年薪100万的“大污师”总结的28种废水处理工艺

           

废水处理是现如今最大的环境问题之一,废水处理的方法也成为现今化工领域的研究热点。今天一位总工为大家整理了废水中几乎所有的处理工艺。

膜处理工艺

膜处理技术主要用于废水的深度处理和二级,它具有高效分离、设备简单、节能、常温操作、无污染等优点,广泛应用于工业领域众多行业。主要有正渗透膜技术,反渗透膜技术,微滤膜技术,超滤膜技术,纳滤膜技术,电渗析技术,双极膜技术和膜生物反应技术。

(1)正渗透膜技术

正渗透是近年来发展起来的一种浓度驱动的新型膜分离技术,它是依靠选择性渗透膜两侧的渗透压差为驱动力自发实现水传递的膜分离过程,是目前世界膜分离领域研究的热点之一。

(2)反渗透膜技术

反渗透膜是一种介质,它是靠压力使溶液中的溶剂(一般常指水)通过反渗透膜(一种半透膜)而分离出来与渗透  方向相反,可使用大于渗透压的反渗透法进行分离、提纯和浓缩溶液。

(3)微滤膜技术

微滤膜一般指过滤孔径在0.1-1微米之间的过滤膜,过滤孔径在0.1-1微米之间的过滤膜。微滤膜是世界上开发应用最早的膜技术,以天然或人工合成的高分子化合物作为膜材料。  对微滤膜而言,其分离机理主要是筛分截留。

(4)超滤膜技术

超滤膜分离技术被认为是二十一世纪最具产业发展前景的高新技术之一。因其常温低压操作、能耗低等显著特点,在发达国家和地区应用日益广泛。

(5)纳滤膜技术

纳滤膜的孔径在1nm以上,一般1-2nm。是允许溶剂分子或某些低分子量溶质或低价离子透过的一种功能性的半透膜。纳滤作为一种新型分离技术,在处理废水的同时能够回收有用物质,因而在废水处理中得到了越来越广泛的应用。

(6)电渗析技术

电渗析技术是膜分离技术的一种,它是在直流电场的作用下,以电位差为推动力,利用离子交换膜的选择透过性,把电解质从溶液中分离出来,从而实现溶液的淡化、精制或纯化目的。

(7)双极膜技术

双极膜亦称双极性膜,是特种离子交换膜,它是由一张阳膜和一张阴膜复合制成的阴、阳复合膜。该膜的特点是在直流电场的作用下,阴、阳膜复合层间的H2O解离成H+和OH-并分别通过阴膜和阳膜,作为H+和OH-离子源。在水处理中主要通过离子交换达到净化水资源的目的。

(8)膜生物反应技术

膜生物污水处理是现代污水处理的一种常用方式,其采用膜生物反应器技术是生物处理技术与膜分离技术相结合的一种新技术,取代了传统工艺中的二沉池,它可以高效地进行固液分离,得到直接使用的稳定中水。

物理处理法

物理处理法就是利用各种构筑物去除废水中的固体悬浮物,浮油等物质,初步调整pH值,减轻废水的腐化程度。物理处理法包括以下方式:

(1)格栅处理法

格栅是由一组(或多组)相平行的金属栅条与框架组成,倾斜安装在格栅井内,设在集水井或调节池的进口处,用来去除可能堵塞水泵机组及管道阀门的较粗大的悬浮物及杂物,以保证后续处理设施的正常运行。

(2)筛网处理法

筛网是不同与一般网状产品,它有严格的系列网孔尺寸。水处理方面主要去除水中的固体悬浮物。

(3)沉沙池处理法

沉沙池是用以沉淀水流中大于规定粒径泥沙的水池,目的是使水的含沙量符合水质要求并与下游渠道挟沙能力相适应。

(4)沉淀池处理法

利用悬浮颗粒的重力作用来分离固体颗粒的设备称为沉淀池,它的作用是使悬浮物沉降,方便进行下一步水处理。

(5)隔油池处理法

隔油池是利用油与水的比重差异,分离去除污水中颗粒较大的悬浮油的一种处理构筑物,是利用废水中悬浮物和水的比重不同而达到分离的目的。

生物处理法

生物处理法是微生物在酶的作用下,利用微生物的新陈代谢,对污水中的污染物质进行分解和转化的一种污水净化方法。它包括生物化学处理法,生物絮凝处理法,生物吸附处理法,需氧生物处理法和厌氧生物处理法。各种处理方法的基本工艺流程图如下:

(1)生物化学处理法

生物化学处理法简称生化处理法,普遍代指通过人工曝气供氧并利用微生物分解从而达到去除废水中的可溶性的有机物及部分不溶性的有机物的目的。

(2)生物絮凝处理法

生物絮凝法可使液体中不易降解的固体悬浮颗粒凝聚、沉淀,是典型的环境友好方法,适应当代可持续发展的理念,对人体健康和环境保护都有很重要的现实意义。

(3)生物吸附处理法

生物吸附法又称接触稳定法或吸附再生法,其运行特点是将对有机物的降解的两个过程(吸附和代谢降解)分别在各自的反应器(吸附池和再生池)内进行。

(4)需氧生物处理法

利用需氧微生物(主要是需氧细菌)分解废水中的有机污染物,使废水无害化的一种废水生物处理法。废水的这种处理过程的最终产物是二氧化碳、水、氨、硫酸盐和磷酸盐等,处理彻底时,还可产生硝酸盐,这些都是稳定的无机物。

