廢水處理方法技術和流程

化工節(jié)能與減排張頔E-mail：目錄能量降級與熱力學第二定律軸功、各種熱效應的計算有效能衡算和有效能效率熱力學分析的基本方法噪聲污染及控制目錄熱管、熱泵和夾點技術能量的合理利用穩(wěn)流體系熱力學第一定律廢水處理方法、技術和流程廢固處理及利用廢氣污染的預防措施及治理廢水處理方法、

技術和流程

一、水體污染物的來源定義：水污染是指水資源在使用過程中由于喪失了使用價值而被廢棄排放，并以各種形式使受納水體受到影響的現(xiàn)象。

主要指城市居民聚集地區(qū)所產(chǎn)生的生活污水

電器制造廢水輕工廢水電鍍工業(yè)廢水冶金工業(yè)廢水采礦廢水含熱廢水生活污染源農(nóng)業(yè)污染源工業(yè)污染源農(nóng)業(yè)污染源包括農(nóng)業(yè)牲畜糞便、污水、污物、農(nóng)藥、化肥、用于灌溉的城市污水、工業(yè)污水等。

把向水體排放或釋放污染物的來源和場所稱為水體的污染源，根據(jù)來源不同分類，可以分為三類：

二、水體污染物的分類及其危害無機無毒污染物

有機無毒污染物

無機有毒污染物

有機有毒污染物

懸浮狀污染物酸、堿、無機鹽類污染物氮、磷等植物營養(yǎng)物

主要指碳水化合物、蛋白質、油脂、氨基酸等非重金屬的無機毒性物質：氰化物(CN－)、砷(As)重金屬毒性物質有機氯化合物：多氯聯(lián)苯(PCB)和有機氯農(nóng)藥多環(huán)有機化合物：酚類，芳香烴類物質水體中的污染物大致分類如下：

三、水體污染的水質指標水體污染主要表現(xiàn)為水質在物理、化學、生物學等方面的變化特征。所謂水質指標就是指水中雜質具體衡量的尺度。水質指標的類型及含義如下：

色度水的感官性狀指標之一。當水中存在著某種物質時，可使水著色，表現(xiàn)出一定的顏色，即色度。規(guī)定1mg/L以氯鉑酸離子形式存在的鉑所產(chǎn)生的顏色，稱為1度。色度儀

濁度表示水因含懸浮物而呈渾濁狀態(tài)，即對光線透過時所發(fā)生阻礙的程度。水的濁度大小不僅與顆粒的數(shù)量和性狀有關，而且同光散射性有關，我國采用1L蒸餾水中含lmg二氧化硅為一個濁度單位，即1度。濁度儀

硬度水的硬度是由水中的鈣鹽和鎂鹽形成的。硬度分為暫時硬度(碳酸鹽)和永久硬度(非碳酸鹽)，兩者之和稱為總硬度。水中的硬度以“度”表示，lL水中的鈣和鎂鹽的含量相當于lmg/L的CaO時，叫做l度。

溶解氧溶解在水中的分子態(tài)氧，叫溶解氧。20℃時，0．1MPa下，飽和溶解氧含量為9×10-6。它來自大氣和水中化學、生物化學反應生成的分子態(tài)氧。溶解氧測定儀

化學需氧量是在一定的條件下，采用一定的強氧化劑處理水樣時，所消耗的氧化劑量。它是表示水中還原性物質多少的一個指標，以mg/L表示。目前應用最普遍的是酸性高錳酸鉀氧化法與重鉻酸鉀氧化法，但兩種氧化劑都不能氧化穩(wěn)定的苯等有機化合物。它是水質污染程度的重要指標，COD的的數(shù)值越大表明水體的污染情況越嚴重。

化學需氧量測定儀

生化需氧量在好氧條件下，微生物分解水中有機物質的生物化學過程中所需要的氧量。目前，國內(nèi)外普遍采用在20℃下，五晝夜的生化耗氧量作為指標，即用BOD5表示。單位以mg/L表示。生化需氧量測定儀

