《工业废水处理技术》课件

《工业废水处理技术》欢迎学习《工业废水处理技术》，这是环境工程专业的核心课程，主要探讨工业废水处理的基础理论与应用技术本课程共计32学时，2学分，是2025年更新的最新版本教材在工业快速发展的今天，废水处理已成为环保领域的重要议题本课程将为您提供系统化的工业废水处理知识，从基本原理到实际应用，帮助您掌握这一关键环保技术课程简介学习目标重点内容通过本课程学习，您将全面掌课程重点涵盖各类处理工艺、握工业废水处理的基本理论与常用技术与方法，包括物理技术应用方法，能够分析不同法、化学法、生物法和新兴处行业废水特性并设计合适的处理技术，着重分析其适用条件理工艺与效果学习要求本课程要求理论与实践相结合，学生需完成课堂学习、实验操作和工程案例分析，培养实际问题解决能力学习本课程前，建议您已具备水污染控制工程基础知识，这将有助于更好地理解复杂工艺流程和处理机理目录第一章工业废水概述介绍工业废水的定义、分类、特点及处理意义与挑战第二章工业废水的物理处理方法详解沉淀、过滤、气浮等物理处理技术第三章工业废水的化学处理方法探讨中和、沉淀、混凝、氧化还原等化学处理工艺第四章工业废水的生物处理方法讲解好氧、厌氧等生物处理技术原理与应用第五章高级氧化技术介绍Fenton、臭氧、UV等高级氧化处理技术第六章膜分离技术分析反渗透、纳滤等膜技术在废水处理中的应用第七章特种工业废水处理案例通过实际案例分析不同行业废水处理方案第一章工业废水概述工业废水的定义与分类探讨工业废水的科学定义，并按行业类型、污染物性质及处理难度进行系统分类工业废水的特点分析工业废水的主要特征，包括成分复杂性、危害性及区域差异等方面工业废水处理的意义与挑战阐述处理工业废水的环境、经济和社会价值，以及当前面临的技术和管理挑战工业废水处理发展现状概述国内外工业废水处理技术的发展历程和当前应用状况工业废水的定义与分类定义按行业分类工业废水是指工业生产过程中排放可分为电镀废水、造纸废水、印染的废水，包括生产废水、冷却水和废水、制药废水、冶金废水、化工洗涤水等，其污染物种类和浓度因废水等多种类型，每种废水具有独行业而异特的污染特征按处理难度分类按污染物分类根据污染物的可处理性，可分为易可分为有机废水（如制药、食品加处理废水、难处理废水和特别难处工）、无机废水（如重金属、酸碱理废水，处理难度直接影响处理工废水）和混合废水，污染物组成决艺的复杂程度和成本定了处理方法的选择工业废水的主要特点成分复杂工业废水中含有多种有毒有害物质，包括重金属、有机溶剂、酚类、氰化物等，成分多样且相互作用复杂，增加了处理难度高盐高碱许多工业废水如电镀废水、化工废水中SO₄²⁻浓度高达1mg/L以上，易在设备表面形成结垢，影响处理效率和设备寿命排放标准苛刻国家对工业废水排放标准要求日益严格，特别是对重金属、持久性有机污染物等有严格限制，处理要求高区域性强不同工业区的废水特性差异大，同一处理技术在不同地区的适用性存在较大差异，需要因地制宜设计处理方案工业废水与生活污水的区别成分复杂度处理难度毒性风险工业废水含有多种特定污染物，成分工业废水处理技术要求更高，往往需工业废水含有特定有毒物质，如重金复杂度远高于生活污水生活污水主要针对特定污染物设计专门的处理工属、氰化物、有机溶剂等，对环境和要含有有机物、氮磷等营养物质，成艺，处理难度大、流程复杂人体健康的危害更大分相对稳定生活污水处理技术相对成熟，常规生针对工业废水的处理必须考虑这些特工业废水中可能存在多种合成化学化处理即可达到处理目标，处理流程殊污染物的去除，避免二次污