(5)厌氧生物处理法

厌氧生物处理法是利用兼性厌氧菌和专性厌氧菌将污水中大分子有机物降解为低分子化合物,进而转化为甲烷、二氧化碳的有机污水处理方法,这种处理方法主要用于对高浓度的有机废水和粪便污水等处理。

化学处理法

化学处理法是通过化学反应和传质作用来分离、去除废水中呈溶解、胶体状态的污染物或将其转化为无害物质的废水处理方法。常用方法包括臭氧化处理法、电解处理法、化学沉淀处理法、混凝处理法、氧化处理法、中和处理法等。各种处理方法的基本工艺图如下:

(1)臭氧化处理法

臭氧处理法是用臭氧作氧化剂对废水进行净化和消毒处理的方法。这种方法主要用于:水的消毒,去除水中酚、氰等污染物质,水的脱色,水中铁、锰等金属离子的去除,异味和臭味的去除等。主要优点是反应迅速、流程简单、无二次污染。

(2)电解处理法

电解处理法是将电能转化成化学能使电解槽内电极附近产生氧化还原反应,从而使废水得以净化的过程。电解法处理的优点是:使用低压直流电源,不耗费大量化学药剂,操作简易,管理方便,占地面积小。缺点是:处理大量废水时耗电,耗电极金属量较大,分离的沉淀物不易处理利用等。

(3)化学沉淀处理法

化学沉淀法的原理是向废水中投加某些化学物质,使它和废水中欲去除的污染物发生直接的化学反应,生成难溶于水的沉淀物而使污染物分离除去的方法。这就决定了化学法处理后会存在大量的二次污染,如大量废渣的产生,而这些废渣的处理目前尚无较好的处理处置方法,所以对其在工程上的应用和以后的可持续发展都存在巨大的负面作用。

(4)混凝处理法

混凝处理法是通过向废水中投加混凝剂,使其中的胶粒物质发生凝聚和絮凝而分离出来,以净化废水的方法。

混凝系凝聚作用与絮凝作用的合称。前者系因投加电解质,使胶粒电动电势降低或消除,以致胶体颗粒失去稳定性,脱稳胶粒相互聚结而产生;后者系由高分子物质吸附搭桥,使胶体颗粒相互聚结而产生。

(5)氧化处理法

氧化处理法利用强氧化剂氧化分解废水中污染物,以净化废水的方法。强氧化剂能将废水中的有机物逐步降解成为简单的无机物,也能把溶解于水中的污染物氧化为不溶于水、而易于从水中分离出来的物质。

(6)中和处理法

中和处理法是利用酸碱中和作用处理废水,使之净化的方法。

联合处理法

当单一的处理方法处理效果不理想时,为了达到污水排放的标准,可以使用多种方法联合的方式。最常见的是物理-化学处理法,其基本工艺如下:

物理-化学处理法是运用物理和化学的综合作用使废水得到净化的方法。它是由物理方法和化学方法组成的废水处理系统,或是包括物理过程和化学过程的单项处理方法。

活性污泥工艺

活性污泥工艺是国内外城市污水处理工艺的主流。由于其较高的处理效率,运行稳定可靠,而被大中型污水处理厂广泛使用。其基本工艺流程图如下:

活性沟污泥工艺法是一种好氧处理方法,系统中包括水系统、泥系统和气系统,主要设备为曝气池和二次沉淀池。对该工艺的要求是污泥除了要具有氧化和分解有机物的能力外,还要有良好的凝聚和沉降性能,以使活性污泥能从混合液中分离出来,得到澄清的出水。

氧化沟工艺

氧化沟工艺是传统活性污泥法的一种变形和发展,最突出的优点是在保证稳定高效的处理效果前提下,占地面积小,运行管理简单,降低了总投资和运行成本。同时该工艺除氮,除磷的效果优于传统活性污泥法。氧化沟工艺也有很多种,目前较为流行有A-O工艺和A-B工艺。

(1)A-O工艺

A-O工艺法也叫厌氧好氧工艺法,A是厌氧段,用于脱氮除磷;O是好氧段,用于除水中的有机物。该工艺的主要缺点有两个:一是由于没有独立的污泥回流系统,从而不能培养出具有独特功能的污泥,难降解物质的降解率较低;二是若要提高脱氮效率,必须加大内循环比,因而加大运行费用。此外,内循环液来自曝气池,含有一定的DO,使A段难以保持理想的缺氧状态,影响反硝化效果,脱氮率很难达到90%。

(2)A-B工艺

A-B工艺是吸附-生物降解工艺的简称,A段由吸附池、中间沉淀池组成,B段由曝气池和二次沉淀池组成,A、B段由各自的回流系统,A段负荷高,经过A段吸附某些重金属和难降解物质,提高可生化性,有利于B段处理,同时还有脱氮除磷作用,B段负荷低,在水质、水量方面比较稳定。

(3)卡罗塞尔氧化沟

渠道更深、效率更高、机械性能更好,改善和弥补了转刷式氧化沟的弱点。

(4)交替工作氧化沟系统

容积相同的池子串联工作,交替作为曝气池和沉淀池,无需污泥回流系统,必须安装自动控制系统,处理水质好,污泥比较稳定。

(5)奥贝尔氧化沟系统

同心圆式的多沟串联系统,用的比较广泛,运行时,外、中、内的溶解氧的剃度很大。

(6)曝气-沉淀一体化氧化沟

有称合建式氧化沟,减少战地面积,免除污泥回流系统,但是有待进一步完善。