廢水中的污染物按種類大致可分為:固體污染物、需氧污染物、營養(yǎng)性污染物、酸堿污染物、有毒污染物、油類污染物、生物污染物、感官性污染物和熱污染物等;污染物按形態(tài)可分為固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)等。污水處理的任務(wù)是將這些污染物采用物理、化學(xué)或生物的方法轉(zhuǎn)化成無害的固態(tài)匯聚物與易揮發(fā)的氣態(tài)物與水分離。
1、現(xiàn)行工業(yè)化廢水處理方法
廢水處理方法按對污染物實施的作用不同,可分為兩大類,一類是通過各種外力的作用,把有害物從廢水中分離出來,稱為分離法;另一類是通過化學(xué)或生化作用,使其轉(zhuǎn)化為無害的物質(zhì)或可分離的物質(zhì),后者再經(jīng)過分離予以除去,稱為轉(zhuǎn)化法。按處理原理不同,將處理方法分為物理法、化學(xué)法、物理化學(xué)法和生物化學(xué)法四類。
。1) 分離法
廢水中的污染物存在形態(tài)的多樣性和物化特性的各異性,決定了分離方法的多樣性。
如表一 分離法分類
污染物的存在形態(tài) |
分 離 方 法 |
離 子 態(tài) |
離子交換法、電解法、電滲析法、離子吸附法、離子浮選法 |
分 子 態(tài) |
萃取法、結(jié)晶法、精餾法、吸附法、浮選法、反滲透法、蒸發(fā)法 |
膠 體 |
混凝法、氣浮法、吸附法、過濾法 |
懸 浮 物 |
重力分離法、離心分離法、磁力分離法、篩濾法、氣浮法 |
。2) 轉(zhuǎn)化法
轉(zhuǎn)化法可分為化學(xué)轉(zhuǎn)化法和生化轉(zhuǎn)化法兩類。
表二 轉(zhuǎn)化法分離 | |
方法原理 |
分 離 方 法 |
化學(xué)轉(zhuǎn)化 |
中和法、氧化還原法、化學(xué)沉淀法、電化學(xué)法 |
生化轉(zhuǎn)化 |
活性污泥法、生物膜法、厭氧生物處理法、生物塘 |
現(xiàn)代廢水處理技術(shù),按處理程度劃分,可分為一級、二級和三級處理。
一級處理,主要是通過篩濾、沉淀等物理方法對廢水進(jìn)行預(yù)處理,目的是除去廢水中的懸浮固體和漂浮物,為二級處理做準(zhǔn)備。經(jīng)一級處理的廢水,其BOD一般只能除去30%左右;
二級處理,主要是采用各種生物的方法處理,其目的是除去廢水中的呈膠體和溶解狀態(tài)的有機(jī)污染物。經(jīng)二級處理后的廢水,其BOD除去率可達(dá)90%以上,處理水可達(dá)標(biāo)排放;
三級處理,是在一級、二級處理的基礎(chǔ)上,對難降解的有機(jī)物、磷、氮等營養(yǎng)性物質(zhì),進(jìn)一步處理。方法有混凝、過濾、離子交換、反滲透、超濾、消毒等。
由于廢水中的污染物成份相當(dāng)復(fù)雜,往往需要同時采用幾種方法的組合流程,才能達(dá)到處理要求。對于某種廢水,要根據(jù)該種廢水的水質(zhì)、水量及其中有價物質(zhì)回收再利用的可能性,經(jīng)過比較后,才能決定采用哪幾種方法的組合。
上述處理法,無論采用哪幾種方法的組合,其共同存在的缺點是:①工藝流程長、廢水處理過程中物化反應(yīng)進(jìn)程緩、廢水處理設(shè)施龐大、占地面積大;②廢水只能集中處理,對于城市廢水而言,地下排污管網(wǎng)工程龐大,必然造成廢水處理工程總投資巨大;③處理后的水質(zhì)不穩(wěn)定,對難降解的可溶性有機(jī)物、磷、氮等營養(yǎng)性物質(zhì)處理不徹底,對某些工業(yè)廢水如造紙廢液等無能為力且運(yùn)行綜合費(fèi)用高。同時可以查看中國污水處理工程網(wǎng)更多技術(shù)文檔。
為克服上述缺點,需找到一種更簡單、實用、有效、經(jīng)濟(jì)的廢水處理手段。
2、微波能廢水處理法
