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廢水中重金屬汙、微生物汙染物的處理方法

發布時間:2019-04-09 16:32:09
廢水中各種汙染物眾多,重金屬汙染物,微生物汙染物等來源也比較廣泛。關注廢水中重金屬汙、微生物汙染物的處理方法。
   1、耗氧有機物(易生化)
   汙水中耗氧有機物(易生化)主要有腐植酸、蛋白質、酯類、糖類、氨基酸等化合物,這些物質以懸浮或溶解狀態存在於廢水中。在微生物的作用下,這些有機物可以分解為簡單的CO2等無機物,但因為在天然水體中分解時需要消耗水中的溶解氧,因而稱為耗氧有機物。
   含有這些物質的汙水一旦進入水體,會引起溶解氧含量降低進而導致水體變黑變臭。生活汙水和食品、造紙、石油化工、化纖、製藥、印染等企業排放的工業廢水都含有大量的耗氧有機物。
   耗氧有機物成分複雜分別測定其中各種膠有機物的濃度相當困難,實際工作中常用cODCr、BOD5、TOC、TOD等指標來表示。一般來說上述指標值越高,消耗水中的溶解氧越多,水質越差。自然水體中BOD5低於3mg/L時,水質良好達到7.5 mg/L時,水質已較差超過10mg/L,表明水質已經很差其中的溶解氧已接近於零。
   易降解有機物利用生化法就可以去除,有推流式活性汙泥法(例如曝氣池),序批式活性汙泥法(例如SBR、CASS工藝)、生物膜或者MBR等。
  2、難生物降解有機物
   難生物降解有機物指的是不能被未馴化的活性汙泥所降解,而經過一定時間馴化後能在某種程度上降解的有機化合物。廢水中的一些有毒大分子(以有機氯化物、有機磷農藥、有機重金屬化合物、芳香族為代表的多環及其他長鏈有機化合物)都屬於難以被微生物降解的有機物,還有一些根本不能被微生物降解的可稱為惰性有機物。
   對含有這類有機物的廢水應采取培養特種微生物等形式對其進行單獨處理,或對其采用厭氧等特殊工藝處理使其部分CODCr轉化為BOD5、提高可生化性然後再混合其他汙水一起進行二級生物處理。
        
   3、有機氮和氨氮
   有機氮主要以蛋白質形式存在,還有尿素、胞壁酸、脂肪胺、尿酸和有機堿等含氨基和不含氨基的化合物,有些有機氮如果膠、甲殼質和季胺化合物等很難生物降解。生產或以這些有機氮為原料的工業排放的廢水中會含有這些有機氮。
   鋼鐵、煉油、化肥、無機化工、鐵合金、玻璃製造、肉類加工和飼料生產等行業排放含有氨氮的工業廢水,皮革、動物排瀉物等新鮮廢水中氨氮初始含量並不高,但由於廢水中有氮的脫氨基反應在廢水貯存或在排水管道中駐留一段時間後氨氮的濃度會迅速增加。
   對有機氮工業廢水可采用生物法處理,在微生物去除有機碳的同時,高級氧化通過生物同化及生物礦化作用將廢水中的有氮轉化為氨氮。氨氮廢水的處理方法有汽提、空氣吹脫、離子交換、活性炭吸附、生物硝化和反硝化等。
   4、磷和有機磷
   生活汙水中磷的主要來源是含磷洗滌產品的使用、人類排泄物、生活垃圾,洗滌產品主要采用磷酸鈉和聚合磷酸鈉,洗滌劑中的磷隨汙水流入水體。工業廢水是造成水體中磷超標的主要因素之一,具有汙染物濃度高、汙染物種類多、難降解、成分複雜等特點。若工業廢水未經處理直接排放會對水體造成巨大衝擊,對環境和居民健康造成不良影響。
   磷的去除一般有利用聚磷菌的生化法(AO、A2O、氧化溝等)和化學除磷(PAC、PFS等),而工業汙水中有部分的次磷及有機磷,必須用到高級氧化預處理之後才能正常除磷。
   5、酸堿廢水
