Xử lý nước thải công nghiệp

Xử lý nước thải công nghiệp bao gồm các cơ chế và quy trình sử dụng để xử lý nước thải được tạo ra từ các hoạt động công nghiệp hoặc thương mại. Sau khi xử lý, nước thải công nghiệp được xử lý (hoặc dòng thải) có thể được tái sử dụng hoặc đưa đến một hệ thống thoát nước vệ sinh hoặc một nơi lưu trữ nước trong thiên nhiên. Hầu hết các ngành công nghiệp tạo ra nước thải mặc dù xu hướng phát triển trên thế giới gần đây là giảm thiểu lượng hoặc tái chế nước thải được tạo ra trong quá trình sản xuất. Tuy nhiên, nhiều ngành công nghiệp vẫn còn tạo ra nhiều nước thải.

Ngành công nghiệp với hóa chất hữu cơ phức tạp

Một loạt các ngành công nghiệp sản xuất hoặc sử dụng các hóa chất hữu cơ phức tạp. Chúng bao gồm thuốc trừ sâu, dược phẩm, sơn và thuốc nhuộm, hóa dầu, chất tẩy rửa, nhựa, ô nhiễm giấy, v.v.. Nước thải có thể bị ô nhiễm bởi các nguyên liệu chế biến, các sản phẩm, nguyên liệu sản xuất dạng hòa tan hoặc hạt, rửa và làm sạch các tác nhân, các dung môi và các sản phẩm giá trị như nhựa dẻo. Các nhà máy xử lý không cần kiểm soát lượng nước thải của họ thường lựa chọn kiểu xử lý hiếu khí, như là đầm phá có ga.

Nhà máy điện

Nhà máy điện nhiên liệu hóa thạch, đặc biệt là nhà máy đốt than, là một nguồn chính của nước thải công nghiệp. Nhiều nhà máy này xả nước thải kèm theo các kim loại như chì, thủy ngân, cađimi, crôm, asen, selen và hợp chất chứa nitơ (nitrat và nitrit). Dòng nước thải bao gồm lưu huỳnh dạng khí, tro bay, tro đáy và kiểm soát khí thải thủy ngân. Nhà máy có kiểm soát ô nhiễm không khí như máy lọc ướt chuyển các chất gây ô nhiễm bị hút vào dòng nước thải.
Ao tro, một loại bề mặt đập, là một công nghệ xử lý được sử dụng rộng rãi tại các nhà máy đốt than. Những ao này sử dụng lực hấp dẫn để tạo ra các hạt lớn (tính theo tổng chất rắn lơ lửng) từ nước thải nhà máy điện. Công nghệ này không xử lý các chất ô nhiễm hòa tan. Các nhà máy điện sử dụng công nghệ bổ sung cho việc kiểm soát ô nhiễm, tùy thuộc vào các dòng thải cụ thể trong nhà máy. Chúng bao gồm việc xử lý tro khô, tái chế tro, kết tủa hóa học, xử lý sinh học (như quá trình bùn hoạt tính), và bốc hơi.

Công nghiệp thực phẩm

Nước thải từ hoạt động nông nghiệp và thực phẩm có tính chất đặc thù khác với nước thải đô thị quản lý bởi nhà máy xử lý công cộng hay tư nhân khắp thế giới: đó là khả năng phân hủy và không độc hại, nhưng có nồng độ cao của nhu cầu oxy sinh hóa (BOD) và chất rắn lơ lửng (SS). Các thành phần nước thải thực phẩm và nông nghiệp thường rất phức tạp để dự đoán, do sự khác nhau BOD và độ pH trong nước thải từ rau, trái cây, và sản phẩm thịt và do tính chất mùa vụ của chế biến thực phẩm và lưu trữ sau thu hoạch.
Chế biến thực phẩm từ nguyên liệu thô yêu cầu một lượng lớn nước. Rửa rau tạo ra nước có tỷ trọng cao của các hạt vật chất và chất hữu cơ hòa tan. Nó cũng có thể chứa chất có hoạt tính bề mặt.
Giết mổ và chế biến động vật sản sinh chất thải hữu cơ từ các chất dịch cơ thể, chẳng hạn như máu, và dịch ruột. Nước thải này thường bị ô nhiễm bởi lượng đáng kể của kháng sinh và hormone tăng trưởng từ động vật và một loạt các loại thuốc trừ sâu được sử dụng để kiểm soát ký sinh trùng bên ngoài.
Chế biến thực phẩm để bán sản sinh chất thải phát sinh từ nấu ăn mà thường có nhiều tại nhà máy nguyên liệu hữu cơ và cũng có thể chứa muối, hương liệu, màu vật chất và axit hoặc kiềm. Số lượng rất đáng kể của dầu hoặc chất béo cũng có thể có mặt.

