工业废水处理.ppt

第七章工业废水处理,工业废水处理概论,工业废水工业企业各行业生产过程中排出的废水，统称为工业废水，其中包括生产污水、冷却水和生活污水称呼改变“生活污水”“工业废水”“污”字说明它的可用性,而“废”说明的是不可用的,工业废水的特点污染物的多样性；污染物的复杂性；污染物的行业性；一些种类的废水具有难除解性；污染的严重性；资源性。,工业废水的分类一般有三种分类方法按行业的产品加工对象分类；按主要污染物的性质分类；按主要污染物的成分分类。按难易处理和毒性分类易处理、危害性小的废水，如冷却水；易生物降解无明显毒性的废水；难生物降解又有毒性的废水。,工业废水对环境的污染污染的共性几乎所有物质排入水体后都有产生污染的可能性，所以在处理废水不要引入污染物。污染的个性不同物质的污染作用和环境容量不同。了解主要污染物的污染特性。,控制工业废水污染源的基本途径减少废水排出量废水进行分流；节约用水；改造生产工艺；减少废液排放。,降低污染物的浓度改造生产工艺，了解淘汰生产工艺；改造深漂洗装置；废水进行分流；废水进行均和；回用有用物质，如电镀的回收槽；排出系统的控制。,废水的排放标准,（一）地面水环境质量标准GB38382002（二）国家标准GB897896污水综合排放标准1第一类污染物的最高允许排放标准烷基汞、Hg、Cr、Cd、As、Pb、Ni等2第二类污染物的最高允许排放标准按污水排放去向，分别执行一、二、三级标准3部分行业的排放标准和排水定额标准（负荷排放标准、水的重复利用率）4污水分析采样方法（三）部级标准CJ1886污水排入城市下水道水质标准对有城市下水道且有集中二级处理厂者，一般执行部标（四）国标：农田灌溉水质标准GB508492（五）污水水质标准GB309787,工业废水污染源调查,污染源调查现场调查废水量调查平均流量和最大流量，单位：m3/h；污染物调查记录不同工序排水水量和主要污染物种类，相同工序不同工艺的排水量和主要污染物种类，并水平衡明细表。,工艺调查了解生产工艺对水质的要求,提出节水降污方案;取样分析从各工序取样时要注意更换周期，从总排水口取样时要注意浓度的平均。主要污染物相同的工序，只对最大浓度和最小浓度的工序进行分析。只分析难处理水质的工序。有机物主要分析COD和BOD值。根据处理工艺的特殊性进行分析。,确定排放标准了解排水去向资料分析有机废水要分析其可生化性。无机废水要分析是否有络合物存在。废水回用；无处理排放；废水分流。,工业废水处理方法概述,物理法调节、离心分离、沉淀、除油、过滤。化学法中和、化学沉淀、氧化还原。物理化学法混凝、气浮、吸附、离子交换、膜分离。生物法好氧生物法和厌氧生物法。,10.4工业废水处理方法概述,废水处理方法的选择污染物在废水中存在状态悬浮物粒径为1100mm；胶体粒径为1nm1mm；溶解物粒径为2，则难吸附。,4多级分体系的吸附等温式多组分体系吸附和单组分吸附相比较，又增加了吸附质之间的相互作用。用COD或TOC综合表示溶解于废水中的有机物浓度，其吸附等温式可用单组分吸附多温式表示。但吸附等温线可能是曲线或折线。假定吸附剂表面均一，混合溶液中的各种溶质在吸附位置上发生竞争吸附，被吸附的分子之间的相互作用可忽略不计。如果各种溶质以单组分体系的形式进行吸附，则其吸附量可用Langmuir竞争吸附模型来计算。,指单位重量的吸附剂在单位时间内所吸附的物质量。,三吸附速度,吸附过程一般分为3个阶段：,吸附反应速度非常快，V主要取决于第I、II阶段速度,四、吸附剂及其再生,1.活性炭,在水处理中较多采用颗粒活性炭。,粉末状活性炭粒状活性炭（园柱状、球状），粒径24mm棒状活性炭：50mm，L=255mm,2.腐植酸类吸附剂,种类：天然的富含腐植酸的风化煤、泥煤、褐煤等，它们可以直接使用或经简单处理后使用；将富含腐植酸的物质用适当的黏合剂制备成的腐植酸系树脂。,腐植酸是一组芳香结构的，性质与酸性物质相似的复杂混合物。,腐植酸类物质能吸附工业废水中的许多金属离子，如汞、铬、锌、镉、铅、铜等。,腐植酸对阳离子的吸附，包括离子交换、螯合、表面吸附、凝聚等作用。