化學工業廢水按成分可分為:有機物的廢水,主要來自基本有機原料、合成材料、農藥、染料等行業排出的廢水;無機物的廢水,如無機鹽、氮肥、磷肥、硫酸、硝酸及純堿等行業排出的廢水;既含有有機物又含有無機物的廢水,如氯堿、感光材料、涂料等行業。處理高濃度難降解有機廢水的主要方法有化學氧化法、萃取法、吸附法、焚燒法、催化氧化法、生化法等。
1.酸堿廢水
酸性廢水主要來自鋼鐵廠、化工廠、染料廠、電鍍廠和礦山等,其中含有各種有害物質或重金屬鹽類。酸的質量分數差別很大,低的小于1%,高的大于10%。堿性廢水主要來自印染廠、皮革廠、造紙廠、煉油廠等。其中有的含有機堿或含無機堿。堿的質量分數有的高于5%,有的低于1%。酸堿廢水中,除含有酸堿外,常含有酸式鹽、堿式鹽以及其他無機物和有機物。酸堿廢水具有較強的腐蝕性,需經適當治理方可外排。治理酸堿廢水一股原則是:
(1)高濃度酸堿廢水,應優先考慮回收利用,根據水質、水量和不同工藝要求,進行廠區或地區性調度,盡量重復使用:如重復使用有困難,或濃度偏低,水量較大,可采用濃縮的方法回收酸堿。
(2)低濃度的酸堿廢水,如酸洗槽的清洗水,堿洗槽的漂洗水,應進行中和處理。對于中和處理,應首先考慮以廢治廢的原則。
2.農藥廢水
農藥品種繁多,農藥廢水水質復雜。其主要特點是:
(1) 污染物濃度較高,化學需氧量(COD)可達每升數萬mg;
(2) 毒性大,廢水中除含有農藥和中間體外,還含有酚、砷、汞等有毒物質以及許多生物難以降解的物質;
(3) 有惡臭,對人的呼吸道和粘膜有刺激性;
(4)水質、水量不穩定。
因此,農藥廢水對環境的污染非常嚴重。農藥廢水處理的目的是降低農藥生產廢水中污染物濃度,提高回收利用率,力求達到無害化。農藥廢水的處理方法有活性炭吸附法、濕式氧化法、溶劑萃取法、蒸餾法和活性污泥法等。
3.含酚廢水
含酚廢水主要來自焦化廠、煤氣廠、石油化工廠、絕緣材料廠等工業部門以及石油裂解制乙烯、合成苯酚、聚酰胺纖維、合成染料、有機農藥和酚醛樹脂生產過程。
含酚廢水中主要含有酚基化合物,如苯酚、甲酚、二甲酚和硝基甲酚等。酚基化合物是一種原生質毒物,可使蛋白質凝固。水中酚的質量濃度5―10mg/L,魚類就會大量死亡。飲用水中含酚能影響人體健康,即使水中含酚質量濃度只有0.002mg/L,用氯消毒也會產生氯酚惡臭。
通常將質量濃度為1000mg/L的含酚廢水.稱為高濃度含酚廢水,這種廢水須回收酚后,再進行處理。質量濃度小于1000mg/L的含酚廢水,稱為低濃度含酚廢水。通常將這類廢水循環使用,將酚濃縮回收后處理。回收酚的方法有溶劑萃取法、蒸汽吹脫法、吸附法、封閉循環法等。含酚質量濃度在300mg/L以下的廢水可用生物氧化、化學氧化、物理化學氧化等方法進行處理后排放或回收。其中濕式氧化法對酚的降解率非常高,可達90%以上。
4.含汞廢水
含汞廢水主要來源于有色金屬冶煉廠、化工廠、農藥廠、造紙廠、染料廠及熱工儀器儀表廠等。從廢水中去除無機汞的方法有硫化物沉淀法、化學凝聚法、活性炭吸附法、金屬還原法、離子交換法和微生物法等。一般偏堿性含汞廢水通常采用化學凝聚法或硫化物沉淀法處理。偏酸性的含汞廢水可用金屬還原法處理。低濃度的含汞廢水可用活性炭吸附法、化學凝聚法或活性污泥法處理,有機汞廢水較難處理,通常先將有機汞氧化為無機汞,而后進行處理。各種汞化合物的毒性差別很大。元素汞基本無毒;無機汞中的升汞是劇毒物質,有機汞中的苯基汞分解較快,毒性不大;甲基汞進入人體很容易被吸收,不易降解,排泄很慢,特別是容易在腦中積累,毒性最大,如水俁病就是由甲基汞中毒造成的。
5.含油廢水
含油廢水主要來源于石油、石油化工、鋼鐵、焦化、煤氣發生站、機械加工等工業部門。廢水中油類污染物質,除重焦油的相對密度為1.1以上外,其余的相對密度都小于1。油類物質在廢水中通常以三種狀態存在。
(1)浮上油,油滴粒徑大于100μm,易于從廢水中分離出來。
(2)分散油.油滴粒徑介于10―100μm之間,懸浮于水中。