Sắt và ngành công nghiệp thép

Việc sản xuất sắt từ quặng của nó liên quan đến mạnh mẽ giảm các phản ứng trong lò cao. Nước làm mát được không tránh khỏi bị ô nhiễm với các sản phẩm đặc biệt là ammonia và xyanua. Sản xuất than cốc từ than trong các nhà máy luyện cốc cũng yêu cầu làm mát bằng nước và sử dụng nước trong tách các sản phẩm. Sự ô nhiễm của dòng chất thải bao gồm các sản phẩm khí hóa như benzen, naphthalene, anthracene, xianua, amoniac, phenol, cresols  cùng với một loạt các phức tạp hơn các hợp chất hữu cơ được gọi chung là các hydrocacbon thơm đa vòng (PAH).
Việc chuyển đổi bằng sắt hoặc thép vào tấm, dây hoặc que đòi hỏi giai đoạn chuyển đổi cơ khí nóng và lạnh thường xuyên sử dụng nước như một chất bôi trơn và làm mát. Các chất ô nhiễm bao gồm thủy lực loại dầu, mỡ động vật và các hạt chất rắn.
Điều trị cuối cùng của sản phẩm sắt và thép trước khi trở đi bán vào sản xuất bao gồm tẩy axit khoáng mạnh mẽ để loại bỏ gỉ và chuẩn bị bề mặt cho tin hoặc crom mạ hoặc cho xử lý bề mặt khác như mạ điện hoặc sơn.  hai axit thường được sử dụng là axit hydrochloric và axit sulfuric. nước thải bao gồm nước rửa có tính axit cùng với axit thải. Mặc dù nhiều nhà máy vận hành nhà máy axit hồi phục (đặc biệt là những người sử dụng axit hydrochloric), nơi các axit khoáng sản được luộc ra khỏi muối sắt, vẫn còn một lượng lớn axit cao ferrous sulfate hoặc clorua sắt để được xử lý. nước thải công nghiệp nhiều thép đang bị ô nhiễm bởi dầu thủy lực, còn được gọi là dầu hòa tan.

Mỏ và khai thác đá

Các chất thải-nước chính kết hợp với mỏ và mỏ đá là chất bùn của các hạt đá trong nước. Những phát sinh từ việc rửa mưa tiếp xúc với các bề mặt và đường đường và cũng từ quá trình rửa đá và chấm điểm. Khối lượng nước có thể rất cao, đặc biệt là lượng mưa liên quan arisings trên các trang web lớn. Một số hoạt động tách chuyên ngành, chẳng hạn như than rửa để tách than từ đá tự nhiên sử dụng gradient mật độ, có thể sản xuất nước thải bị ô nhiễm bởi các hạt mịn haematite và bề mặt. dầu và dầu thủy lực cũng là chất gây ô nhiễm thông thường.
Nước thải từ các mỏ kim loại và phục hồi quặng nhà máy này không tránh khỏi bị ô nhiễm bởi các chất khoáng có trong các tầng đá mẹ đẻ. Sau nghiền và khai thác các tài liệu mong muốn, vật liệu không mong muốn có thể nhập vào dòng nước thải. Đối với các mỏ kim loại, điều này có thể bao gồm các kim loại không mong muốn như kẽm và các vật liệu khác như asen. Chiết xuất kim loại có giá trị cao như vàng và bạc có thể tạo ra slimes có chứa các hạt rất tốt trong khi loại bỏ chất gây ô nhiễm trở nên đặc biệt khó khăn.
Ngoài ra, cấu tạo địa chứa chấp các kim loại có giá trị kinh tế như đồng và vàng rất thường gồm các quặng sunfua-type.  Việc xử lý đòi hỏi nghiền đá thành các hạt mịn và sau đó chiết xuất kim loại mong muốn (s), với các tảng đá còn sót lại được biết đến như chất thải.  các chất thải có chứa một sự kết hợp của kim loại còn sót lại không chỉ không mong muốn, nhưng cũng phần sunfua mà cuối cùng tạo thành axit sulfuric khi tiếp xúc với không khí và nước là không thể tránh xảy ra khi các chất thải được xử lý trong hồ chứa lớn.  kết quả là hệ thống thoát nước mỏ axit, trong đó thường giàu các kim loại nặng (vì axit hòa tan các kim loại), là một trong nhiều tác động môi trường của khai thác mỏ.

