工业废水论文范文
时间:2023-04-01 04:26:55
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篇1
对煤制天然气废水中酚和氨的处理不仅能够减少资源的浪费,而且能够在一定程度上降低之后的处理难度。一般来说,对煤制天然气废水的预处理主要包括脱酚以及脱酸。
1.1脱酚煤制天然气废水中含有一定量的酚类物质,目前使用较多的是溶剂萃取脱酚技术,如果单一的溶剂萃取脱酚技术不能满足要求的话,可以和水蒸气脱酚法相结合。目前国内溶剂萃取脱酚技术采用的原料主要是二异丙基醚或乙酸丁酯等物质,例如如果采用鲁奇加压气化工艺进行煤制天然气的生产,那么相应的,其溶剂萃取脱酚技术使用的脱酚溶剂应该是异丙基醚。实际情况证明,采用异丙基醚对煤制天然气废水进行脱酚,脱酚后废水中酚的含量能够低于0.6g/L。
1.2脱酸除了对煤制天然气废水进行脱酚以外,其预处理工艺还包括脱酸。脱酸简而言之就是对煤制天然气废水中含有的CO2、H2S等酸性物质进行分离。需要注意的是,在实际的脱酸操作中,一定要考虑到CO2、H2S等酸性分子在遇水后会出现弱电离现象,弱电离会导致煤制天然气废水的脱酸效率下降。因此,在实际的脱酸操作中,排放CO2、H2S等酸性气体时尽量做到向上排放,即将其从脱酸塔顶部进行排出,而且还要对脱酸塔顶部的温度进行控制,这样才能把部分游离的氨分子留在酚水中,将酸性气体排出。
2.生化处理技术
所谓的生化处理技术指的是通过对微生物自身存在的新陈代谢作用加以利用,对污染物进行分解并且对其进行转化,使之最后能够成为二氧化碳等物质。目前我国煤化工废水处理,普遍采用改进后的好氧生化处理技术,主要包括两方面工艺,分别是SBR技术以及PACT技术。由于煤化工废水中存在着联苯等比较难降解的有机物,这些有机物在好氧生化处理技术中难以降解,需要采用厌氧生物处理技术进行处理。此外,一些煤化工废水成分十分复杂,可采用厌氧和好氧工艺相结合的方式处理煤化工废水。
2.1SBR工艺SBR工艺的优势,简单来说就是能够保证整个生物反应器中好氧和厌氧环境不断交替。通过两者不断交替,保证整个生物反应器能够获得较为多样化的生物菌群和耐冲击负荷能力。除此之外,SBR工艺还能够保证生物反应器能够处理一些有毒或者高浓度煤制天然气的能力。以我国中部地区某煤化工业废水处理厂为例,该厂采用的就是SBR工艺。通过对整个生物反应器的相关装置(如:曝气、温度、加碱装置)进行改造,从而提升了鲁奇工艺处理煤制天然气废水的能力。
2.2好氧生物膜法相比SBR工艺,很多煤化工业废水处理厂采用更多的是好氧生物膜法。好氧生物膜法的优势在于菌群的生长方式。通过对优势菌群的筛选,可以实现对煤制天然气废水中污染物的降解,特别是对一些传统工艺降解起来较为困难的有机污染物,其效果更加明显。我国西南某煤化工业废水处理厂采用的就是好氧生物膜法,实践证明,好氧生物膜法能够有效做到对煤制天然气废水中COD、酚以及氨氮污染物的去除,而且其具有较高的缓冲能力。2.2.3深度处理技术在对煤化工废水进行生化处理后,废水中仍然存在一些少量难降解污染物,在一定程度上使色度难以达到排放标准,需要采用深度处理技术。当前主要采用方法包括了混凝沉淀法以及高级氧化法等。
3.煤化工废水处理存在的不足和展望
由于煤化工废水中含有的有机物的浓度比较低,需要采取有效措施对废水的氨氮加以去除,随着排放标准提高,需要对生化水进行深度处理。由此可见,深度处理已经成为未来十分重要的研究方向,在实际深度处理过程中技术选择有十分重要的意义。当前我国进行产业投资的一个重点就是煤制天然气,但是对于煤制天然气废水处理技术的研究还存在着不足,因此相关的人员要加强对于高浓度废水处理技术的研究力度。
4.结语
篇2
采用移动车式半固定处理法对火力发电厂工业废水进行处理主要是通过将处理工业废水的主要设施和设备集中在移动车上,然后再另外适当敷设少量的固定管线,在需要进行工业废水的处理工作时,可以将移动车运到工业废水现场,随时进行废水处理。这种移动车式半固定火力发电厂工业废水处理系统具有维修方便、管理方便、操作灵活、安全可靠的特点。该系统的投资仅仅是相同容量火力发电厂工业废水处理费用的四分之一左右。因此,移动车式半固定处理法已经逐步被应用于国外电厂的工业废水处理中[3]。目前,日本已经在扩大生产这类设备,在我国电厂中得到广泛推广与应用,并取得了非常有效的效果。近年来,我国也在努力研制这种产品,以期研制出更加符合我国国情的移动车式工业废水处理系统。
2火力发电厂工业废水处理的资源化技术研究
2.1锅炉清洗废液处理技术锅炉清洗废液是火力发电厂运行锅炉周期性清洗和新建锅炉清洗时排放的钝化废液和酸洗废液的总称。其污染物浓度变化非常大,浓度非常高,且排放时间非常短,如果不对其进行处理而直接排放,会对环境造成非常严重的影响。酸洗废液中含有大量的溶解物质和钝化剂、缓蚀剂及游离酸[4]。目前,锅炉清洗废液处理方法有活性污泥法、化学处理法、吸附法及化学氧化分解法。
2.2酸碱再生废水处理技术火力发电厂的离子交换设备在冲洗和再生过程中,会产生一部分再生废水,虽然这部分废水的水量不会很大,大约是处理水量的百分之一,但是水的质量非常差,且含有大量的有机物以及酸性物质和碱性物质。目前,大多数火力发电厂通常采用中和池来对再生过程中所排放的废酸液和废碱液进行处理。由于受到各种不确定因素的影响,如每周期再生时所排放的酸性物质和碱性物质、阴阳离子交换器的运行周期不同步、酸碱中和反应的非线性特性等等,使得中和池的运行效果非常不理想,需要很长的中和时间、且排水的pH值很不稳定[5]。针对酸碱再生废水中的有机物处理,由于难以控制中和废水池的PH值超标问题,使得国内许多火力发电厂已将中和废水引入冲灰系统,排进冲灰管路,直接由灰将泵排入灰厂。
