廢水治理范文
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篇1
木材加工行業的發展越加迅速,木材加工廢水的產生數量的就越多,治理工作就越困難。為了降低木材加工廢水對環境的污染,減少廢水污染源,業內人士提出廢水治理建議,指出木材加工企業在生產、加工木材的同時,要做好相應的加工廢水治理,采取有效手段減少廢水排放量,切實保護水源。下面,筆者結合我國木材加工廢水治理現狀,對木材加工行業廢水的治理的方法做詳細討論,具體如下。
一、木材加工行業概述
木材加工行業,顧名思義,實際意思指專門加工、生產木材的工業,在最近幾年時間內得到了快速的發展。木材具有很好的實用價值和美觀價值,能在建筑施工和建筑裝飾中加以應用,提升建筑的實用性和美觀性。從材料性質上來看,木材具有很高的節能環保效益,且存在再生特性,能為人類生存、發展提供可持續生長資源,所以能在國民經濟增長中占據重要地位。木材加工行業的興起與木材的價值、木材在國民經濟中的地位有直接關系。木材經過加工、處理之后,最終得到的材料既能保持木材的本身特性,又能衍生出新的功能作用,比如木雕工藝,文體用品等等。
要強調的是,木材加工屬于工業的一種,實際生產中會產生大量的工業廢水,如果處理不好,勢必對環境造成影響。所以在木材加工、處理以及生產過程中,一定要做好工業廢水治理,科學制定出一套實際可行的廢水治理方案,以此來減少廢水污染,保護水源,保護環境。
二、國內木材加工廢水治理現狀分析
為探討木材加工廢水的治理方式,本文以某膠合板企業為例,結合該企業的產品生產實際,對生產過程中產生的工業廢水及廢水治理方法進行分析。
1、木材加工廢水的來源
膠合板企業的產品生產過程中會排放出大量污水、廢水,這對水源的污染極為嚴重。分析膠合板的生產工藝流程,發現該產品的生產必須經過以下幾個環節,即木段剝皮、蒸煮、干燥和沖洗、調膠與涂膠、設備沖洗。在這一系列生產工序中,任意一道工序在執行時都需要使用水,利用水作溶劑、稀釋劑、載運體等等,等到工序完成之后,使用過的水會直接排出,導致水污染。這便是木材加工廢水的主要來源。
2、木材加工廢水的特點分析
以膠合板的生產為例,現對膠合板生產過程中的水質排放情況進行分析,詳細可見圖1。
三、木材加工廢水的治理意義與面臨的問題
首先,木材加工廢水的治理意義在于環保。木材加工廢水屬于工業廢水的一種,并且已經成為了工業廢水污染的主要來源,必須采取有效措施對其進行治理,防止其對水源產生破壞,污染地球生態。另,木材加工廢水治理是木材加工行業實現可持續性發展的重要手段,必須在木材加工、生產中加以重視。
其次,國內現階段的木材加工廢水治理面臨一系列難題,如廢水有機物含量過高、木質素含量過高等,這些問題嚴重影響著廢水治理的有效性。如何降低木材加工廢水中的有機物含量,溶出木質素,增強廢水可化性現已成為木材加工廢水治理中的主要難題。
四、木材加工廢水治理技術
1、混凝氣浮工藝
混凝法是目前工業廢水處理常用的方法,作用對象主要是水中微小懸浮物和膠體物質,通過投加化學藥劑產生的凝聚和絮凝作用,使膠體脫穩形成沉淀而去除。它能有效地脫除80%的懸浮物和65%}96%的膠體物質,有效地降低水中的CODcr成分及去除水中的細菌和病菌等,因而在水處理領域中得到了廣泛的應用。
2、酸化水解生物膜
水解酸化具有以下優點:1)對于工業廢水,它可以提高難降解廢水的可生化性,為后續工藝提供良好的處理條件,對于生活污水的處理作用主要是將原水中的非溶解態有機物截留并逐步轉化為溶解態的有機物;2)在一定程度上降低有機污染物的量;3)在水解酸化一好氧處理工藝中,改善了系統的抗沖擊負荷能力,有利于整個系統的穩定運行。
水解酸化和厭氧有著明顯的區別:1)控制溫度不同,厭氧過程需要嚴格控制溫度,而酸化水解則可以在常溫下運行;2)PH值控制不同,在厭氧消化系統中,一般控制pH值在6.8-7.2;3)水解酸化是在產酸菌的作用下將有機物分解為有機酸,水解的產物仍是有機物,在此階段水的pH值將降低。而厭氧是在厭氧菌作用下將酸、醇等物質進一步分解為甲烷和水等簡單無機物,在此階段廢水pH值將有一定的回升。通過顯微鏡觀察水中是否有甲烷菌等厭氧菌的存在,便能夠判斷反應進行到了哪個階段。
3、膜生物反應器
MBR工藝中分離膜的使用,徹底改變了CAS工藝中泥水分離的操作模式,主要表現在:
(1)極大提高了泥水分離效果,而這種分離效果是CAS工藝中二沉池無法比擬的。借助于膜材料的微孔特性,不僅可將混合液中的MLSS等不溶性固體完全截留在生物反應器內,同時可將混合液中的游離微生物及蛋白質等大分子有機物加以有效截留,從而可保持其持續而穩定的優質處理出水。
(2)MBR工藝中分離膜的使用,幾乎可徹底將污泥及其他不溶性物質截留在生物反應器中,而使其水力停留時間HRT與污泥停留時間SRT實現完全的分離,并由此使其呈現出一系列與其他活性污泥工藝不同的運行特點。
篇2
關鍵詞:醫藥工業;制藥廢水;工程實例
中圖分類號:X787文獻標識碼:A文章編號:16749944(2013)04015903
1引言
醫藥工業是我國工業體系中的重要產業之一,但大多數企業產品技術含量低、新藥開發能力低、經濟效益低、污水治理設施及運行管理投入小,導致制藥行業成為國家環保規劃重點治理的12個行業之一。
制藥廢水通常成分復雜,有機污染物種類多、濃度高、含鹽量高和NH3-N濃度高、色度深且具有一定生物抑制性,相對其他有機廢水,處理難度更大。
結合制藥業生產工藝和排污特點,可將制藥廢水分為生物發酵類、化學合成類、提取類、生物工程類、中藥類及混裝制劑類等廢水。本文通過工程實例,介紹某項目化學合成制藥廢水的處理工藝。
2項目簡介
2.1項目概況
某企業主要從事藥物及其關鍵中間體和抗腫瘤藥物原料的生產和銷售, 承接醫藥原料及中間體和抗腫瘤藥物原料領域的研發并實現產業化。
2.2設計原則
(1)嚴格執行國家及當地環境保護的各項規定,確保各項出水指標達到規定的排放標準;
(2)針對廢水水質特點,選用技術先進可靠、工藝成熟穩妥、處理效率高、運轉成本低、操作管理方便的處理工藝,以節約投資,降低運行費用,確保達標排放;
(3)設備選型做到合理、可靠、先進、節能;設備布置合理,結構緊湊,占地面積少,投資??;
(4)操作管理方便,技術要求簡單,維修簡便,適宜于長期使用;
(5)在設計中適當考慮處理設施運行的自動化操作,以減少勞動力,減輕勞動強度。
2.3設計范圍
該項目的設計范圍從污水處理站進水口到總排口,與廠方水、電等交接點為設計界區外1m。不包括站外至污水處理站的供水、供電、污水管渠、車間污水管的分流及干化污泥的外運,污水外排去向。
3項目產品工藝分析
3.1項目產品工藝
該項目的主要產品為硝苯地平控釋片、卡左雙多巴控釋片、甲磺酸二氫麥角堿緩釋片等。主要產品的制作工藝如下:
3.1.1硝苯地平控釋片制造工藝
(1)將藥物與促滲劑等藥用輔料混合均勻、干法制粒。
(2)將促滲劑、滲透壓活性物質藥用輔料混合均勻后濕發制粒。
(3)制備雙層片芯。
(4)制備控釋層包衣液。
(5)包控釋層。
(6)打孔。
(7)包薄膜衣。
3.1.2卡左雙多巴控釋片制造工藝
(1)依次將左旋多巴、卡比多巴、微晶纖維素、羥丙甲纖維素混合。
(2)勻速加入粘合劑、制粒。
(3)粒粒過篩。
(4)干燥。
(5)粒粒過篩整粒,備用。
(6)確定片重。
3.1.3甲磺酸二氫麥角堿緩釋片制造工藝
(1)將處方中的聚維酮溶于處方量的乙醇作為粘合劑、備用。
(2)將主藥中的甲磺酸二氫麥角堿溶于粘合劑中、備用。
(3)混合。
(4)制粒。
(5)干燥。
(6)整粒。
(7)終混。
(8)中間體含量確定。
(9)壓片。
3.2項目廢水來源、產生量以及水質
該項目生產廢水主要來源于固體制劑車間設備沖洗水、研發中心研發廢水、純化水制備濃水、員工生活污水、循環水池排水等。
3.2.1車間設備沖洗廢水
根據工藝流程分析,需定期對混合機、流化床、造粒機、整粒機等設備進行沖洗產生沖洗廢水,先用自來水沖洗,后用純化水沖洗。原料桶沖洗之前先用專用抹布將粘在桶壁上的物料擦拭下來收集作為固廢, 然后將桶進行機械清洗。清洗過程中約有 0.1%的原輔料進入清洗廢水中。根據同類型企業的調查結果,廢水中殘留部分輔料及原料藥,水質為CODCr約1500~2500mg/L,按平均水質CODCr約2000mg/L、氨氮50mg/L,SS 400mg/L。
3.2.2研發中心研發廢水
主要為研發實驗室設備沖洗水、地面沖洗水及研發人員生活污水,主要污染物為有機雜質、氮有機物。根據類比同類規模醫藥研發實驗室用水量統計情況,實驗室地面每周沖洗一次,沖洗水量按 5L/m2·次計,外加各類研發設備沖洗,預計研發廢水產生量為12.4t/d;廢水水質為CODCr約1500mg/L,氨氮 60mg/L,SS 600mg/L。
2013年4月綠色科技第4期
潘 莉:制藥廢水治理工程實例環境與安全
