給水處理的原理與設(shè)計(jì)

【學(xué)員問(wèn)題】工業(yè)廢水處理的工藝原理與技術(shù)？

【解答】廢水的分類：

①根據(jù)廢水來(lái)源：分為生活污水和工業(yè)廢水；

②根據(jù)廢水中主要成分：有機(jī)廢水、無(wú)機(jī)廢水、綜合廢水；

③根據(jù)廢水中的酸堿性：酸性廢水、堿性廢水、中性廢水。

④根據(jù)產(chǎn)生廢水的工業(yè)部門或生產(chǎn)工藝：液晶顯示、電子行業(yè)半導(dǎo)體、線路板、焦化、造紙、電鍍、化工、印染、食品、農(nóng)藥及冷卻廢水。

廢水中主要污染物質(zhì)：

①固體污染物；②有機(jī)污染物；③油類污染物；④有毒污染物（無(wú)機(jī)化學(xué)毒物、有機(jī)化學(xué)毒物、放射性物質(zhì)）；⑤生物污染物；⑥酸堿污染物；⑦營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)污染物；⑧感官污染物；⑨熱污染。

廢水處理方法及各自特點(diǎn)：物理處理法、化學(xué)處理法、生物處理法。

①物理處理法：通過(guò)物理作用分離，回收廢水中不溶解的懸浮狀態(tài)污染物的方法，可分為重力分離法、離心分離法及篩濾截留法。屬于重力分離法的處理單元有沉淀、上浮等，相應(yīng)的處理設(shè)備是沉砂池、沉淀池、隔油池、氣浮池及其附屬裝置等。離心分離法有離心分離機(jī)和水旋分離器等。篩濾截留法有柵篩截留和過(guò)濾兩種處理單元，設(shè)備有格柵和篩網(wǎng)、砂濾池和微孔濾機(jī)等。以熱交換原理為基礎(chǔ)的處理方法有蒸發(fā)、結(jié)晶等。

②化學(xué)處理法：通過(guò)化學(xué)反應(yīng)和傳質(zhì)作用來(lái)分離、去除廢水中呈溶解、膠體狀態(tài)的污染物或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)的方法。以投加藥劑產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)的處理單元有混凝、中和、氧化還原等；以傳質(zhì)作用為基礎(chǔ)的處理單元（物理化學(xué)處理法）有萃取、汽提、吹脫、吸附、離子交換以及電滲析和反滲透（膜分離技術(shù)）等。

③生物處理法：通過(guò)微生物的代謝作用，使廢水中呈溶解、膠體以及懸浮狀態(tài)的有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定、無(wú)害的物質(zhì)的方法。根據(jù)微生物的不同，分為好氧生物處理（活性污泥法和生物膜法）和厭氧生物處理（消化池處理高濃度有機(jī)廢水和污泥）。

城市廢水處理的典型流程及各部分的作用：

①一級(jí)處理：主要處理對(duì)象是較大的懸浮物。截流于沉淀池的污泥可進(jìn)行污泥消化或其他處理，出水可排放于水體或用于污水灌溉。

②二級(jí)處理：對(duì)出水水質(zhì)要求更高時(shí)，再進(jìn)行生物化學(xué)法處理，主要處理對(duì)象是有機(jī)物，進(jìn)一步降低懸浮物含量。

③三級(jí)處理和高級(jí)處理：出水水質(zhì)更高時(shí)，在二級(jí)處理后進(jìn)行三級(jí)處理。主要對(duì)象是營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（N、P）及其他溶解物質(zhì)和微量雜質(zhì)，采用的方法有吸附、吹脫和超濾。有時(shí)目的不是為了排放，而是為了直接回用，處理對(duì)象還包括去除廢水中的細(xì)小懸浮物，難生物降解的有機(jī)物，微生物和鹽分等，采用的方法可能有吸附、離子交換、反滲透、消毒等。三級(jí)處理前必須有一、二級(jí)處理，強(qiáng)調(diào)順序性，而高級(jí)處理強(qiáng)調(diào)處理深度。

