工業廢氣的處理方法范文
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篇1
中圖分類號:X703文獻標識碼: A
引言
隨著我國工業生產規模的逐漸擴大以及工業技術的快速發展,高濃度有機廢水的污染源也逐漸增多,但由于高濃度有機廢水的性質和來源不一樣,其治理技術也不一樣。利用電解過程的化學反應.使工業污水中的有害雜質去除的污水處理方法,稱為電化學法。在上個世紀的40年代到60年代之間,國內外的電化學技術已逐漸使用到各種廢水之中。比如說包含有重金屬離子的屠宰、廢水、印染、制革以及電鍍這些諸多不一樣類型的工業污水.在有機電化學理論研究慢慢深入研究的背景之下,近些年來的電化學使用技術獲得較快的發展。一般使用的處理廢水的電化學技術主要包括有電化學氧化法、電凝聚法、微電解法、超聲電化學、電還原法、電氣浮法以及磁電解法等等。
工業廢水處理是指利用各種處理技術對廢水中的污染物進行分離轉化,從而保證水體得到凈化。廢水處理技術按處理程度可劃分為一級處理,二級處理和三級處理。為了使廢水達到排放標準,一般廢水處理過程以一級處理為預處理,二級處理為主體,必要時再進行三級處理。
1、電化學處理技術的概念
電化學處理技術是在外加電場的作用之下,在電化學反應器之內,通過化學的反應、電化學過程或者是物理的過程,會有大量的自由基的產生,使用自由基的強氧化性對于廢水之中的污染物來進行降解。
2、電化學水處理基本原理
污染物在電極上發生直接電化學反應或間接電化學轉化從而被減少或去除,分為直接電解和間接電解。直接電解是指污染物在電極上直接被氧化或還原被去除。間接電解是利用電化學反應過程中產生的中間產物為催化劑或反應劑。使污染物轉化為毒性更小的物質。
3、電化學水處理技術
電化學水處理技術目前已經廣泛使用到處理化工、染料、生物制藥等行業產生的廢水,常見技術一般有電絮凝一氣浮法、電化學氧化法、電滲析法、內電解法等。
3.1、電凝聚一氣浮法
電凝聚—浮法:可溶性金屬電極如鐵、鋁,放入處理水,通入直流電,污染物在電極上發生電化學反應,陽極材料發生溶解,失去電子生成金屬離子,離子在溶液中水解、聚合,生成有絮凝作用的膠體產生凝聚作用,使一此膠態雜質絮凝沉淀;同時,陰極水電解產生H2,陽極水電解析出02產生大量的氣泡,氣泡同懸浮顆粒接觸粘附一起而上升,把污染物可以及時的清除。
化學反應式:陽極:AL—3e-AL3+
AL3++3(0H)-AL(0H)3——堿性條件
AL3++3H2OAL(0H)3+H+——堿性條件
同時:2H2O2O2+4H++4e-
陰極:2H2O+2e_H2+2OH_
這種方法的優點在于其效果較好、設備簡單、操作方便且占地面積?。喝秉c是陽極金屬材料消耗大,能耗量大,經濟效益不夠理想,應用上存在限制。該法的發展關鍵是發掘理想的電極材料、改善電源技術,以降低電能與材料的消耗。
3.2、電化學氧化法
電化學氧化法:在有機廢水之中加入直流電,廢水之中的有機物比較容易產生氧化還原反應,在加入直流電使它的結構同化學性質之間產生變化,使得污染物毒性減弱甚至消失,可以增強污染物的可降解性。這種方法主要直接氧化過程以及間接氧化過程。
3.3、直接氧化法
直接氧化法:污染物在陽極表面氧化轉化成毒性較低或易降解物質,甚至無害化,達到消減污染物的目的。直接氧化過污染物吸附到陽極表面。失去電子最終被氧化去除。該法有兩個途徑:電化學轉化、電化學燃燒。
電化學轉化:有機物未被完全氧化,電極表面產生活性中間產物參與氧化污染物。將吸附在電極表面的污染物直接氧化降解成小分子。電化學燃燒:有機物徹底的氧化為穩定無機物。使有機物完全礦化為CO2和H2O。
3.4、間接氧化法
間接氧化法:陽極上氧化反應產生具有強氧化作用的活性物種,陽極產物間接氧化處理水中的污染物,最終達到氧化降解處理污染物的目的。
間接陽極氧化分兩類:一類是利用可逆氧化還原對間接氧化降解有機物。懸浮在水中的氧化還原物質在電化學過程中失去電子被氧化成高價態物質,高價態物質發生一系列反應,氧化降解有機物最終又被還原成原價態物質,這個過程循環往復氧化可以去除有機物,這是一個可逆的過程之中。而另外一類則是使用電化學反應之中產生的一些中間產物參與到氧化污染物之中,這樣就可以有效的去除污染物。這是一個不可逆的過程。這個方法的優點在于有較強的氧化能力,消耗化學藥劑比較少,則在一定程度以及發揮出了陽極氧化作用比較少,又可以產生的氧化劑,這樣的話處理的效率就會極大地提高,它的缺點在于電耗比較高。
3.5、電吸附法
依據電化學的理論,在電極同電解質溶液的兩相間可以施加低于溶液的分解電壓之時,電荷就會在比較短距離之內重新分布、排列。作為補償,帶電電極就會吸引溶液之中的帶相反電荷的離子,界面剩余電荷的變化可以導致界面雙電層電位差的變化,這樣的話就可以形成緊密的雙電層,同時在電極和電解液界面存儲電荷。
電吸附法可以用來分離水中低濃度的有機物以及其他物質。處理水中的鹽類通常都是以離子狀態存在的,而水處理中電吸附技術其基本原理就是通過施加外加電壓形成靜電場,使帶電離子向帶有相反電荷的電極方向移動,同時通過控制對于雙電層的充電以及放電,可以改變雙電層之處的離子濃度,也使得離子在雙電層內富集,降低了溶液本體的濃度,有效實現對于水溶液之中低濃度有機物以及其他物質之間的分離。這種方法具有耐受性好、特殊離子去除效果比較明顯、對顆粒污染物低、抗油類污染、操作及維護簡便、運行成本低等優點。
3.6、電滲析法
電滲析這是一種膜分離技術,把陰、陽離子交換膜交替排列在正負電極之間,把他們隔開,來組成除鹽的淡化以及濃縮的系統,外加電場作用之下,使用電位差當做動力,使用離子交換膜的選擇透過性,可以使得溶液之中的離子當做作定向遷移,使用膜分離技術把電解質分離出來,可以溶液得到濃縮以及淡化。這個方法的優點在于藥劑耗量比較少、能耗比較低、機械化程度高、對于環境的污染較小、設備簡單,預處理簡單,缺點是在運行過程中容易結垢。
3.7、內電解法
內電解法也稱微解法其原理是:按組成原電池的基本條件,將兩種活潑性不同的金屬或石墨用導線連接插入電解質溶液中形成原電池,周圍的空間形成電場。外加電場的作用下,水中帶電的污染物分子移向與之相反電荷的電極,吸附在電極表面發生氧化還原反應,降解成小分子物質。并且,電極反應的產物以及水中污染物產生氧化還原的反應,產生吸附、絮凝沉淀等等,實現進一步去污的目的。
該法優點是不消耗能源,可提高難降解物的可生化性,能用于脫色、去除多重污染劑成分。缺點是反應速率較慢,處理水量少,反應柱易堵塞。
3.8、電化學法
電化學法是指利用電極在廢水中發生的電化學反應產生強氧化劑、氣體或絮凝劑,使廢水中污染物去除的過程。按照作用原理可將其分為電解氧化、電氣浮、電絮凝等。電解氧化又可分為直接電解和間接電解,直接電解是在電極上直接將污染物氧化或還原而去除,間接電解是利用在電場作用下電極表面產生的羥基自由基。次氯酸根等強氧化劑將污染物轉化為易降解或無害物質,使廢水得到凈化。電氣浮是利用電解過程產生的氣體,如廢水中的氯離子將導致氯氣溢出,使廢水中的揮發性雜質和輕質懸浮物浮于廢水表面,從而達到廢水凈化的作用。電絮凝是在電化學處理廢水過程中消耗鐵陽極或鋁陽極,使其在廢水中形成鐵鹽或鋁鹽絮凝劑,將膠體和懸浮物質去除。
