工业废水处理工艺流程手册

工业废水处理工艺流程手册一、概述工业废水因生产工艺、原料特性差异，成分复杂多样（如重金属、有机物、高盐、有毒物质等），若未经有效处理直接排放，将对水体、土壤、生态系统造成严重污染，威胁人类健康与环境安全。废水处理的核心目标是去除污染物、降低毒性、实现达标排放或资源化回用，需结合废水特性、排放标准、回用需求等因素，选择适配的工艺组合。二、预处理工艺预处理旨在去除废水中粗大杂质、调节水质水量，为后续处理创造稳定条件。（一）格栅作用：拦截废水中的悬浮大颗粒（如纤维、塑料、砂石），避免堵塞管道或损坏设备。类型：按栅隙分为粗格栅（栅隙＞10mm，去除大杂物）、细格栅（栅隙5-10mm）、超细格栅（栅隙＜5mm，适用于精细拦截）。操作要点：定期清理栅渣（人工或机械），避免栅隙堵塞；栅渣需按固废规范处置（如焚烧、填埋）。（二）调节池作用：缓冲水质（pH、污染物浓度）和水量波动，保证后续工艺稳定运行。类型：均量池：仅调节水量，适用于水量波动大的场景（如间歇生产）；均质池：通过搅拌（机械/空气搅拌）或折流调节水质，适用于浓度波动大的废水；均化池：同时调节水量与水质，常设隔板、导流槽延长混合时间。设计要点：停留时间一般为6-24小时，根据水质波动幅度调整；池体需防腐（如酸碱废水），设置溢流、排空装置。三、物理处理工艺通过物理作用（重力、浮力、筛分）分离污染物，能耗低、操作简单，多用于预处理或与其他工艺联用。（一）重力沉淀原理：利用悬浮物与水的密度差，通过重力自然沉降分离。设备：平流沉淀池：结构简单，适用于大水量、大颗粒废水（如冶金、煤矿废水）；竖流沉淀池：占地面积小，适用于小水量、细颗粒废水；辐流沉淀池：负荷均匀，常用于给水处理或污泥浓缩。操作参数：表面负荷0.5-2.0m³/(m²·h)，停留时间1-3小时；定期排泥（重力或机械排泥），避免污泥上浮。（二）气浮法原理：向废水中通入微小气泡，使悬浮物（如油滴、疏水性颗粒）粘附气泡后上浮至水面，通过刮渣收集。类型：溶气气浮（DAF）：将空气加压溶解后减压释放，气泡细（20-100μm），应用最广（如含油废水、造纸废水）；电解气浮：通过电解产生H₂、O₂气泡，兼具氧化作用（适用于低浓度、难气浮废水）；分散空气气浮：直接通入空气（气泡大，效率低），仅用于临时应急处理。关键参数：溶气压力0.3-0.5MPa，回流比（溶气水/原水）10%-30%；刮渣周期根据浮渣量调整（一般4-8小时/次）。（三）过滤介质过滤：以砂、活性炭、石英砂等为滤料，通过筛分、吸附去除悬浮物、胶体、有机物。砂滤：常用于预处理后（如沉淀出水），去除残留悬浮物，滤速5-10m/h，反冲洗周期8-24小时；活性炭滤：吸附有机物、色度、异味，适用于深度处理（如饮用水、回用废水），需定期更换或再生（高温、化学再生）。膜过滤：以膜为介质，通过孔径筛分分离污染物，分为：微滤（MF）：孔径0.1-10μm，去除悬浮物、细菌，作为超滤/反渗透的预处理；超滤（UF）：孔径0.01-0.1μm，去除胶体、大分子有机物，常用于中水回用。四、化学处理工艺通过化学反应（混凝、中和、氧化还原）去除污染物，适用于重金属、高浓度有机物、酸碱废水等。（一）混凝沉淀原理：投加混凝剂（如PAC、硫酸铝）使胶体脱稳，再投加助凝剂（PAM）形成大絮体，通过沉淀分离。流程：混合（快速搅拌，10-30秒）→反应（慢速搅拌，10-30分钟）→沉淀（重力分离）。影响因素：pH（如PAC最佳pH6.5-7.5）、药剂投加量（通过烧杯试验确定）、搅拌强度（避免絮体破碎）。（二）中和处理目的：将废水pH调节至6-9，满足后续生物处理或排放标准要求。方法：酸性废水：投加石灰（成本低，适用于高浓度酸性废水）、NaOH（反应快，适用于低浓度）；碱性废水：投加硫酸、盐酸（需防腐），或利用酸性废水/烟道气（含CO₂、SO₂）中和；酸碱混合：优先采用“以废治废”，减少药剂消耗。