工業(yè)污水處理是指對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水進(jìn)行物理、化學(xué)、生物等方法處理,去除其中的污染物(如重金屬、有機(jī)物、懸浮物等)使其達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)或回用要求的過程。
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它是環(huán)境保護(hù)的重要環(huán)節(jié),對(duì)防止水體污染、保障生態(tài)安全和水資源可持續(xù)利用具有關(guān)鍵意義。
根據(jù)污染物性質(zhì)和處理目標(biāo),工業(yè)污水處理技術(shù)可分為物理處理、化學(xué)處理、生物處理及深度處理四大類,實(shí)際應(yīng)用中常組合使用(即 “聯(lián)用工藝”)。
1. 物理處理技術(shù)
通過物理作用分離污染物,適用于去除懸浮物、膠體等,作為預(yù)處理或初級(jí)處理。
格柵 / 篩網(wǎng):攔截污水中的大塊漂浮物(如塑料、纖維、廢渣),保護(hù)后續(xù)設(shè)備(如泵、反應(yīng)器),格柵間隙分為粗格柵(5-100mm)和細(xì)格柵(0.5-5mm)。
沉淀(沉淀池):利用重力使懸浮物(SS)自然沉降,分為平流式沉淀池(適合大水量)、豎流式沉淀池(占地面積?。⑿惫艹恋沓兀ㄐ惫茉黾映恋砻娣e,效率提升 3-5 倍),可去除 60%-80% 的 SS。
過濾:通過濾料(石英砂、活性炭、膜組件)截留微小顆粒,如:
砂濾池:去除粒徑 > 10μm 的懸浮物,作為生物處理后的深度處理;
活性炭過濾:吸附有機(jī)物、色度和異味(如印染廢水的脫色);
膜過濾(超濾、納濾、反滲透):超濾去除膠體和大分子有機(jī)物,反滲透可脫鹽(如電子行業(yè)高純水回用)。
離心分離:利用離心力分離密度不同的污染物(如含油污水的油水分離,通過離心機(jī)油水分離器實(shí)現(xiàn)油相和水相分層)。
2. 化學(xué)處理技術(shù)
通過化學(xué)反應(yīng)去除污染物,適用于處理有毒有害、難生物降解的物質(zhì)(如重金屬、高濃度有機(jī)物)。
中和處理:調(diào)節(jié)污水 pH 值(工業(yè)污水常呈強(qiáng)酸或強(qiáng)堿性),酸性污水投加石灰(CaO)、氫氧化鈉,堿性污水投加硫酸、鹽酸,使 pH 穩(wěn)定在 6-9(生物處理的適宜范圍)。
混凝沉淀:投加混凝劑(如 PAC 聚合氯化鋁、PAM 聚丙烯酰胺),使細(xì)小懸浮物或膠體凝聚成大顆粒(“礬花”),通過沉淀去除。例如:印染廢水加 PAC 可去除 80% 以上的色度和懸浮物。
化學(xué)氧化:利用氧化劑(如臭氧、雙氧水、次氯酸鈉)氧化分解有機(jī)物或還原重金屬,如:
臭氧氧化:破壞染料分子結(jié)構(gòu),降低印染廢水色度和 COD;
芬頓反應(yīng)(H?O?+Fe2?):產(chǎn)生羥基自由基(?OH),降解難生物降解的有機(jī)物(如化工廢水中的酚類)。
重金屬去除:通過化學(xué)沉淀(投加硫化鈉、氫氧化鈣,使重金屬形成硫化物或氫氧化物沉淀)、螯合(投加 EDTA 等螯合劑,形成穩(wěn)定螯合物)或離子交換(樹脂吸附重金屬離子)。
3. 生物處理技術(shù)
利用微生物(細(xì)菌、真菌、藻類等)的代謝作用分解有機(jī)物,適用于可生化性好的污水(BOD/COD>0.3),是工業(yè)污水處理的核心環(huán)節(jié)。
好氧生物處理:在有氧環(huán)境中,好氧菌將有機(jī)物分解為 CO?和 H?O,效率高、速度快。
活性污泥法:通過曝氣使污水與活性污泥(含大量微生物)混合,微生物吸附降解有機(jī)物,常見工藝有 A/O(缺氧 - 好氧,脫氮)、A2/O(厭氧 - 缺氧 - 好氧,同步脫氮除磷)、SBR(序批式反應(yīng)器,適合小水量、高波動(dòng)污水)。
生物膜法:微生物附著在填料(如蜂窩填料、彈性填料)表面形成生物膜,污水流經(jīng)時(shí)被降解,包括生物濾池(適合低濃度污水)、生物轉(zhuǎn)盤(能耗低,維護(hù)簡(jiǎn)單)、接觸氧化池(兼具活性污泥和生物膜優(yōu)勢(shì),抗沖擊性強(qiáng))。
厭氧生物處理:在無氧環(huán)境中,厭氧菌將有機(jī)物分解為甲烷(可回收能源)和 CO?,適合高濃度有機(jī)污水(如食品廢水、化工廢水,COD>5000mg/L)。
常見工藝:UASB(上流式厭氧污泥床,處理效率高,甲烷產(chǎn)率 0.3-0.5m3/kg COD)、IC(內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器,負(fù)荷更高,適合高濃度廢水)。
其他生物技術(shù):
膜生物反應(yīng)器(MBR):將生物處理與膜過濾結(jié)合,污泥濃度高,出水水質(zhì)好(可直接回用),但膜易堵塞,成本較高;
生物活性炭法:活性炭吸附與微生物降解協(xié)同作用,強(qiáng)化有機(jī)物去除(如處理微污染工業(yè)廢水)。
4. 深度處理技術(shù)
當(dāng)出水需回用或排放標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格(如《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí) A)時(shí),需進(jìn)行深度處理,進(jìn)一步去除殘留污染物。
高級(jí)氧化技術(shù):如光催化氧化(UV+H?O?)、電催化氧化,通過強(qiáng)氧化性自由基徹底礦化難降解有機(jī)物;
膜分離技術(shù):超濾(去除膠體、細(xì)菌)、納濾(去除小分子有機(jī)物、重金屬)、反滲透(脫鹽,出水可作為循環(huán)冷卻水);
消毒處理:紫外線消毒(無殘留,適合食品、醫(yī)藥行業(yè))、二氧化氯消毒(殺菌效率高,適合市政及工業(yè)污水),殺滅病原微生物。