廢水處理簡介
廢水處理的目的就是對廢水中的污染物以某種方法分離出來，或者將其分解轉(zhuǎn)化為無害穩(wěn)定物質(zhì)，從而使污水得到凈化。一般要達(dá)到防止毒物和病菌的；避免有異嗅和惡感的可見物，以滿足不同用途的要求。
廢水處理相當(dāng)復(fù)雜，處理方法的選擇，必須根據(jù)廢水的水質(zhì)和數(shù)量，排放到的接納水體或水的用途來考慮。同時還要考慮廢水處理過程中產(chǎn)生的污泥、殘渣的處理利用和可能產(chǎn)生的二次污染問題，以及絮凝劑的回收利用等。常用的廢水處理基本方法可以分為以下幾種：
廢水處理基本方法：
（1）物理法：廢水處理方法的選擇取決于廢水中污染物的性質(zhì)、組成、狀態(tài)及對水質(zhì)的要求。一般廢水的處理方法大致可分為物理法、化學(xué)法及生物法類。
利用物理作用處理、分離和回收廢水中的污染物。例如用沉淀法除去水中相對密度大于1的懸浮顆粒的同時回收這些顆粒物；浮選法（或氣浮法）可除去乳狀油滴或相對密度近于1的懸浮物；過濾法可除去水中的懸浮顆粒；蒸發(fā)法用于濃縮廢水中不揮發(fā)性的可溶性物質(zhì)等。
（2）化學(xué)法：利用化學(xué)反應(yīng)或物理化學(xué)作用回收可溶性廢物或膠體物質(zhì)，例如，中和法用于中和酸性或堿性廢水；萃取法利用可溶性廢物在兩相中溶解度不同的“分配”，回收酚類、重金屬等；氧化還原法用來除去廢水中還原性或氧化性污染物，殺滅天然水體中的病原菌等。
（3）生物法：利用微生物的生化作用處理廢水中的有機(jī)物。例如，生物過濾法和活性污泥法用來處理生活污水或有機(jī)生產(chǎn)廢水，使有機(jī)物轉(zhuǎn)化降解成無機(jī)鹽而得到凈化。
以上方法各有其適應(yīng)范圍，必須取長補(bǔ)短，相互補(bǔ)充，往往很難用一種方法就能達(dá)到良好的治理效果。一種廢水究竟采用哪種方法處理，首先是根據(jù)廢水的水質(zhì)和水量、水排放時對水的要求、廢物回收的經(jīng)濟(jì)價值、處理方法的特點(diǎn)等，然后通過調(diào)查研究，進(jìn)行科學(xué)試驗，并按照廢水排放的指標(biāo)、地區(qū)的情況和技術(shù)可行性而確定。

化工廢水處理工藝——UASB構(gòu)造圖
?UASB是（Up-flow Anaerobic Sludge Bed/Blanket）的英文縮寫。名叫上流式厭氧污泥床反應(yīng)器，是一種處理污水的厭氧生物方法，又叫升流式厭氧污泥床。
污水自下而上通過UASB，反應(yīng)器底部有一個高濃度、高活性的污泥床，污水中的大部分有機(jī)污染物在此間經(jīng)過厭氧發(fā)酵降解為甲烷和二氧化碳。
因水流和氣泡的攪動，污泥床之上有一個污泥懸浮層。反應(yīng)器上部有設(shè)有三相分離器，用以分離消化氣、消化液和污泥顆粒。消化氣自反應(yīng)器頂部導(dǎo)出；污泥顆粒自動滑落沉降至反應(yīng)器底部的污泥床；消化液從澄清區(qū)出水。UASB 負(fù)荷能力很大，適用于高濃度有機(jī)廢水的處理。運(yùn)行良好的UASB有很高的有機(jī)污染物去除率，不需要攪拌，能適應(yīng)較大幅度的負(fù)荷沖擊、溫度和pH變化。
UASB反應(yīng)區(qū)與三相分離器設(shè)計參數(shù)示意圖
化工廢水處理工藝——泵前重力投加
?泵前重力投加是利用水泵葉輪的高速轉(zhuǎn)動，使混凝劑迅速地分散到原水中。這種方法安全可靠，節(jié)省混凝劑，一般適用于取水泵距水廠較近者。
