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[摘 要] 随着我国经济的发展与社会进步,工业废水与生活污水的产生量越来越多,给环境造成严重污染,与我国当前可持续发展战略不相符。本文将对工业废水和生活污水的生物处理工艺、物理处理工艺和化学处理工艺进行分析与阐述。
[关键词] 工业废水 生活污水 处理
随着我国城市化进程及工业发展的加速,工业废水与生活污水日益增多,而很多尚未达到排放标准的水体流入江河、湖泊或地下水中,给水体造成严重污染,对渔业用水、生活用水等产生影响。城市污水包括城市全部的生活污水和部分工业废水,水质污染主要为有机污染。目前国内外采用物理处理技术、生物处理技术和化学处理技术。
1、物理处理技术
物理处理技术主要通过物理或者机械的作用,将废水中不可溶解的悬浮物或漂浮物分离,实现废水处理,在该过程中不会对污染物质的化学性质发生改变。
1.1沉淀分离法
沉淀分离法主要应用废水中的悬浮物质与水体的密度不同,借助重力的沉降作用,将悬浮物通过自然沉淀而从水中分离。
1.2膜分离法
膜分离法是利用特殊的半透膜将废水分开进而使某些溶质或溶剂渗透出来的方法的统称。常见的膜分离法主要有微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)、反渗透(RO)、渗析(D)、电渗析(ED)、液膜(LM)等方法。以下将对其中几种进行重点分析:早在上世纪70年代,RO膜就在电镀废水的处理中应用;NF膜多应用于燃料的生产废水中,可实现脱盐、脱色和去除有机污染物。膜分离技术也已经广泛应用于造纸废水处理中。UF膜在处理含油废水中起着关键作用。膜分离法处理含油污水具有操作简单、分离效果良好、化学添加剂用量少、无相变、能耗低等优点,但同时也有如热稳定性差、不耐腐蚀、膜易被污染等缺点。单一的膜分离技术并不能很好地解决含油废水的处理问题,要不断开发新的工艺、新型膜组件和新型膜来处理废水。
1.3萃取法
萃取法是利用与水不相溶解或极少溶解的特定溶剂同废水充分混合接触,使溶于废水中的某些污染物质重新进行分配而转入溶剂,然后将溶剂与除去污染物质后的废水分离,从而达到废水净化和回收有用物质的目的。
2、生物处理技术
2.1AB法
AB法又可称为两段活性污泥处理法,主要将污水管道与污水处理厂看作一个污水处理系统。具有耐冲击力、负荷性强、不需设置初淀池、COD去除率达80%、BOD5去除率达90%等特点。AB法采取的先进技术主要包括:侧向流坡形斜板沉淀池、自吸式射流曝气机及无支架污泥悬浮型生物填料。具体实施方法是:A段高负荷、B段低负荷,而AB两段之间采取分别回流,充分利用其中微生物,让其各自发挥作用,同时应创造良好的环境条件,确保在不同时期的微生物具有生长优势。
2.2SBR法
SBR法即间歇式活性污泥法,又可称作序列间歇式反应器法。SBR法的进水、反应、沉淀及排放等按照闲置顺序在同一个池中完成,并周期反复。SBR法的主要特点为:一是不需要额外设置二沉淀池或者污泥回流设备,产生的剩余污泥量相对较少;二是结构简单、操作灵活方便,可及时调整计划;三是自动化水平较高。一般SBR法应用于水量排放及水质均匀的工业废水和生活污水中,除了有氧化和分解有机物的能力外,还要有良好的凝聚和沉降性能,以使活性污泥能从混合液中分离出来,得到澄清的出水。可节约调节池,减少投资。但也存在难于管理的缺点。
2.3A/O法
A/O是在缺氧与厌氧循环中完成。这种方法主要在大型活性污泥处理厂中应用,具有处理效果稳定的特点,并可完成脱氮或者除磷的任务,运营费用及能耗相对较低。但是这种方法也存在一些弊端,如涉及的处理单元多、难于管理,脱氮和除磷不能同时完成,延长了处理时间。用于脱氮的A/O工艺泥龄长、负荷较低且水力停留时间长;用于除磷的A/O工艺泥龄短、负荷较高且水力停留时间短。
