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工业废水来源、特性及治理方法集汇
发表时间:2015-07-28  阅读:2938
一个好的设计方案,离不开对水质的了解;了解废水的来源、特性,了解生产工艺,对我们设计方案,选择处理工艺有着极大的帮助。
我们策划收集各类工业废水来源、特性及治理方法,希望能供工业水处理行业同仁借鉴分享,取长补短,一起为我国水处理行业的发展献计献策。
工业废水是指工业生产过程中排出的废水,包括工艺过程用水、机器设备冷却水、烟气洗涤水、设备和场地洗涤水等。由于工业类型繁多,而每种工业又由多段工艺组成,故产生的废水性质完全不同,成分也非常复杂。根据废水对环境污染所造成的危害的不同,大致可划分为固体污染物、有机污染物、油类污染物、有毒污染物、生物污染物、酸碱污染物、需氧污染物、营养污染物、感官污染物和热污染等。
工业废水中的某种污染物,可以由以下一方面原因或多方面原因引起:1.该污染物是生产过程中的一种原料;2.该污染物是生产原料中的杂质;3.该污染物是生产的产品;4.该污染物是生产过程中的副产品;5.该污染物是废水排放前预处理或处理过程中因输送、投加药剂等原因或其他偶然因素造成的。根据工业废水所含的主要有害物质,划分其来源,如表1所示
       
 表1  工业废水有害物质与来源分析
有害物质
工业废水主要来源
化工、矿工、钢铁、有色金属冶炼、机械、电镀工业等
化纤、制碱、造纸、印染、皮革、电镀工业及石油炼厂等
汞及其化合物
氯碱、汞制剂农药、化工、仪表、电镀、汞精炼工业等
镉及其化合物
金属矿山、冶炼、电镀、化工、金属处理、电池、特种玻璃工业等
六价格及其化合物
矿山、冶炼、电镀、化工、金属处理、电池、特种玻璃工业等
砷及其化合物
矿石处理、制药、冶炼、化工、玻璃、涂料、农药、化肥工业等
焦化、煤气、煤油、合成树脂、化工、染料、制药工业等
氰化物
焦化、煤气、电镀、金属清洗、有机玻璃、丙烯腈合成、煤油工业及黄金工业等
铅及其化合物
冶炼、化工、农药、汽油防爆、含铅油漆、搪瓷工业等
煤油、机械、食品加工、油田、天然气加工工业等
硫化物
化工、皮革、煤气、焦化、染色、黏胶纤维、煤油、油田、天然气加工工业等
游离氯
造纸、织物漂白、化工工业等
有机磷、有机氯
农药、化工工业等
多氯联苯
原子能工业、放射同位素实验室、医院、武器生产等
1.酸碱废水的特性及其治理方法
酸性废水主要来自钢铁厂、化工厂、染料厂、电镀厂和矿山等,其中含有各种有害物质或重金属盐类。酸的质量分数差别很大,低的小于1%,高的大于10%.碱性废水主要来自印染厂、皮革厂、造纸厂、炼油厂等。其中有的含有机碱或含无机碱。碱的质量分数有的高于5%,有的低于1%.酸碱废水中,除含有酸碱外,常含有有酸式盐。碱式盐以及其他无机物和有机物。
酸碱废水具有较强的腐蚀性,需经适当治理方可外排。治理酸碱废水一股原则是:(1)高浓度酸碱废水,应优先考虑回收利用,根据水质、水量和不同工艺要求,进行厂区或地区性调度,尽量重复使用;如重复使用有困难,或浓度偏低,水量较大,可采用浓缩的方法回收酸碱。(2)低浓度的酸碱废水,如酸洗槽的清洗水,碱洗槽的漂洗水,应进行中和处理。
