隨著對(duì)化工廢水排放污染的日益嚴(yán)重，人們對(duì)化工污水的處理變得越來越關(guān)注，倘若這些廢水不能得到妥善處理和排放，會(huì)對(duì)自然環(huán)境以及人們身體健康甚至是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成非常大的影響?？茖W(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，廢水處理的方法也變得越來越完善，其中膜技術(shù)是廢水處理技術(shù)中的一種，它的處理過程主要是物理過程對(duì)自然環(huán)境是無害的。為此，本文就膜技術(shù)在化工廢水處理中的應(yīng)用作出相關(guān)分析，希望對(duì)相關(guān)人士有所幫助。
1 化工廢水處理中膜技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢
隨著化工行業(yè)的不斷興起，化工廢水的排放量也日益增長，倘若廢水處理不妥善，不僅對(duì)自然環(huán)境造成非常大的影響，使人們賴以生存的環(huán)境被不斷破壞，同時(shí)對(duì)人類身體健康也十分不利，為此為了進(jìn)一步提高化工廢水處理的效果，可以引入膜技術(shù)，該技術(shù)在操作過程中所涉及的方面較廣泛，例如，壓力、濃度、電勢梯度等，然而由于混合體大部分是由多組分構(gòu)成的，為此可以利用膜技術(shù)對(duì)其進(jìn)行選擇性滲透，同時(shí)利用化學(xué)位差作為推動(dòng)力，可以使混合物中的氣體、液體進(jìn)一步分離和提純[1]。在化工廢水處理過程中，膜技術(shù)是廣泛應(yīng)用的方法，不僅可以有效凈化降低廢水對(duì)自然環(huán)境、人體健康的威脅，同時(shí)也可將廢水中的污染物去除掉，并將廢水中有用的物質(zhì)進(jìn)行回收利用。膜技術(shù)相比以往傳統(tǒng)的過濾技術(shù)來講不僅可以降低企業(yè)廢水處理的經(jīng)濟(jì)支出，同時(shí)也進(jìn)一步提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)收益，這是因?yàn)槟ぜ夹g(shù)在對(duì)化工廢水處理過程中，它是一種物理過程且無需發(fā)生相的變化或者添加助劑，這也是膜技術(shù)被廣泛應(yīng)用于化工廢水處理中的原因。
2 化工廢水處理中膜技術(shù)的應(yīng)用
2.1 微濾膜技術(shù)
微濾膜技術(shù)根據(jù)成膜材料分為無機(jī)膜和有機(jī)高分子膜，讓廢水經(jīng)過這些分子膜精細(xì)過濾的方式來對(duì)化工廢水中的病菌或者是有毒物質(zhì)進(jìn)行過濾，從而降低廢水對(duì)自然環(huán)境和人體健康的危害，使人們可以獲得一個(gè)優(yōu)良、潔凈的生存環(huán)境，進(jìn)一步開展工作以及生活。因?yàn)榇思夹g(shù)對(duì)廢水處理效果特別顯著，所以被很多石油化工行業(yè)所使用，它表面的孔隙率十分高，一般可以達(dá)到70%，是其他過濾濾紙的40 倍左右[2]。同時(shí)微濾膜的厚度比較小，使液體被過濾中的介質(zhì)所吸附，進(jìn)一步將損失降到。高分子類微濾膜為一均勻的連續(xù)體，過濾時(shí)沒有介質(zhì)脫落也不會(huì)造成二次污染，從而得到高純度的濾液，在很大程度上也減少了化工廢水處理問題上的成本支出，使企業(yè)能夠獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益。
2.2 超濾膜技術(shù)
超濾膜技術(shù)是膜分離技術(shù)中的一種，它是以0.1~0.5MPa的壓力差為推動(dòng)力，利用多孔膜的能力和以物理截留的方式，將廢水中大小不同的物質(zhì)顆粒分開從而達(dá)到純化和濃縮、篩分溶液中不同組分的目的。它的工作原理是在靜壓差為推動(dòng)力的作用下，原料液中溶劑和小溶質(zhì)粒子從高壓的料液側(cè)透過膜到低壓側(cè)，而大粒子組分被膜所阻攔使它們在濾剩液中濃度。超濾膜技術(shù)程常用的操作模式有三種，種為單段間歇操作，在超濾過程中為了減輕濃差極化的影響，為此膜組件必須保持較高的料液流速，但膜的滲透通量較小，所以料液必須在膜組件中循環(huán)多次才能使料液濃縮到要求的程度，這也是工業(yè)過濾裝置基本的特征。間歇操作適用于實(shí)驗(yàn)室或小規(guī)模間歇生產(chǎn)產(chǎn)品的處理[3]。第二種為單段連續(xù)操作，與間歇操作相比其特點(diǎn)是超濾過程始終處于接近濃縮液的濃度下進(jìn)行，因此滲透量與截留率均較低，為了克服此缺點(diǎn)可采用多段連續(xù)操作。第三種為多段連續(xù)操作，各段循環(huán)液的濃度依次升高，后一段引出濃縮液，因此前面幾段中料液可以在較低的濃度下操作。這種連續(xù)多段操作適用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。超濾膜技術(shù)被廣泛應(yīng)用在化工廢水處理中，例如，染料廢水處理、造紙廢水的處理、廢水的處理等。
