廢水處理(wastewater treatment methods)就是利用物理、化學和生物的方法對廢水進行處理,使廢水凈化,減少污染,以至達到廢水回收、復用,充分利用水資源。
一、廢水處理方法
實驗室有機廢水處理方法可以借鑒其它有機廢水的處理。對于有機物濃度高、毒性強、水質(zhì)水量不穩(wěn)定的實驗室廢水,生物法處理效果不佳,而物化法對此類廢水的處理表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢。有機廢水的處理方法主要有物理化學處理法和生物處理法。物化處理法是應用物理化學作用及其原理將廢水中的污染物成分轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì),使廢水得到凈化的方法。如光化學混凝法、氧化—吸附法、焚燒法、萃取法、濕式催化氧化法、電化學法和膜分離法等。單獨利用物化法處理高濃度有機廢水,不僅處理難度大、成本高,并且處理效果也不夠好,一般很少單獨使用。生物處理法是利用生物降解水中的污染物質(zhì)作為自身的營養(yǎng)和能源,同時使廢水得到凈化的方法。在此介紹下關于實驗室污水處理的一些方法和工藝技術。
1、活性炭吸附法
活性炭吸附法多用于去除用生物或物理、化學法不能去除的微量呈溶解狀態(tài)的有機物。實驗室濃有機廢水含有大量試驗殘液和廢溶劑,其主要成分為烷烴類、芳香族以及能使液面表面自由能降低很多的物質(zhì),且廢水濃度高、量小、呈酸性,很適合用活性炭吸附處理。處理工藝流程為先經(jīng)過簡單分離把廢水中的有機相分離出來,再經(jīng)過活性炭二級吸附,cod的去除率可達到93%,同時活性炭還吸附部分無機重金屬離子。
臭氧類氧化法
臭氧長期以來就被認為是一種有效的氧化劑和消毒劑,采用認氧化處理有機廢水反應速度快、無二次污染。能夠氧化單獨作用時難以氧化降解的有機物。
2、多相光催化氧化法
該方法能夠去除許多難降解或用其他方法難以去除的物質(zhì),如氯仿、多氯聯(lián)苯、有機磷化合物、多環(huán)芳烴等也可以利用此方法去除,大多數(shù)有機污染物的去除率可達....。具有能耗低、操作簡便、反應條件溫和、無二次污染等突出優(yōu)點。
fenton試劑法
用fenton試劑法處理有機廢水的試驗中,ph可不必調(diào)節(jié),硫酸亞鐵(feso4)和雙氧水(h2o2)的用量為115g、410ml,反應時間在30min時,可以達到較好的處理效果,cod去除率達到75%以上。在反應中能產(chǎn)生氧化能力很強的羥基自由基,使有機廢水中的有機物能很快的降解。該工藝具有設備簡單、反應條件溫和、操作方便等優(yōu)點,在處理有毒有害難生物降解有機廢水中有應用潛力,但是該方法處理費用高,只適用于低濃度、少量廢水的處理。
二、廢水處理級別
按處理程度,廢水處理(主要是城市生活污水和某些工業(yè)廢水)一般可分為三級。
一 級處理的任務是從廢水中去除呈懸浮狀態(tài)的固體污染物。為此,多采用物理處理法。一般經(jīng)過一 級處理后,懸浮固體的去除率為70%~80%,而生化需氧量(BOD)的去除率只有25%~40%左右,廢水的凈化程度不高。
二級處理的任務是大幅度地去除廢水中的有機污染物 ,以 BOD 為例 ,一般通過 二級處 理后 ,廢水中的 BOD可去除80%~90%,如城市污水處理后水中的 BOD含量可低于30毫克/升。需氧生物處理法的各種處理單元大多能夠達到這種要求。
三級處理的任務是進一步去除二級處理未能去除的污染物,其中包括微生物未能降解的有機物、磷、氮和可溶性無機物。三級處理是經(jīng)二級處理后,為了從廢水中去除某種特定的污染物,如磷、氮等,而補充增加的一項或幾項處理單元。三級處理耗資較大,管理也較復雜,但能充分利用水資源。有少數(shù)國家建成了一些污水三級處理廠。
三、實驗室廢水處理防范
高校實驗室廢水量少,間斷性強,危害性高,污染物的組成不同,從而導致處理的原理和方法不同,因此,處理這類污水有一定難度。目前處理此類實驗室污水比較成熟的方法有以下幾種。
1、絮凝沉淀法
此方法適用于含有重金屬離子較多的無機實驗廢水。當確定了廢水中的重金屬離子后,選出合適的絮凝劑,比如石灰、鐵鹽、鋁鹽等,在弱堿性條件下可形成Mn(OH)2、Fe(OH)3、Al(OH)3等絮凝狀沉淀,同時這些絮狀沉淀也具有吸附作用,可以在去除重金屬離子的同時,去除部分水中的其他污染物,降低水中化學需氧量,提高廢水的可生化性。
2、硫化物沉淀法
此方法主要針對含有鎘、鉛、汞等重金屬較多的實驗室污水,一般是用Na2S或NaHS把廢水中的重金屬轉(zhuǎn)變?yōu)殡y溶于水的金屬硫化物,再和Fe(OH)3共沉淀進行分離。具體做法:將廢水的PH值調(diào)到8.0-10.0,向廢水中加入過量的Na2S,使其生成硫化物沉淀,再加入FeSO4作為共沉淀劑,生成的FeS將水中懸浮的金屬硫離子吸附而形成共沉淀,靜置、分離并過濾。
3、 氧化還原中和沉淀法
此方法的原理是:成離子狀態(tài)的無機金屬離子可以利用一些還原劑將其轉(zhuǎn)化為金屬單質(zhì),再經(jīng)過分離。常用的還原劑有Fe、Zn、NaBH4、等
4、活性炭吸附法
此方法多用于去除用化學或物理方法不能去除的微量溶解狀態(tài)的有機物。具體處理方法:將廢水分為有機和無機兩相并分離,再用活性炭進行二次吸附,這種方法的化學需氧量去除率可達93%,同時活性炭還能吸附部分無機金屬離子。
5、焚燒法
此方法適用于可形成乳濁液之類的污水。但要避免因使用此方法而造成二次污染。例如,只含有碳、氫、氧元素的有機廢物在燃燒時一般不會造成二次污染,而含有鹵素、氮,硫等元素的有機廢物焚燒時將會產(chǎn)生NO、NO2、SO2等多種有毒氣體,此時就應該考慮采用其它的方法。
6、處理含重金屬離子實驗污水的其它方法
在處理含重金屬離子的廢水方法中,除了以上的硫化物和絮凝沉淀法外,還有電解凝聚法、吸附法、磁分離法及還原離心法、離子交換法等。比如利用還原離心法去除重金屬離子時,在6 000r/min條件下反應30min,汞離子的去除率達到....,鉛離子可達98.3%。
7、高濃度有機污水處理方法
處理高濃度的有機污水除了可以用上述的焚燒法和活性炭吸附法外,還可以利用溶劑萃取法、氧化分解法、水解法以及生物化學處理法等。例如廈門大學開發(fā)的高濃度有機廢水水解―好氧循環(huán)一體生物處理技術,可實現(xiàn)高濃度有機廢水的生物處理。