2.4A/A/O法
工业废水和生活污水的处理对出水有除磷和除氮的要求,A/A/O法是由厌氧/缺氧/好氧组成的工艺流程,充分利用生物处理法实现脱氮除磷,并获得优质出水,属于深度二级处理工艺。在这种污水处理法中,可实现同步除磷脱氮主要由两部分组成:一是除磷过程,当污水中的磷处于厌氧状态时,可释放聚磷菌;在好氧状态下又会更多吸收聚磷菌,以剩余污泥的方式排出系统;二是脱氮过程,在缺氧状态下,应控制含氮量小于0.7mg/L,由于同时兼备氧脱氮菌的作用,利用水中的BOD作为氢供给体,将好氧池混合液中的亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气逸入大气中,实现脱氮目标。
3、化学处理技术
3.1化学沉淀法
化学沉淀法是向废水中投加可溶性化学药剂(即沉淀剂),与水中呈离子状态的无机污染物起化学反应,生成不溶于水或难溶于水的化合物,析出沉淀,使废水得到净化。化学沉淀法多用于去除废水中的重金属离子,如汞、铬、铅、锌等。化学沉淀法有氨氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、钡盐沉淀法、铁氧体沉淀法。
3.2湿式氧化法(WAO)
湿式氧化法(WAO)是在封闭反应器中,在较高的温度和压力下,利用空气中的氧气氧化废水中溶解的和悬浮的有机物及还原性无机物的一种方法。在湿式氧化法(WAO)工艺基础上发展起来的湿式催化氧化工艺中,添加了适宜的催化剂,降低了反应温度和压力,提高了反应速度。缩短了反应时间,提高了氧化效率,在应用中获得良好效果。
3.3臭氧氧化法
臭氧氧化法主要用于传统生化处理方法的预处理。臭氧是一种强氧化剂,其氧化能力是氯的两倍,杀菌能力是氯的数百倍,处理含酚废水时无恶臭物产生,降低COD及BOD有显著作用.但单纯臭氧化对臭氧的利用率和有机污染物的降解效率都比较低。即使采用臭氧和其它氧化剂联用,也不能使水中的污染物完全矿化。而是生成可生物降解的有机物。
3.4高级氧化处理法
高级氧化处理技术主要应用一定条件中产生的氧化能力较强的自由基,对分解有机污染物产生强化作用,可应用于水污染较严重的工业废水和生活污水处理中。虽然高级氧化处理技术的投资费用较高,但是水质效果非常好,将成为今后工业废水和生活污水处理的发展重点。可以利用光的效应激发产生自由基,或者合成特殊催化,引发自由基。其研究的重点内容包括:光化学催化氧化处理工艺理论与技术;催化氧化除污染工艺理论与技术;紫外、同位素净水工艺理论与技术等。高级氧化处理技术是当代环保型水处理技术的主要研究方向和重点课题之一,未来必将引领国内环保型水处理技术的发展趋势。
由上可见,在科学技术发展的同时,引发了诸多环境污染代价。随着可持续发展战略的提出,人们的环保意识逐步加强,但是有些工业废水和生活污水单靠一种方法处理,可能无法达到国家规定的排放标准。因此,全新污水处理技术正在全面研究与发展,旨在提高污水治理的经济效益与规模效益。实际上,在污水处理的不同阶段,可以选择不同的处理方法,这种工艺组合方式具有诸多优点,也将成为今后工业废水和生活污水的处理趋势。
参 考 文 献
[1]廖书田、陆海锋、李璐、李秋.工业废水和生活污水零排放新技术[J].全国冶金节水与废水利用技术研讨会.2009
[2]王彦丽、高晓红、张小安.环境保护中工业废水辐射处理研究进展[J].环境监测管理与技术.2006(4)
[3]袁立强、祁梦兰.改性粉煤灰处理工业废水的最新研究进展[J].粉煤灰综合利用.2011(3)
