化學(xué)工業(yè)廢水的來源及特點
化學(xué)工業(yè)的產(chǎn)品種類繁多,應(yīng)用到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和社會生活的各個領(lǐng)域?;どa(chǎn)是指通過化學(xué)反應(yīng)將原料轉(zhuǎn)變成產(chǎn)品,以及采用蒸餾、萃取、汽提、濃縮、洗滌等方式將產(chǎn)品分離或提純的工藝流程?;瘜W(xué)原料和化學(xué)品生產(chǎn)過程中一般都會排放廢水,廢水的性質(zhì)根據(jù)生產(chǎn)原料、產(chǎn)品以及所用生產(chǎn)工藝的不同而呈現(xiàn)很大的差別。在我國,化工行業(yè)是水污染物排放量較大的行業(yè)。
化工廢水的來源主要包括以下幾個環(huán)節(jié)。
(1)生產(chǎn)過程中排放的廢水或廢液 原料或中間產(chǎn)品中的有用組分被分離提取以后,廢液一般隨水排出,生產(chǎn)過程的其他一些環(huán)節(jié)也會排放廢水,這類廢水污染物濃度高,不易生物降解,有的還有毒性,對水體危害大。
(2)洗滌廢水 生產(chǎn)過程中清洗管道、設(shè)備的洗滌水,這類廢水一般污染物濃度較低,但水量較大,污染物的排放總量也較大。
(3)地面沖洗水 地面沖洗水主要含有散落在地面的溶劑、原料、中間體和生產(chǎn)成品。這部分廢水的水質(zhì)水量往往與管理水平有很大的關(guān)系,當(dāng)管理水平較差時,地面沖洗水的水量較大,且水質(zhì)較差,污染物總量會在整個廢水系統(tǒng)中占有相當(dāng)?shù)谋壤?/p>
(4)冷卻水 化工生產(chǎn)常在高溫的條件下進行,需要大量冷卻水,當(dāng)采用直接冷卻時,冷卻水直接和物料接觸,排出的冷卻水就有較多的污染物;而間接冷卻時即使不與物料接觸時,由于水中加入清洗劑、阻垢劑、緩沖劑、殺菌劑等,排水也會造成污染,不宜直接排放。
(5)設(shè)備和管道的跑、冒、滴、漏 化工生產(chǎn)和輸送的各個環(huán)節(jié),由于設(shè)備和管道不嚴(yán)密,密封不良操作不當(dāng),設(shè)備腐蝕等原因,往往有泄漏現(xiàn)象。這些跑冒滴漏也直接或經(jīng)沖洗地面等進入廢水。
(6)工廠內(nèi)的生活污水。
化工廢水的特點主要有:
廢水排放量大 生產(chǎn)中工藝用水和冷卻水用了很多,中小企業(yè)設(shè)備陳舊,清污難以分流,耗水量大,水循環(huán)利用率低。
水質(zhì)復(fù)雜且污染物含量高
化工產(chǎn)品生產(chǎn)的流程長,反應(yīng)復(fù)雜,副產(chǎn)物較多,反應(yīng)原料常為溶劑類的物質(zhì)或者復(fù)雜結(jié)構(gòu)的化合物,使得廢水中的污染物組分相當(dāng)復(fù)雜,增加了廢水的處理難度。
廢水中含有毒有害污染物
化工廢水中污染物多具毒性,例如重金屬、氰、酚、氟化物、有機氯、有機磷、蒽醌、萘系、硝基化合物、鹵素化合物、具有殺菌作用的分散劑或表面活性劑等,排入水體后會帶來嚴(yán)重的環(huán)境問題。
多數(shù)化工廢水BOD/COD比值低,可生化性差。廢水中常見的難降解有機污染物包括鹵素化合物、硝基化合物、偶氮化合物、書銨鹽及季銨鹽化合物以及某些雜環(huán)化合物等。
廢水中鹽分含量高 如染料、農(nóng)藥制品生產(chǎn)中的鹽析廢水和酸析、堿析廢水經(jīng)中和處理后形成的含鹽廢水,廢水中過高濃度的鹽分對微生物有明顯的抑制作用。
一些化工行業(yè)廢水色度高
染料、顏料等廢水的色度一般均在幾千甚至數(shù)萬倍,有色廢水可以阻截光線在水中的通行,從而影響水生生物的生長,以及抑制由日光催化分解有機物質(zhì)的自然凈化能力。
1、臭氧同步污泥減量技術(shù):在廢水處理工程中,剩余污泥處理和處置問題的日益突出使得污泥減量技術(shù)成為研究的熱點。在目前國內(nèi)外研究的污泥減量技術(shù)中,利用臭氧同步對隱性生長的污泥減量,取得很好的效益。該技術(shù)由于其破解效率高、不產(chǎn)生毒副作用,只產(chǎn)生少量的污泥等特點,不僅降低了設(shè)備采購成本、減少了工程占地面積,運營成本也降低10---20%,所以,很快便被應(yīng)用于水處理實踐。
臭氧具有強的殺傷力,它能夠滲入細(xì)胞壁從而破壞細(xì)菌有機體鏈狀結(jié)構(gòu)導(dǎo)致細(xì)菌的死亡,細(xì)胞溶解釋放有機物質(zhì)到水中, 而這些自產(chǎn)底物可重新被用于生物代謝,這樣部分有機碳的重復(fù)使用將會導(dǎo)致污泥產(chǎn)量的減少。利用臭氧對剩余污泥進行破解,可以使污泥胞內(nèi)外物質(zhì)溶出進入液相,改變污泥特性。
