工业废水处理

工业废水处理描述了用于处理工业产生的作为不良副产物的废水的方法。处理后，处理后的工业废水（或废水）可以重新使用或释放​​到环境的下水道或地表水中。

大多数工业产生一些废水。最近的趋势是最小化这种生产或在生产过程中再循环处理过的废水。

电池制造商专门制造用于电子产品和便携式设备的小型设备（例如电动工具），或者用于汽车，卡车和其他机动车辆的大型高功率单元。制造工厂产生的污染物包括镉、铬、钴、铜、氰化物、铁、铅、锰、汞、镍、油脂、银和锌。

化石燃料发电厂，特别是燃煤发电厂，是工业废水的主要来源。这些工厂中的许多工厂排放的废水中含有大量的金属，例如铅、汞、镉和铬，以及砷、硒和氮化合物（硝酸盐和亚硝酸盐）。废水流包括烟气脱硫、飞灰、底灰和烟气汞控制。具有空气污染控制的植物，例如湿式洗涤器通常会将捕获的污染物转移到废水流中。

灰池是一种表面蓄水池，是燃煤电厂中广泛使用的处理技术。这些池塘利用重力从发电厂废水中沉降出大颗粒（以总悬浮固体计）。该技术不处理溶解的污染物。发电厂根据工厂中的特定废物流使用其他技术来控制污染物。这些包括干灰处理、闭环灰循环、化学沉淀、生物处理（例如活性污泥法）、膜系统和蒸发结晶系统。离子交换膜和膜的技术进步电渗析系统已使烟道气脱硫废水的高效处理达到最近的EPA排放限制。对于其他高度规模化的工业废水处理方法相似。

农业和食品加工过程产生的废水具有鲜明的特征，使其与世界各地由公共或私人污水处理厂管理的普通市政废水区分开来：可生物降解且无毒，但生物需氧量（BOD）高且悬浮固体（SS）。由于蔬菜，水果和肉类产品的废水中BOD和pH的差异，以及食品加工和收获后的季节性，食品和农业废水的成分通常很难预测。

用原材料加工食品需要大量的高级水。蔬菜洗涤产生的水含有大量的颗粒物和一些溶解的有机物。它还可能包含表面活性剂和农药。

乳品加工厂会产生常规污染物（BOD、SS）。

动物屠宰和加工会从体液（例如血液和肠内容物）中产生有机废物。产生的污染物包括BOD、SS、大肠菌、油脂、有机氮和氨。

出售待加工食品会产生烹饪产生的废物，这些废物通常富含植物有机物质，并且还可能包含盐、调味料、着色料和酸或碱。也可能存在非常大量的油或脂肪。

食品加工活动（例如工厂清洁、物料运输、装瓶和产品洗涤）会产生废水。许多食品加工设施需要现场处理，然后才能将运营中的废水土地施用或排放到水道或下水道系统中。高悬浮固体含量的有机颗粒会增加BOD，并可能导致下水道附加费高昂。沉降、楔丝筛分或旋转带过滤（微筛分）是减少排放前悬浮有机固体负荷的常用方法。

该生产铁从矿石涉及强大的还原高炉反应。冷却水不可避免地被产品尤其是氨和氰化物污染。在焦化厂中从煤中生产焦炭还需要水冷却以及副产物分离中使用水。废物流的污染包括气化产物，例如苯、萘、蒽、氰化物、氨、酚、甲酚 以及一系列更复杂的有机化合物，统称为多环芳烃（PAH）。

将钢铁转化为薄板，线材或棒材需要进行热和冷机械转换阶段，这些阶段经常采用水作为润滑剂和冷却剂。污染物包括液压油，牛脂和颗粒状固体。钢铁产品在出售之前的最终处理包括在强无机酸中酸洗以去除铁锈，并为镀锡或铬镀层或其他表面处理（如镀锌或喷漆）做准备。常用的两种酸是盐酸和硫酸。废水包括酸性漂洗水和废酸。尽管许多工厂都经营着酸回收工厂（尤其是那些使用盐酸的工厂），其中的无机酸从铁盐中蒸发出来，但仍有大量的高酸性硫酸亚铁或氯化亚铁需要处理。许多钢铁工业废水被液压油（也称为可溶性油）污染。