对于中和处理,应首先考虑以废治废的原则。如酸、碱废水相互中和或利用废碱(渣)中和酸性废水,利用废酸中和碱性废水。在没有这些条件时,可采用中和剂处理。
2.含汞废水的特性及其治理方法
含汞废水主要来源于有色金属冶炼厂、化工厂、农药厂、造纸厂、染料厂及热工仪器仪表厂等。从废水中去除无机汞的方法有硫化物沉淀法、化学凝聚法、活性炭吸附法、金属还原法、离子交换法和微生物法等。一般偏碱性含汞废水通常采用化学凝聚法或硫化物沉淀法去处理。偏酸性的含汞废水可用金属还原法处理。低浓度的含汞废水可用活性炭吸附法、化学凝聚法或活性污泥法处理,有机汞废水较难处理,通常先将有机汞氧化为无机汞,而后进行处理。
各种汞化合物的毒性差别很大。元素汞基本无毒;无机汞中的升汞是剧毒物质,有机汞中的苯基汞分解较快,毒性不大;甲基汞进入人体很容易被吸收,不易降解,排泄很慢,特别是容易在脑中积累,毒性最大,如水俣病就是由甲基汞中毒造成的。
3.含酚废水的特性及其治理方法
含酚废水主要来自焦化厂、煤气厂、石油化工厂、绝缘材料厂等工业部门以及石油裂解制乙烯、合成苯酚、聚酰胺纤维、合成染料、有机农药和酚醛树脂生产过程。含酚废水中主要含有酚化合物,如苯酚、甲酚、二甲酚和硝基甲酚等。
酚基化合物是一种原生质毒物,可使蛋白质凝固。水中酚的质量浓度达到0.1~0.2mg\L,鱼肉即有异味,不能食用;质量浓度增加到1 mg\L,会影响鱼类产卵,含酚5~10 mg\L,鱼类就会大量死亡。饮用水中含酚能影响人体健康,即使水中含酚质量浓度只有0.002 mg\L,用氯消毒也会产生氯酚恶臭。通常将质量浓度为1000 mg\L的含酚废水,称为低浓度含酚废水。通常将这类废水循环使用,将酚浓缩回收后处理。回收酚的方法有溶剂萃取法、蒸汽吹脱法、吸附法、封闭循环法等。含酚质量浓度在300 mg\L以下的废水可用生物氧化、化学氧化、物理化学氧化等方法进行处理后排放或回收。
4.含油废水的特性及其处理方法
含油废水主要来源于石油、石油化工、钢铁、焦化、煤气发生站、机械加工等工业部门。废水中油类污染物质,除重焦油的相对密度为1.1以上外,其余的相对密度都小于1。油类物质在废水中通常以3种状态存在。(1)浮上油,油滴粒径大于100um,易于从废水中分离出来;(2)分散油,油滴粒径介于10~100 um之间,悬浮于水中;(3)乳化油,油滴粒径小于10 um,不易从废水中分离出来。由于不同工业部门排出的废水中含油浓度差异很大,如炼油过程中产生废水,含油量为150~1000mg\L,焦化废水中焦油含量约为500~800mg\L,煤气发生站排出废水中的焦油含量可达2000~3000 mg\L.因此,含油废水的治理应首先利用镉油池,回收浮油或重油,处理效率为60%~80%,出水中含油量约为100~200 mg\L;废水中的乳化油和分散油较难处理,故因防止或减轻乳化现象。方法之一,是在生产过程中注意减轻废水中油的乳化;其二,是在处理过程中,尽量减少用泵提升废水的次数,以免增加乳化程度。处理方法通常采用气浮法和破乳法。
5.含氰废水的特性及其治理方法
