有毒化工廢水處理技術(shù)介紹

有毒化工廢水的特點(diǎn)

傳統(tǒng)精細(xì)化產(chǎn)品，生產(chǎn)步驟多、收率低(以農(nóng)藥為例：總收率40%-60%)，多間歇性生產(chǎn)。

高濃度難降解有機(jī)鹽水主要特征污染物包括苯酚類、苯胺類、硝基苯類、有機(jī)磷、有機(jī)硫、有機(jī)氯、吡啶、嘧啶等含氮雜環(huán)類、氨基甲酸酯類、苯氧羥酸類、鄰苯二甲酸酐、2-萘酚、2-羥基萘-3-甲酸、三聚氯氰、H酸、吐氏酸、J酸、K酸、蒽醌、含氮乙酰芳胺、2-萘酚等。

有毒化工廢水的特點(diǎn)主要包括：

1.濃度高(COD為幾萬(wàn)甚至幾十萬(wàn)ppm);

2.含雜環(huán)或多環(huán)等物質(zhì)多，生物可降解性差;

3.生態(tài)毒性高，大量三致類化合物;

4.成分復(fù)雜，優(yōu)控污染物種類多(中國(guó)68種、美國(guó)126種);

5.具有羥酸強(qiáng)堿性或鹽度高：10%以上;

6.可循環(huán)使用物質(zhì)多。

行業(yè)問題

2014年，在調(diào)查統(tǒng)計(jì)的41個(gè)工業(yè)行業(yè)中，廢水排放量位于前4位的行業(yè)依次位造紙和紙制品、化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè)、紡織業(yè)、煤炭開采和洗選業(yè)。

4個(gè)行業(yè)的廢水排放量為80.0億噸，占重點(diǎn)調(diào)查工業(yè)企業(yè)廢水排放總量的47.1%。

地理分布

截止2015年2月我國(guó)共有化學(xué)原料和化學(xué)制品制造企業(yè)25202家，同比增長(zhǎng)1.84%。

據(jù)環(huán)保部網(wǎng)站統(tǒng)計(jì)，化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè)廢水排放量前5位的省份依次是江蘇、山東、遼寧、河南和湖北。

江蘇、山東、遼寧、河南和湖北5省化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè)廢水排放量為11.4億噸，占該行業(yè)重點(diǎn)調(diào)查工業(yè)企業(yè)廢水排放量的43.4%。

我國(guó)高濃度化工廢水排放和治理存在的問題包括：

1.治理成本高、效果難保障、運(yùn)行不穩(wěn)定

高濃度難降解有機(jī)廢水水質(zhì)成分復(fù)雜，污染物濃度高、可生化性差、毒性大，一般的處理技術(shù)難以保障出水效果，處理必須采用專業(yè)性和針對(duì)性較強(qiáng)的技術(shù)方法。

技術(shù)方法往往出現(xiàn)操作復(fù)雜、投資費(fèi)用高、運(yùn)行費(fèi)用昂貴、效果難以保障、運(yùn)行不穩(wěn)定等問題。

此外，還缺乏高端、精細(xì)的自動(dòng)化集成與調(diào)控技術(shù)，設(shè)計(jì)參數(shù)與實(shí)際運(yùn)行參數(shù)往往不匹配，這也是導(dǎo)致工藝與設(shè)備運(yùn)行不穩(wěn)定的重要原因。

2.技術(shù)創(chuàng)新能力不足，缺乏原創(chuàng)性核心技術(shù)和成套設(shè)備

目前，我國(guó)高效的廢水處理核心技術(shù)和成套設(shè)備仍然主要依賴國(guó)外引進(jìn)。

技術(shù)的研發(fā)主要以科研院所等平臺(tái)為主，這些平臺(tái)受自身局限性影響集成能力、創(chuàng)新能力，導(dǎo)致自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)和關(guān)鍵設(shè)備的缺失;

環(huán)保產(chǎn)業(yè)設(shè)備制造業(yè)結(jié)構(gòu)落后，創(chuàng)新層次低，高端發(fā)明少，這也是我國(guó)高效廢水處理核心技術(shù)和設(shè)備缺乏的主要原因。

3.技術(shù)研發(fā)與工程應(yīng)用脫節(jié)，新技術(shù)的工程示范力度不夠，產(chǎn)業(yè)化推廣難

我國(guó)在高濃度難降解有機(jī)廢水治理新技術(shù)示范和推廣方面缺乏有效的組織機(jī)制，技術(shù)成果良莠不齊，以次充好的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生;

新技術(shù)推廣過程中存在主體不明的問題，環(huán)保示范工程多由科研單位來(lái)承擔(dān)而非企業(yè)，限制了技術(shù)的轉(zhuǎn)化和推廣。

