工業(yè)廢水處理的工藝原則及問(wèn)題

1、工業(yè)廢水處理的工藝原則及問(wèn)題工業(yè)廢水處理的工藝原則及問(wèn)題報(bào)告人：湛含輝中國(guó)礦業(yè)大學(xué)2016-5-22 江西南昌湛含輝教授簡(jiǎn)介湛含輝教授簡(jiǎn)介v 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)環(huán)測(cè)學(xué)院教授，博士，博士后，博士生導(dǎo)師，主要從事礦物加工工程、環(huán)境工程、化學(xué)工程等領(lǐng)域的研究工作，國(guó)內(nèi)礦物加工領(lǐng)域第一個(gè)博士后，在工業(yè)廢水處理關(guān)鍵技術(shù)及其設(shè)備開(kāi)發(fā)、混凝理論及其技術(shù)設(shè)備開(kāi)發(fā)、膜技術(shù)及膜材料、混凝藥劑的合成及其產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、膜錯(cuò)流技術(shù)及其膜清洗技術(shù)等領(lǐng)域具有二十多年的研究積累。u 主持主持國(guó)家自科基金項(xiàng)目4個(gè)；主持主持科技部項(xiàng)目1個(gè)；主持主持省重大專(zhuān)項(xiàng)1個(gè)；主持主持省重點(diǎn)自科基金項(xiàng)目1個(gè)，主持主持省自科基金項(xiàng)目3個(gè)。u 主持主持較大

2、橫向項(xiàng)目29個(gè)；發(fā)明專(zhuān)利20項(xiàng)，實(shí)用新型專(zhuān)利21項(xiàng)；通過(guò)鑒定項(xiàng)目5個(gè)，省、市級(jí)獲3個(gè)。u 主編著主編著二次流原理、流體力化學(xué)原理；發(fā)表學(xué)術(shù)論文150余篇。u 郵箱：報(bào)告提綱報(bào)告提綱v背景v工業(yè)廢水特點(diǎn)v工業(yè)廢水處理方法v工業(yè)廢水處理工藝原則v工業(yè)廢水處理中存在問(wèn)題v結(jié)論1.1.背景背景1.1.背景背景2006-2015年我國(guó)工業(yè)廢水排放量統(tǒng)計(jì)圖單位（億噸）年我國(guó)工業(yè)廢水排放量統(tǒng)計(jì)圖單位（億噸）1.1.背景背景生活污水處理一般經(jīng)過(guò)：一級(jí)處理（格柵、調(diào)節(jié)池、沉沙池、初沉池（沉淀池）等；二級(jí)處理（生化處理為主）；三級(jí)處理（三級(jí)處理是污水的深度處理，它包括營(yíng)養(yǎng)物的去除和通過(guò)加氯、紫外輻射或臭氧技術(shù)對(duì)污

3、水進(jìn)行消毒）。好氧處理好氧處理2.2.工業(yè)廢水特點(diǎn)工業(yè)廢水特點(diǎn)工業(yè)廢水特點(diǎn)：水質(zhì)成分復(fù)雜，難降解，有毒，量大。v 工業(yè)廢水分類(lèi)通常有以下三種:第一種是按工業(yè)廢水中所含主要污染物的化學(xué)性質(zhì)分類(lèi),分為有機(jī)和無(wú)機(jī)廢水。第二種是按工業(yè)企業(yè)的產(chǎn)品和加工對(duì)象分類(lèi),如冶金廢水、造紙廢水、煉焦煤氣廢水等。第三種是按廢水中所含污染物的主要成分分類(lèi),如酸性廢水、堿性廢水等。前兩種分類(lèi)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(lèi)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。v 是指工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢水和廢液, 其中含有隨水流失的工業(yè)生產(chǎn)用料、中間產(chǎn)物以及生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的

