化工廢水處理技術教學內容

1、化工廢水處理技術化工廢水處理技術盈峰環(huán)境技術部二O一七年五月 目錄化工行業(yè)分類及化工廢水特1.1 .化工行業(yè)分類11.2 化工行業(yè)水質特點1二化工廢水難降解有機污染物,種類2.1 廢水中的難降解有機污染物質2.2.2 廢水中有毒、生物抑制物質2三化工廢水治理思路3.1 化工廢水治理現(xiàn)狀33.2 化工廢水治理思路3.2.1 生產(chǎn)源頭降低排污33.2.2 組合工藝治理3四化工廢水預處理方法4.1 電化學氧化法44.2 催化氧化技術5五化工廢水生物強化技術5.1 高濃度活性污泥法6.5.2 生物增效技術 6.5.3 粉末活性炭法 7六化工廢水深度處理方法6.1 芬頓氧化法 86.2 過濾法 86.3

2、 混凝沉淀法8. .七.化工園區(qū)廢水治理工程實例7.1 蘇北某化學工業(yè)園污水處理工程9、化工行業(yè)分類及化工廢水特點1.1 化工行業(yè)分類按門類分為三類:無機化學工業(yè)，石油化學工業(yè)及精細化工行業(yè)。1.2 化工廢水特點化工廢水定義很廣，農藥廢水，氮肥廢水，化工制藥廢水，化纖廢水，煤化工廢水、石油煉化廢水，采油廢水均屬于化工廢水。化工廢水污染物來源于生產(chǎn)過程中化工原料的不完全反應，反應過程中的副產(chǎn)物以及進入廢水中的產(chǎn)品。 化工生產(chǎn)的多樣性決定其廢水水質特點： 氮、磷類營養(yǎng)物質較多。如化肥，鋼鐵，醫(yī)藥，玻璃制造等生產(chǎn)過程中均排放大量高氨氮廢水。農藥行業(yè)排放高磷廢水。 有機污染物濃度高。 高鹽度。染料工業(yè)

3、，化工農藥，石油煉化等行業(yè)排放高含鹽廢水。 毒性及生物抑制性。石油化工，化肥等行業(yè)廢水排放中含硫化物，酚類化合物，多環(huán)芳烴，多氯聯(lián)苯，氰化物，重金屬。 . PH 值不穩(wěn)定。自 2008年開始越來越多的化工企業(yè)進駐化工園區(qū)，由零散生產(chǎn)走向集中。廢水處理模式也改為-先由企業(yè)預處理至接管排放標準，再由管網(wǎng)收集后送至化工園區(qū)污水處理廠，最終由污水處理廠處理至達標排放。各類化工廢水集中后，水質將變得更復雜。二、化工廢水中難降解物質，有毒、生物抑制性物質5.1 難降解有機污染物1989年 4月環(huán)境保護總局發(fā)布適合我國國情的“水中優(yōu)先控制污染物”名單，俗稱“黑名單”，黑名單包括了14大類68種化學污染物，其

4、中有機物58種?；U水中性質復雜有機物“身現(xiàn)”其中。 .多環(huán)芳姓類化合物難生物降解物質，常見于石油化工廢水中。 .雜環(huán)類化合物化工廢水中常見污染物，難于生物降解，出現(xiàn)于石油化工及焦化廢水，染 料廢水，橡膠廢水，農藥廢水及化工制藥廢水。 .有機合成高分子物質常見于合成農藥，合成染料，合成洗滌劑生產(chǎn)廢水中。 .有機氯化物常見于農藥化工廢水。2.2具有生物抑制性，有毒物質 .氯代芳香族化合物代表物有二嗯英，多氯聯(lián)苯，多見于染料廢水，農藥廢水及染料中間體加 工廢水。不僅難于生物降解，且具有毒性及“三致”作用（致癌，致畸，致基因 突變），是一種污面很廣的難降解污染物。 .芳香族硝基化合物見于殺蟲劑、炸