2.3 納濾膜技術(shù)
納濾膜技術(shù)是介于超濾與反滲透之間的一種膜分離技術(shù)，其節(jié)流分子量在80~1000 的范圍內(nèi)，孔徑為幾納米，因此稱納濾。它包括源水、源水泵、機(jī)械過濾器、活性炭過濾器、精密過濾器、高壓泵、納濾主過濾系統(tǒng)。其工作特點(diǎn)是過濾精度高、處理效果穩(wěn)定、維護(hù)簡單，設(shè)備外形美觀且制造精密。同時(shí)參數(shù)控制也比較，自控設(shè)計(jì)相對(duì)完善，可以根據(jù)客戶的要求做到完全自控[4]。
2.4 反滲透技術(shù)
反滲透又稱逆滲透，它是一種以壓力差為推動(dòng)力，從溶液中分離出溶劑的膜分離操作。因?yàn)樗妥匀粷B透的方向相反所以該技術(shù)又可以稱之為反滲透。工作根據(jù)各種物料的不同滲透壓，就可以使用大于滲透壓的反滲透壓力，從而達(dá)到分離、提取、純化和濃縮的目的。反滲透技術(shù)也是化工廢水處理中廣泛應(yīng)用的，該技術(shù)對(duì)化工廢水處理，不僅可以大幅度降低化工生產(chǎn)成本、保護(hù)環(huán)境，同時(shí)也進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)廢水資源化等諸多意義。而由于反滲透膜技術(shù)對(duì)進(jìn)水要求相對(duì)較高，為此工作人員在運(yùn)用反滲透技術(shù)對(duì)化工廢水進(jìn)行深度處理時(shí)，還需要結(jié)合沉降、混凝、微濾、超濾、活性炭吸收、pH 調(diào)節(jié)等預(yù)處理工藝，從而使廢水處理效果更佳。
2.5 電滲析技術(shù)
電滲析技術(shù)是利用半透膜的選擇透過性，來分離不同的溶質(zhì)顆粒的方法。該技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在化工、輕工、造紙、醫(yī)藥工業(yè)，尤其是化工廢水處理上，電滲析技術(shù)在工作過程中是需要借助膜分離的[5]。例如、水處理通過利用半透膜的選擇滲透性原理，還有在外加直流電場的作用之下，使交流膜對(duì)陰離子進(jìn)行操控，這也是為了便于使那些游離子可以較好地滲透到另一側(cè)的水中，同時(shí)將另一側(cè)水濃度進(jìn)一步淡化，這種技術(shù)也適用于重金屬工業(yè)、工業(yè)的廢水處理，其主要工作原理是在原水細(xì)格柵、調(diào)理池中，利用毛發(fā)過濾器、加壓泵、各類消毒體系共同作用下來對(duì)廢水進(jìn)行反復(fù)排水，后再經(jīng)過膜出體系對(duì)化工廢水進(jìn)行處理。
2.6 聯(lián)合法工藝
在對(duì)化工廢水進(jìn)行處理過程中，由于有些工藝所選擇的膜技術(shù)不合理，是需要與其他技術(shù)相互聯(lián)合起來的，這樣做可以使廢水處理的效果非常好，對(duì)于渣油催化干氣氣烴別離膜技術(shù)以及深冷法聯(lián)合技術(shù)非常適用。該膜技術(shù)的工作原理主要是利用膜別離法將干氣中的氫分離出來，再采取深冷法別離將烴進(jìn)行分離，然而由于膜分離技術(shù)已經(jīng)將干氣中的大部分氫氣分離出來，此時(shí)干氣中的烴濃度也相對(duì)比較穩(wěn)定，此時(shí)應(yīng)采取脫甲塔對(duì)化工廢水進(jìn)行處理，因?yàn)橥ㄟ^經(jīng)膜分離所得濃度的烴是可以用于加工的。除此之外，還可以利用聯(lián)合法對(duì)催化裂化干氣進(jìn)行預(yù)處理，它對(duì)廢水處理技術(shù)要求并不高，只需要增加一些基礎(chǔ)設(shè)備就可以，比如，增設(shè)除霧沫設(shè)備，通過該設(shè)備脫出重組分中液滴即可，膜技術(shù)特別適用于氫氣資源短缺時(shí)使用，同時(shí)聯(lián)合法工藝也是目前化工廢水處理膜技術(shù)的主要途徑。

