工业水再利用的系统方法.ppt
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1、化学加工业所产生的废水主要有以下三种来源,1、加工或产品生产2、设施或支持系统3、雨水,加工或产品生产,试剂水反应副产物设备清洗产品清洗,设施或支持系统,锅炉直流排放冷却接触冷却冷却塔废水冲洗废水,锅炉灰,氧化铁皮等空气净化器水泵密封水或真空泵用水真空分离器工厂厂房清洁及卫生用废水,雨水,由于接触生产工厂而污染的雨水为污染的雨水,废水再利用的可能最大的废水,非接触性的直流排放冷却水接触性冷却水工艺废水反应所产生的水工厂服务性工作产生的废水雨水蒸汽浓缩再利用,废水去污处理的方法,按技术类型划分的废水去污处理方法这些技术被应用的原因废水应用的技术的工艺类型,水处理技术应用中包括以下各个方面,1、简
2、要说明:基于每项技术的物理或化学的基本方法的简要汇总;2、工艺方法的示意图:简图示出了全部输入-输出地走向。按照不同技术类型选择的特定方法的最佳液流,在图中以虚线表示。表示再利用的水流,根据供给水流的特点和方法,水量和水质是不同的。3、应用:为了事先确定方法,对水资源的水再利用、处理、分离/循环等指明在技术上应用的可能性。4、技术上的可行性:根据对5中类型的污染物在技术上的可行性做鉴定,并扼要列出了在技术上可行的每种污染物的组成。5、液流质量:定性地和定量地说明了液流的质量,液流的质量限制了技术上的可行性,限制了预处理的要求,或表明某种工艺产生的液流的相关质量。,6、目前的应用:以工业中水循环
3、利用为中心,扼要地列出了有代表性的应用技术,列举的每种技术可以为初步设计提供指导和标准。7、推荐数据、同技术评价有关的其它信息。例如:典型报价成本的范围、调整对应用技术的影响、或者对特定的工艺方法类型的核实。技术成本的报价范围是在寿命周期内根据处理量以美元计算的。包括设备与厂房建设投资费、化学试剂消耗量和动力消耗成本。该报价范围不能作为单价应用,这是由于厂房建设的制约或特殊处理条件的费用特别高的缘故。8、参考资料:在每一个图的底部都列出了技术支持的参考资料。,水再利用包括对以下一些因素做几项评价,投资费用和寿命周期成本;操作的难易程度和可靠性;对现有设备操作的影响和带来的好处;潜在的效果(例如
4、产生希望或不希望的产品废料),水处理的方法,生物氧化和生物处理工艺碳处理(吸附和吸收)工艺离心分离工艺化学氧化工艺结晶工艺电渗析工艺蒸发处理工艺过滤工艺,浮选工艺重力分离或沉淀工艺离子交换工艺膜分离工艺沉淀工艺固化或稳定工艺溶剂萃取工艺气提工艺热处理工艺,这些技术被采用的原因,1、水源减少(工艺中):原来的水源由于整体循环或内部循环使水的排放量减少,或者因不必进行处理或再利用,在工艺中排放到系统外部。例如,改进工艺后可以将用水量减少,或者对工艺中产生的废水重复利用,或者经过水处理后再利用。2、水处理(管道尽头):对废水在管道尽头进行外部处理可以不必排放掉,或者只少量排放即可。例如,对排放水的预
5、处理。3、循环(外部):来自管道尽头的水处理设备的循环水,重新用于设备。例如,在某一种用途使用过的排放水可以用于该设备的其他用途。,生物氧化和生物处理工艺,简述:利用生物反应器使保持悬浮的或附着生长的微生物保持特定的高浓度。水通过反应器时,微生物使有机化合物新陈代谢,改变非有机化合物的特性。工艺变化过程包括需氧、厌氧、氮的硝化及其他过程。,生物氧化/生物处理示意图,生物氧化/生物处理,氧气,工艺进水,营养物,挥发气体,生物固体,可再利用水,应用:水处理、水循环,技术适用范围:污染物类型 可适用性 特定组成 无机物 可用 硝酸根,磷酸根,CN,硫化氢 有机物 可用 BOD、COD、VOCs、SV
6、OCs 溶解物 可用 BOD、COD 悬浮物 可用 生物体 生 物 可用 生物体,液流质量,进水流:(1)没有毒性的有机物或无机物(2)生物处理对某种有机化合物无效(3)对于某些化合物,流体的浓度存在最大的极限(4)过高的温度和浓度的变化,会干扰过程的进行出水流:(1)有机物的减少量通常可达到90%以上(2)需氧处理发展了需要去除和管理的大量生物体(3)再利用以前需要过滤或消毒,目前的应用,(1)为了减少BOD,COD,氮气,磷,对工业废水进行处理。(2)为了去除酚类,对废水进行处理。(3)一次和二次生物处理泥浆的溶解。,可选参数,(1)大流量、高浓度系统需要高的投资费 用。(2)对低强度液流
