年薪100萬的“大污師”總結的28種廢水處理工藝

           

廢水處理是現如今最大的環境問題之一,廢水處理的方法也成為現今化工領域的研究熱點。今天一位總工為大家整理了廢水中幾乎所有的處理工藝。

膜處理工藝

膜處理技術主要用于廢水的深度處理和二級,它具有高效分離、設備簡單、節能、常溫操作、無污染等優點,廣泛應用于工業領域眾多行業。主要有正滲透膜技術,反滲透膜技術,微濾膜技術,超濾膜技術,納濾膜技術,電滲析技術,雙極膜技術和膜生物反應技術。

(1)正滲透膜技術

正滲透是近年來發展起來的一種濃度驅動的新型膜分離技術,它是依靠選擇性滲透膜兩側的滲透壓差為驅動力自發實現水傳遞的膜分離過程,是目前世界膜分離領域研究的熱點之一。

(2)反滲透膜技術

反滲透膜是一種介質,它是靠壓力使溶液中的溶劑(一般常指水)通過反滲透膜(一種半透膜)而分離出來與滲透 ?方向相反,可使用大于滲透壓的反滲透法進行分離、提純和濃縮溶液。

(3)微濾膜技術

微濾膜一般指過濾孔徑在0.1-1微米之間的過濾膜,過濾孔徑在0.1-1微米之間的過濾膜。微濾膜是世界上開發應用最早的膜技術,以天然或人工合成的高分子化合物作為膜材料。 ?對微濾膜而言,其分離機理主要是篩分截留。

(4)超濾膜技術

超濾膜分離技術被認為是二十一世紀最具產業發展前景的高新技術之一。因其常溫低壓操作、能耗低等顯著特點,在發達國家和地區應用日益廣泛。

(5)納濾膜技術

納濾膜的孔徑在1nm以上,一般1-2nm。是允許溶劑分子或某些低分子量溶質或低價離子透過的一種功能性的半透膜。納濾作為一種新型分離技術,在處理廢水的同時能夠回收有用物質,因而在廢水處理中得到了越來越廣泛的應用。

(6)電滲析技術

電滲析技術是膜分離技術的一種,它是在直流電場的作用下,以電位差為推動力,利用離子交換膜的選擇透過性,把電解質從溶液中分離出來,從而實現溶液的淡化、精制或純化目的。

(7)雙極膜技術

雙極膜亦稱雙極性膜,是特種離子交換膜,它是由一張陽膜和一張陰膜復合制成的陰、陽復合膜。該膜的特點是在直流電場的作用下,陰、陽膜復合層間的H2O解離成H+和OH-并分別通過陰膜和陽膜,作為H+和OH-離子源。在水處理中主要通過離子交換達到凈化水資源的目的。

(8)膜生物反應技術

膜生物污水處理是現代污水處理的一種常用方式,其采用膜生物反應器技術是生物處理技術與膜分離技術相結合的一種新技術,取代了傳統工藝中的二沉池,它可以高效地進行固液分離,得到直接使用的穩定中水。

物理處理法

物理處理法就是利用各種構筑物去除廢水中的固體懸浮物,浮油等物質,初步調整pH值,減輕廢水的腐化程度。物理處理法包括以下方式:

(1)格柵處理法

格柵是由一組(或多組)相平行的金屬柵條與框架組成,傾斜安裝在格柵井內,設在集水井或調節池的進口處,用來去除可能堵塞水泵機組及管道閥門的較粗大的懸浮物及雜物,以保證后續處理設施的正常運行。

(2)篩網處理法

篩網是不同與一般網狀產品,它有嚴格的系列網孔尺寸。水處理方面主要去除水中的固體懸浮物。

(3)沉沙池處理法

沉沙池是用以沉淀水流中大于規定粒徑泥沙的水池,目的是使水的含沙量符合水質要求并與下游渠道挾沙能力相適應。

(4)沉淀池處理法

利用懸浮顆粒的重力作用來分離固體顆粒的設備稱為沉淀池,它的作用是使懸浮物沉降,方便進行下一步水處理。

(5)隔油池處理法

隔油池是利用油與水的比重差異,分離去除污水中顆粒較大的懸浮油的一種處理構筑物,是利用廢水中懸浮物和水的比重不同而達到分離的目的。

生物處理法

生物處理法是微生物在酶的作用下,利用微生物的新陳代謝,對污水中的污染物質進行分解和轉化的一種污水凈化方法。它包括生物化學處理法,生物絮凝處理法,生物吸附處理法,需氧生物處理法和厭氧生物處理法。各種處理方法的基本工藝流程圖如下:

(1)生物化學處理法

生物化學處理法簡稱生化處理法,普遍代指通過人工曝氣供氧并利用微生物分解從而達到去除廢水中的可溶性的有機物及部分不溶性的有機物的目的。

(2)生物絮凝處理法

生物絮凝法可使液體中不易降解的固體懸浮顆粒凝聚、沉淀,是典型的環境友好方法,適應當代可持續發展的理念,對人體健康和環境保護都有很重要的現實意義。

(3)生物吸附處理法

生物吸附法又稱接觸穩定法或吸附再生法,其運行特點是將對有機物的降解的兩個過程(吸附和代謝降解)分別在各自的反應器(吸附池和再生池)內進行。

(4)需氧生物處理法

利用需氧微生物(主要是需氧細菌)分解廢水中的有機污染物,使廢水無害化的一種廢水生物處理法。廢水的這種處理過程的最終產物是二氧化碳、水、氨、硫酸鹽和磷酸鹽等,處理徹底時,還可產生硝酸鹽,這些都是穩定的無機物。

