《工业污水及实验室废水处置工艺探讨》

  • 来源专题:水体污染治理
  • 编译者: 王阳
  • 发布时间:2019-12-17
  • 由于目前我国的经济发展势头十分迅话,而我国的工业生产又长期以来是处于低产出、低效率、高消耗、高投入,资源的最费极为严重。废水和污染物的排放量极大,这样就导致了我国生态环境日益著化水环境污染十分的产量。因此加强工业污水和实验室废水处理方法及发服趋势的探讨就显得尤为重要,本文就工业水处理新工艺进行了深入的探过,具有一定的参考价值。

    关键词:工业污水、实验室废水、处理工艺和方法

    随着经济的发展和科技的进步,当今各大城市的科研单位和高等院校进行的科研实验越来越深入、广泛,从实验室以及工厂中排放的废水相对增多,废水的水质相当复杂。此类废水的排放周期不定,排放水量也无规律性,且所含污染物成分较为复杂,除含有洗涤剂及常用溶剂等有机物外,还有较多的酸碱,有毒有害的有机物(三致物、酚和环境激素类物质等)以及重金属,而且含有许多新生物质,性质很难确定。实验室废水水量相对较小,但如果不加处理就外排将对环境造成极大的污染,然而经过调研,发现许多科研实验室对产生的废水仅仅是简单的处理,其至不作任何处理就排放,工业污水的排放量不仅巨大而且处理工程极其简单,根本达不到污水排放的要求。为了进步加强对实验室以及工厂的污水排放管理,研究废水综合治理的方法与处理效果好、技术先进、投资较少的设备势在必行。

    一、工业污水以及实验室废水分类

    工业污水的分类有以下三种:

    第一种是按工业废水中所含主要污染物的化学性质分类,含无机污染物为主的为无机废水,含有机污染物为主的为有机废水。例如电镀废水和矿物加工过程的废水,是无机废水;食品或石油加工过程的废水,是有机废水。

    第二种是按工业企业的产品和加工对象分类,如冶金废水、造纸废水、炼焦煤气废水、金属酸洗废水、化学肥料废水、纺织印染废水、染料废水、制革废水、农药废水、电站废水等。

    第三种是按废水中所含污染物的主要成分分类,如酸性废水、碱性废水、含氰废水、含铬废水、含镉废水、含汞废水、含酚废水、含醛废水、含油废水、含硫废水、含有机磷废水和放射性废水等。

    实验室废水的分类:

    二、实验室废水按污染程度可分为高浓度和低浓度实验室废水。高浓度实验室废水主要成分为液态的失效试剂(废洗液、废有机溶剂、废试剂等),液态的实验废弃产物或中间产物(如各种有机溶剂、离心液,液体副产品等);低浓度实验室废水指实验室过程中排放的浓度与毒性较低的实验用水,以及各种洗涤液(产物或中间产物的洗涤液,仪器或器具的润洗液和洗涤废水等),毒性小,浓度低的废试液,以及用作冷却、加热用途的水。

    根据废水中所含主要污染物性质,可以分为有机和无机实验室废水两大类。无机废水主要含有重金属、重金属络合物,酸碱,氰化物,硫化物,卤素离子以及其他无机离子等。有机废水含有常用的有机溶剂,有机酸,醚类,多氯联苯,有机磷化合物,酚类,石油类,油脂类物质。

    二、废水的处理方法

    1.离子交换法:离子交换法的主要工作状态就是应用离子交换剂与废水中的有害离子进行交换,从而达到消除废水中有害离子的目的。并且其方法应用于重金属废水处理中,还可以回收其中的重金属离子。因此该方法具有治理效果好、可回收有效物质、简单高效的应用优势。但是在实际的废水治理过程中,该方法由于受到交换剂、成本等因素的影响,其废水处理范围极为的有限,而且该方法对废水的预处理要求较高,不适用于大量的废水治理。

    2.反渗透和电渗析法:反渗透和电渗析法在所有的物化处理中,其废水处理效果最佳,并且处理后的水可实现循环应用,但是其使用成本较高,无法适应于大批量的废水处理,该方法应用十分的有限。