4、結語
電化學法在治理污水中具有許多優勢,該法一般無需添加化學用劑,可較好的避免二次污染、占地面積少、操作簡便、污泥量少。但由于其反應過程復雜、電極材料消耗大,處理效率不高一直未被廣泛利用。隨著電力工業發展,電化學理論不斷完善、新型電極材料研究不斷深入,以及同其他方法之間的聯用、電化學水處理法在將來一定會有比較廣闊的發展前景。
參考文獻:[1]吳高明,魏松波,雷興紅,杜健敏,陸曉華.焦化廢水電化學處理技術研究進展[J].工業水處理,2007,09:7-10
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篇2
關鍵詞:聚酯 廢水 廢氣 處理
PET生產是國內最主要的聚酯產品,由于其優秀的物理和化學性能而廣泛地應用于很多領域,經過幾十年的發展PET生產工藝和技術水平已經趨于成熟,各個生產流程都得到優化和改造。但是對于PET生產以及整個聚酯產品生產過程中出現的工業廢水和廢氣處理卻僅僅處在起步階段,及時有效地處理聚酯生產過程中出現的廢水和廢氣問題,能夠減小化工生產對環境造成的污染,為保護好環境出一份力。
一、國內外聚酯廢水的通常處理方法
聚酯廢水排放到水流中會對水生態平衡造成危害,發生水生物大面積死亡的現象,嚴重地還會對生物鏈產生不可挽回的損害。但是聚酯廢水經過處理將污染物分離出來以后,不但不會對生態環境造成危害,還會給水生物提供大量養分,起到變廢為寶的作用,不但能改善聚酯化工廠周邊的環境,還能減小工廠的生產成本。本章主要介紹了國內和國外普遍采用的廢水處理工藝和方法。
(一)國內聚酯廢水的處理方法
我國聚酯生產能力已經步入了國際上的先列,企業生產工藝和設施的逐步完善使得生產能力也不斷增加,到目前為止,國內化工廠普遍采用的廢水處理方式有“復合生物曝氣”、“生物浮選”和活性炭吸附等方式,從原理上可以歸納整理為三類,也就是生物處理、吸附和氧化處理。研究數據表明,不同的處理方式有著不同的優缺點,生物浮選處理廢水對水流的質量和流量十分敏感,對于產量較大的化工廠一般不采用這種處理方式,設備的投資和運行費用也隨著生產量的提高而提高,所以大部分生產廠家都會根據自己的產能和廢水具體工藝采用合適的處理方法。
(二)國外聚酯廢水的處理方法
國外對于聚酯廢水處理已經形成了一個完善的處理工藝,通過連續式反應器去除聚酯廢水中的有害物,這種反應器反應效果好,再生率高,恢復期短,能夠有效地處理聚酯廢水;從很多方面來看國外的廢水處理技術已經領先國內很多年。國外很多生產廠家一般都采用化學氧化方法對聚酯工業廢水進行預處理,或者對處理不太完善的處理后廢水進行再處理。以保證工業廢水在排入河流等其他水流環境中不會對生態環境造成巨大污染。像日本株式會社采用的是向工業廢水中加入堿性化合物,將廢水中的有害物質轉化為其他不會對生物造成損害的其他化合物,從而減少廢水中的有害物質含量,達到排放要求。
(三)聚酯廢水處理技術的合理選擇
聚酯廢水中尤其是生產聚對苯二甲酸乙二醇酯的酯化水中仍然含有較大量的乙醛和乙二醇水溶液,針對這一情況一般采用精餾塔精餾的方式對工業廢水中的乙二醇進行精餾操作,已達到回收其中一部分乙二醇的目的,也能夠有效降低排放的廢水中的有害物的含量。對于工業酯化廢水中存在的乙醛,很多化工廠都在精餾塔工藝水準上進一步優化設計,可以得到質量較高的醫用乙醛。采用回收再利用技術不僅僅能夠降低廢水中有害物質的含量,保護環境,還能從另外一個方面增加企業的經濟效益。
二、國內外聚酯廢氣的通常處理方法
聚酯廢氣中含有大量的乙醛和乙二醇,排放到空氣中會對人體和生態環境造成危害,但是由于生產工藝和設備的限制,聚酯生產過程中出現的廢氣大都是經過簡單的噴淋之后直接排放到空氣之中,因此需要根據產能、廢氣成分和設備具體狀況設計合理的廢氣處理措施才能達到處理廢氣的目的。
(一)聚酯廢氣的處理方法
一般常采用的是噴淋處理,但是噴淋處理的效果不是很明顯,往往噴淋完的廢氣中仍然含有大量的乙二醇和乙醛,依然不能夠達到排放的標準。所以優先考慮的是燃燒廢氣的處理方式,但是燃燒尾氣的過程中容易發生爆炸現象,這是阻礙尾氣處理的一大因素,科學研究表明乙二醇的爆炸極限體積分數在1.8%-15.9%之間,因此在廢氣處理過程中,可以將工藝廢氣進行鼓風稀釋使其乙二醇的含量小于爆炸極限體積分數,再灌入熱爐中進行焚燒。
(二)聚酯廢氣處理技術的合理選擇
在大多數生產廠家都是采用噴淋和焚燒相結合的技術,將噴淋后的混合蒸汽一起焚燒,能夠減少廢氣后處理成本,以較小的代價使廢氣處理能夠達到排放標準。有的企業采用的是催化劑燃燒發處理PET生產過程中規出現的廢氣,經過催化燃燒處理后的廢氣能夠達到國家要求的廢氣排放標準。使得廢氣中危險化合物含量處在一個合理的標準范圍內。
三、聚酯廢水廢氣處理的影響因素分析
對于聚酯生產過程中出現的廢水和廢氣,影響因素眾多,一般來說在生產過程中設備出現故障會導致生產反應發生異常出現廢水和廢氣,使得廢水和廢氣中有毒成分含量增加。我們應當分析廢水廢氣產生原因和廢水廢氣最終處理結果的影響因素,然后根據分析結果制定相應的處理手段,最終使得廢水廢氣中有害成分含量達到國家規定標準,甚至為企業創造另一方面的效益。
(一)生產過程中不穩定因素影響
在生產過程中,反應器開車的初始階段的化合反應剛剛進行的時候,反應的副反應加劇,溶液在反應釜中停留時間較長,反應速率低等原因都直接導致了化學反應不充分和不完全,而反應的副反應的主要產物是乙醛和乙二醇,這兩個產物正好是廢水和廢氣中最主要的有害物成分,設備停車和故障也同樣會導致這一現象的發生,因此在對開車停車和設備故障這幾個階段產生的廢水和廢氣要單獨處理。
(二)處理設備影響
設備是制約廢水廢氣處理水平發展的最大阻礙,由于廢水廢氣處理過程對于設備符合要求巨大導致成本提升,設備經常進行超負荷運作也導致處理效率降低。設備操作參數的控制精度也不能滿足廢水廢氣的凈化需求,這些因素都導致聚酯生產廢水廢氣的處理效果。
(三)優化措施處理
對于廢水廢氣產生原因分析,從根本上進行優化,解決聚酯生產過程中產生廢水和廢氣的因素,從上產工藝入手,合理優化反應工藝,減少在生產過程中廢水廢氣中乙醛和乙二醇的含量,能夠減輕廢水廢氣后期處理的壓力。加大廢水廢氣后期吸收處理手段研究力度,提高處理手段。因此優化聚酯生產工藝過程、開發廢水廢氣處理手段能夠從根本上提高處理效率。
四、結束語
聚酯產品在人們日常生活中的應用越來越廣泛,隨著聚酯生產產能的增加,其帶來的污染問題也需要進一步探索和調整優化,從根本上解決問題,在可持續發展建設提供保障。
參考文獻
[1]余建林.陳金義.聚酯生產廢水廢氣的工藝處理[J].聚酯工業,2008,02:39-43.