3结语
篇3
关键词:生化+臭氧氧化+生化,污水处理,DCS系统,甲基纤维素,乙基纤维素,污水处理调试,运行成本
1工程背景概述
生化处理工艺运行成本低,非常适合水量大、可生化性强的市政污水的处理,是现有污水处理中应用最广泛的工艺之一,目前已在市政污水处理厂中得到广泛的应用。但随着工业的迅猛发展,工业废水的排放已成为导致水环境污染与水资源恶化的罪魁祸首。由于工业废水成分复杂、可生化性差,采用单纯的生化处理工艺很难实现达标排放。物化工艺占地面积小,处理效率高,但其高昂的运行成本让许多企业望而却步,一些采用物化工艺的企业由于不能承受如此高的运行费用而弃之不用。为充分发挥生长工艺的成本优势与物化工艺的处理效果,将物化工艺与生化工艺联合使用,经过物化工艺对废水进行预处理后以达到生化系统进水条件的要求,或先经生化工艺处理后在用物化工艺进行技术把关(如活性炭吸附工艺、Fenton法等),可以在保证处理效果的前提下尽量降低运行成本。但如何将两者有机地结合到一起以降低工程投资、节约运行成本,是目前工程实践中的一大难题。
本工程就是在参考国内外大量技术文件、并经实验室小试、现场中试直至现实工程的基础上,摸索出了一套“生化+物化(臭氧氧化)+生化”的三级处理系统工艺,并将生化系统的主要控制参数与臭氧氧化系统的运行状态进行联锁控制环境保护论文,即在最大程度上发挥生化处理系统能力的基础上减少物化的处理程度,对难生化的工业废水具有较高的去除效果和可接受的运行费用。
2原水水量及水质
本废水处理工程主要处理某工厂军品生产线及辅助生产系统(发射药生产线、溶剂回收系统等)和甲基纤维素生产线、乙基纤维素生产线、羧甲基纤维素钠生产线产生的工业废水、清洗水以及厂区和社区的生活污水。
本工程废水处理规模为 12000m3/d,工业生产废水处理规模为 6000m3/d,工厂厂区和社区生活污水 6000m3/d。本工程废水设计进水水质水量见表2-1。
表2-1 设计进水水质水量表
废水种类
排放
方式
排放量
水质mg/L(pH、色度除外)
CODCr
BOD5
Cl-
pH
SS
氨氮
色度
生产废水
连续
6000m3/d
≤3725
≤1860
≤7000
5-6
≤800
≤100
生活污水
连续
6000 m3/d
≤170
≤85
6-9
≤26
≤50
篇4
关键词:工业废水 有机污染物 监测方法
一、工业废水中有机污染物的危害分析
1.工业废水的分类
所谓的工业废水是工业企业在生产过程中排除的废水的统称,其中主要包括三种废水,即生产废水、生活废水和冷却水。对工业废水的分类有很多种方法,比较常见的是按照水体中污染物的性质和成分进行分类。
1.1按照污染物的性质分类
水体中含无机污染物为主的称之为无机废水,如电镀和矿物加工过程中产生的废水;水体中含有机污染物为主的称之为有机废水,如食品或是石油加工过程中产生的废水。用该方法对工业废水进行分类比较简单易行,并且能够为废水处理方法的选择提供参考依据,如对于容易生物降解的有机废水可采用生物处理法进行处置,而对于无机废水则可以采用物理和化学法进行处理。此外,还有一种情况,在某些工业生产过程中,一种废水不仅含无机物,而且还含有机物。
1.2按照污染物的主要成分分类
无论是有机废水还是无机废水或是两者兼有的废水,其中污染物的主要成分都是一定的,按照废水中污染物的成分进行分类其优势在于突出了废水中的主要污染成分,这样便可以有针对性地选择处理方法或是对其进行回收再利用。
2.工业废水对环境的污染和危害
通常情况下,所有的物质排入到水中都有可能引起水体污染,虽然各类物质的污染程度有所差别,但是当某些浓度超过限定时均会产生危害。
2.1含无毒物质废水的危害
在众多污染物中有很大一部分本身没有任何毒性,但若是量大或是浓度过高时便会对水体有害。如排入水体中的有机物超过限定量时,会使水体出现厌氧腐败现象,若是大量无机物流入到水体当中时,会导致水中的盐类浓度增高,从而引起渗透改变,这样会对动植物和微生物造成不良的影响。
2.2含有毒物质废水的危害
如含氰、酚等急性有毒物质和重金属等慢性有毒物质造成的污染,其主要致毒方式有接触性中毒、食物中毒以及糜烂性毒害等等。
2.3含油废水的危害
当油漂浮在水面时会散发出难闻的气味,同时燃点较低的油类还有可能引起火灾、爆炸等危险,而动植物油脂由于具有极强的腐败性,会过度消耗水体当中的溶解氧。
2.4酸碱性废水的危害
此类废水除了会危害生物之外,还会造成仪器设备腐蚀损坏。
5.含氮、磷废水的危害
当含氮、磷的废水流入到封闭性水域后,会使藻类及其它一些水生物繁殖异常,从而导致水体产生富营养化。
二、工业废水中有机污染物的监测方法
目前,工业废水对环境的污染及其危害受到人们越来越多的关注,这使得对工业废水中有机污染物的监测越来越重要,准确确定出污染物的种类和来源,有助于采取相应的方法进行处理。比较常用的水体有机污染物的监测方法有以下几种:
1.溶剂萃取法
