5大行业高浓度难降解废水的处理技术及典型工艺流程.docx

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1、5大行业高浓度难降解废水的处理技术及典型工艺流程1 .活性炭吸附处理高浓度难降解废水活性炭是一种经特殊处理的炭，具有无数细小孔隙，表面积巨大，每克活性炭的表面积 为5001500平方米。活性炭有很强的物理吸附和化学吸附功能，而且还具有解毒作用。解毒作用就是利用了 其巨大的面积，将毒物吸附在活性炭的微孔中，从而阻止毒物的吸收。同时，活性炭能与多 种化学物质结合，从而阻止这些物质的吸收。1.1. 活性炭的分类在生产中应用的活性炭种类有很多。一般制成粉末状或颗粒状。粉末状的活性炭吸附能力强，制备容易，价格较低，但再生困难，一般不能重复使用。颗粒状的活性炭价格较贵，但可再生后重复使用，并且使用时的劳动

2、条件较好，操作管 理方便。因此在水处理中较多采用颗粒状活性炭。1.2. 活性炭吸附活性炭吸附是指利用活性炭的固体表面对水中的一种或多种物质的吸附作用，以达到净 化水质的目的。1.3. 影响活性炭吸附的因素吸附能力和吸附速度是衡量吸附过程的主要指标。吸附能力的大小是用吸附量来衡量 的。而吸附速度是指单位重量吸附剂在单位时间内所吸附的物质量。在水处理中，吸附速度 决定了污水需要和吸附剂接触时间。活性炭的吸附能力与活性炭的孔隙大小和结构有关。一般来说，颗粒越小，孔隙扩散速 度越快，活性炭的吸附能力就越强。污水的PH值和温度对活性炭的吸附也有影响。活性炭一般在酸性条件下比在碱性条件 下有较高的吸附量.

3、吸附反应通常是放热反应，因此温度低对吸附反应有利。当然，活性炭的吸附能力与污水浓度有关。在一定的温度下，活性炭的吸附量随被吸附 物质平衡浓度的提高而提高。1.4. 活性炭在污水处理中的应用由于活性炭对水的预处理要求高，而且活性炭的价格昂贵，因此在废水处理中，活性炭 主要用来去除废水中的微量污染物，以达到深度净化的目的。L 5.活性炭处理含铭废水络是电镀中用量较大的一种金属原料，在废水中六价格随PH值的不同分别以不同的形 式存在。活性炭有非常发达的微孔结构和较高的比表面积，具有极强的物理吸附能力，能有效地 吸附废水中的Cr(VI)。活性炭的表面存在大量的含氧基团如羟基叛基(-COOH)等，它 们

4、都有静电吸附功能，对Cr(VI)产生化学吸附作用。完全可以用于处理电镀废水中的Cr(VI), 吸附后的废水可达到国家排放标准。试验表明：溶液中Cr(VI)质量浓度为50 mgL, pH=3,吸附时间1.5 h时，活性炭的吸 附性能和Cr(VI)的去除率均达到最佳效果。因此，利用活性炭处理含铝废水的过程是活性炭对溶液中Cr(Vl)的物理吸附、化学吸附、 化学还原等综合作用的结果。活性炭处理含倍废水，吸附性能稳定，处理效率高，操作费用 低，有一定的社会效益和经济效益。1.6. 活性炭处理含氧废水在工业生产中，金银的湿法提取、化学纤维的生产、炼焦、合成氨、电镀、煤气生产等 行业均使用氟化物或副产氟化

5、物，因而在生产过程中必然要排放一定数量的含氟废水。活性炭用于净化废水已有相当长的历史，应用于处理含疑废水的文献报道也越来越多。 但由于CN-、HCN在活性炭上的吸附容量小，一般为3mgCNgAC8mgCNgAC(因品种而 异)，在处理成本上不合算。1.7. 活性炭处理含汞废水活性炭有吸附汞和含汞化合物的性能，但吸附能力有限，只适宜于处理含汞量低的废水。 如果含汞的浓度较高,可以先用化学沉淀法处理,处理后含汞约lmgL,高时可达23 mgL, 然后再用活性炭做进一步的处理。L 8.活性炭处理含酚废水含酚废水广泛来源于石油化工厂、树脂厂、焦化厂和炼油化工厂。经实验证明：活性炭 对苯酚的吸附性能好，