篇3
關鍵詞:化工業 有機廢氣 處理技術 展望
1 、引言
我國經濟的發展正在不斷走向深入,化工行業的增速也有目共睹,然而化工業由于行業特性的原因,如何對其產生的有機廢氣進行有效的治理,從而避免對周邊環境造成損害,是一個亟待解決的問題。隨著我國科研與實踐的發展,業界已經出現了不少投資少、見效快的有機廢氣處理技術。本文首先概述了目前發展比較成熟的有機廢氣的一些主要的治理方案與技術,包括活性炭治理方法、吸收法以及催化劑法等,在此基礎上對有機廢氣治理技術的發展進行了展望,并闡述了膜分離法、等離子體法以及光催化法等新的治理方法。本文的成果為化工行業對有機廢氣處理提供技術借鑒,具有比好的意義。
2、 有機廢氣處理技術概述
隨著行業實踐的發展和研究的進展,當前無論是國內還是國外,對下列幾種有機廢氣處理技術應用較為廣泛:
2.1活性炭法
活性炭材料具有比較好的吸附功能,能夠通過自身的吸附作用去除對象中的有害成分。結合活性炭的這個功能,可以將其應用于有機廢氣處理之中。結合吸附品的具體吸附原理,可將其進一步細分為基于物理原理的吸附與基于化學原理的吸附。其中以后者原理是以吸附品的疏水鍵來清除有機污染,主要適用于水體污染,因此對于有機廢氣,通常使用的是物理吸附。通常較為常用的材料包括活性炭、沸石等,此類材料的結構通常為孔狀,因此其吸附表面積非常大。不少實踐已經證明,在吸附體的內部結構上,纖維狀的吸附效果最佳,因此在對有機廢氣進行處理時應以纖維狀材料為首選。
2.2 吸收法
這種方法是以液體的吸收劑與有機廢氣充分接觸,實現廢氣中有害成分的有效吸收。吸收劑的作用是可逆的,在去除其中的有害組分之后,還能夠繼續使用。通常這種方法是以水噴淋的方式實現吸收劑和有害廢氣的充分接觸,其原理是化學中的相似相溶。例如,通過水的作用來吸收丙酮、甲醇、醚等有害物質,通過活性基團來吸收水溶性尚差的“三苯”物質等。
2.3 催化氧化法
有機廢氣中,有一些揮發性有機化合物是有毒有害的,回收成本較高,因此一般對其進行氧化處理。氧化處理的方法是:將氧氣和揮發性有機化合物進行化學反應,反應完畢后的生成物是二氧化碳與水,這個過程類似于燃燒的過程,因為有機廢氣中的揮發性有機化合物濃度往往并不高,因此在氧化反應的過程中不會有火焰產生。氧化的具體過程分為兩種情況,一是以持續加熱的方式使含揮發性有機化合物的有機廢氣逐步升溫,并漸漸到達能夠發生氧化反應的條件;另外一種方法是在有機廢氣之中假如催化劑,一般來說以鉑、鎳等金屬充當催化劑。在催化劑的作用之下,有機廢氣里所含有的揮發性有機化合物逐漸與氧氣發生反應。
2.4生物法
這種處理方法首先以一定的介質培養微生物,并使之處于適合微生物生長的溫濕度環境,有機廢氣中的碳氮等元素能夠在微生物的作用之下逐步發生分解,并最終轉化為無害的二氧化碳、水、無機鹽等。隨著環保的呼聲日益迫切,這種方法正在得到大力的推廣。
3、有機廢氣處理技術展望
隨著科學技術的持續發展,不少國家對廢氣廢水的處理技術均進行了深入的研究,并不斷開發出更加有效的新技術,下面進行闡述。
3.1 膜分離技術
這種技術是使有機廢氣途經一個膜結構,通過該膜的半滲透性特征進行氣體的過濾處理。在有機廢氣中包含了各種各樣的成分,這些成分的性質有所區分,因此在半透膜之前的通過程度有所不同,通過膜的控制,能夠有效地將有機廢氣中的污染有害成分分離出來,從而達到空氣凈化的效果。
3.2等離子體技術
這種技術的目標是構建一個等離子體,構建方法一般是以高壓放電的模式瞬間生成活性離子。這些活性離子能夠使有機廢氣中的碳氫鍵和碳碳鍵發生斷裂,從而有效地改善有機廢氣的污染性,并產生無害的二氧化碳和水,因為此法成本低、技術要求不高,因此正在得到大規模的推廣使用。
4、 結束語
只有深入研究有機廢氣的處理技術,才能在化工行業高速發展壯大的同時,實現對環境的保護。當前可選擇的有機廢氣的凈化方法非常多,并且具有各自的優缺點和使用范圍,而在對其選擇時,最重要的依據便是能否達到環境保護的實效性。傳統的有機廢氣處理方法應用依據比較廣泛,而為了繼續節約成本、提升效果,還應不斷地開發新的工藝。我國正處于發展的快車道,一方面必須進行經濟建設,另一方面則應重視環境保護。只有不斷開發更新更好的技術,才能實現化工行業的可持續發展,才能增強其綜合競爭力。
參考文獻:
[1]張旭東.工業有機廢氣污染治理技術及其進展探討[J].環境研究與監測,2005,18(1):24-26.
篇4
[關鍵詞]工業廢氣;氯化氫;含量;分析
中圖分類號:U466 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2017)14-0025-01
引言:目前,國內普遍采用硝酸銀容量法、硫氰酸汞分光光度法和離子色譜法測定氯離子。其中硫氰酸汞分光光度法方法靈敏、顯色液穩定、操作簡便,但選擇性差,且方法不易掌握;后者方法準確靈敏、選擇性好、能同時測定多種陰離子,但是操作復雜,且儀器昂貴,不少地方監測站無此儀器。經過長期摸索研究出測量車間工業廢氣中氯化氫含量的方法。此法簡單容易操作,能測定和檢查工廠廢氣排放情況,為生產的正常運行提供信息。工業廢氣氯化氫同時也污染環境,對設備和建筑物都具有強烈的腐蝕性。氯化氫氣體易揮發,水溶性強,不易被顆粒吸附,因而擴散性較強,能與空氣任意混和,其危害范圍廣,對氯化氫廢氣的回收及治理已引起了人們的重視。2015年1月1日新的《中華人民共和國環境保護法》公布并實施,可見國家對環境保護的重視。按GB3095-2012《環境空氣質量標準》,GB/T 16157-1996《固定污染源排氣中顆粒物測定與污染物采樣方法》,國家對工業向大氣中排放氯化氫廢氣含量有明確的要求。
1.關于工業廢氣的危害
對人體健康的危害:世界衛生組織稱,2012年空氣污染造成約700萬人死亡(部分人死亡原因與室內/外空氣污染均有關),也就是全球每八位死者中就有一位。大氣污染物對人體的危害是多方面的,主要表現是呼吸道疾病與生理機能障礙,以及眼鼻等粘膜組織受到刺激而患病。
對植物的危害:大氣污染物,尤其是二氧化硫、氟化物等對植物的危害是十分嚴重的。當污染物濃度很高時,會對植物產生急性危害,使植物葉表面產生傷斑,或者直接使葉枯萎脫落;當污染物濃度不高時,會對植物產生慢性危害,使植物葉片褪綠,或者表面上看不見什么危害癥狀,但植物的生理機能已受到了影響,造成植物產量下降,品質變壞。
對天氣和氣候的影響:大氣污染物對天氣和氣候的影響是十分顯著的。
2.實驗部分
2.1 主要儀器
反應管50mL三支;酸式滴定管50mL一支;堿式滴定管50mL一支;真空泵一臺;氣體流量計一臺;移動電源插座一個。
2.2 試劑及溶液
硫酸標準滴定溶液:0.5mol/L;氫氧化鈉標準滴定溶液:0.5mol/L;酚酞指示劑;甲基紅―亞甲基蘭混合指示劑。
2.3 實驗前準備
向反應管中裝入硫酸標準溶液和甲基紅―亞甲基蘭混合指示劑,在尾氣中檢測成分濃度未知的情況下,均接50.0mL硫酸標準溶液作為吸收液。三支反應管串連在一起作為接收器,第一個反應管和第三個反應管為緩沖瓶,第二個反應管為接有吸收溶液的吸收瓶。(如果尾氣溫度較高,可適當的在第一個緩沖瓶前增加緩沖瓶接收冷凝的液體)。
3.檢測步驟
3.1 樣品采集
