高浓度有机废水及处理技术

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-,35,高浓度有机废水处理技术的选择,1,2,3,4,高浓度有机废水特征,基本处理技术与方法,处理技术选择与验证,高浓度废水处理案例,、针对论题的基本观点,1,、不再是难以涉足的禁区,前辈担忧；破难成功；技术突破；辈出精英,2,、得到利益相关者的重视,民众关注；监管严控；企业生机；政技支撑,3,、生产系统优化势在必行,源头控制；资源再生；工艺改造；倒逼促进,4,、把握机遇挑战尚无止境,行业前景；发展竞争；研用互促；适者生存,一、高浓度有机废水特征,1,、高浓度有机废水的定义,“,高浓度有机废水,”,是一种在工业、农业等生产活动中产生并排放的有机物浓度很高的废水。这种废水的化学需氧量,(COD),、氨氮、总磷、总氮等环境水质指标很高。其中，,COD,通常在,2000mg/L,以上，甚至达到几万或几十万，是市政生活污水浓度的十至数十倍以上，不适于直接并入城市污水处理厂处理。对此，我国现行的环境保护政策和排放标准要求，这些废水必须由产生单位负责处理。,当此类废水的生化需氧量,(BOD,5,),浓度相对低、,BOD,5,/COD0.3,时，因为难以采用常规的生物方法处理，被称为,“,高浓度难降解有机废水,”,。,在水的使用角度上，废水产生的工艺途径分,1),用水作载体后的废弃水；和,2),生成水两类。又可细分为四种：,传热废水；,传质废水；,传递过程复合废水；及,工艺过程的生成水。通常，有机废水是在后三种途径中产生的。,2、,废水产生的工艺途径,水源水,传热过程,传质过程,工艺过程,生产废水,传质传热复合过程,传热过程,传质过程,工艺过程,传质传热复合过程,1),间接加热或冷却,2),直接加热或冷却,排水生产工艺,典型的生产排水工艺,排水主要性质,1),温排水,2),污冷水,3),毒性较小,4),水量大,1),洗涤后固液分离,2),萃取及母液浓缩,3),水力输送后脱水,1),高浓度,2),高盐度,3),高毒性,4),水量较大,1),结晶提纯脱水,2),蒸馏冷凝水,3),液相催化分离,1),高浓度,2),高盐度,3),高毒性,4),水量较大,1),分解裂解反应,2),合成聚合反应,3),加成复合反应,1),高浓度,2),高盐度,3),毒性较高,4),水量较小,用弃水,生成水,3,、产生高浓度有机废水的行业,行业,产生废水的主要工艺,废水特征,造纸,制浆蒸煮、洗浆,高浓度、高碱性,皮革,浸皮、脱毛、去脂,高浓度、高油脂、毒性,酿造,发酵、洗涤,高浓度、偏酸性,化肥,洗气,高浓度、高氮,医药,提取、合成、过滤、结晶,高浓度、难降解、毒性,焦化,洗气,高浓度、挥发性、毒性,化工,合成、洗涤、提纯,高浓度、难降解、毒性,制糖,榨取、提纯,高浓度,餐饮,厨余物,高浓度、高油脂,畜牧养殖,圈舍清理、屠宰清洗,高浓度、高氨氮,垃圾处置,渗滤液,高浓度、难降解、毒性,1),造纸废水,废水主要污染物来自于制浆蒸煮工序，包含蒸煮加入的碱、溶解的木质素、以及纤维素分解生成的糖类、醇类、有机酸等，,COD,可达,10,万,mg/L,、,BOD,达,5,万,mg/L,。全国造纸废水排放总量占全国行业废水总量的,15%,以上。,4,、,典型的高浓度有机废水,纤维蒸煮,洗浆制浆,纸机抄造,黑液,黄液,白水,原料准备,灰水,2),制糖废水,废水主要污染物来自于榨糖,(,COD达,6000,mg/L、BOD达,2,5,00,mg/L,以上,),和酒精,(COD,达,7,万,mg/L,、,BOD,达,4.5,万,mg/L,以上,),工序。,结晶,酒精,废糖蜜,废液,流洗水,榨糖,滤泥,3),焦化废水,焦化废水是炼焦、煤气在高温干馏、净化及副产品回收过程中，产生含有挥发酚、多环芳烃及氧、硫、氮等杂环化合物的工业废水，是一种高,COD,、高酚值、高氨氮且很难处理的一种工业有机废水。,煤气净化,化学品回收,洗气水,炼焦,高氨废水,煤气冷却,精制废水,4),制药废水,制药废水因药物产品不同、生产工艺不同而差异较大，其特点是组成复杂，有机污染物种类多、浓度高，,COD,值和,BOD,值高且波动性大，废水的,BOD/COD,值差异较大，氨氮浓度高，色度深，毒性大，固体悬浮物浓度高。