   高濃度含酸含堿廢水來源很廣,化工、化纖、製酸、電鍍、煉油以及金屬加工廠、酸洗車間等都會排出酸性廢水。有的廢水含有無機酸如硫酸、鹽酸等,有的則含有蟻酸、醋酸等有機酸,有的則兼而有之。
      當酸、堿廢水濃度較高時,例如含酸廢水含酸量達到4%以上、含堿廢水含堿量達到2%以上時,就存在回收和綜合利用的可能性,可用來製造硫酸亞鐵、石膏、化肥,也可以回用或供其他工廠使用。濃度低於4%的酸性廢水和濃度低於2%的堿性廢水由於回收利用意義不大,會進行中和處理。
   6、油類汙染物
   高濃度含油廢水的主要工業來源是石油工業、石油化工工業、紡織工業、金屬加工業和食品加工業。石油開采、煉製、儲存、運輸或使用石油製品的過程中均會產生含有石油類汙染物;而廢水肉類加工、牛奶加工、洗衣房、汽車修理等過程排放的廢水中也都含有油或油脂。
   一般的生活汙水中油脂占總有機質的10%左右,每人每天產生的油脂約15g左右。廢水中所含的油類除了重焦油的相對密度可達1.1以上外,其餘都小於1,故汙水處理含油廢水的重點就是去除其中相對密度小於1的油類。
      廢水中的油類存在形式不同、處理的程度不同采用的處理方法和裝置也不同。常用的油水分離方法有隔油池、普通除油罐、混凝除油罐、粗粒化聚結除油法、氣浮除油法等。
   7、致病微生物
   一般認為,廢水中的致病微生物有細菌、病毒、立克次氏體、原生動物和真菌五種。立克次氏體介於細菌和病毒之間,一些微生物學家把以致梅毒體為代表的致病螺旋體歸納為第六種致病微生物,而螺旋體介於細菌和原生動物之間。有些高於原生動物的微生物,如線蟲也能致病。生活汙水及屠宰、生物製品、醫院、製革、洗毛等工業廢水中常含有這些能傳染各種疾病的致病微生物。
   對致病病原體較為集中和含量較大的汙水最好進行單獨消毒處理,然後再和其他汙水一起進行二級生化處理,這樣可以減少消毒劑的消耗量。因為病原體在水中的存活時間較長,有的病毒和寄生蟲卵用一般的消毒方法難以殺死。
   消毒殺菌的方法有氯、二氧化氯、臭氧等氧化法、石灰處理、紫外線照射、加熱處理、超聲波等,另外超濾處理也可以除去水中大部分的細菌。就細菌、病毒的去除而言,臭氧氧化、紫外線照射等方法效果很好,但處理後的水中沒有類似餘氯的剩餘消毒劑,無法防止微生物的再繁殖,通常需要在處理後再補充加氯處理。
   8、硝酸鹽和亞硝酸鹽
   微電解填料化肥製造、鋼鐵生產、火藥製造、飼料生產、肉類加工、電子元件及核燃料生產等工業排放的廢水中,含有高濃度的硝酸鹽和亞硝酸鹽。某些含有有機氮或氨氮的工業廢水起初也許不含這些,但對這些廢水進行好氧生物處理時,就有可能轉化成硝酸鹽或亞硝酸鹽。
   亞硝酸鹽是氮循環的中間產物,在水中的穩定性很差,在有氧和微生物的作用下可被氧化成硝酸鹽,在缺氧或無氧條件下可以被還原為氨。因此在清潔的水體中,亞硝酸鹽的含量很低。含氮有機物無機化分解最終階段的代表產物是硝酸鹽,因此當水中的氮主要以硝酸鹽形式為主時,表明水中含氮有機物含量已很少,水體已達到自淨。
      同樣可以利用這些氮化物的分析結果,判斷汙水處理的效果,並指導調整脫氮工藝的運行。亞硝酸鹽在胃裏可與仲銨作用形成強致癌物,硝酸鹽在人體內可以還原為亞硝酸鹽 所以飲用硝酸鹽濃度較高的水對人體健康也有危害。兒童飲用高硝酸鹽含量的飲水會使血液中變性血紅蛋白增加而出現中毒。
      處理含硝酸鹽或亞硝酸鹽工業廢水的常規方法是微電解填料生物反硝化脫氮。對於少量的含硝酸鹽或亞硝酸鹽工業廢水還可以采用電滲析、反滲透、離子交換等方法。
        
   9、氟化物
