行業(yè)動(dòng)態(tài)
探討工業(yè)廢水深度處理方法與技術(shù)
工業(yè)廢水包括生產(chǎn)廢水撵枢、生產(chǎn)污水及冷卻水民晒,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)用料锄禽、中間產(chǎn)物潜必、副產(chǎn)品以及生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的污染物。對(duì)環(huán)境沃但、水造成污染磁滚,隨著世界性的水資源缺乏的危機(jī)也越來(lái)越嚴(yán)重,水污染嚴(yán)重的程度以及危害也日益的加深宵晚。
工業(yè)廢水的特點(diǎn)
1恨旱、排放量大,污染范圍廣坝疼,排放方式復(fù)雜工業(yè)生產(chǎn)用水量大搜贤,相當(dāng)一部分生產(chǎn)用水中都攜帶原料、中間產(chǎn)物钝凶、副產(chǎn)物及終產(chǎn)物等排出廠外仪芒。工業(yè)企業(yè)遍布全國(guó)各地,污染范圍廣耕陷,不少產(chǎn)品在使用中又會(huì)產(chǎn)生新的污染掂名。如全世界化肥施用量約5億t,農(nóng)藥200多萬(wàn)噸哟沫,使遍及全世界廣大地區(qū)的地表水和地下水都受到不同程度的污染饺蔑。工業(yè)廢水的排放方式復(fù)雜,有間歇排放嗜诀,有連續(xù)排放猾警,有規(guī)律排放和無(wú)規(guī)律排放等孔祸,給污染的防治造成很大困難。
2发皿、污染物種類繁多崔慧,濃度波動(dòng)幅度大由于工業(yè)產(chǎn)品品種繁多,生產(chǎn)工藝也各不相同穴墅,因此惶室,工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中排出的污染物也數(shù)不勝數(shù),不同污染物性質(zhì)有很大差異玄货,濃度也相差甚遠(yuǎn)皇钞。
3、污染物質(zhì)毒性強(qiáng)松捉,危害大被酸堿類污染的廢水有刺激性鹅士、腐蝕性,而有機(jī)含氧化合物如醛惩坑、酮掉盅、醚等則有還原性,能消耗水中的溶解氧以舒,使水缺氧而導(dǎo)致水生生物死亡趾痘。工業(yè)廢水中含有大量的氮、磷蔓钟、鉀等營(yíng)養(yǎng)物永票,可促使藻類大量生長(zhǎng)耗去水中溶解氧,造成水體富營(yíng)養(yǎng)化污染滥沫。工業(yè)廢水中懸浮物含量很高侣集,可達(dá)3000mg/L,為生活廢水的10倍兰绣。
4世分、污染物排放后遷移變化規(guī)律差異大工業(yè)廢水中所含各種污染物的性質(zhì)差別很大,有些還有較強(qiáng)毒性缀辩,較大的蓄積性及較高的穩(wěn)定性臭埋。一旦排放,遷移變化規(guī)律很不相同臀玄,有的沉積水底瓢阴,有的揮發(fā)轉(zhuǎn)入大氣,有的富集于生物體內(nèi)健无,有的則分解轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)荣恐,甚至造成二次污染,使污染物具有更大的危險(xiǎn)性。
5叠穆、恢復(fù)困難水體一旦受到污染少漆,即使減少或停止污染物的排放,要恢復(fù)到原來(lái)狀態(tài)仍需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間痹束。
一、工業(yè)廢水深度處理方法
1讶请、活性炭吸附法