Ngành công nghiệp hạt nhân

Chất thải từ ngành công nghiệp hạt nhân được xử lý như chất thải phóng xạ.

Ngành công nghiệp giấy và bột giấy

Nước thải từ các ngành công nghiệp giấy và bột giấy thường có chỉ số TSS và BOD cao. Nhà máy tẩy trắng bột gỗ làm giấy có thể tạo ra chloroform, dioxin (bao gồm 2,3,7,8-TCDD), furan, phenol và nhu cầu oxy hóa học (COD). Các nhà máy sử dụng bột giấy nhập khẩu chỉ yêu cầu xử lý đơn giản, như lắng đọng hoặc hòa tan khí nổi. Tăng lượng BOD hoặc COD, cũng như các chất ô nhiễm hữu cơ, có thể yêu cầu xử lý sinh học như bùn hoạt tính hoặc lò chắn bùn kị khí. Đối với các nhà máy có khối lượng vô cơ cao như muối, yêu cầu ba cách xử lý, một trong các cách xử lý màng như siêu lọc hoặc thẩm thấu ngược hoặc xử lý để loại bỏ các chất ô nhiễm cụ thể, như các chất dinh dưỡng.

Ô nhiễm dầu công nghiệp

Dầu xâm nhập vào trong nước thải có thể bao gồm dầu rửa xe, nhà xưởng, kho chứa nhiên liệu, trung tâm giao thông vận tải và phát điện. Nước thải thường đựoc xả vào hệ thống cống thoát nước cục bộ và phải đáp ứng thông số kỹ thuật môi trường. Chất gây ô nhiễm điển hình bao gồm các dung môi, thuốc tẩy, sạn, dầu nhờn và các hydrocarbon.

Xử lý nước

Nhiều ngành công nghiệp cần thiết xử lý nước để có được chất lượng nước cao theo kết quả yêu cầu cũng như tuân thủ việc xả ra môi trường. Xử lý nước tạo ra bùn hữu cơ và kim loại từ lọc và bồi lắng. Trao đổi ion sử dụng nhựa tự nhiên hoặc tổng hợp để loại bỏ ion canxi, magiê và cacbonat từ nước, thay thế chúng bằng natri, clorua, hydroxyl hoặc các ion khác. Tái tạo các cột trao đổi ion với axit mạnh và kiềm tạo ra nước thải giàu ion cứng dễ dàng kết tủa ra ngoài, đặc biệt khi trong hỗn hợp với các thành phần nước thải khác.

Chế biến len

Dư lượng thuốc trừ sâu trong lông cừu là một vấn đề đặc biệt trong xử lý nước thải được tạo ra khi chế biến len. Mỡ động vật có thể có mặt trong nước thải, mà nếu không bị ô nhiễm, có thể được phục hồi để sản xuất mỡ xà phòng.

Xử lý nước thải công nghiệp

Các loại chất ô nhiễm khác nhau của nước thải yêu cầu các phương pháp khác nhau để loại bỏ các chất ô nhiễm.

Xử lý nước mặn

Xử lý nước mặn liên quan đến việc loại bỏ các ion muối hòa tan từ các dòng thải. Mặc dù giống với nước biển hay nước khử muối hiện hành, xử lý nước mặn công nghiệp có chứa sự kết hợp duy nhất của các ion hòa tan, như các ion cứng hoặc kim loại khác, cần phải có quy trình và thiết bị cụ thể.
Hệ thống xử lý nước mặn thường được tối ưu hóa để giảm khối lượng chất thải được xả hoặc tối đa hóa việc thu hồi nước ngọt hoặc muối. Hệ thống này cũng có thể được tối ưu hóa để giảm tiêu thụ điện, sử dụng hóa chất.
Xử lý nước mặn thường gặp khi xử lý các tháp làm mát xả đáy, sản xuất nước từ hơi nước giúp thoát nước trọng lực (SAGD), nước sản xuất từ khí thiên nhiên như khí đốt vỉa than, mỏ axit hoặc chất thải axit, loại bỏ thẩm thấu ngược, nước thải Clo-Kali, nhà máy giấy và bột giấy và chất thải từ chế biến thực phẩm và nước giải khát.
Công nghệ xử lý nước mặn bao gồm: quá trình lọc màng, như thẩm thấu ngược; quá trình trao đổi ion như điện phân hoặc trao đổi axit cation yếu; hoặc các quá trình bay hơi.
Thẩm thấu ngược có thể không khả thi cho xử lý mặn, do sự tắc nghẽn gây ra bởi muối cứng hoặc các chất ô nhiễm hữu cơ, hoặc làm hỏng màng thẩm thấu ngược từ hydrocarbon.
Quá trình bay hơi là phổ biến nhất cho xử lý mặn khi chúng có thể làm cô đặc ở mức cao nhất, cao bằng muối rắn. Chúng cũng xử lý để nước thải có độ tinh khiết cao nhất. Tuy nhiên, mức tiêu thụ năng lượng cao và ăn mòn có thể là một vấn đề. kết quả là, hệ thống bay hơi thường sử dụng titan hoặc thép không gỉ.

