工業(yè)廢水處理畢業(yè)論文.

1、河北工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文 論文題目：工業(yè)廢水的處理方法 系 別環(huán)境與化學(xué)工程系 專業(yè)年級 -A3 給排水 學(xué)生姓名 陳鈺恒 學(xué)號 32121302016 指導(dǎo)教師 馬東祝 職稱副教授 指導(dǎo)教師 （現(xiàn)場） 職稱 日 期2015.5.2 一、工業(yè)廢水的主要來源 1 二、工業(yè)廢水處理主要技術(shù) 1 （一）生物法 1 1好氧生物處理法1 2厭氧生物處理法1 （二）物理法2 1. 重力分離法2 2. 篩濾截留2 3離心分離3 4.高梯度磁分離3 （三）化學(xué)法3 1. 廢水中和處理法3 2. 廢水化學(xué)沉淀法 3 3. 廢水氧化還原法3 4. 廢水混凝處理法3 5. 廢水電解處理法3 6. 廢水臭氧化處

2、理法 4 （四）物理化學(xué)法4 1. 廢水萃取處理法4 2. 廢水光氧化處理法 4 3. 廢水離子交換處理法 4 4. 廢水吸附處理法 5 三、國內(nèi)工業(yè)廢水處理現(xiàn)狀 5 四、結(jié)論6 工業(yè)廢水的處理方法 摘要：對目前常用的工業(yè)廢水處理方法進(jìn)行綜述。工業(yè)廢水處理按其作用原理，可分為物理法、 化學(xué)法、物理化學(xué)法和生物法四類。物理法有調(diào)節(jié)、過濾、沉淀、浮力浮上法等；化學(xué)法有混凝法、 中和法、氧化還原法、化學(xué)沉淀法等；物理化學(xué)法有吸附法、離子交換法、膜分離法、氣提法、萃取 法等;生物法有好氧生物處理和厭氧生物處理。 關(guān)鍵詞：生物法；物理法；化學(xué)法；物理化學(xué)法；廢水處理 引言：廢水包括生活污水和工業(yè)廢水。工

3、業(yè)廢水是指工業(yè)生產(chǎn)過程中廢棄外排的 水。工業(yè)廢水對環(huán)境造成的污染危害，以及應(yīng)采取的防治對策，取決于工業(yè)廢水的特性。 即污染物的種類、性質(zhì)和濃度。工業(yè)廢水的水質(zhì)特征，不單以廢水類別而異，往往因時(shí) 因地而多變。工業(yè)廢水的特點(diǎn)主要表現(xiàn)為：排放量大；組成復(fù)雜；污染嚴(yán)重。工業(yè)廢水 是指工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水、污水和廢液，其中含有隨水流失的工業(yè)生產(chǎn)用料、中間 產(chǎn)物和產(chǎn)品以及生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污染物。 隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，廢水的種類和數(shù)量迅猛 增加,對水體的污染。也日趨廣泛和嚴(yán)重，威脅人類的健康和安全。因此，對于保護(hù)環(huán)境來 說，工業(yè)廢水的處理比城市污水的處理更為重要。 與農(nóng)業(yè)排水和生活污水不同的是， 工業(yè)

4、廢水量大，成分復(fù)雜，難處理，不易降解和凈化，危害性較大。僅2006年我國工業(yè)廢水 排放量就達(dá)239. 5億t,占廢水排放總量的44. 6%。但在以往的污染源調(diào)查、評價(jià)、統(tǒng) 計(jì)中，工業(yè)污染點(diǎn)源是不予重點(diǎn)考慮的，可見隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，工業(yè)廢水排放量和 工業(yè)廢水中磷的含量不斷增大，導(dǎo)致水質(zhì)污染日趨嚴(yán)重。工業(yè)污染源應(yīng)予以充分重視， 列入污染治理、控制和監(jiān)督管理范疇。 一、工業(yè)廢水的主要來源 工業(yè)污染的來源多，且排放量較大，分為采礦及選礦廢水、金屬冶煉廢水、煉焦煤氣 廢水、機(jī)械加工廢水、石油工業(yè)廢水、化工廢水、造紙廢水、紡織印染廢水、皮毛加工 及制革廢水、食品工業(yè)廢水等等。 二、工業(yè)廢水處理主要技術(shù)

