废水处理的基本方法范文

1.1燃烧法

这是一种最传统也是最为直接有效的方法，最大的缺点是造成了资源浪费，同时成本较高、处理效率也比较低。

1.2催化氧化法

这种工艺是通过在高温、高压的条件下，配以催化剂的催化作用，将废水中大量的有机物氧化分解成水和二氧化碳等小分子或一些无机物。传统的单一氧化法相比于催化氧化法来说，需要更高的压力和温度，同时反应的停留时间也更长。通常在处理中采用过氧化氢作为反应的氧化剂。过氧化氢本身具有强氧化能力，可以促进形成羟基自由基，同时过氧化氢对共轭中的发色基团进行氧化，产生断链的作用，使废水中的大分子有机物转变成小分子的无机物，最终达到使废水中COD值降低的作用。这其中，水中的氢离子对过氧化氢的催化作用起协同作用，可以使过氧化氢的氧化能力得到很大程度上提升，所以，废水在处理时要保证一定的弱酸性，否则要经过事先的预处理向其中投加少量酸用来调节废水的pH值。同时，过氧化氢还具有很好的脱色作用，在处理纺织、涂料等一类废水时效果很好。采用催化氧化法对丙烯酸废水进行处理，COD去除率可以达到70%。

1.3电渗析法

丙烯酸废水中含有一少部分的丙烯酸，相比于其他的处理工艺，采用电渗析法就能够很好地实现丙烯酸的回收和利用。采用电渗析法主要有以下两种方式：

1.3.1一次提浓发：通过丙烯酸废水的稀释溶液在电渗析器中进行循环浓缩达到提浓的目的，采用生物膜的方式，对废水进行浓缩处理，具体通过对废水处理量对应的膜对数和膜面积进行计算，来获取所需要的生物膜数量，相比于其他处理方法，采用生物膜进行的电渗析法要求更多，成本也更高，膜片需要定期进行更换，优点是处理效果更好。

1.3.2分级处理法：采用这种方法可以得到一部分用于丙烯酸回收的浓相，一部分可进行生化处理的稀相，但需要耗费大量的电力资源。采用电渗析法处理丙烯酸废水实现了对废水中丙烯酸的回收和利用，同时还使废水处理结果达到了国家的排放标准，增加经济效益的同时，也实现了废水的循环利用。

1.4浓缩-结晶-干燥法

丙烯酸废水属于高浓度的有机废水，含有大量无机盐和有机物，通过浓缩结晶的方法，可以使其中含有的大量无机盐随着废水的浓缩而结晶析出。同时，对废水进行浓缩，可以得到高纯度的有机物，这些有机物在经过高早处理后可以自燃，同时在燃烧过程中会释放大量的热量，也基于这点，这些有机物可以代替一部分的化石燃料。相比于传统简单的燃烧法，这种方法成本更低，同时还实现了废水中有机物和无机盐的回收和利用，干燥过程中产生的蒸发水也可以冷凝回收利用，作为冷却回用水或者是车间的冲洗水，也可以用作供暖系统中的中水回用。这种处理方法的核心设备就是多效蒸发器，这种设备广泛应用于果汁、牛奶、制药、木糖、造纸黑液、乳酸等物质的蒸发和浓缩，这些年来也被广泛应用在废水处理中，设备的运行参数和自身主体结构直接影响了废水中COD的处理效果。该设备由多个蒸发器来串联运行，实现了多级蒸发和热能的多级利用，大大提升了热能的利用效率，具体流程分为逆流流程和错流流程。

1.5生化法

生化法是现今污水处理中最为常用的一种处理方法，相比于一般的膜法成本更低，和其他的处理方法相比处理效果更好，但同时生化法对废水本身的可生化性较高。一般的丙烯酸废水中有机物含量非常高，B/C比值远大于可生化的标准，这就要求在采用生化法对污水进行处理之前要经过事先的预处理，使COD值大大降低。常用的生化法有A/O法、UASB法等。采用生物法中的厌氧生物处理进行丙烯酸废水的处理时，会产生一部分的沼气，可以进行回收和利用。

