工業(yè)廢水處理的工藝原則及問題PPT課件

1、湛含輝教授簡介 中國礦業(yè)大學(xué)環(huán)測學(xué)院教授，博士，博士后，博士生導(dǎo)師，主要從事礦物加工工程、環(huán)境工程、化學(xué)工程等領(lǐng)域的研究工作，國內(nèi)礦物加工領(lǐng)域第一個(gè)博士后，在工業(yè)廢水處理關(guān)鍵技術(shù)及其設(shè)備開發(fā)、混凝理論及其技術(shù)設(shè)備開發(fā)、膜技術(shù)及膜材料、混凝藥劑的合成及其產(chǎn)品開發(fā)、膜錯(cuò)流技術(shù)及其膜清洗技術(shù)等領(lǐng)域具有二十多年的研究積累。u 主持主持國家自科基金項(xiàng)目4個(gè)；主持主持科技部項(xiàng)目1個(gè)；主持主持省重大專項(xiàng)1個(gè)；主持主持省重點(diǎn)自科基金項(xiàng)目1個(gè)，主持主持省自科基金項(xiàng)目3個(gè)。u 主持主持較大橫向項(xiàng)目29個(gè)；發(fā)明專利20項(xiàng)，實(shí)用新型專利21項(xiàng)；通過鑒定項(xiàng)目5個(gè)，省、市級獲3個(gè)。u 主編著主編著二次流原理、流體力化學(xué)原

2、理；發(fā)表學(xué)術(shù)論文150余篇。u 郵箱：第1頁/共21頁報(bào)告提綱 背景 工業(yè)廢水特點(diǎn) 工業(yè)廢水處理方法 工業(yè)廢水處理工藝原則 工業(yè)廢水處理中存在問題 結(jié)論第2頁/共21頁1.背景第3頁/共21頁1.背景2006-2015年我國工業(yè)廢水排放量統(tǒng)計(jì)圖單位（億噸）第4頁/共21頁1.背景生活污水處理一般經(jīng)過：一級處理（格柵、調(diào)節(jié)池、沉沙池、初沉池（沉淀池）等；二級處理（生化處理為主）；三級處理（三級處理是污水的深度處理，它包括營養(yǎng)物的去除和通過加氯、紫外輻射或臭氧技術(shù)對污水進(jìn)行消毒）。好氧處理好氧處理第5頁/共21頁2.工業(yè)廢水特點(diǎn)工業(yè)廢水特點(diǎn)：水質(zhì)成分復(fù)雜，難降解，有毒，量大。v 工業(yè)廢水分類通常有

3、以下三種:第一種是按工業(yè)廢水中所含主要污染物的化學(xué)性質(zhì)分類,分為有機(jī)和無機(jī)廢水。第二種是按工業(yè)企業(yè)的產(chǎn)品和加工對象分類,如冶金廢水、造紙廢水、煉焦煤氣廢水等。第三種是按廢水中所含污染物的主要成分分類,如酸性廢水、堿性廢水等。前兩種分類法不涉及廢水中所含污染物的主要成分,也不能表明廢水的危害性。第三種分類法,明確地指出廢水中主要污染物的成分,能表明廢水一定的危害性。v 是指工業(yè)生產(chǎn)過程中產(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、中間產(chǎn)物以及生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污染物。第6頁/共21頁3.工業(yè)廢水處理方法1998-2015 ISI數(shù)據(jù)庫中關(guān)于industrial wastewater tre

