用物理的、化學的或生物的方法使火力發電廠排放的廢水水質符合國家(或地區)規定的排放標準或達到再利用要求的工藝。廢水種類及其污染物 火電廠排放的廢水按排放方式區分，即在廢水中主要的污染物是懸浮的固體，石油和油脂，有機物，溶解的金屬以及各類有毒的化學物質，在不同的污水流中，必須根據污染的情況在系統中收集和分離污水。
基本介紹
- 中文名：集體廢水處理
- 外文名：Collective wastewater treatment
- 來源：主要源於工業
- 學科：氣象環境
- 治理：物理化學生物
- 影響：減少污染
- 拼音：ji ti fu shu chu li
簡介,來源,工業,生物廢水,生物製藥的廢水來源,發酵廢水,沖洗廢水,其他廢水,治理方案,工業廢水處理,煤化工廢水的來源分析,煤化工廢水的處理方法,深度處理方法,物理廢水處理,運用傳統物理方法,重力分離法,離心分離法,運用納米技術,廢水的實例,生物廢水處理,厭氧法能直接處理高濃度有機廢水,生物廢水處理的成熟工藝,
簡介
對各種廢水所作的淨化處理。城市生活污水和某些工業廢水的處理，按處理程度一般可分為三級。一級處理的任務是從廢水中去除呈懸浮狀態的固體污染物。為此，多採用物理處理法中的各種處理單元如沉澱、篩濾等。處理後，懸浮固體的去除率為70～80%，而BOD的去除率只有25～45%左右，廢水的淨化程度不高。二級處理的任務是大幅度地去除廢水中的有機污染物，一般用需氧生物處理法如活性污泥法、生物膜法、氧化塘法等。處理後，廢水中的BOD可去除80～90%，BOD含量可低於30毫克/升。三級處理的任務是進一步去除廢水中的懸浮物質、無機鹽類及其他污染物，以便控制水體的富營養化，達到廢水的重新利用。三級處理包括除磷、除氮、除有機物、除無機物和除病原體等幾個單元。根據出水的去向和用途，其處理流程和組成單元有所不同： ①物理法： 包括過濾、蒸餾和滲透技術; ②化學法：電滲析、化學沉降、活性炭吸附和離子交換等;③生物法： 藻類除氮以及利用細菌的同化、硝化和反硝化作用去除營養鹽。污水三級處理費用昂貴，使其發展和推廣受到限制。此法只適用於嚴重缺水的地區和城市。
來源
根據廢水來源，可分為生活污水和工業廢水兩大類。前者是人類生活活動過程中排出的廢水;後者是人類工業生產活動過程中排出的廢水。此外，由城鎮排出的廢水，叫做城市污水，其中既包括生活污水也包括工業廢水。
工業廢水由於生產過程、原料、產品的不同，而具有不同的性質和成分，一種廢水往往含有多種成分。根據廢水的污染程度，工業廢水可分為淨廢水和濁廢水(或稱生產污水)兩類。淨廢水來自各種工業設備間接冷卻用水，僅水溫升高，污染輕微，可經某些簡單處理後循環使用或排入水體;濁廢水主要來自生產過程中與物料直接接觸所排出的廢水，污染程度較重，必須經過嚴格處理才能循環使用或排入水體。根據濁廢水中所含成分，又可分為以下四類：
(1)無機廢水。廢水中主要污染成分為無機物，來自採礦、冶金、煤炭和建築材料等行 業。
(2)有機廢水。廢水中主要污染成分為有機物，來自造紙、釀造、食品加工、石油煉製和化工等行業。
(4)放射性廢水。主要來自核電站以及生產或使用放射性物質的有關工業和部門。
生活污水來自城市、醫院、工廠福利區，主要污染成分為生活廢料和人的排泄物，一般不含有毒物質，但含有大量細菌和病原體。
工業
煤化工廢水是經過化學加工的煤原料，所轉化成的焦化、氣化、液化廢水，這些廢水的成分複雜，具有難降解、毒性等特徵，對水體造成極大的污染，因此我們有必要加強對煤化工廢水的處理力度。為了有效實現這個目的，本文將在對煤化工廢水來源詳細分析的基礎上，從各個角度制定具體的處理方法，為煤化工廢水處理的發展提供基礎依據。
生物廢水
生物製藥的廢水來源
生物製藥的工藝單元主要有微生物發酵、過濾、萃取結晶、化學方法提取、精製等， 其生產過程所產生的廢水主要有：
發酵廢水