一、設(shè)備簡介：

 

  溶氣氣浮技術(shù)近年來廣泛應(yīng)用于給排水及廢水處理中，它可以有效地去除廢水中難以沉淀的輕浮絮體。處理能力大、效率高、占地少、使用范圍廣。被廣泛應(yīng)用于石油、化工、印染、造紙、煉油、皮革、鋼鐵、機(jī)械加工、淀粉、食品等污水處理。經(jīng)加藥反應(yīng)后的污水進(jìn)入氣浮的混合區(qū)，與釋放后的溶氣水混合接觸，使絮凝體粘附在細(xì)微氣泡上，然后進(jìn)入氣浮區(qū)。絮凝體在氣浮力的作用下浮向水面形成浮渣，下層的清水經(jīng)集水器流至清水池后，一部分回流作溶氣水使用，剩余清水通過溢流口流出。氣浮池水面上的浮渣積聚到一定厚度以后，由刮沫機(jī)刮入氣浮機(jī)污泥槽后排出。

 

    二、在水處理領(lǐng)域氣浮機(jī)應(yīng)用于以下方面：
    1、分離地表水中細(xì)小懸浮物，藻類等微聚體。
    2、回收工業(yè)廢水中有用物質(zhì)，如造紙廢水中紙漿等。
    3、代替二沉池分離和濃縮水中污泥。

三、設(shè)備優(yōu)點(diǎn)：

     1、特制的渦流溶氣罐將氣溶于水中，經(jīng)減壓釋放，在水中產(chǎn)生微細(xì)的氣泡，微細(xì)氣泡的粒徑約20～40μm，更利于粘附在絮凝體上。

    2、由于對(duì)絮凝要求條件寬松，可節(jié)約絮凝劑用量。

    3、凈化效果比加壓溶氣氣浮更加明顯。

    4、運(yùn)行中易于調(diào)節(jié)，工藝穩(wěn)定，不需專人管理。

    5、克服傳統(tǒng)氣浮裝置運(yùn)行不穩(wěn)定、氣泡大及釋放頭堵塞等諸多問題。

    6、由于氣浮過程是一個(gè)好氧過程，使污泥產(chǎn)生的臭氣問題得到了很好的解決。

     四、設(shè)備組成部分：

設(shè)備主體由溶氣泵、氣水分離器、絮凝室、氣浮接觸室、分離室、沉淀椎體、集水槽等幾部分組成。
    五、設(shè)備主要構(gòu)造說明：
     1.氣浮系統(tǒng)集進(jìn)水、絮凝、分離、集水、出水于一體，與傳統(tǒng)氣浮設(shè)備類似，設(shè)有一個(gè)穩(wěn)流室、溶氣釋放室，使處理性能更穩(wěn)定，效果更優(yōu)越。

 穩(wěn)定室：通過折板反應(yīng)的原水，流速很高，若直接與溶氣水接觸，會(huì)消散微小氣泡，影響氣泡沾附絮塊效果，從而降低氣浮處理效率，若增加了穩(wěn)流室，使湍流的原水動(dòng)能消耗，勻速進(jìn)入溶氣水釋放室，從而有力保證了去除效果。

溶氣釋放室：溶氣釋放室與分離室于一個(gè)槽體。中間隔開，溶氣水與絮凝完畢的原水在此粘附，緩慢上升，進(jìn)入氣浮分離室，保證了絮凝塊與微小氣泡的接觸空間與時(shí)間，使溶氣水的釋放率達(dá)80-100％。
       2.溶氣系統(tǒng)對(duì)于氣浮設(shè)備來說，溶氣系統(tǒng)好比是氣浮設(shè)備的“心臟”，也是氣浮設(shè)備的主要的部件，在這個(gè)階段，氣與水在泵的進(jìn)口處一起吸入，經(jīng)剪切加壓混合成溶氣水，氣液兩相充分混合并達(dá)到飽和,整套溶氣系統(tǒng)大的含氣量達(dá)10％，且氣體的溶解度為100％，使氣體彌散時(shí)的微氣泡分布均勻，平均氣泡直徑小于30um。該溶氣系統(tǒng)是對(duì)傳統(tǒng)氣浮改進(jìn)和技術(shù)創(chuàng)新，提高了氣浮分離效率，大大降低設(shè)備生產(chǎn)和運(yùn)行費(fèi)用。
      3.刮渣機(jī)的運(yùn)行方式及速度直接影響到氣浮出水的水質(zhì)和污泥含固率。渦凹?xì)飧C(jī)該系統(tǒng)采用回轉(zhuǎn)式刮渣機(jī)，可將浮渣連續(xù)均勻地刮入浮渣槽，減少了浮渣相互碰撞的現(xiàn)象；另外，高度可調(diào)的刮板能更好的適應(yīng)各種運(yùn)行條件，一體化污水處理設(shè)備，降低污泥含水率。
      4. 控制系統(tǒng)均采用的電器元件（德力西或正泰），以保證設(shè)備的長期有效運(yùn)行。