3.2.3純化水制備濃水
該項目配套有純化水制備設施。項目純化水用量約 6t/d,主要用于設備沖洗及研發設備用水。根據二級反滲透裝置的制水原理及同類裝置的實際運行情況,純化水制備濃水產生量約1.5t/d,直接排入下水道,平均水量約1.5t/d,廢水水質狀況為:懸浮物≤80mg/L,Ca2+120mg/L。
3.2.4生活污水
該項目勞動定員350人,生活用水量按100L/人·d計,生活污水產生量按生活用水量的80%計,則生活污水產生量約28t/d,按250d計為7000t/年;一般生活污水COD濃度約300mg/L,氨氮濃度約35mg/L。
3.2.5循環水池排水
根據工程可研報告,冷卻塔循環水池排水18m3/h,288m3/d,全部作為清水排入雨水管網,不計入廢水總量。
4廢水處理工藝
4.1設計規模
根據環評和業主提供的水量數據,該處理系統設計處理水量為200t/d。
4.2設計進水指標
根據環評和業主提供的水質數據,考慮一定的安全系數(Kz=1.1),確定設計進水水質。詳見表1。
表1設計進水水質指標
名稱pH值CODcr/(mg/L)氨氮/(mg/L)SS/(mg/L)數值6~91820100420注:由于廢水中含有有機氮,在水解過程中會形成氨氮,故設計值放大。
4.3設計出水指標
根據當地環保局和污水處理廠進水要求,該項目的出水水質執行《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)的二級標準,具體標準限制如表2。
表2設計出水水質指標
項目pH值SS/
(mg/L)CODcr/
(mg/L)BOD5/
(mg/L)NH3-N/
(mg/L)TP/
(mg/L)二級標準6~915015030251.0
4.4廢水水質情況分析
該企業利用外購原料藥生產片劑或膠囊,整個生產過程中,沒有化學合成過程,因此沒有工藝廢水產生,只有生產線上的容器清洗水和料桶清洗水,因此項目所產生的廢水相對濃度較低,污染較輕。
該企業使用的主要原輔料包括:左旋多巴、卡比多巴、甘露醇、硝苯地平、羥丙甲基纖維素及其他類型纖維素。其中硝苯地平不溶于水;左旋多巴及卡比多巴屬于帶苯環的芳香族類氨基酸,水中溶解度為5000mg/L,無生物毒性,苯環雖難以打開,但經過較長時間的污泥馴化,還是可生物降解;甘露醇溶于水,易生物降解;羥丙甲基纖維素及其他類型纖維素在水中溶漲,多以膠體形式存在于水中,難生物降解。上述物料只在清洗容器或料桶時會進入廢水中,按 0.1%的流失量計算,上述物料在廢水中的濃度只有幾十ppm,對CODcr的貢獻并不大。在生產過程中,丙酮作為溶劑大量使用,丙酮溶于水,因此我們分析 CODcr的貢獻主要來自于丙酮,低濃度丙酮可生物降解。
該企業設有獨立的研發中心,研發中心廢水具有不確定性,建議單獨收集并預處理。根據上述分析,該企業廢水特點如下。
(1)廢水主要是設備及車間清洗水,污染程度相對較輕,污染因子主要是 CODcr、氨氮及懸浮物。
(2)廢水的COD濃度不高,組成COD的成分以丙酮、甲基纖維素、甘露醇左旋多巴等為主,除甲基纖維素外,其他均可生物降解,其中丙酮、甘露醇可生化性較好。
(3)甲基纖維素在水中溶脹,以膠體形式存在,硝苯地平不溶于水,這兩類物質均可混凝沉淀去除。
(4)廢水中不含生物毒性物質。
(5)廢水中氨氮以有機氮形式存在,有機氮會逐漸降解為氨氮,造成廢水中氨氮不降反升。
(6)研發中心廢水量小,但水質多變,需特別予以關注。
4.5處理工藝的選擇
根據對該企業的廢水的分析,廢水主要含有部分原輔料及溶劑,表現為有機污染和氨氮污染,無生物毒性,因此考慮以生化處理工藝為主體。廢水中含有較多懸浮物和膠體物質,該部分物質難生化降解,考慮通過混凝沉淀去除。 廢水中可溶COD組成以丙酮、甘露醇等可生化性較好成分居多,但也含一定的左旋多巴等可生化性較差物質,因此考慮采用水解+好氧的組合工藝。設置單獨水解沉淀池,保持一定濃度的、有針對性的兼氧水解菌,將大分子有機物降解為小分子有機物,提高廢水的B/C比為提高廢水的可生化性,同時將有機氮轉化為氨氮。
好氧工藝的選擇需要考慮生物脫氮。生物脫氮主要通過硝化-反硝化實現,A/O工藝是一種成熟的生物脫氮工藝,并通過前置反硝化段,利用廢水中有機物作為反硝化段的碳源,避免了外加碳源,減少了運行費用。
研發中心廢水水量小,但水質難以確定,難以排除高濃、有毒有害廢水的排放,因此,為保險起見,將研發中心廢水單獨收集,單獨預處理。預處理工藝采用Fenton氧化工藝,FeSO4和H2O2通過鏈式反應,生產羥基自由基,為強氧化體系,能對苯環進行破環,降解廢水中的難降解污染物,消除廢水的毒性,并提高廢水的B/C比,該工藝具有廣泛的適用性,且操作方便。通過 Fenton氧化處理,基本可以消除廢水的毒性,并提高廢水可生化性,避免因不可預料的排放對生化處理系統的沖擊。
經過上述組合工藝處理的廢水,能滿足連續穩定的出水排放要求。
4.6處理工藝流程
處理工藝流程見圖1。
圖1處理工藝流程4.7工藝說明
研發中心的實驗廢水自流到集水槽,通過泵提升到Fenton反應槽,反應槽內加酸,將pH值調節至3~4,加入FeSO4和H2O2進行反應。Fenton反應過后的廢水加堿調節pH值至 8~9,并加入PAM,上清液排入調節池,污泥排到污泥池。
車間清洗廢水及生活廢水自流到調節池,在調節池均質均量后通過泵提升到反映池,反應池內投加PAC、PAM,通過攪拌機攪拌發生絮凝反應,形成大顆粒絮體,然后自流到混凝沉淀池,通過重力作用實現泥水分離,上清液自流到水解池,污泥排到污泥濃縮池。廢水進到水解池后,通過潛水攪拌機實現泥水的充分混合,水解池后設置一道水解沉淀池,在沉淀池內泥水分離,上清液自流到A/O池,污泥回流到水解池前端,保持水解池內的生物量,剩余污泥排到污泥池。廢水進入A/O池后,首先在A池與回流混合液及回流污泥混合,通過反硝化菌發生反硝化反應,將NO2-、NO3-轉化為N2,混合通過潛水攪拌機實現。在O池設置曝氣裝置,通過好氧菌降解有機物,同時通過硝化菌發生硝化反應,將 NH3-N轉化為NO2-、NO3-。O池末端進行混合液回流,將硝化液回流到A池,進行硝化反硝化作用去除氨氮。O池的泥水混合液自流到生化沉淀池,實現泥水分離,上清液達標排放,污泥部分回流到A池,保持A/O池內的生物量,剩余污泥排放到污泥池。Fenton反應槽、混凝沉淀池、水解沉淀池和生化沉淀池的剩余污泥排入污泥池中,通過壓濾機將污泥壓濾成泥餅,濾液回流至調節池,泥餅委托有資質的單位外運填埋處置。
5項目總投資預算
該投資未包括場地平整、地基處理、綠化、圍墻道路、化驗設施及COD在線儀等工程費用,土建費用約70萬元、工藝設備約46萬元、儀表14萬元、管道及配件10.8萬元、電氣及控制6萬元、安裝費和運雜費5萬元,外加設計費、調試費、工程管理費及稅金等總投資約178萬元。
6運行費用測算
該項目勞動定員2人,每人每月1500元,則人工費用為0.5元/m3廢水,電費為0.78元/m3廢水,藥劑費為0.80元/m3廢水,運行成本為2.08元/m3廢水,運行費用為624元/d。
7結語
該項目工藝簡單、操作簡便、成本低廉,而且系統運行穩定可靠。項目實施后,該企業廢水能達標排放,真正做到環境效益、經濟效益和社會效益的統一。
參考文獻:
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篇3
關鍵詞:有機廢水;生物處理
有機廢水無害化處理的首選方法是生物處理。這是由生物處理所具有的處理的相對徹底性(無二次污染或二次污染較?。┮约斑\行費用低廉等優點決定的。
根據有機廢水處理方面的特性可以將其劃分為以下3類:①廢水中的有機物易于生物降解,同時廢水中的毒物含量很少。這類廢水主要是生活污水和來自以農牧產品為原料的工業廢水等;②廢水中的有機物易于生物降解,同時廢水中的毒物含量較多。這類廢水主要來自印染、制革廢水等;③廢水中所含的有機物難于生物降解(生物降解速度極其緩慢),同時,廢水中毒物可能較多、亦可能較少。這類廢水主要來自造紙、制藥廢水等。
第①類廢水可直接進行生物處理。第③類廢水較為復雜,此處不作討論。文章主要對第②類廢水中的毒物作用機制及應對措施加以討論。
1.毒物及其作用機制
廢水中凡是能延緩或完全抑制微生物生長的化學物質,統稱為有毒有害物質,簡稱毒物。這些毒物,從化學性質上來分可劃分為有機物和無機物兩大類。從處理的角度又可劃分為能被生物處理段去除、轉化的物質(如H2S、苯酚等,或稱非穩定性毒物)和不能被生物處理段去除、轉化的物質(如NaCl、汞、銅等,或稱穩定性毒物)兩大類。
毒物對微生物的作用機制主要有如下方式:
(1)損傷細胞結構成分和細胞外膜。
(2)損傷酶和重要代謝過程。一些重金屬(銅、銀、汞等)對酶有潛在的毒害作用,甚至在非常低的濃度下也起作用。這些重金屬的鹽類和有機化合物能與酶的-SH基結合,并改變這些蛋白質的三級和四級結構。