7、,4546m处理费用需要40500美元 对高强度液流,则通常需要1000美元以上。(3)厌氧微生物处理可以长生甲烷、硫化氢以及二氧化碳,炭处理(吸附和吸收)工艺,简述:水流过含活性炭(或基乙烯树脂)这种对目标污染物有吸引力的吸附介质的容器。这种吸附现象随介质类型、颗粒尺寸、pH值、温度。接触时间和污染物类型以及浓度而变化,炭吸附(吸附和吸收工艺)示意图,工艺进水,回洗水,用过的介质,可再利用水,炭吸附,更换介质,回流水,应用:水处理、水循环、水源减少,技术适用范围:污染物类型 可适用性 特定组成 无机物 可用 某些重金属 有机物 可用 芳香族化合物、有机氯化物 溶解物 可用 高分子量 悬浮物
8、不可用 碳氢化合物 生 物 不可用 VOCs,COD,疏水物质,液流质量,进水流:(1)如果存在悬浮固体、油或油脂,则需要过滤;(2)酒精、低分子酮、酸、和醛以及其他高溶解度的有机物不易被吸附(3)砷铬锡氯溴是具有高吸附能力的有机物(4)温度、pH值和其他吸附物会影响吸附效果出水流:(1)溶解的有机物通常可减少90%以上,BOD/COD一般可去除30%60%(2)碳还原会排放气体,需要控制(3)炭柱回流水在悬浮固体中高(4)使用过的吸附剂会有中毒的废物(5)为活化污泥而添加的碳粉末可以用来处理剧毒的废水流,目前应用,(1)为了去除酚类的废水净化处理(2)废水出水流中的脱色(3)高有机强度废水的
9、后生物处理,可选参数,处理4546m污水的技术成本在701000美元之间并不总要求回流能力使用过的颗粒活性炭可以现在再生还原,这需要添加大量设备,也可以离开现场进行后处理,离心分离工艺,简述:离心机使用一旋转筒,高速旋转产生较高的向心引力,是固体从液体中分离出来。当载满固体的水流进入离心机后,水流受转筒外壁阻挡,形成液体和固体沉渣,由于密度的不同使液体和沉渣分成明显不同的层,然后分别从筒中排出。离心分离对颗粒尺寸15000纳米的固体有效,而且通常用于泥浆的增稠和脱水,离心分离工艺示意图,工艺进水,浓缩泥浆,可再利用水,离心分离,聚合物,应用:水循环、水源减少,技术适用范围:污染物类型 可适用性
10、 特定组成 无机物 不可用 有机物 不可用 溶解物 不可用 悬浮物 可用 非胶状固体 生 物 可用,液流质量,进水流:对一纳米以下颗粒处理的效率不明显进水流含有5毫米以上的颗粒需要预处理需要在上游去除颗粒或研磨出水流:取决于泥浆和所使用的离心机型号及化学调整,30%以上的固体可以成为湿块。总的固体扑集量一般在85%以上,目前应用,生物处理使泥浆增稠增稠生化渣(例如石灰)的脱水油和水混合物的分离多孔固体如纸浆,化纤和食品废物的脱水,可选参数,可使用几种不同类型的离心机,包括滚筒,固体转筒,逆流,无逆流离心机每处理4546m的技术成本,从602000美元不等,化学氧化工艺,简述:化学氧化过程是把有
11、机化合物部分或全部转变成二氧化碳和水。当发生部分转化时,部分没有完全被破坏的有机化合物会全部转化为员有机化合物的氧化形式,例如酒精、乙醛、甲酮、羧基酸等,它们比原化合物更具有生物降解作用。一般的化学氧化作用的方法包括臭氧、氯气、二氧化氯、过氧化物、湿空气、超临界水、高锰酸钾和预先氧化过程。化学氧化过程和预先氧化过程一般是利用氢氧根,实现有机化合物的转变。一些普通化学氧化过程,例如氯化处理和臭氧化过程一般被用于水的消毒处理,化学氧化工艺示意图,生物氧化/生物处理,化学氧化剂,工艺进水,紫外灯,挥发气体,悬浮颗粒(有时会出现),可再利用水,化学氧化过程,应用:水处理、水循环,技术适用范围:污染物类
12、型 可适用性 特定组成 无机物 可用 氨气、氰根、硫化物、硫醇 有机物 可用 苯酚,碳氧化合物 溶解物 可用 COD,BOD,TOC 悬浮物 不可用 病毒,细菌,病菌 生 物 可用,液流质量,进水流:某些氧化方法需小心控制pH值对某些有机化合物,化学氧化作用是无效的高强度COD废水需要进行预处理出水流:可去除80%以上的大量有机物某些方法可以使氧化剂残留在溶液里,目前应用,(1)炼油厂污水处理以去除苯酚和COD(2)可从工艺废水(预先氧化过程)中去除氯化烷、NDMA、五氯苯酚、硝基化合物、乙醚、氰化物、丙酮、甲基乙基酮(MEK)、COD、TOC、AOX(3)农业和工业污水的消毒处理,可选参数,