[4]董良飞、张志杰、关卫省.膜生物法处理工业废水[J].长安大学学报(自然科学版).2005(2)
[5]曾添.工业废水生化处理方法的选择[J].广东化工.2009(10)
[关键词] 工业废水 生活污水 处理
随着我国城市化进程及工业发展的加速,工业废水与生活污水日益增多,而很多尚未达到排放标准的水体流入江河、湖泊或地下水中,给水体造成严重污染,对渔业用水、生活用水等产生影响。城市污水包括城市全部的生活污水和部分工业废水,水质污染主要为有机污染。目前国内外采用物理处理技术、生物处理技术和化学处理技术。
1、物理处理技术
物理处理技术主要通过物理或者机械的作用,将废水中不可溶解的悬浮物或漂浮物分离,实现废水处理,在该过程中不会对污染物质的化学性质发生改变。
1.1沉淀分离法
沉淀分离法主要应用废水中的悬浮物质与水体的密度不同,借助重力的沉降作用,将悬浮物通过自然沉淀而从水中分离。
1.2膜分离法
膜分离法是利用特殊的半透膜将废水分开进而使某些溶质或溶剂渗透出来的方法的统称。常见的膜分离法主要有微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)、反渗透(RO)、渗析(D)、电渗析(ED)、液膜(LM)等方法。以下将对其中几种进行重点分析:早在上世纪70年代,RO膜就在电镀废水的处理中应用;NF膜多应用于燃料的生产废水中,可实现脱盐、脱色和去除有机污染物。膜分离技术也已经广泛应用于造纸废水处理中。UF膜在处理含油废水中起着关键作用。膜分离法处理含油污水具有操作简单、分离效果良好、化学添加剂用量少、无相变、能耗低等优点,但同时也有如热稳定性差、不耐腐蚀、膜易被污染等缺点。单一的膜分离技术并不能很好地解决含油废水的处理问题,要不断开发新的工艺、新型膜组件和新型膜来处理废水。
1.3萃取法
萃取法是利用与水不相溶解或极少溶解的特定溶剂同废水充分混合接触,使溶于废水中的某些污染物质重新进行分配而转入溶剂,然后将溶剂与除去污染物质后的废水分离,从而达到废水净化和回收有用物质的目的。
2、生物处理技术
2.1AB法
AB法又可称为两段活性污泥处理法,主要将污水管道与污水处理厂看作一个污水处理系统。具有耐冲击力、负荷性强、不需设置初淀池、COD去除率达80%、BOD5去除率达90%等特点。AB法采取的先进技术主要包括:侧向流坡形斜板沉淀池、自吸式射流曝气机及无支架污泥悬浮型生物填料。具体实施方法是:A段高负荷、B段低负荷,而AB两段之间采取分别回流,充分利用其中微生物,让其各自发挥作用,同时应创造良好的环境条件,确保在不同时期的微生物具有生长优势。
2.2SBR法
SBR法即间歇式活性污泥法,又可称作序列间歇式反应器法。SBR法的进水、反应、沉淀及排放等按照闲置顺序在同一个池中完成,并周期反复。SBR法的主要特点为:一是不需要额外设置二沉淀池或者污泥回流设备,产生的剩余污泥量相对较少;二是结构简单、操作灵活方便,可及时调整计划;三是自动化水平较高。一般SBR法应用于水量排放及水质均匀的工业废水和生活污水中,除了有氧化和分解有机物的能力外,还要有良好的凝聚和沉降性能,以使活性污泥能从混合液中分离出来,得到澄清的出水。可节约调节池,减少投资。但也存在难于管理的缺点。
2.3A/O法
A/O是在缺氧与厌氧循环中完成。这种方法主要在大型活性污泥处理厂中应用,具有处理效果稳定的特点,并可完成脱氮或者除磷的任务,运营费用及能耗相对较低。但是这种方法也存在一些弊端,如涉及的处理单元多、难于管理,脱氮和除磷不能同时完成,延长了处理时间。用于脱氮的A/O工艺泥龄长、负荷较低且水力停留时间长;用于除磷的A/O工艺泥龄短、负荷较高且水力停留时间短。
2.4A/A/O法