2.结语

废水处理的基本方法范文篇2

关键词：污水处理；微电解法；原理；去除率；存在的问题

中图分类号：[TU992.3]文献标识码：A文章编号：

众所周知，水是生命的源泉，没有水人类就无法生存和发展。近年来，工业的发展使得水不可避免的受到污染。在治理污染的问题上，一方面我国采取果断措施，关闭一大批生产效率低、污染耗能高的项目；另一方面加强技术研究。微电解法是近年来发展起来的污水处理技术，具有工艺简单、处理效果好、成本低廉及不会产生二次污染等特点受到越来越多的研究人员的青睐，现已广泛应用于印染、化工、电镀等领域的污水处理，取得了很好的效果。

1微电解法的技术原理

微电解法处理废水过程中涉及的作用机理因废水的性质不同亦不同。一般可概括为以下几个方面：

（1）氧化还原作用：铁碳微电解是基于电化学中的电池反应，当将铁和碳浸入电解质溶液中时，阳极反应产生的新生态二价铁离子具有较强的还原能力，可使某些有机物的发色基团—NO2、—NO还原成—NH2,胺基类有机物的可生化性明显高于硝基类有机物；同样其也可使某些不饱和发色基团(如羧基—COOH、偶氮基-N＝N-)的双键打开，破坏发色基团而除去色度，将部分难降解环状和长链有机物分解成易生物降解的小分子有机物而提高可生化性；阴极反应产生大量新生态的[H]和[O]，在偏酸性的条件下，这些活性成分均能与废水中的许多组分发生氧化还原反应，使有机大分子发生断链降解，从而消除了有机废水的色度，提高了废水的可生化性。

（2）铁离子的絮凝沉淀作用：微电解反应体系中产生大量二价和三价铁离子，特别是二价铁离子具有更高的吸附-絮凝活性，在有氧或碱性条件下可形成氢氧化物，Fe(OH)3水解产生的Fe(OH)2+、Fe(OH)2+等络合离子，吸附废水中的悬浮或胶体状态的小颗粒及有机高分子，可进一步降低废水的色度，同时去除部分有机污染物质，使废水得到净化。

（3）微电场作用：在微电解反应体系中，由于Fe和C之间存在1.2V的电极电位差，因而会形成无数的微电池系统，在其作用空间构成一个电场，并且两极间的电位差越大微电场作用越明显。在微电场作用下，废水中分散的不溶性的胶体颗粒、极性分子及微小污染物聚集在电极上，形成大颗粒后沉淀。

（4）物理吸附作用：活性炭是多孔吸附剂，具有巨大的比表面积，铁屑也具有多孔的结构，二者都具有较强的活性，能吸附废水中的有机污染物和多种重金属离子，达到净化废水的目的。

（5）气浮作用：在酸性或微酸性的溶液中，阴极产生的H2使的废水中有大量的微小气泡产生，使得废水中的微小悬浮污染物依附到气泡之上并上浮至水表面，另外还可以起到搅拌的作用，加速各种反应的进行。

2微电解法在重金属工业废水处理中的研究

对工业废水采用微电解工艺处理可明显降低废水COD及色度，并能显著提高废水的可生化性，再与其他物化、生物处理工艺耦合联用，可以达到良好的处理效果。

2.1处理染料废水

染料废水是工业废水的主要贡献者，长期以来一直是工业废水处理的难点。其中含大量以苯环为核心的稠环、杂环等难降解的且具有较大的生物毒性和致癌性的化合物，如蒽醌染料和树脂以及二氧化硫脲、阴离子表面活性剂、烷基苯磺酸钠和异丙醇等清洗辅料。

微电解工艺对染料废水的处理一般是通过以下几个方面完成的：利用活性炭吸附废水中溶解的污染物；利用阴极产生的[H]和[O]调节废水的酸碱度，同时新生态[H]和二价铁离子能与废水中许多组分发生氧化还原反应，破坏染料中间体分子中的发色基团(如偶氮基团)，使其脱色，降低废水的色度；通过二价铁离子和三价铁离子水解生成的络离子混凝废水中分散染料和胶体物质及氧化废水中还原性物质，使硫化染料和还原染料沉淀下来，同时提高废水的可生化性。

采用铁碳微电解处理模拟染料废水，实验所用的染料具有双偶氮结构的成品直接红染料，研究表明，在pH值5～6之问，反应时间为1h，色度的去除率可达到95％以上，同时COD的去除率也达到了73％，废水的生物可降解性有显著的提高。对于双偶氮直接红染料，苯环和与双偶氮基相连的共轭体系是其主要发色体。经微电解处理后，红色基本消除，对废水进行紫外-可见光扫描发现苯环间的发色基团偶氮双键被断开，生成了其他的相关衍生物。