(3)競爭性抑制作用。當廢水中存在一種化學結構與代謝物質相類似的有機物時便會發生。因為二者都能在酶的活性中心與酶相結合,它們的競爭將抑制中間產物的形成,使酶的催化反應速率降低。
(4)對細胞成分合成過程的抑制作用。當某些化學物質的結構類似于細胞成分的結構時,它們便會被細胞吸收并同化,結果是合成無功能的輔酶或導致生長停止。這種作用最典型的例子便是磺胺酸。
(5)抗生素對核酸的抑制作用。不少抗生素能專一地抑制原核生物的蛋白質合成。
(6)抗生素對核酸的抑制作用。
(7)對細胞壁合成的抑制作用。
2.菌種承受毒物的能力及菌種馴化法
微生物中存在不少能耐受常用代謝毒物的菌株,有的甚至能利用它們作為能源?;瘜W物質對微生物的抑制作用與其濃度有直接關系,并隨微生物的馴化而發生變化,經過馴化的微生物對有毒物質的適應能力將逐步加強。微生物這種巨大的適應性(變異性)是由它們的小體積決定的。如一個微球細胞僅具有約100000個蛋白質分子所能容納的空間,如此小的體積決定了那些近期用不著的酶是不能儲備的,許多分解代謝酶類只有當存在合適的基質時才會產生。在某些條件下這類可誘導的酶可占蛋白質總含量的10%.正是微生物的這種變異性,才使生物法處理含毒有機廢水成為可能。但任何微生物承受毒物的能力都是有一定的極限的(此時的濃度叫極限允許濃度),正是這種極限又要求含毒物有機廢水在生物處理前需要一定的預處理。
3.預處理方法
馴化是生物處理法中應對毒物的一種基本方法。但任何微生物承受毒物的能力都是有一定的極限的,毒物濃度超過極限允許濃度時就需要一定的預處理。目前,預處理法主要有稀釋法、轉化法和分離法。
3.1稀釋法
污水中的毒物之所以成為毒物,是與其濃度有關的。當其濃度超過某一極限允許濃度時,毒物就成為毒物;在極限允許濃度以下時,毒物就不表現出毒性甚至成為營養。當廢水中毒物濃度超過生物處理的極限允許濃度時,為保證生物處理的正常進行,可采用簡單的稀釋法,將廢水中毒物濃度降低到極限濃度以下。
根據廢水中毒物的穩定或非穩定性質,結合實際情況,可采取3種不同的稀釋法:污水稀釋法,處理出水稀釋法,清水稀釋法。
3.2轉化法
化學物質只有在特定的情況下才會表現毒性,比如,硝基苯毒性較大,轉化為苯胺后,毒性就大為降低。Cr6+的毒性很大,可是被還原為Cr3+后,毒性就大為降低。所以,可以通過化學方法,將有機廢水中的毒物轉化為無毒或毒性較低的物質,以保證生物處理的正常進行。這種方法對穩定性毒物或非穩定性毒物均適用。采用這種方法一定要注意兩個問題:①轉化后,穩定性毒物的濃度必須在生物處理極限允許濃度以下,非穩定性毒物的濃度必須保證生物處理的正常運行;②最終出水中,毒物濃度也應滿足排放標準。
3.3分離法
利用分離的手段,將廢水中的毒物轉移到氣相或固相中去,以保證廢水生物處理的正常運轉,這便是分離法的原理。此法對穩定性或非穩定性毒物均適用。采用這種方法時應注意如下幾點:①分離后,廢水中穩定性毒物濃度必須在生物處理的極限允許濃度之下,非穩定性毒物的濃度必須保證生物處理的正常運行;②必須保證最終出水各項指項(包括毒物)達到國家排放標準;③轉移到氣相或固相的毒物必須進行妥善處理,不允許出現二次污染。
篇4
電廠;化學廢水;治理;利用
本文對某熱電廠的廢水治理與循環利用系統進行了分析,分循環補充水的處理、工業廢水的處理、灰渣廢水的處理、含煤廢水的處理四個部分對其處理系統的工作原理和處理效果進行了分析,并提出了自己的看法。
電廠廢水的來源:熱電廠廢水的來源主要是生活廢水、工業廢水、地面雨水三種。其工業廢水的重要來源有:包括鍋爐補給水處理系統排水,試驗室排水,取樣排水,循環水弱酸處理排水,主廠房內工業排水,鍋爐化學清洗排水,空氣預熱器沖洗排水、打掃衛生用水、設備跑冒滴漏的汽水、射水箱溢流和底部排污水,其中射水箱溢流和底部排污水是主要廢水來源,沖洗設備水中含一定量的油漬;沖灰池的異常排放水;廠區周圍的雨水。生活廢水包括辦公樓、食堂、公寓區的生活廢水等。
電廠化學廢水的處理與利用:循環補充水的處理。某熱電廠循環補充水的處理流程為:礦井水到達廠區后,經過高效澄清器處理后進入清水箱,在被水泵泵入纖維過濾器出去其中的懸浮雜質和膠體等,再將其送入雙弱酸陽離子交換器以降低循環水的硬度和堿度。熱電廠循環補充水往往來自礦井水,多以地表水作為備用水源,循環補充水的處理采用弱酸處理。經處理后的循環水硬度應低于3.0mmol/L,堿度應低于5.0mmol/L。
圖1 某熱電廠工業廢水的處理流程示意圖
工業廢水的處理。熱電廠工業廢水中,主廠房的工業排水一般能夠符合廢水排放標準,可直接排放,不符合排水標準的應經過處理后再排放。工業廢水處理系統的工作流程如上圖所示:
灰渣水的處理。該熱電廠的灰渣水處理采用化學處理和物理處理相結合的方法,灰渣水處理系統一高效污水凈化器和直流混凝技術為主。將灰渣水送入高效污水凈化器進行混凝、離心分離、重力分離和過濾,分別從兩端排出凈化后的水和污泥廢渣。
含煤廢水的處理。一般來說,含煤廢水是熱電廠廢水中較難處理的一種,由于這種廢水懸浮物的粒徑相當小,甚至使廢水呈現膠體狀態,從而增加了其處理難度。該電廠的含煤廢水處理流程如下:將含煤廢水送入煤水調節池,再將其送入煤水提升泵,送入煤水處理裝置,經處理后的清水可回收利用。該流程如下圖所示:
圖2 某電廠含煤廢水的處理流程示意圖
熱電廠是用水大戶,應尤其注意對水資源的節約,對廢水的循環利用,為了企業環保節能能力,提升對水資源的利用率和減少對環境的污染,熱電廠應積極地完善自身廢水處理系統。
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篇5
關鍵詞:化學化工;廢水排放;監測;治理
在進行化學化工實驗時會產生實驗廢水,實驗廢水的組成成分比較復雜,直接排放到外界后會嚴重危害生態環境,對人們的生活也會產生不利影響,相關人員要做好廢水的監測與治理工作,針對廢水的實際情況,要用積極主動地態度去解決問題,采取有效措施處理化學化工實驗廢水的排放問題,保護生態環境。
1化學化工實驗廢水現狀
在實驗室進行化學化工實驗時會產生大量的實驗廢水,化學化工實驗也不僅僅只有一種,會根據實際需要做很多實驗,由此排放出的實驗廢水也含有許多復雜的成分,比如重金屬、酸堿、有害、有害有機物等成分,這些含有有害成分的實驗廢水常常會直接排放到外界,很容易被自然界中的動植物吸收,但是動植物本身卻不能通過自身將實驗廢水中的有害物質排出體外,這些有害物質會在動植物體內蓄積,對動植物本身產生危害,造成動植物自身系統的紊亂,嚴重危害動植物的健康,甚至會出現動植物大量死亡的情況,而且實驗室排放的廢水量較大,時間也不固定,如果處理不到位,很容易破壞生態環境。目前,該廢水已經引起研究者關注,正在探索有效的治理方法,努力改善生態環境[1]。
2廢水排放監測與治理措施
2.1完善相關法律法規
為了做好化學化工實驗廢水的排放工作,需要對相關法律法規進行完善,制定與化學化工實驗相符合的法律法規,發揮法律法規的制約作用,對于《中華人民共和國水污染防治法》要嚴格遵循,做好化學化工實驗廢水的排放還要參照我國的環境保護方面的法律,遵循環境保護的思想,將環境保護法貫穿到化學化工實驗廢水的排放工作中。對于廢水的排放工作也要有相應地標準文件可以進行參考,比如對于磷肥工業方面排放的廢水可以參考磷肥工業特有的文件,進行達標排放;監測人員要做好廢水監測工作,判斷實驗廢水是否達到排放標準,若不達到標就要嚴格制止廢水進行排放,必要時可采取相應的懲罰措施。進行化學化工實驗活動的人員在排放實驗廢水的時候也要嚴格執行排放標準,要認識到實驗廢水對環境的不利影響,采取積極主動的態度控制實驗廢水的排放,努力讓實驗廢水達到排放的標準[2]。
2.2運用沉降反應方法
相關人員可以使用沉降反應方法處理化學化工實驗廢水,可以讓廢水達到脫脂效果,對廢水進行脫脂要往廢水中添入吸附物質,比如PAM這種類型的物質,去除廢水中的酸性物質,加堿中和使廢水的pH值達到正常水平,以便達到效果。相關人員可以通過過濾工具控制pH值,一般pH值的正常范圍圍繞著7.20比較好。相關人員還可采用中和方法對含有鉻元素的化學化工實驗廢水進行處理,用膠凝物對廢水實施混凝,往實驗廢水中添入一些膠凝物,比如NaOH、Na2SO2等物質,然后進行物理浮選,將廢水中的固體懸浮物質去掉[3]。對于固體懸浮物質的標準應該不小于54mg•L-1,還要不超過60mg•L-1。對于廢水中含有的CaCO3數量應該在300mg•L-1以內,要大于230mg•L-1。
2.3運用過濾設備處理廢水
在處理化學化工實驗廢水時,可采用過濾設備,對濾后的廢水要進行檢測,可采用抽樣的方法,選取少量的廢水進行試驗,將NaOH液體與選取的廢水樣本進行混合,查看是否有白色沉淀物出現,如果沒有沉淀物,可以將試驗廢水進行排放,通過運用過濾設備排放廢水,可以有效除掉廢水中的雜質[4]。