染品、重金属等，有些甚至是新型污染相对标准化物，监测和处理难度大工业废水处理的意义环境保护减少水体污染，保护生态系统资源回收废水中有价值物质的回收利用经济效益减少排污费用，提高企业形象法规遵循满足国家环保法规要求工业废水处理不仅是企业的环保责任，更是实现可持续发展的重要途径通过有效处理，可以将废水中的污染物转化为无害物质，甚至回收废水中的有价值资源，实现废水的资源化利用同时，废水处理也是企业履行社会责任、树立良好企业形象的表现，符合现代企业发展理念随着环保意识的提高，工业废水处理将在工业生产中扮演越来越重要的角色工业废水处理面临的挑战技术难度特殊污染物处理技术不成熟成本压力处理成本与企业经济效益平衡标准提升3环保标准日益严格监管执行排放监测与管理体系不完善工业废水处理面临着多重挑战，尤其是针对新型污染物的处理技术尚不成熟，需要更多的研发投入同时，高效处理技术往往伴随着高昂成本，企业在追求经济效益的同时需要平衡环保投入此外，随着环保标准的不断提高，企业需要不断更新处理设施以满足新要求监管体系的完善也需要政府、企业和社会各方的共同努力，建立更科学、有效的监测与执法机制工业废水处理现状处理率不足技术应用区域差异监测数据尽管我国工业废水处理先进处理技术主要集中东部沿海经济发达地区湘江等重点流域的监测率有所提高，但部分地在大型企业和重点治理废水处理水平较高，而数据显示，部分地区重区尤其是一些中小企业区域，而中小企业由于中西部地区处理水平相金属污染严重超标，表集中的地区，仍存在废资金和技术限制，废水对落后，区域发展不平明工业废水处理仍存在水直排现象，处理设施处理技术相对落后，处衡问题突出，需要针对明显短板，亟需强化治不完善或运行不规范理效果难以保证性提升理措施第二章工业废水的物理处理方法物理处理的定义与特点物理处理是利用物理力和物理变化去除废水中污染物的方法，具有操作简单、能耗低的特点，但去除率有限常见物理处理方法介绍包括格栅、沉淀、过滤、气浮、离心等方法，每种方法针对特定类型的污染物，如悬浮物、油类等工艺应用与适用范围分析各种物理处理方法的适用条件、处理效果和局限性，帮助合理选择处理工艺典型案例分析通过实际工程案例，展示各类物理处理方法在不同工业废水处理中的应用效果和经验教训物理处理方法概述0化学变化物理处理过程中污染物的化学性质不发生改变，仅依靠物理作用实现分离30%去除率一般物理法对SS的平均去除效率，适合作为预处理步骤50%成本节约与化学处理相比，物理处理的平均药剂成本节约比例1/3占地比例在完整处理工艺中，物理处理单元通常占总占地面积的比例物理处理是利用物理作用分离、去除废水中污染物的方法，其优势在于操作简单，成本相对较低在工业废水处理中，物理处理通常作为预处理或深度处理手段，去除废水中的悬浮物、油类等污染物，为后续处理创造良好条件物理处理的不足在于对溶解性污染物去除效果有限，且处理效率受水质波动影响较大因此，在实际应用中通常需要与其他处理方法联合使用，形成完整的处理工艺链筛滤与沉淀气浮技术溶气气浮电解气浮机械气浮通过增压溶解空气，降压释放微气利用电解水产生氢气和氧气微气泡，通过机械搅拌或喷射曝气产生气泡，泡，粘附废水中悬浮物上浮常用于实现污染物上浮分离适用于处理含使污染物上浮投资成本低，但能耗处理印染、造纸等行业废水，去除效油、含重金属废水，具有设备简单、较高，适用于小型废水处理装置率可达80-95%运行稳定的特点过滤技术过滤技术是利用多孔介质截留废水中悬浮物的物理处理方法介质过滤主要包括砂滤和活性炭过滤，其中砂滤主要去除悬浮物，过滤精度在10