向真空泵和氣體流量計中注適量蒸餾水,在檢測現場就近接通電源,檢查尾氣管道是否連接正常。按照尾氣管道反應管流量計真空泵的順序用橡膠管連接在一起,記下流量計的讀數A1作為起始讀數,開啟電源開始尾氣檢測。完成抽氣檢測后,關閉真空泵開關,同時拆除連接設備的橡膠管,防止由于管道負壓將吸收瓶內的吸收溶液反抽入管道。記下流量計的讀數A2作為結束讀數,放掉真空泵和氣體流量計中的水并沖洗干凈,收起移動電源線。第四是取下吸收瓶和第三個反應管洗入三角瓶中,用硫酸標準溶液來中和滴定剩余的吸收溶液。以此求得吸收溶液的耗量。
3.2 尾氣中氯化氫含量的計算方法
式中:V1為氫氧化鈉標準滴定溶液的體積,mL;
V2為中和滴定的硫酸標準滴定溶液的體積,m ;
C1為氫氧化鈉標準滴定溶液的濃度,mol/L;
C2為中和滴定的硫酸標準滴定溶液的濃度,mol/L;
M為氯化氫的摩爾質量36.5,g/mol;
V3為流量計記錄的抽取尾氣體積,L;
V3=A2-A1。
3.3 實驗數據
取同一點的工業廢氣做樣品(在生產設備、生產過程正常運行下進行),按GB/T16109-1995《車間空氣中氯化氫及鹽酸的硫氰酸汞分光光度測定方法》進行氯化氫含量測定,檢測數據如表1。
4.討論
檢測應在生產設備、生產過程正常運行下進行,確保能真實反映各工廠尾氣中氯化氫含量的排放情況。向真空泵和氣體流量計中注適量蒸餾水,在檢測現場就近接通電源,檢查尾氣管道是否連接正常。按照尾氣管道流量計真空泵的順序用橡膠管將設備連接,接通電源抽尾氣2min,目的是:檢查設備運行是否正常,并將尾氣管道中的氣體替換成煙囪中正在排放的氣體,以減少檢測誤差。再去抽尾氣管道中的氣體5-10min以置換尾氣管道的氣體。氣體流量計指針為勻速轉動。第五是抽取氣體至反應管指示劑變色,或在反應管指示劑沒有變色的情況下抽取100-300 L尾氣,控制抽氣量盡量不使指示劑變色(根據尾氣中待測物質含量的不同可減少或增加尾氣抽取體積)。完成抽氣檢測后,關閉真空泵開關,同時拆除連接設備的橡膠管,防止由于管道負壓將吸收瓶內的吸收溶液反抽入管道。用一根橡膠管將反應管的出口和入口連接在一起,避免空氣進入。如果樣品采集不能當天測量,應將樣品放入冰箱二攝氏度到五攝氏度保存,保存不得超過四十八個小時。
總結:綜上所述,隨著我國工業化進程的加快,工業廢氣氯化氫給我們的健康和生存環境都帶來了很大的威脅。提高環保意識、減少未處理工業氯化氫的排放、對工業排放氯化氫進行檢測、完善工業廢氣氯化氫的治理技術和設備是防治工業廢氣的重要措施。本實驗建立了測定工業廢氣中氯化氫含量的測定方法,該方法操作簡便、準確、快速,可用于工廠對工業廢氣中氯化氫含量的測定,從而控制廢氣中的氯化氫含量不要超出標準排放量,適合工業生產過程中的控制。
參考文獻
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篇5
[關鍵字]橡膠廢氣 催化氧化 處理
[中圖分類號]X742 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2013)-2-169-1
在橡膠工業生產中,其廢氣的90%以上為揮發性有機物,該物質對大氣會產生嚴重的危害,也影響到周邊居民的身體健康[1]。我國國內的石油化工生產企業對待廢氣的方式,往往是降低濃度后進行排放或者不經過任何處理就直接排放,危害十分嚴重。因此,對橡膠生產中伴隨的廢氣進行揮發性有機物的清理是十分重要的課題[2],本文將重點探討如何利用催化氧化技術對橡膠廢氣進行有效處理。
1 橡膠生產的廢氣來源
在我國的石油化工生產企業中,橡膠的生產全過程具有四個步驟,(1)聚合、(2)回收、(3)凝聚,(4)后處理,后處理的主要任務是對上一個單元中的橡膠顆粒進行脫水處理,并進行干燥,在這個過程中一共有四處會伴隨廢氣的產生,分別是進料口與螺桿擠壓機處排放的閃蒸氣,還有在利用風力輸送固體的過程中與對固體顆粒進行干燥的過程中產生的排放氣體,這四處都會產生相似成分的廢氣,主要成分有乙烷、水汽、油霧與伴隨揮發的固體顆粒。
2 橡膠廢氣的處理技術
在橡膠生產的排放廢氣上,已經形成了些有效的處理方式,但由于處理方式不同,在處理的效果上與優缺點上也不相同,這幾種方法與催化氧化方法相比都具有一定的不足。
熱力燃燒法具有較高的處理效率,可以一次處理濃度較大的廢氣,但是處理過程也需要大量燃料消耗,且必須連續進行,伴隨氮氧化物的排放,因此成本較高;生物處理法能夠處理較低濃度的廢氣,并且具有低成本的優勢,但是在高濃度廢氣的處理效果上并不好,需要占用大量的空間,生物環境較難獲得,因此也不方便;催化氧化是一種在特定壓力和溫度條件下,運用金屬材料作為催化劑,將橡膠廢氣中的物質與空氣、氧氣等氧化劑物質進行氧化反應的處理工藝,該種方法與上述兩種方法相比具有明顯的優勢,它的處理效率很高,可以一次處理較高濃度的廢氣,并且不需要較高的溫度條件,成本也比較低廉,唯一的缺陷是隨著處理過程的進行,廢氣中會含有多種粒狀物使催化劑中毒,從而降低處理的效率。
催化氧化技術在橡膠廢氣中的處理也并不是單一使用的,在實際的處理過程中,必須采用多種處理方式配合使用的途徑,才能夠最有效地對廢氣進行處理。在以催化氧化技術為主的處理工藝中,氣體總的處理流程為先進行廢氣的收集與預處理,然后對其進行冷凝,接著對其進行催化氧化,最后在達標的情況下將廢氣進行排放。
處理技術流程為:
(1)在進料口與擠壓機的出口處將產生的廢氣進行收集,這時閃蒸氣會進入一級的冷凝處理,在冷凝的過程中會產生冷凝水,冷凝水會通過特殊方式進行收集待處理。
(2)是二級冷凝處理,也就是在上一級冷凝的基礎上進行進一步冷凝,以提高冷凝處理的效果,在這個處理的過程中會產生環乙烷,環乙烷作為一種化工原料可以進行收集再利用,這時前兩級的廢氣已經得到了充分的冷凝處理;除霧處理,在風力輸送固體的過程中與吹熱風對顆粒進行干燥過程中產生的廢氣會被收集進來進行集中除霧處理。在除霧處理中,會產生橡膠生產中使用的填充油,在此可以進行收集和再利用,這時所有的廢氣都已得到充分收集。
(3)收集到的廢氣會通過蒸汽換熱器的方式進行加熱,加熱的作用是加大催化氧化的處理效率,在熱的廢氣得到催化氧化后,氣體需要進行一次循環以降升溫后攜帶的熱量傳遞給未處理的廢氣部分,這個過程可以有效降低能耗,節約熱能成本,在利用金屬催化劑,常壓狀態下與空氣中的氧氣等氧化劑多次的催化氧化反應處理后,廢氣可以達到化工企業的排放標準,最后被排放至大氣中,也可將其送入熱風干燥系統中,利用其攜帶的熱量進行干燥處理,該處理方式可以有效降低生產的成本,實現合理化廢氣利用[3]。
表中展示了筆者所在的公司進行的橡膠廢氣催化氧化處理對其中的非甲烷總烴與環乙烷的處理效果:
根據筆者所在的杭州梵林環保設備有限公司的處理實踐,表中呈現的數據充分證明了催化氧化處理可以獲得良好的處理效果,在催化氧化反應設備的入口239-257℃,出口381-455℃情況下,其催化氧化處理可以以98%的效率去除廢氣中的非甲烷總烴與環乙烷,處理后的廢氣完全達到國家所規定的《煉油與石油化學工業大氣污染物排放標準》要求,為石油化工企業的橡膠生產產生可觀的經濟效益。
3 總結
催化氧化技術為石油化工企業的橡膠生產中廢氣排放提供了有效的處理方式,通過四步的處理工藝,能夠有效減少廢氣中的揮發性有機物,減少對大氣的污染,保證了人們的身體健康,還可以為企業創造可觀的經濟效益。
參考文獻
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(通標標準技術服務〈上海〉有限公司,中國 上海 200233)