    3.电解还原法:上文中已经明确地指出物化处理工艺的主要功能剥离水中的金属离子,因此这些物化处理方法的功效也是消除废水中的金属离子,其中电解还原法主要是消除废水中的阳离子污染。电解还原法的主要工作方法就是利用铁板电极,在直流电的影响过程中,铁板不断溶解出亚铁离子。而且,废水中的氢离子也在不断地减少,使废水中的 pH 值不断地增大,此时的废水呈高碱性,在这样的环境中重金属离子会与废水中的氢氧根离子结合,产生氢氧化物沉淀,也阻止了废水碱性的持续上升,保证了重金属离子的独立。

    并且这些独立的重金属离子会与阳极溶解的 Fe3 +、Fe2 +产生反应形成 Fe(OH)3 和 Fe(OH)2,并且这些物质对于水中的胶体物质能够产生很强的凝聚 性和吸附性,实现净化水质的目的。

    但是采用电解还原法处理水中的废金属离子时,需要大量的电能以及钢材,成本较高。如果在废水中加入适量的食用盐可减少电能的消耗,但也增加了废水中的含盐量,导致处理后的废水不能循环使用。因此电解还原法应用范围十分的有限。

    4.铁盐-石灰法:铁盐-石灰法在废水物化处理中应用的最为广泛,其中不仅可有效处理废水中的镉、铬、砷等污染物,还拥有较高的经济效益,处理成本较低、投资小等特点。在铁盐-石灰法中,也会在废水中产生 Fe(OH)3 和 Fe(OH)2,聚集和吸附水中的胶体物质,并且在消除废水中的镉、铬时,铁盐又可以作为共沉剂使用,并且对废水中的 Cr6+离子也具有很好的处理效果。铁盐-石灰法在应用的过程中产生大量的沉渣,但具有较为广泛的应用范围。

    三、工业污水和实验室废水的处理工艺

    由于废水中含有大量的重金属,如果直接进入焚烧处置,势必会对大气造成污染,因此最终采用了物理化学法来处置该危险废物。物化主要目的是通过物理化学的方法去除废水中 的 色 度、CODcr及 重 金 属,使处理后的水达到GB8978—1996《污水综合排放标准》三级排放标准[9]。通过多次实验比较,其中分别进行了絮凝沉降法、芬顿氧化法、次钠氧化法、亚铁/石灰法絮凝沉降法、脱色剂+絮凝沉降法等各类实验方法。观察出水的情况及数据分析,最终确定采用脱色剂+絮凝沉降+Fenton氧化法。

    废水工艺的设计原理:脱色剂采用杭州银湖化工有限公司季铵型阳离子高分子聚合物,利用其极强的吸附能力,易吸附较大分子的染料分子,通过絮凝沉降达到脱色及去除部分CODcr的效果。但脱色剂本身是高分子聚合物,投加过量时会增加废水中CODcr的含量。因此要选择合适的投加量,既能达到脱水效果,又不会增加废水中CODcr的含量。脱色后的废水呈淡红色,而且CODcr在5g/L,不能直接排放,所以必须进行Fenton氧化,去除剩余的色度及CODcr。

    重金属废水物化处理应用:根据上述设计原则本文以含有重金属离子的生产废水为例,使用物化和生化组合处理工艺。其中物化系统去除重金属离子,物化后的废水进入生化系统(废水进入生化系统时和厂区生活污水一并处理,从而提高B/C比,有利于生化反应。为提高设备利用率,同时减小设备体积,工艺设计拟采用连续工作方式。并且废水来源决定了其水量、水质波动不大,因此物化处理设施前端设置了一个调节池,随后采用了调节pH值、还原、中和、混凝、浓缩沉降,过滤等措施。

    四、结束语

    当前,我国的危险废物处置都还处于发展阶段,其中危险废物处置中心的技术水平参差不齐,并且还存在处置设备利用率不高、运行成本较大以及处理不彻底产生再污染等问题。因此,各危险废物处置中心应该提高现有的处理技术,在保证处理质量的同时,还要结合经济效益。本文简单介绍了废水处理系统中物化处理工艺的运用,旨在提高废水处理效果,实现经济的可持续发展。