   含氟產品的製造、焦炭生產、電子元件生產、電鍍、玻璃,和矽酸鹽生產、鋼鐵和鋁的製造、金屬加工、木材防腐及農藥化肥生產等過程中,都會排放含有氟化物的工業廢水。
   含氟化物廢水的處理方法可分為沉澱法和吸附法兩大類。沉澱法適於處理氟化物含量較高的工業廢水,但沉澱法處理不徹底往往需要二級處理,處理所需的化學藥劑有石灰、明礬、白雲石等。吸附法適於處理氟化物含量較低的工業廢水或經沉澱處理處理後,氟化物濃度仍舊不能符合有關規定的廢水。
   10、硫化物
   煉油、紡織、印染、焦炭、煤氣、紙漿、製革及多種化工原料的生產過程中,都會排含有硫化物的工業廢水,含有硫酸鹽的廢水在厭氧條件下也可以還原產生硫化物成為含有硫化物的廢水。
   含硫化物廢水的處理方法有將硫化物轉化為硫化鹽進行絮凝沉澱和將硫化物轉化為硫化氫汽提兩類。
   11、氰化物
   自然水體中一般不含氰化物,如果發現水體中存在氰化氫那一定是人類活動所引起的。
   水中氰化物的主要來源為工業汙染。氰化物和氰氫酸是廣泛應用的工業原料,采礦提煉、攝影衝印、電鍍、金屬表麵處理、焦爐、煤氣、染料、製革、塑料、合成纖維及工業氣體洗滌等行業都排放含氰廢水。另外石油的催化裂化和焦化過程也會排放含氰廢水,其中電鍍工業是排放含氰廢水最多的行業。
   常用的處理方法是氯氧化法、臭氧氧化法和電解氧化法。處理含氰汙水時通常加入一定量的氧化劑次氯酸鈉,首先使其轉化為氯化氰再水解為氰酸鹽,然後在堿性條件下被氧化成二氧化碳和氮在酸性條件下轉變為銨鹽。
   12、酚
   煉油、化工、炸藥、樹脂、焦化等行業會排放含酚廢水,其中以土法煉焦排放的廢水中含酚濃度最高,另外機械維修、鑄造、造紙、紡織、陶瓷、煤製氣等行業也放大量的含酚廢水。
   高含酚廢水的處理方法有萃取、活性炭吸附和焚燒等。
   中濃含水的處理方法有生物法、活性炭吸附法和化學氧化法等。
   低濃度含酚廢水也可用臭氧氧化或活性炭吸附等方法處理。        
   13、銀
   銀是一種貴重金屬呈銀白色。常見銀鹽中唯一可溶的是硝酸銀,這也是廢水中含銀的主要成分。硝酸銀廣泛應用於無線電、化工、機器製造、陶瓷、照相、電鍍、以及油墨製造等行業,含銀廢水的主要來源是電鍍業和照相業。
   從廢水中除去銀的基本方法有沉澱法、離子交換法、還原取代法和電解回收法四種,吸附法、反滲透法和電滲析法也有被采用的。因為從廢水回收銀的經濟價值較高,因此為了達到高回收率,常聯合運用多種方法,比如含銀較多的電鍍廢水可通過離子交換、蒸發或電解還原得到較完全的回收。
   14、鎳
   微電解鎳是一種銀白色的金屬,有很好的延展性和高度磁性。廢水中的鎳主要以二價離子存在,比如說硫酸鎳、硝酸鎳以及與許多無機和有機絡合物生成的鎳鹽。
   含鎳廢水的工業來源很多,其中主要是電鍍業,此外采礦、冶金、機器製造、化學、儀表、石油化工、紡織等工業,以及鋼鐵廠、鑄鐵廠、汽車,和飛機製造業、印刷、墨水、陶瓷、玻璃等行業排放的廢水中也含有鎳。
   處理含鎳廢水的方法有微電石灰沉澱或硫化物沉澱法、離子交換法、反滲透法、蒸發回收法等。

       
   15、鉛
   純鉛呈灰白色是工業上使用最廣泛的有色金屬之一,常被用作為原料應用於蓄電池、電鍍、顏料、橡膠、農藥、燃料、塗料、鉛玻璃、炸藥、火柴等製造業。鉛板製作工藝中排放的酸性廢水鉛濃度最高,電鍍業傾倒電鍍廢液產生的廢水鉛濃度也很高。
   處理含鉛廢水的常用方法有沉澱法、混凝法、吸附法、電偶鐵氧化法等。
   16、鉻
   純鉻是一種呈鋼灰色的耐腐蝕金屬硬度較大。隨著工業的發展鉻及其化合物的應用日益廣泛,含鉻廢水的排放量隨之日益增加。含鉻係列緩蝕劑是循環冷卻係統非常有效的藥劑之一,曾經得到大規模應用。