總有機碳水體中所含有機物的全部有機碳的數(shù)量。其測定方法是將所有有機物全部氧化成CO2和H2O，然后測定所生成的CO2量?？傆袡C碳測定儀

總需氧量氧化水體中總的碳、氫、氮和硫等元素所需之氧量。測定全部氧化所生成的CO2、H2O、NO和SO2等的總需氧量。

殘渣和懸浮物在一定溫度下，將水樣蒸干后所留物質稱為殘渣。它包括過濾性殘渣(水中溶解物)和非過濾性物質(沉降物和懸浮物)兩大類。懸浮物就是非過濾性殘渣。

電導率是截面lcm2，高度為1cm的水柱所具有的電導。它隨水中溶解鹽的增加而增大。電導率的單位為s／cm。電導率儀

PH指水溶液中，氫離子(H＋)濃度的負對數(shù)，即：pH＝－1g[H＋]，為了便于書寫，如pH＝7，實際上是，n(H+)=0.000000l=10—7mol/L，pH的范圍從0到14。pH等于7時表示中性，小于7時表示酸性,大于7時，則為堿性。PH計四、化工工廢水的的來源與化工廢水水分類主要來自自基本有有機原料料、合成成材料（（如合成成塑料、、合成橡橡膠、合合成纖維維）、農(nóng)農(nóng)藥、染染料等行行業(yè)排出出的廢水水如氯堿、、感光材材料、涂涂料等行行業(yè)如無機鹽鹽、氮肥肥、磷肥肥、硫酸酸、硝酸酸及純堿堿等行業(yè)業(yè)排出的的廢水含有機、、無機物物的廢水水含無機物物的廢水水化工廢水的主要來源

化工生產(chǎn)的原料和產(chǎn)品在生產(chǎn)、包裝、運輸、堆放的過程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

化學反應不完全而產(chǎn)生的廢料。如殘余濃度低且成分不純的物料常常以廢水的形式排放出來化學反應中副反應過程生成的廢水

冷卻水，若采用冷卻水與反應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

地面和設備沖洗水和雨水，因常夾帶某些污染物最終形成廢水

化工廢水的特點廢水排放量大污染物種類多污染物毒性大、不易生物降解廢水中含有有害污染物較多化工廢水的水量和水質視其原料路線、生產(chǎn)工藝方法及生產(chǎn)規(guī)模不同而有很大差異污染范圍廣

掌握化工工廢水的的處理技技術化工廢水水處理技技術五、物理理法定義：通過物理理作用和和機械力力分離或或回收廢廢水中不不溶解懸懸浮污染染物質(包括油膜膜和油珠珠)，并在處處理過程程中不改改變其化化學性質質的方法法稱為物物理處理理法。1.均衡與調節(jié)設備-----調節(jié)池長方形調調節(jié)池：：特點-----在池內(nèi)設設有若干干折流隔隔墻，使使廢水在在池內(nèi)來來回折流流。折流式調優(yōu)點-----調節(jié)池容積大小可視廢水的濃度、流量變化、要求的調節(jié)程度及廢水處理設備的處理能力來確定，做到既經(jīng)濟又滿足廢水處理系統(tǒng)的要求。2.沉淀定義：沉淀是利利用廢水水中懸浮浮物密度度比水大大，可借借助重力力作用下下沉的原原理而達達到液固固分離目目的的一一種處理理方法。。分類：沉淀根據(jù)據(jù)廢水中中懸浮物物的沉淀淀現(xiàn)象可可分四種種類型：：自由沉沉淀、絮絮凝沉淀淀、擁擠擠沉淀和和壓縮沉沉淀。設備-----沉淀池普通沉淀池斜板斜管沉淀池