設(shè)備特點(diǎn)：

1、處理工藝以生物處理工藝為主，結(jié)合吸附過(guò)濾，消毒殺菌等工藝，處理能力高，適用范圍廣，出水效果好；

2、采用一體化結(jié)構(gòu)，整套設(shè)備可埋入地表以下，地表可作綠化或其他用地，不需建房及采暖保溫；也可設(shè)置在室內(nèi)；

3、運(yùn)行噪聲低，對(duì)周圍環(huán)境無(wú)影響；

4、凈化程度高，污泥產(chǎn)生量少；

5、除臭方式采用常規(guī)高空排放，另配有土壤脫臭措施，無(wú)異味產(chǎn)生；

6、整個(gè)設(shè)備處理系統(tǒng)配有全自動(dòng)控制系統(tǒng)和設(shè)備故障報(bào)警系統(tǒng)，運(yùn)行安全可靠，操作簡(jiǎn)便，無(wú)需專人職守，只需適時(shí)進(jìn)行設(shè)備維護(hù)和保養(yǎng)。

控制廢水污染的含義及基本原則：

我國(guó)為保護(hù)環(huán)境，進(jìn)行水污染防治立法，制定一系列環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)、排放標(biāo)準(zhǔn)和其他法律規(guī)定，建立了一整套監(jiān)督管理體制，加強(qiáng)水污染的監(jiān)督管理，以實(shí)現(xiàn)廢水污染控制目標(biāo)。其目的就是防止污染環(huán)境，保護(hù)水體的使用價(jià)值。

廢水污染控制的含義包括兩個(gè)方面：研究廢水對(duì)自然水體的污染規(guī)律，以便采取措施，維護(hù)水體自然凈化能力；控制廢水水質(zhì)，使它不至于對(duì)環(huán)境造成污染。因此污水在排放前應(yīng)根據(jù)具體情況給予適當(dāng)?shù)奶幚怼?/p>

控制廢水污染的基本原則是：完善生產(chǎn)制度和管理，防止跑冒滴漏，杜絕生產(chǎn)上的浪費(fèi)；利用清潔生產(chǎn)，節(jié)約資源能源；綜合利用，減少污染負(fù)荷；加強(qiáng)治理，達(dá)標(biāo)排放；合理規(guī)劃，提高接納水體的自凈力。

控制廢水污染的基本途徑：

對(duì)廢水治理工程來(lái)說(shuō)，主要任務(wù)是降低廢水的污染程度。其基本途徑可從減少污染因子量的產(chǎn)生和減少污染因子量的排放兩個(gè)方面進(jìn)行控制。

1、減少污染因子量的產(chǎn)生：

廢水中的污染物是原料加工形成產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝過(guò)程的產(chǎn)物。廢水污染控制問(wèn)題，首先要從利用先進(jìn)的環(huán)保生產(chǎn)工藝和合理組織生產(chǎn)過(guò)程做起，提高原料的轉(zhuǎn)化率，盡量減少污染因子的產(chǎn)生。這方面的措施有：加強(qiáng)生產(chǎn)管理，改變生產(chǎn)程序，變更生產(chǎn)原料、工作介質(zhì)或產(chǎn)品類型。如實(shí)現(xiàn)水的循環(huán)，以污染少的酶法代替化學(xué)法生產(chǎn)產(chǎn)品，在生產(chǎn)中降低化學(xué)品的用量和用比較容易處理的化學(xué)品代替較難處理的化學(xué)品等。

