精细化工废水处理.ppt

精细化工废水处理,精细化工范围广，品种多，主要包括染料、农药、制药、香料、涂料、感光材料和日用化工等约40多个行业，在国民经济建设中发挥着重要作用。精细化工废水中的污染物属结构复杂、有毒、有害和难生物降解的有机物，治理难度大且处理成本高。因此，有效治理精细化工废水技术成为环境工作者的重要课题。,1 精细化工废水的来源,1. 工艺废水 生产中产生的浓废水（有的有毒性），不易生物降解，对水体污染较重。 2. 洗涤废水 精制产品或中间产物中的洗涤废水、反应设备的洗涤水等。这些废水的污染浓度低，水量较大。,3. 地面冲洗废水 散落在地面上的溶剂、原料、中间体和产品等。这些废水与企业的管理水平有很大关系。 4. 冷却水 冷却水回用与部分废水混合,增加了废水体积。,5. 意外事故造成的废水 操作失误或设备泄漏,使原料、中间产物或产品外溢而造成的污染废水。 6. 二次污染废水 废水或废气处理过程中可能形成的新废水污染源，如预处理过程中从污泥脱水中分离出的废水，从废气处理吸收塔中排出的废水等。,2 精细化工废水的特征,1. 水质成分复杂 因为精细化工生产流程长，反应复杂，副产物多，出发物常为溶剂类或环状结构的化合物，所以污染物组分繁多。,2. 污染物含量高 在制药、农药、染料等行业，cod浓度通常每升废水中有几万至几十万毫克。这是因为反应不完全造成的大量副产物和原料，或溶剂介质流入废水体系中而引起。,3. 有毒有害物质多 废水中含许多对微生物有毒有害的有机物质，如有机卤素化合物、硝基化合物和表面活性剂等。 4. 生物难降解物质多,5. 盐分高 高浓度盐分对微生物有明显的抑制作用，如当氯离子浓度超过3000mg/l时，未经驯化的微生物的活性受到抑制，cod去除率明显下降；当氯离子浓度超过8000mg/l时，会造成污泥膨胀，水面泛出大量泡沫，微生物会死亡。 6. 色度高 染料、农药等废水的色度一般均在几千倍甚至数万倍以上。,3 精细化工废水的治理原则,1. 重视清洁生产,从污染源头控制。,2. 重视预处理,生化技术可靠性高且运行费用低，因此大部分有机化工废水均可选用生化处理 。加强预处理工艺，消除妨碍生化反应的不利因素，如开展溶剂回收；去除或转化有毒有害物质；消减cod负荷；采用浓废水焚烧等措施。,3. 提高生化处理能力,主要做以下工作：,1）加大调节池容量,对水质和水量充分调节，提高水力停留时间，比如一般在8-12小时，对某些废水可增加到24小时甚至更多。,2）稀释处理,废水常含有酸、碱及盐类，在可能的情况下，适当用生活污水稀释，以减轻盐分、有毒有害物质对生化处理的影响。另外，可对活性污泥进行驯化，使其适应较高的盐分。,3）选择合适的工艺参数,有些废水，在降解过程中ph随处理过程而升高，因此应以酸性进水，并采用完全混合式活性污泥法为宜。,4）提高可生化性,好氧处理前增加兼氧段，一般难降解有机物在兼氧情况下，可分解（水解）成易于生物降解的小分子化合物，提高了生物系统的稳定性和有效性。,5）选择合理的生化装置,对有毒有害的废水，不要用间歇式生化处理装置（如sbr技术），应选用完全混合式生化处理装置。,6）添加合理的试剂,对有毒有害的废水及生物难降解废水，生化处理时可考虑投加添加剂提高生化处理效果。 如在活性污泥法中加入微量活性炭及硫酸锰或硫酸铁，提高活性污泥的活性，或加入铁、铝等离子提高硝化及反硝化速率等。,7）组合工艺,在生化处理后，进行混凝沉降处理，以去除更多cod负荷。,8）筛选新菌种,筛选新菌种或利用基因工程，研究新的高效率降解菌。,4 精细化工废水的治理技术,4.4.1 醇及醚类废水处理技术,一、醇类废水处理,1. 蒸馏法,对沸点较低而挥发性高的醇用蒸馏法或汽提法回收除去。,2. 氧化法,醇类化合物可用湿式氧化法分解。,3. 生化法,常见醇类化合物，在一般情况下既可用活性污泥法处理，也可用厌氧法处理。,二、醚类废水处理,1. 吸附法,聚醚类化合物即可用活性炭处理，也可用黏土类吸附剂（蒙脱土、膨润土、酸性粘土、活性黏土以及高岭土等）处理。,2. 膜分离 用反渗透、超滤及微滤等方法处理醚类废水。,4.4.2 醛及酮类废水处理技术,一、醛-酚废水的处理,1. 缩合法 用酸碱催化及加热，使甲醛-酚类物质缩合产生不溶性物质而除去。如将醛-酚废水加热到90-100度，使之缩合，生成聚合体，从而使水质得到净化。,在空气中以软锰矿（颗粒直径510mm）为催化剂，可以去除醛-酚。如某废水含甲醛14000mg/l，苯酚8000mg/l，在上述催化剂存在下，经过2小时曝气，甲醛去除率为87%95%，苯酚去除率为99%。