時復用率可接近,補充的外源來水只占百分之幾。工業廢水的再用需要作經濟分析。在作方案的經濟比較時,應當估計再用時支付的費用以及因再用而節省的水費與排水費用和收到的環境效益。
城市和工廠的協作 當工業廢水既有可能排放城市排水管道,也有可能直接排放水體時,應通過方案比較作出決定,在一般情況下,常常是綜合性方案比較可取,即廠內處理和送城市處理相結合。有些廢水可以回收物資或生產副產品,有些廢水單獨處理時技術簡便、費用較少,這時把回收或處理放在廠內或車間內,甚至組織到生產流程中去是合理的。而廢水耗氧性的降低,使工業廢水和生活污水合并處理一般是比較經濟的。同時,適度的集中處理比廣泛的分散處理容易管理,容易保證處理效果。至于有毒、有害物質、重金屬離子和生物不易降解的有害有機物質的去除,只有在生產現場立即解決,不讓這些廢水出廠,才是防止污染環境的可靠辦法。
處理方法 不論是再用還是排放,廢水一般要經過適當處理。工業廢水除采用傳統的廢水處理方法外,還采用傳統的凈水方法和化工過程。處理方法一般可分為兩大類:一類是把不要的物質從水中分離出來,予以利用或使廢水無害;另一類是把有害物轉化為無害物。此外,還有降低水溫的冷卻法和縮小水量提高濃度的濃縮法;后者常用于放射性廢水的處理和廢水利用(見水處理)。
完善工業廢水立法和完善收費制度 環境污染常伴隨工業發展而來,嚴格管理工業廢水是有效控制水污染所*的手段。對工業布局,廢水排放標準,廢水治理設施的設計、施工和管理,排水收費和罰款都應在有關法令(如憲法、環境保護法、水污染防治法等)的指導下訂出地方的實施條例,以利有法可循,不致責任不清,執行無方。
對于工廠排水系統的設計,應當貫徹不同水質的廢水,特別是水質特殊的廢水,分別收集的制度,以便分別處理。環境主管單位不僅對新建的還要對擴建或改建的工廠排水系統的設計進行審查,并參與驗收,排水設施的運行記錄應定期按規定要求報送。
要使防止污染、保護環境的重要意義深入人心。人人主動減少污染。工廠主動把生產中產生的廢水的處理和處置納入生產過程。應當在廠內處理的,在廠內處理。排放城市排水系統與城市污水合并處理比較合理的,應交納費用,納費標準可按廢水量、污染物量、或者兩者兼及的原則來制訂。?
工業廢水的處理方法分類
工業廢水是指工業生產過程中產生的廢水、污水和廢液,其中含有隨水流失的工業生產用料、中間產物和產品以及生產過程中產生的污染物。隨著工業的迅速發展,廢水的種類和數量迅猛增加,對水體的污染也日趨廣泛和嚴重,威脅人類的健康和安全。因此,對于保護環境來說,工業廢水的處理比城市污水的處理更為重要。
一、工業廢水分類及處理的基本原則
工業廢水分類通常有以下三種:*種是按工業廢水中所含主要污染物的化學性質分類,含無機污染物為主的為無機廢水,含有機污染物為主的為有機廢水。例如電鍍廢水和礦物加工過程的廢水,是無機廢水;食品或石油加工過程的廢水,是有機廢水。第二種是按工業企業的產品和加工對象分類,如冶金廢水、造紙廢水、煉焦煤氣廢水、金屬酸洗廢水、化學肥料廢水、紡織印染廢水、染料廢水、制革廢水、 廢水、電站廢水等。第三種是按廢水中所含污染物的主要成分分類,如酸性廢水、堿性廢水、含氰廢水、含鉻廢水、含鎘廢水、含汞廢水、含酚廢水、含醛廢水、含油廢水、含硫廢水、含有機磷廢水和放射性廢水等。前兩種分類法不涉及廢水中所含污染物的主要成分,也不能表明廢水的危害性。第三種分類法,明確地指出廢水中主要污染物的成分,能表明廢水一定的危害性。
處理的基本原則:
(一)優先選用無毒生產工藝代替或改革落后生產工藝,盡可能在生產過程中杜絕或減少有毒有害廢水的產生。
