工业废水处理毕业论文 11页

河北工业职业技术学院毕业论文论文题目：工业废水的处理方法系别环境与化学工程系专业年级J3给排水学生姓名陈衽恒学号32121302016指导教师马东祝■职称副教授指导教师（现场）■职称日期2015.5.2一、工业废水的主要来源1二、工业废水处理主要技术1（一）生物法1\n1•好氧生物处理法12•厌氧生物处理法1（-）物理法21.重力分离法22.筛滤截留23•离心分离34.高梯度磁分离3（三）化学法31.废水中和处理法32.废水化学沉淀法33.废水氧化还原法34.废水混凝处理法35.废水电解处理法36.废水臭氧化处理法4（四）物理化学法41.废水萃取处理法42.废水光氧化处理法43.废水离子交换处理法44.废水吸附处理法5三、国内工业废水处理现状5四、结论6\n工业废水的处理方法摘要：对目前常用的工业废水处理方法进行综述。工业废水处理按其作用原理，可分为物理法、化学法、物理化学法和生物法四类。物理法有调节、过滤、沉淀、浮力浮上法等；化学法有混凝法、中和法、氧化还原法、化学沉淀法等；物理化学法有吸附法、离子交换法、膜分离法、气提法、萃取法等;生物法有好氧生物处理和厌氧生物处理。关键词：生物法；物理法；化学法；物理化学法；废水处理\n引言：废水包括生活污水和工业废水。工业废水是指工业生产过程中废弃外排的水。工业废水对环境造成的污染危害，以及应采取的防治对策，取决于工业废水的特性。即污染物的种类、性质和浓度。工业废水的水质特征，不单以废水类别而异，往往因时因地而多变。工业废水的特点主要表现为：排放量大；组成复杂；污染严重。工业废水是指工业生产过程中产生的废水、污水和废液，其中含有随水流失的工业生产用料、中间产物和产品以及生产过程中产生的污染物。随着工业的迅速发展，废水的种类和数量迅猛增加，对水体的污染。也日趋广泛和严重，威胁人类的健康和安全。因此，对于保护环境来说，工业废水的处理比城市污水的处理更为重要。与农业排水和生活污水不同的是，工业废水量大，成分复杂，难处理，不易降解和净化，危害性较大。仅2006年我国工业废水排放量就达239.5亿t,占废水排放总量的44.6%。但在以往的污染源调查、评价、统计中，工业污染点源是不予重点考虑的，可见随着工业的迅速发展，工业废水排放量和工业废水中磷的含量不断增大，导致水质污染日趋严重。工业污染源应予以充分重视，列入污染治理、控制和监督管理范畴。一、工业废水的主要来源工业污染的来源多，且排放量较大，分为采矿及选矿废水、金属冶炼废水、炼焦煤气废水、机械加工废水、石油工业废水、化工废水、造纸废水、纺织印染废水、皮毛加工及制革废水、食品工业废水等等。二、工业废水处理主要技术（一）生物法通过微生物的代谢作用，使废水中呈溶液、胶体以及微细悬浮状态的有机污染物，转化为稳定、无害的物质的废水处理法。1■好氧生物处理法是一种在提供游离氧的前提下，以好氧微生物为主，使有机物降解、稳定的无害化处理方法。好氧生物处理法分为活性污泥法和生物膜法两大类。活性污泥具有较强的吸附能力、很强的分解、氧化有机物的能力以及良好的沉降性能。其中好氧生物处理法具体又分为活性污泥法、阶段曝气法（多点进水法）、渐减曝气法、吸附再生活性污泥法、完全混合活性污泥法、AB法（生物吸附氧化法）。好氧生物处理法的优点是：效率高、效果好、适用范围广、成本低、运行管理费用小以及可处理的水量大、方法较为成熟。2■厌氧生物处理法厌氧生物处理是在无氧的情况下，利用兼性菌和厌氧菌的代谢作用，分解有机物的一种生物处理法。