2.4運用硫化物沉淀法
可以運用硫化物沉淀法處理化學化工實驗廢水,硫化物沉淀法屬于難溶鹽沉淀法,硫化物沉淀法有許多優點,比如可以使用處理后的水,如果不想使用也可以進行排放;與同樣規模的石灰處理法進行比較,硫化物沉淀法成本較低;硫化物沉淀法與石灰處理法進行配合,既不會有很多的CaSO4渣,還可以降低CO2的排放量;還可以對廢水中的金屬進行回收,制造出金屬硫化物產品,降低水處理成本。在運用硫化物沉淀法時,會受到一些因素的影響,要對這些因素進行考慮,比如金屬離子的濃度等。在沉淀重金屬離子時,要將硫化物的數量控制在正常范圍內,如硫化物用量較多,會使多余的硫化物浪費掉,還有可能會產生S2-、HS-或者MS32-、MS22-等離子,影響沉淀物的品位;如果硫化物用量比較少,沉淀就會不全面,影響沉淀效果。比如對銅酸性廢水進行處理時,有研究表明當Na2S用量為6.5mL•L-1時,溶液中0.319mg•L-1濃度的殘余Cu2+,會有0.319%的沉渣銅;當Na2S用量為4.5mL•L-1時,溶液中會有0.329mg•L-1濃度的殘余Cu2+,會有19.76%的沉渣銅;當Na2S用量為2.5mL•L-1時,溶液中會有18.55mg•L-1濃度的殘余Cu2+,會有18.55%的沉渣銅[5]。如果廢水中酸性較高,且伴隨有比較多的重金屬離子時,就要借助氫氧化物沉淀法處理廢水,做好金屬物質的回收工作,提高經濟效益和社會效益。
2.5運用人工濕地的方法
在進行化學化工實驗廢水的處理時,還可以采用人工濕地處理技術,能有效地去除廢水中的有機物,對于人工濕地的維護工作也很好管理,最主要的是運用人工濕地處理技術可以降低成本。人工濕地還可以去除廢水中的氮和磷,氮和磷被濕地中的微生物和植物進行吸收并轉化,對于脫氮來說,通過氨化影響有機氮可以礦化為氨氮,然后經過好氧影響,被硝化、亞硝化分別轉化為NO3-N、NO2-N,在有機碳、缺氧環境中,通過反硝化被還原為N2,然后在返回到大氣中,實現脫氮效果;對于脫磷來說,無機磷酸鹽可以與土壤中的Ca2+、Fe3+等發生作用,其中在酸性或中性環境中與Al3+、Fe3+主要是產生生磷酸鋁或磷酸鐵沉淀,在堿性環境中與Ca2+生成羥基磷灰石,取得脫磷的效果。處理時,可以運用蘆葦濕地處理方法,當蘆葦床的水力負荷為3.33cm•d-1時,對于每年進水量COD459.16mg•L-1的超稠油廢水,出水標準為COD77.21mg•L-1,去除率為COD83.18%;對于石油類27.65mg•L-1的超稠油廢水,出水標準為石油類1.42mg•L-1,去除率為石油類94.86%[6]。pH值也下降了0.1,由此可以看出,對含油廢水進行處理后減輕了環境污染,也沒有對濕地蘆葦的生長造成不良影響。對實驗廢水進行處理時運用人工濕地方法也是不錯的選擇。
2.6運用納米技術等新型技術
近年來,隨著科學技術的進步,一些新的技術也隨之發展,比如納米技術等。通過運用這些技術也可以對化學化工實驗廢水進行有效的處理,而且這些技術的運用花費不高、還能節省能源。對于納米技術來說,在未來的廢水處理中會有很好的應用前景。
3結語
為了促進社會的可持續發展,需要做好廢水排放的監測和治理工作,對廢水進行有效監測,運用科學方法搜集相關數據,專業技術人員要對數據進行仔細分析,得出有效信息,比如廢水的污染情況等信息,然后根據實際情況進行廢水處理,實施具體的廢水處理方法,比如人工濕地法等,使廢水得到有效治理,從而使化學化工行業得到有效發展,進而使社會得到有效發展,并建立一個美好的環境,促進社會的健康發展。
參考文獻
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篇6
廢水中的油污常常以懸浮狀態、乳化狀態、溶解狀態三種狀態存在。對于懸浮油來說,比較容易去除,采用物理法就可以。乳化油是非常難處理的,要采取高級氧化技術進行處理,例如超臨界水氧化處理工藝,這種工藝是將乳化油和氧化劑(氧氣或者過氧化氫)一起加入到釜式反應裝置中在高溫高壓下進行反應,處理后的水非常清澈,出水的COD、BOD、TOC等可以達到廢水一級排放標準;如果某些指標超標,還可以加入金屬或者金屬氧化物作為催化劑,超標的問題就會得到解決;還可以組合的工藝進行處理,例如混凝-砂濾-活性炭法的綜合工藝。一旦乳化油溶解,即成為溶解油的形態,就可以利用活性炭進行處理。實驗證明,活性炭對于油類有較強的吸附能力,可以凈化廢水中的油污。除此之外,膜分離和活性炭組合工藝也可以很好地處理乳化狀態的油污,這種工藝具有投資少、占地小等諸多優點,膜分離可以將乳化油里面的大顆粒進行截留,濾過后的物質進到活性炭工藝中,活性炭將污染物質吸附,處理后的水質可達到廢水二級排放標準。
2藥品添加建議
為了保證廢水得到有效的處理,同時電廠也在嚴格執行國家的環保政策和規定,確保廢水處理站全天候滿負荷進行,因此,再投加廢水處理藥劑時,每天都是沖擊性的投加處理藥劑,如果遇到氣溫不高或者廢水中的有機物含量很低,就沒有必要投加氧化劑,這樣就會浪費資源,而且也會對出水產生影響。但當氣溫較高時,微生物在這樣的環境下會快速進行繁殖和生長,作為負責添加藥劑的操作工需要根據實際的運行情況添加適量的次氯酸鈉,將有機物得到部分的清除,有效提高出水水質。而聚丙烯酰胺和聚合氯化鋁的投加要滿足一定的條件,當設備在穩定、安全運行時,水質在不停變化時不停的加入。聚合氯化鋁是一個無機高分子化合物。它非常容易在水中溶解,而水解的時候會產生沉淀、吸附、凝聚和電化學等化學物理過程,它具有強烈的架橋吸附的作用。在水溶解的溶液里面有一定的氯離子,它是在氫氧化鋁和三氯化鋁之間的水解產物,因此如果投加過量的話,很有可能就會出現水中氯離子含量的直線上升。水經過了污水處理之后,就會通過循環冷卻水系統內,因為系統的腐蝕防護和濃縮倍率的問題,我們對懸浮物SS和出水的氯離子都有一定的要求標準。
3電廠廢水綜合治理的發展趨勢
隨著國家對環保的支持力度的不斷加大,同時社會公眾環保意識的不斷增強,電廠化學廢水的處理也必須要做好,出水的水質必須符合國家的環保要求,因此,開發和研究新型的環境友好的電廠化學綜合治理技術是未來的發展趨勢,今后電廠化學廢水處理技術的發展趨勢應主要集中在以下方面:(1)針對現有電廠化學廢水處理技術及工藝的不足,開發和研究新型的電廠化學廢水處理系統,采用聯合處理工藝,這樣可以有效的發揮各種工藝的優勢和特點,避免產生局限性。(2)深入探索和研究電廠化學廢水的降解機理,為提高電廠化學廢水處理效率提供堅實的理論基礎。(3)加強對“環境友好”處理工藝和技術的開發和研究。其中,電催化法由于具有多種功能,便于綜合治理;不添加化學試劑,可望避免產生二次污染;設備相對較為簡單,易于自動控制等優點,應具有更為突出的發展潛力。
4結語
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關鍵詞:化工廢水 基本特點 處理方法 思考
中圖分類號:X78 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2014)01(b)-0131-02
化工廢水主要是在工業生產過程中所排放的工業廢水,分為有機化工廢水和無機化工廢水兩大類?;U水多種多樣,且多數有劇毒,不容易凈化,在生物體內有一定的積累作用,在水體中具有明顯的耗氧性質,易使水質惡化,因此化工凈水問題是大勢所趨。
1 化工廢水的類型及基本特點
1.1 化工廢水的類型
化工廢水分為無機化工廢水和有機化工廢水兩大類。無機化工廢水包括從無機礦物制取酸、堿、鹽類等基本化工原料的工業廢水,它們主要是生產中的冷卻用水,廢水中含酸、堿、鹽類和懸浮物,有的還含硫化物或其他有毒物質。有機化工廢水成分多樣化,包括一些合成材料、人造纖維、油漆、涂料、藥品制劑生產等過程中排放的廢水,一般都有強烈耗氧性,毒性較強,因為多是人工合成的有機化合物,因此污染性強且不易分解。
1.2 化工廢水的特點
(1)水質成分多數比較復雜,副產物較多,反應原料常為溶劑類物質或環狀結構的化合物,在一定程度上增加了廢水處理的難度。
(2)廢水中污染物含量高,是因為生產中原料的不完全反應和使用的溶劑介質排入了廢水體系造成的。
(3)化工廢水中有許多對微生物有毒有害的有機污染物。如:鹵素化合物、硝基化合物、具有殺菌作用的分散劑或表面活性劑等。
(4)生物難降解物質多,B/C比低,可生化性差。
(5)一般化工廢水有較高的色度。
2 化工廢水的治理方案
2.1 物理處理法
物理處理法一般用于去除廢水中的漂浮物、懸浮固體、砂粒和油類等物質。操作成本較低,方便管理,處理效果也比較穩定。常用的處理方法有過濾法、沉淀法和氣浮法等。但是這些方法對可溶性強的廢水成分都不易去除,所以物理處理法一般用于其他處理方法的預處理。
(1)過濾法:利用具有孔粒狀粒料層截留水中的雜質以達到降低水中懸浮物的效果。