5、藥、染料及其他化工產(chǎn)品的生產(chǎn)。 .芳香胺類化合物代表物有苯胺，廣泛應用于印染、塑料、油漆、農藥和醫(yī)藥等工業(yè)，屬于有 毒及“三致”物質 .有機鼠類化合物，出現(xiàn)于石油化工，人造纖維廢水中。 .酚類化合物常見氯代酚，硝基酚有一類別的無機物，高濃度時對微生物有生物抑制作用，如氨氮(<200mg/L)含鹽量(<1%),硫化物(S2-<30mg/L)，硫酸鹽(<1000mg/L),氯離子(<4000mg/L),石油類(<50mg/L)三、化工廢水治理思路3.1 化工廢水治理現(xiàn)狀整體來說，目前化工廢水處理技術落后于蓬勃發(fā)展的化工業(yè)生產(chǎn)。主要在于化工廢水的復雜性，加上人們對

6、特殊污染物質的治理手段研究不夠，生化法一類常規(guī)處理手段的效果有限，造成很多化工企業(yè)難以做到達標排放。3.2 化工廢水治理思路3.2.1 生產(chǎn)源頭降低排污包括兩方面： 生產(chǎn)企業(yè)實行清潔生產(chǎn)，提倡使用低毒無毒生產(chǎn)原料，提高原料利用率，實行廢物利用，從生產(chǎn)過程中降低污染物排放。 .企業(yè)內部預處理。園區(qū)企業(yè)需要對廢水進行預處理，水質達到接管標準，才能排入園區(qū)下水管網(wǎng)。預處理水污染控制的重要環(huán)節(jié)，廠內預處理因水量小，水質相對單一，技術難度和處理投資成本相對較低。預處理應采取：“清污分流，分質處理，重點觀注”的原則。除了關注簡單指標如COD,懸浮物，PH值，通過相應處理調整。對于化工生產(chǎn)廢水中有毒，有生物

7、抑制性的特征污染物，應在廠內預處理段單獨收集，重點處理。3.2.2 組合工藝處理工業(yè)廢水處理工程，采用組合處理工藝仍是通行做法。預處理+生物處理+深度處理仍是常見模式。好的處理工藝應具備這樣的特點 生化處理因運行成本低，產(chǎn)生二次污染少，應始終作為處理工藝中的主角； 盡量提高生化段效率，降低預處理及深度處理段負荷，以節(jié)省運行成本。預處理是對生化處理的保護，目的仍是保證生化段運行。通過預處理段對水質調整，難降解物質減少或者消除，可生化性提高。深度處理是生化處理的補充，通過混凝沉淀，過 濾，高級氧化等工藝進一步降低殘留的 COD,懸浮物。四化工廢水預處理技術生產(chǎn)企業(yè)里預處理的目標是水質達到接管標準；

8、工作方向是消減污染物質濃度，消除廢水中有毒，有害物質。集中式污水廠預處理，因污染物濃度已大幅降低，其預處理應更多觀注難生物降解物質的處理，提高廢水可生化性，保障后段生化系統(tǒng)運行。預處理方法有中和調節(jié)，混凝沉淀，隔油，氣浮，高級氧化，吸咐，電解，萃取，微電解，膜分離，過濾等。4.1 電化學氧化法此法在化工廢水預處理中已有較多應用。其原理是為：陽極發(fā)生氧化反應產(chǎn)生強氧化劑（如氯氣，次氯酸），強氧化劑使難降解有機物分子結構發(fā)生改變，轉化結構更簡單的物質，從而提高廢水可生化性。與濕式氣化法，臨界氧化法需要高溫高壓的反應條件不同，電解氧化法常溫常壓即能進行，能量效率高，不產(chǎn)生二次污染，被稱為清潔處理工藝