与矿山和采石场有关的主要废水是水中的岩石颗粒泥浆。这些是由于雨水冲洗裸露的地面和运输道路，以及岩石冲洗和平整过程而产生的。水量可能非常高，特别是在大型场所中与降雨相关的事件。一些专门的分离操作，如煤洗涤使用分离煤从天然岩石的密度梯度，可产生废水通过细颗粒污染赤铁矿和表面活性剂。油和液压油也是常见的污染物。

来自金属矿山和矿石回收厂的废水不可避免地受到天然岩层中存在的矿物的污染。在压碎和提取所需物质之后，不良物质可能会进入废水流。对于金属矿山，这可能包括不需要的金属（例如锌）和其他材料（例如砷）。高价值金属，如提取金和银可产生泥含有在物理去除污染物变得特别困难的非常细的颗粒。

此外，具有经济价值的金属（例如铜和金）的地质构造经常由硫化物型矿石组成。该处理需要将岩石磨成细颗粒，然后提取所需的金属，剩下的岩石称为尾矿。这些尾矿不仅包含不希望有的残留金属的组合，还包含硫化物成分，这些硫化物成分在暴露于空气和水中时最终形成硫酸，而当尾矿以大容量处置时，不可避免地会发生这种情况。所产生的酸性矿山排水通常富含重金属（因为酸会溶解金属），是采矿对环境造成的众多影响之一。

核和放射性化学工业产生的废物被视为放射性废物。

有机化学制造商排放的具体污染物因工厂而异，具体取决于所生产产品的类型，例如散装有机化学药品、树脂、农药、塑料或合成纤维。可能排放的一些有机化合物是苯、氯仿、萘、苯酚、甲苯和氯乙烯。生化需氧量（BOD）是对一系列有机污染物的总测量值，可用于评估生物废水处理系统的有效性，并在某些排放许可中用作调节参数。金属污染物的排放可能包括铬、铜、铅、镍和锌。

在污染物排放石油精炼厂和石化工厂包括常规污染物（BOD、油和油脂、悬浮固体）、氨、铬、酚类和硫化物。

制浆造纸行业的废水中悬浮固体和BOD通常较高。用漂白木浆造纸的工厂可能会产生氯仿、二恶英（包括2、3、7、8-TCDD）、呋喃、酚和化学需氧量（COD）。使用进口纸浆的独立造纸厂可能只需要简单的初步处理，例如沉淀或溶解气浮。BOD或COD以及有机污染物的增加，可能需要生物处理，例如活性污泥或上流厌氧污泥床反应器。对于无机物含量高的工厂（例如盐），可能需要进行三次处理，例如超滤或反渗透等常规膜处理或去除特定污染物（如营养素）的处理。

包括地毯制造商在内的纺织厂都通过多种过程产生废水，这些过程包括羊毛清洁和整理，纱线制造和织物整理（例如漂白、染色、树脂处理、防水和阻燃性阻燃）。纺织厂产生的污染物包括BOD、SS、油脂、硫化物、酚和铬。杀虫剂羊毛中的残留物是处理羊毛加工中产生的水的一个特殊问题。废水中可能存在动物脂肪，如果未被污染，则可以将其回收以生产牛脂或进一步提炼。

纺织印染厂产生的废水中含有合成染料（例如，活性染料、酸性染料、碱性染料、分散染料、大桶染料、硫磺染料、媒染染料、直接染料、根系染料、溶剂染料、颜料染料）和天然染料，口香糖增稠剂（瓜尔胶）和各种润湿剂、pH缓冲剂和染料抑制剂或促进剂。使用基于聚合物的絮凝剂和沉降剂进行处理后，典型的监控参数包括BOD、COD、颜色（ADMI）、硫化物、油脂、苯酚、TSS和重金属（铬、锌、铅、铜）。

油进入废水流的工业应用可能包括洗车场、车间、燃料储存库、交通枢纽和发电。通常，废水被排入当地的下水道或商业废物系统，并且必须符合当地的环境规范。典型的污染物可包括溶剂、清洁剂、粗砂、润滑剂和碳氢化合物。