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    • 近年来,伴随着经济的发展与人民生活水平的提高,我国农村化进程不断推进,同农村的生活环境也有所改善,但是由于农村的人口基数仍然较大,因此农村生活污水也成为现代化农村建设当中十分艰巨的问题。农村生活污水的排放大部分是通过家庭的化粪池简便地厌氧消化后便直接排放河涌或排放到市政管网后再集中排放到河涌,导致农村水环境日益恶化。本文以农村生活污水处理为研究视角,从农村生活污水的特点出发,分析农村生活污水分散式处理系统、实用技术以及存在问题。 关键词:农村;分散式;污水;技术 1 导言 随着越来越多的城镇污水处理厂的建成和投入运行,相当一部分的城镇污水得到有效收集和处理。由于污水收集管网的建设成本高昂,一部分城镇的村级地区未能铺设管网,造成城镇污水处理厂的进水浓度偏低一些,同时村级地区的生活污水未能得到有效的收集和处理。分散式生活污水成为水体污染的重要污染源之一,污水的分散处理技术已经成为国内外生活污水处理的一种新理念,研究开发一种高效、低耗的分散型生活污水处理系统,对于水资源及环境保护具有重要意义。 2 农村生活污水分散式处理的重要性 2.1 有利于改善居民生活环境 分散处理农村生活污水不仅是农村生活污水集中处理的一种方式,也是进一步改善居民生活环境的一种措施。正确处理农村生活垃圾和生活污水,以及良好的环境影响,分散处理生活污水,不仅有利于规范生活垃圾,而且可以进一步改善居民的生活环境,提升他们的幸福感。进一步推动中国社会经济和人民生活水平的发展。 2.2 农村生活污水分散式处理的正确环境管理,是对居民生命健康负责的体现 伴随着农村现代化进程的不断推进,农村当中不仅仅生活垃圾不断增加,工程建设也会产生大量的污水排放。对于工程建设以及居民生活所排放的废弃有害的污水,应当对其进行及时整治与污水处理。因为废弃的污水当中含有大量的细菌与污染物,以避免因废水直排而造成居民生活的二次利用污水情况,对居民的生活与生命健康带来严重的威胁。 3 农村生活污水主要特点 现如今我国农村地区的居民生活水平有了明显的改善,各种家用电器逐渐成为农村家庭的主力军。所以家庭生活污水呈现出全新的特点。一般情况来讲,农村生活污水可以分为黑水与灰水两大类。灰水就是指厨卫、洗衣的污水,而黑水主要是指粪便以及尿液,和冲厕所时所排出的污水组成。这一类的生活污水具有严重的污染性,其污染物组成如表1所示。 表1 家庭污水组分特征 通过对表1中的数据进行分析可以清晰地发现,在农村日常生活中,灰水的“产量”比较大,但灰水中污染物浓度低,并且经过回收处理之后可以再次利用。而尿液中含有很高的营养成分,通常可以进行单独处理,用于农业生产。粪便对于农村污染非常严重,通常情况下可以直接沤粪成肥,作为将土壤的改良剂。 4 分散式生活污水处理技术 4.1 普通活性污泥法 在人工曝气条件下,污水和各种微生物组分连续混合形成活性污泥。利用活性污泥的生物絮凝、吸附和氧化作用对废水中的有机污染物进行分解和脱除。然后将污泥与水分离,大部分污泥返回曝气池,而其余污泥从活性污泥系统中排出。传统的活性污泥法处理生活污水具有能耗高、剩余污泥多、处理时间长、无冲击性、污泥易膨胀、占地面积大、易受水质和水量影响等优点。 4.2 严格控制农村生活污水不正当的源头 减少农村生活垃圾的排放量是改善农村生活垃圾问题的关键所在,因此应当在生活垃圾的源头上对农村生活垃圾机型一个严格的控制。要提倡居民、工厂与相关的工程建设进行清洁生产,坚持绿色节约的原则,从源头上减少垃圾的产生。