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廢水處理技術分析

來源:本站    發布時間:2018-07-05    點擊量:561

近年來,隨著經濟社會的飛速發展和人口的增長,我國用水量與日俱增。而隨著全球氣候和環境的變化,我國水資源的總量正在明顯減少,以黃河、淮河、海河和遼河區最為顯著,地表水資源量減少17% ,水資源總量減少12% ,其中海河區地表水資源量減少41% ,水資源總量減少25% ;而且水資源相對豐富地區也出現了區域性甚至流域性缺水的現象。據統計,我國目前人均水資源2185 m ,不足世界平均水平的三分之一,一些流域(如海河、黃河、淮河流域人均占有量更低,生態嚴重惡化的地區已出現河流斷流、湖泊干涸、濕地萎縮、綠洲消失。而在水資源日益減少的同時,我國仍存在水資源利用方式粗放、用水效率不高的問題,導致水資源供需矛盾進一步凸顯。

 據統計,我國每天的污水、廢水排放量約為1×10。m 之多,其中城市生活廢水約占40% ,工業廢水占60% J。而我國工業水重復利用和再生利用程度較低,用水工藝比較落后,用水效率與發達國家有著較大的差距。2005年,我國萬元工業增加值用水量為167 m ,工業用水重復利用率約為50%左右;而發達國家萬元工業增加值用水量一般在50 m 以下,工業用水重復利用率一般在80% 一85% 以上(美國2000年萬元工業增加值用水量不到15 m ,工業用水重復利用率約為94.5% ,日本萬元工業增加值用水量也僅為18m ,工業用水重復利用率達80% 以上)??傮w來看,我國現狀工業用水重復利用率僅相當于發達國家20世紀80年代初的水平。

工業生產的多樣性使產生的排水污染性質也紛繁復雜,如有機污染、無機污染、熱污染、色度污染等等。因此,工業廢水的處理不能從簡單的幾個標準COD、BOD、ss、pH就套用別人的工藝和設備,除上述指標外,影響處理的因素還很多,如溫度、氨氮含量、pH、含鹽量、有毒物質(有機磷)含量、表面活性劑(發泡物質)及染料含量等。

常規廢水處理法存在以下共同缺點:① 工藝流程長,廢水處理過程中物化反應進程緩,廢水處理設施龐大,占地面積大;② 廢水只能集中處理,對于城市廢水而言,地下排污管網工程龐大,廢水處理工程總投資巨大;③ 處理后的水質不穩定,對難降解的可溶性有機物、磷、氮等營養性物質處理不徹底,對某些工業廢水如造紙廢液等處理困難且運行費用高。而把微波場對單相流和多相流物化反應的強烈催化作用、穿透作用、選擇性供能及其殺滅微生物的功能用于廢水處理,可以克服常規廢水處理法存在的諸多缺點,并且處理工程小型化、分散化,可省掉城市建設中現行廢水處理工程長距離埋設龐大排污管網的巨大費用,堵住污染源頭,從根本上消除因人類的生活和生產活動給江河湖泊造成的污染。需特別指出的是微波對殺滅藍藻的特殊作用,藍藻在微波場中只需30S即由微細粒匯聚成大顆粒,經過沉降與水分離,與此同時,水中的富營養物也得到了降解。廢水經微波能處理后可100% 回用,實現水的可持續利用,使人類水環境步人良性循環,為解決2l世紀人類將面臨的世界性“水荒”做貢獻。隨著物質文明建設的不斷發展,淡水資源的需求量越來越大,產生的廢水量也越來越大,意味著對廢水處理任務及處理深度的要求也必然加大,這就要求廢水處理技術不斷吸納創新,而微波處理技術將是廢水處理技術上的一場革命。


近年來,膜技術發展迅速,在電力、冶金、石油石化、醫藥、食品、市政工程、污水回用及海水淡化等領域得到了較為廣泛的應用,各類工程對膜技術及其裝備的需求量更是急速增加。目前已經熟和不斷研發出來的微濾、超濾、反滲透、納濾、滲析、電滲析、氣體分離、滲透汽化、無機膜等技術正在廣泛用于石油、化工、環保、能源、電子等行業中,并產生了明顯的經濟和社會效益,將對21世紀的工業技術改造起著重要的戰略作用。同時,國家和政府相關部門的高度支持和重視也給膜行業的發展帶來了前所未有的機遇u 。微濾的分離目的是溶液脫粒子和氣體脫粒子,截留粒徑為0.02—10 m的粒子,是所有膜過程中應用最普遍且總銷售額最大的一項技術,主要用于制藥行業的過濾除菌和高純水的制備。

超濾(包括納濾)的分離目的是溶液脫大分子、大分子溶液脫小分子、大分子分級,截留粒徑為1.0—20 nm的粒子。超濾技術可用于回收電泳涂漆廢水中的涂料,現已廣泛用于世界各地的電泳涂漆自動化流水線上。日本等國一些造紙廠的工業廢液也已采用超濾技術進行處理。在采礦及冶金工業中,超濾技術的應用正日益受到重視,采用該技術處理酸性礦物排出液,其滲透液可環使用,濃縮液可回收有用物質。同時,電子工業集成電路生產和醫藥工業用水過程也已開始廣泛應用超濾技術。納濾是在反滲透基礎上發展起來的新型分離技術,在廢水處理方面,用納濾膜對木材制漿堿萃取階段所形成的廢液進行脫色,脫色率可達98%以上。還可用納濾膜從酸性溶液中分離金屬硫酸鹽和硝酸鹽,其中對硫酸鎳的截留率可達95%。

反滲透分離的目的是溶劑脫溶質、含小分子溶質溶液的濃縮,截留粒徑為0.1—1 nm的小分子溶質。反滲透技術已成為海水和苦咸水淡化、純水和超純水制備及物料預濃縮的最經濟手段,而且隨著性能優良的反滲透膜及膜組件的工業化,反滲透技術的應用范圍已從最初的脫鹽放到電子、化工、醫藥、食品、飲料、冶金和環保等領域?,F正在開發反滲透技術在化工和石油化工中的應用,如:工藝用水的生產和再利用;廢液處理;水、有機液體的分離;電鍍漂洗水再利用和金屬回收等。食品工業正用反滲透技術開發奶品加工、糖液濃縮、果汁和乳品加工、廢水處理、低度酒和啤酒的生產。

電滲析技術目前已發展成為一個大規模的化工單元過程,廣泛用于苦咸水脫鹽,是電滲析技術應用最早且至今仍最大的應用領域,前景極好。鍋爐及工業過程用初級純水的制備是電滲析技術應用的第二大領域。近年來,我國廢水、污水排放量以每年1.8×10。kt的速度增長,全國工業廢水和生活污水每天的排放量近1.64×10 kt,其中約80%未經處理而直接排人水域。因而,我國環保水處理方面對膜應用的需求量將很大,這一領域將成為水處理工業增長潛力最大的領域。

目前工業企業廢水處理的項目資金和運行費用基本是企業自理,即環境成本內部化。也就是說,項目的上馬和正常達標運行除受政府政策及管理制約外,更受到投資額及運行成本的制約。雖然目前我國工業企業仍存在資金不足、污水處理工藝和設備水平較低的種種困難,但總體上工業廢水的處理和利用仍取得了較大的發展,形成了一定的工業規模。但要維持工業廢水處理行業的生命力和保證持續發展,開發質量優異、投資低廉、節約能源的處理工藝和設備是根本,也是工業廢水處理和水資源充分利用先進性的體現,更是工業企業實現持續健康發展的基本保障。

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