把微波場對單相流和多相流物化反應(yīng)的強(qiáng)烈催化作用、穿透作用、選擇性供能及其殺滅微生物的功能(實驗證明微波還對殺滅藍(lán)藻等有特效)用于廢水處理,以便克服廢水常規(guī)處理法的前述缺陷。微波能污水處理技術(shù)可使廢水處理工程小型化、分散化,省掉城市建設(shè)中現(xiàn)行廢水處理工程長距離埋設(shè)龐大的排污管網(wǎng),堵住污染源頭,從根本上消除因人類的生活和生產(chǎn)活動給江河湖泊造成的污染。廢水經(jīng)微波能處理后可100%返回,實現(xiàn)水的可持續(xù)利用,使人類水環(huán)境步入良性循環(huán),為解決21世紀(jì)人類將面臨的世界性“水荒”做貢獻(xiàn)。隨著物質(zhì)文明建設(shè)的不斷發(fā)展,淡水資源的需求量越來越大,產(chǎn)生的廢水量也越來越大,而對廢水處理的任務(wù)及其處理的深度要求必然加大,這就要求廢水處理不斷吸納創(chuàng)新技術(shù)。有廢水需要處理的單位,也可以到污水寶項目服務(wù)平臺咨詢具備類似污水處理經(jīng)驗的企業(yè)。廢水微波處理技術(shù)將是廢水處理技術(shù)上的一場革命。
3、廢水微波處理法與現(xiàn)行常規(guī)處理法相關(guān)指標(biāo)比較
到目前為止,微波能污水處理技術(shù)已對昆明盤龍江水、大觀河水、滇池水、翠湖水等生活污水與日用化工廠廢水、造紙廢水(含紙漿廢水、木漿廢水、草漿廢水)、上海的焦化廠廢水、北京的化纖廠廢水、吉林的玉米制酒精廢水、河北的制革廠、印染廠、造紙廠三種廢水、江西的強(qiáng)酸性礦山廢水、內(nèi)蒙古的電廠廢水、黃河水、遼寧的繅絲廠廢水、云南的制糖酒精廢醪液等進(jìn)行了驗證,并一一證明了該技術(shù)對污水處理運(yùn)用的廣泛適應(yīng)性。
需特別指出的是微波對殺滅藍(lán)藻的特殊作用。藍(lán)藻在微波場中只需30-40秒即由微細(xì)粒匯聚呈大顆粒變黃沉降與水分離,與此同時水中的富營養(yǎng)物也就降解了。
。1)城市生活和工業(yè)廢水經(jīng)微波場處理前、后的數(shù)據(jù)與國家標(biāo)準(zhǔn)的比較(圖表三)
水 樣 名 稱 |
PH值 |
色度 |
化學(xué)需氧量 |
懸浮物 |
總磷 |
總氮 |
氨氮 |
生化需氧量 |
第二類污染物國家 |
6-9 |
50 |
100 |
70 |
0.5 |
15 |
|
30 |
黃河水處理前 |
5.6 |
混濁 |
72.91 |
201 |
0.14 |
4.74 |
1.5 |
|
黃河水處理后 |
7 |
清澈透明 |
59.89 |
4 |
0.02 |
2.27 |
0.07 |
|
江西某礦山工業(yè)廢水處理前 |
3 |
混濁不清 |
260.40 |
383 |
0.26 |
4.24 |
1.32 |
Cu13.37 |
江西某礦山工業(yè)廢水處理后 |
7 |
清澈透明 |
119.78 |
14 |
0.01 |
2.45 |
1.02 |
Cu0.03 |
某造紙廠廢水處理前 |
14 |
混濁不清 |
1320.48 |
940.6 |
|
|
|
|
某造紙廠廢水處理后 |
7 |
清澈透明 |
97.28 |
20.4 |
|
|
|
|
某造紙廠廢水處理前 |
14 |
混濁不清 |
641.38 |
544.8 |
|
|
|
|
某造紙廠廢水處理后 |
7 |
清澈透明 |
87.56 |
19.8 |
|
|
|
|
城市生活廢水處理前 |
7.5 |
200 |
291.2 |
36 |
3.362 |
24.10 |
5.59 |
116.48 |
城市生活廢水常規(guī)法處理 |
6 |
84 |
78 |
23 |
0.44 |
6.98 |
3.24 |
20.44 |
城市生活廢水微波處理后 |
7 |
清澈透明 |
58.58 |
2 |
0.0304 |
2.28 |
|
4.78 |
城市生活廢水微波處理后 |
7 |
清澈透明 |
46.87 |
4 |
0.31 |
4.47 |
3.26 |
未檢測出 |