【摘要】隨著社會經濟水平的上升以及科學技術的發展,環境問題也日益突出,尤其是大氣污染對人們的日常生活與工作產生嚴重的影響。國家也越來越重視對大氣污染的治理,在進行治理之前,對大氣污染中占大很大比例的工業廢氣進行檢測非常重要,對工業廢氣中的有毒氣體以及揮發性有機物進行檢測和預警,能夠幫助人們認識工業廢氣的構成,選擇合適的方式進行治理。主要探討計算機技術在工業廢氣檢測分析數據處理過程中的應用,編制相關的計算機軟件對工業廢氣的相關指標進行計算,最終實現對分析結果的打印。
關鍵詞 計算機技術;工業廢氣;數據分析
嚴重的霧霾現象警示人們關注大氣污染的問題,由于城市規劃中形成非常集中的工業園區,其產生的工業廢氣也相對集中,其中包含大量的氮氧化物、大顆粒物質、為氧化硫以及揮發性的有機物(VOCs)等,對環境和人們的健康造成非常嚴重的危害。而工業廢氣的監測主要包含對煙氣,也就是工業鍋爐和爐窯排放的廢氣以及工藝廢氣進行監測。實施工業廢氣監測的結果在最終需要特殊的表現形式,即在標準狀態下的干排氣污染區的排放濃度或者是排放速度等。要通過這樣的形式將檢測結果表現出來,就需要對工業廢氣的采樣體積、流量以及含濕量等指標進行計算,其中煙氣的監測結果表現還需要對過量空氣系數實施計算,所以需要一個漫長的計算過程,工作量較大且耗費的人力資源較多,同時由于手工計算的缺陷,非常容易出現錯誤。
當前,隨著計算機技術應用到各個領域當中,我們研究工作人員探索更為便捷、簡單的計算方式,最后使用QBASIC語言編制“工業廢氣檢測分析數據處理軟件”,對監測的結果進行計算和處理。軟件能夠在UCDOS的中文平臺中實現運行,通過利用該軟件能夠將采樣氣體的各項參數指標輸入,隨后軟件進行分析處理得到在標準狀態下的工業廢氣的排放濃度以及這算濃度,同時還能夠計算出拍題的流量和排放的速度。這樣一系列的過程中可以很大程度上減輕工作人員的工作量、降低出錯的可能性,提高計算效率和結果的質量,保證數據結果的準確性。
在進行系統性的研究之后發現,本軟件能夠應用在監測工業廢氣過程中各種不同類型污染物的數據計算,為環境監測分析工作者的工作提供巨大的便利,實現工作流程的自動化。
1工業廢氣檢測分析數據處理軟件的應用
對工業廢氣實施監測的過程中從整體上可以分為三大階段,分別是對現場的調研以及監測準備工作;參數指標的測試以及氣體的采樣;實驗室的分析計算和數據處理工作。在本研究中,編制的軟件值針對實驗室的分析計算和數據處理工作展開討論。
本軟件中主要包含有四個不同的處理模塊,分別是校準曲線數據處理模塊、樣品分析處理模塊、重分析處理模塊以及風量分析處理模塊,其中樣品分析模塊主要包括分光的光度、氣相色譜法以及原子吸收光度等;重分析處理模塊則是對工業廢氣中的煙塵和粉塵進行分析。不同的模塊具有不同的工作流程:
第一,校準曲線和樣品分析模塊對氣體污染區排放濃度的計算流程,首先將必要的參數指標輸入到軟件中,如校準缺陷會進行標準溶液濃度的讀數,就計算得出回歸方程的系數并建立回歸方程式;而樣品分析則通過樣品系數儀器讀數、采樣氣溫氣壓流量讀數和煙氣含氧量將污染物的含量,標準狀態下的體積以及過量系數計算出來,其中前兩者的結果進一步能夠得出排放的濃度,過量系數則能夠進一步計算出折算濃度;
第二,重分析處理模塊對大氣中顆粒物排放濃度的計算,首先將采樣氣體參數中氣溫與氣壓的流量數值輸入得出標準狀態下的采樣體積;然后輸入采塵前、后重量得到塵重;輸入煙氣的含氧量得到過量系數。前兩者的計算結果能夠算出排放的濃度,而過量系數的結果可以計算出折算濃度;
第三,風量數據處理模塊對于標準狀態下排氣流量的計算,輸入風管的直徑、長度、寬度等規格參數,計算出橫斷面積;輸入排氣動壓、溫度以及皮托管的修正系數就能夠得到平均流速;輸入大氣的氣壓與風管的靜壓得到絕對壓力;輸入水蒸氣的氣壓、測點的靜壓以及干球和濕球的溫度得出排氣的含濕量。前兩項結果參數能夠進一步計算出工況下的排氣流量,而后兩項的結果則能夠進一步得出標準狀態下的排氣流量;
最后,基于風量數據處理模塊對污染物排放速度的計算,通過污染物的實測濃度得到標準狀態下干排氣的流量進而計算出排放的速率。
在編寫的軟件中,每一個計算模塊中都具有輸入。修改以及存儲的功能,同時還可以進行測試數據的輸出和打印。不同的模塊與功能之間通過菜單的選擇進行控制。
2工業廢氣檢測分析數據處理軟件的優點
首先,本軟件具有完善的操作頁面,操作非常方便,對于年紀稍大的環境監測分析人員而言也沒有難度;第二,能夠實時對數據參數進行修改,對于計算準確性的提高很有幫助;第三,能夠對分析校準缺陷實施截距的處理以及進行相關系數的檢驗,對其計算質量進行控制。特別是本軟件中使用的數學回歸方式能夠擬合不同線性的校準曲線,無論是直線還是彎曲的線都能夠實現擬合,同時還引進分析復制方程的理念,計算過程中校準曲線方程能夠直接面對樣品實施分析結果的計算,因而回歸方程濃度誤差估值相較于傳統的回歸方式而言更加清晰、直觀的展示在監測分析人員的面前;第四,在輸入標準樣品或者是控制樣品的參數后能夠得到測定的誤差值,能夠對樣品的處理數據結果的質量進行控制;在進行含濕量的過程中不要要工作人員查找飽和水蒸氣的氣壓,計算機軟件能夠自動查找完成;得到的校準曲線、排氣的流量以及污染物濃度值等會自動存儲在磁盤當中,隨時調取出來使用;能夠與其他軟件實現對接,數據處理的結果如標磚狀態下的氣流量、過量的空氣系數、污染物濃度、折算濃度以及排放的速度等數據可以在word或者是excel等辦公軟件中訪問與編輯,用戶能夠快捷的實現對報告書的建立與打?。蛔詈?,軟件的適用性非常強,能夠對工業廢氣中各種不同種類的污染物的檢測數據進行分析處理,涵蓋的分析方式有原子吸收光度法、重量法以及分光光度法等。
3結束語
綜上所述,當前的大氣污染現象非常嚴重,對環境與人們的日常工作生活帶來了很大的影響,簡化工業廢氣檢測分析數據處理程序,提高數據處理結果的精度和效率對于幫助檢測人員掌握實時的空氣狀況,采取有效的手段對工業廢氣進行控制和治理具有非常重要的意義。而開發的工業廢氣檢測分析數據處理軟件基于計算機平臺,在超過1000臺的臺式計算機和筆記本電腦上進行調試,都能夠實現在UCDOS中文平臺中的穩定運行。使用該軟件進行了大量的工業廢氣檢測分析數據處理實驗,包括對鍋爐產生的延期以及大顆粒物進行測定、對氯化氫分光光度實施測定、對印刷廠的鑄字車間實施工作空間的廢氣鉛原子吸收光度法的測定、電鍍工序中產生的氮氧化物的廢氣測定等,得到的計算結果與工作人員手工計算的結果是一致的,但是極大的提高了工作效率,解放計算人員的勞動力。
參考文獻
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那么中國還有沒有其他氟資源的來源?答案是完全肯定的。磷礦石中也蘊藏著大量的氟資源,世界磷礦石儲量約600億噸,磷礦石中的氟含量約2%~4%,磷礦石中伴生的氟占世界氟蘊藏量的87%以上,遠比螢石的儲量大。僅目前有實際開采價值的磷礦中就有8億~14億噸的氟資源,相當16億~28億噸螢石的含氟量。
可以預見,在將來螢石資源枯竭時,磷礦石中的氟將成為唯一的氟資源。但由于生產技術等原因,大多數工廠采用水來吸收含氟廢氣物,一方面吸收不完全,另一方面產生固體二氧化硅容易堵塞設備及管道,造成頻繁停車,影響生產效率。因此,研究采用新型的工藝方法已迫在眉睫。
一、含氟廢氣用途廣泛