是一种低成本的废水处理技术，它能在处理废水过程中回收能源。厌氧生化法与好氧生化法相比具有下列优点。（1）应用范围广好氧法因供氧限制一般只适用于中、低浓度有机废水的处理，而厌氧法既适用于高浓度有机废水，又适用于中、低浓度有机废水。有些有机物对好氧生物第8页共7页\n处理法来说是难降解的，但对厌氧生物处理是可降解的、如固体有机物、着色剂慈酿和某些偶氮染料等。（1）能耗低好氧法需要消耗大量能量供氧，曝气费用随着有机物浓度的增加而增大，而厌氧法不需要允氧，而且产生的沼气可作为能源。废水有机物达一定浓度后‘沼第8页共7页\n气能量可以抵偿消耗能量。当原水B0D5达到1500mg/L时，采用厌氧处理即有能量剩余。有机物浓度愈高，剩余能量愈多。一般厌氧法的动力消耗约为活性污泥法的1/10o(3)负荷高通常好氧法的有机容积负荷为2~4kgBOD/m3.d，而厌氧法为2〜10kgCOD/m3.d，高的可达50kgCOD/m3.d。(4)剩余污泥量少，且其浓缩性、脱水性良好好氧法每去除1kgCOD将产生0.4~0.6kg生物量，而厌氧法去除1kgCOD只产生0.02-0.1kg生物量，其剩余污泥量只有好氧法的5%-20%。同时，消化污泥在卫生学上和化学上都是稳定的。因此，剩余污泥处理和处置简单、运行费用低，甚至可作为肥料、饲料或‘饵料利用。⑸氮、磷营养需要量较少好氧法一般要求BOD：N：P为100：5：1,而厌氧法的BOD：N：P为100：2.5：0.5,对氮、磷缺乏的工业废水所需投加的营养盐量较少。(6)厌氧处理过程有一定的杀菌作用，可以杀死废水和污泥中的寄生虫卵、病毒等。(7)厌氧活性污泥可以长期贮存，厌氧反应器可以季节性或间歇性运转。与好氧反应器相比，在停止运行一段时间后，能较迅速启动。但是，厌氧生物处理法也存在下列缺点：(1)厌氧微生物增殖缓慢，因而厌氧设备启动和处理时间比好氧设备长。(2)处理后的出水水质差，往往需进一步处理才能达标排放。下图为厌氧生物处理法的流程：尹固态有机优合糊产酸J细胞外水解前聚菌一一I液态有机化合物I——菌微生物细胞(产^菌)挥发酸、醇CSH2s甲烷菌徽生物细胞CH4,C02厌氧生物处理法包括有厌氧接触法、厌氧生物滤池、升流式厌氧污泥床(UASB)o(-)物理法废水物理处理法是通过物理作用分离和去除废水中不溶解的呈悬浮状态的污染物(包括油膜、油珠)的方法。处理过程中，污染物的化学性质不发生变化。1■重力分离法废水重力分离处理法利用重力作用原理使废水中的悬浮物与水分离，去除悬浮物质而使废水净化的方法。可分为沉降法和上浮法。悬浮物比重大于废水者沉降，小于废水者上浮。影响沉淀或上浮速度的主要因素有：颗粒密度、粒径大小、液体温度、液体密度和绝对粘滞度等。此种物理处理法是最常用、最基本的废水处理法，应用历史较久。2■筛滤截留废水筛滤截留法是利用留有孔眼的装置或由某种介质组成的滤层截留废水中的悬浮固体的方法。使用设备有：格栅，用以截阻大块固体污染物；筛网，用以截阻、去除废水中的纤维、纸浆等较细小的悬浮物；布滤设备，用以截阻、去除废水中的细小悬浮物；砂滤设备，第8页共7页\n用以过滤截留更为微细的悬浮物。3■离心分离废水离心分离处理法系利用装有废水的容器高速旋转形成的离心力去除废水中悬浮颗粒的方法。按离心力产生的方式，可分为水旋分离器和离心机两种类型。分离过程中，悬浮颗粒质量大，受到较大离心力的作用被甩向外侧，废水则留在内侧，各自通过不同的出口排出，使悬浮颗粒从废水中分离出来。4■高梯度磁分离废水高梯度磁分离处理法是利用磁场中磁化基质的感应磁场和高梯度磁场所产生的磁力从废水中分离出颗粒状污染物或提取有用物质的方法。