。2)廢水微波處理法與現(xiàn)行常規(guī)處理法的比較(圖表四)
相關(guān)指標(biāo) |
微波處理法 |
現(xiàn)行常規(guī)處理法 | ||
城市生活廢水 |
有機(jī) ( 碳?xì)浠蛱妓暗?) 污染廢水 |
城市生活廢水 |
有機(jī) ( 碳?xì)浠蛱妓暗?) 污染廢水 | |
以日處理萬噸廢水為例的廢水處理廠占地面積 |
< 1 |
2 |
100 |
常規(guī)法無能為力 |
單位廢水處理能耗 |
0.3 |
1 ~ 3 |
0.4 |
采用加壓加溫氧化法 |
單位廢水運(yùn)行費(fèi)用 |
0.3 |
0.8 ~ 1.2 |
0.6 ~ 0.8 |
---- |
單位廢水處理成本 |
< 0.8 |
2 ~ 3 |
1.4 ~ 1.6 |
4 ~ 6 |
單位廢水處理投資強(qiáng)度 |
800 |
1000 ~ 1200 |
1300 ~ 1400 |
采用加壓加溫氧化法 35000 |
實現(xiàn)廢水處理物化反應(yīng)過程的條件 |
常壓下,并且不受環(huán)境溫度的控制。 |
常壓下,并且不受環(huán)境溫度的控制。 |
受環(huán)境溫度的直接控制,冬季低溫反應(yīng)進(jìn)程十分緩慢。 |
須在數(shù)個乃至數(shù)十個大氣壓并加溫的條件下才能實現(xiàn)氧化反應(yīng)。 |
廢水處理過程中污染物與水的分離速度 |
廢水進(jìn)微波場流經(jīng)約 20 秒鐘出微波場后 3 分鐘即始沉清分離。 |
廢水在微波場中循環(huán)場外約 10 ~ 40 小時反應(yīng)完成。 |
廢水由流入反應(yīng)池至流出反應(yīng)進(jìn)程約 12 小時。 |
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廢水處理過程中的殺滅微生物功能 |
液相和固相或氣相中的微生物已殺滅。 |
微生物已殺滅。 |
無殺滅微生物功能。 |
加壓加溫氧化法微生物已殺滅。 |
產(chǎn)物再利用 |
有價氣體可回收再利用;固相無菌可作復(fù)合肥;清水無菌可 100% 返回,實現(xiàn)水的可持續(xù)利用。 |
有價氣體可回收;固相可二次利用;清水 100% 返回利用。 |
有價氣體無法回收;固相須作深坑填埋處理;二次水須作深度處理才能利用。 |
加壓加溫氧化法產(chǎn)生的清水可返還使用。 |
對現(xiàn)行常規(guī)法廢水處理產(chǎn)生的二次水深度處理能力 |
二次水經(jīng)微波凈化后可 100% 返回再利用,這正是發(fā)揮了微波凈化水的優(yōu)點 |
二次水經(jīng)微波凈化后可 100% 返回再利用,這正是發(fā)揮了微波凈化水的優(yōu)點 |
對二次水的深度處理無能為力。 |
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規(guī)模效益 |
使廢水處理工程小型分散化,堵住污染源頭,省掉城市建設(shè)中的現(xiàn)行污水常規(guī)處理法必須集中處理而地下長距離埋設(shè)的龐大排污管網(wǎng)工程,從根本上解決因人類生活和生產(chǎn)活動而給江河湖泊造成的污染,使水環(huán)境步入良性循環(huán)。 |
使廢水處理工程小型分散化,堵住污染源頭,省掉城市建設(shè)中的現(xiàn)行污水常規(guī)處理法必須集中處理而地下長距離埋設(shè)的龐大排污管網(wǎng)工程,從根本上解決因人類生活和生產(chǎn)活動而給江河湖泊造成的污染,使水環(huán)境步入良性循環(huán)。 |
因廢水處理物化反應(yīng)進(jìn)程緩慢而必須集中處理,日處理污水量須在 10 萬噸以上方能降低單位處理成本,這就必然造成城市建設(shè)中地下長距離埋設(shè)龐大的排污管網(wǎng)工程,給城市安全帶來隱患。 |
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