工業廢水處理
編輯工業廢水處理描述了用于處理工業產生的作為不良副產物的廢水的方法。處理后,處理后的工業廢水(或廢水)可以重新使用或釋放??到環境的下水道或地表水中。
大多數工業產生一些廢水。最近的趨勢是最小化這種生產或在生產過程中再循環處理過的廢水。
工業廢水的來源
編輯電池制造
電池制造商專門制造用于電子產品和便攜式設備的小型設備(例如電動工具),或者用于汽車,卡車和其他機動車輛的大型高功率單元。制造工廠產生的污染物包括鎘、鉻、鈷、銅、氰化物、鐵、鉛、錳、汞、鎳、油脂、銀和鋅。
發電廠
化石燃料發電廠,特別是燃煤發電廠,是工業廢水的主要來源。這些工廠中的許多工廠排放的廢水中含有大量的金屬,例如鉛、汞、鎘和鉻,以及砷、硒和氮化合物(硝酸鹽和亞硝酸鹽)。廢水流包括煙氣脫硫、飛灰、底灰和煙氣汞控制。具有空氣污染控制的植物,例如濕式洗滌器通常會將捕獲的污染物轉移到廢水流中。
灰池是一種表面蓄水池,是燃煤電廠中廣泛使用的處理技術。這些池塘利用重力從發電廠廢水中沉降出大顆粒(以總懸浮固體計)。該技術不處理溶解的污染物。發電廠根據工廠中的特定廢物流使用其他技術來控制污染物。這些包括干灰處理、閉環灰循環、化學沉淀、生物處理(例如活性污泥法)、膜系統和蒸發結晶系統。離子交換膜和膜的技術進步電滲析系統已使煙道氣脫硫廢水的高效處理達到最近的EPA排放限制。對于其他高度規模化的工業廢水處理方法相似。
食品工業
農業和食品加工過程產生的廢水具有鮮明的特征,使其與世界各地由公共或私人污水處理廠管理的普通市政廢水區分開來:可生物降解且無毒,但生物需氧量(BOD)高且懸浮固體(SS)。由于蔬菜,水果和肉類產品的廢水中BOD和pH的差異,以及食品加工和收獲后的季節性,食品和農業廢水的成分通常很難預測。
用原材料加工食品需要大量的高級水。蔬菜洗滌產生的水含有大量的顆粒物和一些溶解的有機物。它還可能包含表面活性劑和農藥。
乳品加工廠會產生常規污染物(BOD、SS)。
動物屠宰和加工會從體液(例如血液和腸內容物)中產生有機廢物。產生的污染物包括BOD、SS、大腸菌、油脂、有機氮和氨。
出售待加工食品會產生烹飪產生的廢物,這些廢物通常富含植物有機物質,并且還可能包含鹽、調味料、著色料和酸或堿。也可能存在非常大量的油或脂肪。
食品加工活動(例如工廠清潔、物料運輸、裝瓶和產品洗滌)會產生廢水。許多食品加工設施需要現場處理,然后才能將運營中的廢水土地施用或排放到水道或下水道系統中。高懸浮固體含量的有機顆粒會增加BOD,并可能導致下水道附加費高昂。沉降、楔絲篩分或旋轉帶過濾(微篩分)是減少排放前懸浮有機固體負荷的常用方法。
鋼鐵工業
該生產鐵從礦石涉及強大的還原高爐反應。冷卻水不可避免地被產品尤其是氨和氰化物污染。在焦化廠中從煤中生產焦炭還需要水冷卻以及副產物分離中使用水。廢物流的污染包括氣化產物,例如苯、萘、蒽、氰化物、氨、酚、甲酚 以及一系列更復雜的有機化合物,統稱為多環芳烴(PAH)。
將鋼鐵轉化為薄板,線材或棒材需要進行熱和冷機械轉換階段,這些階段經常采用水作為潤滑劑和冷卻劑。污染物包括液壓油,牛脂和顆粒狀固體。鋼鐵產品在出售之前的最終處理包括在強無機酸中酸洗以去除鐵銹,并為鍍錫或鉻鍍層或其他表面處理(如鍍鋅或噴漆)做準備。常用的兩種酸是鹽酸和硫酸。廢水包括酸性漂洗水和廢酸。盡管許多工廠都經營著酸回收工廠(尤其是那些使用鹽酸的工廠),其中的無機酸從鐵鹽中蒸發出來,但仍有大量的高酸性硫酸亞鐵或氯化亞鐵需要處理。許多鋼鐵工業廢水被液壓油(也稱為可溶性油)污染。