-100μm；而活性炭过滤除去除悬浮物外，还能吸附废水中的有机物、色度等污染物深度过滤采用多介质过滤床，如石英砂、无烟煤、石榴石等材料按粒径大小分层布置，能实现更高效的过滤效果过滤系统的操作要点包括定期反冲洗以恢复过滤效率，以及合理控制过滤速度（一般为5-15m/h）对于高浊度废水，应进行预处理以防止过滤介质快速堵塞其他物理法离心分离利用离心力将废水中固体颗粒与液体分离，适用于处理含油废水和高浓度悬浮物废水离心分离设备主要包括离心机和旋流器，处理效率高但能耗较大吸附技术利用吸附剂表面吸附废水中污染物的技术，常用吸附剂包括活性炭、树脂等活性炭吸附适用于去除有机物和色度，而离子交换树脂适合去除重金属离子，是深度处理的重要手段汽提技术利用气液分配原理，通过鼓入气体将废水中挥发性有机物（VOCs）吹脱的技术常用于处理含酚、氨氮废水和含溶剂废水，去除率可达95%以上萃取技术利用有机溶剂选择性萃取废水中目标物质的技术，适用于回收废水中的金属离子、有机酸等有价值物质常见溶剂包括煤油、磷酸三丁酯等，回收率可达85-98%物理处理方法选择第三章工业废水的化学处理方法化学处理原理与特点常用化学处理技术通过化学反应改变废水中污染物性质，中和调节、化学沉淀、混凝絮凝、氧化促进其分离或降解，反应迅速但可能产还原、电化学处理等技术的原理与应用生二次污染化学药剂选择与用量应用案例与效果分析各类化学药剂的特性、适用条件、用量不同行业废水化学处理的实际案例，分计算及优化控制策略析处理效果和关键控制点化学处理概述化学处理的定义与原理化学处理的优缺点化学处理是通过化学反应改变废水中污染物理化性质的处优点反应迅速，处理效果显著，适用范围广，尤其适合理方法，目的是将溶解性污染物转化为不溶性物质或无害处理含重金属、难降解有机物的废水处理设施占地面积物质，便于分离或达标排放小，运行管理相对简单化学处理的反应机理包括酸碱中和、氧化还原、沉淀、络缺点药剂成本较高，处理过程可能产生二次污染，如污合等，通过添加化学药剂促进这些反应的进行泥量大、含化学物质的副产物等处理效果受水质波动影响较大，需要精确控制反应条件中和与调节化学沉淀法氢氧化物沉淀通过调节pH值使金属离子形成难溶的氢氧化物沉淀不同金属离子有其最佳沉淀pH值，如Fe³⁺在pH3-4开始沉淀，Cu²⁺在pH6-7，Ni²⁺在pH9-10硫化物沉淀利用Na₂S、NaHS等硫化物药剂与重金属离子反应形成难溶硫化物沉淀硫化物沉淀溶解度比氢氧化物低4-35个数量级，可在更宽pH范围内有效去除重金属还原沉淀-针对特殊废水的组合处理方法，如Cr⁶⁺废水需先用亚硫酸氢钠还原为Cr³⁺，再通过调节pH值形成CrOH₃沉淀该方法在电镀废水处理中应用广泛混凝与絮凝技术胶体稳定性破坏混凝剂中和胶体表面电荷，压缩双电层，破坏胶体稳定性微小絮体形成不稳定胶体相互碰撞，形成微小絮体絮体长大添加絮凝剂，形成高分子桥联，使微小絮体形成大型絮体絮体沉淀分离大型絮体在重力作用下沉淀分离混凝与絮凝是工业废水处理中去除胶体和细微悬浮物的重要技术常用无机混凝剂包括铝盐（Al₂SO₄₃、聚合氯化铝PAC）和铁盐（FeCl₃、Fe₂SO₄₃），它们通过水解形成多价金属离子，中和胶体表面电荷，破坏胶体稳定性絮凝助剂主要为高分子聚合物，如聚丙烯酰胺PAM，它能形成分子桥联，加速絮体长大混凝过程控制关键在于快混（1-3分钟、100-150rpm）和慢混（15-20分钟、30-50rpm）的合理搭配，以及适宜的药剂投加量和pH值控制氧化还原法氧化剂氧化电位V适用污染物优缺点氯气Cl₂

