化工廢水處理技術(shù)

1、.化工廢水處理技術(shù)盈峰環(huán)境技術(shù)部二O一七年五月 目錄1 化工行業(yè)分類及化工廢水特 1.1.化工行業(yè)分類. . .1 1.2化工行業(yè)水質(zhì)特點(diǎn).12 化工廢水難降解有機(jī)污染物,種類 2.1廢水中的難降解有機(jī)污染物質(zhì). .2. 2.2廢水中有毒、生物抑制物質(zhì).23 化工廢水治理思路 3.1化工廢水治理現(xiàn)狀. .3 3.2化工廢水治理思路 3.2.1生產(chǎn)源頭降低排污 . 3 3.2.2組合工藝治理.34 化工廢水預(yù)處理方法 4.1電化學(xué)氧化法.4 4.2催化氧化技術(shù). .55 化工廢水生物強(qiáng)化技術(shù) 5.1高濃度活性污泥法.6. 5.2生物增效技術(shù) .6. 5.3粉末活性炭法.7 6 化工廢水深度處理方

2、法 6.1芬頓氧化法.8 6.2過濾法.8 6.3混凝沉淀法. 8.七.化工園區(qū)廢水治理工程實(shí)例 7.1蘇北某化學(xué)工業(yè)園污水處理工程.9 .一、化工行業(yè)分類及化工廢水特點(diǎn) 1.1化工行業(yè)分類 按門類分為三類:無機(jī)化學(xué)工業(yè)，石油化學(xué)工業(yè)及精細(xì)化工行業(yè)。 1.2化工廢水特點(diǎn)化工廢水定義很廣，農(nóng)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(yīng)，反應(yīng)過程中的副產(chǎn)物以及進(jìn)入廢水中的產(chǎn)品。 化工生產(chǎn)的多樣性決定其廢水水質(zhì)特點(diǎn)：氮、磷類營養(yǎng)物質(zhì)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(nóng)藥

3、行業(yè)排放高磷廢水。有機(jī)污染物濃度高。高鹽度。染料工業(yè)，化工農(nóng)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(jìn)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(yù)處理至接管排放標(biāo)準(zhǔn)，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(dá)標(biāo)排放。各類化工廢水集中后，水質(zhì)將變得更復(fù)雜。2、 化工廢水中難降解物質(zhì)，有毒、生物抑制性物質(zhì) 2.1難降解有機(jī)污染物1989年4月環(huán)境保護(hù)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

4、”，黑名單包括了14大類68種化學(xué)污染物，其中有機(jī)物58種?；U水中性質(zhì)復(fù)雜有機(jī)物“身現(xiàn)”其中。 .多環(huán)芳烴類化合物 難生物降解物質(zhì)，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(nóng)藥廢水及化工制藥廢水。 .有機(jī)合成高分子物質(zhì)常見于合成農(nóng)藥，合成染料，合成洗滌劑生產(chǎn)廢水中。 .有機(jī)氯化物 常見于農(nóng)藥化工廢水。2.2具有生物抑制性，有毒物質(zhì) .氯代芳香族化合物 代表物有二噁英，多氯聯(lián)苯，多見于染料廢水，農(nóng)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

5、降解污染物。 .芳香族硝基化合物 見于殺蟲劑、炸藥、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(yīng)用于印染、塑料、油漆、農(nóng)藥和醫(yī)藥等工業(yè)，屬于有毒及“三致”物質(zhì) .有機(jī)氰類化合物， 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(jī)物，高濃度時(shí)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）3、 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(shù)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(fù)雜性

6、，加上人們對特殊污染物質(zhì)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(dá)標(biāo)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(shí)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(shí)行廢物利用，從生產(chǎn)過程中降低污染物排放。.企業(yè)內(nèi)部預(yù)處理。園區(qū)企業(yè)需要對廢水進(jìn)行預(yù)處理，水質(zhì)達(dá)到接管標(biāo)準(zhǔn)，才能排入園區(qū)下水管網(wǎng)。預(yù)處理水污染控制的重要環(huán)節(jié)，廠內(nèi)預(yù)處理因水量小，水質(zhì)相對單一，技術(shù)難度和處理投資成本相對較低。預(yù)處理應(yīng)采?。骸扒逦鄯至鳎仲|(zhì)處理，重點(diǎn)觀注”的原則。除了關(guān)注簡單指標(biāo)如COD,懸浮物，PH值，通過相應(yīng)處理調(diào)整。對于化工生產(chǎn)廢水中有

7、毒，有生物抑制性的特征污染物，應(yīng)在廠內(nèi)預(yù)處理段單獨(dú)收集，重點(diǎn)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(yù)處理+生物處理+深度處理仍是常見模式。好的處理工藝應(yīng)具備這樣的特點(diǎn)生化處理因運(yùn)行成本低，產(chǎn)生二次污染少，應(yīng)始終作為處理工藝中的主角；盡量提高生化段效率，降低預(yù)處理及深度處理段負(fù)荷，以節(jié)省運(yùn)行成本。預(yù)處理是對生化處理的保護(hù)，目的仍是保證生化段運(yùn)行。通過預(yù)處理段對水質(zhì)調(diào)整，難降解物質(zhì)減少或者消除，可生化性提高。深度處理是生化處理的補(bǔ)充，通過混凝沉淀，過濾，高級氧化等工藝進(jìn)一步降低殘留的COD，懸浮物。四化工廢水預(yù)處理技術(shù) 生產(chǎn)企業(yè)里預(yù)處理的目標(biāo)是水質(zhì)達(dá)到接管標(biāo)