平流式豎流式輻射式

優(yōu)點是構造簡單、沉淀效果好、性能穩(wěn)定。缺點是排泥困難、占地面積大。3.篩除與過濾定義：利用過濾濾介質截截留廢水水中的懸懸浮物，，也叫篩篩濾截留留法。篩濾截留留法的實實質----讓廢水通通過一層層帶孔眼眼的過濾濾裝置或或介質，，尺寸大大于孔眼眼尺寸的的懸浮顆顆粒則被被截留。。過濾介質質----鋼條、篩篩網(wǎng)、濾濾布、石石英砂、、無煙煤煤、合成成纖維、、微孔管管等。常用的過過濾設備備----格柵、柵柵網(wǎng)、微微濾機、、砂濾器器、真空空濾機、、壓濾機機等(后兩種濾濾機多用用于污泥泥脫水)。4.隔油定義：隔油主要要用于對對廢水中中可浮油油的處理理，它是是利用水水中油品品與水密密度的差差異與水水分離并并加以清清除的過過程。設備----隔油池平流式隔油池斜流式隔油池優(yōu)點：構造簡單，運行管理方便，除油效果穩(wěn)定。缺點：是體積大、占地面積大、處理能力低、排泥難，出水中仍含有乳化油和吸附在懸浮物上的油分，一般很難達到排放要求。

特點：該裝置結構簡單，占地面積小，易管理，能除去水中粒徑為15μm以上的油粒。5.離心分離原理----含懸浮物的廢水在高速旋轉時，由于懸浮顆粒和廢水的質量不同，所受到的離心力大小不同，質量大的被甩到外圈，質量小的則留在內(nèi)圈，通過不同的出口將它們分別引導出來，從而使懸浮物與水分離。設備水力旋流器高速離心機