,车间卫生,抗生素,合成药物,中成药,制药生产,洗涤废水,制剂生产,锅炉废水,生产废水,供热,清洗废水,5),石油化工废水,主要包括热裂解炼油副产气体及石脑油等轻油或重油，生产乙烯、丙烯、丁烯等原料，进一步合成塑料、橡胶、纤维、洗涤剂等有机化学产品所排出的废水。废水中含有原料及产品、副产物等有害物质。,厂区卫生,合成废水,产品合成,生活污水,裂解废水,职工,厂区废水,油气裂解,5,、,相关行业及废水排放状况,1),行业排水变化,在排放高浓度有机废水的行业中，近年来，废水排放量均处于开始减少的趋势。,2),行业排水贡献率,在,2009,年全国,209,亿吨工业废水中，排放高浓度有机工业废水行业的造纸废水贡献比例最高，皮革废水相对最小。,3),行业主营收益率,在排放高浓度有机工业废水行业中，,2009,年，只有医药、饮料和焦化,3,个行业主营收益率高于全国,118.6%,的平均水平。,4),行业人均万元产值,在排放高浓度有机工业废水行业中，,2009,年，有皮革、造纸和,3,个行业的人均产值低于全国行业平均水平。,5),行业废水经济排放强度,在排放高浓度有机工业废水行业中，,2009,年，只有焦化,1,个行业的排放强度低于,3.8,吨,/,万元的全国行业平均水平。,6),行业废水排放达标率,在排放高浓度有机工业废水行业中，,2009,年，医药、焦化、化纤和化工,4,个行业的废水排放达标率优于全国行业,94.7%,的平均水平；农产品加工废水达标率最低，为,91.8%,。,7),相关行业经济效益环境综合评估,相关,行业,排水,贡献,主营,收益,人均,产值,排放,强度,排放,达标,农副品加工,饮料制造业,皮毛羽制品,造纸纸品业,油焦核加工,化学原料品,医药制造业,化纤维制造,优劣顺序,1,2,3,4,5,6,7,8,表达色标,申报指南摘要,本次公开择优课题为,“,工业废水处理，面源污染控制、生态修复工程及产业化,”,任务下的,“,煤化工等行业清洁生产技术集成与产业化,”,、,“,重化工行业废水处理与资源化膜技术产业化,”,等,8,个课题。在,“,十一五,”,针对化工、冶金、造纸、印染和制药等,6,、,水专项,“,十二五,”,行业课题,重污染行业治理技术、面源污染防治、生态修复工程与设备研发的基础上，结合重点污染行业和重点流域突出环境问题，在石化、煤化工、印染、造纸等典型行业开展清洁生产与废水资源化技术、面源污染防治、河道生态修复工程及设备产业化研究，形成石化、煤化工、印染、造纸等典型行业清洁生产与废水资源化技术及设备龙头企业,3-4,家；,为重点流域污染控制和国家节能环保新兴战略产业发展规划的顺利实现提供技术基础。,二、基本处理技术与方法,在所依据的技术原理和效果的角度上，高浓度有机废水处理方法可分为：物理法、化学法、物理化学法、生物法以及上述方法的复合或组合,5,大类。,1,、,处理技术方法的类型,类型,技术原理,处理效果,物理法,重力、粒径、压力与速度变化等,固液分离,化学法,催化、氧化、还原、水解等,有害物分解或相变,物理化学法,浮选、凝聚、温度变化等,改变有害物性状,生物法,酶、新陈代谢、菌种等,消耗净化有害物,组合法,上述不同技术的复合或组合,上述不同效果的组合,离心法,采用离心机、刮板等设备，分离比重大的污染物质,滤除法,使用滤布、滤网、滤膜、滤床、毛毡等材料，或超滤、反渗透等装置，截除颗粒或悬浮状污染物质,隔离法,通过格栅、挡墙、泥浆泵等设施，隔除漂浮状污染物质,减压法,利用文氏管原理，使流体突然减压降速去处挥发性污染物质,沉淀法,利用折返挡墙、斜管,(,板,),、锥斗等装备，分离可沉降污染物,吹脱法,通过底部充气，去除挥发性污染物质,2,、,物理法处理高浓度有机废水,3,、,化学法处理高浓度有机废水,氧化还原法,通过氧化还原反应，分解或去除污染物质,酸碱中和法,通过酸碱中和反应，分解或去除污染物质,化学沉淀法,加入化学沉淀剂与污染物发生的反应，生成难溶固体物沉淀后去除,电化学法,利用电解槽中的电解氧化还原、电解凝聚等不同的化学反应，处理废水中污染物质,催化氧化法,通过液相或多相氧化或催化氧化反应，分解有机污染物质,4,、,物理化学法处理高浓度有机废水,混凝气浮法,通过液相或多相氧化或催化氧化反应，分解有机污染物质,光氧化法,经紫外光线和氧化剂的协同氧化作用，分解有机物污染物质,离子交换法,通过离子交换剂与废水中离子的交换，去除废水中有害离子,吸附解吸法,利用吸附剂的物理和化学吸附作用，去除废水中污染物,5,、,生物法处理高浓度有机废水,生物氧化法,利用驯化微生物在好氧、兼氧或厌氧条件下的新陈代谢过程，去除有机污染物质。