含氰废水主要来自电镀、煤气、焦化、冶金、金属加工、化纤、塑料、农药、化工等部门。含氰废水是一种毒性较大的工业废水,在水中不稳定,较易于分解,无机氰和有机氰化物皆为局毒性物质,人食入可引起急性中毒。氰化物对人体致死量为0.18g,氰化钾为0.12g,水体中氰化物对鱼致死的质量浓度为0.04~0.1 mg\L。含氰废水治理措施主要有:(1)改革工艺,减少或消除外排含氰废水,如采用无氰电镀法可消除电镀车间工业废水。(2)含氰量高的废水,应采用回收利用,含氰量低的废水应净化处理后方可排放。回收方法有酸化曝气-碱液吸收法、蒸汽解吸法等。治理方法有碱性氯化法、电解氧化法、加压水解法、生物化学法、生物铁法、硫酸亚铁法、空气吹脱发等。其中碱性氯化法应用较广,硫酸亚铁法处理不彻底亦不稳定,空气吹脱法既污染大气,出水又达不到排放标准,较少采用。
6.重金属废水的特性及其治理方法
重金属废水主要来自矿山、冶炼、电解、电镀、农药、医药、油漆、颜料等企业排出的废水。废水中重金属的种类、含量及存在形态随不同生产企业而异。由于重金属不能分解破坏,而只能转移它们的存在位置和转变它们的物理和合化学形态。例如,经化学沉淀处理后,废水中的重金属从溶解的离子形态转变成难溶解性化合物而沉淀下来,从水中转移到污泥中;经离子交换处理后,废水中的重金属离子转移到离子交换树脂上,经再生后又从离子交换树脂上转移到再生废液中。因此,重金属废水处理原则是:首先,最根本的是改革生产工艺,不用或少用毒性大的重金属;其次是采用合理的工艺流程、科学的管理和操作,减少重金属用量和随废水流失量,尽量减少外排废水量。重金属废水应当在产生地点就地处理,不同其他废水混合,以免使处理复杂化。更不应当不经处理直接排入城市下水道,以免扩大重金属污染。对重金属废水的处理,通常可分为两类;一是使废水中呈溶解状态的重金属转变成不溶的金属化合物或元素,经沉淀和上浮从废水中去除,可应用方法如中和沉淀法、硫化物沉淀法、上浮分离法、电解沉淀(或上浮)法、隔膜电解法等;二是将废水中的重金属在不改变其化学形态的条件下进行浓缩和分离,可应用方法有反渗透法、电渗析法、蒸发法和离子交换法等。这些方法应根据废水水质、水量等情况单独或组合使用。
7.农药废水的特性及其治理方法
农药品种繁多,农药废水水质复杂,其主要特点是:(1)污染物浓度较高,化学需氧量(COD)可达每升数万mg;(2)毒性大,废水中除含有农药和中间体外,还含有酚、砷、汞等有毒物质以及许多生物难以降解的物质;(3)有恶臭,对人的呼吸道和粘膜有刺激性;(4)水质、水量不稳定。因此,农药废水对环境的污染非常严重。农药废水处理的目的是降低农药生产废水中污染物浓度,提高回收利用率,力求达到无害化。农药废水的处理方法有活性炭吸附法、湿式氧化法、溶剂萃取法、蒸馏法和活性污泥法等。但是,研制高效、低毒、低残留的新农药,这是农药发展方向。一些国家已禁止生产六六六等有机氧。有机汞农药等,积极研究和使用生物农药,这是一条从根本上防止农药废水污染环境的新途径。
8.食品工业废水的特性以及治理方法
食品工业原料广泛,制品种类繁多,排出废水的水量、水质差异很大。废水中主要污染物有:(1)漂浮在废水中固体物质,如菜叶、果皮、碎肉、禽羽等;(2)悬浮在废水中的物质有油脂、蛋白质、淀粉、胶体物质等;(3)溶解在废水中的酸、碱、盐、糖类等;(4)原料夹带的泥沙及其他有机物等;(5)致病菌毒等。食品工业废水的特点是有机物质和悬浮物含量高,易腐败,一般无大的毒性。其危害主要是使水体富营养化,以致引起水生动物和鱼类死亡,促使水底沉积的有机物产生臭味,恶化水质,污染环境。