5、（一）生物法 通過微生物的代謝作用，使廢水中呈溶液、膠體以及微細(xì)懸浮狀態(tài)的有機(jī)污染物， 轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定、無害的物質(zhì)的廢水處理法。 1好氧生物處理法 是一種在提供游離氧的前提下，以好氧微生物為主，使有機(jī)物降解、穩(wěn)定的無害化 處理方法。好氧生物處理法分為活性污泥法和生物膜法兩大類?；钚晕勰嗑哂休^強(qiáng)的吸 附能力、很強(qiáng)的分解、氧化有機(jī)物的能力以及良好的沉降性能。其中好氧生物處理法具 體又分為活性污泥法、階段曝氣法（多點(diǎn)進(jìn)水法）、漸減曝氣法、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）。 好氧生物處理法的優(yōu)點(diǎn)是：效率高、效果好、適用范圍廣、成本低、運(yùn)行管理費(fèi)用 小以及可處理的水量大、方

6、法較為成熟。 2厭氧生物處理法 厭氧生物處理是在無氧的情況下，利用兼性菌和厭氧菌的代謝作用，分解有機(jī)物的 一種生物處理法。是一種低成本的廢水處理技術(shù)，它能在處理廢水過程中回收能源。 厭氧生化法與好氧生化法相比具有下列優(yōu)點(diǎn)。 （1）應(yīng)用范圍廣好氧法因供氧限制一般只適用于中、低濃度有機(jī)廢水的處理，而厭 氧法既適用于高濃度有機(jī)廢水，又適用于中、低濃度有機(jī)廢水。有些有機(jī)物對好氧生物 處理法來說是難降解的，但對厭氧生物處理是可降解的、如固體有機(jī)物、著色劑蒽釀和 某些偶氮染料等。 （2）能耗低 好氧法需要消耗大量能量供氧，曝氣費(fèi)用隨著有機(jī)物濃度的增加而增 大，而厭氧法不需要允氧，而且產(chǎn)生的沼氣可作為能源。

7、廢水有機(jī)物達(dá)一定濃度后，沼 氣能量可以抵償消耗能量。當(dāng)原水B0D5達(dá)到1500mg/L時(shí)，采用厭氧處理即有能量剩余。 有機(jī)物濃度愈高，剩余能量愈多。一般厭氧法的動(dòng)力消耗約為活性污泥法的1/10。 (3) 負(fù)荷高 通常好氧法的有機(jī)容積負(fù)荷為24kgBOD/m3.d，而厭氧法為210kg COD/m3.d，高的可達(dá) 50kgCOD/m3.d。 (4) 剩余污泥量少，且其濃縮性、脫水性良好好氧法每去除1kg COD將產(chǎn)生0.40.6 kg生物量，而厭氧法去除1kg COD只產(chǎn)生0.020.1kg生物量，其剩余污泥量只有好氧法 的5% 20%。同時(shí)，消化污泥在衛(wèi)生學(xué)上和化學(xué)上都是穩(wěn)定的。因此，剩余污泥

8、處理和 處置簡單、運(yùn)行費(fèi)用低，甚至可作為肥料、飼料或餌料利用。 氮、磷營養(yǎng)需要量較少 好氧法一般要求BOD : N : P為100: 5: 1,而厭氧法的 BOD : N : P為100: 2.5: 0.5,對氮、磷缺乏的工業(yè)廢水所需投加的營養(yǎng)鹽量較少。 (6) 厭氧處理過程有一定的殺菌作用，可以殺死廢水和污泥中的寄生蟲卵、病毒等。 (7) 厭氧活性污泥可以長期貯存，厭氧反應(yīng)器可以季節(jié)性或間歇性運(yùn)轉(zhuǎn)。 與好氧反應(yīng) 器相比，在停止運(yùn)行一段時(shí)間后，能較迅速啟動(dòng)。 但是，厭氧生物處理法也存在下列缺點(diǎn)： (1) 厭氧微生物增殖緩慢，因而厭氧設(shè)備啟動(dòng)和處理時(shí)間比好氧設(shè)備長。 (2) 處理后的出水水質(zhì)差，

