工業(yè)廢水指的是進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)的過程當(dāng)中產(chǎn)生的廢水、污水或者是廢液,其中含有隨著水流失進(jìn)來的工業(yè)生產(chǎn)的用料、產(chǎn)品以及生產(chǎn)過程當(dāng)中產(chǎn)生的一些污染物。環(huán)境水污染是一個(gè)全球性的問題,世界性的水資源缺乏的危機(jī)也越來越嚴(yán)重,水污染嚴(yán)重的程度以及危害也日益的加深。
1工業(yè)廢水深度處理方法
1.1活性炭吸附法
廣泛使用于在城市活性炭除臭設(shè)備、飲用水及工業(yè)廢水處理。城市活性炭除臭設(shè)備廢水中的一些有機(jī)物是難于為微生物或通常氧化法所氧化分解的,如酚、苯、石油及其商品、殺蟲劑、洗滌劑、合成染料、胺類化合物以及許多人工合成有機(jī)物,經(jīng)生化處理后很難到達(dá)對(duì)排放請(qǐng)求較高的水體中排放的標(biāo)準(zhǔn),也嚴(yán)重影響廢水的回用,因而需求深度處理。
因?yàn)榛钚蕴繉?duì)有機(jī)物的吸附才能大,在廢水深度處理中得到廣泛的使用,具有以下優(yōu)點(diǎn):處理程度高,城市污水用活性炭進(jìn)行深度處理后,BOD可下降99%,TOC可降到1~3mg/L.使用范圍廣,對(duì)廢水中絕大多數(shù)有機(jī)物都有用,包含微生物難于降解的有機(jī)物。習(xí)慣性強(qiáng),對(duì)水量及有機(jī)物負(fù)荷的變化有較強(qiáng)的習(xí)慣功能,可得到安穩(wěn)的處理作用。粒狀炭可進(jìn)行再生重復(fù)使用,被吸附的有機(jī)物在再生進(jìn)程中被燒掉,不發(fā)生污泥,可回收有用物質(zhì)。例如用活性炭處理含酚廢水,用堿再生吸附飽滿的活性炭,能夠回收酚鈉鹽,設(shè)備緊湊、辦理便利。
活性炭吸附法是使用多孔性的活性炭,使水中一種或多種物質(zhì)被吸附在活性炭表面而去掉的方法,去掉目標(biāo)包含溶解性的有機(jī)物質(zhì),合成洗滌劑、微生物、病毒和一定量的重金屬,并能夠脫色、除臭。
活性炭、磺化煤、沸石、焦炭等都是水處理常用的吸附劑,活性炭經(jīng)過活化后碳晶格構(gòu)成形狀和大小不一的興旺細(xì)孔,大大添加比表面積,提高吸附才能。活性炭的細(xì)孔有用半徑通常為1-10000nm,小孔半徑在2nm以下,過渡孔半徑通常為2-100nm,大孔半徑為、100-10000nm,小孔容積通常為0.15-0.90mL/g,過渡孔面積通常為0.02-0.10mL/g;大孔容積通常為0.2-0.5mL/g。
1.2膜分離法
膜分離技術(shù)是以高分子分離膜為代表的一種新型的流體分離單元操作技術(shù),它的最大特點(diǎn)是分離過程中不伴隨有相的變化,僅靠一定的壓力作為驅(qū)動(dòng)力就能獲得很高的分離效果,是一種非常節(jié)省能源的分離技術(shù)。膜分離法是利用特殊的半透膜將廢水分開進(jìn)而使某些溶質(zhì)或溶劑滲透出來的方法的統(tǒng)稱。常見的膜分離法主要有微濾、超濾、納濾、反滲透、電滲析、滲透汽化等方法。
(1)與常規(guī)過濾相比,微濾屬于精密過濾,它是截留溶液中的砂礫、淤泥、黏土等顆粒和賈第蟲、隱孢子蟲、藻類和一些細(xì)菌等,而大量溶劑、小分子及少量大分子溶質(zhì)都能透過膜的分離過程。微濾操作有死端過濾和錯(cuò)流(又稱切線流)過濾兩種形式。死端過濾主要用于固體含量較小的流體和一般處理規(guī)模,膜大多數(shù)被制成一次性的濾芯。錯(cuò)流過濾對(duì)于懸浮粒子大小、濃度的變化不敏感,適用于較大規(guī)模的應(yīng)用,這類操作形式的膜組件需要經(jīng)常進(jìn)行周期性的清洗或再生。微濾膜分離過程是在流體壓力差的作用下,利用膜對(duì)被分離組分的尺寸選擇性,將膜孔能截留的微粒及大分子溶質(zhì)截留,而使膜孔不能截留的粒子或小分子溶質(zhì)透過膜。
(2)超濾是在壓差推動(dòng)力作用下進(jìn)行的篩孔分離過程,它介于納濾和微濾之間,膜孔徑范圍在1nm~0.055m之間。最早使用的超濾膜是天然動(dòng)物的臟器薄膜。直至20世紀(jì)70年代,超濾從實(shí)驗(yàn)規(guī)模的分離手段發(fā)展成為重要的工業(yè)分離單元操作技術(shù),工業(yè)應(yīng)用發(fā)展十分迅速。超濾所分離的組分直徑為5nm~10m分,可分離相對(duì)分子質(zhì)量大于500的大分子和膠體。這種液體的滲透壓很小,可以忽略。因而采用的操作壓力較小,一般為0.1~0.5MPa,所用超濾膜多為非對(duì)稱膜,通常由表皮層和多孔層組成。表皮層較薄,其厚度一般小于1所用,其膜孔徑較小,主要起篩分作用。多孔層厚度較大,一般為125主要左右,主要起支撐作用。膜的水透過通量為0.5~5.0m /(m .m)。
