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化工废水处理及大流量滤芯保安过滤器在其中的应用

化工废水的特点与处理难点

化工废水的特性由生产工艺、产品类型决定,普遍存在以下核心难点,直接影响处理工艺的选择与稳定性:

  • 1

    成分复杂性

    含多种有毒有害有机物(如酚、苯、氰化物、胺类)、重金属离子(铬、镍、铜、锌)、高浓度盐分及氨氮

  • 2

    浓度与波动性

    COD、BOD浓度极高,且水量、水质随生产批次波动大,对处理系统冲击负荷强

  • 3

    生物兼容性差

    多数污染物对微生物有抑制或毒害作用,且B/C比低,可生化降解成分少

  • 4

    高盐腐蚀性

    高盐浓度不仅抑制微生物活性,还会加剧设备腐蚀,增加后续膜系统结垢风险


化工废水处理核心技术体系

化工废水处理需通过"分级处理"逐步降低污染物浓度,不同阶段技术目标明确,形成协同处理效果:

预处理

破解'毒性高、难降解'难题

预处理是化工废水处理的'第一道防线',核心目标是降低毒性、改善可生化性、去除悬浮物,为后续生化处理创造条件。

物理预处理

  • 格栅/筛网:去除大颗粒杂质

  • 调节池:均化水量与水质

化学预处理

  • 中和调节:将pH值调节至6-9

  • 混凝沉淀/气浮:降低SS与部分COD

  • 高级氧化:提升B/C比,降低毒性

生化处理

实现'有机物深度降解'

生化处理是化工废水处理的'核心环节',依托微生物代谢作用深度降解有机物、脱氮除磷,是降低COD、氨氮的关键。

厌氧生化处理

  • 适用场景:高浓度COD废水(COD>5000mg/L)

  • 核心工艺:UASB、IC

好氧生化处理

  • 适用场景:低浓度或可生化性较好的废水

  • 核心工艺:A/O、A²/O、SBR、MBR

深度处理与回用

实现'达标'到'资源化'的跨越

深度处理的目标是去除残留难降解污染物、脱盐、杀菌,满足高标准排放或循环回用要求。

深度氧化

  • 进一步降解残留的微量有机物

  • 降低COD至排放标准以下

膜分离技术

  • 超滤/微滤:作为反渗透的前置保护

  • 反渗透:脱除98%以上的溶解盐和有机物

离子交换

  • 针对性去除特定离子

  • 制备高纯度水

化工废水深度处理技术全解析

深度处理位于传统"预处理+生化处理"之后,其目标是实现废水的高标准回用或近乎零排放,并彻底去除常规方法难以处理的污染物。

一、深度处理的目标与必要性

残留污染物类型

  • 难降解有机物:生化法无法处理的持久性、有毒有害有机物

  • 溶解性盐分:高浓度的总溶解固体

  • 微量污染物:残留的氮、磷、色度、嗅味等

  • 悬浮物:微米级的细小颗粒

深度处理核心目标

  • 回用标准:作为循环冷却水、生产工艺用水、锅炉补给水等

  • 严格排放标准:满足日益严格的环保法规(如地表水Ⅳ类标准)