9、往往需進(jìn)一步處理才能達(dá)標(biāo)排放。 下圖為厭氧生物處理法的流程： 尹固態(tài)有機(jī)優(yōu)合糊產(chǎn) 酸J細(xì)胞外水解前舉 菌|液態(tài)有機(jī)化合物|菌 徴生物細(xì)胞 (產(chǎn)讓菌) 徽生物細(xì)胞 I 揮發(fā)酸、醇 CS H2S 甲烷菌 CH4，C02 厭氧生物處理法包括有厭氧接觸法、厭氧生物濾池、升流式厭氧污泥床(UASB)。 (二) 物理法 廢水物理處理法是通過物理作用分離和去除廢水中不溶解的呈懸浮狀態(tài)的污染物 (包括油膜、油珠)的方法。處理過程中，污染物的化學(xué)性質(zhì)不發(fā)生變化。 1重力分離法 廢水重力分離處理法利用重力作用原理使廢水中的懸浮物與水分離，去除懸浮物質(zhì) 而使廢水凈化的方法?？煞譃槌两捣ê蜕细》?。懸浮物比重大于廢水者

10、沉降，小于廢水 者上浮。影響沉淀或上浮速度的主要因素有：顆粒密度、粒徑大小、液體溫度、液體密 度和絕對粘滯度等。此種物理處理法是最常用、最基本的廢水處理法，應(yīng)用歷史較久。 2篩濾截留 廢水篩濾截留法是利用留有孔眼的裝置或由某種介質(zhì)組成的濾層截留廢水中的懸浮 固體的方法。使用設(shè)備有：格柵，用以截阻大塊固體污染物；篩網(wǎng)，用以截阻、去除廢 水中的纖維、紙漿等較細(xì)小的懸浮物；布濾設(shè)備，用以截阻、去除廢水中的細(xì)小懸浮物； 砂濾設(shè)備，用以過濾截留更為微細(xì)的懸浮物。 3離心分離 廢水離心分離處理法系利用裝有廢水的容器高速旋轉(zhuǎn)形成的離心力去除廢水中懸浮 顆粒的方法。按離心力產(chǎn)生的方式，可分為水旋分離器和離心機(jī)

11、兩種類型。 分離過程中, 懸浮顆粒質(zhì)量大，受到較大離心力的作用被甩向外側(cè)，廢水則留在內(nèi)側(cè)，各自通過不同 的出口排出，使懸浮顆粒從廢水中分離出來。 4高梯度磁分離 廢水高梯度磁分離處理法是利用磁場中磁化基質(zhì)的感應(yīng)磁場和高梯度磁場所產(chǎn)生 的磁力從廢水中分離出顆粒狀污染物或提取有用物質(zhì)的方法。磁分離器可分為永磁分離 器和電磁分離器兩類，每類又有間歇式和連續(xù)式之分。高梯度磁分離技術(shù)用于處理廢水 中磁性物質(zhì)，具有工藝簡便、設(shè)備緊湊、效率高、速度快、成本低等優(yōu)點(diǎn)。 （三）化學(xué)法 廢水化學(xué)處理法是通過化學(xué)反應(yīng)和傳質(zhì)作用來分離、去除廢水中呈溶解、膠體狀態(tài) 的污染物或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為無害物質(zhì)的廢水處理法。以投加藥劑產(chǎn)

12、生化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)的處理 單元有混凝、中和、氧化還原等；以傳質(zhì)作用為基礎(chǔ)的處理單元有萃取、汽提、吹脫、 吸附、離子交換以及電滲吸和反滲透等。 1廢水中和處理法 對于高濃度（大于3%）的酸、堿廢水的處理，應(yīng)首先考慮回收其中的酸或堿以及 綜合利用，只有當(dāng)廢水無回收及綜合利用的價(jià)值時(shí)，才采用中和法處理。酸性廢水的中 和方法主要有：與堿性廢水互相中和，藥劑中和，過濾中和。堿性廢水的中和方法主要 有：與酸性廢水互相中和以及藥劑中和。 2廢水化學(xué)沉淀法 指向工業(yè)廢水中投加某種化學(xué)物質(zhì)，使其和廢水中溶解物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)并生成難溶鹽 沉淀，從而去除廢水中該溶解性物質(zhì)的方法。用于處理含金屬離子和某些陰離子的工業(yè) 廢水