(二)在使用有毒原料以及產生有毒中間產物和產品過程中,應嚴格操作、監督,消除滴漏,減少流失,盡可能采用合理流程和設備。
(三)含有劇毒物質廢水,如含有一些重金屬、放射性物質、高濃度酚、氰廢水應與其它廢水分流,以便處理和回收有用物質。
(四)流量較大而污染較輕的廢水,應經適當處理循環使用,不宜排入下水道,以免增加城市下水道和城市污水處理負荷。
(五)類似城市污水的有機廢水,如食品加工廢水、制糖廢水、造紙廢水,可排入城市污水系統進行處理。
(六)一些可以生物降解的有毒廢水,如酚、氰廢水,應先經處理后,按允許排放標準排入城市下水道,再進一步生化處理。
(七)含有難以生物降解的有毒廢水,應單獨處理,不應排入城市下水道。工業廢水處理的發展趨勢是把廢水和污染物作為有用資源回收利用或實行閉路循環。
二、廢水處理方法可按其作用分為四大類:物理處理法、化學處理法、物理化學法和生物處理法
三、主要工業廢水特點與處理方法
(一) 廢水的特點及其處理方法
品種繁多, 廢水水質復雜。其主要特點是:(1)污染物濃度較高,化學需氧量(COD)可達每升數萬mg;(2)毒性大,廢水中除含有 和中間體外,還含有酚、砷、汞等有毒物質以及許多生物難以降解的物質;(3)有惡臭,對人的呼吸道和粘膜有刺激性;(4)水質、水量不穩定。因此, 廢水對環境的污染非常嚴重。 廢水處理的目的是降低 生產廢水中污染物濃度,提高回收利用率,力求達到無害化。 廢水的處理方法有活性炭吸附法、濕式氧化法、溶劑萃取法、蒸餾法和活性污泥法等。但是,研制高效、低毒、低殘留的新 ,這是 發展方向。一些國家已禁止生產六六六等有機氯、有機汞 ,積極研究和使用微生物 ,這是一條從根本上防止 廢水污染環境的新途徑。
(二)食品工業廢水污染特點及其處理方法
食品工業原料廣泛,制品種類繁多,排出廢水的水量、水質差異很大。廢水中主要污染物有(1)漂浮在廢水中固體物質,如菜葉、果皮、碎肉、禽羽等;(2)懸浮在廢水中的物質有油脂、蛋白質、淀粉、膠體物質等;(3)溶解在廢水中的酸、堿、鹽、糖類等;(4)原料夾帶的泥砂及其他有機物等;(5)致病菌毒等。食品工業廢水的特點是有機物質和懸浮物含量高,易 ,一般無大的毒性。其危害主要是使水體富營養化,以致引起水生動物和魚類死亡,促使水底沉積的有機物產生臭味,惡化水質,污染環境。
食品工業廢水處理除按水質特點進行適當預處理外,一般均宜采用生物處理。如對出水水質要求很高或因廢水中有機物含量很高,可采用兩級曝氣池或兩級生物濾池,或多級生物轉盤或聯合使用兩種生物處理裝置,也可采用厭氧—需氧串聯的生物處理系統。
(三)造紙工業廢水處理
造紙廢水主要來自造紙工業生產中的制漿和抄紙兩個生產過程。制漿是把植物原料中的纖維分離出來,制成漿料,再經漂白;抄紙是把漿料稀釋、成型、壓榨、烘干,制成紙張。這兩項工藝都排出大量廢水。制漿產生的廢水,污染較為嚴重。洗漿時排出廢水呈黑褐色,稱為黑水,黑水中污染物濃度很高,BOD高達5—40g/L,含有大量纖維、無機鹽和色素。漂白工序排出的廢水也含有大量的酸堿物質。抄紙機排出的廢水,稱為白水,其中含有大量纖維和在生產過程中添加的填料和膠料。造紙工業廢水的處理應著重于提高循環用水率,減少用水量和廢水排放量,同時也應積極探索各種可靠、經濟和能夠充分利用廢水中有用資源的處理方法。例如浮選法可回收白水中纖維性固體物質,回收率可達95,澄清水可回用;燃燒法可回收黑水中氫氧化納、硫化鈉、硫酸鈉以及同有機物結合的其他鈉鹽。中和法調節廢水pH值;混凝沉淀或浮選法可去除廢水中懸浮固體;化學沉淀法可脫色;生物處理法可去除BOD,對牛皮紙廢水較有效;濕式氧化法處理亞硫酸紙漿廢水較為成功。此外,國內外也有采用反滲透、超過濾、電滲析等處理方法。