工业废水和生活污水的处理对出水有除磷和除氮的要求,A/A/O法是由厌氧/缺氧/好氧组成的工艺流程,充分利用生物处理法实现脱氮除磷,并获得优质出水,属于深度二级处理工艺。在这种污水处理法中,可实现同步除磷脱氮主要由两部分组成:一是除磷过程,当污水中的磷处于厌氧状态时,可释放聚磷菌;在好氧状态下又会更多吸收聚磷菌,以剩余污泥的方式排出系统;二是脱氮过程,在缺氧状态下,应控制含氮量小于0.7mg/L,由于同时兼备氧脱氮菌的作用,利用水中的BOD作为氢供给体,将好氧池混合液中的亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气逸入大气中,实现脱氮目标。
3、化学处理技术
3.1化学沉淀法
化学沉淀法是向废水中投加可溶性化学药剂(即沉淀剂),与水中呈离子状态的无机污染物起化学反应,生成不溶于水或难溶于水的化合物,析出沉淀,使废水得到净化。化学沉淀法多用于去除废水中的重金属离子,如汞、铬、铅、锌等。化学沉淀法有氨氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、钡盐沉淀法、铁氧体沉淀法。
3.2湿式氧化法(WAO)
湿式氧化法(WAO)是在封闭反应器中,在较高的温度和压力下,利用空气中的氧气氧化废水中溶解的和悬浮的有机物及还原性无机物的一种方法。在湿式氧化法(WAO)工艺基础上发展起来的湿式催化氧化工艺中,添加了适宜的催化剂,降低了反应温度和压力,提高了反应速度。缩短了反应时间,提高了氧化效率,在应用中获得良好效果。
3.3臭氧氧化法
臭氧氧化法主要用于传统生化处理方法的预处理。臭氧是一种强氧化剂,其氧化能力是氯的两倍,杀菌能力是氯的数百倍,处理含酚废水时无恶臭物产生,降低COD及BOD有显著作用.但单纯臭氧化对臭氧的利用率和有机污染物的降解效率都比较低。即使采用臭氧和其它氧化剂联用,也不能使水中的污染物完全矿化。而是生成可生物降解的有机物。
3.4高级氧化处理法
高级氧化处理技术主要应用一定条件中产生的氧化能力较强的自由基,对分解有机污染物产生强化作用,可应用于水污染较严重的工业废水和生活污水处理中。虽然高级氧化处理技术的投资费用较高,但是水质效果非常好,将成为今后工业废水和生活污水处理的发展重点。可以利用光的效应激发产生自由基,或者合成特殊催化,引发自由基。其研究的重点内容包括:光化学催化氧化处理工艺理论与技术;催化氧化除污染工艺理论与技术;紫外、同位素净水工艺理论与技术等。高级氧化处理技术是当代环保型水处理技术的主要研究方向和重点课题之一,未来必将引领国内环保型水处理技术的发展趋势。
由上可见,在科学技术发展的同时,引发了诸多环境污染代价。随着可持续发展战略的提出,人们的环保意识逐步加强,但是有些工业废水和生活污水单靠一种方法处理,可能无法达到国家规定的排放标准。因此,全新污水处理技术正在全面研究与发展,旨在提高污水治理的经济效益与规模效益。实际上,在污水处理的不同阶段,可以选择不同的处理方法,这种工艺组合方式具有诸多优点,也将成为今后工业废水和生活污水的处理趋势。
参 考 文 献
[1]廖书田、陆海锋、李璐、李秋.工业废水和生活污水零排放新技术[J].全国冶金节水与废水利用技术研讨会.2009
[2]王彦丽、高晓红、张小安.环境保护中工业废水辐射处理研究进展[J].环境监测管理与技术.2006(4)
[3]袁立强、祁梦兰.改性粉煤灰处理工业废水的最新研究进展[J].粉煤灰综合利用.2011(3)
[4]董良飞、张志杰、关卫省.膜生物法处理工业废水[J].长安大学学报(自然科学版).2005(2)
[5]曾添.工业废水生化处理方法的选择[J].广东化工.2009(10)