该方法常被用于分离水不溶性和微溶于水的有机化合,其优点是简单方便,缺点是样品转移过程中有机物容易挥发。该方法成败的关键在于溶剂的选取,萃取条件是较为重要的实验参数,如pH值、离子强度等,萃取液的浓缩技术则是影响重现性和回收率的关键性因素。溶剂萃取法的基本技术原理如下:
1.1升温与增压
通过升高温度不但能够进一步克服基体效应,而且还能起到强化解析动力、降低溶剂粘度、加快溶剂分子向基体中扩散的速度等作用,这有助于提高萃取效率;而增加压力除了能够提高萃取效率之外,还能增强系统的安全性。这是因为液体的沸点会随着压力不断增大而升高,增压可以使溶剂在高温状态下仍然保持液态,从而快速充满萃取池。
1.2多次循环
按照少量多次的萃取原则,在进行萃取的过程中,通过新鲜溶剂的多次静态循环,能够最大程度的接近动态循环,这样便可以有效提高萃取效率。一般的常规萃取只需要采用2-3个循环便能够达到较为理想的萃取效果。
Grabiec R.E.等人采用溶剂萃取与GC-MSD联合的方法对多环芳烃进行检测,他们认为这是一种全新的有机污染物检测技术;Notar M.等人采用ASE-SFE萃取与GC-MS联合的方式对水体沉积物中的PAHs进行检测,结果显示,2-3环、4、5、6环多环芳烃的回收率分别为77%、85%、88%和97%。
2.树脂富集提取法
所谓的树脂富集提取实质上是一种以芳香族高聚物为主的离子交换树脂,其现已被广泛应用于水环境中有机物的固-液萃取。目前,已有多种系列的离子交换树脂被应用于水环境当中,较具代表性的有Amberlite XAD和国产的GXD系列等等。离子交换树脂具有可再生、污染低、吸附力强、富集倍数较高等优点,能够富集水环境当中的痕量有机物,回收率最高可达100%。应用离子交换树脂的技术环节大体上包括树脂纯化、装柱、有机物过柱、洗脱、浓缩以及树脂再生等,该方法的萃取工艺如下:
2.1树脂选择
在具体应用中,可以采用不同的树脂进行混合或是吸附柱串联的方式来获取更多的有机物,这样能够防止少部分物质流失的情况发生,同时还能显著提高吸附效率。
2.2树脂纯化
主要是为了进一步提高试剂的纯度,并减少杂质污染,在进行纯化之前应当分别对选用的试剂进行重新蒸馏处理,蒸馏器及试剂瓶的处理程序如下:先用去污剂清洗干净,并用自来水进行冲洗2-3遍,随后以5%稀盐酸浸泡一夜,再用自来水冲洗2-3遍,可自然晾干也可烘干,干燥后用清洁液侵泡6h左右,并将清洁液冲洗干净,待干燥后便可进行装柱、过柱、洗脱干燥、树脂再生和浓缩等流程。该方法对于提取水中浓度较低的有机化合物效果较好。
黄志丹等人采用大孔吸附树脂对自来水中的有机物进行富集,并进行GC-MS鉴定,结果显示,水体当中有机污染物共102种,主要包括的种类有多环芳烃、醛、高级碳烷烃、烷基苯、钛酸酯、醇等等。
3.吹脱捕集法
该方法具体是指将氮气、氦气通过吹脱管中的水体样本,使水体中的挥发性有机物不断转移至气相当中,并沿着气路被吸附到捕集管内,随后对捕集管进行较热处理,脱附被捕集到的有机物。在实际应用中,当水体样本中含有的挥发性有机物全都被吹脱捕集后,便可停止吹脱,然后立即对捕集管进行加热,此时有机物便会逐步被脱附并进入到气相色谱仪当中。气相色谱仪采用在线冷柱头进样,这样便可以使脱附出来的有机物在这一过程中被冷却浓缩,随后再进行快速加热便可以完成进样。该方法的优点是样品用量相对较少、组分损失小、操作简单方便、无溶剂污染等等,适合应用于微量分析,具有良好的重现性,富集倍数高,该方法唯一的不足之处就是价格过于昂贵,这在一定程度上限制了其大范围推广使用。
孙宗光等人采用吹扫捕集器与GC-MS联合的方法对河水当中含有的挥发性有机物进行检测,经水样分析结果显示,有8中化合物被检出,这表明该方法是检测水体中挥发性有机污染物的有效途径之一。
4.超临界流体萃取
超临界二氧化碳萃取技术在最近几年里获得了非常快速的发展,该方法的优点是萃取速度快、效率高、操作简单方便、萃取条件可控性高,是一种十分理想的样品前处理技术,现已受到各个领域专家和学者的重视。相关实验结果显示,在20MPa、60℃、40min的条件下进行超临界二氧化碳萃取时,萃取效率及溶剂萃取效率较高。
参考文献
[1]邹爱红.巢湖西半湖水体中有机污染物监测及污染现状的研究[D].合肥工业大学.2009(5).
[2]张敬东.杨娟.胡馨月.魏莉莉.有机污染物光化学降解的电分析监测研究[A].第十一届全国电分析化学会议论文集[C].2011(5).
[3]房贤文.液相微萃取技术在监测水中有机污染物的研究[D].中国海洋大学.2007(11).
篇5
【关键词】膜分离法,污水处理,技术的发展
中图分类号:U664.9+2 文献标识码:A 文章编号:
一,前言
膜分离技术是非常接近我们的日常生活的。比如水,果汁,牛奶,保健品,中国传统医药,茶叶,食品,饮料,调味品,都会使用膜分离技术。随着国民经济的快速发展,膜分离技术的应用领域将不仅是越来越广泛,而且被越来越多的人认识和接受。据初步统计,2001年全球销售膜和膜组接近80十亿美元。
二.发膜分离技术的发展历史
1.模拟合而成的历史,是一个漫长而曲折的过程。膜科学与技术在中国的发展,是从1958年开始研究离子交换膜开始。 20世纪60年代为创业阶段。创办于1965年的反渗透勘探的国家海水淡化战斗的开始于1967年,在20世纪70年代,进入开发阶段。这一时期,微滤,电渗析,反渗透膜和超滤膜和组设备得到研究和发展,20世纪80年代到应用阶段.