6、温度升高不利于吸附，使吸附容量减小；但升高温度达到吸附平衡的 时间缩短。活性炭的用量和吸附时间存在最佳值，在酸性和中性条件下，去除率变化不大； 强碱性条件下，苯酚去除率急剧下降，碱性越强，吸附效果越差。1.9. 活性炭处理含甲醇废水活性炭可以吸附甲醉，但吸附能力不强，只适宜于处理含甲醛量低的废水。工程运行结 果表明，可将混合液的COD从40mgL降至12mgL以下，对甲醇的去除率达到 93.16%100%,其出水水质可以满足回用到锅炉脱盐水系统进水的水质要求。1.10. 炼油厂的深度处理炼油厂含油废水，经隔油，气浮和生物处理后，在经砂滤和活性炭过滤深度处理。废水 的含酚量从0.1 mgL（经生

7、物处理后）降至0.005 mgL,鼠从0.19 mg/L降至0.048 mgL,COD 从 85 mg/L 降至 18 mg/L。1. H.前景随着科学技术的进步和废水处理的特殊要求，活性炭的研究从本身的孔结构和比表面积 逐步发展到研究表面官能团对活性炭吸附性能的影响。例如，活性炭纤维（简称ACF）近年来在处理废水方面受到了科研工作者的重视，它的直 径一般为520m,其制备原理与传统的活性炭制备相同，即将纤维状碳在800以上用水 蒸气或二氧化碳活化处理。纤维状活性炭的孔隙结构以微孔为主，中孔很少，几乎没有大孔, 比表面积可达2500m2g.具有吸附和脱附速率决，吸附容量大，导电性高等特点。实验

8、表明，ACF对苯酚的吸附容量为248 mgg,吸附饱和后经多次再生吸附容量几乎不 变，吸附性能比活性炭好。室温时，在酸性或中性条件下，向IOomL浓度为282mgL的含 酚模拟废水投加活性炭纤维05g,恒温振荡30 min,苯酚去除率可达91%。最近，人们发现活性炭不仅有吸附特性，同时表现出催化特性，由此而发展起来的催化 氧化法日益受到重视，其研究也在不断深化。为了提高处理效率，从研究催化氧化机理出发, 改变活性炭的表面结构，提高活性炭的能力，寻找理想的吸附剂。L 12.小结当前中国使用活性炭吸附法处理废水的方法处于初始发展阶段。一些有关的理论和技术 还不够成熟。而且，在我国，目前活性炭的供应

9、比较紧张，再生设备少，再生费用高，限制 了活性炭的广泛使用。不同应用需要不同功能的活性炭。原有的活性炭产品不能满足新的要求，因而不断开发新的活性炭产品就显得十分重要。 所以，它需要专业工作者的积极参与和政府的鼎力支持，采取多学科交叉与融合的研究方法, 使活性炭处理废水技术向着更加科学美好的方向发展。2.生物降解处理高浓度难降解废水生物可降解性是指在微生物的作用下，使某一物质改变其原有的化学和物理性质，因而 在结构上发生的变化程度，指废水中污染物通过生物处理达到预期效果的可能性。也可简称 为可生化性。废水的生物降解性可分为以下几类：(1)易生物降解：易于被微生物作为碳源和能源物质而被利用。(2)

10、可生物降解：能够逐步被微生物所利用。(3)难生物降解：降解速度很慢或根本不降解。BOD与COD的比值在一定程度上可以表示污水的可生化降解特性。(1)当B/O0.58时，表示完全可生物降解(2)当BC=0.45-0.58时，表示生物降解良好(3)当BC=0.3-0.45时，表示可生物降解(4)当BCvO.3时，表示难生物降解列举几种常见的有机污染物可生物降解性分类：(1)可生物降解物质，如单糖、淀粉、蛋白质等；(2)难生物降解物质，如纤维素、农药、烧类等；(3)不可生物降解物质，如塑料、尼龙等。上述分类无明确界限，由于微生物的变异及适应，一些不可生物降解物质在适宜的条件 下也可能被降解。3 .高

11、级氧化法处理废水3. 1.基本概念高级氧化技术，主要是指特定压力、温度条件下，利用具有高反应活性的0H来降解有 机物，使有机物内大分子转变为容易降解的小分子，随后可通过氧化降解处理这类污染物。 羟基自由基是高级氧化技术实践核心，其产生路径包括催化剂、氧化剂等。根据难降解有机 物处理时所用氧化条件，将高级氧化技术分为光催化氧化法、FentOn试剂法、超声化学氧化 法、组合类臭氧法、生物法等类型。4. 2.高级氧化方法FentOn试剂法是将“亚铁离子”作为催化剂，在催化有机物内的出。2后，可加快难降解有 机物氧化、降解速度。而组合类臭氧法是通过难降解有机物与臭氧的相互作用，改变多环芳 煌类化合物、