發酵廢水是經提取有用物質後的發酵殘液， 含大量未被利用的有機物組分及其分解產物。BOD5 一般在 3000- 14000mg/L。發酵過程中採用一些化工原料， 廢水中含有一定的酸、鹼和有機溶劑等。
沖洗廢水
沖洗廢水主要是發酵罐的清洗、分離機的清洗及其他清洗工段和地面沖洗等。由於沖洗水的稀釋， BOD5 一般為 300-2000mg/L。
其他廢水
其他廢水主要是冷卻水、辦公及生活廢水以及部分酸、鹼廢水。濃度接近城市污水， BOD5 一般在 150mg/L 左右。生物製藥廢水主要特徵生物製藥的廢水成分複雜， 有機物濃度高， 溶解性和膠體性固體濃度大， PH 值經常變化， 溫度較高， 帶有顏色和氣味， 懸浮物含量高易產生泡沫。含有難降解物質和有抑菌作用的抗生素且有毒性等。CODcr 濃度高( 7000- 90000mg/l) 。主要為發酵殘餘基質及營養物， 溶媒提取過程中的萃余液， 經溶媒回收後排出的蒸餾釜殘液， 離水交換過程排出的吸附廢液， 水中不溶性抗生素的發酵濾液， 以及染菌倒灌廢液等。SS 濃度高。主要為發酵的殘餘培養基質和發酵的微生物菌體。存在毒性物質。主要是廢水中殘留的抗生素， 硫酸鹽及化工原料對好氧污泥活性有抑制。廢水成分複雜。主要是中間代謝產物， 表面活性溶劑和提取分離中殘留的高濃度酸、鹼， 有機溶劑等化工原料。此類成分易引起 PH值波動大、色度高和氣味重等不利因素， 影響厭氧反應器中的細菌生長。
治理方案
用特殊的技術和方法使工業廢水、農業廢水和生活污水無害化。廢水處理分三級：一級處理用以去除廢水中的漂浮物和部分懸浮狀態的污染物，調節廢水PH值，減輕廢水的腐化程度和後續處理工藝負荷，一般採用物理方法; 二級處理一般套用生物方法去除污水中有機污染物，使污水進一步淨化; 三級處理亦稱高級處理，一般套用化學方法或物理化學方法處理污水中的磷、氮和生物難以降解的有機物、無機物、病源體等。工業已開發國家的城市污水處理開始較早，一般以一級處理為預處理，二級處理為主體，三級處理很少使用。現代的廢水處理方法包括： (1) 物理處理法。通過物理作用分離去除廢水中不溶解的懸浮狀污染物 (包括油膜和油珠)。可分為重力分離法、離心分離法、篩濾截留法、廢水氣液交換處理法、廢水高梯度磁分離處理法、廢水吸附處理法等; (2) 化學處理法。通過化學反應和傳質作用來分離、去除廢水中呈溶解、膠體狀態的污染物或將其轉化為無害的物質。在化學處理法中，以投加藥劑產生化學反應為基礎的處理單元是： 混凝、中和、氧化還原等，其具體方法有中和處理法、混凝處理法、化學沉澱處理法、氧化處理法; 以傳質作用為基礎的處理單元則有： 萃取、汽提、吹脫、吸附、離子交換以及電滲析和反滲透等，屬於物理化學處理法，具體包括離子交換處理法、吸附處理法、萃取處理法、光氧化處理法以及各種膜分離技術; (3)生物處理法。通過微生物的代謝作用，使廢水中呈溶液、膠體以及微細懸浮狀態的有機污染物，轉化為穩定、無害的物質。根據作用微生物的不同，可分為需氧生物處理法和厭氧生物處理法。需氧生物處理法包括活性污泥法和生物膜法兩類，是廢水生物處理中廣泛使用的方法。厭氧生物處理法又稱生物還原處理法，主要用於處理高濃度有機廢水和污泥。由於廢水中包含有多種污染物，所以往往需要幾種方法、幾種處理單元組成一個處理系統，進行綜合處理，才能達到排放標準。
工業廢水處理
煤化工廢水的來源分析
煤化工以煤作為主要的原料，在進行化學加工的過程中，產生各種化學成分的氣體、液體和固體廢水，具體的情況如下。
焦化廢水
在高溫狀態下乾餾煉焦煤，煉焦煤裡面的水分與粗煤氣混雜混雜在一起，並形成成分複雜的剩餘氨水冷凝液，譬如回收與精製車間的焦油渣、酸焦油，再如熄焦池的焦粉和生化脫酚工段的活性污泥等。另外在煤氣淨化的過程當中，以及在焦油加工、粗苯精製等過程中所產生的成分複雜的廢水，都具有焦化廢水的性質。
氣化廢水
爐中的煤燃料在高溫之下，以空氣作為氣化的介質，與煤燃料當中的可燃物質產生化學反應，然後轉化成氣體燃料，另外還產生煤氣洗滌廢水和冷凝水等氣化廢水，常見的有固定床的固態氣化排渣、加壓液態排渣，以及流化床氣化排渣和氣流床氣化排渣等。