2.半个世纪以来,随着膜科学与技术在中国的发展,膜分离完成了从实验室到大规模工业应用的过渡.自1925年以来,几乎每10年有一个新的膜法处理工艺的工业应用产生。
3。膜分离技术具有优越的性能,膜分离过程一直被世界广泛关注。由于能源危机,资源短缺。在21世纪的工业转型的产业和技术领域中膜法处理工艺是极为重要的。曾有专家指出:谁掌握了膜技术,谁就掌握了化学工业的明天。
4.我们的膜分离技术现在进入应用阶段,在此期间,膜技术在食品加工,海水淡化,纯水,超纯水,医药,生物科技,环保等领域的开始大规模发展和应用。而且,在此期间,国家重点科技攻关项目和国家自然科学基金也有膜分离技术主题。目前,潜力巨大的新兴产业正在蓬勃发展的激情挑战市场,为众多企业带来了显着的经济,社会和环境效益。虽然膜分离技术的巨大进步,但它仍处于发展的上升阶段,有大量的工作需要做。膜科学技术21世纪将进一步提高,需要在改善现有的膜过程中,不断探索和开发新的工艺和材料,并扩大膜技术的应用领域。
三,膜分离过程中的基本特征。
膜分离技术,其节能效果显着,设备简单,操作方便,易于控制,受到了广大用户的普遍欢迎。膜分离方法的基本特征是传质机制一般被认为是在溶剂通过膜材料扩散之间的压力驱动力的水溶剂中的滞留物,盐作为溶质,和类型的膜是一种非对称膜或复合膜反渗透又称浸润逆透镜(R0),该溶液中的溶剂是足够的压力(通常为水)通过反渗透膜(半透膜)分离,违反自然渗透的方向,因此称为反渗透。根据各种不同的材料通过压力逆的,它是以大于渗透压的反渗透的方法来实现分离,提取,纯化和浓缩的目的。在反渗透装置前,提供原水的分析报告,公司的设计师,为用户确定的治疗方案,根据水质。合理的选择,反渗透设备,并确保反渗透长期,稳定的正常运行。
四.膜分离技术在废水处理中的作用
1.在20世纪60年代开始的市政污水处理和回用。大型集中的城市污水的水质更稳定,是一种潜在的水资源。城市污水处理通常是发射两个或三个液体污水到处理厂,再去除痕量有机物和重金属离子,使水质达到饮用水标准。但由于一些主观原因,是这些污水经常注入到地下含水层或淡水水库,造成污染,但是经处理后可用于工业循环冷却水,锅炉用水和其他非饮用水。
2.由于工业的发展,大量的工业废水排入水体,这些工业废水,量大面广,危害深,大多含有不同浓度的化学物质,其中有些具有很高的经济价值,而另一些是有毒的。为了保护环境不受污染,回收有用物质,必须进行对排放工业废水的净化处理,膜分离技术能有效净化工业废水,而且可以重复使用有用的物质,而且还可以节省能源。膜技术已被广泛应用在所有五个类别的主要工业废水处理电镀废水,造纸废水,重金属废水,含油废水和印染废水。
3.随着人们的生活标准的提高,对水质量的饮用的水的要求也越来越高‘而且传统工艺有严重缺点,如加氯会作出一定的有机的化合物,氯和水反应生成一个新的三造成极大的伤害(致癌,致突变,造成失真)的化合物。饮用水处理的膜技术是一项重大突破。能净化水和纯化从除去悬浮固体,细菌,病毒,无机物质,杀虫剂,有机和溶解在水中的气体,并在这方面,膜分离技术方面发挥了其独特的作用。微滤,超滤和纳滤膜分离组成的水,微米的颗粒的去除是优于传统的水处理技术的过滤能力,除去过滤器不具有在纳米级的颗粒,悬浮固体,细菌,可有效去除病毒,无机物质,农药,有机和溶解的气体和其它杂质。使饮用水的质量,满足日益增长的需求。
4,我们是水资源贫穷国家。海水作为水资源的重要组成部分,能有效地解决中国水危机的重要措施之一。如膜技术海水淡化反渗透,电渗(ED)和膜蒸馏(MD)。 现在2000吨的反渗透海水淡化及其组技术产业化示范工程项目已被列入国家高技术产业发展项目。反渗透技术的出现和发展,大大降低了反渗透海水淡化的成本,已成为饮用水的海水淡化系统最经济的手段。电渗析技术,可直接淡化为饮用水,但不带电荷的物质,如有机物,胶体,细菌,悬浮物等没有去除能力.因此,由于反渗透海水淡化技术的出现,电渗析脱盐的比例逐渐减少。膜蒸馏技术的具有高脱盐率99.7%以上的可以取得的,小脱盐离子,胶体,大分子如非挥发性组分,不能扩散到组件的拒绝可能是渗透膜100%,且具有设备简单,操作方便,膜寿命长,能耗低的优点。
5.中国的西部省份存在严重的水资源短缺的问题,在缺水的国家和苦咸水淡化是一种有效的方法来解决水资源短缺。对于苦咸水淡化膜技术:电渗析,反渗透技术,纳滤技术。但是电渗析不能去除有机物和细菌的水,能源消耗设备的运行,使得它被限制在苦咸水淡化工程中的应用。咸淡水的装置也可被使用的反渗透脱盐得到的饮用水。反渗透海水淡化,苦咸水,其水质优于生活饮用水卫生标准。含高氟,低矿化度的苦咸水反渗透海水淡化,污水可以达到我们的生活饮用水卫生标准。反渗透较低的生产成本比电解法,无污染,苦咸水淡化相比是最经济的方法。
五,结束语
虽然膜分离技术的广泛成熟应用在许多方面离产业化要求还有很长的距离,但是随着新型膜材的不断开发、高效的强化膜过程分离技术研究的不断深入,膜分离技术应将得到更加广泛的应用。膜分离技术近年来发展迅速已广泛用于分离的膜分离过程中,分离效率高,是一个重要的技术能解决当代能源,资源和环境污染的问题,与传统的方法相比,在许多领域,中国节能膜技术在该领域与世界先进水平的污水水深度处理中的应用仍有较大的差距。应努力开发和生产高强度,长寿命,耐污染,高通量膜材料。不同的膜技术和配套技术,对不同来源的污染作用不同。
参考文献:
[1]石永军 浅谈铁膜分离技术在废水处理中的作用 [期刊论文] 《技术与市场》 -2012年6期
[2]刘向东 膜分离技术在废水处理中的作用 [期刊论文] 《膜分离技术在废水处理中的作用标准设计》 ISTIC PKU -2012年4期
篇6
关键词:Cr(Ⅵ),pH值,灰色系统模型