【工業廢水傳統處理方法分類 】
1.1按實施方式分類
廢水處理方法按對污染物實施的作用不同可分為兩大類:一類是通過各種外力的作用把有害物從廢水中分離出來,稱為分離法;另一類是通過化學或生物作用使有害物轉化為無害或可分離的物質(再經過分離予以除去),稱為轉化法。
1.1.1分離法
廢水中的污染物存在形態的多樣性和物化特性的各異性決定了分離方法的多樣性。離子態的污染物可選擇離子交換法、電解法、電滲析法、離子吸附法、離子浮選法進行處理。分子態污染物可選擇萃取法、結晶法、精餾法、吸附法、浮選法、反滲透法、蒸發法進行處理。膠體污染物可選擇混凝法、氣浮法、吸附法、過濾法進行處理。懸浮物污染物可選擇重力分離法、離心分離法、磁力分離法、篩濾法、氣浮法進行處理。
1.1.2轉化法
轉化法可分為化學轉化法和生化轉化法兩類?;瘜W轉化法包括中和法、氧化還原法、化學沉淀法、電化學法;生物轉化法包括活性污泥法、生物膜法、厭氧生物處理法、生物塘。
1.2按處理程度分類
按廢水處理程度劃分,廢水處理技術可分為一級、二級和三級處理。
一級處理主要是通過篩濾、沉淀等物理方法對廢水進行預處理,目的是除去廢水中的懸浮固體和漂浮物,為二級處理作準備。經一級處理的廢水,其BOD除去率一般只有30%左右。
二級處理主要是采用各種生物處理方法除去廢水中的呈膠體和溶解狀態的有機污染物。經二級處理后的廢水,其BOD除去率可達90%以上,處理水可達標排放。
三級處理是在一級、二級處理的基礎上,對難降解的有機物、磷、氮等營養性物質進一步處理。三級處理方法有混凝、過濾、離子交換、反滲透、超濾、消毒等。
二、工業廢水處理中的技術應用
2.1活性炭
活性炭可分為粉末狀和顆粒狀,是一種經特殊處理的炭,具有無數細/J,?L隙,表面積巨大,每克活性炭的表面積為500~l500m。粉末狀的活性炭吸附能力強,制備容易,價格較低,但再生困難,一般不能重復使用;顆粒狀的活性炭價格較貴,但可再生后重復使用,并且使用時的勞動條件較好,操作管理方便。因此,水處理中較多采用顆粒狀活性炭[3]。工業廢水處理中,活性炭主要應用在以下幾個方面。
2.1.1處理含氰廢水
在工業生產中,金銀的濕法提取、化學纖維的生產、煉焦、合成氨、電鍍、煤氣生產等行業均要使用 或副產 ,生產過程中必然要排放一定數量的含氰廢水。活性炭用于凈化廢水已有相當長的歷史,應用于含氰廢水處理的文獻報道也越來越多。
2.1.2處理含甲醇廢水
活性炭可以吸附甲醇,但吸附能力不強,只適宜于處理甲醇含量低的廢水。工程運行結果表明,活性炭用于處理低甲醇含量的廢水,可將混合液的COD從40mg/L降至12mg/L以下,對甲醇的去除率可達93.16%~*,處理后可滿足回用鍋爐脫鹽水系統進水的水質要求。
2.1.3處理含酚廢水
含酚廢水廣泛來源于石油化工廠、樹脂廠、焦化廠和煉油化工廠。實驗證明:活性炭對*的吸附性能好,但溫度升高不利于吸附,會使吸附容量減小,但升高溫度可使達到吸附平衡的時間縮短?;钚蕴坑糜谔幚砗訌U水時,其用量和吸附時間存在 值,在酸性和中性條件下,去除率變化不大,但強堿性條件下,*去除率急劇下降,堿性越強,吸附效果越差。
2.1.4處理含汞廢水
活性炭有吸附汞和含汞化合物的性能,但吸附能力有限,只適宜于處理汞含量低的廢水,如果是處理汞含量較高的廢水,可先用化學沉淀法處理(處理后含汞約1mg/L,高時可達2~3mg/L),然后再用活性炭作進一步處理。
工業污水的定義?