化工廢水處理工藝——比阻測定裝置
?污泥比阻是表示污泥過濾特性的綜合性指標(biāo)，它的物理意義是：單位質(zhì)量的污泥在一定壓力下過濾時在單位過濾面積上的阻力。求此值的作用是比較不同的污泥（或同一污泥加入不同量的混合劑后）的過濾性能。污泥比阻愈大，過濾性能愈差。
化工廢水處理工藝——帶式干燥器
?連續(xù)式常壓干燥器的一種。主要用于干燥小塊或纖維質(zhì)物料，如煤、肥皂、羊毛、棉花和其他纖維等。
化工廢水處理工藝——單級萃取流程
?單級萃取又稱一次接觸萃取，利用萃取劑，通過萃取作用使廢水得到凈化是廢水物理化學(xué)處理法之一。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。
化工廢水處理工藝電滲析裝置
?電滲析法是利用電場的作用，強(qiáng)行將離子向電極處吸引，致使電極中間部位的離子濃度大為下降，從而制得淡水的一種方法。一般情況下水中離子都可以自由通過交換膜，除非人工合成的大分子離子。
化工廢水處理工藝——方形曝氣沉淀池
?曝氣是使空氣與水強(qiáng)烈接觸的一種手段，其目的在于將空氣中的氧溶解于水中，或者將水中不需要的氣體和揮發(fā)性物質(zhì)放逐到空氣中。換言之，它是促進(jìn)氣體與液體之間物質(zhì)交換的一種手段。
化工廢水處理工藝——混流泵
?混流泵是介于離心泵和軸流泵之間的一種泵。混流泵的比轉(zhuǎn)速高于離心泵，低于軸流泵，一般在300-500之間。它的揚(yáng)程比軸流泵高，但流量比軸流泵小，比離心泵大。
化工廢水處理工藝——離心脫水機(jī)
?離心脫水機(jī)是洗滌設(shè)備的一種，是采用內(nèi)筒轉(zhuǎn)動等離心方式，通過高速的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力，將物件所含的水分甩出去的一種設(shè)備?？梢苑譃椋合滦孤┟撍畽C(jī)，上卸料脫水機(jī)，固定式離心脫水機(jī)，活動式脫水機(jī)。
化工廢水處理工藝——立式多段焚燒爐
?多段立式焚燒爐結(jié)構(gòu)緊湊，操作彈性大，適用于各種污泥的焚燒處理。多段爐的污泥自上而下進(jìn)行干燥和焚燒，焚燒后的氣體在爐內(nèi)上升，在頂部與處于干燥階段的含水率為65％一75％的泥餅?zāi)嫦蚪佑|，對氣體起到一定脫用。
化工廢水處理工藝——連續(xù)式重力濃縮池
?濃縮池的作用是用于降低要經(jīng)穩(wěn)定、脫水處置過程或投棄的污泥的體積。污泥濃縮后污泥增稠，污泥的含水率降低，污泥的體積大幅度地降低，從而可以大大降低其他工程措施的投資。連續(xù)式重力濃縮池的基本構(gòu)造特點(diǎn)是裝有與刮泥機(jī)一起轉(zhuǎn)動的垂直攪拌柵,能使?jié)饪s效果提高20%以上。
化工廢水處理工藝——流化床焚燒爐
?其爐體是由多孔分布板組成，在爐膛內(nèi)加入大量石英砂，將石英砂加熱到600度以上，并在爐底股入200度以上的熱風(fēng)，是熱砂沸騰起來，再投入垃圾。垃圾同熱砂一起沸騰起來，垃圾很快燥，著火，燃燒。未燃盡的垃圾比重交輕，繼續(xù)沸騰燃燒，燃盡的垃圾比重較大，落到爐底，經(jīng)過水冷卻后，用分選設(shè)備將粗渣，細(xì)渣送到廠外，少量的中等爐渣和石英砂通過提升設(shè)備送回到垃圾焚燒爐中繼續(xù)使用。

