1化工废水的特点及处理工艺
1.1化工废水的特点
(1)水质成分复杂,由于化学反应过程反应不完全,水中含有副产物以及使用的各种辅料和溶剂等物资;
(2)废水中的污染物浓度高,可生化性一般都比较差;
(3)有毒有害等特征污染物多;如硝基化合物、醛类、苯类、重金属催化剂、盐、酸碱等,本身对菌类有抑制作用或杀菌功能。
(4)有的废水色度较高。
1.2废水处理工艺
(1)物理方法:具体有沉淀、过滤、蒸发、气浮等处理工艺;
(2)化学方法:具体有化学混凝沉淀、氧化还原、催化氧化、电化学等处理工艺;
(3)物化方法:具体有离子交换、萃取、吸附、膜法等;
(4)生物方法:其方法很多,主要是形式上的不同,其处理核心内容为菌种的选育和驯化,使其适应不同的废水;
(5)焚烧:用于高浓、可生化很差的危险废液的处理。
2化工废水全过程治理措施
2.1源头环节控制措施
从源头控制废水和污染物产生的措施有:①企业进园,废水集中治理。进入集中园区的化工企业废水经过预处理,达到接管要求后,排放到园区的污水集中处理设施进行处理。集中处理有利于环保部门对废水的管理。②采取清洁生产措施,实现节水减污;如使用无毒、低毒的原料替代高毒的原料;使用反应周期、时间短、收率高的先进生产工艺;使用一些先进的生产设备和过程控制技术,提高生产效率,提高原料的利用率;原辅料的回收与重复利用,有利于减少废水中的污染物浓度;强化员工的管理和环保意识的培训,也有利于降低污染物的产生。③对废水本身采取清污分流措施。不同的废水采取不同的处理措施,有利于废水的处理或综合利用,降低末端治理的成本。
2.2末端治理措施
2.2.1单一污染物类废水治理
如针对含酚废水,戴猷元等研究和开发了高效的QH系列混合型络合萃取剂,并成功的运用到含酚废水处理工程。杨义燕等采用络合萃取法处理含酚废水,可以使废水中酚类的质量浓度由3500mg/L降低到0.5mg/L。
2.2.2可生化处理类废水治理
(1)化妆品生产废水治理
化妆品生产中产生含有大量的油脂和表面活性剂的废水,水量不大,但COD浓度较高。王炜等采用水解酸化+接触氧化+曝气生物滤池组合工艺处理化妆品生产废水,设计进水ρ(COD)为4000mg/L,ρ(BOD5)为1100mg/L,其中曝气生物滤池对废水进行深度处理。此处理措施可以使废水ρ(COD)降到80mg/L。
(2)乙醛生产废水治理
徐富等采用MIC(多级内循环反应器)+好氧工艺处理乙醛废水。工程处理的乙醛生产废水主要含有甲酸、乙酸和部分没有完全回收的乙醇和其他副产物,废水ρ(COD)为2800~3500mg/L,ρ(BOD5)为1000~1500mg/L,可生化性较好。工程运行表明,MIC(多级内循环反应器)对COD的去除率达到85%,出水ρ(COD)<100mg/L。
可以看出,可生化性较好的化工废水可以直接使用生化处理工艺。
2.2.3高COD、含有毒特征污染物、可生化性差类废水治理
一般医药中间体、硝基苯、苯胺、苯甲酸产品生产废水属于此类废水。
(1)医药中间体(苯硫酚)生产废水治理
杨万东采用了Fe-C+催化氧化+A/O组合工艺处理高浓度医药中间体(苯硫酚)废水。其中Fe-C反应池利用了Fe-C形成原电池原理,可以去除部分有机物以及分解苯、甲苯等特征污染物,催化氧化采用浙江大学环境工程公司的成套设备,氧化剂为ClO2,催化剂为重金属。工程设计处理的高浓进水水质ρ(COD)为45×103mg/L,ρ(BOD)为660mg/L,ρ(苯)为5mg/L,ρ(甲苯)为6.5mg/L,pH值1～2。废水经过Fe-C+催化氧化预处理后,可生化性有所提高,再与其他废水混合后进入A/O段进行生化处理。经过以上组合工艺处理后,出水水质达到GB8979—1996《污水综合排放标准》一级指标。