液化廢水
這種廢水既可以通過直接液化，也可以通過間接液化產生。直接液化是煤燃料在爐中的高溫和高壓狀態下，加入的氫氣促使煤燃料中的有機高分子結構轉化成為較低分子的液體燃料，雖然產生的廢水量比較少，但廢水當中所含有的硫化物和氨等濃度非常高。間接液化煤氣氣化之後產生合成氣，與催化劑共同作用後產生燃料油，但在分離過程中會產生技術污染的廢水。
煤化工廢水的處理方法
根據煤化工廢水的來源，以及結合國內煤化工行業的廢水處理技術狀況，筆者建議採用物化預處理、生化處理和物化深度處理三種方法。
物化預處理方法
物化預處理有氣浮和隔油等多種方法，以氣浮法為例，鑒於廢水的油類比較多，對後續的生化處理效果具有較大的影響，而這種方法能夠將煤化工廢水進行預處理之後，分離出廢水當中的油類，並再次利用回收利用，這種方法還具有預曝氣的作用。以某焦化廠為例，該廠採用運行費用比較低的射流氣浮除油法，將各種除油系統串聯起來，在蒸生化之前，確定廢水含油量在 30g/m3以下，於是利用含氣浮組合系統，分理出焦化廢水當中的油類，除油率達到了 80%左右。
總結：
一是除油過程中氣浮系統的設計負荷必須穩定，而且將進水油和出水油濃度分別控制為 200-400mg/L 和 900mg/L；二是要綜合考慮油和水的密度差異因素，利用油密度小於水密度的物理性質，控制油和水分別往相反的方向流動，然後分別利用集油和集水設備收集。
生化處理方法
這種方法主要針對已經進行預處理的煤化工廢水，常見的有缺氧生物處理和好樣氧氣生物處理兩種，也可以將兩種處理方法相結合使用。首先是好氧生物法，這種方法是將活性炭粉末投到活性污泥曝氣池當中，吸附曝氣池裡面的有機物和溶解氧，為活性污泥當中的微生物提供食物，提高有機物的氧化分解速度，某化工廠在利用 PACT 法，對焦化廢水進行反硝化深度處理，焦化廢水中 COD 的濃度從 570mg/L 降到 100mg/L，氨氮的濃度從394mg/L 降到 15mg/L，符合排放的基本要求。其次是厭氧生物法，這種方法主要針對好氧生物降解法無法有效降解的有機物，譬如某化工廠用濃度為 7600mg/L 的酚加入煤氣廢水當中，高倍稀釋煤氣廢水，然後進行厭氧消化。再次是好氧和厭氧聯合生物法，在好氧生物法和厭氧生物法單獨時候都不能有效處理煤化工廢水的時候，可將兩種方法聯合使用，譬如某化工廠用好氧生物法去除工業廢水當中 90%以上的 COD，但有機物萘的去除率僅有10%，於是聯合採用厭氧固膜法，有效地將有機物萘去除乾淨，這種方法在我國煤化工廢水生物處理工藝當中，廣為使用。
深度處理方法
深度處理常見的有高級氧化、吸附、固定化生物技術等多種方法：首先是高級氧化技術，主要針對含有酚類、氮類、多環芳烴等難降解有機物的煤化工廢水，為了避免影響後續的生化處理效果，可利用這種方法將工業廢水當中的難降解有機物轉化成 CO2、水、N2 等無害物質，譬如濕式催化氧化技術，將待處理的廢水處於一定溫度和壓力的環境下，利用催化劑分解污水中的有機物，降解成無害的物質，具有高效和簡單的優點。其次是固定化生物技術，能夠達到 1500mg/L 濃度 COD 的去除效果，譬如固定化混合菌群降解技術，某工程採用這種技術降解焦化廢水當中的多環芳烴，在多環芳烴被完全降解之後，固定化的細胞吸收有機物的營養而繼續生長，在 15 天之後將焦化廢水當中的酚、萘等完全降解乾淨。再次是吸附法，這種方法主要用於去除固定物體表面的物質物質，在處理工業廢水的過程當中，經過固體顆粒的廢水污染物往往會吸附在固體表面，這時候我們可以利用吸附 Fenton 催化劑的活性炭進行催化氧化處理。
物理廢水處理