重力式壓力式

優(yōu)點----體積小，單位容積的處理能力高，構造簡單，使用方便，易于安裝維護。缺點----水泵和設備易磨損，所以設備費用高，耗電較多。一般只用在小批量的、有特殊要求的廢水處理。六、化學學法定義：化學法(或化學處處理法)是利用化化學作用用處理廢廢水中的的溶解物物質或膠膠體物質質，可用用來去除除廢水中中的金屬屬離子、、細小的的膠體有有機物、、無機物物、植物物營養(yǎng)素素(氮、磷)、乳化油油、色度度、臭味味、酸、、堿等，，對于廢廢水的深深度處理理也有著著重要作作用。氧化還原法1234中和法混凝法電化學法1.中和法中和就是酸堿堿相互作作用生成成鹽和水水，也即即pH調整或稱稱為酸堿堿度調整整。酸、堿廢廢水的中中和方法法有：酸、堿廢水水互相中和和:以廢治廢、、既簡便又又經(jīng)濟；投藥中和:可以處理任任何濃度、、任何性質質的酸堿廢廢水;過濾中和：：可以進行廢廢水的pH調整。定義：混凝法是廢廢水處理中中一種經(jīng)常常采用的方方法，它處處理的對象象是廢水中中利用自然然沉淀法難難以沉淀除除去的細小小懸浮物及及膠體微粒粒，可以用用來降低廢廢水的濁度度和色度，，去除多種種高分子有有機物、某某些重金屬屬和放射性性物質；此此外，混凝凝法還能改改善污泥的的脫水性能能。----優(yōu)點：設備簡單，，操作易于于掌握，處處理效果好好，間歇或或連續(xù)運行行均可以；；----缺點：運行費用高高，沉渣量量大，且脫脫水較困難難；2.混凝法混凝原理雙電層作用用原理------這一原理主主要考慮低低分子電解解質對膠體體微粒產(chǎn)生生中和作用用，以引起起膠體微粒粒凝聚?；瘜W架橋作作用原理------當廢水中加加入少量的的高分子聚聚合物時，，聚合物即即被迅速吸吸附結合在在膠體微粒粒表面上。。開始時，，高聚物分分子鏈節(jié)的的一端吸附附在一個微微粒表面上上，該分子子未被吸附附的一端就就伸展到溶溶液中去，，這些伸展展的分子鏈鏈節(jié)又會被被其它的微微粒所吸附附，于是形形成一個高高分子鏈狀狀物同時吸吸附在兩個個以上的膠膠體微粒表表面的情況況。各微粒粒依靠高分分子的連接接作用構成成某種聚集集體，結合合為絮狀物物這種作用用稱為吸附附架橋作用用。由高分分子架橋形形成的聚集集體中，各各微粒并未未達到直接接接觸，而而且也未達達到電中和和脫穩(wěn)狀態(tài)態(tài)，因此，，吸附架橋橋實質上仍仍是一種聚聚合物過量量狀態(tài)?；炷^程及及投藥方法法沉淀混合反應投藥干法是把經(jīng)過破碎、易于溶解的藥劑直接投入廢水中。濕法是將混凝劑和助凝劑配成一定濃度的溶液，然后按處理水量大小定量投加。將藥劑迅速、均勻地投加到廢水中，以壓縮廢水中的膠體顆粒的雙電層，降低或消除膠粒的穩(wěn)定性，使廢水中膠體能互相聚集成較大的微粒促使失去穩(wěn)定的膠體粒子碰撞結合，成為可見的礬花絨?；炷恋硖幪幚砹鞒?.氧化還原法定義：通過藥劑與與污染物的的氧化還原原反應，將將廢水中有有害的污染染物轉化為為無毒或低低毒物質的的方法。廢水處理中中最常采用用的氧化劑是空氣、臭臭氧、二氧氧化氯（ClO2）、氯氣（（Cl2）、高錳酸酸鉀（KMnO4）等。藥劑還原法法在廢水處處理中應用用較少，只只限于某些些廢水（如如含鉻廢水水）的處理理，常用的的還原劑有硫酸亞鐵鐵（FeSO4）、亞硫酸酸鹽、氯化化亞鐵（FeCl2）、鐵屑、、鋅粉、硼硼氫化鈉等等。七、物理化化學法1.吸附法吸附過程原原理：吸附是利用用多孔固體體吸附劑的的表面活性性，吸附廢廢水中的一一種或多種種污染物，，達到廢水水凈化的目目的。根據(jù)固體表表面吸附力力的不同，，吸附可分分為以下三三種類型：：1物理吸附：：吸附劑和吸吸附質之間間通過分子子間力產(chǎn)生生的吸附為為物理吸附附。它是可可逆的。2化學吸附：3離子交換吸吸附：是通常所指指的離子交交換。2.萃取法定義：利用與水不不相溶解或或極少溶解解的特定溶溶劑同廢水水充分混合合接觸，使使溶于廢水水中的某些些污染物質質重新進行行分配而轉轉入溶劑，，然后將溶溶劑與除去去污染物質質后的廢水水分離，從從而達到廢廢水凈化和和回收有用用物質的目目的。采用的溶劑劑稱為萃取取劑，被萃萃取的物質質稱為溶質質，萃取后后的萃取劑劑稱萃取液液（萃取相相），殘液液稱為萃余余液（萃余余相）。