13、，一般采用氫氧化物、硫化物和碳酸鹽等作為沉淀劑。 3廢水氧化還原法 利用氧化還原反應(yīng)，將廢水中的有害物質(zhì)氧化或還原，使其變成無害或危害較小的 新物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)中，失去電子的過程叫氧化，失去電子的物質(zhì)稱還原劑；得到電子的過 程叫還原，得到電子的物質(zhì)叫氧化劑，在反應(yīng)中被還原。每個(gè)物質(zhì)都有各自的氧化態(tài)和 還原態(tài)，其氧化還原電位的高低決定了該物質(zhì)的氧化還原能力。 廢水的氧化還原處理法： 分為氧化法和還原法兩類。 4廢水混凝處理法 廢水混凝處理法是通過向廢水中投加混凝劑， 使其中的膠粒物質(zhì)發(fā)生凝聚和絮凝而 分離出來，以凈化廢水的方法?；炷的圩饔门c絮凝作用的合稱。前者系因投加電解 質(zhì)，使膠粒電動(dòng)電勢降低

14、或消除，以致膠體顆粒失去穩(wěn)定性，脫穩(wěn)膠粒相互聚結(jié)而產(chǎn)生； 后者系由高分子物質(zhì)吸附搭橋，使膠體顆粒相互聚結(jié)而產(chǎn)生。 5廢水電解處理法 廢水電解處理法是應(yīng)用電解的基本原理，使廢水中有害物質(zhì)通過電解轉(zhuǎn)化成為無害 物質(zhì)以實(shí)現(xiàn)凈化的方法。廢水電解處理包括電極表面電化學(xué)作用、 間接氧化和間接還原、 電浮選和電絮凝等過程，分別以不同的作用去除廢水中的污染物。其主要優(yōu)點(diǎn)：使用 低壓直流電源，不必大量耗費(fèi)化學(xué)藥劑；在常溫常壓下操作，管理簡便；如廢水中 污染物濃度發(fā)生變化，可以通過調(diào)整電壓和電流的方法，保證出水水質(zhì)穩(wěn)定；處理裝 置占地面積不大。但在處理大量廢水時(shí)電耗和電極金屬的消耗量較大，分離的沉淀物不 易處理利

15、用，主要用于含鉻廢水和含氰廢水的處理。 6廢水臭氧化處理法 廢水臭氧化處理法是用臭氧作氧化劑對廢水進(jìn)行凈化和消毒處理的方法。用此法處 理廢水所使用的是含低濃度臭氧的空氣或氧氣。臭氧是一種極不穩(wěn)定、易分解的強(qiáng)氧化 劑，需現(xiàn)場制造，工藝設(shè)施主要由臭氧發(fā)生器和氣水接觸設(shè)備組成。 （四）物理化學(xué)法 廢水物理化學(xué)處理法是廢水處理方法之一種。 系運(yùn)用物理和化學(xué)的綜合作用使廢水 得到凈化的方法。它是由物理方法和化學(xué)方法組成的廢水處理系統(tǒng)，或是包括物理過程 和化學(xué)過程的單項(xiàng)處理方法，如浮選、吹脫、結(jié)晶、吸附、萃取、電解、電滲析、離子 交換、反滲透等。廢中的污染物在處理過程中，通過相轉(zhuǎn)移作用而達(dá)到去除的目的，這

16、 種處理或變化工程稱為物理化學(xué)過程。污染物在物理化學(xué)過程中可以不參與化學(xué)變化或 化學(xué)反應(yīng)，直接從一相轉(zhuǎn)移到另一相，也可以經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)后再轉(zhuǎn)移，因此在物理化學(xué) 處理過程中可能伴隨著化學(xué)反應(yīng)，但不一定總是伴隨化學(xué)應(yīng)。常見的物理化學(xué)處理過程， 有吸附、離子交換、萃取、吹脫和汽提、膜分離過程等。 1廢水萃取處理法 廢水萃取處理法是利用萃取劑，通過萃取作用使廢水凈化的方法。根據(jù)一種溶劑對 不同物質(zhì)具有不同溶解度這一性質(zhì)，可將溶于廢水中的某些污染物完全或部分分離出 來。向廢水中投加不溶于水或難溶于水的溶劑（萃取劑），使溶解于廢水中的某些污染 物（被萃取物）經(jīng)萃取劑和廢水兩液相間界面轉(zhuǎn)入萃取劑中。萃取操作按