礦山和采石場
與礦山和采石場有關的主要廢水是水中的巖石顆粒泥漿。這些是由于雨水沖洗裸露的地面和運輸道路,以及巖石沖洗和平整過程而產生的。水量可能非常高,特別是在大型場所中與降雨相關的事件。一些專門的分離操作,如煤洗滌使用分離煤從天然巖石的密度梯度,可產生廢水通過細顆粒污染赤鐵礦和表面活性劑。油和液壓油也是常見的污染物。
來自金屬礦山和礦石回收廠的廢水不可避免地受到天然巖層中存在的礦物的污染。在壓碎和提取所需物質之后,不良物質可能會進入廢水流。對于金屬礦山,這可能包括不需要的金屬(例如鋅)和其他材料(例如砷)。高價值金屬,如提取金和銀可產生泥含有在物理去除污染物變得特別困難的非常細的顆粒。
此外,具有經濟價值的金屬(例如銅和金)的地質構造經常由硫化物型礦石組成。該處理需要將巖石磨成細顆粒,然后提取所需的金屬,剩下的巖石稱為尾礦。這些尾礦不僅包含不希望有的殘留金屬的組合,還包含硫化物成分,這些硫化物成分在暴露于空氣和水中時最終形成硫酸,而當尾礦以大容量處置時,不可避免地會發生這種情況。所產生的酸性礦山排水通常富含重金屬(因為酸會溶解金屬),是采礦對環境造成的眾多影響之一。
核工業
有機化學制品制造
有機化學制造商排放的具體污染物因工廠而異,具體取決于所生產產品的類型,例如散裝有機化學藥品、樹脂、農藥、塑料或合成纖維。可能排放的一些有機化合物是苯、氯仿、萘、苯酚、甲苯和氯乙烯。生化需氧量(BOD)是對一系列有機污染物的總測量值,可用于評估生物廢水處理系統的有效性,并在某些排放許可中用作調節參數。金屬污染物的排放可能包括鉻、銅、鉛、鎳和鋅。
石油精煉和石油化工
在污染物排放石油精煉廠和石化工廠包括常規污染物(BOD、油和油脂、懸浮固體)、氨、鉻、酚類和硫化物。
制漿造紙業
制漿造紙行業的廢水中懸浮固體和BOD通常較高。用漂白木漿造紙的工廠可能會產生氯仿、二惡英(包括2、3、7、8-TCDD)、呋喃、酚和化學需氧量(COD)。使用進口紙漿的獨立造紙廠可能只需要簡單的初步處理,例如沉淀或溶解氣浮。BOD或COD以及有機污染物的增加,可能需要生物處理,例如活性污泥或上流厭氧污泥床反應器。對于無機物含量高的工廠(例如鹽),可能需要進行三次處理,例如超濾或反滲透等常規膜處理或去除特定污染物(如營養素)的處理。
紡織廠
包括地毯制造商在內的紡織廠都通過多種過程產生廢水,這些過程包括羊毛清潔和整理,紗線制造和織物整理(例如漂白、染色、樹脂處理、防水和阻燃性阻燃)。紡織廠產生的污染物包括BOD、SS、油脂、硫化物、酚和鉻。殺蟲劑羊毛中的殘留物是處理羊毛加工中產生的水的一個特殊問題。廢水中可能存在動物脂肪,如果未被污染,則可以將其回收以生產牛脂或進一步提煉。
紡織印染廠產生的廢水中含有合成染料(例如,活性染料、酸性染料、堿性染料、分散染料、大桶染料、硫磺染料、媒染染料、直接染料、根系染料、溶劑染料、顏料染料)和天然染料,口香糖增稠劑(瓜爾膠)和各種潤濕劑、pH緩沖劑和染料抑制劑或促進劑。使用基于聚合物的絮凝劑和沉降劑進行處理后,典型的監控參數包括BOD、COD、顏色(ADMI)、硫化物、油脂、苯酚、TSS和重金屬(鉻、鋅、鉛、銅)。
工業油污染
油進入廢水流的工業應用可能包括洗車場、車間、燃料儲存庫、交通樞紐和發電。通常,廢水被排入當地的下水道或商業廢物系統,并且必須符合當地的環境規范。典型的污染物可包括溶劑、清潔劑、粗砂、潤滑劑和碳氫化合物。
水處理