采用铁炭微电解法处理染料实际生产高COD、高盐度、高色度的废水，以废铁屑的焦炭为反应材料，原废水pH为0.5～6、COD为6000～10000mg/L、色度为8000～20000倍，实验调节进水pH为1，反应0.5h，COD去除率为60%左右，色度的去除率为94%以上，对处理后水样进行紫外可见光吸光度测定，认为主要是通过氧化还原反应和絮凝作用去除COD和色度的。

研究了微电解-Fenton工艺对难降解染料工业废水预处理的效果，研究结果表明，当pH=2，Fe/GAC体积比为l，反应时间60min，H202采用连续投加，体积投加量为0.14%，pH=3，反应时间为30min的条件下，COD去除率达75%以上，废水的可生化性从0.08提高到0.46。

微电解-SBR组合工艺是由微电解作为预处理工艺，SBR生化处理为主体工艺组合起来的，适用于高COD，高色度的印染废水处理。

对漂染废水的处理研究表明，微电解预处理的废水BOD5/COD比值由0.22～0.26提高到0.35～0.57，再经过SBR法和炉渣吸附处理后，COD的去除率达到83%以上，BOD5的去除率达到92%以上，总色度去除率达到92%以上,各项水质指标均达GB8978-88《污水综合排放标准》中纺织印染工业的一级标准。

2.2处理化工废水

化工产品生产过程中产生的废水表现为：排放量大、毒性大、高COD、高盐度、高色度、难降解化合物含量高、治理难度大，但同时废水中也含有许多可利用的资源，是目前水处理技术方面研究的热点和重点。

化工废水中含大量硝基苯类，酚类，氯代苯类，多环芳烃类等化合物，常用的物理处理方法为过滤、沉淀、气浮和吸附等，化学法为混凝，氧化等。微电解工艺通过铁碳层的过滤作用，铁屑和活性炭的物理吸附过程，H2的气浮作用及铁离子、[H]和[O]的氧化还原作用实现对化工废水的处理。

将铁炭微电解法应用至有机化工废水的处理中，原水水质：CODcr500～900mg/L、色度600～2500倍、pH11.0～12.0。调节进水pH为3，铁碳质量比为6，利用搅拌代替曝气，转速为150r/min，处理后废水的色度及CODcr的去除率分别为84%和60%。

废水处理的基本方法范文

关键词：压裂废水处理技术回注

中图分类号：X741文献标识码：A文章编号：1007-3973（2013）010-030-02

压裂工艺是目前油田普遍采用的一项促使油气井增产的主要措施。压裂后产生的返排液对环境的危害巨大，压裂废水悬浮物含量高，而且具有高粘度和高COD、污染物成份复杂且较稳定等特性，在自然力的作用下很难被降解，带来极大的生态环境问题。因此合理处理压裂返排液有助于保障油田的可持续发展，消除对环境的污染，促进可持续发展。

对油气田酸化和压裂废液处理的相关研究表明，主要的污水处理方法均可用于压裂返排液的处理，但在应用性能上各有优缺点，现综述如下：

1絮凝沉降法

压裂返排液中残存有大量的胶体粒子、底层携带物等杂质，在处理前首先要使固液充分分离，絮凝沉降法是固液分离过程中最基本的处理手段，絮凝过程中加入的絮凝剂使悬浮在水中的粒子脱稳、相互碰撞、聚结形成较大的絮体，再通过后续的沉淀使其从水中分离出来。絮凝处理是降低废水COD的关键步骤，混凝出水的COD去除率越高，后续的处理难度越小，最终出水达到外排要求。

絮凝剂的种类是影响絮凝处理效果好坏的一个最重要因素。可用的絮凝剂种类很多，如聚合氯化铝（PAC）、聚合硫酸铝（PFS）、聚丙烯酰胺（PAM）等，将絮凝剂复配使用对COD的去除效果较好。何红梅等采用复配絮凝剂（PFS、PHP和粉煤灰的复合）处理压裂废液，使废液的COD值从2298mg/L下降到597mg/L。

周宝华对长庆油田压裂废水连续采用两次混凝、沉淀、过滤，最终有效地处理石油压裂液废水，COD去除率可达30%左右，石油类含量可降至30mg/L以下，石油类去除率可达95%以上，浊度可降至10NTU以下，去除率达到90%以上。由于压裂液废水COD值仍然太高，出水水质不能达到国家污水二级排放标准，但达到油田废水回注标准。