  • 近零排放:最大限度回收水资源,将污染物浓缩为极小量的废渣

二、核心深度处理技术详解

深度处理技术主要分为两大类:高级氧化技术和高级分离技术。

高级氧化技术

产生具有极强氧化能力的羟基自由基·OH,无选择性地将大分子难降解有机物彻底氧化分解

Fenton试剂法

Fe²⁺ + H₂O₂ 在酸性条件下反应产生·OH。成本相对较低,效果显著,但会产生大量含铁污泥。

臭氧催化氧化

臭氧在催化剂(如金属氧化物)作用下产生更多·OH。效率高,无二次污染,但设备投资和运行电耗较高。

电化学氧化

通过电极反应直接或间接产生·OH。设备紧凑、反应可控,但电极材料昂贵且能耗高。

湿式催化氧化

在高温高压下,利用氧气和催化剂氧化有机物。适用于处理极高浓度的有机废水。

膜分离技术

利用不同孔径的膜材料实现污染物的选择性分离,是实现深度净化和回用的关键技术

超滤/微滤

作为反渗透的预处理单元,用于去除水中剩余的微小悬浮物、胶体和细菌,保证RO进水水质。

反渗透

深度脱盐和去除有机物的核心。在高压力下,水分子被迫通过致密的RO膜,而98%以上的溶解盐、有机物、细菌和病毒被截留。

纳滤

孔径介于RO和UF之间,对二价离子和分子量200-1000 Da的有机物有高截留率。常用于'选择性'分离。

其他重要技术

针对特定污染物或水质要求的深度处理技术

离子交换

用于去除特定的溶解离子(如重金属、氨氮),制备高纯度水。常用于RO产水的进一步'抛光'。

高级吸附

使用活性炭、树脂吸附剂或新型材料(如分子筛)吸附去除微量污染物、色度和嗅味。

三、深度处理系统设计与关键设备应用

典型深度处理系统流程

生化处理出水

含难降解COD、盐分、SS

高级氧化单元

如Fenton/臭氧

中和沉淀

调节pH值,去除悬浮物

大流量滤芯过滤器

去除氧化后产生的絮体、SS

超滤系统

进一步去除微小悬浮物和胶体

保安过滤器

5μm绝对精度,RO系统的最后保护

高压泵 → 反渗透RO系统

深度脱盐和去除有机物

回用水

≥90%回收率

大流量滤芯过滤器

  • 位置:在高级氧化之后、超滤系统之前

  • 作用:拦截高级氧化产生的铁泥等絮状物,减轻后续超滤系统的污染负荷,保护超滤膜

  • 优势:处理量大、更换便捷,适合作为膜系统的前道粗保护

保安过滤器

  • 位置:紧靠在反渗透高压泵之前,是RO系统的"贴身保镖"

  • 作用:截留超滤系统可能泄漏的微量悬浮物、胶体、微生物碎片等一切可能大于5μm的颗粒

  • 要求:必须使用绝对精度5μm的滤芯,并严格监控压差,定期更换

四、技术选择考量因素

选择何种深度处理技术组合,取决于以下关键因素:

进水水质

难降解COD浓度、含盐量、SS含量等

产水要求

回用水的水质标准(电导率、COD、硬度等)

投资与运行成本

高级氧化和膜系统的投资较高,需综合考虑药剂、电耗、膜更换、维护等费用

系统稳定性与操作性

技术的成熟度、自动化程度和操作难度


化工废水处理典型流程

完整的化工废水处理系统需将上述技术有序衔接,形成标准化处理链条,同时根据水质特性灵活调整:

化工废水原水

含有多种有毒有害有机物、重金属离子、高浓度盐分及氨氮

预处理系统

格栅→调节池→中和→混凝沉淀/气浮→高级氧化,降低毒性、改善可生化性

生化处理系统

厌氧UASB/IC→好氧A/O/A²/O/SBR/MBR,深度降解有机物、脱氮除磷

深度处理系统

高级氧化→超滤UF→保安过滤器→反渗透RO,去除残留难降解污染物、脱盐

达标排放/循环回用

处理后水可作为工艺用水、循环冷却水或达标排放

流程关键说明

预处理与生化衔接

若原水COD>10000mg/L,需先经UASB厌氧处理降低负荷,再进入好氧系统;若含重金属,需在预处理阶段加硫化钠、螯合剂沉淀去除,避免毒害微生物。

深度处理与回用适配

若目标为"零排放",反渗透浓水需进一步经蒸发结晶处理,回收盐分;若仅需达标排放,可简化深度处理工艺(如高级氧化+过滤),降低成本。


保安过滤器与大流量滤芯的应用

在化工废水处理流程中,保安过滤器是核心保护设备,其作用是拦截上游工艺残留的微小杂质,避免后续高价值设备堵塞或损坏。 而大流量滤芯作为保安过滤器的核心部件,凭借"高流量、高容污、耐冲击"的特性,完美适配化工废水"处理量大、水质波动大"的工况。

预处理后—拦截残留矾花与悬浮物

保护生化/超滤系统,避免污泥负荷升高、膜孔堵塞

滤芯精度

25-100μm

适配优势

  • 高容污量:过滤面积可达普通滤芯的3-5倍,更换周期延长3-5倍

  • 高流量适配:单支滤芯额定流量可达50-150m³/h,减少设备占地

  • 耐腐蚀性强:pH耐受范围广(1-14),无材质溶出污染

膜系统前—精准拦截微小杂质

保护超滤/反渗透膜,是膜系统的'最后一道物理屏障'

滤芯精度

5-20μm

适配优势

  • 低压降节能:进出口压差通常<0.2bar,减少泵体能耗

  • 精度稳定可靠:杂质截留率>99%,确保膜进水水质达标

  • 更换便捷高效:无需工具,单支滤芯更换时间<5分钟

材质适配性

  • 滤芯材质:优先选聚丙烯(PP),强有机溶剂环境选聚四氟乙烯(PTFE)

  • 过滤器外壳:中小型系统选316L不锈钢,大型系统可选碳钢衬塑

精度与流量匹配

  • 精度:遵循'后续设备耐受度-1个等级'原则

  • 流量:按'单支滤芯额定流量×滤芯数量=系统设计处理量×1.2'计算

维护管理要求

  • 压差监控:压差达到0.7-1.0bar时必须更换滤芯

  • 预防性更换:每3-6个月更换一次,避免滤芯老化

  • 清洗周期:SS<20mg/L时,可进行1-2次反洗,延长使用寿命



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