食品工业废水处理除按水质特点进行适当预处理外,一般均宜采用生物处理。如对出水水质要求很高或因废水中有机物含量很高,可采用两级曝气池或两级生物滤池,或多级生物转盘,或联合使用两种生物处理装置,也可采用厌氧—需氧串联的生物处理系统。
9.造纸工业废水的特性及其治理方法
造纸废水主要来自造纸工业生产中的制浆和抄纸两个生产过程。制浆是把植物原料中的纤维分离出来,制成浆料,再经漂白;抄纸是把浆料稀释、成型、压榨、烘干,制成纸张。这两项工艺都排出大量废水。制浆产生的废水,污染最为严重。洗浆时排出废水呈黑褐色,称为黑水,黑水中污染物浓度很高,BOD高达5~~40g/l,含有大量纤维、无机盐和色素。漂白工序排出的废水也含有大量的酸碱物质。抄纸机排出的废水,称为白水,其中含有大量纤维和在生产过程中添加的填料和胶料。造纸工业废水的处理应着重于提高循环用水率,减少用水量和废水排放量,同时也应积极探索各种可靠、经济和能够充分利用废水中有用资料的处理方法。例如浮选法科回收白水中纤维性固体物质,回收率可达95%,澄清水可回用;燃烧法可回收黑水中氰氧化钠、硫化钠、硫酸钠以及同有机物结合的其他钠盐。中和法调节废水PH值;混凝沉淀或浮选法可去除废水中悬浮固体;化学沉淀法科脱色;生物处理法可去除BOD,对牛皮纸废水较有效;湿式氧化法处理亚硫酸纸浆废水较为成功。此外,国内外也有采用反渗透、超过滤、电渗析等处理方法。
10.印染工业废水的特性及其治理方法
印染工业用水量,通常每印染加工1t纺织品耗水100~200t,其中80%~90%以印染废水排出。常用的治理方法有回收利用和无害化处理。
回收利用:
(1)废水可按水质特点分别回收利用,如漂白煮炼废水和染色印花废水的分流,前者可以对流洗涤,一水多用,减少排放量;
   (2)碱液回收利用,通常采用蒸发法回收,如碱液量大,可用三效蒸发回收,碱液量小,可用薄膜蒸发回收;
(3)染料回收,如士林染料可酸化成为隐巴酸,呈胶体微粒,悬浮于残液中,经沉淀过滤后回收利用。
无害化处理:
(1)物理处理法有沉淀法和吸附法等。沉淀法主要去除废水中悬浮物;吸附法主要是去除废水中溶解的污染物和脱色。
(2)化学处理法有中和法、混凝法和氧化法等。中和法在于调节废水中的酸碱度,还可降低废水的色度;混凝法在于去除废水中分散染料和胶体物质;氧化法在于氧化废水中还原物质,使硫化染料和还原染料沉淀下来。
(3)生物处理法有活性污泥、生物转盘、生物转筒和生物接触氧化法等。为了提高出水水质,达到排放标准或回收要求,往往需要采用几种方法联合处理。
11.染料生产废水的特性及其治理方法
染料生产废水含有酸、碱、盐、卤素、烃、胺类、硝基物和染料及其中间体等物质,有的还含有吡啶、氰、酚、联苯胺以及重金属汞、镉、铬等。这些废水成分复杂,具有毒性,较难处理。因此染料生产废水的处理。应根据废水的特性和对它的排放要求,选用适当的处理方法。例如:去除固体杂质和无机物,可采用混凝法和过滤法;去除有机物和有毒物质主要采用化学氧化法、生物法和反渗透法等;脱色一般可采用混凝法和吸附法组成的工艺流程,去除重金属可采用离子交换法等。
12.电池生产废水的特性及其治理方法
电池生产中的废水主要来源有电池生产线清洗浆料的废水;调配浆料中洒漏的药剂废水;清洗生产地面的废水。电池生产中的废水含有大量的Zn2+Mn2+Hg2+