8、準(zhǔn)；工作方向是消減污染物質(zhì)濃度，消除廢水中有毒，有害物質(zhì)。集中式污水廠預(yù)處理，因污染物濃度已大幅降低，其預(yù)處理應(yīng)更多觀注難生物降解物質(zhì)的處理，提高廢水可生化性，保障后段生化系統(tǒng)運(yùn)行。預(yù)處理方法有中和調(diào)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(xué)氧化法此法在化工廢水預(yù)處理中已有較多應(yīng)用。其原理是為：陽極發(fā)生氧化反應(yīng)產(chǎn)生強(qiáng)氧化劑（如氯氣，次氯酸），強(qiáng)氧化劑使難降解有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)更簡單的物質(zhì)，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(yīng)條件不同，電解氧化法常溫常壓即能進(jìn)行，能量效率高，不產(chǎn)生二次污染，被稱為清潔處理工

9、藝。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(yù)處理采用鐵碳微電解+催化氧化法，經(jīng)過預(yù)處理B/C由0.015提升至0.15。 浙江麗水某化工廠污水處理流程圖4.2催化氧化技術(shù)催化氧化技術(shù)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O2，H2O2離解出OH-自由基，在預(yù)處理中能分解多氯聯(lián)苯，氯代有機(jī)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(yīng)速度快，能無選擇性地與有機(jī)污染物反應(yīng)，破壞其分子結(jié)構(gòu)，甚至完全消解。臭

10、氧氧化法可用于預(yù)處理段，也可用于深度處理段。臭氧對有機(jī)物的氧化效果很好。缺點(diǎn)是要配備專業(yè)的臭氧發(fā)生設(shè)備，反應(yīng)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(jià)高的問題。五 化工廢水生物強(qiáng)化技術(shù)生物處理法具有效率穩(wěn)定，運(yùn)行成本低，技術(shù)成熟的特點(diǎn)，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

11、氧產(chǎn)物如有機(jī)酸，有機(jī)醇分解為甲烷，二氧化碳和水，有機(jī)物得到徹底無機(jī)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(qiáng)化技術(shù)。 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(diǎn)是高生物量，低負(fù)荷，很少或者不排剩余污泥。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(jī)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(zhì)的分解成為可能。高污泥濃度增加二沉池進(jìn)水的固體負(fù)荷，高泥齡又引發(fā)活性污泥沉降性能的降低，代價(jià)是二沉池沉

12、淀效果降低，這限制了高濃度活性污泥法的應(yīng)用。直到MBR生物膜出現(xiàn)，為高濃度活性污泥法的應(yīng)用提供了條件，它以半透膜選擇透過性實(shí)現(xiàn)泥水分離，將SRT與HRT完全分開，污泥濃度平均達(dá)到912g/L。 5.2生物增效技術(shù) 生物增效技術(shù)是工業(yè)廢水處理領(lǐng)域很實(shí)用技術(shù)，已有許多難處理工業(yè)廢水治理的成功案例。技術(shù)原理是實(shí)驗(yàn)室篩選培育出能降解某種特定污染物質(zhì)的菌株或降解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(yùn)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(jié)構(gòu)，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(bǔ)充，強(qiáng)制建

13、立適應(yīng)水質(zhì)的微生物菌群，目的在于提高復(fù)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(zhì)的廢水。湖南駿漿紙責(zé)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(shè)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(jìn)水水質(zhì)COD1500mg/L, BOD400mg/L,出水以約定標(biāo)準(zhǔn)COD400mg/L, BOD250mg/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(zhì)素，纖維素等為主。存在生化段去除率偏低，氣浮段運(yùn)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(yùn)行難度很高。氧化溝于20132

14、015年采取生物增效強(qiáng)化措施，以在線生物增效技術(shù)，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(jìn)氧化溝生物菌群活性增強(qiáng)，獲得了預(yù)期的效果，生化段COD去除率達(dá)到78%，生化污泥沉降性能恢復(fù)，個(gè)別時(shí)段二沉池出水即能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。 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(jìn)水端，在初期吸咐段，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(zhì)濃度，從而減輕有毒物質(zhì)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(jī)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(yīng)用

15、，該技術(shù)上海化學(xué)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(xiàng)目都有良好表現(xiàn)。六化工廢水深度處理技術(shù) 深度處理是對生化處理出水水質(zhì)的強(qiáng)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(xiàng)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(qiáng)的氧化性，能無選擇地與廢水中有機(jī)物質(zhì)反應(yīng)，將有機(jī)物徹底氧化二氧化碳和水。芬頓氧化工藝即可用于預(yù)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(diǎn)是COD去降率高，對反應(yīng)條件，設(shè)備要求不高，缺點(diǎn)是操作較復(fù)雜，污泥量多，運(yùn)行成本高，需考慮構(gòu)筑物與設(shè)備防腐。6.2過濾技術(shù) 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(zhuǎn)盤濾池，精密過濾機(jī)等。均能取得出水SS濃度低于10mg/L,個(gè)別能達(dá)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(jī)物質(zhì)脫穩(wěn)變成固狀物，自廢水中析出?；炷恋砉に嚰纯捎糜陬A(yù)處理段，也可用于深度處理段。具