1.36氰化物、酚类成本低，易产生有机氯化物次氯酸钠NaClO

1.49氰化物、硫化物使用方便，腐蚀性较小二氧化氯ClO₂

1.57酚类、色度不产生三卤甲烷，现场制备臭氧O₃

2.07难降解有机物无残留，需现场制备过氧化氢H₂O₂

1.78酚类、甲醛无二次污染，成本适中氧化还原法是通过氧化或还原反应改变废水中污染物价态或分子结构，使其转化为无害物质或易于去除的形式常见氧化剂除上表所列外，还有高锰酸钾KMnO₄、过硫酸盐等；常用还原剂包括亚硫酸钠Na₂SO₃、亚硫酸氢钠NaHSO₃等氰化物废水处理是氧化法的典型应用，通常采用氯碱法分两步进行先在pH10-11条件下氧化为氰酸盐，再在pH8-9条件下进一步氧化为CO₂和N₂氧化还原法反应迅速，处理效果显著，但需严格控制pH、温度、反应时间等参数电化学处理法电解原理与装置电解处理是在外加电场作用下，通过电极表面的电化学反应去除废水中污染物的方法典型装置由阳极、阴极、电解槽、电源和控制系统组成，关键参数包括电极材料、电极间距、电流密度等电凝聚技术使用铁或铝电极，通电后电极溶解产生金属离子，起到混凝剂作用，形成胶体絮凝体该技术无需添加化学药剂，污泥量少，适用于含油、含色废水处理，去除率可达85-95%电氧化降解利用电极表面产生的氧化性物质（•OH、O₃、H₂O₂等）氧化分解有机污染物常用电极材料包括PbO₂、SnO₂、BDD等，对难降解有机物如苯酚、农药等有良好处理效果电渗析处理高盐废水利用选择性离子交换膜在电场作用下使阴阳离子定向迁移，实现废水脱盐适用于处理高盐废水，可回收有价值离子，但能耗较高，膜易污染，需定期清洗维护化学药剂的选择处理目标与药剂性能匹配根据污染物特性选择最适合的化学药剂药剂成本与处理效果平衡综合考虑经济性和处理效率二次污染风险评估评估药剂使用可能带来的环境风险药剂储存与安全使用确保药剂使用过程的安全性化学药剂的选择是废水处理成功的关键因素在选择药剂时，首先要明确处理目标，如去除重金属、降解有机物或调节pH值等，然后选择针对性强的药剂同时需考虑药剂的价格、市场供应情况和使用便捷性，寻求成本和效果的最佳平衡点此外，药剂使用可能带来的二次污染不容忽视，如氯化消毒产生的三卤甲烷、混凝剂引入的重金属等药剂的储存和使用安全也是重要考量因素，尤其是强酸强碱、强氧化剂等危险化学品，需配备专门的储存设施和安全防护措施第四章工业废水的生物处理方法生物处理方法是利用微生物代谢作用降解废水中污染物的技术，是处理含有机物废水的主要方法之一本章将系统介绍生物处理的基本原理、主要工艺类型及其应用我们将重点探讨好氧生物处理工艺如活性污泥法、生物膜法，厌氧生物处理技术如UASB、IC反应器，以及生物脱氮除磷和特种生物处理方法通过了解这些技术的原理、特点和适用条件，指导工程实践中的工艺选择和优化生物处理基础影响因素微生物代谢原理温度影响酶活性，一般25-35℃为最微生物通过酶的催化作用，将有机佳；pH影响电离基团状态，多数微物转化为简单物质并获取能量好生物适宜pH为6-9；溶解氧、营养氧条件下最终产物为CO₂和H₂O，厌物质、有毒物质等也是重要影响因氧条件下产生CH₄、CO₂等素局限性适用范围对难降解有机物（如苯类化合生物处理适用于含可生物降解有机物）、高盐、高毒性废水处理效果物的废水，如食品、造纸、轻工等有限水质水量波动大、温度过低行业废水BOD₅/COD比值

0.3是或过高都会影响处理效率判断废水可生化性的重要指标好氧生物处理活性污泥法生物接触氧化序批式活性污泥法SBR活性污泥法是最常用的好氧生物处理生物接触氧化是利用填料上附着生长SBR是一种间歇式运行的活性污泥工艺，利用悬浮生长的活性污泥微生的生物膜降解有机物的工艺填料类法，在同一反应器内完成进水、反物降解废水中有机物关键工艺参数型多样，包括应、沉淀、排水和闲置五个阶段其包括特点是•软性填料弹性立体填料、悬浮•水力停留时间HRT一般为4-8球填料•工艺简单，无需二沉池小时•硬性填料蜂窝状填料、焦炭、•运行灵活，易于控制•污泥龄SRT一般为5-15天陶粒等•处理效率高，占地面积小•混合液悬浮固体MLSS2000-生物接触氧化具有耐冲击负荷、不易•但不适合大规模连续处理4000mg/L膨胀、占地小的优点，但前期启动•F/M比