4.技術(shù)與設(shè)備規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)化程度低

技術(shù)產(chǎn)品和環(huán)保裝備的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、集成化、系統(tǒng)化程度低，相關(guān)產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展程度不夠，無(wú)法滿足高濃度難降解有機(jī)廢水治理日益發(fā)展的需求;

國(guó)家尚未形成完善的針對(duì)各行業(yè)廢水處理的技術(shù)規(guī)范和水處理裝備標(biāo)準(zhǔn)體系，缺乏設(shè)備的質(zhì)量認(rèn)證和運(yùn)行效果評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量低下，運(yùn)行效果難以保證。

5.技術(shù)評(píng)估體系不健全、缺乏權(quán)威性，造成市場(chǎng)上各種技術(shù)良莠不齊

在環(huán)節(jié)技術(shù)評(píng)估管理方面做了大量工作，但尚未形成完善、科學(xué)、系統(tǒng)的環(huán)境技術(shù)評(píng)估體系，仍然存在評(píng)價(jià)制度不完善、評(píng)價(jià)機(jī)制不健全、評(píng)估技術(shù)缺乏廣泛性和代表性等問題;

技術(shù)評(píng)估工作還不能實(shí)現(xiàn)與環(huán)境保護(hù)整體戰(zhàn)略和環(huán)境科技發(fā)展戰(zhàn)略的緊密結(jié)合，遠(yuǎn)不能滿足環(huán)境監(jiān)督、科技進(jìn)步和環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展的要求。

處理技術(shù)介紹

高濃度難降解有機(jī)廢水的處理原則包括：分離優(yōu)先、資源利用、毒性破壞、生物強(qiáng)化。

其技術(shù)組合策略主要包括高效分離技術(shù)(液膜萃取技術(shù)、新型高效蒸發(fā)技術(shù)、滲透技術(shù)、新型吸附技術(shù)、廢酸資源化、溶劑回收技術(shù))、預(yù)處理技術(shù)(催化濕式氧化、高溫焚燒、氫自由基降解、熱解氣化、超臨界水氧化)、生物強(qiáng)化技術(shù)(碳載三相流化、高效厭氧技術(shù)、傳統(tǒng)生物改良技術(shù)、高效菌種強(qiáng)化、生物電化學(xué)技術(shù)、新型MBR技術(shù))、深度處理技術(shù)(電催化氧化、臭氧催化氧化、光催化氧化、芬頓氧化)。

液膜分離技術(shù)

液膜即液體在表明張力作用下形成的相界面。本技術(shù)應(yīng)用的液膜是在表面活性劑的存在下，在兩液相間形成界面。利用液膜技術(shù)將兩種能夠相互混溶的溶液經(jīng)選擇性滲透而隔開，使物質(zhì)得到分離提純。

在液相膜中加入流動(dòng)載體即可提高膜的選擇性和分離效率。

該技術(shù)特點(diǎn)為比表面大、分離系數(shù)高、分離速度快、成本低，既可實(shí)現(xiàn)污染物的分離去除，又可實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)。

其可應(yīng)用于吡啶等含氮雜環(huán)化合物、酚類、苯胺類、氰。

上述回收相為12-15%氰化鈉，都可以做為原料回用于生產(chǎn)工藝，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)。

廢酸資源化——催化裂解法

含有機(jī)物的廢硫酸在1000-1100度的高溫下裂解制成二氧化硫氣體，其中的有機(jī)物同時(shí)被燃燒為二氧化碳。制得的二氧化硫爐氣送往催化氧化系統(tǒng)氧化為三氧化硫，重新制造工業(yè)硫酸。

傳統(tǒng)焚燒裝置回收硫酸設(shè)備投資大，據(jù)報(bào)道以年產(chǎn)25萬(wàn)頓年處理規(guī)模的裝置來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)裝置投資約為1.3個(gè)億，新建裝置可節(jié)省投資1.1個(gè)億。

廢酸資源化——萃取法

萃取法是用有機(jī)溶劑與廢硫酸充分接觸，使廢酸中的雜質(zhì)轉(zhuǎn)移到溶劑中來(lái)。常見的萃取劑有苯類(甲苯、硝基苯、氯苯)、酚類(雜酚油、粗二苯酚)、鹵化烴類(三氯乙烷、二氯乙烷)、異丙醚和N-503、7301等。

溶劑回收——超重力

利用旋轉(zhuǎn)的離心力場(chǎng)來(lái)代替常規(guī)的重力場(chǎng)，使得氣液兩相的相對(duì)速度大大提高，相界面更新加快，生產(chǎn)強(qiáng)度成倍提高，極大地強(qiáng)化氣液傳質(zhì)過程，達(dá)到增加效率、縮小設(shè)備和降低能耗的目的。

其技術(shù)特點(diǎn)包括傳質(zhì)效率高，設(shè)備體積小;停留時(shí)間短、持液量小;操作彈性大、不容易液泛、安全可靠;抗堵能力強(qiáng)、維護(hù)方便;投資省、管理成本低。

