【文章內容簡介】 起電荷中和及吸 山東大學碩士學位論文 附架橋作用，從而使體系中的微粒脫穩(wěn)絮凝而有助于沉降和過濾脫水 [10]。 進入 70 年代以來，有機陽離子絮凝劑的研制開發(fā)呈現(xiàn)出明顯的增長勢頭。日本、美國、 英國、法國等國家目前在廢水處理中都大量使用了有機陽離子型絮凝劑。美日等國 有機陽離子高分子絮凝劑己占合成絮凝劑總量的近 60％，而這幾年仍以 10％以上的 速度增長 [11]。 我國對這類絮凝劑的研究開發(fā)也已取得了相當進展 [12]。近期國內廠家采用的 有機高分子絮凝劑有： 陽離子聚丙烯酸胺 (cationic poly acryl amide，縮寫為 CPAM)，二甲基二烯丙基氯化鋁 (dimethyldially lammonium chloride，縮寫為 DM— DAAC)與丙烯酸胺的共聚物 (poly DMDAACAM，縮寫為 PDA)，二甲基二烯丙基 氯化鋁的均聚物 (poly DMDAAC，縮寫為 PD)等。不過，根據(jù)有關最新研究表明， 單獨使用陽離子有機絮凝劑處理含油乳化廢水效果并不好。當陽離子有機絮凝劑 CPAM 或 PDA 與 PAC 復合使用時產生體形體大且結構密實的絮凝，其易與水體分離， 從而處理效果得到明顯的改善， PAC 的投加量得到明顯的降低。 PD與 PAC 復合使用 時沒有助凝作用。投加少量 CPAM 或 PDA 可以提高氣浮效果，使出水水質得到改善， 浮渣體積大大減少，含水率降低，易于后續(xù)處理。 影響混凝效果的因素比較復雜，主要有水溫、水質和水力條件等。 化學混凝的設備包括：混凝劑的配制和投加設備、混合設備和反應設備。混凝 藥劑投加可以用干投法和濕投法。目前使用比較多的是濕投法，就是將混凝劑先溶 解，再配制成一定濃度的溶液后定量地投加。 1． 2． I． 3氧化法 化學氧化法的機理是利用臭氧、氯及含氧化 物將污水中的發(fā)色基團的不飽和雙 鍵氧化斷開，形成分子量較小的有機物或無機物，從而使含油污水失去發(fā)色能力的 一種廢水處理方法。化學氧化方法的分類：目前常用的化學氧化法根據(jù)氧化劑的種 類分為有臭氧氧化、 Fenton 氧化、氯氧化、光催化氧化、濕氣氧化法等；根據(jù)技術 發(fā)展的進展可以分為傳統(tǒng)氧化法和高新技術氧化法。 12 山東大學碩士學位論文 1． 2． 1． 3． 1傳統(tǒng)氧化法 1． 2． 1． 3． 1． 1臭氧氧化法 這種方法主要用于傳統(tǒng)生化處理方法的預處理。其優(yōu)點是：臭氧氧化能力是氯 的兩倍，殺菌能力是氯的數(shù)百倍，處理含酚廢水時無惡臭物產生。其缺點是：運行 及投資費用高。 美國煉油廠已經將該法成功地用于含酚廢水的處理當中，國內清華大學 1992 年采用臭氧氧化法研究了焦化廢水中難降解高分子有機物的去除，實驗證明：臭氧 改變了高分子污染物的分子結構，使長鏈分子部分斷裂，大分子降解為小分子，從 而使后面的生化處理更容易進行。由于單獨用此法處理效果不明顯，因此出現(xiàn)了臭 氧氧化與其他處理方法相聯(lián)合的技術， 如：與紫外光輻射或活性炭吸附聯(lián)合處理， 可提高脫色效果；臭氧一電解處理與直接使用臭氧氧化相比可使污水中的酸性顆粒 的脫色率提高 25％ 40％，對堿性顆粒提高 10％ [13]。 臭氧氧化法在國外應用較多，從國內外運行經驗和結果來看，由于臭氧氧化不 產生污泥和二次污染，有一定的工業(yè)應用前景。 1． 2． 1． 3． 1． 2強氧化劑氧化 溶于水中的有毒物質，可利用它在化學過程中能被氧化或還原的性質，使之轉化 為無毒或毒性較小的新物質，從而達到處理的目的。 80 年代末美國對石油污染的地 下水中的高分子烴類采用硝酸鹽和過 氧化物氧化的方法處理，效果很好。國內也采 用該法處理含高分子化合物的石化廢水，加入氧化劑的量為廢水中的 CODcr 值的 20％， 120℃ 反應 0． 5小時，處理效果很好。 用成本較低的次氯酸鈉或二氧化氯作氧化劑，其用量是過氧化氫用量 1／ 5，污染 物的去除率也較高，但條件控制不好會產生二次污染，且不能回收廢水中的有用物 質 [14]。 山東大學碩士學位論文 1． 2． 1． 3． 2 高新技術氧化法 1． 2． 13． 2． 1 光催化氧化法 光催化氧化是近 20 年才出現(xiàn)的水處理新技術，是目前深度氧化技術中研究較多 的一項技術．