磁分离器可分为永磁分离器和电磁分离器两类，每类又有间歇式和连续式之分。高梯度磁分离技术用于处理废水中磁性物质，具有工艺简便、设备紧凑、效率高、速度快、成本低等优点。（三）化学法废水化学处理法是通过化学反应和传质作用来分离、去除废水中呈溶解、胶体状态的污染物或将其转化为无害物质的废水处理法。以投加药剂产生化学反应为基础的处理单元有混凝、中和、氧化还原等；以传质作用为基础的处理单元有萃取、汽提、吹脱、吸附、离子交换以及电渗吸和反渗透等。1■废水中和处理法对于高浓度（大于3%）的酸、碱废水的处理，应首先考虑回收其中的酸或碱以及综合利用，只有当废水无回收及综合利用的价值时，才采用中和法处理。酸性废水的中和方法主要有：与碱性废水互相中和，药剂中和，过滤中和。碱性废水的中和方法主要有：与酸性废水互相中和以及药剂中和。2■废水化学沉淀法指向工业废水中投加某种化学物质，使其和废水中溶解物质发生反应并生成难溶盐沉淀，从而去除废水中该溶解性物质的方法。用于处理含金属离子和某些阴离子的工业废水，一般采用氢氧化物、硫化物和碳酸盐等作为沉淀剂。3■废水氧化还原法利用氧化还原反应，将废水中的有害物质氧化或还原，使其变成无害或危害较小的新物质化学反应中，失去电子的过程叫氧化，失去电子的物质称还原剂；得到电子的过程叫还原，得到电子的物质叫氧化剂，在反应中被还原。每个物质都有各自的氧化态和还原态，其氧化还原电位的高低决定了该物质的氧化还原能力。废水的氧化还原处理法：分为氧化法和还原法两类。4■废水混凝处理法废水混凝处理法是通过向废水中投加混凝剂，使其中的胶粒物质发生凝聚和絮凝而分离出来，以净化废水的方法。混凝系凝聚作用与絮凝作用的合称。前者系因投加电解质，使胶粒电动电势降低或消除，以致胶体颗粒失去稳定性，脱稳胶粒相互聚结而产生；后者系由高分子物质吸附搭桥，使胶体颗粒相互聚结而产生。第8页共7页\n5■废水电解处理法废水电解处理法是应用电解的基本原理，使废水中有害物质通过电解转化成为无害物质以实现净化的方法。废水电解处理包括电极表面电化学作用、间接氧化和间接还原、电浮选和电絮凝等过程，分别以不同的作用去除废水中的污染物。其主要优点：①使用低压直流电源，不必大量耗费化学药剂；②在常温常压下操作，管理简便；③如废水中污染物浓度发生变化，可以通过调整电压和电流的方法，保证出水水质稳定；④处理装置占地面积不大。但在处理大量废水时电耗和电极金属的消耗量较大，分离的沉淀物不易处理利用，主要用于含铭废水和含氧废水的处理。6■废水臭氧化处理法废水臭氧化处理法是用臭氧作氧化剂对废水进行净化和消毒处理的方法。用此法处理废水所使用的是含低浓度臭氧的空气或氧气。臭氧是一种极不稳定、易分解的强氧化剂，需现场制造，工艺设施主要由臭氧发生器和气水接触设备组成。（四）物理化学法废水物理化学处理法是废水处理方法之一种。系运用物理和化学的综合作用使废水得到净化的方法。它是由物理方法和化学方法组成的废水处理系统，或是包括物理过程和化学过程的单项处理方法，如浮选、吹脱、结晶、吸附、萃取、电解、电渗析、离子交换、反渗透等。废中的污染物在处理过程中，通过相转移作用而达到去除的目的，这种处理或变化工程称为物理化学过程。污染物在物理化学过程中可以不参与化学变化或化学反应，直接从一相转移到另一相，也可以经过化学反应后再转移，因此在物理化学处理过程中可能伴随着化学反应，但不一定总是伴随化学应。常见的物理化学处理过程，有吸附、离子交换、萃取、吹脱和汽提、膜分离过程等。