屠宰廢水的介紹
屠宰廢水的預(yù)處理是整個(gè)系統(tǒng)能否有效運(yùn)行的關(guān)鍵。屠宰廢水中固體懸浮物（SS）高達(dá)1000mg/l，該類懸浮物屬易腐化的有機(jī)物，必須及時(shí)，一方面可防止后續(xù)管道設(shè)備的堵塞，另一方面即時(shí)清理可避免懸浮固體有機(jī)質(zhì)腐化溶入廢水中而成為溶解性有機(jī)質(zhì)，導(dǎo)致廢水CODCr、BOD5濃度提高。屠宰廢水包括含有大量豬糞、未消化飼料的圈欄沖洗水和一般屠宰廢水兩大類。圈欄沖洗水經(jīng)一化糞池預(yù)處理后再與一般屠宰廢水廢水合并后進(jìn)入廢水處理站，化糞池內(nèi)沉積的豬糞和未消化飼料通過擠壓式固液分離機(jī)抽提并干燥后（含水率可達(dá)70%以下）作為魚類飼料。
屠宰廢水廢水處理設(shè)備介紹
一般屠宰廢水預(yù)處理的兩種主要方法：氣浮和篩濾（過濾孔徑1～５mm），其中氣浮主要應(yīng)用于廢水量較小的處理站，其缺點(diǎn)主要是設(shè)備復(fù)雜、不易管理、運(yùn)行成本高、衛(wèi)生條件差；篩濾則主要應(yīng)用于廢水量較大的屠宰廢水的預(yù)處理，管理方便，運(yùn)行穩(wěn)定。另外在篩濾機(jī)前需依次設(shè)置清撈池、粗格網(wǎng)（50×5mm）、粗格柵（20mm）等保護(hù)措施。
屠宰廢水酸化水解或厭氧技術(shù)
屠宰廢水中的有機(jī)物主要為蛋白質(zhì)和脂肪，該類物質(zhì)屬大分子長鏈有機(jī)物，難以被一般的好氧菌直接利用，在其生物降解過程中，一般先通過酶的作用分解成、碳水化合物等小分子有機(jī)物后方可被好氧菌直接利用，因此酸化水解工序的設(shè)置是非常有必要的。
另外，本廢水的濃度較高（CODCr：2200mg/l），直接用好氧工藝去除全部的有機(jī)物將消耗大量的電能，因此用無需消耗電能的酸化水解工藝來去除部分有機(jī)物可節(jié)省運(yùn)行成本。
完整厭氧過程分為酸化水解和產(chǎn)甲烷兩個(gè)階段，酸化水解工藝只利用厭氧過程中的酸化水解階段，所以厭氧工藝的去除率高于酸化水解工藝，設(shè)計(jì)停留時(shí)間較長（約12～48小時(shí)），其與酸化水解主要的差別是厭氧除了包含酸化水解階段外，還包含產(chǎn)氣階段（此階段同時(shí)產(chǎn)生臭氣）。對(duì)于屠宰廢水來說，產(chǎn)甲烷意味著同時(shí)也產(chǎn)生了大量臭氣，衛(wèi)生條件差。另外，厭氧工藝的條件要求比較嚴(yán)格：如廢水需達(dá)到一定溫度，必須有有效的三相分離器、調(diào)試時(shí)間長等。即使如此，部分單位為了達(dá)到不耗電就能去除更多的有機(jī)物的目的，仍選擇了厭氧工藝作為處理站的主要工藝，因此在已建成的屠宰廢水處理站中選用厭氧工藝的較少，成功案例幾乎沒有。
屠宰廢水活性污泥或接觸氧技術(shù)
有機(jī)廢水要達(dá)到一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，選用好氧生物處理工藝是常用、有效、運(yùn)行成本低廉的工藝。好氧生物處理工藝包括活性污泥法和接觸氧化法兩大類。其中活性污泥法是一種傳統(tǒng)且技術(shù)成熟的污水處理方法，其發(fā)展已經(jīng)有100多年的歷史；接觸氧化是國內(nèi)部分公司自行開發(fā)的工藝，屬生物膜法的一種，其具體設(shè)計(jì)參數(shù)尚未完善，在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家很少使用。兩種方法在工藝上的大差別是前者的微生物處于懸浮狀態(tài)，后者的微生物為固定狀態(tài)。后者曝氣池內(nèi)需要安裝生物填料以作為生物的載體，投資較高，主要應(yīng)用于小型的廢水處理站；前者則被廣泛的應(yīng)用于各類廢水處理廠。
有機(jī)負(fù)荷、氨氮、一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)
本工程廢水的排放既要滿足《肉類加工工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB13457-92中的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，又要滿足《水污染物排放控制標(biāo)準(zhǔn)》DB35/322-1999中的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。
屠宰廢水水質(zhì)的分析
屠宰廢水來自于圈欄沖洗、淋洗、屠宰及其它廠房地坪沖洗、燙毛、剖解、副食加工、洗油等，它具有水量大、排水不均勻、濃度高、雜質(zhì)和懸浮物多、可生化性好等特點(diǎn)。另外它與其他高濃度有機(jī)廢水的大不同在于它的NH3-N濃度較高（約120mg/l），因此在工藝設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮NH3-N對(duì)廢水處理造成的影響。