目前，我國陸上油田基本都采用注水開發(fā)方式，即向地層注入高壓水驅(qū)動使其從油井中被開采出來。經(jīng)過一段時間注水后，注入水將隨一起被采出，隨著開發(fā)時間延長，采出含水率不斷上升，例如，目前大慶油田的綜合含水率已接近 90%。油田在外輸或外運(yùn)之前要求必須將水脫出，合格允許含水率為0.5%以下。脫出的水中主要污染物為，由于污水是在油田開采過程中產(chǎn)生的，因此，稱為采出污水（Produced Water）。采出污水在地面經(jīng)過處理合格，再回注地下，循環(huán)使用。
　　采出污水中所含的雜質(zhì)成份，一般包括以下五類物質(zhì)：
　　（1） 懸浮固體
　　顆粒直徑范圍在 1~100μm之間，主要包括：①泥砂：0.05~4μm的粘土、4~60μm
　　的粉砂和大于 60μm的細(xì)砂；②各種腐蝕產(chǎn)物及垢：Fe2O3、MgO、FeS、CaSO4、CaCO3等；③：鹽還原菌（SRB）5~10μm，腐生菌（TGB）10~30μm；④有機(jī)物：膠質(zhì)瀝青質(zhì)類和石蠟等重質(zhì)油類。
　?。?） 膠體
　　粒徑為 1×10-3~1μm。主要由泥砂、腐蝕結(jié)垢產(chǎn)物和微細(xì)有機(jī)物構(gòu)成，物質(zhì)組成
　　與懸浮固體基本相似。
　?。?） 分散油及浮油
　　采出污水所含的，90%左右為 10~100μm 的分散油和大于 100μm 的浮油。
　　（4） 乳化油及溶解油
　　原水中有 10%左右的 1×10-3~10μm的乳化油。此外還有極少的溶解油，其粒徑小于 1×10-3μm。溶解油含量很少，不作為污水處理的主要對象，在凈化水中主要含有溶解油。
　?。?） 溶解物質(zhì)
　　在水中處于溶解狀態(tài)的小分子及離子物質(zhì)，主要包括：①溶解在水中的無機(jī)鹽類?；旧弦躁栯x子的形式存在，其粒徑 1×10-3μm以下，主要包括Ca2+、Mg2+、K+、Na+、Fe3+、Cl-、HCO3-、CO32-等；②溶解氣體。如O2、CO2、H2S、烴類氣體等，其粒徑一般為 3×10-4~5×10-4μm。

隨著對化工廢水排放污染的日益嚴(yán)重，人們對化工污水的處理變得越來越關(guān)注，倘若這些廢水不能得到妥善處理和排放，會對自然環(huán)境以及人們身體健康甚至是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成非常大的影響。科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，廢水處理的方法也變得越來越完善，其中膜技術(shù)是廢水處理技術(shù)中的一種，它的處理過程主要是物理過程對自然環(huán)境是無害的。為此，本文就膜技術(shù)在化工廢水處理中的應(yīng)用作出相關(guān)分析，希望對相關(guān)人士有所幫助。
1 化工廢水處理中膜技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢
隨著化工行業(yè)的不斷興起，化工廢水的排放量也日益增長，倘若廢水處理不妥善，不僅對自然環(huán)境造成非常大的影響，使人們賴以生存的環(huán)境被不斷破壞，同時對人類身體健康也十分不利，為此為了進(jìn)一步提高化工廢水處理的效果，可以引入膜技術(shù)，該技術(shù)在操作過程中所涉及的方面較廣泛，例如，壓力、濃度、電勢梯度等，然而由于混合體大部分是由多組分構(gòu)成的，為此可以利用膜技術(shù)對其進(jìn)行選擇性滲透，同時利用化學(xué)位差作為推動力，可以使混合物中的氣體、液體進(jìn)一步分離和提純[1]。