设备：中和池（连续流，设搅拌、pH在线监测）、中和滤池（装填石灰石、白云石，适用于低浓度酸性废水）。（三）氧化还原处理氧化法：通过强氧化剂（臭氧、次氯酸钠、芬顿试剂）氧化分解污染物，适用于难降解有机物、氰化物、硫化物。臭氧氧化：利用·O₃和羟基自由基氧化，脱色、除臭效果好，适用于印染、制药废水；芬顿氧化（H₂O₂+Fe²⁺）：产生·OH，降解COD、去除色度，需调节pH至3-4，反应后加碱沉淀Fe³⁺。还原法：通过还原剂（亚铁盐、硫化钠）将高价污染物还原为低价态，便于后续沉淀。含铬废水：投加FeSO₄将Cr⁶⁺还原为Cr³⁺，再加碱沉淀；含氰废水：次氯酸钠破氰（碱性条件下，CN⁻+ClO⁻→CNO⁻+Cl⁻，进一步氧化为CO₂、N₂）。（四）高级氧化（AOPs）原理：通过光、电、催化剂等手段，产生强氧化性的羟基自由基（·OH），无选择性降解难降解有机物（如苯系物、农药）。类型：臭氧催化氧化：臭氧与催化剂（MnO₂、TiO₂）联用，提高·OH产率，适用于化工废水深度处理；光催化氧化：UV+TiO₂，利用光能激发催化剂产·OH，适用于低浓度、易光解废水；电化学氧化：通过电极反应产·OH或直接氧化，适用于高盐、难降解废水（如垃圾渗滤液）。五、生物处理工艺利用微生物代谢作用降解有机物、转化氮磷，成本低、效果稳定，是处理有机废水的核心工艺。（一）好氧生物处理活性污泥法：微生物以絮体形式悬浮生长，降解有机物。传统推流曝气池：结构简单，适用于大水量、稳定水质，需控制F/M（0.2-0.4kgCOD/(kgMLSS·d)）、DO（2-4mg/L）；氧化沟：循环推流，耐冲击，适用于市政污水、食品废水，污泥龄长（15-30天），脱氮效果好；SBR（序批式活性污泥法）：间歇运行，集曝气、沉淀、排水于一池，适用于小水量、水质波动大的场景（如制药、化工）；MBR（膜生物反应器）：活性污泥与膜分离结合，出水水质好（SS≈0），污泥浓度高（10-15g/L），但膜易污染（需定期清洗、反冲洗）。生物膜法：微生物附着于载体（滤料、转盘）生长，形成生物膜降解有机物。生物滤池：滤料（碎石、塑料）为载体，适用于低浓度废水（COD＜500mg/L），需控制负荷（0.1-0.4kgCOD/(m³·d)）；接触氧化池：填料（蜂窝、弹性）浸没水中，曝气供氧，耐冲击，适用于中小水量（如印染、养殖废水）。（二）厌氧生物处理原理：厌氧菌在无氧条件下分解有机物，产生甲烷（沼气），适用于高浓度有机废水（COD＞2000mg/L）。设备：UASB（上流式厌氧污泥床）：污泥颗粒化，三相分离器分离气、液、固，负荷高（5-15kgCOD/(m³·d)），适用于酒精、食品废水；IC（内循环厌氧反应器）：双塔结构，利用沼气提升实现内循环，负荷更高（15-30kgCOD/(m³·d)），适用于化工、制药废水；厌氧滤池：填料（碎石、塑料）为载体，微生物附着生长，适用于低浓度、悬浮物少的废水。优势：能耗低（无需曝气）、产沼气（能源回收）、污泥产量少；不足：启动慢（需培养颗粒污泥）、对温度敏感（中温30-35℃最佳）。（三）脱氮除磷工艺A/O工艺（缺氧-好氧）：缺氧池反硝化脱氮（NO₃⁻→N₂），好氧池硝化（NH₄⁺→NO₃⁻）、除碳，适用于含氮废水；A²/O工艺（厌氧-缺氧-好氧）：厌氧池释磷，缺氧池脱氮，好氧池吸磷、硝化、除碳，同步脱氮除磷，适用于市政污水、含氮磷工业废水（如化肥、养殖废水）。六、深度处理工艺去除生物/化学处理后残留的污染物（如微量有机物、重金属、盐分），实现废水回用或达标排放（如地表水Ⅲ类、Ⅳ类）。（一）膜分离技术超滤（UF）：截留大分子有机物、胶体，作为反渗透（RO）的预处理，膜通量50-200L/(m²·h)，需定期清洗（化学清洗周期3-6个月）；纳滤（NF）：截留二价离子、小分子有机物（如染料、抗生素），适用于中水回用（如印染、电子废水）；反渗透（RO）：截留一价离子、小分子，产水可作纯水（如电子、制药用水），回收率70%-80%，需严格预处理（如超滤+活性炭），膜污染后用柠檬酸、NaOH清洗。