折流式超重力床大大地降低了設(shè)備的高度和縮小了設(shè)備的體積。

催化濕化氧化

在一定的溫度、壓力和催化劑的作用下，經(jīng)空氣氧化，使得污水中的有機(jī)物氧化分解成二氧化碳、水及小分子易生化降解物質(zhì)，達(dá)到凈化及改善水體可生化性的目的。

適用于治理焦化、染料、制藥、農(nóng)藥、石化、皮革等工業(yè)中含高COD或含難生化降解的化合物的各種工業(yè)有機(jī)廢水。

其特點(diǎn)包括凈化效率高;無(wú)二次污染;流程簡(jiǎn)單;占地面積小;可實(shí)行全自動(dòng)化操作管理;氧化反應(yīng)產(chǎn)熱維持系統(tǒng)熱平衡，運(yùn)行費(fèi)用低。適用對(duì)象包括甘氨酸工藝母液、IDA工藝母液、雙甘膦母液。

造粒焚燒

在一定的溫度、壓力和催化劑的作用下，經(jīng)空氣氧化，使污水中的有機(jī)物氧化分解成二氧化碳、水及小分子易生化降解物質(zhì)，達(dá)到凈化及改善水體可生化性的目的。

適用于治理焦化、染料、制藥、農(nóng)藥、石化、皮革等工業(yè)中含高鹽高COD的各種工業(yè)有機(jī)廢水。

其技術(shù)特點(diǎn)包括熱利用率高;裝置熱損失小;實(shí)現(xiàn)焚燒處理的減量化和節(jié)能，比直接霧化焚燒降低40%-60%;設(shè)備適用壽命長(zhǎng);二惡英控制效果好;可資源回收利用。

碳載生物流化床

通過全混式內(nèi)環(huán)流結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，集成三相流態(tài)、生物附載、優(yōu)勢(shì)菌等多項(xiàng)強(qiáng)化手段，運(yùn)行時(shí)液相與固相載氣體推動(dòng)力和密度差的做為下高速往復(fù)循環(huán)流動(dòng)，增加優(yōu)勢(shì)菌種，提高抗沖擊能力和處理負(fù)荷。

其技術(shù)特點(diǎn)包括處理效率高;節(jié)約能耗;占地面積小;迸氣能耗低;溶解氧濃度高;氧傳質(zhì)速率快、利用率高。應(yīng)用領(lǐng)域包括高濃度、高毒性、可降解有機(jī)污染物廢水。

MBR膜生物反應(yīng)器

MBR利用膜分離設(shè)備將生化反應(yīng)池中的活性污泥和大分子有機(jī)物截留，省掉二沉池。膜生物反應(yīng)器工藝通過膜的分離技術(shù)大大強(qiáng)化了生物反應(yīng)器的功能，使活性污泥濃度大大提高，其水力停留時(shí)間(HRT)和污泥停留時(shí)間(SRT)可以分別控制。

電催化氧化

通過陽(yáng)極或陰極上發(fā)生氧化反應(yīng)或還原反應(yīng)，把水中的污染物轉(zhuǎn)化為無(wú)毒性或低毒性的物質(zhì)的水處理方法，同時(shí)利用電解槽中的一些物理化學(xué)作用(如絮凝、共沉、氣泡上浮等)將污染物從污水中分離出去使其凈化。

其技術(shù)特點(diǎn)包括凈化效率高、無(wú)二次污染、流程簡(jiǎn)單、占地面積小、可實(shí)行全自動(dòng)化操作管理。應(yīng)用領(lǐng)域包括含有機(jī)氯、有機(jī)磷、芳香族化合物、較高鹽含量的有機(jī)廢水。

臭氧催化氧化

在常溫常壓下，采用一系列臭氧多相催化氧化反應(yīng)中產(chǎn)生的大量強(qiáng)氧化性羥基自由基氧化分解水中的有機(jī)物的污水處理技術(shù)。根據(jù)作用方式可分為直接氧化和間接氧化。

其技術(shù)特點(diǎn)包括氧化能力強(qiáng);脫色、除臭、殺菌、去除有機(jī)物和無(wú)機(jī)物;無(wú)二次污染;制備臭氧只用空氣和電能，操作管理方便。

芬頓流化床

使fenton氧化法產(chǎn)生的三價(jià)鐵在流體化床反應(yīng)槽中的載體表面產(chǎn)生FeOOH的結(jié)晶體，而FeOOH是H2O2的一種催化劑，它的存在可以大幅度降低Fe2+催化劑的加藥量，進(jìn)而降低操作成本與污泥產(chǎn)生量，是目前針對(duì)低濃度生物難分解有機(jī)廢水操作成本較低的化學(xué)氧化技術(shù)。