廣泛使用于在城市活性炭除臭設(shè)備祷嘶、飲用水及工業(yè)廢水處理。城市活性炭除臭設(shè)備廢水中的一些有機(jī)物是難于為微生物或通常氧化法所氧化分解的夺溢,如酚论巍、苯、石油及其商品风响、殺蟲(chóng)劑嘉汰、洗滌劑、合成染料状勤、胺類化合物以及許多人工合成有機(jī)物鞋怀,經(jīng)生化處理后很難到達(dá)對(duì)排放請(qǐng)求較高的水體中排放的標(biāo)準(zhǔn),也嚴(yán)重影響廢水的回用持搜,因而需求深度處理密似。
因?yàn)榛钚蕴繉?duì)有機(jī)物的吸附才能大,在廢水深度處理中得到廣泛的使用葫盼,具有以下優(yōu)點(diǎn):處理程度高残腌,城市污水用活性炭進(jìn)行深度處理后,BOD可下降99%贫导,TOC可降到1~3mg/L.使用范圍廣抛猫,對(duì)廢水中絕大多數(shù)有機(jī)物都有用,包含微生物難于降解的有機(jī)物孩灯。習(xí)慣性強(qiáng)闺金,對(duì)水量及有機(jī)物負(fù)荷的變化有較強(qiáng)的習(xí)慣功能,可得到安穩(wěn)的處理作用峰档。粒狀炭可進(jìn)行再生重復(fù)使用掖看,被吸附的有機(jī)物在再生進(jìn)程中被燒掉,不發(fā)生污泥面哥,可回收有用物質(zhì)哎壳。例如用活性炭處理含酚廢水,用堿再生吸附飽滿的活性炭尚卫,能夠回收酚鈉鹽归榕,設(shè)備緊湊、辦理便利吱涉。
活性炭吸附法是使用多孔性的活性炭刹泄,使水中一種或多種物質(zhì)被吸附在活性炭表面而去掉的方法外里,去掉目標(biāo)包含溶解性的有機(jī)物質(zhì),合成洗滌劑特石、微生物盅蝗、病毒和一定量的重金屬,并能夠脫色姆蘸、除臭墩莫。
活性炭、磺化煤逞敷、沸石狂秦、焦炭等都是水處理常用的吸附劑,活性炭經(jīng)過(guò)活化后碳晶格構(gòu)成形狀和大小不一的興旺細(xì)孔推捐,大大添加比表面積裂问,提高吸附才能∨F猓活性炭的細(xì)孔有用半徑通常為1-10000nm堪簿,小孔半徑在2nm以下,過(guò)渡孔半徑通常為2-100nm皮壁,大孔半徑為戴甩、100-10000nm,小孔容積通常為0.15-0.90mL/g闪彼,過(guò)渡孔面積通常為0.02-0.10mL/g;大孔容積通常為0.2-0.5mL/g甜孤。
2、膜分離法
膜分離技術(shù)是以高分子分離膜為代表的一種新型的流體分離單元操作技術(shù)畏腕,它的最大特點(diǎn)是分離過(guò)程中不伴隨有相的變化缴川,僅靠一定的壓力作為驅(qū)動(dòng)力就能獲得很高的分離效果,是一種非常節(jié)省能源的分離技術(shù)描馅。膜分離法是利用特殊的半透膜將廢水分開(kāi)進(jìn)而使某些溶質(zhì)或溶劑滲透出來(lái)的方法的統(tǒng)稱把夸。常見(jiàn)的膜分離法主要有微濾、超濾铭污、納濾恋日、反滲透、電滲析嘹狞、滲透汽化等方法岂膳。
(1)與常規(guī)過(guò)濾相比,微濾屬于精密過(guò)濾磅网,它是截留溶液中的砂礫谈截、淤泥、黏土等顆粒和賈第蟲(chóng)、隱孢子蟲(chóng)簸喂、藻類和一些細(xì)菌等毙死,而大量溶劑、小分子及少量大分子溶質(zhì)都能透過(guò)膜的分離過(guò)程喻鳄。微濾操作有死端過(guò)濾和錯(cuò)流(又稱切線流)過(guò)濾兩種形式扼倘。死端過(guò)濾主要用于固體含量較小的流體和一般處理規(guī)模,膜大多數(shù)被制成一次性的濾芯除呵。錯(cuò)流過(guò)濾對(duì)于懸浮粒子大小再菊、濃度的變化不敏感,適用于較大規(guī)模的應(yīng)用竿奏,這類操作形式的膜組件需要經(jīng)常進(jìn)行周期性的清洗或再生袄简。微濾膜分離過(guò)程是在流體壓力差的作用下腥放,利用膜對(duì)被分離組分的尺寸選擇性泛啸,將膜孔能截留的微粒及大分子溶質(zhì)截留,而使膜孔不能截留的粒子或小分子溶質(zhì)透過(guò)膜秃症。