在化工廢水處理過程中，膜技術(shù)是廣泛應(yīng)用的方法，不僅可以有效凈化降低廢水對自然環(huán)境、人體健康的威脅，同時也可將廢水中的污染物去除掉，并將廢水中有用的物質(zhì)進(jìn)行回收利用。膜技術(shù)相比以往傳統(tǒng)的過濾技術(shù)來講不僅可以降低企業(yè)廢水處理的經(jīng)濟(jì)支出，同時也進(jìn)一步提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會收益，這是因為膜技術(shù)在對化工廢水處理過程中，它是一種物理過程且無需發(fā)生相的變化或者添加助劑，這也是膜技術(shù)被廣泛應(yīng)用于化工廢水處理中的原因。
2 化工廢水處理中膜技術(shù)的應(yīng)用
2.1 微濾膜技術(shù)
微濾膜技術(shù)根據(jù)成膜材料分為無機(jī)膜和有機(jī)高分子膜，讓廢水經(jīng)過這些分子膜精細(xì)過濾的方式來對化工廢水中的病菌或者是有毒物質(zhì)進(jìn)行過濾，從而降低廢水對自然環(huán)境和人體健康的危害，使人們可以獲得一個優(yōu)良、潔凈的生存環(huán)境，進(jìn)一步開展工作以及生活。因為此技術(shù)對廢水處理效果特別顯著，所以被很多石油化工行業(yè)所使用，它表面的孔隙率十分高，一般可以達(dá)到70%，是其他過濾濾紙的40 倍左右[2]。同時微濾膜的厚度比較小，使液體被過濾中的介質(zhì)所吸附，進(jìn)一步將損失降到。高分子類微濾膜為一均勻的連續(xù)體，過濾時沒有介質(zhì)脫落也不會造成二次污染，從而得到高純度的濾液，在很大程度上也減少了化工廢水處理問題上的成本支出，使企業(yè)能夠獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益。
2.2 超濾膜技術(shù)
超濾膜技術(shù)是膜分離技術(shù)中的一種，它是以0.1~0.5MPa的壓力差為推動力，利用多孔膜的能力和以物理截留的方式，將廢水中大小不同的物質(zhì)顆粒分開從而達(dá)到純化和濃縮、篩分溶液中不同組分的目的。它的工作原理是在靜壓差為推動力的作用下，原料液中溶劑和小溶質(zhì)粒子從高壓的料液側(cè)透過膜到低壓側(cè)，而大粒子組分被膜所阻攔使它們在濾剩液中濃度。超濾膜技術(shù)程常用的操作模式有三種，種為單段間歇操作，在超濾過程中為了減輕濃差極化的影響，為此膜組件必須保持較高的料液流速，但膜的滲透通量較小，所以料液必須在膜組件中循環(huán)多次才能使料液濃縮到要求的程度，這也是工業(yè)過濾裝置基本的特征。間歇操作適用于實(shí)驗室或小規(guī)模間歇生產(chǎn)產(chǎn)品的處理[3]。第二種為單段連續(xù)操作，與間歇操作相比其特點(diǎn)是超濾過程始終處于接近濃縮液的濃度下進(jìn)行，因此滲透量與截留率均較低，為了克服此缺點(diǎn)可采用多段連續(xù)操作。第三種為多段連續(xù)操作，各段循環(huán)液的濃度依次升高，后一段引出濃縮液，因此前面幾段中料液可以在較低的濃度下操作。這種連續(xù)多段操作適用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。超濾膜技術(shù)被廣泛應(yīng)用在化工廢水處理中，例如，染料廢水處理、造紙廢水的處理、廢水的處理等。
2.3 納濾膜技術(shù)
