二、废水处理技术概述
废水处理的目的,就是用各种方法将废水中所合的污染物质分离出来,或将其转化为无害物质,从而使废水得到净化。
1.废水中的主要污染物质及其水质指标
废水的种类多种多样,其中所含的污染物质又有千差万别,从防止污染和进行废水处理的角度上来看,有一些主要污染物及其水质指标如下:
(1)pH值:主要是指示出废水中的酸碱性。pH<7,废水是酸性,pH>7废水是碱性。一般要求处理后废水的pH在6—9之间;
(2)悬浮物质:是指悬浮在水中的污染物质,其中包括无机物,如泥砂;也包括有机物,如油滴、食物残渣等;
(3)生物需氧量,简称BOD;
(4)化学需氧量,简称COD;
(5)有毒物质:是指酚、氰、汞、铬、砷等。当废水含有这些物质时,必须分别单独测定其含量,并考虑处理方法。
其他,如水温、油脂、溶解性物质、氮、磷含量……,对于特殊的废水,也可能成为应主要考虑的水质指标。
2.废水处理方法的分类
对不同的污染物质应采取不同的污水处理方法,这些处理方法可按其作用原理区分为三大类,即物理法、化学法、生物法。(有时将物理化学法另列一类)。
1)物理法 主要是利用物理作用分离废水中呈悬浮状态的污染物质,在处理过程中不改变其化学性质。属于物理的处理方法有:
1)沉淀(重力分离)法:利用废水中的悬浮物和水的比重不同这一原理,借重力沉降(或上浮)作用,从水中分离出来。沉淀装置有沉砂池、沉淀池、隔油池等。废水在沉淀装置的停留时间是:沉砂池约2分钟;沉淀池、隔油池1.5—2小时。
(2)过滤法:是用过滤介质截留废水中的悬浮物。过滤介质有钢条、筛网、砂、布、塑料、微孔管等。过滤设备有栅、筛微滤机、砂滤池、真空过滤机、压滤机(后两种多用于污泥脱水)等。处理效果与过滤介质孔隙度有关。
(3)离心分离法:废水中的悬浮物借助离心设备的旋转,在离心力作用下,悬浮物与水分离。离心力与悬浮物的质量成正比,与转速(或圆周线速度)的平方成正比。由于转速在一定范围内人工可以控制,所以能获得很好的分离效果,远超过重力分离法。离心设备有水力旋流器,旋流沉淀池、离心机等。一般离心法多用于处理轧钢废水氧化铁皮的去除,以及从洗羊毛废水中回收羊毛脂或污泥脱水等。
(4)浮选(气浮)法:此法是将空气打入废水中,使废水中乳状油粒(粒径在0.5—2.5微米)粘附到空气泡上。油粒随气泡上升至水面,形成浮渣而去除。根据空气加入的方式不同,浮选设备有加压溶气浮选池、叶轮浮选池、射流浮选池等。废水在浮选池大约停留0.5—1小时。为了提高浮选效果,有时需向废水中投加混凝剂。这种方法的除油效率可达80—90%。
(5)蒸发结晶法:将废水加热至沸腾、气化,使溶质得到浓缩,再冷却结晶。如酸洗钢材的含酸废水处理就是经蒸发浓缩、冷却后分离出硫酸亚铁晶体及酸性母液。
(6)反渗透法:通过一种特殊的半渗透膜,在一定的压力下,将水分子压过去,而溶质则被膜所截留,废水得到浓缩,而压过膜的水就是处理过的水。膜材料有醋酸纤维素、磺化聚苯醚、聚砜酰胺等有机高分子物质。加入添加剂可做成板式膜、内管式、外管式膜,以及中空纤维膜等。操作压力一般需要30—50公斤/厘米2,每天通过每平方米的渗透膜的水量从几十升到几百升。目前已用于海水淡化,含重金属的废水处理,以及废水深度处理等方面。处理效率达90%以上。
反渗透法是膜分离技术的一种,膜分离技术包括反渗透、超过滤、电渗析及扩散渗析等。通常是把它们列为物理化学法。此处限于篇幅,把它划分在物理法中加以介绍。