0.2-慢，易发生堵塞

0.4kgBOD₅/kgMLSS·d厌氧生物处理反应器UASB上流式厌氧污泥床UASB是利用厌氧颗粒污泥的沉降性能，通过向上流动的废水使污泥床膨胀进行处理的工艺污泥浓度可达30-100g/L，有机负荷10-15kgCOD/m³·d，HRT为4-12小时，适用于高浓度有机废水处理反应器IC内循环厌氧反应器IC是UASB的改进型，分为两段厌氧区，利用沼气提升作用形成内循环，增强了混合效果有机负荷可达20-30kgCOD/m³·d，处理效率高、占地小，但投资较高，主要用于啤酒、饮料等行业高浓度废水处理厌氧好氧组合工艺-厌氧处理后接好氧处理的组合工艺，结合了两种方式的优点厌氧处理降低高浓度有机负荷，好氧处理进一步提高出水水质这种组合工艺能显著降低能耗，提高处理效率，适用于食品、制药等行业废水处理生物脱氮除磷硝化在好氧条件下，硝化菌将NH₄⁺转化为NO₂⁻和NO₃⁻反硝化在缺氧条件下，反硝化菌将NO₃⁻还原为N₂磷释放厌氧条件下聚磷菌释放磷酸盐并摄取有机物磷吸收好氧条件下聚磷菌过量摄取磷酸盐生物脱氮除磷是利用微生物代谢特性去除废水中氮、磷污染物的工艺氨氮去除包括硝化和反硝化两个过程硝化需要充足溶解氧DO2mg/L，反硝化需要缺氧环境DO

0.5mg/L和足够碳源生物除磷则利用聚磷菌在厌氧-好氧交替条件下的磷释放-过量摄取机制实现A/O工艺是简单的脱氮工艺，由厌氧池和好氧池组成A²/O工艺则由厌氧-缺氧-好氧三段组成，能同时实现脱氮除磷提高脱氮除磷效率的策略包括优化厌氧/缺氧/好氧时间比例，控制适宜的污泥龄，保证充足的碳源，以及控制合适的温度和pH值特种生物技术膜生物反应器MBR将膜分离技术与活性污泥法相结合的新型生物处理技术利用膜组件替代传统二沉池，实现泥水分离优点是出水水质好、污泥浓度高MLSS可达8000-12000mg/L、占地面积小；缺点是膜污染问题突出、能耗高、运行成本高生物强化技术通过添加特定功能微生物或酶制剂，提高生物处理系统对特定污染物的降解能力包括生物增强添加驯化菌种和生物刺激调整环境条件促进特定微生物生长适用于处理难降解有机物，如苯酚、PCBs等固定化微生物技术将微生物固定在载体上形成高浓度、高活性的微生物群体，提高生物处理效率常用固定化方法包括吸附法、包埋法、交联法等固定化技术能提高微生物对不利环境的耐受性，延长微生物在反应器中的停留时间白腐真菌处理利用白腐真菌产生的木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶等降解难降解有机物白腐真菌具有非特异性降解能力，能有效降解染料、农药、酚类等难降解物质，是处理特殊工业废水的新兴技术第五章高级氧化技术发展趋势与前景应用范围与效果高级氧化技术正朝着能耗低、选常见高级氧化工艺适用于处理难降解有机物、高色择性高、组合应用方向发展，在高级氧化概述包括Fenton氧化、臭氧氧化、光度、高毒性废水，能显著降低工业废水深度处理中具有广阔应高级氧化技术是一类通过产生强催化氧化、超临界水氧化等多种COD、色度和毒性，提高废水的用前景氧化性自由基（主要是羟基自由工艺，各有特点和适用范围可生化性基•OH）降解难降解有机污染物的新型处理方法，具有氧化能力强、反应速度快的特点高级氧化原理羟基自由基的特性自由基生成机制羟基自由基•OH是仅次于氟的强氧化剂，标准氧化电位高高级氧化技术通过多种途径产生•OH，主要包括达