(2)沉淀法:利用化工廢水中懸浮顆粒的可沉淀性,在重力作用下自然沉淀,以達到固液分離的效果。
(3)氣浮法:通過生成微小的吸附氣泡將懸浮顆粒附帶出水面的方法。
2.2 化學處理法
化學處理法一般是通過化學反應去除廢水中的有機物和無機物雜質即溶解物質或膠體物質。操作相對比較麻煩,需要一定的經濟支援,常用的處理方法有:混凝法、氧化還原法、電化學法等。
2.2.1 混凝法
主要作用對象是廢水中的微小懸浮物與膠體物質,通過添加化學藥劑產生的凝聚作用去除形成沉淀的膠體物質,混凝法不但可以去除廢水中粒徑極為細小的懸浮顆粒,還能有效的去除廢水色度、微生物以及部分有機物等,但是受水的溫度、pH值、水量以及水質等條件影響大,對可溶性好的物質去除率低。
2.2.2 氧化還原法
用氧化劑對廢水中的有機物進行氧化以達到去除效果(如圖1所示)。廢水經過氧化還原,可使其中所含的有機和無機的有毒物質反應成毒性較小甚至無毒的物質,從而達到凈化廢水的目的。
常用的方法有空氣氧化法,氯氧化法和臭氧氧化法。
(1)空氣氧化法的反應原理(以硫化物為例)。
無機硫化物氧化:
2HS-+2O2=S2O32-+H2O
2S2-+2O2+H2O =S2O32-+2OH-
(部分)S2O32-+2O2+2OH-=SO42-+H2O
有機硫化物氧化:
RSNa+R’SNa+1/2O2+H2O=RS―SR’+NaOH
由于空氣中的氧含量偏底,氧化能力相對比較弱,主要還是常用于還原性較強的廢水處理。
(2)氯氧化法(以次氯酸鈣和氧化氰化鈉為例)。
2NaCN+5Ca(OCl)2+H2O=N2+2CO2+ 4CaCl2+Ca(OH)2+2NaCl
氯是最普便使用的氧化劑,主要用在含酚、氰等有機廢水的處理上。
(3)臭氧氧化法。
臭氧(O3)是氧(O2)的同素異形體;常溫、常壓下為有特殊氣味的藍色氣體,具有以下性質。
①不穩定性:常溫、常壓狀態下O3極易自行分解為O2并釋放出熱量。
②溶解性:O3在水中的溶解度比純O2高10倍,比空氣高25倍。
③毒性:當空氣中O3的濃度達到6.25×10-6 mol/L(0.3 mg/m3)時可以聞到臭味,就會對人的眼睛、鼻子、喉及呼吸道產生一定的刺激性;當濃度達到(6.25~62.5)×10-5 mol/L(3~30 mg/m3)時就會令人出現頭痛、惡心及局部呼吸器官癥狀;當濃度達到3.125×10-4~1.25×10-3 mol/L(15~60 mg/m3)時則對人體危害相對較大;O3的毒性還與接觸的時間長短有關。
④氧化性:O3氧化能力極強,它的氧化還原電位僅次于氟,利用這一特性它可以與無機物(亞鐵、Mn2+、硫化物、硫氰化物、氰化物、氯等)發生氧化還原反應,也可以將烯烴、炔烴、芳香烴等有機物質氧化成醛類或有機酸。
由于以上臭氧的特性,臭氧氧化法主要用于廢水三級處理中的以下幾個方面。
①降低廢水中的COD、BOD。
②殺菌消毒。
③增加水中溶解氧。
④脫色和脫臭味。
⑤降低濁度。
臭氧氧化能力極強,而且沒有二次污染隱患,但是具有較強的腐蝕性,貯存設備昂貴。因此臭氧氧化法與氯氧化法一樣能耗相對較大,且成本比較高,不適用于處理量大和濃度較低的化工廢水。
2.2.3 電化學法:在電解槽中,由于廢水中的有機
污染物在電極上發生氧化還原反應被去除,污染物在電解槽的陽極被氧化外,廢水中的氯離子、氫氧根離子等也可在陽極放電而生成氯、氧由此間接地破壞污染物。但是通常在實際操作中為了強化陽極的氧化作用,減少電解槽的內阻,會在廢水電解槽中加一些氯化鈉,使陽極生成氯和次氯酸根,對廢水中的無機物、有機物都有較強的氧化作用。
2.3 物化處理法
物化處理法是指通過物理化學反應,去除或分離廢水中細小的懸浮物及溶解有機物。常用的有:吸附法、離子交換法、萃取法和膜分離法等,但是這些方法都只適用于某一類物質的分離,選擇性強,成本偏高,且容易造成二次污染。
(1)吸附法是利用多孔性固體物質作為吸附劑,以吸附劑的表面吸附廢水中的有機污染物的方法,活性炭是最常用的吸附材料之一,對分子量在400左右的染料分子脫色效果最佳,對分子量小的染料吸附性也比較好,而對疏水性染料脫色效果較差,再加上活性炭再生能力差,費用高,所以很難廣泛使用。
(2)離子交換法是為了去除殘存在廢水中的細小懸浮物及溶解靜態有機污染物,它是一種借助離子交換劑進行離子交換反應去除有害離子的方法,在水的軟化和有機廢水處理中得到了廣泛應用。
(3)萃取法采用不能與水相溶卻能溶解污染物的萃取劑,與廢水充分接觸,利用污染物在水和溶劑中不同的溶解度、分配比例,達到分離、提取污染物,凈化廢水的目的。
(4)膜分離法是利用半滲透膜進行分子過濾處理廢水的方法,利用“半滲透膜”的性質,進行過濾分離。水能通過這種膜,但水中的懸浮物及溶質通不過,所以被稱為半滲透膜,利用它可以除去溶解在水中的有機物和膠狀物質。
2.4 生化處理法
生化處理法是指利用自然界存生的各種微生物的新城代謝功能將廢水中的有機物分化成無害物質,達到凈化廢水作用。此方法成本較低,操作簡單,但是對營養物質、pH值、溫度等條件有一定要求,若單獨采用生化法處理化工廢水工作難度非常大,常用的方法有:活性污泥法、生物膜法和厭氧生化法等。
(1)活性污泥是利用懸浮生長的微生物絮體處理廢水的方法,它由好氧微生物及其代謝吸附的有機物、無機物組成,與廢水充分接觸可以降解有機污染物。
(2)生物膜法是廢水與著于載體表面的好氧微生物充分接觸時通過生物膜吸附和氧化廢水中的有機物凈化廢水的過程。
(3)厭氧生化法是在無氧條件下利用厭氧或兼氧生物將廢水中的有機物分化為甲烷和二氧化碳的過程。主要由水解產酸細菌、產氫產乙酸細菌和產甲烷細菌聯合作用完成,是一個復雜的生化過程。
每一次驚心動魄的污染事件引起的騷動都向政府敲響了警鐘,尤其是水污染,保護水資源、保護環境勢在必行!
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篇8
【關鍵詞】煤氣站,酚水處理,煤氣發生爐
中圖分類號:TQ548文獻標識碼: A
發生爐煤氣站含酚廢水的治理一直是個行業內頭痛的難題。難就難在盡管處理的辦法分門別類,但是沒有一個令人滿意的方法。能夠徹底處理酚水的方法卻成本太高,如直接焚燒法、生化法。能夠節約成本的處理方法卻處理不夠徹底或管理難度大,如蒸發法處理酚水。目前處理酚水既經濟又徹底的方法就是陶瓷廠采用的調制水煤漿燃燒法。不論哪一種處理方法都存在著一個共性的問題,那就是處理酚水的有效性問題。
1 直接焚燒法
直接焚燒法是利用焚燒爐進行焚燒。其工作原理是將含酚污水在850℃以上的高溫條件下,將酚分子結構破壞裂解、燃燒,最終生成二氧化碳和水蒸氣,從而達到環保排放的要求。焚燒爐一般以煤氣站自產的煤氣和焦油作為燃料。焚燒1噸酚水需要近1200~1300立方發生爐煤氣,成本在450~500元以上。
目前煤氣站采用的酚水焚燒爐有兩種,一種是直接燃燒的焚燒爐,其熱效率極低,一般不超過20%。下表為直燃式焚燒爐焚燒酚水數據。No.1為臥式直燃式焚燒爐焚燒酚水的數據。No.2為立式酚水焚燒爐焚燒酚水數據。
焚燒爐焚燒酚水數據
兩段爐煤氣按1500kcal/Nm3計,換算成兩段爐煤氣,需要量 1.26~1.32Nm3/kg 酚水。
第二種是帶換熱器的余熱回收的焚燒爐,換熱器有助燃空氣換熱器和酚水預熱器兩種。第一級為氣風換熱,第二級為氣水換熱。通過換熱器回收一部分熱量。其熱效率可提高30~40%。
近年來蓄熱式換熱技術應用領域越來越寬,為了提高焚燒爐的燃燒效率和熱效率擬采用蓄熱技術改造目前采用的焚燒爐。
蓄熱式換熱技術,利用耐火材料作蓄熱體,交替地被高溫廢氣加熱儲存熱量。再將蓄熱體蓄存的熱量與熱空氣或煤氣,使空氣和煤氣獲得高溫預熱,達到廢熱回收的效能。由于蓄熱體是周期性地加熱、放熱,為了保證爐膛加熱的連續性,蓄熱體必須成對設置。同時,要有換向裝置完成蓄熱體交替加熱、放熱。蓄熱室的換向時間一般在 10~30分鐘。蓄熱室的廢氣排出溫度為 300℃左右,比傳統的焚燒爐的排煙溫度降低200~500℃左右。熱效率可提高到50%以上。它能最大限度地回收出爐廢氣的余熱,大幅度地節約燃料、降低成本。
新型蓄熱技術,一是采用小球狀、蜂窩狀、片狀、短圓柱狀等陶瓷質蓄熱體,其比表面積比傳統蓄熱格子磚增大幾十倍甚至幾百倍,因而換熱效率高,并減小了蓄熱室體積;二是采用新型換向設備,使換向時間大大縮短,換向時間僅為0.5~3分鐘。由于縮短了換向時間,大大降低了工業爐窯煙氣的排放溫度,排煙溫度只有200℃或更低。新型蓄熱室可以將空氣或煤氣預熱到接近出爐廢氣溫度,溫度效率達到85%以上,熱效率達到70%以上。
2 生化法