Cr(Ⅵ)广泛存在于化工生产过程之中,特别是工业废水的排放,造成了严重的Cr(Ⅵ)污染。虽然Cr(Ⅲ)为人体重要的微量元素,是正常的糖脂代谢所必需的,缺Cr(Ⅲ)会引起动脉硬化,但Cr(Ⅵ)化合物却是有毒和致癌的[1、2]。世界卫生组织属下的国际癌症研究署(IARC)已将Cr(Ⅵ)分在第一组(致癌物质)[3]。因此,Cr(Ⅵ)的监测受到特别关注[4、5、6、7]。
二苯碳酰二肼分光光度法(GB 7466-87)测定Cr(Ⅵ),适用于地表水和工业废水中Cr(Ⅵ)的测定,其原理是在酸性溶液中,利用二苯碳酰二肼作显色剂与水样中的Cr(Ⅵ)反应生成紫红色化合物来测定其含量,具有选择性强和灵敏度高的特点,受到广泛运用[8、9]。
但在实验操作过程中,溶液的不同酸度会对Cr(Ⅵ)的测定造成不同程度的影响会计毕业论文范文。为此化学论文,本文针对不同PH值溶液对六价铬的测定结果造成何种影响进行探讨,分析其影响结果[10、11]。
1.问题的提出
二苯碳酰二肼分光光度法测定Cr(Ⅵ),取样体积为50ml,使用30mm比色皿,最小检出量为0.2μg,最低检出浓度为0.004mg/L。六价铬与二苯碳酰二肼反应显色,要求水样调至中性,控制在0.05~0.3mol/L (1/2H2SO4),由于显色时操作、软硬件条件等项原因,难以控制在最佳0.2mol/L温度15℃的状态,造成酸度变化对Cr(Ⅵ)测定值的影响。
2.实验部分
2.1仪器
DDSJ-308A型电导率仪,测量范围(0~1.999×105)μs/cm;SJ-4A型pH计,测量范围pH:0.000~14.000、mV :-1999.9~1999.9;721型分光光度计。
2.2 试剂和标准溶液
铬标准储备液:称取于120℃干燥2h的重铬酸钾(K2Cr2O7)0.2829g,用水溶解后,移入1000ml容量瓶中,用水稀释至标线,摇匀。每毫升溶液含0.100mg Cr(Ⅵ)。
铬标准溶液(Ⅰ):吸取5.00ml铬标准储备液,置于500ml容量瓶中,用水稀释至标线,摇匀。每毫升溶液含1.00μg Cr(Ⅵ)。
铬标准溶液(Ⅱ):吸取25.00ml铬标准储备液,置
于500ml容量瓶中,用水稀释至标线,摇匀。每毫升溶液含5.00μg Cr(Ⅵ)。
显色剂:称取二苯碳酰二肼(C13H14N4O)0.2g,溶
于95%乙醇100ml中。贮于棕色瓶置冰箱中保存。
硫酸溶液:配置(1+9)的硫酸(ρ=1.84g/ml)400ml会计毕业论文范文。
实验用水:量取100ml水样,pH值为6.8。取400ml水样于锥形瓶中,电导率为0.457mS/m。
水样(1):吸取20.00ml铬标准溶液(Ⅰ),置于200ml容量瓶中化学论文,用水稀释至标线,摇匀,每毫升溶液含0.50mg Cr(Ⅵ)。
水样(2):吸取10.00ml铬标准溶液(Ⅱ),置于500ml容量瓶中,用水稀释至标线,摇匀,每毫升溶液含0.10mg Cr(Ⅵ)。
2.2 实验方法
通过向水样中加入不浓度的硫酸溶液,使用分光光度计测定其吸光度,由吸光度的结果分析pH值对测定结果的影响。
依据标准分析方法向水样中加入2.5ml显色剂(100ml二苯碳酰二肼乙醇溶液中加入了400ml(1+9)硫酸配置而成),显色剂与硫酸的比例1:4,即加入0.5ml显色剂和2.0ml硫酸。按照公式(1)计算得出加
入2.0ml硫酸对应的酸度显色为最佳状态,因此以2.0ml为实验过程中界限增加或减少酸的用量,每增加1.0ml酸一次分别测定吸光度。由于pH计测定pH值最佳范围为1~9,在酸度很大时无法准确测定溶液的pH值,按照公式(1)计算出不同体积硫酸对应的酸度,再求负对数得到pH值表1。
表1不同加酸量对应的PH值
加酸ml
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
吸光度
0.82
0.65
0.52
0.43
0.35
0.28
0.22
0.17
0.12
篇7
关键词:氯碱废水,污水处理,CPE酸水处理
青岛海晶化工集团有限公司位于青岛市四方区唐河路8号,公司原有污水处理站一座,但由于原设计不太合理、设备设施老化等原因,已不能满足需要。,CPE酸水处理。本着树立良好社会形象及对社会负责的态度,青岛海晶化工集团决定在充分利用现有污水处理站的基础上新建污水处理站一座。污水处理站出水符合《山东省半岛流域水污染物综合排放标准》(DB37/676-2007)二类污染物一级标准。
污水处理站处理污水属于氯碱废水,主要处理CPE含酸废水和电石泥压滤水,CPE废水氯离子含量高,pH值较低;电石泥压滤水pH值较高,硬度较大(含钙离子), COD,硫化物、氨氮、 悬浮物较高,以及少量溶解在水中的乙炔,生化性差,属难生化工业废水。
由于现场资料有限,本设计方案按照新建考虑,原有污水处理设施在提供详细资料后再根据实际情况充分合理利用,在保证处理水质稳定达标的前提下尽量减少投资。
一、污水处理站的基本设计方案
1.工程规模
根据青岛海晶化工集团有限公司提供的数据,确定污水处理系统的设计规模为:电石泥压滤水800m3/d,CPE废水1200m3/d ,合计废水2000m3/d,85m3/h。
2. 污水进水水质及达标标准
根据青岛海晶化工集团有限公司提供的数据及相关工程经验,确定新建污水站进水水质如表1和表2。表1电石泥压滤水进水水质表
篇8
关键词:四氯化硅;双氧水;甲基橙;活性红;降解
纺织印染行业是工业废水排放大户。印染废水是工业生产发生量最大、危害严重且难以治理的三大废水(印染、造纸、高浓度有机废水)之一。印染废水因具有有机物含量高、成分复杂、色度深、水质变化大等特点而成为国内外公认的难处理的工业废水之一。在我国工业废水中,印染废水所占的比例比较大,且染料行业废水治理率与合格率都较低。
甲基橙是一种较难降解的有机染料,在酸性和碱性条件下的偶氮和醌式结构是染料化合物的主体结构,选择其作为染料模型化合物具有一定代表性。
活性染料由于其色泽鲜艳、色谱齐全、适用性强等特点,而成为使用量较大的染料之一。由于活性染料具有良好的水溶性等特性,故其印染废水难以处理,尤以红色染料废水脱色最难。