2.8V，远高于常规氧化剂如Cl₂

1.36V、H₂O₂

1.78V和•Fenton反应Fe²⁺+H₂O₂→Fe³⁺+•OH+OH⁻O₃

2.07V•光分解H₂O₂+hv→2•OH•OH具有非选择性，能攻击几乎所有有机物，反应速率常•臭氧分解O₃+OH⁻→•O₂⁻+•OH+O₂数高达10⁸-10¹⁰L/mol·s，反应迅速而彻底•光催化TiO₂+hv→e⁻+h⁺;h⁺+H₂O→•OH+H⁺高级氧化与常规氧化的主要区别在于反应机理和氧化能力常规氧化如氯化、臭氧直接氧化主要通过电子转移或氧原子加成进行，而高级氧化主要通过自由基链式反应进行高级氧化能力更强，能降解许多常规氧化无法处理的难降解有机物氧化技术Fenton臭氧氧化技术臭氧氧化原理臭氧O₃是强氧化剂，可通过两种途径氧化有机物直接氧化（臭氧分子直接与不饱和键和芳香环反应）和间接氧化（臭氧分解产生•OH）碱性条件下间接氧化为主，氧化能力更强组合工艺臭氧与其他氧化剂或技术组合可提高氧化效率常见组合有O₃/UV（紫外光促进O₃分解产生更多•OH）、O₃/H₂O₂（过氧化氢促进臭氧分解）和O₃/催化剂（如TiO₂、活性炭等加速臭氧分解）臭氧产生与传质工业臭氧主要通过电晕放电法产生，浓度为2-5%臭氧在水中溶解度低，需采用多孔扩散器、文丘里喷射器或涡流混合器等设备提高气液传质效率，确保充分利用臭氧应用臭氧氧化适用于处理含有抗生素、染料和酚类的废水，对色度去除效果显著（去除率可达80-95%）如某制药厂应用O₃/UV工艺处理抗生素废水，COD去除率达40-60%，显著提高了废水可生化性光催化氧化催化剂原理TiO₂是最常用的光催化剂，具有化学稳半导体材料（如TiO₂）在特定波长光照定性好、无毒、价格低廉的特点其他射下产生电子-空穴对，空穴与水反应生催化剂包括ZnO、Fe₂O₃、WO₃等，各1成•OH，电子与溶解氧反应生成•O₂⁻，有特点和适用范围改性TiO₂（如掺2共同氧化降解有机污染物杂、复合等）可提高光响应范围和量子效率影响因素存在问题影响光催化效率的因素包括:光强（与反当前光催化技术存在催化效率低、光量应速率成正比）、波长（需小于催化剂子利用率低、催化剂回收难、能耗高等带隙能对应波长）、催化剂浓度（一般问题针对实际废水处理，需解决废水

0.5-2g/L最佳）、pH值（影响催化剂高浊度、高色度对光吸收的影响，以及表面电荷）和溶解氧浓度（作为电子受某些催化剂的潜在毒性问题体）超临界水氧化℃374临界温度水达到超临界状态的最低温度

22.1MPa临界压力水达到超临界状态的最低压力

99.9%去除率COD超临界水氧化处理有机废水的典型效率分钟5-10反应时间完全氧化分解有机物所需时间超临界水氧化SCWO是在超临界条件下（温度374℃，压力

22.1MPa）利用水的特殊物理化学性质处理废水的技术在超临界状态下，水的介电常数大幅降低，溶解性质发生变化，有机物和氧气均能完全溶解，形成均相体系，消除了常规氧化的传质限制SCWO装置主要由给料系统、预热器、反应器、冷却系统和压力控制系统组成SCWO对有机物的处理彻底、反应时间短、无有害副产物，适用于处理高浓度有机废水和有毒有害废水但其高温高压条件导致设备投资大、能耗高，且存在腐蚀和结垢问题，目前主要用于特殊废水处理紫外光高级氧化光源系统₂₂工艺含氯污染物处理UV UV/H O紫外光高级氧化常用低压汞灯UV照射下H₂O₂分解产生•OH，反应方UV光对一些含氯有机污染物有直接光解（254nm）或中压汞灯（200-程式为H₂O₂+hvλ400nm→作用，如三氯甲烷、四氯化碳等直接400nm）作为光源光源功率一般为2•OHH₂O₂用量一般为COD的

0.5-

1.5光解机理为C-Cl键断裂，生成自由基，30-400W，反应器设计需确保废水在有倍（质量比），过高不增加反应效率反进一步氧化分解对于PCBs、二噁英等效照射距离内（通常5-20cm），同时而会产生猝灭效应该工艺对染料、农持久性有机污染物，UV/H₂O₂工艺去除提供足够的接触时间（一般30秒至几分药等废水处理效果显著效率可达80-95%钟）活化分子氧技术活化机制通过物理或化学方法激活O₂分子反应路径生成活性氧物质促进有机物氧化设备构成活化装置、接触反应器和控制系统处理效果适用于难降解有机废水的预处理活化分子氧技术是利用物理或化学方法将稳定的分子氧O₂活化为具有更强氧化能力的活性氧物质的技术活化方式主要包括催化活化（使用过渡金属催化剂）、电活化（通过电场作用）、光活化（利用特定波长光照）和超声活化（利用声空化效应）等活化后的氧分子可形成超氧阴离子自由基•O₂⁻、单线态氧¹O₂等活性氧物质，这些物质能有效氧化废水中的有机污染物与传统高级氧化技术相比，活化分子氧技术能耗低、药剂用量少，经济性较好目前该技术主要应用于难降解有机废水的预处理，能显著提高废水的可生化性，降低后续生物处理难度第六章膜分离技术膜分离基本原理膜技术分类与特点膜分离技术是利用特定膜材料对不按照孔径和分离机理分为微滤、超1同尺寸和性质的物质进行选择性分滤、纳滤和反渗透等技术，针对不离的过程，具有分离效率高、能耗同污染物具有不同的分离特性和适低、操作简单等优点用范围膜污染与控制工业废水处理中的应用4膜污染的机理、影响因素及预防措在电镀、印染、食品等行业废水处3施，包括预处理技术、运行参数优理中的应用案例分析，探讨工艺选化和清洗方法等内容择、系统设计和操作控制要点膜分离基础