12、有机鼠化合物、杂环类化合物等物质的浓度，使其成为低分子、容易过滤或降 解的有机物。生物法是借助微生物本身的降解原理，处理废水中的难降解有机物。人为处理后，微生 物生存条件改变，其在大量繁殖后可有效促使有机物氧化、分解。废水内难降解有机物处理 中，其氧化方法包括生物酶法、厌氧法等。光催化氧化法则是基于“半导体能带理论”，根据 有机物中N型半导体的功能，促使物质内光子处于激发态，空穴电子保持较高活性，在电场 作用下，半导体颗粒则可将原本难以吸收的物质氧化，还原废水内有机物的电子。5. 3.技术应用前景现阶段，废水处理领域中，高级氧化技术成为研究热点。相较于传统工艺，应用较为广 泛的高级氧化技术整体

13、降解速度快，所用设备相对简单，能够在废水处理、净化中占主要技 术优势。不仅如此，高级氧化技术在废水内难降解有机物的处理中，所涉学科较多，对催化 剂、电辐射、氧化剂、光辐射运用较为灵活，可高效率生成降解所需的“羟基自由基”。其在 反应后可实现有机化合物内电子转移、化合物相互取代等目标，且将水体内部分有毒大分子 物质转变为无毒物质，或直接将难降解有机物降解为H2。、CO2,使该物质与矿化接近。4 .生物膜法处理废水4.1. 生物膜法的基本原理1、生物膜在载体上的生长过程：当有机污水或由活性污泥悬浮液培养而成的接种液流 过载体时，水中的悬浮物及微生物被吸附于固相表面上，其中的微生物利用有机底物而生长

14、 繁殖，逐渐在载体表面形成一层粘液状的生物膜。这层生物膜具有生物化学活性，有进一步 吸附、分解污水中呈悬浮、胶体和溶解状态的污染物。4.2. 膜的降解机理(1)物质的传递1)空气中的氧溶解于流动水层中，通过附着水层传递给生物膜；2)有机污染物则由流动水层传递给附着水层，然后进入生物膜；3)微生物的代谢产物如H2O等则通过附着水层进入流动水层，并随其排走；4)82及厌氧层分解产物如&S、NH3以及CH4等气态代谢产物则从水层逸出进入空气中。(2)膜的生长与脱落1)生物膜降解有机物的过程，也是膜生长的过程；2)好氧层与厌氧层的平衡稳定关系；3)厌氧层加厚，生物膜老化、脱落。4. 2.生物膜的主要特

15、征1、生物相方面的特征：(1)微生物多样化(2)生物的食物链长(3)能够存活世代时间较长的微生物(4)分段运行与优占种属2、处理工艺方面的特征：(1)对水质、水量变动有较强的适应性(2)污泥沉降性能良好，宜于固液分离(3)能够处理低浓度的污水4)易于维护运行、节能4.3. 3.生物滤池1、生物滤池法的特征：生物滤池法是在砂滤池的基础上发展起来的一种生物膜处理方法，它利用滤料表面形成 的一层生物膜来净化污水。在滤池内，污水由于重力作用自上而下地连续流经滤料，滤料表 面的微生物借助酶的作用，使被吸附和吸收的有机物在氧气的参与下进行氧化分解，同时微 生物又以有机物为营养进行自身繁殖。老化的微生物附着力差，在污水冲刷会不断脱落，脱 落后随水流出滤池，同时新的生物膜不断生长，因而处理可连续进行。2、典型构造生物滤池主要由池壁、池底、滤料、布水器等部分组成。滤料：组成滤层的过滤材料。常以花岗石、安山岩、闪绿岩等较硬的岩石以及无烟煤等 材料制成。布水器：将污水散布于滤层表面的装置，使用较多的是旋转式布水器，其次是固定喷嘴 式布水器。3、影响生物滤池性能的主要因素-负荷率水力负荷率：以滤料体积表示，?(污水) (滤料)4有机负荷率：以进水有机污染物或特定污染物表示，kg（B0D5或特定污染物）?（滤料）&水力负荷率与生物膜更新的关系：水