   油墨、染料及油漆顏料的製造及鉻法製革、電鍍、鋁陽極化處理和其他金屬的清洗等工業都離不開鉻化合物,鉻化合物還可作為木材的防火劑和阻火劑。這些工業排放的生產廢水中自然會含有數量不同的鉻,鉻在水中以六價(CrO42-)和三價(CrO2-)離子形態存在,工業廢水中主要以六價形態存在。
   含鉻廢水的處理方法是先將六價鉻還原成三價鉻,再使三價鉻生成氫氧化物沉澱後去除。對於高濃度含鉻廢水蒸發回收是一種高濃度有機廢水,在技術和經濟上均可行的方法,離子交換法可以將含鉻廢水的排放濃度降到較低的水平。
   17、汞
   汞又稱水銀,是一種銀白色的液體金屬具有升華性質。由於汞具有一些特殊的物理化學性質因此被廣泛應用於氯堿、電子、石化、化工、冶煉、儀表、造紙、炸藥、農藥、紡織、印染、化肥、電器、製藥、油漆、毛皮加工等工業的生產過程中。例如在化工和石油化工業中,汞被用作塑料生產及加氫、脫氫、磺化等反應的催化劑,這些工業排放的生產廢水中自然會含有數量不等的汞。
   處理含汞廢水的常用方法有硫化物沉澱法、微電解離子交換法、吸附混凝法、還原過濾法、活性炭吸附法及微生物濃集法等。
   18、有機氯
   有機氯化合物包括氯代烷烴、氯代烯烴、氯代芳香烴及有機氯殺蟲劑等,其中對環境影響較大的是有機氯殺蟲劑和多氯聯苯,主要來自農藥、染料、塑料、合成橡膠、化工、化纖等工業排放的廢水中。
   有機氯廢水主要用焚燒法處理,焚燒產物為氯化氫和二氧化碳,為回收和處理焚燒產生的氯化氫,焚燒的具體方法有焚燒-煙氣堿中和法、焚燒-回收無水氯化氫法和焚燒-煙氣回收鹽酸法。
   19、苯並芘
   苯並芘,簡稱BaP,是多環芳烴PAH中具有代表性的強致癌稠環芳烴。自然水中BaP的來源可分為人為源和天然源兩種,前者主要來自於有機物的不完全燃燒,後者主要來自自然規律的生物合成。因此,在有有機物的不完全燃燒的行業,比如說煉油、焦化、等工業廢水及氨廠、機磚廠、機場等排放的廢水中不同程度地存在BaP。
   BaP雖然毒性較大但去除相對簡單和容易,臭氧、液氯、二氧化氯的高級氧化作用和活性炭吸附、絮凝沉澱及活性汙泥法處理,均能有效去除廢水中的BaP。
   20、鎘
   鎘是一種灰白色的金屬,自然界中主要以二價形式存在。鎘電鍍可以為鋼、鐵等提供一種抗腐蝕性的保護層,具有吸附性好,而且鍍層均勻光潔等特點,因此工業上90%的鎘用於電鍍、顏料、塑料穩定劑、合金及電池等行業,含鎘廢水的來源還包括金屬礦山的采選、冶煉、電解、農藥、醫藥、油漆、合金、陶瓷與無機顏料製造、電鍍、紡織印染等工業的生產過程中。
   含鎘廢水處理方法有氫氧化物或硫化物沉澱法、吸附法、離子交換法、氧化還原法、鐵氧化體法、膜分離法和生化法等,對於高濃度或經過離子交換後濃縮的含鎘廢水,電解及蒸發回收法也是一種切實可行的方法。
   21、砷
   砷呈灰色金屬光澤,不溶於水,但有多種含砷化合物易溶於水。無機砷主要以亞砷酸離子和砷酸離子的形式存在於水中,在存在溶解氧的條件下,亞砷酸可以被氧化成毒性較低的砷酸鹽。砷酸和砷酸鹽存在於冶金、玻璃儀器、陶瓷、皮革、化工、肥料、石油煉製、合金、硫酸、皮毛、染料和農藥等行業的工業廢水中。
   砷的常規處理方法有石灰或硫化物沉澱,或者用鐵或鋁的氫氧化物共沉澱,廢水處理傳統的絮凝過程也可以有效去除廢水中的砷,另外利用活性炭或礬土的吸附以及離子交換,對廢水中砷的去除也取得了不同程度上的成功。

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