不同的污水水质、水量、处理后接纳水体以及是否有回用目的、处理程度等要求都决定所采用的废水处理方法各不相同。现代化工废水处理方法按原理分, 大致可分为物理处理法、化学处理法及生物处理法等。
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1、化学处理法
化工废水处理方法的化学处理法主要是利用化学反应的作用, 转化、分离、回收或处理污水中的污染物质, 包括中和、混凝、氧化法、电解、汽提、萃取、吸附、离子交换和电渗析等方法, 例如用混凝法使污水中的可溶性或胶体物质变成比重较大的矾花而沉淀去除, 用中和法处理酸、碱物质, 这些都是比较常用的化学处理方法。
1.1中和法
化工废水处理方法的中和法主要用于处理含酸、含碱废水, 如石油化工厂中油品的水洗水、化学药剂设施排水、油罐的水洗水、锅炉水处理和泵房的排水等。此方法是采用一定手段调节含酸或含碱废水的pH值, 使其呈中性。一般碱性废水的pH值在11∽12之间, 酸性废水的pH值为1∽2。。在我国目前常采用酸碱废水相互中和法、投药中和法、过滤中和法、烟道气中和法等。
1.2酸碱废水相互中和法
化工废水处理方法的酸碱中和法首先考虑回收与综合利用, 再利用酸、碱废水互相中和, 仍达不到处理要求时再考虑药剂中和。中和时应满足等当量原则:
Qa·Ca=Qs·Cs·b·k
式中 Qa、Qs——分别为酸性和碱性废水流量, L/h;
Ca、Cs——分别为酸性和碱性废水浓度, g/L;
b——中和每克酸所需的减量, g;
k——中和不完全修正系数, 一般取1.5∽2或由试验确定。
此方法使用的设备由排放量和水质情况确定, 可利用管道或中和池, 采取连续或间歇中和的方法, 但应注意H2S气体逸出。
1.3投药中和法
投药中和可以处理任何浓度的酸碱废水, 调节pH值。中和酸性水一般采用石灰 (CaO) 、石灰石 (CaCO3) 、纯碱 (Na2CO3) 、烧碱 (NaOH) 等。工业中常用的是石灰, 投加可用干法和湿法。
1.4过滤中和
处理含硝酸、盐酸的废水一般采用过滤中和法, 以石灰石、白云石、大理石作滤料层滤料。
1.5絮凝法
絮凝是石化污水处理的重要过程之一, 即通过向水中投加絮凝剂以破坏水中胶体颗粒的稳定状态, 在一定水力条件下, 胶粒之间以及其他微粒间的相互碰撞和聚集, 从而形成易于从水中分离的絮状物质。该过程可去除炼油废水中的浊度、色度、某些有机物及污染物, 如硫、油、砷、表面活性物质、浮游生物和藻类等。其作用机理主要涉及胶体粒子的性质, 混凝剂在水中组分的形式, 以及混凝剂在水中的组分与胶体粒子间的相互作用。
常用无机混凝剂有铝盐和铁盐, 与其相比, 无机高分子絮凝剂可成倍提能而价格相对较低, 因而有逐步成为主流药剂的趋势, 目前在日本、俄国、西欧、中国都有相当规模的生产和应用。国内近开发成功的有机高分子絮凝剂有:强阳离子型高分子有机凝剂HCA、丙烯酰胺改性的ZDMC系列有机凝剂。影响混凝效果的因素有温度、混凝剂的种类和投加量、水利条件、pH值等。研究表明, 采用复合絮凝剂进行污水处理, 其絮凝效果明显优于单一絮凝剂的效果。
1.6氧化还原法
溶于水中的有毒物质, 可利用它在化学过程中能被氧化或还原的性质, 使之转化为无毒或毒性较小的新物质, 从而达到处理的目的。
1.7臭氧氧化法
臭氧氧化法主要用于传统生化处理方法的预处理。臭氧是一种强氧化剂, 其氧化能力是氯的两倍, 杀菌能力是氯的数百倍, 处理含酚废水时无恶臭物产生, 降低COD及BOD有显著作用, 其缺点是运输及投资费用高。湿式氧化法原理是臭氧改变了高分子污染物的分子结构, 使长链分子部分断裂, 大分子降解为小分子, 从而使后面的生化处理更容易进行。但由于单独用此法处理效果不明显, 因此使用更多的是臭氧氧化与其他处理方法相联合的技术, 如臭氧+生化+膜处理+吸附法、臭氧+生化+臭氧法、臭氧+絮凝+无机膜处理 (超滤、过滤) 法等。
1.8湿式氧化法
湿式氧化法 (WAO) 是在封闭反应器中, 在较高的温度和压力下, 利用空气中的氧气氧化废水中溶解的和悬浮的有机物及还原性无机物的一种方法, 因为氧化过程在液相中进行, 所以称为湿式氧化。温度是湿式氧化过程的主要影响因素, 压力保证液相反应。该技术首先由美国开发, 用以处理高浓度有毒有害的有机废水, 能耗低、适应性强, 可以大幅度降低COD、BOD值, 废水氧化后再经生化处理排放。与一般工艺相比, 该法使用范围广、处理效率高、二次污染低、氧化速度快、装置小、可以对能量和有用物料加以回收。湿式氧化法的氧化程度取决于温度、压力、反应停留时间及空气量等因素。
1.9声化学氧化法
超声波作为一种新的能量形式在化工领域中的应用研究, 获得了许多有价值的成果。声化学氧化法集高级氧化技术、焚烧、超临界氧化等多种水处理技术于一身, 可降解石化污水中的化学污染物, 尤其是难降解的有机污染物;降解条件温和、降解速度快、适用范围广、可以单独或与其他技术联合使用。例超声强化臭氧氧化法, 超声波通过超声空化作用强化臭氧氧化能力, 提高臭氧利用率。
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