4、污染物。3.3.工業(yè)廢水處理方法工業(yè)廢水處理方法1998-2015 ISI數(shù)據(jù)庫(kù)中關(guān)于industrial wastewater treatment發(fā)表文章和引文數(shù)v物理法：通過(guò)物理或機(jī)械作用分離或回收廢水中不溶解的呈懸浮狀態(tài)的污染物的廢水處理方法,其處理過(guò)程不改變污染物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。物理法廢水處理技術(shù)通常有調(diào)節(jié)、篩濾、過(guò)濾、沉淀、浮力浮上、離心分離、磁分離等。v化學(xué)法：化學(xué)法是通過(guò)加入化學(xué)物質(zhì),使其與廢水中的污染物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)來(lái)分離、去除、回收廢水中呈溶解、膠體狀態(tài)的污染物或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)的廢水處理方法。v物理化學(xué)法：物理化學(xué)法是利用傳質(zhì)原理處理或回收利用廢水的技術(shù)方法。v生物法：利用

5、微生物厭氧和好氧代謝降解有機(jī)分子。3.3.工業(yè)廢水處理方法工業(yè)廢水處理方法3.3.工業(yè)廢水處理工藝原則工業(yè)廢水處理工藝原則工業(yè)廢水好氧預(yù)處理特殊處理共性處理厭氧處理3.3.工業(yè)廢水處理工藝原則工業(yè)廢水處理工藝原則v特殊處理：3.3.工業(yè)廢水處理工藝原則工業(yè)廢水處理工藝原則u 難降解有機(jī)廢水是指工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的含有難降解有機(jī)物的廢水，這些難降解有機(jī)物在生物處理過(guò)程中不能被微生物降解或在任何環(huán)境條件下不能以足夠快的速度降解而累積在環(huán)境中，包括多環(huán)芳烴、雜環(huán)類(lèi)化合物、氯代芳香族化合物、有機(jī)氰化合物、含氮化合物、合成農(nóng)藥、合成染料及合成洗滌劑等。難降解有機(jī)廢水主要來(lái)源于印染、焦化、石油化工、精細(xì)化

6、工、食品、發(fā)酵、造紙、制藥、屠宰、皮革、橡膠及紡織等行業(yè)。廢水萃取器I萃取器II萃取器回收器萃取劑+吸收劑水相絡(luò)合相絡(luò)合相水相有機(jī)化合物萃取劑回收絡(luò)合萃取回收某有機(jī)溶劑工藝流程圖u萃取法具有效率高、操作簡(jiǎn)單、投資較少等特點(diǎn)。特別是基于可逆絡(luò)合反應(yīng)的萃取分離方法，對(duì)極性有機(jī)稀溶液的分離具有高效性和選擇性，在難降解有機(jī)廢水的處理方面具有廣闊的應(yīng)用前景。v特殊處理：3.3.工業(yè)廢水處理工藝原則工業(yè)廢水處理工藝原則氣浮法氣浮法，是污水中固液分離或液液分離的技術(shù)，是工業(yè)廢水處理的典型方法之一。氣浮法用于從廢水中去除密度小于1g/ml 的懸浮物、油類(lèi)和脂肪等，并用于污泥的濃縮。法有很強(qiáng)的適用性，分離含油廢

7、水中的懸浮油和乳化油；分離以分子或離子狀態(tài)存在的物質(zhì)，如重金屬離子、表面活性物質(zhì)等；代替沉淀池，利用氣浮法可濃縮剩余污泥；分離回收工業(yè)廢水中的有用物質(zhì)，如造紙廢水中的紙漿等。3.3.工業(yè)廢水處理工藝原則工業(yè)廢水處理工藝原則v共性處理v 共性處理3.3.工業(yè)廢水處理工藝原則工業(yè)廢水處理工藝原則1987年Gaze等人提出了高級(jí)氧化法高級(jí)氧化法（Advanced Oxidation processible, 簡(jiǎn)稱(chēng)AOPs)，它克服了普通氧化法存在的問(wèn)題，并以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)越來(lái)越引起重視。高級(jí)氧化技術(shù)的基礎(chǔ)在于運(yùn)用光輻照、電、聲、催化劑，有時(shí)還與氧化劑結(jié)合，在反應(yīng)中產(chǎn)生活性極強(qiáng)的.OH自由基，再通過(guò)自由