许多工业需要处理水以获得用于苛刻目的的非常高质量的水，例如纯化学合成或锅炉给水。许多水处理过程会通过过滤和沉淀产生有机和矿物污泥。使用天然或合成树脂进行离子交换可从水中除去钙、镁和碳酸根离子，通常用钠、氯离子、羟基离子代替和/或其他离子。用强酸和强碱再生离子交换柱会产生富含硬度离子的废水，这些离子很容易沉淀出来，特别是与其他废水成分混合使用时。

木材防腐厂会产生常规和有毒污染物，包括砷、化学需氧量、铜、铬、pH值异常高或低、酚、油脂和悬浮固体。

废水的各种污染需要多种策略来去除污染。

盐水处理涉及从废物流中去除溶解的盐离子。尽管存在与海水淡化或微咸水淡化的相似之处，但工业盐水处理可能包含溶解离子的独特组合，例如硬度离子或其他金属，因此需要特定的工艺和设备。

盐水处理系统通常经过优化，以减少最终排放量以进行更经济的处理（因为处理成本通常取决于体积），或者使淡水或盐的回收率最大化。盐水处理系统也可以进行优化以减少电力消耗、化学药品使用或物理足迹。

处理冷却塔排污当盐水处理通常遇到的，所产生的水从蒸汽辅助重力泄油（SAGD）从，生成的水天然气开采诸如煤层气、压裂回流水、酸性矿山或酸岩排水、反渗透拒绝、氯-碱性废水、纸浆和造纸厂废水以及食品和饮料加工产生的废物流。

盐水处理技术可能包括：膜过滤工艺，例如反渗透；离子交换过程，如电渗析或弱酸阳离子交换; 或蒸发过程，例如采用机械蒸汽再压缩和蒸汽的盐水浓缩器和结晶器。

反渗透在盐水处理中可能不可行，这是由于硬盐或有机污染物或碳氢化合物对反渗透膜造成损坏而造成的潜在污染。

蒸发工艺在盐水处理中最为广泛，因为它们可以实现最高的浓缩程度，甚至高达固体盐。它们还产生最高纯度的废水，甚至馏出液质量。蒸发过程也更耐有机物，碳氢化合物或硬盐。但是，由于原动机是浓盐水，所以能耗很高，并且腐蚀可能是一个问题。结果，蒸发系统通常采用钛或双相不锈钢材料。

盐水管理检查盐水处理的更广泛背景，并且可能包括考虑政府政策和法规，公司可持续性、环境影响、回收、处理和运输、围堵，与现场处理相比集中化，避免和减少、技术和经济性。盐水管理与渗滤液管理和更一般的废物管理存在一些问题。

大多数固体可以使用简单的沉降技术去除，固体可以作为淤浆或淤泥回收。极细的固体和密度接近水密度的固体带来特殊问题。在这种情况下，可能需要过滤或超滤。尽管可以使用絮凝法，但可以使用明矾盐或添加聚电解质。工业食品加工产生的废水通常需要进行现场处理，然后才能排放掉，以防止或减少下水道附加费。行业类型和特定的操作规范决定了产生哪种类型的废水以及需要哪种类型的处理。减少诸如废物，有机材料和沙子之类的固体通常是工业废水处理的目标。减少固体含量的一些常见方法包括初次沉淀（澄清）、溶解气浮法（DAF）、带式过滤（微筛）和鼓式筛。

有效去除油脂的方法取决于油脂的悬浮状态和液滴大小，进而影响分离器技术的选择。工业废水中的油可以是游离的轻油，倾向于下沉的重油和乳化油（通常称为可溶性油）。乳化或可溶性油通常将需要进行“裂化”处理，以使油从乳液中释放出来。在大多数情况下，这是通过降低水基质的pH值来实现的。

大多数分离器技术将具有可以有效处理的最佳油滴尺寸范围。

可以使用视频粒子分析仪来分析油性水以确定液滴大小。每种分离器技术都有自己的性能曲线，该曲线概述了基于油滴大小的最佳性能。最常见的分离器是重力罐或矿坑、API油水分离器或板装，通过DAF、离心机、介质过滤器和水力旋流器进行的化学处理。