4、atment發(fā)表文章和引文數(shù)第7頁/共21頁 物理法：通過物理或機(jī)械作用分離或回收廢水中不溶解的呈懸浮狀態(tài)的污染物的廢水處理方法,其處理過程不改變污染物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。物理法廢水處理技術(shù)通常有調(diào)節(jié)、篩濾、過濾、沉淀、浮力浮上、離心分離、磁分離等。 化學(xué)法：化學(xué)法是通過加入化學(xué)物質(zhì),使其與廢水中的污染物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)來分離、去除、回收廢水中呈溶解、膠體狀態(tài)的污染物或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為無害物質(zhì)的廢水處理方法。 物理化學(xué)法：物理化學(xué)法是利用傳質(zhì)原理處理或回收利用廢水的技術(shù)方法。 生物法：利用微生物厭氧和好氧代謝降解有機(jī)分子。3.工業(yè)廢水處理方法第8頁/共21頁3.工業(yè)廢水處理工藝原則工業(yè)廢水處理工藝原則工業(yè)廢

5、水好氧預(yù)處理特殊處理共性處理厭氧處理第9頁/共21頁3.工業(yè)廢水處理工藝原則工業(yè)廢水處理工藝原則第10頁/共21頁 特殊處理：3.工業(yè)廢水處理工藝原則工業(yè)廢水處理工藝原則u 難降解有機(jī)廢水是指工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含有難降解有機(jī)物的廢水，這些難降解有機(jī)物在生物處理過程中不能被微生物降解或在任何環(huán)境條件下不能以足夠快的速度降解而累積在環(huán)境中，包括多環(huán)芳烴、雜環(huán)類化合物、氯代芳香族化合物、有機(jī)氰化合物、含氮化合物、合成農(nóng)藥、合成染料及合成洗滌劑等。難降解有機(jī)廢水主要來源于印染、焦化、石油化工、精細(xì)化工、食品、發(fā)酵、造紙、制藥、屠宰、皮革、橡膠及紡織等行業(yè)。第11頁/共21頁廢水萃取器I萃取器II萃取

6、器回收器萃取劑+吸收劑水相絡(luò)合相絡(luò)合相水相有機(jī)化合物萃取劑回收絡(luò)合萃取回收某有機(jī)溶劑工藝流程圖u萃取法具有效率高、操作簡單、投資較少等特點(diǎn)。特別是基于可逆絡(luò)合反應(yīng)的萃取分離方法，對極性有機(jī)稀溶液的分離具有高效性和選擇性，在難降解有機(jī)廢水的處理方面具有廣闊的應(yīng)用前景。 特殊處理：3.工業(yè)廢水處理工藝原則工業(yè)廢水處理工藝原則第12頁/共21頁氣浮法氣浮法，是污水中固液分離或液液分離的技術(shù)，是工業(yè)廢水處理的典型方法之一。氣浮法用于從廢水中去除密度小于1g/ml 的懸浮物、油類和脂肪等，并用于污泥的濃縮。法有很強(qiáng)的適用性，分離含油廢水中的懸浮油和乳化油；分離以分子或離子狀態(tài)存在的物質(zhì)，如重金屬離子、表

7、面活性物質(zhì)等；代替沉淀池，利用氣浮法可濃縮剩余污泥；分離回收工業(yè)廢水中的有用物質(zhì)，如造紙廢水中的紙漿等。3.工業(yè)廢水處理工藝原則工業(yè)廢水處理工藝原則v共性處理第13頁/共21頁 共性處理3.工業(yè)廢水處理工藝原則工業(yè)廢水處理工藝原則1987年Gaze等人提出了高級氧化法高級氧化法（Advanced Oxidation processible, 簡稱AOPs)，它克服了普通氧化法存在的問題，并以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)越來越引起重視。高級氧化技術(shù)的基礎(chǔ)在于運(yùn)用光輻照、電、聲、催化劑，有時(shí)還與氧化劑結(jié)合，在反應(yīng)中產(chǎn)生活性極強(qiáng)的.OH自由基，再通過自由基與有機(jī)化合物之間的加合、取代、電子轉(zhuǎn)移、斷鍵等，使水體中的大