9、。浙江麗水某化工廠，主要生產(chǎn)以苯硫酚為代表的醫(yī)藥中間體，生產(chǎn)過程中有多股高濃廢水和大量沖洗廢水排放。原水B/C=0.015，含苯5mg/L,甲苯5.6mg/L,預處理采用鐵碳微電解+催化氧化法，經(jīng)過預處理 B/C由0.015提升 至 0.15。:.灰池 :扎他爆水:泵風機I:j石灰j濃愎水0調節(jié)池上包丁及池卜.邛帚忘卜泵；4水質調整池催化氧化塔泵，中間水加 板框樂濾機： 一1一L污泥外運：Yt化劑:風機泉a A/。池 一* 沉池 一*出水t污泥衍1一）剩余污漢聶浙江麗水某化工廠污水處理流程圖4.2催化氧化技術催化氧化技術包括光催化氧化法，臭氧催化氧化法，光催化氧化法通過紫外光激發(fā)氧化，促使 O

10、2, H2O2離解出OH-自由基，在預 處理中能分解多氯聯(lián)苯，氯代有機物等。臭氧催化氧化法，起作用的仍然是 OH-自由基，OH-自由基是最活躍的氧化 劑之一，反應速度快，能無選擇性地與有機污染物反應，破壞其分子結構，甚 至完全消解。臭氧氧化法可用于預處理段，也可用于深度處理段。臭氧對有機物的氧化 效果很好。缺點是要配備專業(yè)的臭氧發(fā)生設備，反應后的尾氣需要收集處理。工程上臭氧的發(fā)生與處理裝置還存在低效，價高的問題。五.化工廢水生物強化技術生物處理法具有效率穩(wěn)定，運行成本低，技術成熟的特點，目前仍然是工業(yè)污水處理首選方法；化工廢水生物處理仍沿用厭氧+好氧的組合模式。常見厭氧工藝有水解酸化池，脈沖厭

11、氧流化床,UASB, 厭氧膨脹顆粒污泥床,IC等；厭氧按厭氧代謝深入程度分為初級厭氧和深度厭氧，水解酸化即是一 種初級厭氧，微生物為水解菌，酸化菌，主要為提高廢水B/C,并不追求COD去除率。深度厭氧如脈沖流化床，IC 等，產(chǎn)甲烷菌將初級厭氧產(chǎn)物如有機酸，有機醇分解為甲烷，二氧化碳和水，有機物得到徹底無機化，可獲得較高的COD 去除率。好氧工藝為活性污泥法，生物接解氧化法。具體有氧化溝，AO， A2O,SBR,曝氣生物濾池等，為獲得好的效果，常輔助使用一些生物強化技術。5.1 高濃度活性污泥法普通活性污泥法污泥濃度24g/L,高濃度活性污泥法保持在 510g/L水平特點是高生物量，低負荷，很少

12、或者不排剩余污泥。通過高污泥濃度，高泥齡，使世代期長，比增長速率很小，能分解難降解有機物的微生物有了留存于系統(tǒng)中的可能，為好氧菌對難降解物質的分解成為可能。高污泥濃度增加二沉池進水的固體負荷，高泥齡又引發(fā)活性污泥沉降性能的降低，代價是二沉池沉淀效果降低，這限制了高濃度活性污泥法的應用。直到 MBR 生物膜出現(xiàn)，為高濃度活性污泥法的應用提供了條件，它以半透膜選擇透過性實現(xiàn)泥水分離，將 SRT與HRT完全分開，污泥濃度平均達到912g/L。5.2 生物增效技術生物增效技術是工業(yè)廢水處理領域很實用技術，已有許多難處理工業(yè)廢水治理的成功案例。技術原理是實驗室篩選培育出能降解某種特定污染物質的菌株或降解