該法有效地將光輻射與 H CO。等氧化劑結合起來處理污水，因此稱為 光催化氧化。 有人以太陽光為光源，以 TiO。、 ZnO、 TiO。／ Pt 等為催化劑，用該法處理含有 21 種有機污染物的水，得到的最終產物都是 C0：，沒有產生二次污染 [14]。還有人用 H202+Fe2+作氧化劑，紫外光與鐵離子之間存在著協(xié)同效應，使 H20。分解產生 OH的 速度大大加快，提高了氧化效率，該法在許多國家尚處于研究階段。在探索光催化氧 化技術過程中，還出現(xiàn)了一個新的發(fā)展方向 —— 電化學催化氧化降解技術即光電催 化，利用光透電極和結構 TiO。作為工作電極和光催化劑，對水中有色顆粒進行電解。 1． 2． 1． 3． 2． 2聲化學氧化法 超聲波作為一種新的能量形式在化工領域中的應用研究，獲得了許多有價值的 成果。該技術集高級氧化技術、焚燒、超臨界氧化等多種水處理技術于一身，可降 解石化污水中的化學污染物，尤其是難降解的有機污染物。該方法的特點是：降低 條件溫度、降解速度快、適用范圍廣、可以單獨或與其他技術聯(lián)合使用，是一種很 有發(fā)展前途和應用前景的技術 [15]。如采用超聲波處理石化污水處理廠的剩余活性 污泥方面的應用：大功率超聲波可以降解生物污泥，釋放出其中的有機物；小功率 超聲波能夠改善污泥的膨脹特性、提高污泥沉淀特性和脫水能力、降低污泥的含水 率，達到減量的目的。經超聲波處理并簡單過濾的污泥濾液， COD 達到 4200 mg／ L左 右，污泥含水率由 94％降至 85％左右 [16]。 1． 2． 1． 3． 2． 3 濕式氧化法 濕式氧化法 (WAO)是在封閉反應器中， 于較高的溫度和壓力下， 利用空氣中 的氧氣來氧化廢水中溶解的和懸浮的有機物和還原性無機物的一種方法，因為氧化 山東大學碩士學位論文 過程在液相中進行，所以稱為濕式氧化。 該技術首先由美國 Zmpro 公司在 20 世紀70年代開發(fā)，用以處理高濃度有毒有 害的有機廢水，能耗低、適應性強，可以大幅度降低 COD、 BOD 值，廢水氧化后再 經生化處理排放。與一般工藝相比，該法使用范圍廣、處理效率高、二次污染低、 氧化速度快、裝置小、可以對能量和有用物料加以回收 [17]o． 國外已有大量成熟的濕式氧化處理工藝， 80 年代至今廣泛開展了催化濕式氧 化 [18](CWhO)和超臨界濕式氧化 (SWAO)的研究：國內起步相對較晚， 但也對濕式 氧化反應的條件作了大量的研究工作并取得了一定的成果 [19]。 1． 2． 2 生物法 生物法是利用微生物能夠降解代謝有機物的作用，來處理污水中呈溶解或膠體 狀有機污染物質。根據(jù)參與降解的微生物的種類不同，生物處理法又可分為好氧生 物處理法和厭氧生物處理法。好氧生物處理法廣泛用于處理生活污水及性質與之相 近的工業(yè)廢水。其中根據(jù)微生物在水中所處的狀態(tài)不同，又可分為活性污泥法和生 物膜法，活性污泥法中的微生物在水中呈懸浮狀態(tài)，而生物膜法中的微生物是附著 在其它載體表面呈膜狀。生物處理法具有：處理有機物效率高、成本低、出水水質 好、污泥沉降性能好等優(yōu)點；但同時也有：對水質要求高、運行過程復雜、適用地 區(qū)有限制等缺點。 1。 2。 2． 1 活性污泥法 活性污泥法是處理城市污水最廣泛使用的方法，該方法的特點是：既適合用于 大流量的污水處理，也適合小流量的污水處理。運行方式靈活，日常運行費用較低， 但管理要求較高。 活性污泥法以活性污泥為主體，利用好氧細菌氧化分解廢水中的有機污染物質。 在充氧條件下，活性污泥通過絮凝、吸附和氧化分解作用，能從污水中去除溶解的 可生物降解的有機物、能被活性污泥吸附的懸浮物以及其它一些物質，無機鹽類 (磷 和氮的化合物 )也能部分地被去除，從而使廢水得到凈化；活性污泥法的處理設施 由曝氣池、沉淀池、污泥回流池和剩余污泥排除系統(tǒng)所組成?；钚晕勰喾ū举|上與 山東大學碩士學位論文 天然水體 (江湖 )的自凈過程相似，該方法較為成熟，使用經驗豐富，大多數(shù)裝置 運行效果較好。目前應用的新工藝有 AB 活性污泥工藝、 AAO 活性污泥工藝等。 劉建榮等 [20]將光合細菌 (PSB)固定于活性污泥上經馴化培養(yǎng)后，在好氧條件下 處理含酚廢水，可明顯地提高去酚能力。