對含酚污水進行生化處理是培養微生物,并利用微生物將污水中的酚類有機物消化吸收分解成H2O和CO2的過程。該方法根據微生物的承載方式及供氧方式的不同又可分為曝氣法、接觸氧化法、生物轉盤法及生物濾池法等。生化法對進入生化池的污水水質要求較為嚴格,污水中焦油及酚等有機物濃度不可超過微生物所能承受的濃度,否則,需要將污水稀釋后才能進入生化池,這樣便限制了處理水量。同時微生物馴化比較困難,進水濃度超標、環境溫度不適宜,都很容易限制微生物的生存。由于條件要求嚴格致使其處理成本相當高。除大型煤氣站外一般不采用此種方法。單單生化系統處理成本大約在110~120元/t。其中有酚水中有3~4%的泥沙等沉淀物需要焚燒,也會花費一定費用。
3蒸發法處理酚水
蒸發脫酚法是使含酚污水加熱后,酚就隨水蒸發而進入蒸汽中,含有一定酚的水蒸汽進入發生爐空氣管道,然后滲入空氣中作為氣化劑。在爐內,氧化層內因高溫且有氧存在的條件下,酚就氧化生成二氧化碳和水,最終達到脫酚的目的。
工藝流程:根據煤氣爐所產酚水的性質及酚水中含焦油、灰塵等雜質的情況,酚水在酚水池中進行四級沉淀過濾。酚水中的泥沙、油污及灰塵雜質先在第一級沉淀池中沉淀及除油,經沉淀除油后的酚水到第二級酚水沉淀池,焦油到焦油池。經過二級沉淀池對酚水沉淀過濾后再進入第三級滲透過濾池,在第三級滲透過濾池中裝入粒度均勻的灰渣或者鉀長石對酚水進一步吸附過濾處理,酚水再從第三級滲透過濾池溢流到第四級沉淀池中,最后經第四級沉淀后到潔凈酚水池。由泵將潔凈酚水送到一級換熱器,酚水將從30℃升溫到60-80℃。預熱后的酚水再進入列管換熱器,利用450-550℃的高溫煤氣與酚水進行熱交換,將酚水汽化產生蒸汽。汽化后的酚水蒸汽接到煤氣爐的汽風混合室與空氣進行混合,混合后作為氣化劑進入煤氣爐的氧化層,酚類有機物在1250℃左右的高溫下發生分解或參與反應。
但此種蒸發脫酚方法對使用的水質有一定的限制,如污水中的高沸點的有機物、重質油等在此過程中都不易蒸發,當水體中懸浮物及總固體含量高時,在加熱過程中由于水的蒸發,雜質濃度相應的上升,就會造成水管的結垢和堵塞,所以要加強日常的管理維護工作,定期清理,保證其運行效果。
此種方法在煤氣爐行業中應用較多。其優點:
(1)節約能源及成本,提高了對能源的綜合利用:在煤氣發生爐的冷煤氣工藝中,煤氣凈化部分需要盡量降低煤氣溫度,以有效地除去煤氣中的雜質,而這部分熱量在此前的工藝中大部分被浪費掉;而在爐底鼓風中,則需要摻和高溫蒸汽提高溫度和水分含量。這就形成了一對矛盾,一方面熱量被浪費,一方面又需要補充熱量,這就造成了能量流動的不合理。該技術能夠在降低污染的前提下解決這個問題:工藝風在吸收部分含酚廢水的熱量和蒸汽后,只需補充部分蒸汽即可達到飽和空氣的目的,而且比以前的高溫蒸汽與空氣直接混合更充分,效果更好。
(2)含酚廢水封閉運行,最大限度的降低了對周圍環境的污染。
(3)該技術充分利用煤氣站的自產蒸汽和下段煤氣顯熱對酚水進行處理,節能降耗,大大降低了煤氣站運行費用,不排放,不泄露,達到了環保要求。
以上介紹的幾種酚水處理方法,都能滿足國家的環保要求。如有水煤漿做為燃料的,即可用焚燒法,將酚水直接摻入水煤漿中焚燒,投資較低操作方便,但味道較大,周圍環境較差;如水源較緊張的地區和企業可利用物理生化法,此種方法酚水處理可達到排放標準或做為工業循環用水;蒸發法處理酚水優勢較大,目前在行業內應用較廣??傊@幾種方法各有其優缺點,需要根據企業不同的自身情況進行合理選擇。
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篇9
[關鍵詞]老舊熱電廠 生產廢水 綜合治理 廢水回用
中圖分類號:X773 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)09-0303-02
引言
該熱電廠始建于上世紀50年代,坐落在市區邊緣,主要擔負周邊地區的生產用汽和冬季供暖任務,社會責任重大。經過5期擴建,目前還在使用的機組為二、三、四、五期。沈陽熱電廠前三期項目投運較早,二期機組更是已運行31年,部分設備及工藝陳舊,在運行過程中產生的污廢水量較多,而該廠尚未有先進的污水處理工藝,原有處理工藝已無法滿足現在日益嚴格的環保要求。
原工業廢水處理站于2002年8月投入試運行,該系統主要由調節池、氣浮系統、過濾系統、加藥系統、污泥系統幾個子系統,現在氣浮系統、過濾系統、污泥系統這幾個關鍵系統出現了連續運行時間短或不能正常使用的問題,因此存在廢水排放不達標的隱患;含煤廢水處理工藝落后設備老化嚴重,已經不能滿足國家環保要求,化學排水也存在不達標排放的問題。
綜上,本電廠進行廢水綜合治理勢在必行。
1 全廠廢水種類及廢水量及處理思路
根據電廠提供的水量平衡資料,全廠廢水種類和數量(以采暖季統計)如下:
根據本表顯示,目前廢水基本都簡單處理后排放或直接排放,沒有做到分類處理和分級回收,業主取用了大量的自來水和地下水,很多水都經過簡單的換熱、冷卻、沖洗即排放,水資源回用、循環使用率不高。
且由于原廢水處理設施,含廢水集中處理站、含煤廢水、生活污水等設施均已大部分損壞,無法使用,導致目前的廢水大多數均為未達標排放。
廢水綜合治理按照“節水優先、雨污分流、分級利用、達標排放”的原則進行改造,廢水綜合處理按全廠統一考慮治理,廢水處理后充分利用。鑒于化學酸堿中和排水的和脫硫廢水水質較差,含有高濃度離子,但是滿足國家和當地的污水綜合排放標準,所以酸堿中和排水和脫硫廢水經過處理達標后全部排放。污廢水排放從嚴執行國家《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)三級排放標準。其他類型的廢水經過處理后水質較好,進行全廠回用,均應用于脫硫系統,以減少新鮮工業水和地下水的用量。
2 廢水綜合治理具體方式
(1) 沉渣池用水改造
沉渣池用水原來為工業水,沉渣后的水直接通過廢水處理系統排放,水量浪費嚴重,損耗高達87.5t/h。設計改造成閉式循環,僅補充消耗水的量,補充的水量約為17.5t/h,水源可選取其余系統處理后的廢水,節水70t/h。具體改造措施為增加一小型的機械冷卻通風塔,使沉渣池的水循環使用。
(2) 鍋爐排污水和轉機冷卻水可直接回收
鍋爐排污水和轉機冷卻水由于其水質類同于工業水,原來都只是直接排放,造成水資源浪費,此部分的水可直接回收利用。合計22+30=52t/h的水。具體搞造措施為增加收集水池和收集水泵,回收至其余系統,其中17.5t/h可用于沉渣系統,其余34.5t/h的水回用至脫硫系統用水。
(3)工業廢水處理系統
工業廢水處理系統主要是處理鍋爐沖灰水、浴池用水、輸煤沖洗用水,水量小計為10+30+10=50t/h,根據工程經驗分析:換熱站排水、鍋爐沖灰水主要污染物為懸浮物,浴池排水、洗手間及衛生清掃排水主要污染物為少量的有機物和懸浮物。幾項水源混合后其主要污染物應該為懸浮物和少量的有機物。
工業廢水主要通過混凝澄清處理去除懸浮物,污泥進行污泥脫水處理。工業廢水處理系統擬設置如下的處理流程:
廢水貯存池混凝反應槽澄清器回用水池過濾回用或排放
加藥 污泥
污泥濃縮池脫水機泥餅去處置場。
設計工業廢水處理系統容量為50t/h。經過處理后,可以產生的回用水量約為45t/h,另有5t/h的水作為系統內自用水消耗掉。此45t/的水可回用至脫硫系統用水。
(4)生活污水處理
由于本廠為老廠,配置人員較多,生活用水量較大,約為20t/h,產生相應的生活污水。原來生活污水基本未經有效處理就直接排放,本次處理方案是增加一套20t/h的生活污水處理裝置。整套設備可實現無人值班、全自動控制要求??筛鶕M水水質、水量的變化自動控制系統的水泵、消毒等所有有關設備,使出水水質達到要求。正常情況,排泥采用定時自控;加氯采用氯餅加氯;清水提升泵根據回用水池水位自動控制。風機、水泵也可連續運行,定時自動互換。并設有設備故障聲光報警,液位超高、過低聲光報警,低負荷自動睡眠運行,高負荷自動滿負荷運行。處理后的廢水約為20t/h,處理后可直接回用至脫硫系統補水。
(5)化學再生酸堿中和廢水處理系統
酸堿中和廢水主要為鍋爐補給水處理系統中的再生酸堿中和的廢水。水量約為75t/h,酸堿中和廢水處理流程為加酸(堿)調節pH至6~9合格,由于其依舊含有高濃度離子,不適合回用至工業水系統和除鹽水處理系統,但是也滿足排放標準??紤]本工程按照“節水優先、雨污分流、分級利用、達標排放”的原則,因此處理后的化學排水可全部排放。使用原有的中和池,并使用原來的中和水泵,增加一套pH監測設備。并將信號送至原化水車間控制室監控,根據監測數據操作中和水泵啟停。
(6)脫硫廢水處理系統
脫硫廢水處理系統只要是由脫硫島廠家成套供貨,脫硫廢水量約為42t/h。脫硫廢水中含有的雜質主要包括懸浮物、過飽和的亞硫酸鹽、硫酸鹽以及重金屬、COD等;其中有些是國家環保標準中要求控制的第一類污染物。脫硫廢水中的各種重金屬離子對環境有污染性,水質比較特殊,處理難度較大,因此,必須對脫硫廢水進行單獨處理。