工業(yè)廢水處理分流不合理
由于當(dāng)前工業(yè)制造類型的眾多，所產(chǎn)生的工業(yè)廢水污染物種類也越來越多，對(duì)于工業(yè)廢水的處理也帶來了較大的挑戰(zhàn)。在一般情況下，將工業(yè)廢水可分為綜合性廢水、含氟廢水及含鉻廢水等，此種分類方法存在許多不合理的地方。例如對(duì)一些含有重金屬的廢水無法進(jìn)行有效的回收，由于不同污染物含有化學(xué)物質(zhì)的不同，若未對(duì)進(jìn)行針對(duì)性的處理措施，則消耗藥劑使污水處理的成本增加。
工業(yè)廢水處理堿的投放過大
在對(duì)工業(yè)廢水的處理工藝中，當(dāng)前主要采用化學(xué)沉淀法來實(shí)現(xiàn)。但是對(duì)其要實(shí)現(xiàn)有效的回收處理。在工業(yè)廢水中含有大量的重金屬，直接以堿進(jìn)行沉淀處理的過程中，則需要較大的沉淀量起到酸中和的作用，才能實(shí)現(xiàn)重金屬被其沉淀[2]。顯示情況是許多企業(yè)在整個(gè)工業(yè)廢水處理過程中大多都是人工的操作，對(duì)于藥劑添加量的準(zhǔn)確控制存在一定難度，因此會(huì)導(dǎo)致期處理的過程中堿被大量的投放，造成藥劑必要的浪費(fèi)。
吸附法的應(yīng)用
吸附法是指以吸附劑特的結(jié)構(gòu)形式對(duì)重金屬離子取除的一種有效方法，較為常規(guī)的吸附劑主要包括活性炭、多糖樹脂及腐殖酸等、通過采用膨潤土、煤渣、沸石及粉煤灰集中處理劑對(duì)廢水進(jìn)行吸附處理。經(jīng)過相應(yīng)的試驗(yàn)結(jié)果表明，沸石的去除率是相對(duì)比較高的。在當(dāng)前對(duì)于新型低成本吸附材料的選用，主要是以改性聚丙烯晴纖維在相應(yīng)條件下進(jìn)行電鍍廢水的處理效果良好，具有較高的回收利用率。其中廢聚乙烯塑料包括親水性基團(tuán)和枝丙烯酸與其鹽合成的一種高吸水性樹脂。對(duì)于相關(guān)印刷電路板生產(chǎn)的銅廢水在經(jīng)過初級(jí)的處理以后，進(jìn)行樹脂的合成并同時(shí)二次吸附，實(shí)現(xiàn)殘留濃度要有效高于所排放的濃度[3]。以吸附的方法進(jìn)行植物材料的生物降解，其沉淀的工藝可對(duì)廢水中多種類型的金屬離子有效分解去除。此種方法簡單可靠，并且具有較小的投資，回報(bào)率卻相對(duì)較高，同時(shí)具有優(yōu)異的經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益。
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