納濾膜技術(shù)是介于超濾與反滲透之間的一種膜分離技術(shù)，其節(jié)流分子量在80~1000 的范圍內(nèi)，孔徑為幾納米，因此稱納濾。它包括源水、源水泵、機(jī)械過濾器、活性炭過濾器、精密過濾器、高壓泵、納濾主過濾系統(tǒng)。其工作特點(diǎn)是過濾精度高、處理效果穩(wěn)定、維護(hù)簡單，設(shè)備外形美觀且制造精密。同時參數(shù)控制也比較，自控設(shè)計相對完善，可以根據(jù)客戶的要求做到完全自控[4]。
2.4 反滲透技術(shù)
反滲透又稱逆滲透，它是一種以壓力差為推動力，從溶液中分離出溶劑的膜分離操作。因為它和自然滲透的方向相反所以該技術(shù)又可以稱之為反滲透。工作根據(jù)各種物料的不同滲透壓，就可以使用大于滲透壓的反滲透壓力，從而達(dá)到分離、提取、純化和濃縮的目的。反滲透技術(shù)也是化工廢水處理中廣泛應(yīng)用的，該技術(shù)對化工廢水處理，不僅可以大幅度降低化工生產(chǎn)成本、保護(hù)環(huán)境，同時也進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)廢水資源化等諸多意義。而由于反滲透膜技術(shù)對進(jìn)水要求相對較高，為此工作人員在運(yùn)用反滲透技術(shù)對化工廢水進(jìn)行深度處理時，還需要結(jié)合沉降、混凝、微濾、超濾、活性炭吸收、pH 調(diào)節(jié)等預(yù)處理工藝，從而使廢水處理效果更佳。
2.5 電滲析技術(shù)
電滲析技術(shù)是利用半透膜的選擇透過性，來分離不同的溶質(zhì)顆粒的方法。該技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在化工、輕工、造紙、醫(yī)藥工業(yè)，尤其是化工廢水處理上，電滲析技術(shù)在工作過程中是需要借助膜分離的[5]。例如、水處理通過利用半透膜的選擇滲透性原理，還有在外加直流電場的作用之下，使交流膜對陰離子進(jìn)行操控，這也是為了便于使那些游離子可以較好地滲透到另一側(cè)的水中，同時將另一側(cè)水濃度進(jìn)一步淡化，這種技術(shù)也適用于重金屬工業(yè)、工業(yè)的廢水處理，其主要工作原理是在原水細(xì)格柵、調(diào)理池中，利用毛發(fā)過濾器、加壓泵、各類消毒體系共同作用下來對廢水進(jìn)行反復(fù)排水，后再經(jīng)過膜出體系對化工廢水進(jìn)行處理。
2.6 聯(lián)合法工藝
在對化工廢水進(jìn)行處理過程中，由于有些工藝所選擇的膜技術(shù)不合理，是需要與其他技術(shù)相互聯(lián)合起來的，這樣做可以使廢水處理的效果非常好，對于渣油催化干氣氣烴別離膜技術(shù)以及深冷法聯(lián)合技術(shù)非常適用。該膜技術(shù)的工作原理主要是利用膜別離法將干氣中的氫分離出來，再采取深冷法別離將烴進(jìn)行分離，然而由于膜分離技術(shù)已經(jīng)將干氣中的大部分氫氣分離出來，此時干氣中的烴濃度也相對比較穩(wěn)定，此時應(yīng)采取脫甲塔對化工廢水進(jìn)行處理，因為通過經(jīng)膜分離所得濃度的烴是可以用于加工的。除此之外，還可以利用聯(lián)合法對催化裂化干氣進(jìn)行預(yù)處理，它對廢水處理技術(shù)要求并不高，只需要增加一些基礎(chǔ)設(shè)備就可以，比如，增設(shè)除霧沫設(shè)備，通過該設(shè)備脫出重組分中液滴即可，膜技術(shù)特別適用于氫氣資源短缺時使用，同時聯(lián)合法工藝也是目前化工廢水處理膜技術(shù)的主要途徑。
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