等重金属离子,不加治理排放,将对环境造成污染。尤其是二次电池中的镉镍电池,特别是在极片生产过程中,会产生大量含重金属的清洗废水。
针对电池生产工业废水,治理方法有:化学沉淀法,微滤法,电解法,电渗析法,活性污泥法。
13.化学工业废水的特性及其治理方法
化学工业废水主要来自石油化学工业、煤炭化学工业、酸碱工业、化肥工业、塑料工业、制药工业、染料工业、橡胶工业等排出的生产废水。化工废水污染防治的主要措施是:首先应改革生产工艺和设备,减少污染物,防止废水外排,进行综合利用和回收;必须外排的废水,其处理程度应根据水质恶化要求选择。一级处理主要分离水中的悬浮固体物、胶体物、浮油或重油等。可采用水质调节、自然沉淀、上浮和隔油等方法。二级处理主要是去除可用生物降解的有机溶解物和部分胶物体,减少废水中的生化需氧量和部分化学需氧量,通常采用生物法处理。经生物处理后的废水中,还残存相当数量的COD,有时有较高的色、嗅、味,或因环境卫生标准要求高,则需采用三级处理方法进一步净化。三级处理主要是去除废水中难以生物降解的有机污染物和溶解性无机污染物。常用的方法有活性炭吸附法和臭氧氧化法,也可采用离子交换和膜分离技术等。各种化学工业废水可根据不同的水质、水量和处理后外排水质的要求,选用不同的处理方法。
14.选矿废水的特性及其治理方法
选矿废水具有水量大,悬浮物含量高,含有害物质种类较多的特点。其有害物质是重金属离子和选矿药剂。重金属离子有铜、锌、铅、镍、钡、镉以及砷和稀有元素等。在选矿过程中加入的浮选药剂有如下几类:
(1)捕集剂,如黄药(RocssMe)、黑药【(Ro)2PSSMe】、白药;
(2)抑制刑,如氰盐(KCN,NaCN)、水玻璃(Na2SiO3);
(3)起泡剂,如松节油、甲酚(C6H4CH3OH); 
(4)活性剂,如硫酸铜(CuSO4)、重金属盐类;
(5)硫化剂,如硫化钠;
(6)矿浆调节剂,如硫酸、石灰等。
选矿废水主要通过尾矿坝可有效地去除废水中悬浮物,重金属和浮选药剂含量也可降低。如达不到排放要求时,应作进一步处理,常用的处理方法有:
(1)去除重金属可采用石灰中和法和焙烧白云石吸附法;
(2)去除浮选药剂可采用矿石吸附法、活性炭吸附法;
(3)含氰废水可采用化学氧化法。
15.冶金废水的特性及其治理方法
    冶金废水的主要特点是水量大、种类多、水质复杂多变。按废水来源和特点分类,主要有冷却水、酸洗废水、洗涤废水(除尘、煤气或烟气)、冲渣废水、炼焦废水以及由生产中凝结、分离或溢出的废水等。冶金废水治理发展的趋向是:     
(1)发展和采用不用水或少用水及无污染或少污染的新工艺、新技术,如用干法熄焦,炼焦煤预热,直接从焦炉煤气脱硫脱氰等;
(2)发展综合利用技术,如从废水废气中回收有用物质和热能,减少物料燃烧流失;
(3)根据不同水质要求,综合平衡,串流使用,同时改进水质稳定措施,不断提高水的循环利用率;
(4)发展适合冶金废水特点的新的处理工艺和技术,如用礠法处理钢铁废水,具有效率高,占地少,操作管理方便等优点。
16.电厂废水的特性及其治理方法
火力发电厂废水水量大,污水种类较多,水质差别较大,针对当前水资源严重短缺的状况,工业废水处理系统一般实行清污分流,对水质状况较好、污染程度较轻的废水,经过处理后作为工业补水,实现回用;对水质状况较差、污染程度较重的废水,经过处理后,用作冲灰渣水,最大程度实现水资源的重复作用。
