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废水处理技术分析

四季娱乐 www.citymemo.cn 近年来,随着经济社会的飞速发展和人口的增长,我国用水量与日俱增。而随着全球气候和环境的变化,我国水资源的总量正在明显减少,以黄河、淮河、海河和辽河区最为显著,地表水资源量减少17% ,水资源总量减少12% ,其中海河区地表水资源量减少41% ,水资源总量减少25% ;而且水资源相对丰富地区也出现了区域性甚至流域性缺水的现象。据统计,我国目前人均水资源2185 m ,不足世界平均水平的三分之一,一些流域(如海河、黄河、淮河流域人均占有量更低,生态严重恶化的地区已出现河流断流、湖泊干涸、湿地萎缩、绿洲消失。而在水资源日益减少的同时,我国仍存在水资源利用方式粗放、用水效率不高的问题,导致水资源供需矛盾进一步凸显。

 据统计,我国每天的污水、废水排放量约为1×10。m 之多,其中城市生活废水约占40% ,工业废水占60% J。而我国工业水重复利用和再生利用程度较低,用水工艺比较落后,用水效率与发达国家有着较大的差距。2005年,我国万元工业增加值用水量为167 m ,工业用水重复利用率约为50%左右;而发达国家万元工业增加值用水量一般在50 m 以下,工业用水重复利用率一般在80% 一85% 以上(美国2000年万元工业增加值用水量不到15 m ,工业用水重复利用率约为94.5% ,日本万元工业增加值用水量也仅为18m ,工业用水重复利用率达80% 以上)。总体来看,我国现状工业用水重复利用率仅相当于发达国家20世纪80年代初的水平。

工业生产的多样性使产生的排水污染性质也纷繁复杂,如有机污染、无机污染、热污染、色度污染等等。因此,工业废水的处理不能从简单的几个标准COD、BOD、ss、pH就套用别人的工艺和设备,除上述指标外,影响处理的因素还很多,如温度、氨氮含量、pH、含盐量、有毒物质(有机磷)含量、表面活性剂(发泡物质)及染料含量等。

常规废水处理法存在以下共同缺点:① 工艺流程长,废水处理过程中物化反应进程缓,废水处理设施庞大,占地面积大;② 废水只能集中处理,对于城市废水而言,地下排污管网工程庞大,废水处理工程总投资巨大;③ 处理后的水质不稳定,对难降解的可溶性有机物、磷、氮等营养性物质处理不彻底,对某些工业废水如造纸废液等处理困难且运行费用高。而把微波场对单相流和多相流物化反应的强烈催化作用、穿透作用、选择性供能及其杀灭微生物的功能用于废水处理,可以克服常规废水处理法存在的诸多缺点,并且处理工程小型化、分散化,可省掉城市建设中现行废水处理工程长距离埋设庞大排污管网的巨大费用,堵住污染源头,从根本上消除因人类的生活和生产活动给江河湖泊造成的污染。需特别指出的是微波对杀灭蓝藻的特殊作用,蓝藻在微波场中只需30S即由微细粒汇聚成大颗粒,经过沉降与水分离,与此同时,水中的富营养物也得到了降解。废水经微波能处理后可100% 回用,实现水的可持续利用,使人类水环境步人良性循环,为解决2l世纪人类将面临的世界性“水荒”做贡献。随着物质文明建设的不断发展,淡水资源的需求量越来越大,产生的废水量也越来越大,意味着对废水处理任务及处理深度的要求也必然加大,这就要求废水处理技术不断吸纳创新,而微波处理技术将是废水处理技术上的一场革命。


近年来,膜技术发展迅速,在电力、冶金、石油石化、医药、食品、市政工程、污水回用及海水淡化等领域得到了较为广泛的应用,各类工程对膜技术及其装备的需求量更是急速增加。目前已经熟和不断研发出来的微滤、超滤、反渗透、纳滤、渗析、电渗析、气体分离、渗透汽化、无机膜等技术正在广泛用于石油、化工、环保、能源、电子等行业中,并产生了明显的经济和社会效益,将对21世纪的工业技术改造起着重要的战略作用。同时,国家和政府相关部门的高度支持和重视也给膜行业的发展带来了前所未有的机遇u 。微滤的分离目的是溶液脱粒子和气体脱粒子,截留粒径为0.02—10 m的粒子,是所有膜过程中应用最普遍且总销售额最大的一项技术,主要用于制药行业的过滤除菌和高纯水的制备。

超滤(包括纳滤)的分离目的是溶液脱大分子、大分子溶液脱小分子、大分子分级,截留粒径为1.0—20 nm的粒子。超滤技术可用于回收电泳涂漆废水中的涂料,现已广泛用于世界各地的电泳涂漆自动化流水线上。日本等国一些造纸厂的工业废液也已采用超滤技术进行处理。在采矿及冶金工业中,超滤技术的应用正日益受到重视,采用该技术处理酸性矿物排出液,其渗透液可环使用,浓缩液可回收有用物质。同时,电子工业集成电路生产和医药工业用水过程也已开始广泛应用超滤技术。纳滤是在反渗透基础上发展起来的新型分离技术,在废水处理方面,用纳滤膜对木材制浆碱萃取阶段所形成的废液进行脱色,脱色率可达98%以上。还可用纳滤膜从酸性溶液中分离金属硫酸盐和硝酸盐,其中对硫酸镍的截留率可达95%。

反渗透分离的目的是溶剂脱溶质、含小分子溶质溶液的浓缩,截留粒径为0.1—1 nm的小分子溶质。反渗透技术已成为海水和苦咸水淡化、纯水和超纯水制备及物料预浓缩的最经济手段,而且随着性能优良的反渗透膜及膜组件的工业化,反渗透技术的应用范围已从最初的脱盐放到电子、化工、医药、食品、饮料、冶金和环保等领域。现正在开发反渗透技术在化工和石油化工中的应用,如:工艺用水的生产和再利用;废液处理;水、有机液体的分离;电镀漂洗水再利用和金属回收等。食品工业正用反渗透技术开发奶品加工、糖液浓缩、果汁和乳品加工、废水处理、低度酒和啤酒的生产。

电渗析技术目前已发展成为一个大规模的化工单元过程,广泛用于苦咸水脱盐,是电渗析技术应用最早且至今仍最大的应用领域,前景极好。锅炉及工业过程用初级纯水的制备是电渗析技术应用的第二大领域。近年来,我国废水、污水排放量以每年1.8×10。kt的速度增长,全国工业废水和生活污水每天的排放量近1.64×10 kt,其中约80%未经处理而直接排人水域。因而,我国环保水处理方面对膜应用的需求量将很大,这一领域将成为水处理工业增长潜力最大的领域。

目前工业企业废水处理的项目资金和运行费用基本是企业自理,即环境成本内部化。也就是说,项目的上马和正常达标运行除受政府政策及管理制约外,更受到投资额及运行成本的制约。虽然目前我国工业企业仍存在资金不足、污水处理工艺和设备水平较低的种种困难,但总体上工业废水的处理和利用仍取得了较大的发展,形成了一定的工业规模。但要维持工业废水处理行业的生命力和保证持续发展,开发质量优异、投资低廉、节约能源的处理工艺和设备是根本,也是工业废水处理和水资源充分利用先进性的体现,更是工业企业实现持续健康发展的基本保障。

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