(5)厭氧生物處理法

厭氧生物處理法是利用兼性厭氧菌和專性厭氧菌將污水中大分子有機物降解為低分子化合物,進而轉化為甲烷、二氧化碳的有機污水處理方法,這種處理方法主要用于對高濃度的有機廢水和糞便污水等處理。

化學處理法

化學處理法是通過化學反應和傳質作用來分離、去除廢水中呈溶解、膠體狀態的污染物或將其轉化為無害物質的廢水處理方法。常用方法包括臭氧化處理法、電解處理法、化學沉淀處理法、混凝處理法、氧化處理法、中和處理法等。各種處理方法的基本工藝圖如下:

(1)臭氧化處理法

臭氧處理法是用臭氧作氧化劑對廢水進行凈化和消毒處理的方法。這種方法主要用于:水的消毒,去除水中酚、氰等污染物質,水的脫色,水中鐵、錳等金屬離子的去除,異味和臭味的去除等。主要優點是反應迅速、流程簡單、無二次污染。

(2)電解處理法

電解處理法是將電能轉化成化學能使電解槽內電極附近產生氧化還原反應,從而使廢水得以凈化的過程。電解法處理的優點是:使用低壓直流電源,不耗費大量化學藥劑,操作簡易,管理方便,占地面積小。缺點是:處理大量廢水時耗電,耗電極金屬量較大,分離的沉淀物不易處理利用等。

(3)化學沉淀處理法

化學沉淀法的原理是向廢水中投加某些化學物質,使它和廢水中欲去除的污染物發生直接的化學反應,生成難溶于水的沉淀物而使污染物分離除去的方法。這就決定了化學法處理后會存在大量的二次污染,如大量廢渣的產生,而這些廢渣的處理目前尚無較好的處理處置方法,所以對其在工程上的應用和以后的可持續發展都存在巨大的負面作用。

(4)混凝處理法

混凝處理法是通過向廢水中投加混凝劑,使其中的膠粒物質發生凝聚和絮凝而分離出來,以凈化廢水的方法。

混凝系凝聚作用與絮凝作用的合稱。前者系因投加電解質,使膠粒電動電勢降低或消除,以致膠體顆粒失去穩定性,脫穩膠粒相互聚結而產生;后者系由高分子物質吸附搭橋,使膠體顆粒相互聚結而產生。

(5)氧化處理法

氧化處理法利用強氧化劑氧化分解廢水中污染物,以凈化廢水的方法。強氧化劑能將廢水中的有機物逐步降解成為簡單的無機物,也能把溶解于水中的污染物氧化為不溶于水、而易于從水中分離出來的物質。

(6)中和處理法

中和處理法是利用酸堿中和作用處理廢水,使之凈化的方法。

聯合處理法

當單一的處理方法處理效果不理想時,為了達到污水排放的標準,可以使用多種方法聯合的方式。最常見的是物理-化學處理法,其基本工藝如下:

物理-化學處理法是運用物理和化學的綜合作用使廢水得到凈化的方法。它是由物理方法和化學方法組成的廢水處理系統,或是包括物理過程和化學過程的單項處理方法。

活性污泥工藝

活性污泥工藝是國內外城市污水處理工藝的主流。由于其較高的處理效率,運行穩定可靠,而被大中型污水處理廠廣泛使用。其基本工藝流程圖如下:

活性溝污泥工藝法是一種好氧處理方法,系統中包括水系統、泥系統和氣系統,主要設備為曝氣池和二次沉淀池。對該工藝的要求是污泥除了要具有氧化和分解有機物的能力外,還要有良好的凝聚和沉降性能,以使活性污泥能從混合液中分離出來,得到澄清的出水。

氧化溝工藝

氧化溝工藝是傳統活性污泥法的一種變形和發展,最突出的優點是在保證穩定高效的處理效果前提下,占地面積小,運行管理簡單,降低了總投資和運行成本。同時該工藝除氮,除磷的效果優于傳統活性污泥法。氧化溝工藝也有很多種,目前較為流行有A-O工藝和A-B工藝。

(1)A-O工藝

A-O工藝法也叫厭氧好氧工藝法,A是厭氧段,用于脫氮除磷;O是好氧段,用于除水中的有機物。該工藝的主要缺點有兩個:一是由于沒有獨立的污泥回流系統,從而不能培養出具有獨特功能的污泥,難降解物質的降解率較低;二是若要提高脫氮效率,必須加大內循環比,因而加大運行費用。此外,內循環液來自曝氣池,含有一定的DO,使A段難以保持理想的缺氧狀態,影響反硝化效果,脫氮率很難達到90%。

(2)A-B工藝

A-B工藝是吸附-生物降解工藝的簡稱,A段由吸附池、中間沉淀池組成,B段由曝氣池和二次沉淀池組成,A、B段由各自的回流系統,A段負荷高,經過A段吸附某些重金屬和難降解物質,提高可生化性,有利于B段處理,同時還有脫氮除磷作用,B段負荷低,在水質、水量方面比較穩定。

(3)卡羅塞爾氧化溝

渠道更深、效率更高、機械性能更好,改善和彌補了轉刷式氧化溝的弱點。

(4)交替工作氧化溝系統

容積相同的池子串聯工作,交替作為曝氣池和沉淀池,無需污泥回流系統,必須安裝自動控制系統,處理水質好,污泥比較穩定。

(5)奧貝爾氧化溝系統

同心圓式的多溝串聯系統,用的比較廣泛,運行時,外、中、內的溶解氧的剃度很大。

(6)曝氣-沉淀一體化氧化溝

有稱合建式氧化溝,減少戰地面積,免除污泥回流系統,但是有待進一步完善。