工艺流程:
工业废水(按不同水质进入不同的废水贮存池);废水贮存池(可在池内进行曝气、氧化和pH值调整);废水输送泵;pH调整槽(通过pH表的测量信号自动调整加酸或加碱量);絮凝槽(加凝聚剂);反应槽(加助凝剂);斜板澄清池;最终中和池(通过pH表的测量信号自动调整加酸或加碱量);清净水池;回收水泵;废水回用水池。
工艺流程中,斜板澄清池会产生大量的泥浆,其含水率较高,需要进行浓缩脱水,再进行干化处理,一般采用流程为:斜板澄清池泥浆;污泥浓缩池(上层清液回流到废水处理系统,浓缩泥浆加药混凝处理);脱水干化(可采用离心、压滤等形式);干泥外运。
17.矿井水的特性及其治理方法
矿井说通常是指煤炭开采过程中所有渗入井下采掘空间的水,我国煤矿年排矿井约22亿m3,平均吨煤涌水量约为4 m3.根据矿井水的特点,大致可分为:洁净矿井水、含悬浮物矿井水、高矿化度矿井水、酸性矿井水、含特殊污染物矿井水。
洁净矿井水:
即未被污染的干净地下水。基本符合生活饮用水标准,有的含多种微量元素,可开发为矿泉水。
含悬浮物矿井水:
其水量约占我国北方部分重点国有煤矿矿井涌水量的60%。水质呈中性,含有煤粉、岩粒等大量的悬浮物。长期外排,会破坏景观、淤塞河道,影响水生生物及农作物的生长。
高矿化度矿井水:
水中含有SO42-、Cl-、Ca2+、K+、Na+、HCO3-等离子,水质多数呈中性和偏碱性,带苦涩味,俗称苦咸水。又可分为微咸水、盐水。不能直接作工农业用水和生活用水。
酸性矿井水:
水质pH值小于5.5,当开采含硫高的煤层时,硫化物受到氧化与升华作用产生硫酸,而使水呈酸性。目前酸性水一般处理后达标排放或会用于一些对水质要求较低的工业用水。
含特殊污染物矿井水:
这类矿井水主要指含氟矿井水、含微量有毒有害元素矿井水、含放射性元素矿井水或油类矿井水。排放量不大,但不处理外排会污染水系。
归纳起来,来自煤矿矿井水和选煤废水的主要污染物有:
有毒污染物包括:汞、铅、铬等重金属;氟化物、氰化物等无机毒物及一些有机毒物,很容易被生物吸收和积累。
放射性污染物包括:天然铀、镭、氡的a系列核素。
无机污染物包括:无机酸、盐类和无机悬浮物。
矿井水处理技术有物理方法和化学方法两种:
物理方法即清污分流,沉淀;
化学方法即混凝沉淀法,电渗析法,反渗透法,中和法。
18.电镀废水的特性及其治理方法
    电镀废水的成分非常复杂,除含氰(CN-)废水和酸碱废水外,重金属废水是电镀业潜在危害性极大的废水类别。根据重金属废水中所含重金属元素进行分类,一般可以分为含铬(Cr)废水、含镍(Ni)废水、含镉(Cd)废水、含铜(Cu)废水、含锌(Zn)废水、含金(Au)废水、含银(Ag)废水等。通常电镀废水中铬含量都比较高,酸性强,也有少量呈碱性的,其中重金属含量随表面活性剂、光亮剂以及生产工艺的不同而变化。
    目前电镀废水处理采用以下几种方法:化学沉淀(包括含铬废水的还原处理和含氰废水氧化处理),中和沉淀法,硫化物沉淀法、螯合沉淀法、氧化还原处理、化学还原法、铁氧体法、电解法、溶解萃取分离、吸附法、膜分离技术,离子交换处理法。生物处理技术,生物絮凝法,生物吸附法,生物化学法。
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