8、分子，難降解有機(jī)物氧化降解成低毒或無毒的小分子物質(zhì)，甚至直接降解成CO2和H2O，接近完全礦化。第14頁/共21頁3.工業(yè)廢水處理工藝原則工業(yè)廢水處理工藝原則鐵碳微電解法是基于化學(xué)原理，將兩種具有不同電極電位的金屬或金屬和非金屬直接接觸在一起，浸沒在傳導(dǎo)性的電解質(zhì)溶液中，形成原電池，利用其周圍形成的電場效應(yīng)，使溶液中的膠體粒子向相反電荷的電極移動，進(jìn)行附聚并沉積到電極上，同時(shí)電極反應(yīng)生成的產(chǎn)物能與溶液中的許多物質(zhì)起化學(xué)反應(yīng)，達(dá)到去除污染物的目的。 共性處理微電解法工藝流程圖第15頁/共21頁 厭氧處理3.工業(yè)廢水處理工藝原則工業(yè)廢水處理工藝原則W,W.Eckenfelder把厭氧發(fā)酵過程分為四

9、個(gè)階段:水解階段、酸化階段、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段和甲烷化階段。水解階段：復(fù)雜大分子有機(jī)物通過厭氧菌和兼氧菌胞外酶的作用轉(zhuǎn)化為簡單的可溶性小分子。如多糖(淀粉)水解為單糖，蛋白質(zhì)分解為肽和氨基酸等。酸化階段：兼性或?qū)Ｐ缘漠a(chǎn)酸菌將水解產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為短鏈有機(jī)酸(五碳以下)、醇、醛等中性化合物，并且有H2、CO2、H2S、NH3產(chǎn)生，有機(jī)酸的大量產(chǎn)生使PH有下降的趨勢。產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段：在產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌的作用下，酸化階段產(chǎn)生的2個(gè)碳鏈以上的短鏈脂肪酸(鹽)、醇、醛等物質(zhì)轉(zhuǎn)化為乙酸鹽，同時(shí)產(chǎn)生H2。甲烷化階段：專性厭氧的產(chǎn)甲烷菌將前幾階段產(chǎn)生的乙酸(鹽)、H2、CO2及少量的甲酸、甲醇等物質(zhì)轉(zhuǎn)化為CH4和CO2。第1

10、6頁/共21頁復(fù)雜高分子化合物的厭氧降解過程3.工業(yè)廢水處理工藝原則工業(yè)廢水處理工藝原則 厭氧處理第17頁/共21頁4 工業(yè)廢水處理中存在問題 技術(shù)問題技術(shù)問題：一種工業(yè)生產(chǎn)過程可以排出不同性質(zhì)的廢水，一種廢水又可能含有一種工業(yè)生產(chǎn)過程可以排出不同性質(zhì)的廢水，一種廢水又可能含有不同的污染物和不同的污染效應(yīng)；即使一套生產(chǎn)裝置排出的廢水，也可能含有不同的污染物和不同的污染效應(yīng)；即使一套生產(chǎn)裝置排出的廢水，也可能含有幾種污染物。同樣，在不同的工業(yè)企業(yè)，雖然產(chǎn)品、原料和加工過程截然不同，幾種污染物。同樣，在不同的工業(yè)企業(yè)，雖然產(chǎn)品、原料和加工過程截然不同，也可能排出性質(zhì)類似的廢水。如煉油廠、化工廠和煉焦煤氣廠等，均可能排放也可能排出性質(zhì)類似的廢水。如煉油廠、化工廠和煉焦煤氣廠等，均可能排放含油、含酚等物質(zhì)的廢水，需要全面考慮，并含油、含酚等物質(zhì)的廢水，需要全面考慮，并注重效率高，經(jīng)濟(jì)可行注重效率高，經(jīng)濟(jì)可行。 管理問題：管理問題：偷排問題，守法成本高問題，處理規(guī)模不經(jīng)濟(jì)問題。偷排問題，守法成本高問題，處理規(guī)模不經(jīng)濟(jì)問題。 政策問題：政策問題