,腐植酸类物质在吸附重金属离子后,可以用H2SO4、HCl、NaCl等进行解吸。,3树脂吸附剂,具有立体网状结构，呈多孔海绵状。加热不熔化，可在150下使用，不溶于一般溶剂及酸、碱，比表面积可达800m2/g。常见产品有美国AmberliteXAD系列，日本HP系列。国内一些单位也研制了性能优良的大孔吸附树脂。树脂吸附剂的结构容易人为控制，因而它具有适应性大、应用范围广、吸附选择性特殊、稳定性高等优点，并且再生简单，多数为溶剂再生。树脂吸附剂最适宜于吸附处理废水中微溶于水极易溶于甲醇、丙酮等有机溶剂，分子量略大和是极性的有机物。如脱酚、除油、脱色等。树脂的吸附能力一般随吸附质亲油性的增强而增大。,再生方法,再生是在吸附剂本身的结构基本不发生变化的情况下，用某种方法将吸附质从吸附剂微孔中除去,恢复它的吸附能力。,五、吸附工艺和设备,操作方式,连续式,1,2吸附塔的设计,博哈特亚当斯计算法1.博哈特亚当斯方程式式中：t工作时间，h；V线速度，即空塔速度，m/h；h炭层高度，m；Co进水吸附质浓度，kg/m3Ce出水吸附质允许浓度，kg/m3K速率系数，m3/（kgh）；No吸附容量，即达到饱和时吸附剂的吸附量（kg/m3）。,1，上式等号右边括号内的1可忽略不计，则工作时间t：临界高度ho：当t=0时，保证出水吸附质浓度C不超过Ca（穿透浓度）时的吸附剂层的理论高度ho即吸附带高度，ho吸附反应越快。,2.模型试验求临界高度ho,截距：；线速度（m/h）；以不同的V进行上述试验，将不同V时的No、K、ho作图，可分别得出KV、NoV、hoV三条曲线。,3.吸附塔设计已知废水设计流量Q（m3/h），原水吸附质浓度Co，出水吸附质允许浓度Ce。（1）吸附工作时间t吸附柱出水达到穿透点的时间，线速度（m/h）查图得出K、No、ho（小时）,（2）活性炭每年更换次数n（吸附剂再生次数）（次/a）（3）活性炭年消耗量W（m3/a）（4）吸附质年去除量G（kg/a）：，Co、Ce均以mg/L为单位(kg/a),(5)吸附效率E式中：No达到饱和时吸附剂的吸附量，（kg/m3）h炭层高度；ho临界高度则：,六、吸附法在污水处理中的应用,1.吸附法除汞,活性炭有吸附汞和汞化合物的性能，但因其吸附能力有限，只适宜于处理含汞量低的废水。,吸附法除汞流程,2.炼油厂、印染厂废水的深度处理,某炼油厂含油废水，经隔油，气浮和生物处理后，再经砂滤和活性炭过滤深度处理。,废水的含酚量从0.1mg/L(生物处理后)降至0.005mg/L，氰从0.19mg/L降至0.048mg/L，COD从85mg/L降至18mg/L。,7.4工业废水的生物处理,7.4.1好氧生物处理7.4.2厌氧生物处理,7.4.1好氧生物处理,活性污泥法生物膜法生物接触氧化法生物转盘,一、活性污泥法在工业废水处理中的应用举例,（一）活性污泥法运行方式简介1传统活性污泥法（普通活性污泥法）2阶段曝气活性污泥法：分段进水活性污泥法或多段进水活性污泥法3渐减曝气4吸附再生5延时曝气6完全混合活性污泥系统7SBR法,（二）CASS工艺在啤酒废水处理中的应用CASS：CyclicActivedSludgeSystemCAST：CyclicActivedSludge1工程名称：安徽省某啤酒厂2水质情况进水：CODCr8001500mg/lBOD5400800mg/lSS300mg/l出水：CODCr150mg/lBOD560mg/lSS200mg/l水量：300m3/d,二、生物膜法在工业废水处理中的应用,（一）生物膜法的分类1生物滤池2生物转盘3生物接触氧化法4生物流化床,（二）南昌罐头啤酒厂污水处理工程1水量：3000m3/d；2水质进水：CODCr100010000mg/lBOD5/CODCr0.60.7出水：CODCr100mg/lBOD530mg/l,（三）春都集团污水处理工程1水量：4000m3/d；2水质进水：CODCr300mg/lCODCr600mg/l出水：CODCr80mg/lBOD525mg/l,7.4.2厌氧生物处理,厌氧生物处理工艺的发展概况及特征厌氧生物处理的主要特征1、主要优点能耗大大降低，而且还可以回收生物能（沼气）；污泥产量很低；厌氧微生物有可能对好氧微生物不能降解的一些有机物进行降解或部分降解。