特點：萃取法具有有處理水量量大，設備備簡單，便便于自動控控制，操作作安全、快快速、成本本低等優(yōu)點點，因而該該法具有廣廣闊的應用用前景。目目前僅用于于為數(shù)不多多的幾種有有機廢水和和個別重金金屬廢水的的處理。萃取工藝設設備萃取工藝包包括混合、、分離和回回收三個主主要工序。。根據(jù)萃取劑劑與廢水的的接觸方式式不同，萃萃取操作有有間歇式----工藝及計算算與間歇吸吸附相同。。連續(xù)式----設備常用的的有填料塔塔、篩板塔塔、脈沖塔塔、轉盤塔塔和離心萃萃取機。①往復葉片式式脈沖篩板板塔②離心萃取機機3.浮選法定義：利用高度分分散的微小小氣泡作為為載體去粘粘附廢水中中的污染物物，使其密密度小于水水而上浮到到水面，實實現(xiàn)固液或或液液分離離的過程。?；驹恚海焊∵x法的根根據(jù)是表面面張力的作作用原理。。當液體和和空氣相接接觸時，在在接觸面上上的液體分分子與液體體內(nèi)部液體體分子的引引力，使之之趨向于被被拉向液體體的內(nèi)部，，引起液體體表面收縮縮至最小，，使得液珠珠總是呈圓圓球形存在在。4.其他方法電滲析是在直流電電場的作用用下，利用用陰、陽離離子交換膜膜對溶液中中陰、陽離離子選擇透透過性（即即陽膜只允允許陽離子子通過，陰陰膜只允許許陰離子通通過），而而使溶液中中的溶質與與水分離的的一種物理理化學過程程。電滲析析技術越來來越引起人人們的重視視并得到逐逐步推廣。。此方法應應用在環(huán)保保方面進行行廢水處理理已取得良良好的效果果。但是由由于耗電量量很高，多多數(shù)還僅限限于在以回回收為目的的的情況下下使用。反滲透是利用半半滲透膜膜進行分分子過濾濾來處理理廢水的的一種新新的方法法，又稱稱膜分離離技術。。因為在在較高的的壓力作作用下，，這種膜膜可以使使水分子子通過，，而不能能使水中中溶質通通過，所所以這種種膜稱為為半滲透透膜。利利用它可可以除去去水中比比水分子子大的溶溶解固體體、溶解解性有機機物和膠膠狀物質質。近年年來應用用范圍在在不斷擴擴大，多多用于海海水淡化化、高純純水制造造及苦咸咸水淡化化等方面面。超過濾法法是利用半半透膜對對溶質分分子大小小的選擇擇透過性性而進行行的膜分分離過程程。超過過濾法所所需的壓壓力較低低，一般般為0.1～0.5MPa，而反滲滲透的操操作壓力力則為2～10MPa。因化工工廢水中中含有各各種各樣樣的溶質質物質，，所以只只采用單單一的超超濾方法法，不可可能去除除不同分分子量的的各類溶溶質，一一般多是是與反滲滲透法聯(lián)聯(lián)合使用用，或者者與其他他處理法法聯(lián)合使使用，多多用于物物料濃縮縮。八、生物物處理法法定義：廢水的生生物處理理法就是是利用微微生物新新陳代謝謝功能，，使廢水水中呈溶溶解和膠膠體狀態(tài)態(tài)的有機機污染物物被降解解并轉化化為無害害的物質質，使廢廢水得以以凈化。。分類：生物處理理法的工工藝根據(jù)據(jù)參與的的微生物物種類和和供氧情情況，分分為好氧生物物處理和厭氧生物物處理。1、好氧生物處理活性污泥泥法活性污泥泥是活性性污泥中中曝氣池池的凈化化主體，，生物相相較為齊齊全，具具有很強強的吸附附和氧化化分解有有機物的的能力。。生物膜法法是靠生物物濾池實實現(xiàn)的。。普通生物物濾池的的工作原原理是：廢水水通過布布水器均均勻地分分布在濾濾池表面面，濾池池中裝滿滿濾料，，廢水沿沿濾料向向下流動動，到池池底進入入集水溝溝、排水水渠并流流出池外外。在濾濾料表面面覆蓋著著一層粘粘膜，在在粘膜上上長著各各種各樣樣的微生生物，這這層膜被被稱為生生物膜。。生物濾濾池的工工作實質質，主要要靠濾料料表面的的生物膜膜對廢水水中有機機物的吸吸附氧化化作用。2、厭氧生物處理水解酸化化階段產(chǎn)氫產(chǎn)乙乙酸階段段產(chǎn)甲烷階階段

基本原理是指在無分子氧的條件下通過厭氧微生物(或兼氧微生物)的作用，將廢水中的有機物分解轉化為甲烷和二氧化碳的過程。厭氧過程主要依靠三大主要類群的細菌，即水解產(chǎn)酸細菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細菌和產(chǎn)甲烷細菌的聯(lián)合作用完成。三個階段段3.生物處理法的技術進展純氧曝氣氣法深層曝氣氣法深井曝氣