近年來，隨著我國工業的迅猛發展，加上一些企業技術與管理水平較低，水體污染日趨嚴重。目前，我國的工業增長方式基本上仍處於“粗放型”擴大再生產的狀態，環境污染嚴峻。大量的無機、有機污染物進入水體，造成水體富營養化，破壞水環境生態平衡，危害人體的健康安全。同時，大量的污染物破壞了寶貴的水資源，使本來就十分緊張的水資源更加短缺[2]。因此，對工業廢水的處理已是一個刻不容緩的問題。下面將主要介紹一些關於採取物理方法和技術來處理工業廢水的問題。
運用傳統物理方法
廢水的傳統物理處理法一般是指通過物理作用分離和去除廢水中不溶解的懸浮固體的方法[3]。這種物理處理法主要有重力分離法和離心分離法等。
重力分離法
重力分離法依靠廢水懸浮物密度與廢水密度不同這個特點。當懸浮物密度大於廢水密度時，在重力作用下，懸浮物下沉形成沉澱物；當懸浮物密度小於廢水密度時，懸浮物上浮到水面。通過收集沉澱物與上浮物，使廢水得到淨化。使用該方法不僅可使廢水得到一定程度的淨化，同時又可以回收有用的物質。重力分離法所使用的設備主要是沉降設備和上浮設備。
離心分離法
廢水的離心分離法是指利用離心力去除廢水中的懸浮顆粒的方法。這種方法使含有懸浮固體（或乳狀油）的廢水高速旋轉，由於懸浮固體和廢水的密度不同，受到的離心力也不同，質量大的懸浮固體，被甩到廢水的外側，這樣就可使懸浮固體、廢水分別通過各自的出口排出，懸浮固體被分離，廢水得以淨化。應該指出的是，這些傳統的物理處理法一般只是分離出廢水的顆粒，因此，幾乎都只在廢水的一級處理中得到套用。在廢水的二級、三級處理中，更多的是採取化學和生物方法。當然，隨著物理技術的不斷發展，現今也有很多先進的物理技術在廢水處理中取得很好的效果。
運用納米技術
眾所周知，納米技術是現代物理和先進工程技術相結合的產物。納米技術的開發和套用給環境污染治理技術的發展開創了新的領域。不同的納米材料具備不同的功能，其中在廢水處理中，套用最廣泛的主要有半導體納米顆粒的光催化技術、納米材料的磁性吸附技術和納米材料的吸附與強化絮凝。
廢水的實例
納米複合吸附劑去除廢水中的磷水體富營養化問題已引起當今人們的普遍關注，大家也都知道水體富營養化的主要元素是磷和氮，同時，即使是經過處理後少量磷也能引起富營養化。那么，如何有效地去除廢水中的磷已成為一個十分關鍵的問題。天津城建學院的王銀葉、韓北等人研製了納米複合吸附劑在靜、動態中去除廢水中的磷。
生物廢水處理
一般認為厭氧消化對毒物的敏感性大於好氧處理， 但多數情況下， 厭氧和好氧結合套用才能達到較好的處理效果。 厭氧微生物能進行好氧微生物所不能進行的解毒反應。由於大多數抗生素結晶母液是代謝產物， 其中不僅含有複雜的苯環結構，而且還存在著大量中間代謝產物， 它們都存在抑菌作用,，因此,，可以在厭氧環境下利用厭氧微生物的生命活動，打破芳香環及較大的苯環結構，破壞其抑菌作用,，提高廢水的處理能力。反應過程的厭氧消化要比好氧處理更為敏感,，因為好氧處理所涉及的微生物及其代謝都是平行的。而在厭氧消化器中，對於該系統的碳源，絕對需要各高度特異化的微生物類群。另一方面，好氧系統具有眾多非特異性的微生物類群,，如果環境條件改變，相應的微生物群體也可能出現微妙的變化。因此充分利用厭氧階段的水解作用，可以破環和降解有毒物的抑菌能力對好氧處理是有利的。
厭氧法能直接處理高濃度有機廢水
但殘留有機物濃度往往比較高， 色度較大， 且帶有臭味， 而好氧處理可在一定程度上克服這些缺點。因此， 製藥廢水處理多採用厭氧法和厭氧法聯合處理工藝。
生物廢水處理的成熟工藝
針對生物製藥的廢水特徵， 工程技術人員設計出多種不同的廢水處理工藝， 主要有：
UASB+生物接觸氧化工藝。流程： 調節池→提升→UASB 反應池→接觸氧化池→二沉池→出水
水解酸化+CASS 處理工藝。流程： 調節池→酸化池→CASS池→出水
SBR 處理工藝。流程： 調節池→提升→SBR 池→出水
厭、好氧吸附處理工藝。流程： 水解→厭氧池→好氧池→混凝池→吸附池→出水
接觸氧化處理工藝。流程： 調節池→接觸氧化塔→接觸氧化池→沉澱→出水
氣浮、厭、好氧處理工藝。流程： 調節池→氣浮池→厭氧池→好氧池→沉澱池→出水