例如，目前正在廣泛研究中的紡織清潔生產(chǎn)用酶，在棉織物進(jìn)行精煉的工藝中，果膠質(zhì)及其他一些雜質(zhì)又是主要的處理對(duì)象。在傳統(tǒng)工藝中，一般使用氫氧化鈉的強(qiáng)堿溶液在高溫下，有時(shí)甚至在超過(guò)水沸點(diǎn)情況下，對(duì)退漿后的棉織物進(jìn)行處理，以除去其表面的非纖維素成分。傳統(tǒng)堿精煉工藝中除了要加入大量強(qiáng)堿，還用加入潤(rùn)濕劑、螯合劑、還原劑和軟化劑，并且由于堿精煉殘液具有很高的pH值，需要加入硫酸和二氧化碳進(jìn)行中和。無(wú)論是用硫酸還是二氧化碳都會(huì)增加排出廢水的鹽濃度，使廢水具有較高的COD/BOD.用酶法可以降低水的用量、減少污染。

為盡量使廢水少產(chǎn)生或不產(chǎn)生，應(yīng)盡量重復(fù)使用廢水。在一般情況下，廢水再利用的必要條件是要做適當(dāng)?shù)奶幚?，例如，洗煤廢水和軋鋼廢水，經(jīng)澄清、冷卻降溫后，均可循環(huán)使用。啤酒廢水經(jīng)過(guò)生物化學(xué)處理后可作為洗滌用水。在國(guó)外，廢水的重復(fù)使用已作為一項(xiàng)解決環(huán)境污染和用水資源缺乏的重要途徑，加強(qiáng)生產(chǎn)管理可杜絕人為造成的許多廢水污染問(wèn)題，例如不合理地用水沖洗地面并使污水任意溢流，原輔材料的拋灑并隨沖洗水進(jìn)入下水道。因此，加強(qiáng)生產(chǎn)管理也能減少?gòu)U水的污染危害程度。

2、減少污染因子量的排放：

一方面，可通過(guò)綜合利用減少污染因子量的排放。雖然在原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品時(shí)，可通過(guò)改革生產(chǎn)工藝減少污水量及其中的污染物含量，但必然會(huì)有一定量的污水排出，因此，應(yīng)該進(jìn)行綜合利用，變廢為寶，工業(yè)廢水的污染物質(zhì)，都是在生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)入水中的原材料、半成品、成品、工作介質(zhì)和能源物質(zhì)。排放這類物質(zhì)將污染環(huán)境，造成危害；反之若加以回收，便可變廢為寶，化害為利，成為有用的物質(zhì)，既防止了污染危害及創(chuàng)造了財(cái)富。如發(fā)酵甘油廢水處理中先加入強(qiáng)酵母菌體蛋白的回收作為飼料蛋白，可取得很好的經(jīng)濟(jì)效益，并減少了污水和污染物的濃度?；厥绽玫耐緩绞謴V闊，各行各業(yè)都有很大潛力挖掘。

另一方面，采用經(jīng)濟(jì)合理、工藝先進(jìn)的水處理技術(shù)。為達(dá)到預(yù)期水處理效果設(shè)計(jì)廢水處理站時(shí)，往往需要幾種單元組合起來(lái)。如何組合要從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)合理來(lái)考慮，這是一個(gè)比較復(fù)雜的問(wèn)題，不存在千篇一律通用的模式。利用生物技術(shù)處理有機(jī)廢水是比較節(jié)能經(jīng)濟(jì)合理的方法，尤其是厭氧生物技術(shù)不僅處理效率高、節(jié)能，而且還能產(chǎn)能。總的來(lái)說(shuō)，選擇廢水處理技術(shù)應(yīng)根據(jù)具體污水的水質(zhì)水量、排放和回收要求以及各廠的地形地勢(shì)、自然氣候條件、可能使用的面積、基建投資條件全面分析研究，選擇最佳方案。

總之，不論采用何種措施，用水單位最終總會(huì)或多或少地排出部分廢水。因此，采用各種水質(zhì)控制措施，提高接納水體的自凈能力，也是防止廢水污染的重要環(huán)節(jié)。

以上內(nèi)容均根據(jù)學(xué)員實(shí)際工作中遇到的問(wèn)題整理而成，供參考，如有問(wèn)題請(qǐng)及時(shí)溝通、指正。