脫硫廢水凈化處理,通常采用化學方法通過氧化、混凝、沉淀及pH調整等工藝,使廢水SS、COD、重金屬離子、氟化物等有害元素降至《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)的一級標準限值以下。
但由于該工藝僅能去除廢水中的重金屬、COD以及懸浮物,無法除去水中的高含量離子,所以不適合回收利用,故此系統廢水建議直接排放。
原脫硫廢水處理系統的裝置經過技改,還可以適用,所以不在本次廢水綜合治理的范圍內。
對于近期較為流行的脫硫廢水蒸發濃縮結晶零排放工藝,由于其基建成本和運行成本均太貴昂貴,另考慮到脫硫廢水已經處理達標排放,故本次廢水綜合治理不考慮廢水零排放措施,采用更為經濟合理的綜合治理措施。
(7)廠區管道改造
由于本廠為老廠,各種建筑物眾多,廠區管道錯綜復雜,廢水綜合治理工程涉及的廢水點分布在全廠各個區域,需要將其分類回收、分類匯總處理,涉及廠區管道較多。廠區管道的布置需充分考慮電廠現有的管網設施情況,由于管道均為小管徑管道,布置方式采用架空保溫布置形式,不采用埋地等工作量大的布置型式。管道布置在后期會根據現場情況盡量利用原來的管架,局部地區采用增加小管架的方式。
3 廢水綜合治理后的情況比較
(1)水量分析
根據上述廢水綜合治理后,廢水各系統水量情況匯總如下:
經過表格分析,原排水326.5過廢水綜合治理后排水量變為117t/h,減少排水209.5t/h。各系統廢水處理后均回收利用,減少脫硫系統和沉渣系統取水204.5t/h。
(2)經濟效益分析
各系統改造費用約為1138萬元,含設備、基建、安裝、調試等各種費用。根據業主反饋的資料,取水費用加上預處理費用折合系統用水費用為3元/噸水。排水費用為2元/噸水。經過廢水綜合治理后節約的取水和排水費用為209.5×3+204.5×2=1037.5元/小時。按年運行小時5500小時計,一年節約費用約為570萬元??紤]運行費用及其余綜合費用,預估2~4年即可回收投資成本。有著非常好的經濟效益。
4 結論及建議
廢水綜合治理工程將之前的各種廢水分類回收,分類處理回收利用。較少排水量209.5t/h,減少取水量204.5t/h,有著很好的節水效果且具有很高的經濟效益。
另外其帶來的環保意義更是巨大。廢水綜合直流將原來直接排放的廢水分類處理后直接回收利用,充分節約了水資料,將處理后的廢水變廢為寶,充分回用,又減少了原來取水量,將電廠的生產水循環利用,有著很好的節水和環保意義。
針對目前國內還存在的眾多老舊電廠,建議及時理清其全廠水利用情況,如果有類似的浪費水資源,排水不達標的情況,應積極主動地進行技改整治工作,不但有良好的經濟效益,更帶來豐厚的環境效益回報。符合國家目前大力提倡的環保治理可持續發展政策。
參考文獻
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篇10
關鍵詞:電鍍 重金屬廢水 治理技術
概述
電鍍是利用化學和電化學方法在金屬或在其它材料表面鍍上各種金屬。電鍍技術廣泛應用于機器制造、輕工、電子等行業。
電鍍廢水的成分非常復雜,除含氰(CN-)廢水和酸堿廢水外,重金屬廢水是電鍍業潛在危害性極大的廢水類別。根據重金屬廢水中所含重金屬元素進行分類,一般可以分為含鉻(Cr)廢水、含鎳(Ni)廢水、含鎘(Cd)廢水、含銅(Cu)廢水、含鋅(Zn)廢水、含金(Au)廢水、含銀(Ag)廢水等。電鍍廢水的治理在國內外普遍受到重視,研制出多種治理技術,通過將有毒治理為無毒、有害轉化為無害、回收貴重金屬、水循環使用等措施消除和減少重金屬的排放量。隨著電鍍工業的快速發展和環保要求的日益提高,目前,電鍍廢水治理已開始進入清潔生產工藝、總量控制和循環經濟整合階段,資源回收利用和閉路循環是發展的主流方向。
1電鍍重金屬廢水治理技術的現狀
1 .1化學沉淀
化學沉淀法是使廢水中呈溶解狀態的重金屬轉變為不溶于水的重金屬化合物的方法,包括中和沉法和硫化物沉淀法等。
1.1.1中和沉淀法
在含重金屬的廢水中加入堿進行中和反應,使重金屬生成不溶于水的氫氧化物沉淀形式加以分離。中和沉淀法操作簡單,是常用的處理廢水方法。實踐證明在操作中需要注意以下幾點[1]:(1)中和沉淀后,廢水中若pH值高,需要中和處理后才可排放;(2)廢水中常常有多種重金屬共存,當廢水中含有Zn、Pb、Sn、Al等兩性金屬時,pH值偏高,可能有再溶解傾向,因此要嚴格控制pH值,實行分段沉淀;(3)廢水中有些陰離子如:鹵素、氰根、腐植質等有可能與重金屬形成絡合物,因此要在中和之前需經過預處理;(4)有些顆粒小,不易沉淀,則需加入絮凝劑輔助沉淀生成。
1.1.2硫化物沉淀法
加入硫化物沉淀劑使廢水中重金屬離子生成硫化物沉淀除去的方法。與中和沉淀法相比,硫化物沉淀法的優點是:重金屬硫化物溶解度比其氫氧化物的溶解度更低,而且反應的pH值在7—9之間,處理后的廢水一般不用中和。硫化物沉淀法的缺點是[2]:硫化物沉淀物顆粒小,易形成膠體;硫化物沉淀劑本身在水中殘留,遇酸生成硫化氫氣體,產生二次污染。為了防止二次污染問題,英國學者研究出了改進的硫化物沉淀法,即在需處理的廢水中有選擇性的加入硫化物離子和另一重金屬離子(該重金屬的硫化物離子平衡濃度比需要除去的重金屬污染物質的硫化物的平衡濃度高)。由于加進去的重金屬的硫化物比廢水中的重金屬的硫化物更易溶解,這樣廢水中原有的重金屬離子就比添加進去的重金屬離子先分離出來,同時防止有害氣體硫化氫生成和硫化物離子殘留問題。
1.2氧化還原處理
1.2.1 化學還原法
電鍍廢水中的Cr主要以Cr6+離子形態存在,因此向廢水中投加還原劑將Cr6+還原成微毒的Cr3+后,投加石灰或NaOH產生Cr(OH)3沉淀分離去除?;瘜W還原法治理電鍍廢水是最早應用的治理技術之一,在我國有著廣泛的應用,其治理原理簡單、操作易于掌握、能承受大水量和高濃度廢水沖擊。根據投加還原劑的不同,可分為FeSO4法、NaHSO3法、鐵屑法、SO2法等。
應用化學還原法處理含Cr廢水,堿化時一般用石灰,但廢渣多;用NaOH或Na2CO3,則污泥少,但藥劑費用高,處理成本大,這是化學還原法的缺點。
1.2.2 鐵氧體法
鐵氧體技術是根據生產鐵氧體的原理發展起來的。在含Cr廢水中加入過量的FeSO4,使Cr6+還原成Cr3+, Fe2+氧化成Fe3+,調節pH值至8左右,使Fe離子和Cr離子產生氫氧化物沉淀。通入空氣攪拌并加入氫氧化物不斷反應,形成鉻鐵氧體。其典型工藝有間歇式和連續式。鐵氧體法形成的污泥化學穩定性高,易于固液分離和脫水。鐵氧體法除能處理含Cr廢水外,特別適用于含重金屬離子的電鍍混合廢水。我國應用鐵氧體法已經有幾十年歷史,處理后的廢水能達到排放標準,在國內電鍍工業中應用較多。
鐵氧體法具有設備簡單、投資少、操作簡便、不產生二次污染等優點。但在形成鐵氧體過程中需要加熱(約70oC),能耗較高,處理后鹽度高,而且有不能處理含Hg和絡合物廢水的缺點。
1.2.3 電解法
電解法處理含Cr廢水在我國已經有二十多年的歷史,具有去除率高、無二次污染、所沉淀的重金屬可回收利用等優點。大約有30多種廢水溶液中的金屬離子可進行電沉積。電解法是一種比較成熟的處理技術,能減少污泥的生成量,且能回收Cu、Ag、Cd等金屬,已應用于廢水的治理。不過電解法成本比較高,一般經濃縮后再電解經濟效益較好。
近年來,電解法迅速發展,并對鐵屑內電解進行了深入研究,利用鐵屑內電解原理研制的動態廢水處理裝置對重金屬離子有很好的去除效果。
另外,高壓脈沖電凝系統(High Voltage Electrocagulation System)為當今世界新一代電化學水處理設備,對表面處理、涂裝廢水以及電鍍混合廢水中的Cr、Zn、Ni、Cu、Cd、CN-等污染物有顯著的治理效果。高壓脈沖電凝法比傳統電解法電流效率提高20%—30%;電解時間縮短30%—40%;節省電能達到30%—40%;污泥產生量少;對重金屬去除率可達96%一99%[3]。
1.3 溶劑萃取分離
溶劑萃取法[4]是分離和凈化物質常用的方法。由于液一液接觸,可連續操作,分離效果較好。使用這種方法時,要選擇有較高選擇性的萃取劑,廢水中重金屬一般以陽離子或陰離子形式存在,例如在酸性條件下,與萃取劑發生絡合反應,從水相被萃取到有機相,然后在堿性條件下被反萃取到水相,使溶劑再生以循環利用。這就要求在萃取操作時注意選擇水相酸度。盡管萃取法有較大優越性,然而溶劑在萃取過程中的流失和再生過程中能源消耗大,使這種方法存在一定局限性,應用受到很大的限制。
1.4 吸附法
吸附法是利用吸附劑的獨特結構去除重金屬離子的一種有效方法。利用吸附法處理電鍍重金屬廢水的吸附劑有活性炭、腐植酸、海泡石、聚糖樹脂等?;钚蕴垦b備簡單,在廢水治理中應用廣泛,但活性炭再生效率低,處理水質很難達到回用要求,一般用于電鍍廢水的預處理。腐植酸類物質是比較廉價的吸附劑,把腐植酸做成腐植酸樹脂用以處理含Cr、含Ni廢水已有成功經驗。有相關研究表明,殼聚糖及其衍生物是重金屬離子的良好吸附劑,殼聚糖樹脂交聯后,可重復使用10次,吸附容量沒有明顯降低[5]。利用改性的海泡石治理重金屬廢水對Pb2+、Hg2+、Cd2+有很好的吸附能力,處理后廢水中重金屬含量顯著低于污水綜合排放標準。另有文獻報道蒙脫石也是一種性能良好的粘土礦物吸附劑,鋁鋯柱撐蒙脫石在酸性條件下對Cr 6+的去除率達到99%,出水中Cr 6+含量低于國家排放標準,具有實際應用前暑[6]。