通常有生物载体、控氧方式、反应空间等多种变化组合,人工菌种法,利用高效复合微生物菌种,(,含双岐菌、乳酸菌、芽孢杆菌、光合细菌、酵母菌、放线菌、醋酸菌等,),的发酵作用，分解有机污染物质,生物酶技术法,采用从生物体内活细胞具有生物催化剂作用的生物酶，促进微生物新陈代谢作用，进而去除有机污染物质,植物净化法,利用植物生长过程对有机物和营养物的依赖，吸收废水污染物质，通常与土地微生物过程共同作用,三、处理技术选择与验证,1,、,处理技术选择的不同侧重点,企业家,技术实用、投资节省、操作方便、效果理想,监管者,技术可靠、易于监管、运行安全、稳定达标,设计者,技术成熟、功能全面、容易实施、满足要求,推荐者,针对性强、资源再生、系统布局、排放安全,2,、,选择工艺路线遵循的原则,衔接延伸生产工艺的原则,力求废物源头减量控制，降低后续处理难度，必要时改造生产工艺；将后续处理作为生产工艺的延伸,因水而异筛选工艺的原则,区别浓淡、难易，确定单种或同类废水是适宜最佳工艺,可资源化工艺优先的原则,优先回收废水中高浓度有机物，同时还可降低后续处理难度和费用,工艺技术针对性强的原则,在众多可选工艺中，最佳的工艺是与废水性质针对性最强的,满足最终出水标准的原则,出水标准可以是排放，也可以是回用，稳定达标是指与出水最终归宿的密切相关,3,、,工艺方法选择的逻辑路线,能否回收,资源？,高浓度有机废水,Y,能否改变,排水工艺,N,改变排水,生产工艺,Y,实施资源,回收工艺,N,初选废水,处理工艺,试验与,工艺论证,工艺谨慎,是否可行,实施废水,处理工艺,Y,N,修正废水,处理工艺,在有多种生产工艺废水的场合，可通过试验先拟定是独或合并的处理方案，经论证后再开始选择后续工艺方法,4,、,不同排水分离或合并的考虑,需要单独处理的废水,混合后的废水难以选择合适工艺处理或影响处理效果、处理成本或出水稳定性,可以合并处理的废水,混合后的废水相当于完成了一次预处理、或更易于实现后续处理，有利于提高处理效果和出水稳定性、降低处理成本,不需要特别处理的废水,经简单处理可以自行回用或由邻近用水户使用的废水，不必并入高浓度有机废水处理系统,5,、,资源回收工艺选择的考虑,回收资源便于再利用,力求废物源头减量控制，降低后续处理难度，必要时改造生产工艺；将后续处理作为生产工艺的延伸,因水而异筛选工艺的原则,区别浓淡、难易，确定单种或同类废水是适宜最佳工艺,可资源化工艺优先的原则,优先回收废水中高浓度有机物，同时还可降低后续处理难度和费用,工艺技术针对性强的原则,在众多可选工艺中，针对废水性质强的工艺是最佳的,满足最终出水标准的原则,出水标准可以是排放，也可以是回用，稳定达标是指与出水的最终归宿密切相关的,6,、,处理工艺试验论证的考虑,工艺单元的选择,通过资源回收或废水处理小试，选择适宜的工艺单元,工艺参数的优化,采用小试、中试或生产数据采集，选择最佳工艺控制参数,确定工艺单元的连接需求,比较相连工艺的最佳控制参数，确定如何实现单元的衔接,验证工艺单元的可靠性,系统分析生产环节、资源回收到处理过程的各种潜在变化及选股影响，评估后续单元是否能够缓冲异常工况风险，验证系统运行的可靠性,经验累计和改进提高,对比分析累积数据反映的运行效果，不断了解业内的最新技术，适时改进提升系统水平,四、高浓度废水处理案例,原料药生产企业：三段序贯式,H/O(,水解,-,好氧,),工艺,1,、制药废水处理,流程简述：回收工艺废水中有机溶剂后的废水在均质池与其它废水混合，在初沉池去除,SS,等杂质，再与生活污水和冷却水于调节池中混合，控制,COD,浓度在,4000 mg/l,左右。废水经气浮池,后进三段序贯式,H/O,池及接触氧化池处理。出水经中间水池提升至二沉池后，进入次氯酸钠氧化池，经监测达标后排放。,工艺特点：,1),回收废水中有机溶剂降低进水负荷,2),利用其他废水调控工艺需要的进水浓度,3),组合利用物理、物理化学、生物等多种方法处理,4),污染物去除率高，出水满足排放标准,2,、涂装废水处理,薄板磷化,电泳底漆,面漆喷涂,磷化废水,清洗废水,漆雾废水,薄板除油,油脂废水,汽车生产企业：物化分水净化工艺,隔油处理,中和处理,过滤处理,造渣气浮,漆雾捕集,脱脂清洗,磷化清洗,泳漆清洗,水,水,水,回用水,谢谢给予关注,欢迎交流指正,