如何解决数量庞大的副产物四氯化硅,成为多晶硅企业面临的共同难题。
操作较复杂。气相法白炭黑合成条件苛刻,生产工艺过程比较复杂,仍然存在不少技术难题。本论文结合四氯化硅废液与染料降解进行探索性研究。
一、实验部分
1.试剂与仪器
(1)试剂和药品:甲基橙、活性红、直接桃红、蒸馏水、四氯化硅(AR)、过氧化氢(AR)浓盐酸(AR)
(2)仪器设备:SZ—97自动三重纯水蒸馏器(上海亚荣生化仪器厂 );TU-1901 双光束;紫外可见分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司);KQ3200型超声波清洗器 (昆山市超声仪器有限公司);电子天平(上海光正医疗仪器有限公司 );SHZ—III循环水真空泵 (上海亚荣生化仪器厂);玻璃仪器气流烘干器(北京中兴伟业仪器有限公司);调温电热套 (北京中兴伟业仪器有限公司)
2.原理
四氯化硅废液水解生成硅酸和HCl,并放出大量的热,酸和热在过氧化氢及有少量金属离子下转变成羟基自由基过程中起了一个催化作用,羟基自由基具有强氧性,能够使染料的结构破坏,从而促使染料的降解,另外四氯化硅水解过程中产生的硅胶,具有多孔结构,有利于进一步吸附染料。从而使染料脱色效果更好。
3.方法与步骤
根据降解前后的吸光度可以计算其脱色率
脱色率计算公式:脱色率(%)=×100%
公式中:A1为模拟染料废水降解后的吸光度,A0为模拟染料废水降解前的吸光度。
二、对甲基橙的处理
配制1g/L的甲基橙分组进行实验,取若干个洁净干燥的500mL烧杯进行编号,分别加入20mL样品,加入双氧水(30%的双氧水稀释100倍),后立即加四氯化硅,待冷却后加入适量的水浸泡1h,进行抽滤,滤液定容于100mL容量瓶中。
配制5个标准样品,分别用双光束紫外可见分光光度计测得其最大吸收波长463nm,并测得其对应的最大吸光度,如表1。
根据甲基橙五个标准样品浓度与吸光度作出甲基橙的标准曲线,如图1:
图1 标准曲线
A=0.0699C-0.0803
R2=0.9978
由上图可知甲基橙有较好的线性关系,因此可以计算出高浓度甲基橙的吸光度。
推导公式:
A=0.0699C-0.0803
由此可计算出200mg/L甲基橙的吸光度为A。=13.8997 。
在最大吸收波长463nm 下分别测定其降解后的吸光度。根据脱色率公式计算脱色率,相关数据如下表2和表3。
1.改变双氧水的量对甲基橙降解的影响
2.改变四氯化硅的量对甲基橙降解的影响
三、对活性红的处理
配制0.1g/L的活性红分组进行实验,取若干个洁净干燥的500mL烧杯进行编号,分别加入20mL样品,加入双氧水(30%的双氧水稀释1000倍),后立即加四氯化硅,待冷却后加入适量的水浸泡1h,进行抽滤,滤液定容于100mL容量瓶中。取20mL样品定容于100mL容量瓶中,取一定量的溶液用双光束紫外可见分光光度计测定其最大吸光度A。= 0.4387,对应最大吸收波长为540nm,再在最大吸收波长下分别测定其降解后的吸光度。根据脱色率公式计算脱色率,相关数据如下表4和表5。
1.改变双氧水的量对活性红降解的影响
2.改变四氯化硅的量对活性红降解的影响
四、结果与讨论
(1)由表2和表3可知:甲基橙的处理是在双氧水的量一时,随着四氯化硅的量的增加,降解效果越好;四氯化硅量一定时,随着双氧水的量的增加,降解效果越好。最高降解率可达99.92%
(2)由表4可知:在四氯化硅量一定时,随着双氧水的增加,活性红的降解效果越好,但双氧水增加到一定量的时候,但对活性红过程中发现,在双氧水增加到一定量时,在增加双氧水的量,降解效果降低,说明双氧水过量会抑制羟基自由基的产生,从而使染料的降解效果变差。
活性红的降解效果在降低;由表5可知,双氧水量一定时,随着四氯化硅量的增加,活性红的降解效果越好。最高降解率可达97.93%。
五、结论
(1)四种染料都是在双氧水的量一时,随着四氯化硅的量的增加,降解效果越好。
(2)四氯化硅量一定时,随着双氧水的量的增加,降解效果越好。
(3)四氯化硅是多晶硅产业的副产物,处理较难,而纺织产业中排放出的染料废水也很难处理,四氯化硅和废水染料对人体以及其他生物体有害,用双氧水在四氯化硅水解条件下处理燃料废水可以达到以废治废的效果。
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作者简介:
曾坤花,女,乐山师范学院化学学院2010环境科学专业学生。
通讯作者:
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另外,由于水资源危机感和节水意识不强,认为水取之不尽,用之不竭的观念还未完全清除,同时,污水回收方面的科技投入也相对不足,政策鼓励也欠完全,导致全国大型污水回收项目为数不多,与发达国家相比,我国城市污水的回收率还很低,但是西方发达国家已经有了许多成功的实例。美国自50年代起,即开始着手这方面的工作,据报道,美国357个城市实现了污水回收再利用,其中回用于农业占55.3%,回用工业占40.5%;日本早在1962年就开始污水回用的实践,70年代东京、名古屋和大阪等城市就已将城市污水处理后回用于工业;前苏联莫斯科东南区设有专用的工业水系统,有36家工厂使用处理后的城市污水,每日污水回用量达5.5×105m3;南非联邦不但工业使用再生水,而且在约翰内斯堡市,每日自来水的85%加入的是城市再生水,开创了使用污水回用到饮用水的先例。随着我国经济建设和城市化的快速发展,使城市污水排放量增长很快。目前,我国城市污水年排放量已达414亿立方米,已建污水处理设施400余座,城市污水处理率达到30%,二级处理率达到15%。根据“十五”计划纲要要求,到2005年中国城市污水处理规模将超过4000万m3/d,城市污水集中处理率将达到45%,这就给城市污水回收创造了基本条件。