0.1μm微滤孔径微滤膜的典型孔径范围为

0.1-10μm

0.01μm超滤孔径超滤膜的典型孔径范围为

0.001-

0.1μm

0.001μm纳滤孔径纳滤膜的典型孔径范围为

0.0001-

0.001μm

0.0001μm反渗透反渗透膜的孔径小于

0.0001μm膜分离机理主要包括筛分作用（基于物理大小差异）和溶解扩散（基于物质在膜中溶解度和扩散速率差异）不同膜过程的分离机理有所不同微滤和超滤主要基于筛分作用，而纳滤和反渗透则主要基于溶解扩散机理膜材料分为有机膜和无机膜两大类有机膜包括聚酰胺、聚砜、PVDF等，化学稳定性较好但机械强度有限；无机膜如陶瓷膜、金属膜等，机械强度和耐热性好但成本高膜组件构型多样，包括平板式、管式、卷式和中空纤维式，各有特点和适用场景，选择时需综合考虑废水特性、处理要求和经济性反渗透技术纳滤技术纳滤特性应用优势纳滤NF是介于超滤与反渗透之间的膜分离技术，膜孔径纳滤技术在工业废水处理中具有诸多优势一般为

0.0001-

0.001μmNF具有独特的分离特性•能耗比RO低30-50%•对二价以上离子截留率高（90-98%）•针对特定污染物的选择性分离能力强•对一价离子截留率低至中等（20-80%）•适用于中等盐度废水的软化和部分脱盐•对分子量大于200的有机物截留率高•可实现有价金属与其他组分的分离•操作压力比RO低（

0.5-2MPa）•处理通量高，膜寿命较长纳滤技术在染料废水处理中应用广泛，能有效截留染料分子同时允许部分盐分通过，实现染料回收和废水减排某染料厂采用NF处理印染废水，染料截留率达95%以上，COD去除率80%，处理后水可回用于生产纳滤系统工艺流程通常包括预处理（砂滤+超滤）、纳滤单元和产水处理系统设计中需考虑废水特性、膜材料选择、错流速度和清洗方案，操作时关注浓差极化、膜污染和能耗优化等问题超滤与微滤超滤UF和微滤MF是基于筛分原理的膜分离技术微滤膜孔径为