1.5 膜分離技術
膜分離法是利用高分子所具有的選擇性來進行物質分離的技術,包括電滲析、反滲透、膜萃取、超過濾等。用電滲析法處理電鍍工業廢水,處理后廢水組成不變,有利于回槽使用。含Cu2+、Ni2+、Zn2+、Cr6+等金屬離子廢水都適宜用電滲析處理,已有成套設備。反滲透法已大規模用于鍍Zn、Ni、Cr漂洗水和混合重金屬廢水處理。采用反滲透法處理電鍍廢水,已處理水可以回用,實現閉路循環。液膜法治理電鍍廢水的研究報道很多,有些領域液膜法已由基礎理論研究進入到初步工業應用階段,如我國和奧地利均用乳狀液膜技術處理含Zn廢水,此外也應用于鍍Au廢液處理中[7]。膜萃取技術是一種高效、無二次污染的分離技術,該項技術在金屬萃取方面有很大進展。
1.6 離子交換處理法
離子交換處理法是利用離子交換劑分離廢水中有害物質的方法,應用的離子交換劑有離子交換樹脂、沸石等等,離子交換樹脂有凝膠型和大孔型。前者有選擇性,后者制造復雜、成本高、再生劑耗量大,因而在應用上受到很大限制。離子交換是靠交換劑自身所帶的能自由移動的離子與被處理的溶液中的離子通過離子交換來實現的。推動離子交換的動力是離子間濃度差和交換劑上的功能基對離子的親和能力,多數情況下離子是先被吸附,再被交換,離子交換劑具有吸附、交換雙重作用。這種材料的應用越來越多,如膨潤土[11],它是以蒙脫石為主要成分的粘土,具有吸水膨脹性好、比表面積大、較強的吸附能力和離子交換能力,若經改良后其吸附及離子交換的能力更強。但是卻較難再生,天然沸石在對重金屬廢水的處理方面比膨潤土具有更大的優點:沸石[9]是含網架結構的鋁硅酸鹽礦物,其內部多孔,比表面積大,具有獨特的吸附和離子交換能力。研究表明[10],沸石從廢水中去除重金屬離子的機理,多數情況下是吸附和離子交換雙重作用,隨流速增加,離子交換將取代吸附作用占主要地位。若用NaCl對天然沸石進行預處理可提高吸附和離子交換能力。通過吸附和離子交換再生過程,廢水中重金屬離子濃度可濃縮提高30倍。沸石去除銅,在NaCl再生過程中,去除率達97%以上,可多次吸附交換,再生循環,而且對銅的去除率并不降低。
1.7 生物處理技術
由于傳統治理方法有成本高、操作復雜、對于大流量低濃度的有害污染難處理等缺點,經過多年的探索和研究,生物治理技術日益受到人們的重視。隨著耐重金屬毒性微生物的研究進展,采用生物技術處理電鍍重金屬廢水呈現蓬勃發展勢頭,根據生物去除重金屬離子的機理不同可分為生物絮凝法、生物吸附法、生物化學法以及植物修復法。
1.7.1 生物絮凝法
生物絮凝法是利用微生物或微生物產生的代謝物進行絮凝沉淀的一種除污方法。微生物絮凝劑是一類由微生物產生并分泌到細胞外,具有絮凝活性的代謝物。一般由多糖、蛋白質、DNA、纖維素、糖蛋白、聚氨基酸等高分子物質構成,分子中含有多種官能團,能使水中膠體懸浮物相互凝聚沉淀。至目前為止,對重金屬有絮凝作用的約有十幾個品種,生物絮凝劑中的氨基和羥基可與Cu2+、 Hg2+、Ag+、Au2+等重金屬離子形成穩定的鰲合物而沉淀下來。應用微生物絮凝法處理廢水安全方便無毒、不產生二次污染、絮凝效果好,且生長快、易于實現工業化等特點。此外,微生物可以通過遺傳工程、馴化或構造出具有特殊功能的菌株。因而微生物絮凝法具有廣闊的應用前景。
1.7.2 生物吸附法
生物吸附法是利用生物體本身的化學結構及成分特性來吸附溶于水中的金屬離子,再通過固液兩相分離去除水溶液中的金屬離子的方法。利用胞外聚合物分離金屬離子,有些細菌在生長過程中釋放的蛋白質,能使溶液中可溶性的重金屬離子轉化為沉淀物而去除。生物吸附劑具有來源廣、價格低、吸附能力強、易于分離回收重金屬等特點,已經被廣泛應用。
1.7.3 生物化學法
生物化學法指通過微生物處理含重金屬廢水,將可溶性離子轉化為不溶性化合物而去除。硫酸鹽生物還原法是一種典型生物化學法。該法是在厭氧條件下硫酸鹽還原菌通過異化的硫酸鹽還原作用,將硫酸鹽還原成H2S,廢水中的重金屬離子可以和所產生的H2S反應生成溶解度很低的金屬硫化物沉淀而被去除,同時H2SO4的還原作用可將SO42-轉化為S2-而使廢水的pH值升高。因許多重金屬離子氫氧化物的離子積很小而沉淀。有關研究表明,生物化學法處理含Cr 6+濃度為30—40mg/L的廢水去除率可達99.67%—99.97%[11]。有人還利用家畜糞便厭氧消化污泥進行礦山酸性廢水重金屬離子的處理,結果表明該方法能有效去除廢水中的重金屬。趙曉紅等人[12]用脫硫腸桿菌(SRV)去除電鍍廢水中的銅離子,在銅質量濃度為246.8 mg/L的溶液,當pH為4.0時,去除率達99.12%。
1.7.4 植物修復法[13]
植物修復法是指利用高等植物通過吸收、沉淀、富集等作用降低已有污染的土壤或地表水的重金屬含量,以達到治理污染、修復環境的目的。植物修復法是利用生態工程治理環境的一種有效方法,它是生物技術處理企業廢水的一種延伸。利用植物處理重金屬,主要有三部分組成:(1)利用金屬積累植物或超積累植物從廢水中吸取、沉淀或富集有毒金屬;(2)利用金屬積累植物或超積累植物降低有毒金屬活性,從而可減少重金屬被淋濾到地下或通過空氣載體擴散:(3)利用金屬積累植物或超積累植物將土壤中或水中的重金屬萃取出來,富集并輸送到植物根部可收割部分和植物地上枝條部分。通過收獲或移去已積累和富集了重金屬植物的枝條,降低土壤或水體中的重金屬濃度。在植物修復技術中能利用的植物有藻類、草本植物、木本植物等。
藻類凈化重金屬廢水的能力,主要表現在對重金屬具有很強的吸附力[14],利用藻類去除重金屬離子的研究已有大量報道[15]。褐藻對Au的吸收量達400 mg/ g,在一定條件下綠藻對Cu、Pb、La、Cd、Hg等重金屬離子的去除率達80 %—90 %,馬尾藻、鼠尾藻對重金屬的吸附雖然不及綠海藻,但仍具有較好的去除能力。
草本植物凈化重金屬廢水的應用已有很多報道。鳳眼蓮是國際上公認和常用的一種治理污染的水生漂浮植物,它具有生長迅速,既能耐低溫、又能耐高溫的特點,能迅速、大量地富集廢水中Cd、Pb、Hg、Ni、Ag、Co、Cr等多種重金屬。有關研究發現[16]鳳眼蓮對鈷和鋅的吸收率分別高達97%和80%。此外,還有很多草本植物具有凈化作用,如喜蓮子草、水龍、刺苦草、浮萍、印度芥菜等。
木本植物具有處理量大、凈化效果好、受氣候影響小、不易造成二次污染等等優點,受到人們廣泛關注。同時對土壤中Cd、Hg等有較強的吸附積累作用,由胡煥斌等[17]試驗結果表明:蘆葦和池杉對重金屬Pb和Cd都有較強富集能力。
轉貼于 2電鍍重金屬廢水治理技術展望
隨著全球可持續發展戰略的實施,循環經濟和清潔生產技術越來越受到人們關注。電鍍重金屬廢水治理從末端治理已向清潔生產工藝、物質循環利用、廢水回用等綜合防治階段發展。未來電鍍重金屬廢水治理將突出以下幾個方面:
(1)貫徹循環經濟、重視清潔生產技術的開發與應用;提高電鍍物質、資源的轉化率和循環使用率;從源頭上削減重金屬污染物的產生量,并采用全過程控制、結合廢水綜合治理、最終實現廢水零排放。
(2)電鍍重金屬廢水的處理技術很多,其中生物技術是具有較大發展潛力的技術,具有成本低、效益高、不造成二次污染等優點。隨著基因工程、分子生物學等技術的發展和應用,具有高效、耐毒性的菌種不斷培育成功,為生物技術的廣泛應用提供了有利條件。對于已經污染的、范圍大的外環境,可采用植物修復技術治理,在治污的同時,不僅美化了環境,還可以獲得一定的經濟效益。
(3)綜合一體化技術是未來電鍍廢水治理技術的熱點。電鍍廢水種類繁多,各種電鍍工藝差異很大,僅使用一種廢水治理方法往往有其局限性,達不到理想的效果。因此,綜合多種治理技術特點的一體化技術應運而生。
3 結束語
綜上所述,雖然化學法、物理化學法、生物化學法都可以治理和回收廢水中的重金屬,但通過生物化學法處理重金屬污水成本低、效益高、容易管理、不給環境造成二次污染、有利于生態環境的改善。但生物化學法也有一定的局限性,無論是植物還是微生物,一般都具有選擇性,只吸取或吸附一種或幾種金屬,有的在重金屬濃度較高時會導致中毒,從而限制其應用。盡管如此生物化學法的研究和發展仍有廣闊前景,許多學者通過基因工程、分子生物學等技術應用,使生物具有更強的吸附、絮凝、整治修復能力。我們應該充分利用自然界中的微生物與植物的協同凈化作用,并輔之以物理或化學方法,尋找凈化重金屬的有效途徑。
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