化工廢水處理回用技術

(1)、化工廢水的特性

化工生產,其中特別是精細化工產品(如農藥,染料、醫藥等)生產過程中排出的有機物質,大多都是結構復雜、有毒有害和生物難以降解的物質。因此,化工廢水處理的難度較大。

化工廢水的基本特征如下。

①水質成分復雜,副產物多。反應原料常為溶劑類物質或環狀結構的化合物,增加了廢水的處理難度。

②廢水中污染物含量高。這是由于原料反應不完全和原料或生產中使用的大量溶劑介質進入了廢水體系所引起的。

③有毒有害物質多。精細化工廢水中有許多有機污染物對微生物是有毒有害的,如鹵素化合物、硝基化合物、具有殺菌作用的分散劑或表面活性劑等。

④生物難降解物質多,B/C比低,可生化性差。

⑤含鹽量高,有的高達20%。

近年來我國化工行業的環境污染防治工作取得了較大進展,廢水治理率、排放達標率逐年有所增長。但目前化工行業廢水排放達標率仍不高,對高效、低成本的處理化工廢水新工藝、新技術的研究,仍然是世界各國研究者研究的重點之一。

(2)、化工廢水深度處理技術

化工廢水深度處理的方法有電解法、高級氧化法、萃取法、吸附法、膜分離法等。主要處理對象為難生物降解溶解性有機物。

①電解法 電解法是廢水在直流電作用下,陰、陽兩極分別發生氧化還原反應,使污染物分解為簡單無毒物質的一種方法,它的優點是方便,簡捷。該法耗電較大,主要適用于含鹽最高的電解質溶液?；U水有機質濃度高,通常含鹽量又大,采用生物法或膜法都互相制約,電解法既能適應高有機質,又需要導電性(減少電耗),因而在化工廢水處理中是有優勢的。

微電解技術又稱為內電解法,是廣泛研究與應用的一項廢水處理技術。它采用鐵、炭熔融物(鐵屑)或混合物作填料,利用鐵、炭屑在水中產生的原電池的微小電壓差,完成氧化還原反應,分解廢水(如染料、印染、農藥、制藥等工業廢水)中難生物降解污染物,從而實現大分子有機污染物的斷鏈、發色與助色基團的脫色,提高廢水的可生化性,便于后續生化反應的進行。

②高級氧化法 高級氧化法有紫外光催化氧化及濕法氧化(WO)法等法。紫外光催化氧化處理技術利用TO2等半導體催化劑在300~400m的紫外光照射下,產生光電子空穴和形成羥基自由基等強氧化劑的能力,將廢水中的有機物氧化分解,并最終氧化為CO2和H2O.濕法氧化(WO)法在高溫高壓下,在水溶液中有機物發生氧化反應的處理技術。利用催化劑,用空氣中的氧氣和純氧為氧化劑,可以在較低的溫度和壓力下,使有機物氧化。

③萃取法該法采用與水不互溶但能很好溶解污染物的萃取劑,使其與廢水充分混合接觸,利用污染物在水和溶劑中的溶解度或分配比的不同,達到分離、提取污染物和凈化廢水。萃取劑的重復使用有一定限制,成本也較高,該法主要用于分離提取物有回收利用價值的情況。

④生物固定化細胞技術(簡稱IMC)通過化學或物理手段,將篩選分離出的適宜于降解特定廢水的高效菌株,或通過基因工程技術克隆的特異性菌株進行固定化,使其保持活性并反復利用。固定化細胞技術,由于其諸多的優點:生物處理構筑物中微生物濃度高,反應速度快;固定對某種特定污染物有較強降解能力的酶或微生物,使有毒難降解物質的降解成為可能;固定化技術為生理特性不同的硝化菌、反硝化菌的生長繁殖提供了良好的微環境,使得硝化、反硝化過程可以同時進行,從而提高了生物脫氮的速度和效率;固定化微生物特別是混合菌相當于一個多酶反應器,對成分復雜的有機廢水適應能力強,因而成為近年來化工廢水生物處理領域的研究熱點,并已有工程應用。

⑤吸附法是利用多孔性固體物質作為吸附劑,以吸附劑的表面吸附廢水中的有機污染物的方法,活性炭是常用的一種非選擇性的吸附材料,但是活性炭再生技術尚需工程化大孔樹脂是一種重要的吸附劑,它吸附容量大,不易污染,能有效有機廢水中污染物質,并脫附重復使用,有的脫附物可回收作原料。

新型修飾材料吸附法是一種工藝簡單的水處理技術。經過化學修飾的吸附材料,能選擇性地除去廢水中含N和C等有機物,對于含硝基苯、硝基酚、苯酚、氯代烴等難降解廢水具有很好的水處理效果,材料吸附和解吸速度快、再生性能優良。將該材料成功用于含苯酚廢水處理,用該材料一次處理后的廢水,其硝基苯類化合物、苯酚等可以達到國家一級排放標準,并可以回收硝基酚和苯酚等有價值的化工產品。新型吸附材料具有使用壽命長、操作方便、工藝簡單的優點,達到工業應用的階段。

⑥膜分離法 包括反滲透(RO)、納濾(NF)、超濾(UF)、微濾(MF)、透析(Di-

alysis)、電滲析(ED)以及滲透氣化(PV)等。反滲透是利用“半滲透膜”,完成分離作用。它可以除去水中的溶解固體、大部分溶解性有機物和膠狀物質。超濾和微濾常作為反滲透、納濾的前處理,用于除去雜質及大分子物質。

納濾是納米級孔徑的膜技術,孔徑2~10m。納濾機理屬于壓力滲透溢流過濾,無明顯的濃差極化。其功能是去除相對分子質量小于300的低分子有機物及二價以上離子?？蔀镽O起保護及減輕負荷的作用。由于納濾允許部分鹽分通過膜排除,濃液循環處理不易發生鹽分積累問題,較之反滲透更便于在化工廢水的處理中應用。納濾技術是化工廢水深度處理的一種有前景的方法。

電滲析是在滲析法的基礎上發展起來的一項廢水處理工藝,它在直流電場的作用下,利用陰、陽離子交換膜對溶液中陰、陽離子的選擇透過性,而使溶液中的溶質與水分離的一種物理化學技術。該法處理對象是無機離子。水中有機物會對膜產生污染，需經微濾、超濾預處理。