但也有很多因素限制了絮凝法的应用，主要的有：现场絮凝操作工序复杂；影响混凝效果的因素多；当悬浮物含量较高时，使絮凝剂的消耗量增大，产生的污泥量也随之增大；压裂余液残存的粘度大大减缓了絮凝剂的扩散速度和絮凝产物的沉淀速度；对水溶性有机物的去除效果差等。

2氧化法

2.1初级氧化法

通过化学氧化，可以氧化分解废水中的有机物和无机物，降低BOD和COD或使废水中有毒物质无害化。臭氧（O3）、次氯酸钠（NaClO）、二氧化氯（ClO2）和漂白粉等是废水中使用最多的氧化剂，这些氧化剂可在不同的情况下用于各种废水的氧化处理。

秦芳玲等采用臭氧氧化法对油田作业废水进行处理，当废水的COD为1064mg/L，pH为3.0、每小时投加臭氧10g/L，废水的COD去除率为69.1%。臭氧催化氧化技术的工艺过程简单、反应周期短、设备占地面积小、经济性好，这些特点使得在压裂废水处理过程中研究催化氧化工艺具有很好的应用前景和经济效益。但在应用过程中，臭氧的利用率及臭氧发生器的效率都亟待提高，催化剂不能能反复使用及处理成本高的问题都是制约此方法广泛应用的问题。

因次氯酸钠具有强氧化性，在水处理中得到广泛使用。彭鸿飞等人采用二氧化氯催化氧化的方法，废水的COD去除率达到92%，达到国家工业水排放的二级标准。但二氧化氯法存在的问题主要是二氧化氯用量较大，费用较高，而且引入大量的氯离子。

漂白粉的有效成分是Ca（ClO）2，它在水中易放出氧和氯气使其具有很强的氧化性，可氧化废水中的有机物，进而降低COD。漂白粉还具有漂白作用，可以使水样变得澄清透明。此外，漂白粉通常含有Ca（OH）2，CaCl2等杂质，它们可以作为助凝剂，提高混凝效果。高玺莹等针对大庆油田压裂施工过程中剩余压裂液的实际情况确定了NaClO氧化――漂白粉氧化――混凝――Fenton氧化――活性炭吸附――TiO2光催化氧化，六步处理工艺，处理后的废水能达标排放。其中，漂白粉氧化条件为：氧化所需pH值为11，漂白粉投加量0.75g，氧化时间为80min，COD去除率达到26.51%。

2.2高级氧化法

高级氧化技术（AdvancedOxidationProcess，简称AOPs）用于处理难降解有机污染物。其中Fenton试剂催化氧化法的应用最为广泛，一般的生化和物化法难以处理的有机污染物，可以用此方法处理。Fenton试剂的活性成分为氧化剂H2O2和催化剂Fe2+。在酸性环境下，通过Fe2+来激活、使H2O2发生Fenton反应分解出水、氧气和羟基自由基。通过产生活性极强的羟基自由基（・OH），・OH几乎能将废水中的有机污染物氧化降解成无毒或低毒的小分子物质，从而降低COD。

周国娟等采用Fenton氧化-絮凝处理方法对压裂废水进行处理研究，结果表明：在压裂废水pH值为3.0时，投加0.2%（质量分数）的H2O2和20mg/L的（FeSO4），处理后将废水pH值调至7.5后，水中的悬浮物含量和含油量分别为2.5mg/L和5.22mg/L，平均腐蚀速率和细菌含量分别为0.011mm/a和10个/ml，达到油田回注水的水质标准。

Fenton法在处理难降解有机物的同时也要解决其带来的问题，如：产生的H2O2即有极强的腐蚀性，容易腐蚀设备，氧化过程中产生的二价铁离子使水的颜色变深，Fe（OH）3沉淀带来的污泥，反应产生的过量H2O2残留在水中会抑制羟基自由基的产生，不利于Fenton反应的进行等。

目前，还有一些类似于Fenton氧化法的处理废液的方法，其主要作用原理都是在于促使H2O2分解出羟基自由基。例如H2O2加臭氧，H2O2加紫外光等方法，但这些方法相较于Fenton法成本高，处理方法复杂，不宜工业化推广应用。