经济的发展和城市化进程的加快,以及水污染问题的日益严重,也导致我国的城市缺水问题十分突出。据统计,我国目前668座城市中有400多座城市存在不同程度缺水,其中136座城市严重缺水,日缺水量达1600万立方米,年缺水量60亿立方米,由于缺水每年影响工业产值2000多亿元人民币。严重缺水城市主要集中在北方,占全国的2/3,占南方城市总数的30%;南方占全国的1/3,占南方城市总数的17.8%。北方缺水城市中主要是资源型缺水,即城市发展的需水量超过当地水资源承受能力;南方缺水城市中除沿海少数城市外,基本上属于工程型或污染型缺水,即因工程设施不足或水质受污染造成。
一方面城市缺水十分严重,一方面大量的城市污水经治理后又白白流失,浪费了大量的可利用资源。和城市供水量几乎相等的城市污水中,只有0.1%的污染物质,远低于海水中3.5%的量值。水在自然界中是唯一不可替代的、也是唯一可重复利用的资源。城市污水就近可得,易于收集,再生处理比海水淡化成本低廉,基建投资比远距离引水经济。城市污水可以作为可靠的第二水源,这已成为当今世界各国在解决缺水问题时的共识。但是,由于污水回收再利用的复杂性,在我国开展污水回收必须注意以下几个方面的工作。
一、正确进行城市污水回收的规划和设计
由于再生水的需求者通常比较分散,用水量较小,因此铺设再生水管道系统是推广污水再生利用的关键。为了保证处理后的再生水能够送到各个用户,首先必须编制城市污水再生利用规划,确定污水深度处理的规模、位置、再生水管道系统的布局,以指导再生水厂和再生水管道的建设和管理。由于以前的道路和市政管道建设时未能预留再生水管道的位置,或者即使可以安排再生水管道也需要破路才能施工,这便造成了推广城市污水再生利用的一个主要困难。
二、切实保障城市污水资源化的安全性
在再生水利用的过程中间,保障安全性是非常重要的,不能只注意到大力推广污水的再生回用,而不注意到安全问题。首先是卫生安全,如回用到农业要保证农作物的卫生质量、保证土壤的质量、保证地下水的质量不受到影响。如果要回用到工业要保证工业品的卫生质量、工业用水系统的卫生质量,如工业冷却水管道系统会不会因为污水水质达不到要求而受到影响,也要注意到环境卫生受不受影响,如灌溉城市绿地、冲刷城市马路、冲洗城市汽车,要注意到有没有造成传染病的可能性,所以卫生标准是最重要的。当然,如果要补给饮用水源则更要注意饮用水源的安全性,另外,其它还有很多安全保障,例如供给的保证度,需要水的工业如果断水就不行。当然,还有一些特殊的水质要求,如硬度等等。
三、建立必要的政策法规,推进城市污水资源化
如制定再生水回用水质的标准,包括物理学标准、化学标准、生物学标准;加强对工业废水排放进城市下水道的水质控制,现行工业废水排放至城市下水道的水质标准要严格实施,要特别注意含有重金属的废水和含有持久性有机污染物的废水,传统的污水处理工艺不可能去除这些持久的有机物,如果不在源头加以控制,并将造成严重后果。应该促进工业清洁生产,要在源头减少废水量,降低污染负荷。通过清洁生产达到节水、减污的目的,以保障污水回用的安全性。改革水价政策也十分重要,对水资源、自来水、污水排放和再生水都要定价。
四、开发利用适合国情的城市污水处理技术
研究开发适合中国国情的城市污水处理和再生技术很重要,既要保证达到水质要求,又希望其基建费用低,能源消耗省,管理很方便、运行很稳定,还希望能够符合当地的情况,做到因地制宜。
中国地域广,各地条件不一样,应努力找寻适合当地条件的处理技术。如西北和东南地理气候条件完全不同,采取的处理工艺是不能完全一样的。西北地广人稀,天然条件下的生物处理工艺将有广阔的应用前景,在南方温度比较高的情况下则可以采用厌氧生物处理工艺。污水再生利用产业在我国尚处于发展之初,它在未来是否能够发展到一定的市场规模,成为缓减水资源短缺和水污染严重的重要手段,将不仅取决于其自身的经济技术可行性,而且还与政府的产业政策密切相关。
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关键词:纳米 纳滤膜 光催化氧化技术
纳米科技研究在0.1~100 nm尺度范围内物质具有的特殊 性能及如何利用这些性能[1]。广义上,纳米材料是指在三维空间中,至少有一维达 到纳米尺度范围或以它们为基本单元所构成的材料。纳米材料在机械性能、磁、光、电、热 等方面与普通材料有很大的不同,它具有辐射、吸收、催化、吸附等新特性。许多科学家研 究了纳米材料的这些特性及其对水体中的某些污染物的作用,表明纳米科技 可能将使水处理技术发生突破性的变化。
1 纳米TiO2光催化氧化技术
1.1 原理和特点
自1976年J.H.Cary等人[2]报道了在紫外光照射下纳米TiO2可以使难降解的 多氯联苯脱氯以来,迄今已发现有数百种有机污染物可通过光催化处理。其作用原理[3]是,在紫外光照射下,纳米TiO2表面会产生氧化能力极强的羟基自由基(·OH),使水中 的有机污染物氧化降解为无害的CO2和水。纳米TiO2光催化氧化技术的优点是: ①降解速度快,一般只需几十分钟到几小时即可取得良好的废水处理效果;②降解无选择性 ,几乎能降解任何有机物,尤其适合于氯代有机物、多环芳烃等;③氧化反应条件温和,投 资少,能耗低,用紫外光照射或暴露在阳光下即可发生光催化氧化反应;④无二次污染,有 机物彻底被氧化降解为CO2和H2O;⑤应用范围广,几乎所有的污水都可以采用。
1.2 试验研究情况
(1)有机磷农药废水处理。20世纪70年展起来的有机磷农药占我国农药产量的80%以上 ,其生产过程中有大量的有毒废水产生。目前对有机磷农药废水的处理多采用生化法,处理后废水中有 机磷的含量仍然高达30 mg/L,迄今尚无理想的解决办法。据报道[4],采用纳米TiO2*.SiO2负载型复合光催化剂,利用其光催化活性及高效吸附性,能使有机磷农药在其 表面迅速富集,随光照时间的延长,有机磷农药的光解率逐渐升高,光照80 min,试验用敌 百虫已完全降解。