13、特定污染物的生物酶，并配以生物工程大規(guī)模生產(chǎn)成為商品，在污水日常運行中定期投放生化系統(tǒng)中，人為改變生化系統(tǒng)微生物菌落結構，使生化系 統(tǒng)具有降解某種特定污染物的能力。普通生物處理微生物菌群是通過自然篩選建立的，而生物增效則是通過外力 投加補充，強制建立適應水質的微生物菌群，目的在于提高復雜廢水生化系統(tǒng) 去除率。該方法適宜于處理含有難降解物質的廢水。湖南駿*漿紙責任有限公司是一家年產(chǎn) 40萬噸漂白硫酸鹽漿板的制漿企業(yè) ,08年建成一套3.5萬噸/天污水處理設施，主要處理工藝為：初沉池 -AB法- -淺層氣浮，A段為缺氧吸附段，B段為氧化溝，進水水質 COD三1500mg/L, BOD三400mg/

14、L,出水以約定標準 COD三400mg/L, BOD三250mg/L送至園區(qū)污 水處理廠集中處理。該企業(yè)原水污染物以難生物降解物的木質素，纖維素等為主。存在生化段 去除率偏低，氣浮段運行成本高的問題。夏季氧化溝水溫超過43度，污泥難以沉降，氣浮段運行難度很高。氧化溝于 20132015年采取生物增效強化措施， 以在線生物增效技術，通過連續(xù)向回流污泥投放生物促生劑，夏季投放耐高溫 菌種，促進氧化溝生物菌群活性增強，獲得了預期的效果，生化段 COD去除率 達到78%生化污泥沉降性能恢復，個別時段二沉池出水即能達到排放標準。5.3 粉末活性炭法將活性炭配成碳漿連續(xù)投放于活性污泥系統(tǒng)進水端，在初期吸咐

15、段，利用粉 末活性炭優(yōu)良的吸附能力，吸咐大量污染物積聚在其外表面，降低混合液中有毒難降解物質濃度，從而減輕有毒物質對微生物的抑制作用。在氧化階段，好氧菌消解活性炭表面吸咐的有機物使活性炭得以再生。二沉池泥水分離后，活性炭隨回流污泥返回好氧池。粉末活性炭法在化工廢水中處理中出現(xiàn)較多應用，該技術上海化學園區(qū)污水處理廠，江蘇泰興化工開發(fā)區(qū)污水處理廠、上海桃浦污水處理廠等污水處理項目都有良好表現(xiàn)。六化工廢水深度處理技術深度處理是對生化處理出水水質的強化。深度處理也常用組合工藝，常用方法有混凝沉淀、氣浮、高級氧化、吸附、膜分離工藝等。大型污水項目常用到混凝沉淀，過濾，高級氧化。吸附、電解、膜分離適用于小

16、水量的工程。6.1 芬頓氧化工藝芬頓氧化法原理為：酸性條件下以Fe2+為催化劑，促使H2O2離解出OH- 自由基,OH-自由基具有很強的氧化性，能無選擇地與廢水中有機物質反應，將 有機物徹底氧化二氧化碳和水。芬頓氧化工藝即可用于預處理也可用于深度處理, 用于深度處理段，最后消解頑固的溶解性COD。芬頓氧化工藝的優(yōu)點是 COD去降率高，對反應條件，設備要求不高，缺點是操作較復雜，污泥量多，運行成本高，需考慮構筑物與設備防腐。6.2 過濾技術過濾法常用于降低污水中SS,并對總磷去除有幫助。深度處理常用過濾工藝有 V 型濾池， D 型濾池，濾布轉盤濾池，精密過濾機等。均能取得出水SS濃度低于10mg/L,個別能達到5mg/L的水平，6.3 混凝沉淀混凝沉淀法是污水處理常見方法。鐵鹽，鋁鹽水解后產(chǎn)生大量不穩(wěn)定的氫氧化物絮狀物，通過電性中和和吸咐架橋作用，使廢水中以膠體狀態(tài)存在的大 分子有機物質脫穩(wěn)變成固狀物，自廢水中析出?；炷恋砉に嚰纯捎糜陬A處理段，也可用于深度處理段。具有技術成熟，操作簡便，去除率較高，設備要求低的優(yōu)點。缺