3活性炭吸附法

活性炭一般是多孔、有巨大比表面积、吸附性能高的固体。活性炭吸附是去除水中溶解性有机物的最有效方法之一，可以明显改善自来水的色度、嗅味和各项有机物指标。

在处理压裂液废水实际应用过程中，吸附法通常与其他方法联合处理废液。万里平等采用同时活性炭吸附与双氧水氧化的方法处理微电解处理之后的酸化压裂废水，COD去除率为90%，有效地降低了水中的污染物含量。

但优质活性炭的价格较高，会导致总处理成本增加，且活性炭再生费用也比较高，高温热再生后，炭的损失较大（5%～10%），再生后吸附能力下降10%～15%。

4生化法

生物法处理废水主要是利用微生物的生命活动过程，以废水中某些底物作为营养源，经过分解和合成代谢作用，使底物降解，从而降低废水COD，使废水得到净化的处理方法。废水中含有的污染物质复杂多样的，同时存在能被微生物降解、不能被微生物降解，有害于微生物生长的物质，因此必须经过废水可生化试验进行判断是否能够使用生化法，废水是否适宜以生物处理或具有可生化性的判断方法一般包括：BOD和COD的比值，测定废水不同浓度时的耗氧曲线或测定生化线与呼吸线。

其中，压裂废水有机物浓度高，一般不能直接生化，须经过预处理才具有可生化性。压裂废水在生化法处理之前常采用的预处理方法包括混凝法、氧化法、微电解法、活性炭吸附对其压裂废水进行预处理。何红梅等人对压裂返排液进行预处理后，压裂返排液的COD值由6500mg/L降至2260mg/L，去除率为65%，然后采用直接投加细菌的方法进行生化处理，生化处理15天后，COD值可降到100mg/L以下，其他各项污染指标均达到国家一级排放标准。

生物法处理废水是应用最广的方法。以生化处理为主体的有机废水综合处理具有应用范围广、设备简单、处理能力高、比较经济等特点。而且微生物具有易培养、繁殖快、来源广、对环境适应性强和易实现变异等特征。但是，目前生物法在处理石油压裂废水方面还是一种新尝试，仍然存在着诸多问题，如废水处理时间长（一般需要十几天），菌种培养周期长、对处理环境要求高等。找出优势菌种来缩短处理时间是我们以后的研究。

5超滤法

超滤（UltraFiltration，UF）是一种膜分离技术，能够将溶液进行净化、分离或者浓缩，其分离水平高于微滤低于纳滤。超滤技术截留分子量的定义域为500～50000Ou左右，对应孔径约为0.002～0.1um，操作静压差一般为0.1～0.5MPa，被分离组分的直径约为0.005～10um。超滤过程通常可以理解成与膜孔径大小相关的筛分过程。以超滤膜为过滤介质，通过施加一定的压力，当水流过膜表面时，水、无机盐小于膜直径的小分子可以透过，而水中的悬浮物、胶体、蛋白质和微生物等大分子物质则被阻止透过。

郭省学、潘胜友等人采用生物接触氧化-絮凝-超滤集成技术对采油污水进行了深度处理室内试验研究并且于2007年12月开始在陈庄注水站开展了处理量为600m3/d现场试验。超滤出水符合《碎屑岩油藏注水水质推荐指标》（SY5329-1994）规定的Al注水水质标准，可作为低渗透油川回注水。

与普通的分离技术相比，超滤技术有很多优点：（1）超滤膜的孔径大小适当，溶液中所有的细菌、病毒及胶体微粒、蛋白质和其他大分子有机物基本都能够被截留；（2）分离过程使用低压推动即可，耗能少，大大降低了工艺设备的复杂程度；（3）运行无相际间变化，操作在常温下进行即可；（4）应用范围广，采用系列化不同截留分子量的膜，能将不同分子量溶质的混合液中各组分实现分子量分级；（5）装置体积小，结构简单，使操作、管理及维修都较为容易；（6）整个运行过程在动态下进行，无滤饼形成，过滤速率在稳定的状态下可以达到平衡值不会连续衰减。

浓差极化和膜污染问题是膜分离技术中面临的最主要问题，在运行达到一定时间后，膜的渗透率大幅度下降，需要更换滤膜，而膜的价格较高，频繁的更换导致处理成本的增加，阻碍了超滤分离技术在更大范围内的应用。

从目前已发表的众多研究表明，仅使用单一的方法处理酸化和压裂废水，很难使水质达标。因为酸化废液和压裂废液都存在“三高”问题，通常采用多种处理技术的组合处理法才能更有效地让废液处理达标。

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