13、每处理4546m的流量,其技术成本在20010000美元,结晶工艺,简述:结晶器是一种热动力设备,其功能与蒸发器相同,不同之处是它产生湿润的固体结晶物和高质量蒸馏液。工艺过程包括蒸发除去大量的液态物或降低它们的温度,将剩余盐溶液的浓度提高到足以使废水中的盐能够结晶出来。结晶器中的湿润的盐饼需进一步处理,比如在旋转干燥器中进行干燥,或放置在适合的贮蓄池中,待最终的处理,结晶工艺示意图,进口,排出气体,固体物(结晶盐),可再利用水,结晶,应用:水源减少、水循环,技术适用范围:污染物类型 可适用性 特定组成 无机物 可用 TDS,无机盐 有机物 可用 VOCs类物质 溶解物 可用 悬浮物 不可用 生
14、 物 不可用,液流质量,进水流:TDS的进水浓度应尽量在结晶器可运行的范围(1%10%TDS),使输入能量值为最小可分解或挥发组分,比如氨,碳酸氢盐以及亚硫酸盐可能会分解或蒸发,影响蒸馏的质量和再利用的适宜程度。可能需要控制pH值,抑制某些化学物质的挥发出水流:蒸馏剩下的固体物在典型情况下小于100mg/L;蒸馏液的纯度不是稳定值,但能接近蒸馏水的质量根据结晶固体的纯度,排出物也许是可以再利用的产物蒸馏污染物通常由挥发性活泼气体(二氧化碳、氨气、二氧化硫、氰酸、硫化氢)组成。排出气体主要有氮气和氧气组成,但也可能包含少量其他气体,目前应用,冷却塔中的排泄料处理危害性废液的再处理燃煤/燃油设备中
15、的废水处理浆料和纸浆漂白厂以及纸浆漂洗产生的污染物处理,可选参数,有几种整流器供选择,包括流化悬浮、强制循环、引流管缓冲和表面冷却结晶器等几种。氨、碳酸盐和其它溶液组分以及挥发性气体会限制结晶器的实用性和有效性通常情况下,处理4546m水的技术费用超过5000美元,电渗析工艺,简述:电渗析是一种应用直流电使半透过性负离子和正离子优先通过半透膜的方法,浓缩100010000mg/kg范围的溶解颗粒。溶液中的离子通过渗透膜进入沉淀池中。通过分隔的管道可以得到浓溶液和稀溶液。最近发展成为反向电渗析技术,通过变换电极的极性(1h34次),以减少沉淀和结垢的形成,可避免添加防垢剂。,电渗析工艺示意图,工
16、艺进水,浓缩,可再利用水,电渗析,直流电,防垢剂,应用:水源减少、水循环、水处理,技术适用范围:污染物类型 可适用性 特定组成 无机物 可用 离子形式,金属类 有机物 不可用 溶解物 可用 TDS 悬浮物 不可用 生 物 不可用,液流质量,进水量:TDS大于1000mg/L胶质和悬浮颗粒可消弱处理效果,需要进行预处理去除。出水流:可以达到中等纯度和低TDS的污水浓度很高的TDS需要进一步处理以达到利用或排除。,目前的应用,反渗透浓缩海水矿山现场用水的再利用(蓄水层的脱盐)冷却塔的排污处理耗碱工艺用水的精华和回收海水中提取盐,可选参数,每处理4546m的流量,其技术成本在501000美元的范围内
17、。,蒸发处理工艺,简述:蒸发可用于减少处理废液的体积,因此,可以降低最终的处理费用。蒸发比较适用于主要含无机盐和重金属的废水。在特别小心的情况下,蒸发可用于处理含很高浓度的有机污物的废液,特别是含有挥发性有机化合物的废液。主要有两类蒸发器:机械式蒸发器和蒸发池。机械式蒸发器需要蒸汽动力或电源,它工作可以产生循环利用的水;。蒸发池不需要动力源,也没有循环水再利用的机会。,电渗析工艺示意图,工艺进水,结晶盐,可再利用水(蒸馏液),机械式蒸发器,热源或蒸汽,蒸汽冷凝,非接触式冷却水,非接触式冷却水,排出气体,应用:水源减少、水循环、水处理,技术适用范围:污染物类型 可适用性 特定组成 无机物 可用
18、盐类和重金属 有机物 可用 VOCs类物质除外 溶解物 可用 TDS 悬浮物 不可用 生 物 不可用,液流质量,进水流:对于悬浮固体、碳酸盐和挥发性有机废物,可能需要预处理。出水流:高质量的蒸馏液中TDS的典型含量小于200mg/L形成的盐浓度非常高,在悬浮固体废物中浓度为1%10%,在溶解性固体中浓度为5%20%,目前应用,碱、化肥、汽油、制药业、食品生产工业。冷却塔或锅炉中的排泄料处理离子交换再生设备和水软化设备中的废液处理电镀溶液和漂洗废水的处理膜处理后体积减小的浓缩废液的处理油性压缩机的废水和其他废水的处理,可选参数,泡沫、水垢及污物是典型的处理难题,处理这类污染物可能需要辅助设备系统
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