(2)超濾是在壓差推動(dòng)力作用下進(jìn)行的篩孔分離過(guò)程候址,它介于納濾和微濾之間,膜孔徑范圍在1nm~0.055m之間种柑。最早使用的超濾膜是天然動(dòng)物的臟器薄膜岗仑。直至20世紀(jì)70年代,超濾從實(shí)驗(yàn)規(guī)模的分離手段發(fā)展成為重要的工業(yè)分離單元操作技術(shù)聚请,工業(yè)應(yīng)用發(fā)展十分迅速荠雕。超濾所分離的組分直徑為5nm~10m分,可分離相對(duì)分子質(zhì)量大于500的大分子和膠體驶赏。這種液體的滲透壓很小炸卑,可以忽略。因而采用的操作壓力較小煤傍,一般為0.1~0.5MPa盖文,所用超濾膜多為非對(duì)稱膜,通常由表皮層和多孔層組成蚯姆。表皮層較薄五续,其厚度一般小于1所用,其膜孔徑較小龄恋,主要起篩分作用疙驾。多孔層厚度較大,一般為125主要左右郭毕,主要起支撐作用荆萤。膜的水透過(guò)通量為0.5~5.0m/(m.m)。
從膜的結(jié)構(gòu)上來(lái)講,超濾的分離機(jī)理主要包括篩分理論链韭,即原料液中的溶劑和小的溶質(zhì)粒子從高壓料液側(cè)透過(guò)膜到低壓側(cè)偏竟,而大分子及微粒組分則被膜截留形成濃縮液,通過(guò)膜孔對(duì)原料液中顆粒物及大分子的篩分作用敞峭,將污染物質(zhì)截留去除踊谋。
在實(shí)際情況中,超濾膜對(duì)污染物質(zhì)的去除并不能都由篩分理論解釋旋讹。某些情況下殖蚕,超濾膜材料的表面化學(xué)特性起到了決定性的作用。在一些超濾過(guò)程中沉迹,超濾膜孔徑大于溶質(zhì)的粒徑睦疫,但仍能將溶質(zhì)截留下來(lái)”夼唬可見(jiàn)蛤育,超濾膜的分離性能是由膜孔徑和膜的表面化學(xué)性質(zhì)綜合決定的。用于衡量超濾膜性能的基本參數(shù)包括截留分子量曲線和純水滲透率葫松。超濾膜對(duì)具有相似化學(xué)結(jié)構(gòu)的不同相對(duì)分子質(zhì)量的化合物的截留率所得的曲線稱為截留分子量曲線瓦糕。根據(jù)截留分子量曲線可知截留量大于90%或95%的相對(duì)分子質(zhì)量,該相對(duì)分子質(zhì)量即為截留分子量腋么。在截留分子量附近咕娄,截留分子量曲線越陡,膜的分離性能越好珊擂。
(3)納濾膜分離在常溫下進(jìn)行圣勒,無(wú)相變,無(wú)化學(xué)反應(yīng)摧扇,不破壞生物活性圣贸,能有效地截留二價(jià)及高價(jià)離子和相對(duì)分子質(zhì)量高于200的有機(jī)小分子,而使大部分一價(jià)無(wú)機(jī)鹽透過(guò)扳剿,可分離同類氨基酸和蛋白質(zhì)旁趟,實(shí)現(xiàn)高分子量和低分子量有機(jī)物的分離,且成本比傳統(tǒng)工藝低庇绽,因而被廣泛應(yīng)用于超純水的制備锡搜、食品、化工瞧掺、醫(yī)藥耕餐、生化、環(huán)保辟狈、冶金等領(lǐng)域的各種濃縮和分離過(guò)程肠缔。