0.1-10μm，主要用于去除悬浮固体、细菌和大颗粒；超滤膜孔径为

0.001-

0.1μm，可截留大分子物质、胶体和微生物，同时允许水和小分子溶质通过两种技术均在较低压力下运行，MF通常为

0.01-

0.3MPa，UF为

0.1-

0.6MPa超滤在油水分离中应用广泛，对乳化油去除率可达99%以上典型流程为调节池→混凝沉淀→砂滤→超滤，处理后出水含油量可低至5mg/L以下微滤则主要用于废水中悬浮固体SS的去除，作为RO和NF的预处理步骤工程设计中需注意错流速度通常1-3m/s、膜通量30-120L/m²·h以及反冲洗周期等参数，以平衡处理效率和能耗膜污染与控制了解膜污染机理掌握结垢、污染、生物污染的形成过程1预防膜污染实施有效预处理和优化运行参数科学清洗膜组件选择适当的物理和化学清洗方法延长膜寿命4合理维护和优化运行策略膜污染是膜分离技术面临的主要挑战，主要包括三种类型无机结垢（如CaCO₃、CaSO₄、SiO₂等盐类沉积）、有机污染（如有机物、油脂吸附）和生物污染（微生物繁殖形成生物膜）膜污染导致通量下降、能耗增加和膜寿命缩短，严重影响系统经济性有效的预处理是控制膜污染的关键，包括混凝、过滤、活性炭吸附等物理化学处理，以及投加阻垢剂（如聚丙烯酸）、还原剂（如NaHSO₃）和消毒剂膜清洗分为物理清洗（如反冲洗、气水冲洗）和化学清洗（如酸洗、碱洗、酶洗等）科学的运行控制也很重要，包括优化通量、错流速度和回收率，以及制定合理的清洗周期第七章特种工业废水处理案例电镀废水电镀行业产生的含重金属、氰化物等有毒物质的废水，处理难度大，环境风险高，需要采用分质收集、分类处理的策略印染废水特点是色度高、COD高，含有难降解染料分子，处理通常需要物化-生化-深度处理的组合工艺，去除效果和经济性是关键考量因素啤酒工业废水含有高浓度有机物的食品工业废水，可生化性好，适合采用厌氧-好氧组合工艺处理，同时具有能源回收和资源化利用的潜力本章将通过分析不同行业典型废水的处理案例，探讨工艺选择、系统设计和运行管理的经验与教训，为类似工程提供借鉴电镀废水处理分质收集将含铬废水、含氰废水、含镍废水、含铜废水、含锌废水、酸碱废水等分开收集专项预处理含铬废水还原处理，含氰废水氧化分解，重金属废水pH调节化学沉淀加入混凝剂和絮凝剂，形成金属氢氧化物沉淀深度处理离子交换、活性炭吸附或膜分离进一步处理电镀废水特点是含多种重金属离子（如Cr⁶⁺、Ni²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺等）和氰化物，pH变化大，毒性高分质收集是处理的关键，避免不同废水混合产生复杂反应含铬废水先用NaHSO₃在酸性条件下还原Cr⁶⁺为Cr³⁺；含氰废水则采用NaClO在碱性条件下氧化分解氰化物某电镀厂采用化学沉淀+离子交换工艺处理电镀废水，处理规模500吨/天通过分质收集、预处理后，调节pH至9-10进行化学沉淀，去除大部分重金属出水再经离子交换树脂处理，重金属浓度降至

0.1mg/L以下，达到回用标准该工程投资280万元，运行成本为

2.5元/吨，处理效果稳定，实现了废水达标排放和部分回用印染废水处理啤酒工业废水处理废水特点啤酒废水主要来源于洗瓶、洗罐、冲洗设备和地面等过程，特点是有机物含量高（COD2000-6000mg/L）、pH值偏低（4-6）、温度较高（30-35℃）、含有酵母菌体和麦芽糟，但可生化性好（BOD₅/COD

0.6），适合生物处理处理工艺路线考虑到啤酒废水有机负荷高，通常采用厌氧-好氧组合工艺处理厌氧段能降解大部分有机物并产生沼气，好氧段进一步降低有机物含量和氨氮预处理通常包括格栅、调节池和初沉池，去除大颗粒物质和均衡水质水量好氧工艺UASB+UASB是处理啤酒废水的理想工艺，有机负荷可达10-15kgCOD/m³·d，COD去除率达80-85%，产生的沼气热值高（约23MJ/m³），可用于锅炉燃料UASB出水再经好氧处理（如活性污泥法或生物接触氧化），总COD去除率可达95%以上废水资源化处理后的啤酒废水可回用于冲洗、冷却等非直接接触产品的工序，节约新鲜水用量20-30%厌氧处理产生的沼气可发电或供热，污泥经处理后可作为有机肥料，实现废水处理的资源化和能源化总结与展望技术发展趋势节能减排与资源回收智能控制与管理工业废水处理技术正朝着高废水不再仅被视为污染物，而人工智能、大数据和物联网技效、低耗、绿色方向发展，新是潜在的资源库资源化利用术将加速融入废水处理领域，型膜材料、高级氧化技术、生将成为趋势，如回收重金属、实现处理过程的智能监测、预物强化技术等将成为未来研究回用水资源、提取有价物质和测性维护和自动优化控制，提热点处理工艺将更注重组合能源回收等，实现经济效益与高系统运行稳定性和效率，降优化和定制化，针对不同废水环境效益的双赢低人工干预需求特性提供精准解决方案绿色低碳技术低能耗、低药剂消耗、低碳排放的绿色处理技术将成为主流生物基材料、太阳能驱动处理系统、零液体排放ZLD技术等将推动废水处理行业向碳中和目标迈进。