(2)硝基苯、苯胺、苯甲酸生产废水治理措施
硝基苯、苯胺、苯甲酸产品生产废水COD质量浓度有的高达3×104mg/L,ρ(BOD):ρ(COD)<0.1,含有硝基苯类、苯胺、苯酚等特征污染物。徐续等采用铁炭微电解+Fenton试剂氧化+二级A/O组合工艺对硝基苯、苯胺废水进行处理处理,设计的进水ρ(COD)为5000mg/L。其中Fe-C反应池利用了Fe-C形成原电池原理,可以去除部分有机物以及分解硝基苯类、苯胺、苯酚,催化氧化采用Fenton试剂氧化(Fe2+-H2O2)。工程运行结果表明,采用铁炭微电解+Fenton试剂氧化工艺可以有效的去除有机物,废水可生化性得到提高,二级A/O结合投加活性炭粉末,可以提高污泥的吸附能力,可以提高有机物的处理效率。处理后的出水ρ(COD)<100mg/L。
化工废水中高浓度COD、可生化性差、含有毒物的废水需要预处理工艺来提高废水的可生化性。
2.2.4高浓度COD、高盐类废水治理
环氧树脂生产中排放的废水属于此类废水,其ρ(COD)为1×104～3×104mg/L。含盐量高,ρ(Cl-)在0.7×104～3×104mg/L之间。针对高浓度有机物和高盐的环氧树脂生产废水,孙殿武采用了水解+HCR高负荷好氧+水解+HCR高负荷好氧的组合工艺,工程运行表明,出水ρ(COD)<100mg/L,HCR高负荷好氧系统具有良好的耐盐性。
2.2.5高色度、含有毒特征污染物、可生化性差的废水治理措施
染化料生产废水属于此类废水。色度达4×103倍;无机盐质量分数可达15%～20%,主要是NaCl,Na2SO4,苯系、萘系化合物具有很强的毒性;废水可生化性差ρ(BOD5):ρ(COD)=0.02～0.2。张守健采用铁床+混凝+气浮+活性炭吸附组合工艺设计了染料废水处理工程,工程运行表明,出水ρ(COD)<100mg/L,ρ(苯胺)<0.22mg/L。
3废水资源化治理措施
废水处理措施不仅仅为了达到达标排放的目的。针对不同的废水,在技术可行、经济合理的条件下,可以采取合理的工程措施实现资源化的合理应用。
3.1废水的处理与回用
王秋华等利用物化预处理、水解酸化+接触氧化+超滤+反渗透相结合的工艺处理烧碱与聚氯乙烯生产废水的处理,并将处理后的废水回用于冷却补充水,达到了节水治污的目的。
3.2废液的治理与回收
国内有学者针对国内甘氨酸生产厂家排放的工业废水中含有多种污染物(一定量的氯化铵、少量的乌洛托品及微量的甘氨酸)的特点,采用多效真空降膜蒸发系统兼热泵技术,回收废液中的氯化铵,回收氯化铵后排放的冷凝水进入冷凝水净化系统。此工艺可减少工业废水对环境的污染,有较高的经济效益。废水资源化治理措施可以减少废水的排放,同时能获得一定的经济效益,是今后废水治理的方向,值得广大企业参考和借鉴。
4结论
(1)从源头开始采取措施对化工废水进行控制,能有效减少废水的排放,也便于环保部门的管理。
(2)不同行业的化工废水,排放的特征污染物和有机物的浓度不一样,需要采用不同的治理措施。
(3)废水资源化治理措施可以实现经济效益和环境效益的双赢,是今后废水治理的方向,值得广大企业参考和借鉴。 推荐阅读《活性炭吸附法处理染料废水》