經反復研究發現采用氟化銨溶液來吸收含氟廢氣,可取得良好效果,回收產物經合適處理可分別制成無機精細化工產品――優質白炭黑和高濃度吸收劑――氟化銨溶液。
前者可廣泛應用于天然橡膠、合成橡膠、硅橡膠的補強劑、牙膏摩擦劑、涂料和不飽和樹脂增稠劑、涂料消光劑、塑料薄膜開口劑等;后者一部分可以循環利用于吸收含氟廢氣物,另一部分可以用于制備電子工業用的氟化物(無水氟化氫,氟化銨,氟化鈉,氟化鈣,三氟化鋁等高附加值化合物),這樣企業不僅可順利地完成廢氣的有效處理,同時也將其中的氟、硅元素轉化為有較高經濟價值的氟鹽、白炭黑等產品,從而將現有含氟廢氣的利用提高到一個新水平。
二、含氟廢氣的吸收
依據磷化工生產中含氟廢氣的不同存在形態采用氟化銨進行吸收,吸收后的尾氣中氟含量應達到國家規定的排放標準。
對于磷化工生產中以SiF4為主體的廢氣, 用氟化銨溶液來吸收,生產穩定的氟硅酸溶液。其反應方程式如下: SiF4+2NH4F=(NH4)2SiF6、 H2SiF6+2NH3=(NH4)2SiF6。
吸收液的主要成分為氟硅酸銨,將其氨解,即可生成二氧化硅沉淀 (即白炭黑)和氟化銨溶液。二氧化硅經洗滌、干燥后即得到白炭黑產品;同時,可得到高濃度的氟化銨溶液,其反應化學方程式如下: (NH4)2SiF6+4NH3+2H2O=6NH4F+SiO2。
以高濃度的氟化銨溶液為起點,根據市場的需求,可以制取其他氟系列產品,如氟硅酸、氟化鈉、氟化銨(氟化氫銨)、氟化鉀、氫氟酸、無水氫氟酸、電子工業氫氟酸等。
三、白炭黑的制取工藝
當前,以氟硅酸為原料制備白炭黑的方法主要有以下幾種工藝路線。
1、采用磷肥副產氟硅酸與純堿反應制備氟化鈉和白炭黑,分離出來的SiO2沉淀經硫酸酸化、陳化、洗滌、干燥得到白炭黑。該方法雖然得到氟化鈉和白炭黑2種產品,但缺點是反應中產生大量的二氧化碳氣體,生成的氟化鈉與二氧化硅采用重力分離其分離效果有限,氟損失較高,同時在洗滌過程中產生大量的酸性廢水,且生成的白炭黑產品質量不高,比表面積偏小。
2、采用氟硅酸與碳酸氫銨反應生成NH4F溶液和SiO2沉淀,將分離出來的SiO2沉淀經硫酸酸化、陳化、洗滌、干燥得到白炭黑。該方法的缺點是反應中產生大量的二氧化碳氣體,同時由于酸化操作必然在洗滌過程中產生大量的酸性廢水,污染環境,且所得白炭黑比表面積較低, 對橡膠的補強效果有限。
3、利用過磷酸鈣廠副產氟硅酸和氨水、氯化鈉及硅膠為原料,生產氟化鈉和具有橡膠補強作用的白炭黑,產品質量符合國家有關標準。該方法的優點是氟硅酸與硅膠的混合漿料不需分離可直接作為反應原料,同時可實現氨的回收;但缺點是工藝路線較長,且助劑的加入是否會對后續工藝產生影響不確定。
四、氟產品經濟優勢明顯
為防止和控制工業含氟廢氣的污染及危害,而氟又是重要的工業原料棄之可惜,因此選用合適的方法將含氟廢氣凈化的同時對氟加以回收利用,延長產業鏈,開發氟產品,從源頭上實現控制氟污染和利用氟資源雙贏,是環境友好型、資源節約型現代企業的必然選擇,也是實現循環經濟、讓氟造福人類的必然要求。
同時,利用磷肥工業副產的氟資源生產高附加值氟化工產品,經濟上具有明顯優勢,若再進行硅系列產品的開發,效益更明顯。
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關鍵詞:有機廢氣;治理技術
中圖分類號: C35 文獻標識碼: A
引言:大氣環境的污染是我國目前最突出的環境問題之一,工業生產是大氣污染的一個重要來源,這些廢氣通過人的呼吸道或者是皮膚進入人體,給我們的身體帶來了極大的損害并且還極有可能成為永久性的病源存在于我們的身體中,當積累一段時間后發生巨大的疾病。特別是有害氣體中的苯并芘類多環芳烴還有可能引發癌癥。現今的化工領域以及塑料制品廠當中含有的具有毒性的有機廢氣較多,并且這些廢氣并沒有經過有效處理就進入大氣中,造成空氣的污染,影響空氣的質量和人們的健康狀況。目前,我國具有了一定的有機廢氣處理技術。筆者從有機廢氣的構成以及特點出發就有機廢氣的處理方法提出了自己見解。
1、概述
有機廢氣是指碳烴化合物、苯、醇類、酮類、酚類、醛類、醋類、胺類、睛氰等有機化合物。這些化合物對我們生活、工作的環境均產生危害。有機廢氣治理是指用多種技術措施,通過不同途徑減少石油損耗、減少有機溶劑用量或排氣凈化以消除有機廢氣污染。有機廢氣污染源分布廣泛,為防止污染,除減少石油損耗、減少有機溶劑用量以減少有機廢氣的產生和排放外,排氣凈化是目前切實可行的治理途徑。
2、有機廢氣的來源
有機廢氣主要來源于石油和化工行業生產過程中排放的廢氣,特點是數量較大,有機物含量波動性大、可燃、有一定毒性,有的還有惡臭,而氯氟烴的排放還會引起臭氧層的破壞。石油和化工工廠、存放設施;印刷及其他與石油和化工有關的行業;使用石油、石油化工產品、化工產品的場合和燃燒設備;以石油產品為燃料的各種交通工具都是產生有機廢氣的源頭。有機廢氣的來源和污染途徑見表1。
3、有機廢氣對人體的危害
有機廢氣對人體的危害是多方面的,不同行業有機物廢氣的毒性也是各不相同的 ,其中工業廢氣中常見的部分有機廢氣對人體的危害情況見表 2。
4、有機廢氣的處理方法
4.1光分解法
光分解有機廢氣的形式主要有以下兩個方面:
一是利用光照進行分解有機廢氣,當光照的波長達到了一定的時候,有機廢氣都得到分解。
二是用我們的催化劑通過光照的形式進行有機廢氣的分解。據了解,當我們的有機氯化物和氟氯烴如果在185mm的紫外線照射下,這兩種有害物質就能夠在很短的時間內進行分解,這是一種運用光分解的方法。如果我們加入了鹵代物將會對有機廢氣的分解更加快。同時,三氯乙烯能夠在幾秒鐘的時間內得到分解,并分解成氧氣、氟氣等。但是我們的光分解常常也會產生一些中間物質,但是這些中間物質往往能夠通過我們的氫氧化鈉溶液進行處理或者也可以采用延長我們光的照射時間進行處理。
三是運用光催化降解也是我們可以長期運用的一定光分解技術,這種技術是通過我們的紫外線對TiO2進行照射激活,使我們的H2O生成為我們的OH自由基,然后這些自由基就會將有機廢氣化解為CO2和H2O。
4.2吸附法
吸附技術是利用某些具有吸附能力的物質如活性炭、分子篩、硅膠、多孔粘土礦石、高聚物吸附樹脂等吸附劑,吸附有害物質而達到消除污染的目的。吸附技術幾乎適用于所有氣相污染物,一般用于處理低中濃度的氣相污染物。
4.2.1直接吸附法
通過活性炭進行直接吸附對有機廢氣的吸附力度十分大,通過活性炭吸附可以說能夠達到96%以上的吸附率,并且這種方法簡單,投資較小。但由于直接吸附法所采用的活性炭飽和后一般都不能夠再生,因此要保證活性炭的吸附效果,必須要及時更換活性炭。于是更換活性炭也會存在二次污染等問題,并且更換的活性炭較多,運費較高。
4.2.2吸附―再生法(recovery)
該法利用纖維活性炭或顆?;钚蕴康任絼┪接袡C廢氣,接近飽和后用過熱蒸汽反吹活性炭進行脫附再生,水蒸氣與脫附出來的“三苯”氣體經冷凝、分離,可回收“三苯”液體。本法的優點是:脫附速度快,冷凝吸附的效果十分好,但是也有如下幾個方面的缺點:
一是要求我們必須具有一定的蒸汽。
二是這種方法腐蝕性高,容易腐蝕機器。
三是如果有機廢氣可溶,我們的回收液需要進行二次分離。
四是我們活性炭當中殘留的水分將會影響我們后面的吸附效果,因此我們還必須對殘留的水分弄干,在進行第二次的吸附,這樣成本就比較高見圖1。