(4)反滲透膜分離過(guò)程可在常溫下進(jìn)行夏跷,且無(wú)相變、能耗低明未,可用于熱敏感性物質(zhì)的分離槽华、濃縮;可以有效地去除無(wú)機(jī)鹽和有機(jī)小分子雜質(zhì);具有較高的脫鹽率和較高的水回用率;膜分離裝置簡(jiǎn)單,操作簡(jiǎn)便趟妥,易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化;分離過(guò)程要在高壓下進(jìn)行猫态,因此需配備高壓泵和耐高壓管路;反滲透膜分離裝置對(duì)進(jìn)水指標(biāo)有較高的要求,需對(duì)原水進(jìn)行一定的預(yù)處理;分離過(guò)程中披摄,易產(chǎn)生膜污染亲雪,為延長(zhǎng)膜使用壽命和提高分離效果,要定期對(duì)膜進(jìn)行清洗疚膊。
(5)電滲析法是在直流電場(chǎng)的作用下义辕,利用陰離子或陽(yáng)離子交換膜對(duì)溶液中陰、陽(yáng)離子進(jìn)行選擇性透過(guò)寓盗,使陰灌砖、陽(yáng)離子定向遷移,從而實(shí)現(xiàn)水體中的溶質(zhì)與水分離我國(guó)的膜技術(shù)在深度處理領(lǐng)域的應(yīng)用與世界先進(jìn)水平尚有較大差距贞让。
(6)滲透汽化最先由Kober于本世紀(jì)初提出周崭,是近年來(lái)發(fā)展比較迅速的一種膜技術(shù)柳譬,它是利用膜對(duì)液體混合物中各組分的溶解性不同喳张,及各組分在膜中的擴(kuò)散速度不同從而達(dá)到分離目的。原則上美澳,滲透汽化適用于一切液體混合物的分離销部,具有一次性分離度高、設(shè)備簡(jiǎn)單制跟、無(wú)污染舅桩、低能耗等優(yōu)點(diǎn),尤其是對(duì)于共沸或近沸的混合體系的分離雨膨、純化具有特別的優(yōu)勢(shì)擂涛,是最有希望取代精餾過(guò)程的膜分離技術(shù)。
按照形成膜兩側(cè)蒸氣壓差的方法聊记,滲透汽化主要有以下幾種形式:
(1)減壓滲透汽化撒妈。
膜透過(guò)側(cè)用真空泵抽真空,以造成膜兩側(cè)組分的蒸氣壓差排监。在實(shí)驗(yàn)室中若不需收集透過(guò)側(cè)物料狰右,用該法最方便。
(2)加熱滲透汽化舆床。通過(guò)料液加熱和透過(guò)側(cè)冷凝的方法棋蚌,形成膜兩側(cè)組分的蒸氣壓差嫁佳。一般冷凝和加熱費(fèi)用遠(yuǎn)小于真空泵的費(fèi)用,且操作也比較簡(jiǎn)單谷暮,但傳質(zhì)動(dòng)力比減壓滲透汽化小蒿往。
(3)吹掃滲透汽化。用載氣吹掃膜的透過(guò)側(cè)湿弦,以帶走透過(guò)組分熄浓,吹掃氣需經(jīng)冷卻冷凝,以回收透過(guò)組分省撑,載氣循環(huán)使用赌蔑。
(4)冷凝滲透汽化。當(dāng)透過(guò)組分與水不互溶時(shí)竟秫,可用低壓水蒸氣作為吹掃載氣娃惯,冷凝后水與透過(guò)組分分層后,水經(jīng)蒸發(fā)器蒸發(fā)重新使用肥败。滲透汽化與反滲透趾浅、超濾及氣體分離等膜分離技術(shù)的最大區(qū)別在于物料透過(guò)膜時(shí)將產(chǎn)生相變。因此在操作過(guò)程中必須不斷加入至少相當(dāng)于透過(guò)物汽化潛熱的熱量馒稍,才能維持一定的操作溫度皿哨。
二、結(jié)束語(yǔ)
隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展.環(huán)境污染也越來(lái)越嚴(yán)重纽谒,人們對(duì)環(huán)境的保護(hù)意識(shí)也在不斷增強(qiáng)证膨。本文對(duì)工業(yè)廢水深度處理方法中的兩種(活性炭吸附法和膜分離法)進(jìn)行探討。