1■废水萃取处理法废水萃取处理法是利用萃取剂，通过萃取作用使废水净化的方法。根据一种溶剂对不同物质具有不同溶解度这一性质，可将溶于废水中的某些污染物完全或部分分离出来。向废水中投加不溶于水或难溶于水的溶剂（萃取剂），使溶解于废水中的某些污染物（被萃取物）经萃取剂和废水两液相间界面转入萃取剂中。萃取操作按处理物的物态可分固一一液萃取、液一一液萃取两类。工业废水的萃取处理属于后者，其操作流程：①混合，即使废水和萃取剂最大限度地接触；②分离，即使轻、重液层完全分离；③萃取剂再生，即萃取后，分离出被萃取物，回收萃取剂，重复使用。萃取剂的选择应满足：①对被萃取物的溶解度大，而对水的溶解度小；②与被萃取物的比重、沸点有足够差别；③具有化学稳定性，不与被萃取物起化学反应；④易于回收和再生；⑤价格低廉，来源充足。此法常用于较高浓度的含酚或含苯胺、苯、醋酸等工业废水的处理。2■废水光氧化处理法废水光氧化处理法是利用紫外光线和氧化剂的协同氧化作用分解废水中有机物，使废水净化的方法。废水氧化处理使用的氧化剂（氯、次氯酸盐、过氧化氢、臭氧等），因受温度影响，往往不能充分发挥其氧化能力；采用人工紫外光源照射废水，使废水中的氧化剂分子吸收光能而被激发，形成具有更强氧化性能的自由基，增强氧化剂的氧化能力，从而能迅速、有效地去除废水中的有机物。光氧化法适用于废水的高级处理，尤其适用于生物法和化学法难以氧化分解的有机废水的处理。3■废水离子交换处理法废水离子交换处理法是借助于离子交换剂中的交换离子同废水中的离子进行交换而去除废水中有害离子的方法。其交换过程：①被处理溶液中的某离子迁移到附着在离子交换剂颗粒表面的液膜中；②该离子通过液膜扩散（简称膜扩散）进入颗粒中，并在颗粒的孔道中扩散而到达离子交换剂的交换基团的部位上（简称颗粒内扩散）；③该离子同离子交换剂上的离子进行交换；④第8页共7页\n被交换下来的离子沿相反途径转移到被处理的溶液中。离子交换反应是瞬间完成的，而交换过程的速度主要取决于历时最长的膜扩散或颗粒内扩散。离子交换的特点：依当量关系进行，反应是可逆的，交换剂具有选择性。应用于各种金属表面加工产生的废水处理和从原子核反应器、医院和实验室废水中回收或去除放射性物质，具有广阔的前景。4■废水吸附处理法废水吸附处理法是利用多孔性固体（称为吸附剂）吸附废水中某种或几种污染物（称为吸附质），以回收或去除某些污染物，从而使废水得到净化的方法。有物理吸附和化学吸附之分。前者没选择性，是放热过程，温度降低利于吸附；后者具选择性，系吸热过程，温度升高利于吸附。吸附法单元操作分三步：①使废水和固体吸附剂接触，废水的污染物被吸附剂吸附；②将吸附有污染物的吸附剂与废水分离；③进行吸附剂的再生或更新。按接触、分离的方式，可分为：①静态间歇吸附法，即将一定数量的吸附剂投入反应池的废水中，使吸附剂和废水充分接触，经过一定时间达到吸附平衡后，利用沉淀法或再辅以过滤将吸附剂从废水中分离出来；②动态连续吸附法，即当废水连续通过吸附剂填料时，吸附去除其中的污染物。吸附剂有活性炭与大孔吸附树脂等。炉渣、焦炭、硅藻土、褐煤、泥煤、粘土等均为廉价吸附剂，但它们的吸收容量小，效率低。三、国内工业废水处理现状我国工业废水污染现象严重，主要是水体污染，目前全国500多条主要河流中，有80%以上受到不同程度的污染，这主要是由于工业废水的排放造成的。流经全国40多个大城市的河流，有90%以上受到污染，对环境和居民身体健康产生了较大的影响。根据环保部数据，2012年全国废水排放总量为684.3亿t，其中工业废水排放量占比为32.4%，比2002年下降了14.7个百分点。