從膜的結(jié)構(gòu)上來講,超濾的分離機(jī)理主要包括篩分理論,即原料液中的溶劑和小的溶質(zhì)粒子從高壓料液側(cè)透過膜到低壓側(cè),而大分子及微粒組分則被膜截留形成濃縮液,通過膜孔對(duì)原料液中顆粒物及大分子的篩分作用,將污染物質(zhì)截留去除。具體聯(lián)系污水寶或參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
在實(shí)際情況中,超濾膜對(duì)污染物質(zhì)的去除并不能都由篩分理論解釋。某些情況下,超濾膜材料的表面化學(xué)特性起到了決定性的作用。在一些超濾過程中,超濾膜孔徑大于溶質(zhì)的粒徑,但仍能將溶質(zhì)截留下來?梢,超濾膜的分離性能是由膜孔徑和膜的表面化學(xué)性質(zhì)綜合決定的。用于衡量超濾膜性能的基本參數(shù)包括截留分子量曲線和純水滲透率。超濾膜對(duì)具有相似化學(xué)結(jié)構(gòu)的不同相對(duì)分子質(zhì)量的化合物的截留率所得的曲線稱為截留分子量曲線。根據(jù)截留分子量曲線可知截留量大于90%或95%的相對(duì)分子質(zhì)量,該相對(duì)分子質(zhì)量即為截留分子量。在截留分子量附近,截留分子量曲線越陡,膜的分離性能越好。
(3)納濾膜分離在常溫下進(jìn)行,無相變,無化學(xué)反應(yīng),不破壞生物活性,能有效地截留二價(jià)及高價(jià)離子和相對(duì)分子質(zhì)量高于200的有機(jī)小分子,而使大部分一價(jià)無機(jī)鹽透過,可分離同類氨基酸和蛋白質(zhì),實(shí)現(xiàn)高分子量和低分子量有機(jī)物的分離,且成本比傳統(tǒng)工藝低,因而被廣泛應(yīng)用于超純水的制備、食品、化工、醫(yī)藥、生化、環(huán)保、冶金等領(lǐng)域的各種濃縮和分離過程。
(4)反滲透膜分離過程可在常溫下進(jìn)行,且無相變、能耗低,可用于熱敏感性物質(zhì)的分離、濃縮;可以有效地去除無機(jī)鹽和有機(jī)小分子雜質(zhì);具有較高的脫鹽率和較高的水回用率;膜分離裝置簡單,操作簡便,易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化;分離過程要在高壓下進(jìn)行,因此需配備高壓泵和耐高壓管路;反滲透膜分離裝置對(duì)進(jìn)水指標(biāo)有較高的要求,需對(duì)原水進(jìn)行一定的預(yù)處理;分離過程中,易產(chǎn)生膜污染,為延長膜使用壽命和提高分離效果,要定期對(duì)膜進(jìn)行清洗。
(5)電滲析法是在直流電場的作用下,利用陰離子或陽離子交換膜對(duì)溶液中陰、陽離子進(jìn)行選擇性透過,使陰、陽離子定向遷移,從而實(shí)現(xiàn)水體中的溶質(zhì)與水分離我國的膜技術(shù)在深度處理領(lǐng)域的應(yīng)用與世界先進(jìn)水平尚有較大差距。
(6)滲透汽化最先由Kober于本世紀(jì)初提出,是近年來發(fā)展比較迅速的一種膜技術(shù),它是利用膜對(duì)液體混合物中各組分的溶解性不同,及各組分在膜中的擴(kuò)散速度不同從而達(dá)到分離目的。原則上,滲透汽化適用于一切液體混合物的分離,具有一次性分離度高、設(shè)備簡單、無污染、低能耗等優(yōu)點(diǎn),尤其是對(duì)于共沸或近沸的混合體系的分離、純化具有特別的優(yōu)勢,是最有希望取代精餾過程的膜分離技術(shù)。
按照形成膜兩側(cè)蒸氣壓差的方法,滲透汽化主要有以下幾種形式:
(1)減壓滲透汽化。膜透過側(cè)用真空泵抽真空,以造成膜兩側(cè)組分的蒸氣壓差。在實(shí)驗(yàn)室中若不需收集透過側(cè)物料,用該法最方便。
(2)加熱滲透汽化。通過料液加熱和透過側(cè)冷凝的方法,形成膜兩側(cè)組分的蒸氣壓差。一般冷凝和加熱費(fèi)用遠(yuǎn)小于真空泵的費(fèi)用,且操作也比較簡單,但傳質(zhì)動(dòng)力比減壓滲透汽化小。
(3)吹掃滲透汽化。用載氣吹掃膜的透過側(cè),以帶走透過組分,吹掃氣需經(jīng)冷卻冷凝,以回收透過組分,載氣循環(huán)使用。
(4)冷凝滲透汽化。當(dāng)透過組分與水不互溶時(shí),可用低壓水蒸氣作為吹掃載氣,冷凝后水與透過組分分層后,水經(jīng)蒸發(fā)器蒸發(fā)重新使用。滲透汽化與反滲透、超濾及氣體分離等膜分離技術(shù)的最大區(qū)別在于物料透過膜時(shí)將產(chǎn)生相變。因此在操作過程中必須不斷加入至少相當(dāng)于透過物汽化潛熱的熱量,才能維持一定的操作溫度。
2結(jié)束語
隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展.環(huán)境污染也越來越嚴(yán)重,人們對(duì)環(huán)境的保護(hù)意識(shí)也在不斷增強(qiáng)。本文對(duì)工業(yè)廢水深度處理方法中的兩種(活性炭吸附法和膜分離法)進(jìn)行探討。(北極星水處理網(wǎng))