17、處理物的物態(tài) 可分固一一液萃取、液一一液萃取兩類。工業(yè)廢水的萃取處理屬于后者，其操作流程： 混合，即使廢水和萃取劑最大限度地接觸；分離，即使輕、重液層完全分離；萃 取劑再生，即萃取后，分離出被萃取物，回收萃取劑，重復(fù)使用。萃取劑的選擇應(yīng)滿足： 對被萃取物的溶解度大，而對水的溶解度??；與被萃取物的比重、沸點(diǎn)有足夠差別； 具有化學(xué)穩(wěn)定性，不與被萃取物起化學(xué)反應(yīng)；易于回收和再生；價(jià)格低廉，來源 充足。此法常用于較高濃度的含酚或含苯胺、苯、醋酸等工業(yè)廢水的處理。 2廢水光氧化處理法 廢水光氧化處理法是利用紫外光線和氧化劑的協(xié)同氧化作用分解廢水中有機(jī)物，使 廢水凈化的方法。廢水氧化處理使用的氧化劑（氯、

18、次氯酸鹽、過氧化氫、臭氧等）， 因受溫度影響，往往不能充分發(fā)揮其氧化能力；采用人工紫外光源照射廢水，使廢水中 的氧化劑分子吸收光能而被激發(fā)，形成具有更強(qiáng)氧化性能的自由基，增強(qiáng)氧化劑的氧化 能力，從而能迅速、有效地去除廢水中的有機(jī)物。光氧化法適用于廢水的高級處理，尤 其適用于生物法和化學(xué)法難以氧化分解的有機(jī)廢水的處理。 3廢水離子交換處理法 廢水離子交換處理法是借助于離子交換劑中的交換離子同廢水中的離子進(jìn)行交換 而去除廢水中有害離子的方法。其交換過程：被處理溶液中的某離子遷移到附著在離 子交換劑顆粒表面的液膜中；該離子通過液膜擴(kuò)散（簡稱膜擴(kuò)散）進(jìn)入顆粒中，并在 顆粒的孔道中擴(kuò)散而到達(dá)離子交換劑的

19、交換基團(tuán)的部位上（簡稱顆粒內(nèi)擴(kuò)散）；該離 子同離子交換劑上的離子進(jìn)行交換；被交換下來的離子沿相反途徑轉(zhuǎn)移到被處理的溶 液中。離子交換反應(yīng)是瞬間完成的，而交換過程的速度主要取決于歷時(shí)最長的膜擴(kuò)散或 顆粒內(nèi)擴(kuò)散。離子交換的特點(diǎn)：依當(dāng)量關(guān)系進(jìn)行，反應(yīng)是可逆的，交換劑具有選擇性。 應(yīng)用于各種金屬表面加工產(chǎn)生的廢水處理和從原子核反應(yīng)器、醫(yī)院和實(shí)驗(yàn)室廢水中回收 或去除放射性物質(zhì)，具有廣闊的前景。 4廢水吸附處理法 廢水吸附處理法是利用多孔性固體（稱為吸附劑）吸附廢水中某種或幾種污染物（稱 為吸附質(zhì)），以回收或去除某些污染物，從而使廢水得到凈化的方法。有物理吸附和化 學(xué)吸附之分。前者沒選擇性，是放熱過程，溫