（二）吸附法活性炭吸附：粉末炭（PAC）用于应急处理（如突发污染），颗粒炭（GAC）用于深度净化（如饮用水、回用废水），吸附饱和后再生（高温800-900℃）或更换；树脂吸附：离子交换树脂（如D301除重金属，XAD-4除有机物），选择性强，可再生（酸碱洗脱），适用于重金属回收（如电镀废水镍、铬）。（三）离子交换原理：树脂上的活性基团与废水中离子交换，去除重金属、盐分。应用：电镀废水回收镍（阳离子树脂R-SO₃H+Ni²⁺→R-SO₃Ni+H⁺），再生时用H₂SO₄洗脱；含铬废水用阴离子树脂（R-OH+CrO₄²⁻→R-CrO₄+OH⁻），再生用NaOH。七、污泥处理与处置废水处理产生的污泥含大量污染物（有机物、重金属、病原菌），需妥善处理，避免二次污染。（一）污泥浓缩目的：减少污泥体积（含水率从99%→97%），降低后续处理成本。方法：重力浓缩：污泥自然沉降，适用于初沉污泥、剩余污泥，停留时间12-24小时；气浮浓缩：适用于轻污泥（如生物膜污泥），溶气压力0.3-0.4MPa；离心浓缩：效率高，适用于高有机质污泥，离心力场分离，含水率降至95%-97%。（二）污泥脱水化学调理：投加PAM（阳离子，1-5‰）、石灰（调节pH、杀菌），破坏污泥絮体结构，提高脱水效率；机械脱水：板框压滤：脱水效果好（泥饼含水率60%-70%），适用于小水量、高固废污泥；带式压滤：连续运行，适用于大水量、低固废污泥，泥饼含水率70%-80%；离心脱水：占地小，适用于高有机质污泥，泥饼含水率75%-85%。（三）污泥处置合规要求：污泥需检测重金属、病原菌、有机物，符合《城镇污水处理厂污泥处置》（GB/T____）等标准。途径：填埋：泥饼含水率＜60%，需防渗、防渗漏，适用于无资源化价值的污泥；焚烧：热值＞1200kcal/kg时可自持燃烧，灰分填埋或建材利用（制砖）；堆肥：与秸秆、木屑混合，好氧发酵（温度55-65℃，15-20天），产物用于园林绿化；建材利用：污泥焚烧灰制陶粒、水泥掺合料，实现资源化。八、典型行业废水处理流程案例（一）化工废水（高浓度、难降解）特点：含苯系物、酚类、重金属，COD高（____-____mg/L），毒性大。流程：格栅→调节池→混凝沉淀（除重金属、悬浮物）→水解酸化（提高可生化性）→UASB（厌氧降解，产沼气）→MBR（好氧+膜分离，深度脱碳）→臭氧催化氧化（降解难降解有机物）→RO（回用，回收率70%）。案例：某化工厂废水经处理后，COD从____mg/L降至50mg/L以下，回用率80%，沼气年发电10万度。（二）电镀废水（含重金属、氰化物）特点：含Cr⁶⁺、Ni²⁺、CN⁻，毒性强，需分类收集（含氰、含铬、综合废水）。流程：含氰废水：调节池→破氰池（次氯酸钠，pH10-11）→中和池（H₂SO₄，pH7-8）；含铬废水：调节池→还原池（FeSO₄，pH3-4）→中和池（NaOH，pH7-8）；综合废水：调节池→混凝沉淀（PAC+PAM）→砂滤→离子交换（树脂回收Ni²⁺）→RO（回用，回收率80%）。案例：某电镀厂镍回收率95%，回用率85%，重金属排放浓度＜0.1mg/L。（三）印染废水（高色度、高COD）特点：含染料、助剂、纤维，色度高（1000-5000倍），COD1000-5000mg/L。流程：格栅→调节池→水解酸化（降解染料、提高可生化性）→接触氧化（脱碳）→混凝沉淀（PAC+PAM，除残留染料）→活性炭吸附（脱色、除COD）→RO（回用，回收率75%）。案例：某印染厂废水经处理后，色度从2000倍降至50倍以下，COD从2500mg/L降至80mg/L，回用生产