Quản lý nước mặn

Quản lý nước mặn kiểm tra phạm vi rộng hơn của việc xử lý nước mặn và có thể bao gồm việc xem xét các chính sách và quy định của chính phủ, bền vững của công ty, tác động môi trường, tái chế, xử lý và vận chuyển, ngăn chặn, tập trung so với xử lý tại chỗ, sự hủy bỏ và giảm, công nghệ và kinh tế. Quản lý nước mặn tham gia một số vấn đề với quản lý nước thải và tổng quát hơn là quản lý chất thải.

Loại bỏ các chất rắn

Hầu hết các chất rắn có thể được loại bỏ bằng kỹ thuật lắng đơn giản với chất rắn được thu lại như bùn than hoặc bùn. Chất rắn có tỷ trọng gần với nước đặt ra những vấn đề đặc biệt. Lọc hoặc siêu lọc thích hợp cho trường hợp này. Mặc dù, keo tụ có thể được dùng, sử dụng muối phèn hoặc bổ sung polyelectrolytes.

Loại bỏ các chất hữu cơ phân hủy sinh học

Chất hữu cơ phân hủy sinh học thực vật hay động vật thường có thể xử lý bằng cách sử dụng hệ thống xử lý nước thải mở rộng như bùn hoạt tính hoặc lọc nhỏ giọt. Vấn đề có thể phát sinh nếu pha loãng qua mức với nước rửa hoặc cô đặc cao. Sự hiện diện của tác nhân làm sạch, khử trùng, thuốc trừ sâu, hoặc thuốc kháng sinh có thể có những tác động bất lợi đến quá trình xử lý.

Xử lý các chất hữu cơ khác

Vật liệu hữu cơ tổng hợp bao gồm các dung môi, sơn, dược phẩm, thuốc trừ sâu, các sản phẩm từ than cốc và có thể rất khó để xử lý. Phương pháp xử lý thường xử lý cho các vật liệu cụ thể. Phương pháp bao gồm quá trình oxy hóa, chưng cất, hấp phụ, thủy tinh hóa, đốt, cố định hóa chất hoặc chôn lấp. Một số vật liệu như một số chất tẩy rửa có thể có khả năng phân hủy sinh học và trong những trường hợp như vậy, một dạng biến đổi của xử lý nước thải có thể được sử dụng.

Xử lý các axit và kiềm

Axit và kiềm thường có thể được vô hiệu hóa trong điều kiện kiểm soát. Trung hòa thường tạo ra một kết tủa sẽ cần xử lý giống một dư lượng chất rắn cũng có thể gây độc. Trong một số trường hợp, các chất khí có thể được phát hiện đòi hỏi phải xử lý các dòng khí. Một số hình thức xử lý khác thường yêu cầu sau trung hòa.
Xử lý chất thải giàu ion cứng từ quá trình de-ion hóa có thể dễ dàng bị mất các ion cứng trong một sự kết tủa của các muối canxi và magiê. Quá trình kết tủa này có thể đóng cặn đường ống, trong trường hợp nặng, gây tắc nghẽn đường ống xử lý. Một mét đường kính ống xả biển công nghiệp phục vụ phần lớn hóa chất phức tạp bị chặn lại bởi các muối trong những năm 1970. Xử lý bằng nồng độ của nước thải de-ion hóa và xử lý chôn lấp hoặc bằng cách quản lý pH cẩn thận trong quá trình thải.

Xử lý vật liệu độc hại

Vật liệu độc hại bao gồm nhiều chất hữu cơ, kim loại (như kẽm, bạc, cadmium, tali, vv) axit, kiềm, các yếu tố phi kim loại (như asen hoặc selen) nói chung là kháng lại với quá trình sinh học trừ khi rất loãng. Kim loại có thể được kết tủa bằng cách thay đổi độ pH hoặc bằng cách xử lý với hóa chất khác. Tuy nhiên, nhiều khả năng kháng với xử lý hoặc giảm nhẹ và có thể cô đặc bằng cách chôn lấp hoặc tái chế. Hữu cơ hoà tan có thể được đốt trong nước thải bằng quá trình oxy hóa cao.