各工業行業生產過程中排出的廢水,統稱工業廢水,其中包括生產工藝排水,機器設備冷卻水,洗滌水,設備和場地清洗水等。工業廢水的成分復雜,性質各異,它們所含有的有機需氧物質,化學毒物,無機固體懸浮物,重金屬離子,酸、堿、熱、病原體、植物營養物等均可對環境造成污染。
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*種是按行業和產品加工對象分類,如冶金廢水、煉焦煤氣廢水、紡織印染廢水、金屬酸洗廢水、制革廢水、 廢水、化學肥料廢水等。
第二種是按工業廢水中所含主要污染物的性質分類,含無機污染物為主的稱無機廢水,含有機污染物為主的稱有機廢水。這種分類方法比較簡單,對考慮治理對策有利。如對無機廢水一般采用物理化學的方式處理。有機廢水一般采用生物法處理。不過在工業生產中,一種廢水中既含有機又含無機成分,這樣在考慮處理工藝時必須有針對性地采用綜合治理方法。
第三種是按廢水中所含污染物的主要成分分類,如酸性廢水、堿性廢水、含氟廢水、含酚廢水、含鎘廢水、含鉻廢水、含有機磷廢水、含放射性廢水等。這種分類法的優點是突出了廢水的主要污染成份。根據其中所含的主要成份,可以有針對性地考慮處理手段,或者進行有效的回收。
反滲透在工業廢水的應用
Ozaki等采用Aromaticpolyamide(ES20)超低壓反滲透膜分離稀溶液中的Cu2+、Ni2+和Cr6+離子,結果表明截留率隨進料壓力的增大而增加,當壓差從100kPa升到500kPa,Cu2+的截留率從97.3%增大到99.6%,Ni2+的截留率從97.2%增大到99.5%,Cr6+的截留率從98.2%增大到99.9%。離子價態也能影響截留率,當壓力為500kPa時,Cr6+截留率為99.9%,比Cu2+和Ni2+的截留率要高(兩者都為99.5%)。
1985年日本將RO膜應用到電鍍工業水回收。他們建立了3套RO系統。系統A處理量為2.5m3/h,水回收率為80%;系統B和系統C的處理量均為10m3/h,水回收率為80%?,F在日本的絕大部分電鍍廠已采用膜分離技術。孫麗用反滲透濃縮法處理咸陽彩虹集團電鍍鎳鎢生產線的清洗廢水,發現反滲透膜分離工藝對鎳和COD具有很高的去除率,分別為93.49%和93.4%。夏俊方用反滲透膜處理法處理含銅離子的電鍍廢水,研究發現在!P=3.0MPa,T=20~25℃條件下濃縮,可以使料液濃縮近10倍。
UJANGZ采用復合低壓反滲透膜,在含Zn2+和Cu2+的廢水中加入適量的ED-TA后進行處理,發現二者的脫除率均達到99%以上。Jae-Wook Lee等用反滲透處理高電導率的韓國某一鋼鐵公司的二次處理廢水(2700~3000"s/cm),成功地除去其中的單價和二價離子。據報道反滲透可使廢液中的銅、鉛、汞、鎳、銻、鈹、砷、鉻、銀、硒、 、鋅等離子脫除率達90%~99%。
反滲透在印染廢水處理中的應用
紡織、印染、染色廢水,水量,色度高,成分復雜,廢水中含有染料、漿料、助劑、油劑、酸堿、纖維雜質及無機鹽等,染料結構中的硝基和胺類化合物及銅、鉻、鋅、砷等重金屬元素具有比較大的生物毒素,如果直接排放嚴重污染環境。
反滲透適合于脫除染色槽廢水中的離子和大分子,據報道40m3/d反滲透設備已經用于處理易變化的廢水,主要是棉紡、合成纖維和棉紡的混和染色廢水。由于分散染料的存在,因而預處理包括鋁凝聚和調節pH值至5.0~6.0,隨后用由二級組成的錯流微濾設備,*級苦咸水用膜具有>96%脫除率,顏色脫除率90%,總碳脫除率87%,第二級脫除率>98%,顏色脫除率94%。因此,回到染色車間的滲透液質量可與自來水相比。
在反滲透壓力8.0MPa,溫度25℃的條件下,以中空纖維膜處理羊毛印染廢水,發現經反滲透處理后廢水的色度、電導率(鹽含量)等指標都有明顯降低。J.J.Porter探討了RO處理染色廢水所得的濃縮液和透過液重新利用的可行性,認為可減少染料使用量16%,透過液也可重新利用。
反滲透在 化纖廢水處理中的應用
在黏膠纖維工業中,工藝用水對終端產品質量有直接的影響。同時,黏膠纖維行業屬高用水行業,根據國家有關行業政策和可持續發展的相關規劃,必須積極推行清潔生產,達到以質換量,廢水減量化。采用反滲透工藝對化纖廢水進行深度處理,可達到良好的處理效果,因此反滲透工藝在提高工業用水水質,加大水的重復利用率方面的優勢明顯,可使企業取得更大的經濟效益和社會效益。