2、主要缺点反应过程较为复杂；厌氧反应器的运行和应用受到很多限制和困难；出水水质仍通常较差，一般需要利用好氧工艺进行进一步的处理；厌氧生物处理的气味较大；对氨氮的去除效果不好。,一、早期的厌氧生物反应器,厌氧消化应用于废水处理的初级阶段，是从1881年法国Mouras设计的自动净化器开始到本世纪的20年代；主要代表有：1881年法国Mouras的自动净化器：1891年英国Moncriff的装有填料的升流式反应器：1895年，英国设计的化粪池（SepticTank）；1905年，德国的Imhoff池（又称隐化池、双层沉淀池）；等等。,早期的厌氧生物反应器,二、厌氧消化池,1)传统消化池：又称为低速消化池，在池内没有设置加热和搅拌装置，所以有分层现象，一般分为浮渣层、上清液层、活性层、熟污泥层等，其中只有在活性层中才有有效的厌氧反应过程在进行，因此在传统消化池中只有部分容积有效；传统消化池的最大特点就是消化反应速率很低，HRT很长，一般为3090天。,2)高速消化池与传统消化池不同的是，在高速消化池中设有加热和/或搅拌装置，因此缩短了有机物稳定所需的时间，也提高了沼气产量，在中温（3035C）条件下，其HRT可以为15天左右，运行效果稳定；但搅拌使高速消化池内的污泥得不到浓缩，上清液与熟污泥不易分离。,3)两级串联消化池两级串联，第一级采用高速消化池，第二级则采用不设搅拌和加热的传统消化池，主要起沉淀浓缩和贮存熟污泥的作用，并分离和排出上清液；二者的HRT的比值可采用1:11:4，一般为1:2。,消化池的构造消化池一般由池顶、池底和池体三部分组成；消化池的池顶有两种形式，即固定盖和浮动盖，池顶一般还兼做集气罩，可以收集消化过程中所产生的沼气；消化池的池底一般为倒圆锥形，有利于排放熟污泥。,三、现代高速厌氧生物反应器,厌氧接触法（AnaerobicContactProcess）工艺流程与特点,与普通厌氧消化池相比，厌氧接触法的特点有：污泥浓度高，一般为510gVSS/l，抗冲击负荷能力强；有机容积负荷高，中温时，COD负荷16kgCOD/m3.d，去除率为7080%；BOD负荷0.52.5kgBOD/m3.d，去除率8090%；出水水质较好；增加了沉淀池、污泥回流系统、真空脱气设备，流程较复杂；适合于处理悬浮物和有机物浓度均很高的废水。,在厌氧接触法工艺中，最大的问题是污泥的沉淀，因为厌氧污泥上一般总是附着有小的气泡，且由于污泥在二沉池中还具有活性，还会继续产生沼气，有可能导致已下沉的污泥上浮。因此，必须采用有效的改进措施，主要有以下两种，即：真空脱气设备（真空度为500mmH2O）；增加热交换器，使污泥骤冷，暂时抑制厌氧污泥的活性。,厌氧生物滤池根据废水在厌氧生物滤池中的流向的不同，可分为升流式厌氧生物滤池、降流式厌氧生物滤池和升流式混合型厌氧生物滤池等三种形式，即分别如下图所示：,与传统的厌氧生物处理工艺相比，厌氧滤池的突出优点是：生物固体浓度高，有机负荷高；SRT长，可缩短HRT，耐冲击负荷能力强；启动时间较短，停止运行后的再启动也较容易；无需回流污泥，运行管理方便；运行稳定性较好。而主要缺点是易堵塞，会给运行造成困难。,厌氧生物滤池的组成1)滤料：实心块状滤料空心块状滤料管流型滤料交叉流型滤料：纤维滤料2)布水系统：3)沼气收集系统：,升流式厌氧污泥层(床)(UASB)反应器,UASB反应器的基本原理与特征,UASB反应器具有如下的主要工艺特征：在反应器的上部设置了气、固、液三相分离器；在反应器底部设置了均匀布水系统；反应器内的污泥能形成颗粒污泥，所谓的颗粒污泥的特点是：直径为0.10.5cm，湿比重为1.041.08；具有良好的沉降性能和很高的产甲烷活性。,UASB反应器的主要组成部分1)进水配水系统：2)反应区：反应区是UASB反应器中生化反应发生的主要场所，又分