20、度降低利于吸附；后者具選擇性，系吸熱 過程，溫度升高利于吸附。吸附法單元操作分三步：使廢水和固體吸附劑接觸，廢水 的污染物被吸附劑吸附；將吸附有污染物的吸附劑與廢水分離；進(jìn)行吸附劑的再生 或更新。按接觸、分離的方式，可分為：靜態(tài)間歇吸附法，即將一定數(shù)量的吸附劑投 入反應(yīng)池的廢水中，使吸附劑和廢水充分接觸，經(jīng)過一定時(shí)間達(dá)到吸附平衡后，利用沉 淀法或再輔以過濾將吸附劑從廢水中分離出來；動(dòng)態(tài)連續(xù)吸附法，即當(dāng)廢水連續(xù)通過 吸附劑填料時(shí)，吸附去除其中的污染物。吸附劑有活性炭與大孔吸附樹脂等。爐渣、焦 炭、硅藻土、褐煤、泥煤、粘土等均為廉價(jià)吸附劑，但它們的吸收容量小，效率低。 三、國內(nèi)工業(yè)廢水處理現(xiàn)狀 我

21、國工業(yè)廢水污染現(xiàn)象嚴(yán)重，主要是水體污染，目前全國 500多條主要河流中，有 80%以上受到不同程度的污染，這主要是由于工業(yè)廢水的排放造成的。流經(jīng)全國40多 個(gè)大城市的河流，有90%以上受到污染，對環(huán)境和居民身體健康產(chǎn)生了較大的影響。 根據(jù)環(huán)保部數(shù)據(jù)，2012年全國廢水排放總量為684.3億t，其中工業(yè)廢水排放量占 比為32.4%，比2002年下降了 14.7個(gè)百分點(diǎn)。近些年在我國積極實(shí)施淘汰工業(yè)落后產(chǎn) 能、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、加強(qiáng)節(jié)能減排等政策以及企業(yè)不斷提高生產(chǎn)效率因素的共同作 用下，工業(yè)廢水排放在經(jīng)歷 2007年的峰值后開始呈緩慢下降趨勢，但數(shù)量依然十分龐 大。工業(yè)廢水實(shí)際排放達(dá)標(biāo)率與重復(fù)利

22、用率較低。 2014年我國工業(yè)廢水排放量達(dá)189.5億噸，主要集中在造紙印刷、化工、紡織和鋼 鐵等行業(yè)。工業(yè)廢水成分復(fù)雜、污染嚴(yán)重、處理成本高、重復(fù)利用率低。面對這些問題， 在政策層面，水污染防治行動(dòng)計(jì)劃等政策將倒逼工業(yè)廢水處理成為水處理行業(yè)的重 點(diǎn)。 從廢水處理達(dá)標(biāo)率看，焦化、造紙行業(yè)、石化行業(yè)和小型鋼廠污水處理率均有提升 空間。達(dá)標(biāo)需求也將擴(kuò)大工業(yè)廢水處理市場，其中煤化工、含油污水及印染、醫(yī)藥、食 品等領(lǐng)域都是投資看點(diǎn)。工業(yè)廢水處理費(fèi)用上漲將推動(dòng)市場規(guī)模不斷擴(kuò)大。過去幾年我 國主要城市工業(yè)廢水處理費(fèi)從 0.66元/噸上漲到1.17元/噸，預(yù)計(jì)到2015年將上漲到1.65 元/噸，工業(yè)廢水處

23、理市場規(guī)模將達(dá)到 482億元。 在工業(yè)污水方面，未來我國工業(yè)廢水排放量仍將逐年提升，到2020年預(yù)計(jì)將達(dá)到 305.6億噸。工業(yè)廢水領(lǐng)域“十二五”期間的總投入將達(dá)到8324億元，“十三五”期間 將進(jìn)一步提升至9722億元。由于工業(yè)廢水覆蓋行業(yè)廣，各子領(lǐng)域存在處理技術(shù)的差別， 導(dǎo)致各子領(lǐng)域壟斷壁壘較高。 2015年4月，國務(wù)院正式發(fā)布水污染防治行動(dòng)計(jì)劃（簡稱“水十條”）成為當(dāng) 前和今后全國水污染防治工作的行動(dòng)指南?！八畻l”立足于城鎮(zhèn)污水、工業(yè)污水、農(nóng) 村污水處理三大方向，提出到 2020年，全國水環(huán)境質(zhì)量需得到階段性改善，污染嚴(yán)重 水體得到較大幅度減少。同時(shí)，隨著國家對污水處理力度的加大，污泥作為污水處理的 重要組