(3)乳化油,油滴粒徑小于10μm,不易從廢水中分離出來。由于不同工業部門排出的廢水中含油濃度差異很大,如煉油過程中產生廢水,含油量約為150―1000mg/L,焦化廢水中焦油含量約為500―800mg/L,煤氣發生站排出廢水中的焦油含量可達2000―3000mg/L。因此,含油廢水的治理應首先利用隔油池,回收浮油或重油,處理效率為60%―80%,出水中含油量約為100―200mg/L;廢水中的乳化油和分散油較難處理,故應防止或減輕乳化現象。
方法之一,是在生產過程中注意減輕廢水中油的乳化;其二,是在處理過程中,盡量減少用泵提升廢水的次數、以免增加乳化程度。處理方法通常采用氣浮法和破乳法。
6.含氰廢水
含氰廢水主要來自電鍍、煤氣、焦化、冶金、金屬加工、化纖、塑料、農藥、化工等部門。含氰廢水是一種毒性較大的工業廢水,在水中不穩定,較易于分解,無機氰和有機氰化物皆為劇毒性物質,人食入可引起急性中毒。氰化物對人體致死量為0.18,氰化鉀為0.12g,水體中氰化物對魚致死的質量濃度為0.04―0.1mg/L。含氰廢水治理措施主要有:
(1) 改革工藝,減少或消除外排含氰廢水,如采用無氰電鍍法可消除電鍍車間工業廢水。
(2) 含氰量高的廢水,應采用回收利用,含氰量低的廢水應凈化處理方可排放。回收方法有酸化曝氣―堿液吸收法、蒸汽解吸法等。治理方法有堿性氯化法、電解氧化法、加壓水解法、生物鐵法、硫酸亞鐵法、空氣吹脫法等。其中堿性氯化法應用較廣,硫酸亞鐵法處理不徹底亦不穩定,空氣吹脫法既污染大氣,出水又達不到排放標準.較少采用。
7.造紙工業廢水
造紙廢水主要來自造紙工業生產中的制漿和抄紙兩個生產過程。制漿是把植物原料中的纖維分離出來,制成漿料,再經漂白;抄紙是把漿料稀釋、成型、壓榨、烘干,制成紙張。這兩項工藝都排出大量廢水。制漿產生的廢水,污染最為嚴重。洗漿時排出廢水呈黑褐色,稱為黑水,黑水中污染物濃度很高,BOD高達5―40g/L,含有大量纖維、無機鹽和色素。
漂白工序排出的廢水也含有大量的酸堿物質。抄紙機排出的廢水,稱為白水,其中含有大量纖維和在生產過程中添加的填料和膠料。造紙工業廢水的處理應著重于提高循環用水率,減少用水量和廢水排放量,同時也應積極探索各種可靠、經濟和能夠充分利用廢水中有用資源的處理方法。例如浮選法可回收白水中纖維性固體物質,回收率可達95%,澄清水可回用;燃燒法可回收黑水中氫氧化鈉、硫化鈉、硫酸鈉以及同有機物結合的其他鈉鹽。中和法調節廢水pH值;混凝沉淀或浮選法可去除廢水中懸浮固體;化學沉淀法可脫色;生物處理法可去除BOD,對牛皮紙廢水較有效;濕式氧化法處理亞硫酸紙漿廢水較為成功。此外,國內外也有采用反滲透、超過濾、電滲析等處理方法。
8.化工工業廢水
化學工業廢水主要來自石油化學工業、煤炭化學工業、酸堿工業、化肥工業、塑料工業、制藥工業、染料工業、橡膠工業等排出的生產廢水。
化工廢水污染防治的主要措施是:首先應改革生產工藝和設備,減少污染物,防止廢水外排,進行綜合利用和回收;必須外排的廢水,其處理程度應根據水質和要求選擇各種化學工業廢水可根據不同的水質、水量和處理后外排水質的要求,選用不同的處理方法。
9.主要處理工藝
廢水處理方法的選擇取決于廢水中污染物的性質、組成、狀態及對水質的要求。一般廢水的處理方法大致可分為物理法、化學法及生物法三大類。
物理法:物理法利用物理作用處理、分離和回收廢水中的污染物。
化學法:利用化學反應或物理化學作用回收可溶性廢物或膠體物質,例如,中和法用于中和酸性或堿性廢水;萃取法利用可溶性廢物在兩相中溶解度不同的“分配”,回收酚類、重金屬等;氧化還原法用來除去廢水中還原性或氧化性污染物,殺滅天然水體中的病原菌等。
生物法:利用微生物的生化作用處理廢水中的有機物。例如,生物過濾法和活性污泥法用來處理生活污水或有機生產廢水,使有機物轉化降解成無機鹽而得到凈化。
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