由于石化廢水中的一些高分子化合物很難 用傳統(tǒng)的活性污泥曝氣法降解， 國內有人研究了缺氧、好氧系統(tǒng)， 發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)能 降解水中有機物、脫氮效果顯著 [21]，并且具有高效脫除污物、投資省、操作穩(wěn)定 的優(yōu)點， 越來越受到國內煉油廠的重視。 活性污泥法發(fā)展較快，現(xiàn)在從傳統(tǒng)的活性污泥法發(fā)展到完全混合活性污泥法、 階段曝氣活性污泥法、吸附一再生活性污泥法、延時曝氣活性污泥法、氧化溝法、生 物載體法及高負荷活性污泥法。 1． 2． 2． 2 生物膜法 生物膜法主要用于從污水中去除溶解性的有機污染物，是一種被廣泛應用的生 物處理方法。生物膜法是一大類生物處理法的統(tǒng)稱，共同特點是微生物附著在介質 “ 濾料 ” 表面上，形成生物膜，污水同生物膜接觸后，溶解的有機污染物被微生物 吸附轉化為 H： O、 CO。、 NH。和微生物細胞物質，從而使污水得到凈化，微生物所需氧 氣來自大氣。好氧生物膜法主要設施包括生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化池和 。生物流化床等。與活性污泥法相比，此法占地面積少，產生污泥量少，減少了污泥 處理的壓力；另外，此法對水質、水量變化的適應性較強。陳少華等用膜法缺氧一 好氧 (A／ O)生物脫氮工藝， 很好的降解了煉油污水中的有機物 [22]。 1． 2． 2． 3 穩(wěn)定塘工藝法 穩(wěn)定塘又名氧化塘或生物塘，其對污水凈化的過程與自然水體的自凈過程相似， 是一種利用天然凈化能力處理污水的生物處理設施。穩(wěn)定塘的分類按塘內的微生物 類型、供氧方式和功能等進行劃分，可分為：好氧塘、兼氧塘、厭氧塘、曝氣塘和 深度處理塘 [23]。該工藝的優(yōu)點是：基建投資低，運行管理簡單，可進行綜合利用， 實現(xiàn)污水資源化：該工藝的缺點是：占地面積大，處理效果受氣候影響，設計運行 16 山東大學碩士學位論文 不當時，可能形成二次污染。 穩(wěn)定塘的研究應用始于上世紀初，在上世紀 50’60 年代以后發(fā)展較迅速，目前 已有 50 多個國家采用穩(wěn)定塘技術處理城市和有機工業(yè)污水。早在 50 年代我國有些 城市也開展了穩(wěn)定塘的研究，在 80 年代該法進展較快。穩(wěn)定塘多用于處理中、小城 市的污水，可用于一級處理、二級處理，也可用作三級處理。 1． 2． 3 物理化學方法 物理法是利用物理作用處理、分離和回收廢水中的污染物。物理法根據(jù) 1 ． 2 ． 3 ． 1 膜析法 ’ 煉油廢水最常用的方法是先經預處理，而后進行生化或物化處理以達到排放標 準。要實現(xiàn)回用的目的，則需要用膜技術進行做進一步的深度處理 [24]。 膜析法是利用薄膜以分離水溶液中某些物質的方法的統(tǒng)稱。它是利用特殊的薄 膜對液體中的某些成分進行選擇性透過的方法 [25]。目前膜析法有擴散滲析法、電 滲析法、反滲析法和超過濾法等。如：遼河石化公司從能源綜合利用、節(jié)水和水污 染綜合治理的總體思路出發(fā)，充分考慮到廢水的綜合利用，建成了一套 200t／ h 的污 水深度處理裝置。通過對生化排污水進行處理后來代替部分新鮮水和除鹽水。既減 少了水體污染，又解決了新鮮水資源不足的問題。該公司采用曝氣生物濾池和斜板 沉淀為前處理工藝，核桃殼和多介質過濾為反滲透的預處理工藝，反滲透為系統(tǒng)的 核心處理工藝，對來水進行初脫鹽處理。部分反滲透產水與部分過 濾產水勾兌作為 循環(huán)冷卻水補水，另一部分反滲透產水進入陰床、陽床、混床進行軟化和深度脫鹽， 達到中壓除鹽水的指標。膜生物反應器 (Membrane Bioreactor)簡稱 MBR，是把膜 分離技術和生化技術結合在一起 [263。該反應器的工作原理：以酶、微生物或動植 物細胞為催化劑，進行化學反應或生物轉化，同時憑借超濾分離膜不斷的分離出反 應產物，并截留催化劑進行連續(xù)反應。它的出現(xiàn)克服了傳統(tǒng)活性污泥法本身的一些 不可避免的弊病，同時具有膜分離占地少、高效和操作方便的優(yōu)點 [27]。美國肯塔 基大學研究出低壓合成 膜反滲透技術，這種膜由非纖維素薄膜材料制，分離壓力為 1～ 2MPa， pH 值為 2～ 12，對多環(huán)芳烴等去除率為 87％～ 97％。該技術去除高分子