对于一次性的消费用品,应当对其进行严格的限制,减少不必要的铺张浪费,从源头上提高居民的勤俭节约与绿色低碳生活的意识,培养生活垃圾减少工作与农村居民息息相关的主人翁意识。只有从源头上严格控制生活垃圾的产生,才能够对农村生活污水分散式处理工作带来质的提高与飞跃。 4.3 分质处理系统 所谓生活污水分质处理系统是指在进行污水处理的过程中,在相关污水产生的源头上对污水进行分类化的收集、处理,对于不同类型的生活污水仅进行分散方式的回收与利用。污水分质处理系统的优点在于可以将污水从源头上就进行分散,进而可以根据不同类型污水所具有的不同特性实现对污水的不同处理。如在粪便输送的过程中不需要使用大量的清水,这样就可以有效减少水资源的浪费,同时降低处理数量以及处理难度,有利于实现资源的回收与再利用。但是这一系统也存在一定的缺陷,那就是污水处理系统在整体上是比较复杂化的,在整个系统中包括收集系统、处理系统、出水系统、回收系统、资源化利用系统等,在使用的过程中比较麻烦,同时成本比较高。 4.4 膜生物反应器 膜生物反应器(MBR)是将膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术。该技术更适合于水量小、水质变化大的情况。膜分离是替代传统生物处理的二沉池。其工作原理是利用生物反应器中的微生物降解污水中大量的有机物。根据蹄分离原理,膜组件截留直径大于膜孔直径的物质,从而获得高质量的废水处理,可以实现HRT和污泥停留时间(SRT)。有效分离。膜生物反应器结合了传统活性污泥生物降解和高效膜截留的共同特征。具有出水水质好、节约土地、处理效率高的特点。MBR系统可用于处理城市污水和其他生活污水。MBR系统的COD能耗比传统工艺高1-2倍。反应器能耗高、膜污染大。运行维护管理费用提高,表明MBR工艺适合于经济发达地区的分散污水处理。 4.5 超滤 超滤是一种具有广阔发展前景的膜分离技术。在一定的压力下,小分子溶质和溶剂可以通过具有一定孔径的特定膜,使得大分子溶质不能通过并停留在膜的一侧,从而使大分子物质得到部分纯化。超滤通过物理分离。它能有效去除水中的悬浮物、胶体、细菌和大分子。超滤技术是一项在水净化、溶液分离、浓缩、废水中有用物质提取、废水净化和回用等方面得到广泛应用的高新技术。它具有工艺简单、不加热、节能、低压操作、占地面积小等特点,并且由于超滤能去除浑浊、所有的细菌、病毒、两种昆虫和藻类,是保证水中微生物安全的最有效的技术。随着超滤膜性能的不断提高和价格的不断降低,国外城市供水逐渐采用超滤与其他水处理技术相结合的方式。 与传统处理相比,膜水处理技术具有出水水质好、稳定性好、占地面积小、自动化程度高、膜装置易于模块化和标准化、维护成本低、可减少混凝量等优点。蚂蚁和后续消毒剂的使用。特别是近年来,膜成本的降低和强抗污染膜材料的出现,促进了超滤膜在饮用水处理中的应用。李桂白院士提出,超滤将成为三代城市饮用水净化技术的核心技术,将是城市饮用水净化技术的一个新的发展方向。 结束语 综上所述,伴随着经济的发展与农村现代化水平的不断提高,居民的生活垃圾不断增多,生活污水排放量增加,尤其需要对生活污水进行分散式的处理。相关部门以及技术人员要深刻意识到提高农村生活污水处理的重要性与必要性,将促进农村经济发展、农民生活水平提升作为根本出发点与最终立足点,整合先进技术、完善生活污水处理系统,切实提高农村生活污水分散式处理水平。 参考文献: [1]谭海威.农村生活污水分散式处理系统与实用技术的思考[J].环境与发展,2018,30(07):66-67. [2]林钊洪.农村生活污水分散型处理组合工艺的选用[J].环境与发展,2018,30(06):83-84.