該工藝適用于中高濃度,中小風量,有回收價值的廢氣治理,目前國內工藝技術仍有待于提高。對于本方案中較大風量、較低濃度的混合有機廢氣,運行成本高、回收價值小,不宜選用該工藝。
圖1 吸附-再生-溶劑回收工藝
4.2.3吸附―催化氧化
這種方法就是運用我們的新型活性炭對那些濃度較低的有機廢氣進行吸附,然后吸附達到了一定的飽和度后在運用我們的熱空氣進行加熱活性炭,讓吸附進來的“三苯”等廢氣徹底的脫離出來,最后進入我們的催化燃燒床進行所謂的無焰燃燒達到凈化處理的目的,我們也可以將我們的熱氣體進行循環使用和回收使用。這種方法是把我們低濃度的有機廢氣通過我們的活性炭濃縮成高濃度的有機廢氣,最后在將其燃燒進行徹底凈化。這種方法的優點是把各個吸附方法進行了結合使用,解決了治理濃度較低、大風量等有機廢氣的問題,缺點是沒有了吸附法和催化劑法的優點,這種方法的運用十分廣泛,在國內屬于比較成熟的方法。有機廢氣中的雜質較多,并且這些雜質容易引起催化劑的中毒,雜質中的磷、鉛、錫、汞等都極有可能引起催化劑中毒。我們在運用催化劑的時候可以加上一定的載體,這樣不但可以節省催化劑還能夠增大催化劑的使用面積,讓催化劑減少燒結,使催化劑的穩定性得到提高。一般我們常用的催化劑的載體有石棉、陶土、活性炭等物質,特別是陶瓷載體應用較廣。
4.3生物法
該法實質上是通過微生物的代謝活動將復雜的有機物轉變為簡單、無毒的無機物和其它細胞質。經歷的步驟如下:
一是有機物首先由氣膜擴散至液膜,跟水相進行接觸,并溶解于其中。
二是液膜和生物膜之間存在濃度差,在此推動力的作用下,有機物擴散至生物膜,進而被微生物捕獲并加以吸收。
三是微生物自身進行活動,可以將進入的有機污染物當做營養物質和能量來源進行分解,經過復雜的生化反應。有機物最終變為無害的CO2和H2O等無機物。
生物凈化就是我們通常所說的一種氧化的過程:生物凈化依附在活性微生物以及潮濕介質上的有機物質作為我們生命的能源進行及時的轉化,它一般將其轉化為無機物(CO2、H2O)或者是我們常見的細胞物質。現階段的生物凈化的工藝主要包括三種:生物過濾法、生物滴濾床和生物洗滌床。
結語:要提高有機廢氣的治理技術,應該加強有機廢氣傳統處理技術改進,增強處理效率,并節約成本,對于新發展技術,也應加強研究,盡快在工業上推廣應用,對于有機廢氣成分復雜的,可運用聯合工藝或者綜合處理技術,有效處理掉有機廢氣,確保生態環境的穩定持續性。
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關鍵詞:工業廢氣;排放量;影響因素
空氣是人類生存必不可少的屏障,倘若工業廢氣中的大量有害物質進入空氣,會對人體產生嚴重的威脅,使得呼吸道等疾病的發生率顯著提高,因此,對于環境問題與經濟效益的協同發展一直備受各界研究人員的關注。
在我國工業的現代化建設道路上,出現的環境污染問題屢見不鮮,由于工業污染等對人們賴以生存的環境造成的污染已經影響到人類的生活,因此,有關部門需要加大進行工業廢氣排放先關管理力度使得經濟效益和生態效益得意協同發展,因此,文章對于工業廢氣排放量的影響因素所進行的研究具有重要的意義。
一、研究工業廢氣排放與環境效益關系的有關文獻
針對工業廢氣排放量影響因素,國內外許多學者進行了大量的研究,這些研究主要從三個方面開展,第一方面,研究人員認為污染和經濟效益的關系遵從U型曲線,即庫茲涅茨環境曲線,之后有關學者針對這一觀點進行了深入研究,認為有效的政策以及廢氣排放技術工藝等的改良可以顯著降低污染的發生;第二方面研究人員主要使用VAR模型進行不同區域的經濟增長與環境污染關系的分析,這方面的研究是建立在協整理論和格蘭杰因果檢驗的基礎之上所進行的反洗研究;第三方面的研究主要采用灰色關聯分析法來進行環境以及經濟的協整性關系研究,側重兩者之間的協調關系。
二、工業廢氣排放量數據分析
1、數據來源的分析
由于工業廢氣排放量主要與電力消費量和企業個數以及工業中產值有關,因此文章以電力消費量和企業個數以及工業中產值為自變量,以工業廢氣排放量為因變量進行進一步的分析,對工業廢氣排放量與各個自變量電力消費量、企業個數、工業中產值之間的關系,并且在這些基礎上使用面板數據建立回歸模型。
2、對各個變量進行說明
研究中使用的自變量為電力消費量、企業個數、工業中產值,其中自變量電力消費量X1的單位為千瓦/小時,企業個數X2的單位為個,工業中產值X3的單位為億元,研究中的因變量工業廢氣排放量Y的單位為萬噸,筆者將這些自變量以及變量取對數后使用MATLAB進行直方圖的描畫,取對數后的結果如圖1所示,自變量數據的直方圖結果顯示明顯的非正太性,圖1表示的是自變量數據取對數后的直方圖,整體上趨于正太分布,所以研究采取各自變量的對數數據進行建模,生成序列LNX1=LOG(X1),LNX2=LOG(X2),LNX3=LOG(X3),以及LNX4=LOG(X4)。
3、序列的平穩性檢驗
為避免不平穩序列造成的偽回歸問題,需要對生成的序列進行平穩性檢驗,第一步進行單位根檢驗,根據單位根是否相同面板單位根檢驗有不同的方法,對生成的4個序列進行不同單位根的檢驗結果顯示P值>0.05,這一結果表明了者4個序列是非平穩的,因此下一步需要對這4個序列做查分運算,進行差分運算之后再次進行面板單位根檢驗,結果顯示P值
4、面板協整檢驗
進行協整檢驗的目的是為了確定各個變量之間是否存在長期的關系,研究采用Joansen面板協整性檢驗對上述LNX1、LNX2、LNX3以及LNY的協整關系進行檢驗,結果表明變量之間存在4個協整關系。
三、建立和分析面板數據模型
1、建立隨機效應模型
建立并檢驗隨機效應模型,采用的檢驗方法為Hausman檢驗法,Hausman檢驗法的使用前提為模型所包含的隨機效應應該與解釋變量有關,經過相關的建設以及驗證結果表明選擇的指標不能建立隨機效應模型。
2、建立固定效應模型
經過Hausman檢驗法的檢驗結果表明所選指標無法建立隨機效應模型,所以進行固定效應模型的建立,采用Eviews 7.2進行固定模型的檢驗,結果表明固定效應模型成立。
3、對所建立的模型進行說明
研究所采用的固定效應模型建立的回歸方程經Eviews 7.2檢驗,對輸出的結果進行分析說明了方程具有顯著性,回歸方程的擬合效果高達99%。
根據模型的回歸方程,自變量電力消耗量X1每增大1%,因變量工業廢氣排放量Y增大0.647%;自變量企業單位個數X2每增大1%,因變量工業廢氣排放量Y增大0.140%,;自變量電力消耗量X3每增大1%,因變量工業廢氣排放量Y增大0.217%,上述結果說明隨著自變量電力消耗量、企業單位個數、電力消耗量的增大,因變量工業廢氣排放量增大,與實際的結果相符。
四、模型評價
研究通過數據面板模型建立了各影響因素與工業廢氣排放量的模型,第一步進行各自序列的平穩性進行分析,因為經過數據面板單位根檢驗別表明數據的非平穩性故而進行了1階的差分處理將數據轉化為平穩序列,后進行協整性檢驗并最終建立了固定效應模型。
通過Eviews 7.2檢驗表明,最終模型的回歸方程具有顯著性,且擬合率高達99%,由Eviews 7.2的輸出結果得知自變量電力消耗量、企業單位個數、電力消耗量的增大,因變量工業廢氣排放量增大,與實際的結果相符。
五、提出建議
根據建立的模型分析結果顯示,隨著電力消耗量、企業單位個數、電力消耗量的增大,我國的工業廢氣排放量增大呈現增長的趨勢,并且經濟發展速度較快的地區如、北京和經濟發展相對較好的地區如北京、上海等地區的固定影響較大。針對得出的結論,提出以下的建議。