許多工業需要處理水以獲得用于苛刻目的的非常高質量的水,例如純化學合成或鍋爐給水。許多水處理過程會通過過濾和沉淀產生有機和礦物污泥。使用天然或合成樹脂進行離子交換可從水中除去鈣、鎂和碳酸根離子,通常用鈉、氯離子、羥基離子代替和/或其他離子。用強酸和強堿再生離子交換柱會產生富含硬度離子的廢水,這些離子很容易沉淀出來,特別是與其他廢水成分混合使用時。
木材防腐
木材防腐廠會產生常規和有毒污染物,包括砷、化學需氧量、銅、鉻、pH值異常高或低、酚、油脂和懸浮固體。
工業廢水處理
編輯廢水的各種污染需要多種策略來去除污染。
鹽水治療
鹽水處理涉及從廢物流中去除溶解的鹽離子。盡管存在與海水淡化或微咸水淡化的相似之處,但工業鹽水處理可能包含溶解離子的獨特組合,例如硬度離子或其他金屬,因此需要特定的工藝和設備。
鹽水處理系統通常經過優化,以減少最終排放量以進行更經濟的處理(因為處理成本通常取決于體積),或者使淡水或鹽的回收率最大化。鹽水處理系統也可以進行優化以減少電力消耗、化學藥品使用或物理足跡。
處理冷卻塔排污當鹽水處理通常遇到的,所產生的水從蒸汽輔助重力泄油(SAGD)從,生成的水天然氣開采諸如煤層氣、壓裂回流水、酸性礦山或酸巖排水、反滲透拒絕、氯-堿性廢水、紙漿和造紙廠廢水以及食品和飲料加工產生的廢物流。
鹽水處理技術可能包括:膜過濾工藝,例如反滲透;離子交換過程,如電滲析或弱酸陽離子交換;?或蒸發過程,例如采用機械蒸汽再壓縮和蒸汽的鹽水濃縮器和結晶器。
反滲透在鹽水處理中可能不可行,這是由于硬鹽或有機污染物或碳氫化合物對反滲透膜造成損壞而造成的潛在污染。
蒸發工藝在鹽水處理中最為廣泛,因為它們可以實現最高的濃縮程度,甚至高達固體鹽。它們還產生最高純度的廢水,甚至餾出液質量。蒸發過程也更耐有機物,碳氫化合物或硬鹽。但是,由于原動機是濃鹽水,所以能耗很高,并且腐蝕可能是一個問題。結果,蒸發系統通常采用鈦或雙相不銹鋼材料。
鹽水管理
鹽水管理檢查鹽水處理的更廣泛背景,并且可能包括考慮政府政策和法規,公司可持續性、環境影響、回收、處理和運輸、圍堵,與現場處理相比集中化,避免和減少、技術和經濟性。鹽水管理與滲濾液管理和更一般的廢物管理存在一些問題。
去除固體
大多數固體可以使用簡單的沉降技術去除,固體可以作為淤漿或淤泥回收。極細的固體和密度接近水密度的固體帶來特殊問題。在這種情況下,可能需要過濾或超濾。盡管可以使用絮凝法,但可以使用明礬鹽或添加聚電解質。工業食品加工產生的廢水通常需要進行現場處理,然后才能排放掉,以防止或減少下水道附加費。行業類型和特定的操作規范決定了產生哪種類型的廢水以及需要哪種類型的處理。減少諸如廢物,有機材料和沙子之類的固體通常是工業廢水處理的目標。減少固體含量的一些常見方法包括初次沉淀(澄清)、溶解氣浮法(DAF)、帶式過濾(微篩)和鼓式篩。
去除油脂
有效去除油脂的方法取決于油脂的懸浮狀態和液滴大小,進而影響分離器技術的選擇。工業廢水中的油可以是游離的輕油,傾向于下沉的重油和乳化油(通常稱為可溶性油)。乳化或可溶性油通常將需要進行“裂化”處理,以使油從乳液中釋放出來。在大多數情況下,這是通過降低水基質的pH值來實現的。
大多數分離器技術將具有可以有效處理的最佳油滴尺寸范圍。
可以使用視頻粒子分析儀來分析油性水以確定液滴大小。每種分離器技術都有自己的性能曲線,該曲線概述了基于油滴大小的最佳性能。最常見的分離器是重力罐或礦坑、API油水分離器或板裝,通過DAF、離心機、介質過濾器和水力旋流器進行的化學處理。
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