,高浓度醛类废水，通过蒸馏回收而去除醛类物质。经过回收处理后，废水的毒性降低，即可用生化法处理。,在催化剂下自身缩合，或用其他缩合剂处理。如甲醛在碱性条件下加热发生树脂化反应。,二、醛类废水处理,3. 氧化法 选用湿式氧化法。 4. 生化法 用活性污泥法或生物膜法处理含甲醛废水。,1. 回收（蒸馏）法,2. 缩合法,三、酮类废水处理 生化法是处理含酮废水的重要方法，如在连续曝气池中该废水可得到净化。,4.4.3 酸及酯类废水处理,一、酸类废水处理,废水中出现的有机酸是甲酸、乙酸、脂肪酸、柠檬酸、草酸、芳香族羧酸及二元酸等。,2. 混凝法 加入一定混凝剂，使一些有机酸生成较大絮凝体而沉淀，然后过滤、脱水。 3. 吸附法 选用吸附树脂回收。,1. 蒸馏及蒸发法,5. 氧化法 通过湿式氧化法、臭氧/过氧化氢组合等进行处理。 6. 生化法 大部分脂肪酸可采用好氧生化处理。,4. 萃取法,二、酯类废水处理 在酯类废水中引起注意的是苯二甲酸酯类。一般选用的处理法是萃取法。,4.5 有机废水脱色 印染废水和染料废水，一般对于容易被微生物降解的染料可选用生化法处理，不易被生物处理的染料需选择物理或化学方法处理。,1. 混凝法 用无机混凝剂、有机混凝剂等进行絮凝沉淀。,2. 吸附法 用吸附剂，如活性炭、蒙脱土、膨润土、酸性粘土、活性黏土以及高岭土等进行脱色处理。但是如果吸附后的废渣不能得到合理的再生或处置，会产生二次污染，因此这是选择吸附法首先应该考虑的问题。,3. 氧化法 常用的氧化剂有次氯酸钠、臭氧、过氧化氢和半导体光催化。但是处理费用高。,4. 还原法,在酸性条件下，有色废水经过铁屑和炭（或颗粒活性炭）混合床，发生微电解过程，使污染物中的发色基团受到破坏，从而达到脱色目的。,利用铁/炭滤料具有的微电解过程来处理高浓度水溶性染料废水，其脱色率可达50%-90%，且可提高bod/cod的比值，增加可生化降解性。但实际运行中，应注意铁屑结块问题。,4.6.1 吉化公司混合废水处理 该混合废水含染料、中间体、化肥、有机合成材料等多种污染物，设计处理水量19.2万m3/年。,1、进水水质 cod：400500 mg/l；bod：200250 mg/l；ss：150 mg/l；ph：12。 出水水质要求达到国家排放标准。,4.6 精细化工废水处理工程实例,2. 工艺流程 一级处理（预处理）：曝气除油沉淀池； 二级处理（生化处理）：亚深层编流式鼓风曝气池； 深度处理：脉冲澄清池（混凝沉淀）。,3. 主要装置 （1）预曝气除油沉淀池 曝气时间：10分；曝气强度：23 m3/（m3废水.h）；空气量：4000 m3/h；混合反应时间：12分；絮凝剂：聚合氯化铝510 mg/l。 斜板沉淀池水平流速89 mm/s；斜板间停留时间：20分。,（2）亚深层编流式鼓风曝气池 污泥负荷：0.3 kgbod5/（kgmlssd）；污泥浓度：2g/l；回流比：50%；曝气时间：8.5小时。 （3）辐流式二次沉淀池 直径：37米；桁架式刮吸泥机；表面负荷1.27 m3/m2.h；停留时间：1.91小时；三角堰出水。,（4）脉冲澄清池 （5）接触池,（1）预处理 cod、bod5、ss、油、色度去除率分别约为7%、11%、3%、52%、4%；苯系物去除率约为55%；氨基物去除率为13%；硝基物去除率约为4%。,（2）生化处理 cod、bod5、油、苯系物等去除率分别约为57%、92.3%、26.6%、92%；酚类去除率约为78.7%。 废水处理成本：0.6元/ m3废水。,4. 处理效果,4.6.2 江苏四菱染料集团公司染料废水处理,该公司以生产还原性染料及中间体为主，废水排放量为4000m3/d，废水中含蒽醌及其中间体、磺酸盐、醇类等有机溶剂、so42-、cl-、br-等无机盐。废水间歇式排放，水质变化剧烈，废水处理采用二级流程。,1. 工艺流程,1）一级处理工艺,废水经过一级处理后除cod在3002000 mg/l内波动外，其他指标如油（小于30 mg/l）、ss（小于150 mg/l）、ph（6.58.5）等均达到设计要求。,2）二级处理工艺（水解-酸化-好氧工艺）,（1）水解反应池 池内布水均匀，水力停留时间7小时，有效水深7.56米，池内设有zy笼球形厌氧填料，厚度为0.5米，以防止浮泥流失。,（2）酸化反应池 水力停留时间5小时，有效水深6.25米，上部加设zy笼球形厌氧填料。,（3）组合式曝气沉淀池 由曝气池和二沉池组成。气水比为8.3：1、有效水深4.2米、停留时间7小时。,2. 处理效果 废水通过水解和酸