8、基與有機(jī)化合物之間的加合、取代、電子轉(zhuǎn)移、斷鍵等，使水體中的大分子，難降解有機(jī)物氧化降解成低毒或無(wú)毒的小分子物質(zhì)，甚至直接降解成CO2和H2O，接近完全礦化。3.3.工業(yè)廢水處理工藝原則工業(yè)廢水處理工藝原則鐵碳微電解法是基于化學(xué)原理，將兩種具有不同電極電位的金屬或金屬和非金屬直接接觸在一起，浸沒(méi)在傳導(dǎo)性的電解質(zhì)溶液中，形成原電池原電池，利用其周?chē)纬傻碾妶?chǎng)效應(yīng)，使溶液中的膠體粒子向相反電荷的電極移動(dòng)，進(jìn)行附聚并沉積到電極上，同時(shí)電極反應(yīng)生成的產(chǎn)物能與溶液中的許多物質(zhì)起化學(xué)反應(yīng)，達(dá)到去除污染物的目的。v共性處理微電解法工藝流程圖v厭氧處理3.3.工業(yè)廢水處理工藝原則工業(yè)廢水處理工藝原則W,W.E

9、ckenfelder把厭氧發(fā)酵過(guò)程分為四個(gè)階段:水解階段水解階段、酸化階段酸化階段、產(chǎn)氫產(chǎn)乙產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段酸階段和甲烷化階段。甲烷化階段。水解階段水解階段：復(fù)雜大分子有機(jī)物通過(guò)厭氧菌和兼氧菌胞外酶的作用轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的可溶性小分子。如多糖(淀粉)水解為單糖，蛋白質(zhì)分解為肽和氨基酸等。酸化階段酸化階段：兼性或?qū)Ｐ缘漠a(chǎn)酸菌將水解產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為短鏈有機(jī)酸(五碳以下)、醇、醛等中性化合物，并且有H2、CO2、H2S、NH3產(chǎn)生，有機(jī)酸的大量產(chǎn)生使PH有下降的趨勢(shì)。產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段：在產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌的作用下，酸化階段產(chǎn)生的2個(gè)碳鏈以上的短鏈脂肪酸(鹽)、醇、醛等物質(zhì)轉(zhuǎn)化為乙酸鹽，同時(shí)產(chǎn)生H2。甲烷化階

10、段甲烷化階段：專(zhuān)性厭氧的產(chǎn)甲烷菌將前幾階段產(chǎn)生的乙酸(鹽)、H2、CO2及少量的甲酸、甲醇等物質(zhì)轉(zhuǎn)化為CH4和CO2。復(fù)雜高分子化合物的厭氧降解過(guò)程3.3.工業(yè)廢水處理工藝原則工業(yè)廢水處理工藝原則v厭氧處理4 4 工業(yè)廢水處理中存在問(wèn)題工業(yè)廢水處理中存在問(wèn)題v技術(shù)問(wèn)題技術(shù)問(wèn)題：一種工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程可以排出不同性質(zhì)的廢水，一種廢水又可能含一種工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程可以排出不同性質(zhì)的廢水，一種廢水又可能含有不同的污染物和不同的污染效應(yīng)；即使一套生產(chǎn)裝置排出的廢水，也可能含有幾種有不同的污染物和不同的污染效應(yīng)；即使一套生產(chǎn)裝置排出的廢水，也可能含有幾種污染物。同樣，在不同的工業(yè)企業(yè)，雖然產(chǎn)品、原料和加工過(guò)程截然不同，也可能排污染物。同樣，在不同的工業(yè)企業(yè)，雖然產(chǎn)品、原料和加工過(guò)程截然不同，也可能排出性質(zhì)類(lèi)似的廢水。如煉油廠、化工廠和煉焦煤氣廠等，均可能排放含油、含酚等物出性質(zhì)類(lèi)似的廢水。如煉油廠、化工廠和煉焦煤氣廠等，均可能排放含油、含酚等物質(zhì)的廢水，需要全面考慮，并質(zhì)的廢水，需要全面考慮，并注重效率高，經(jīng)濟(jì)可行注重效率高，經(jīng)濟(jì)可行。v管理問(wèn)題：管理問(wèn)題：偷排問(wèn)題，守法成本高問(wèn)題，處理規(guī)