1、優化產業結構
應該對傳統的污染嚴重地產業進行改造或者逐步的進行淘汰,對產業結構進行優化,建立起效益高、消耗低的產業結構、倡導生態經濟和低碳經濟以及循環經濟。
2、適當的對工廠數量進行控制
企業個數對工業廢氣排放量的影響相當大,企業個數過大會對增大對自然資源的消耗以及需要排放的廢氣總量,因此,需要適量的進行工廠個數的控制,同時需要嚴密觀測空氣質量,讓工廠的經濟效益與空氣質量得以協調發展。
3、提倡環保技術
鼓勵企業進行環保技術的開發以及使用,可以通過設置獎勵政策來激勵企業的環保工作,同時需要提高環保意識,進行有關工作的宣傳教育等。
4、改善工業發展的趨勢
根據研究結果,經濟發展速度較快的地區如、北京和經濟發展相對較好的地區如北京、上海等地區的固定影響較大,為避免這些地區對于環境的污染過大,需要盡量將工業發展轉移到固定影響結果為正數的地區,以促進經濟和效益的和諧和平衡。
篇10
【關鍵詞】三廢治理;循環經濟;環境保護
1 三廢的處理需從全球的平衡來考慮
環境的惡化是隨著人口的增加和工業化進程的推進而發展的,因此在考慮環境治理時,首先面對的是三廢處理,即廢氣、廢水及廢渣的處理。人們長期認為三廢主要來自于工業,但隨著城市人口的集中,農藥、化肥、復合飼料的大量使用,城市三廢和農業、養殖業的三廢大幅增加,三廢不再是僅由工業產生。三廢處理目前不外物理、化學和生物方法,去路不外是固化堆存、分離排放、稀釋排放和綜合利用。堆存的廢渣產生的污染是驚人的。固體堆放量最大的是尾礦壩,攀枝花的尾礦使金沙江下游都受到污染,某放射礦提取后廢渣的儲渣壩由于浸漏和溢流使周圍稻田瘋長而顆粒無收,加拿大堆放后的廢輪胎將水源污染等,不乏其例。
城市垃圾的堆埋,占用大量土地,對水、氣的污染也同樣嚴重。青島去機場的海濱路由于垃圾堆放,使人們長時間行進在臭氣中。城市垃圾的堆埋和燃燒都產生大量的CO2、CO和CH4氣體,甚至包括SOx、NOx、CO2的排放已成為嚴重的污染,國際能源機構一項調查顯示:美國、中國、俄羅斯和日本的CO2排放量幾乎占全球總量的一半,美國占23.7%,中國占13.16%,俄羅斯占7%,日本占5.2%,甲烷氣給全球氣候帶來極大影響,溫室效應除對人類有直接影響外,還會帶來水災、火災損失。
2 環境生物技術在“三廢”治理中的應用
2.1 廢水的生物處理技術
廢水生物處理技術主要是利用微生物的生命活動過程,對廢水中的污染物進行轉移和轉化作用,從而使廢水得到凈化的處理方法。該方法的主要特征是應用微生物特別是細菌,并在為充分發揮微生物的作用而專門設計的生化反應器中,將廢水中的污染物轉化為微生物細胞以及簡單形式的無機物。根據微生物在廢水所處的狀態或存在的形式,廢水生物處理可分為懸浮生長法和附著生長法兩大類。其中活性污泥法是典型懸浮生長工藝,而生物膜法則是目前典型的附著生長法?;钚晕勰喾ㄊ翘幚沓鞘形鬯顝V泛使用的方法。它能從污水中去除溶解的和膠體的可生物降解有機物以及能被活性污泥吸附的懸浮固體和其他一些物質。無機鹽類(磷和氮的化合物)也能部分地被去除。類似的工業廢水也可用活性污泥法處理。自1912年開始至今,活性污泥法的研究經過100余年的發展,在理論和實踐上都取得了很大的進步。例如為了提高溶解氧的濃度和利用率,采用了漸減曝氣、純氧曝氣和深井曝氣;在混合特征方面,改傳統的推流式為完全混合式、粉末活性炭法、混凝劑活性污泥法、氧化溝法、AB法、SBR法、分建式吸附再生工藝等;在進水方面,改一點進水為多點、逐點和中間進水;為除氮除磷采用A/O法和A/A/O法等。
2.2 廢氣的生物治理技術
清潔的空氣是人類和生物賴以生存的環境要素之一。然而,隨著有機合成工業和石油化學工業的迅速發展,進入大氣的有機化合物越來越多,這類物質往往帶有惡臭,不僅對感官有刺激作用,而且不少有機化合物具有一定毒性,從而對人體和環境產生很大的危害。廢氣的生物處理是利用微生物新陳代謝過程中需要營養物質這一特點,把廢氣中的有害物質轉化成少害甚至無害的物質。微生物對各類污染物均有較強、較快的適應性,并可將其作為代謝底物降解、轉化。同常規的有機廢氣處理技術相比,生物技術具有效果好、投資及運行費用低、安全性好、無二次污染、易于管理等優點,尤其在處理低濃度(小于3mg/L)、生物降解性好的有機廢氣時更顯其優越性。根據微生物在廢氣處理過程中存在的形式,可將處理方法分為生物吸收法和生物過濾法兩類。生物吸收法即微生物及營養物配料存在于液體中,氣體中的有機物通過與懸浮液接觸后轉移至液體中而被微生物降解。生物過濾法則是微生物附著生長于固體介質(填料)上,廢氣通過由介質構成的固定床層時被吸附或吸收,最終被微生物降解。
生物吸收裝置主要包括吸收器和廢水生物處理反應器。生物懸浮液自吸收器頂部噴淋而下,廢氣從吸收器底部通入,與水逆流接觸,污染物被生物懸浮液吸收后由吸收器頂部排出。污染了的水從吸收器底部流出,進入生物反應器經微生物再生后循環使用。被吸收的有機物通過微生物氧化作用,最終被生物反應器中活性污泥懸液除去。生物吸收法處理廢氣,其去除效率除了與污泥的MLSS濃度、pH值、溶解氧等因素有關,還與污泥的馴化與否、營養鹽的投加量及投加時間有關。生物吸收法用來處理含胺、酚和乙醛等污染物的氣體,可達到高于95%的去除率。
2.3 固體廢棄物的生物治理技術
固體廢棄物是指人類在生產建設、日常生活和其他活動中產生的,在一定時間和地點無法利用而被丟棄的,以固態和泥狀存在的物質。固體廢棄物的生物治理技術,是指依靠自然界廣泛分布的微生物的作用,通過生物轉化,將固體廢物中易于生物降解的有機組分轉化為腐殖質肥料、沼氣或其他化學轉化產品,如飼料蛋白、乙醇或糖類,從而達到固體廢棄物無害化的一種處理方法。該方法主要適用于有機固體廢物中的輕有機組分,因此處理之前,應盡可能對固體廢物做預處理,使其中的輕組分富集起來,以利于集中處理。這一技術的最大優點是可以回收利用最后產品,達到固體廢物的資源化利用。該方法主要包括堆肥化及填埋技術等。堆肥化是指在人工控制條件下,通過自然界廣泛存在的真菌、放線菌、細菌等微生物,使固體廢物中可生物降解的有機組分分解轉化為比較穩定的腐殖質的微生物過程。適用于堆肥化處理的廢物主要有城市垃圾、糞便、城市及某些工業廢水處理過程中產生的污泥、農林廢物等。現代化的堆肥工藝,特別是城市垃圾堆肥工藝大多是好氧堆肥,即以好氧菌為主對廢物進行氧化、吸收與分解。而在厭氧堆肥系統中,空氣與發酵原料隔絕,堆制溫度低,成品肥中氮素保留較多,但堆制周期長,且異味強烈,分解不夠充分。
填埋技術是將固體廢棄物鋪成一定厚度的薄層,加以壓實,并覆蓋土壤。向大型化發展的固體廢棄物填埋場既是處理效率有保證、經濟合理、技術可靠,又是適合環境要求的處理方法。填埋場實際上是一個大型生物反應器,它是通過有目的的控制手段強化微生物過程從而加速垃圾中易降解和中等易降解有機組分轉化和穩定的一種垃圾衛生填埋場運行方式。
3 總結
環境工程中處理廢水、廢氣和固體廢棄物的方法很多,其中生物處理法占據著十分重要的位置。它與物理法、化學法相比,具有經濟、高效的優點,更重要的是可達到無害化。環境生物技術是在現代生物技術和環境工程事業蓬勃發展的基礎上應運而生的新興交叉學科,它在“三廢”治理中已得到了廣泛的應用,是當代環境學科發展的主導方向之一。隨著人們對環境保護越來越密切的關注,環境生物技術必將在污染治理中發揮更大的作用。