2、高級氧化法(Advanced Oxidation processible, 簡稱AOP)技術(shù):目前,廢水處理最常用的生物法處理的缺點在于:對可生化性差、相對分子質(zhì)量從幾千到幾萬的物質(zhì)處理較困難,處理速度慢,耗時較長,因此處理效率較低。臭氧高級氧化法可將其其直接礦化或通過氧化提高污染物的可生化性,同時還對環(huán)境類激素等微量有害化學(xué)物質(zhì)的處理方面有很大的優(yōu)勢。因此,廢水生物法處理的效率大為提高。
水處理過程中以羥基自由基為主要氧化劑的氧化過程稱為AOPs過程,用于水處理則稱為AOP法。臭氧化學(xué)處理速度快,效率高。二者有機結(jié)合,可以極大提高污水的處理效率。不僅處理效果提高,而且單位時間的污水處理量大為增加,使污水處理工程小型化成為可能。
3、臭氧閉環(huán)矢量控制投加技術(shù):臭氧設(shè)備的選項以及臭氧投加量的精準(zhǔn)控制是該技術(shù)的關(guān)鍵。普通的臭氧投加采用曝氣器或射流器等,需要設(shè)計較大的投加量,但利用效率卻很低,臭氧大量溢出,不僅污染環(huán)境,而且造成極大浪費。
臭氧閉環(huán)矢量控制技術(shù)根據(jù)污水流量及需求量精準(zhǔn)投加臭氧量,使臭氧產(chǎn)量與需求量達(dá)到匹配,既達(dá)到設(shè)計處理要求,又無臭氧溢出。這個過程,都在計算機的精準(zhǔn)控制下進行。所以,該技術(shù)不僅能控制處理效果,而且使臭氧用量大幅減少。從而大幅降低了設(shè)備的采購成本和使用成本。
4、OAO生化處理工藝占地面積:生物法污水處理工藝,由于其處理效果好,成本低的特點已經(jīng)成為有機廢水處理的主體。但是,其仍存在一些不容忽視的缺點:耐沖擊負(fù)荷能力差、易發(fā)生污泥膨脹、構(gòu)筑物占地面積大、基建投資多、運行條件要求高以及日常管理復(fù)雜等。
近幾十年來。國內(nèi)外學(xué)者對以上這些問題進行了不懈地探索和研究,開發(fā)了多種新工藝,使得生物法污水處理工藝朝著低投資、節(jié)能的方面發(fā)展。OAO生化處理工藝,正是采用臭氧AOP技術(shù),結(jié)合生物法污水處理工藝優(yōu)點,很好的解決了傳統(tǒng)生物法污水處理工藝占地面積大、運行條件高、管理復(fù)雜等缺點,極大的提高了污水處理工程的效率。在保證相同處理效果的前提下,工程平面占地大幅縮小30---50%,高程降低30---50%。因此,工程造價大幅降低,且運轉(zhuǎn)節(jié)能。
5、OAO生化處理工藝的運行管理:傳統(tǒng)生物法污水處理工藝因為其工藝特點,處理效果極易受污水組成成分、污水溫度、PH值、水力負(fù)荷、有機負(fù)荷等條件影響,所以運行管理對人員要求較高,并且實驗設(shè)備、檢測設(shè)備投入也較高。較高的日常運行管理成本會造成“買得起,用不起”的難題。
OAO生化處理工藝相對簡捷,一次性投入低,后期運行維護費用低。采用OAO生化處理工藝小型化污水處理工程,僅需極少人員操作的工作量。
OAO生化處理工藝的核心設(shè)備臭氧發(fā)生器及控制設(shè)備,臭氧的生產(chǎn)原料為空氣,單位時間用電成本低,后續(xù)投入極少。中合元核心技術(shù)的臭氧發(fā)生器,單位質(zhì)量 (kg/h)的臭氧生產(chǎn)成本僅需10元/h。
6、OAO生化處理工藝水質(zhì)目標(biāo)持續(xù)可達(dá)性:水質(zhì)處理目標(biāo)的可達(dá)性是污水處理工程的核心目的。同時,建設(shè)者還應(yīng)考慮以下因素:
科學(xué)性和合理性------尋求盡可能簡潔、經(jīng)濟、配置合理的技術(shù)途徑達(dá)到既定處理目標(biāo),借鑒國內(nèi)外先進的相關(guān)工程經(jīng)驗。
可靠性------工藝應(yīng)成熟可靠,能滿足長期穩(wěn)定運行,系統(tǒng)風(fēng)險性較小,故障率在可控范圍內(nèi)。
先進性------在保證可靠的前提下,應(yīng)盡量開來采用新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備來提高效率,降低消耗。
經(jīng)濟性------在預(yù)算內(nèi),應(yīng)重點考慮節(jié)省投資,用地面積小,節(jié)省能耗運行費用低。
可擴展性------應(yīng)適當(dāng)考慮未來發(fā)展對處理設(shè)施的要求,應(yīng)首先考慮擴充容量成本較低,便于擴容的工藝。