近些年在我国积极实施淘汰工业落后产能、促进产业结构调整、加强节能减排等政策以及企业不断提高生产效率因素的共同作用下，工业废水排放在经历2007年的峰值后开始呈缓慢下降趋势，但数量依然十分庞大。工业废水实际排放达标率与重复利用率较低。2014年我国工业废水排放量达189.5亿吨，主要集中在造纸印刷、化工、纺织和钢铁等行业。工业废水成分复杂、污染严重、处理成本高、重复利用率低。面对这些问题，在政策层面，《水污染防治行动计划》等政策将倒逼工业废水处理成为水处理行业的重点。从废水处理达标率看，焦化、造纸行业、石化行业和小型钢厂污水处理率均有提升空间。达标需求也将扩大工业废水处理市场，其中煤化工、含油污水及印染、医药、食品等领域都是投资看点。工业废水处理费用上涨将推动市场规模不断扩大。过去几年我国主要城市工业废水处理费从0.66元/吨上涨到1.17元/吨，预计至（J2015年将上涨到1.65元/吨，工业废水处理市场规模将达到482亿元。在工业污水方面，未来我国工业废水排放量仍将逐年提升，到2020年预计将达到305.6亿吨。工业废水领域“十二五”期间的总投入将达到8324亿元，“十三五”期间将进一步提升至9722亿元。由于工业废水覆盖行业广，各子领域存在处理技术的差别，导致各子领域垄断壁垒较高。2015年4月，国务院正式发布《水污染防治行动计划》（简称“水十条”）成为当前和今后全国水污染防治工作的行动指南。“水十条”立足于城镇污水、工业污水、农村污水处理三大方向，提出到2020年，全国水环境质量需得到阶段性改善，污染严重水体得到较大幅度减少。同时，随着国家对污水处理力度的加大，污泥作为污水处理的重要组成部分，也逐渐被国家及各地政府重视。受益于良好的政策环境，污水处理行业将迎来历史性发展机遇，有望带动第8页共7页\n行业产业链升级。深圳市作为在资源、技术、企业、配套设施等方面具备优势的沿海地区，作出积极的响应以抓住市场机遇。针对国务院颁布的“水十条”，深圳制订了《深圳治水提质总体方案》，全面实施新时期治水提质攻坚战，以更高水平支撑城市更高质量发展，使污水处理产业成为拉动地方经济发展、促进产业结构调整的重要力量。四、结论通过对工业废水的处理检测，可以了解工业废水排放的指标和性能特点。检测设备的运行和纪录等，预测工业废水处理的发展，及时发现故障征兆及查明生产故障的原因，采取相应的解决措施是一件很有意义的工作。通过采用工业废水处理分析技术可以实现这一目的，这是一项对设备在进行工业废水处理理化指标测试、污染分析、COD分析、PH分析与重金属分析等全面的综合处理分段和可靠保证，因而在能源、冶金、石油、化工、铁路、航空、机械制造等重要工业和交通部门日益受到高度重视，并已开始在实践中推广应用。为了人民的身心健康和社会和经济的可持续发展以及子孙后代的可持续生存必须严格控制工业废水污染积极开展工业废水防止和水资源保护工作。参考文献：(1)王兆熊，郭崇涛，张英等，化工环境保护和三废处理技术，北京：化学工业出版社，1982(2)叶婴其，梁光宇，邱中峙等，工业用水处理技术，上海：上海科学普及出版社，1995(3)高廷耀，顾国雄，水污染控制工程［M］，北京：高等教育出版社，1999.5(4)邹家庆，工业废水处理技术［M］，化学工业出版社2003.8第8页共7页\n(5)唐受印，戴友芝，汪大翠，废水处理工程［M］，北京：化学工业出版社，2004.7(6)张希衡，水污染控制过程，第二版北京冶金工业出版社，2004第8页共7页