(2)毛纺染整废水处理。把表面 涂覆有纳米TiO2膜的玻璃填料填充于玻璃反应器内,通过潜水泵使废水在反应器内循环进 行光催化氧化处理[5]。由于纳米TiO2具有巨大的比表面积,与废水中的有机物 接触更为充分,可将它们最大限度地吸附在其表面,并迅速将有机物分解成CO2和H2O, 处理效果优于生物处理和悬浮光催化氧化处理,COD去除率和脱色率均较高。催化剂能连续 使用,不需要分离回收,便于工业应用。
(3)氯代有机物废水处理。日本东京大学野口真用纳米TiO2光催化剂与臭氧联合进行水 的净化处理[6]。在模拟废水处理的试验中,以16 mg/L 3-氯-酚的水溶液为模 拟废 水,分别采用纳米TiO2光催化剂与臭氧联合、单独用光催化剂纳米TiO2和单独用O3三 种方法对其进行处理。纳米TiO2光催化剂与臭氧联合处理2 h后,3-氯酚的残留浓度已为0 ,效果明显高于其他两种方法。用内表面涂覆纳米TiO2光催化剂的陶瓷圆管处理5.5 mg/ L苯酚和三氯乙烯水溶液的试验表明,苯酚在1.5 h后完全分解,三氯乙烯也在2 h内完 全分解。
(4)含油废水处理。含油废水中所含的脂肪烃、多环芳烃、有机酸类、酚类等有机物 很难降解,使用纳米TiO2,利用 其光催化降解功能,可以迅速地降解这些有机物[7]。
1.3 应用前景
纳米TiO2光催化氧化技术在彻底降解水中的有机污染物和可以利用太阳能等方面有着突 出的优点,特别是当水中的有机污染物浓度很高或用其他方法难以处理时,具有更明显的优 势, 是其他传统方法无法比拟的,尤其是近年来高效率的光催化剂、纳米粒子负载和金属掺杂、 光电结合的催化方法以及太阳能技术的研究开发,使纳米TiO2光催化氧化应用于水处理领 域有着良好的前景。目前,日本、美国、加拿大等国家已尝试把纳米TiO2光催化氧化技术 用于水处理,但大都处于实验室研究阶段,关于工业规模的应用开发鲜有报道。如何尽快实 现工程化,有待各相关领域的研究人员进一步努力。
2 纳滤(米)膜技术
2.1 原理和特点
膜分离是利用膜对混合物中各组分的选择渗透作用性能的差异,以外界能量或化学位差为 推动力对双组分或多组分混合的气体或液体进行分离、分级、提纯和富集的方法。膜孔径处 于纳米级,适宜于分离分子量在200~1000,分子尺寸约为1 nm的溶解组分的膜工艺被 称为纳滤(NF)。NF膜分离需要的跨膜压差一般为0.5~2.0 MPa,比用反渗透膜达到同样的 渗透能量所必需施加的压差低0.5~3 MPa。根据操作压力和分离界限,可以定性地将NF排 在反渗透和超滤之间,有时也把NF称为"低压反渗透"或"疏松反渗透"。20世纪70年代J. E. Cadotte研究NS-300膜,即为研究NF膜的开始[8]。当时,以色列脱盐公司用" 混合过滤"(Hybrid Filtration)来表示介于反渗透与超滤之间的膜分离过程,后来美国的F ilm*.Tech公司把这种膜技术称为纳滤,一直沿用至今。之后,NF发展得很快,膜组件于80 年代中期商品化。目前,NF已成为世界膜分离领域研究的热点之一。
NF分离是一种绿色水处理技术,在某些方面可以替代传统费用高、工艺繁琐的污水处理方 法。其技术特点是:能截留分子量大于100的有机物以及多价离子,允许小分子有机物和单 价离子透过;可在高温、酸、碱等苛刻条件下运行,耐污染;运行压力低,膜通量高,装置 运行费用低;可以和其他污水处理过程相结合以进一步降低费用和提高处理效果。在水处理 中,NF膜主要用于含溶剂废水的处理,能有效地去除水中的色度、硬度和异味。NF膜以其 特殊的分离性能已成功地应用于制糖、制浆造纸、电镀、机械加工以及化工反应催化剂的回 收等行业的废水处理。
2.2 试验研究及应用情况
(1)日用化工废水处理。用NF膜处理日用化工废水的应用研究表明[9],NF膜耐酸碱,有优良的截留率,对重金属有很好的去除率,不存在膜污染问题。据估计,由于NF膜的 运行费用低于反渗透技术,对有机小分子有良好的脱除率,可能会覆盖90%以上的日用化工 废水处理。
(2)石油工业废水处理。
石油工业废水主要包括石油开采和炼制过程中产生的含各种无机盐和有机物的废水,其成分 非常复杂,处理难度大。采用膜法特别是NF法与其他方法相给合,既可有效处理废水还可以 回收有用物质。例如,先用NF膜将原油废水分离成富油的水相和无油的盐水相,然后把富油 相加入到新鲜的供水中再进入洗油工序,这样既回收了原油又节约了用水。以前多采用反渗 透 和相分离结合的方法处理石油工业废水,但存在着膜污染严重的问题,如果在反渗透前加一 NF膜,就可以解决膜污染的问题。石油工业的含酚废水中主要含有苯酚、甲基酚、硝基酚以 及各类取代酚,此类物质的毒性很大,必须脱除后才能排放,若采用NF技术,不仅酚的脱除 率可达95%以上,而且在较低压力下就能高效地将废水中的镉、镍、汞、钛等重金属高价离 子脱除,其费用比反渗透等方法低得多[10] 。
(3)杀虫剂废水处理。一般的水处理方法不能除去污染水中的低分子有机农药。通过研究NF膜对不含酚杀虫剂的截留性能[11],发现除了二氯化物以外,其他杀虫剂的截留 率均高于96.7%,所有杀虫剂在NF膜上的吸附能力均受其疏水性的影响。采用NF处理含有酚 类杀虫剂的废水也十分有效。
(4)化纤、印染工业废水处理。NF可以用于印染过程排水中染料及助剂的脱除和回用。处 理染料聚合浆料时,由于大多数染料的分子量在几百到几千,NF膜可以让一些无机盐或小分 子通过,而对较大的染料分子进行截取,粗染料浆液经NF系统后,染料可以富集,而无机盐 的浓度下降,脱盐率大于98%,染料损失率小于0.1%,而且可以在高温下运行。此外,NF还 可以用于纤维加工过程中的含油废水的处理及回收再利用[12]。
(5)生活污水处理。采用常用的生物降解和化学氧化相结合的方法处理生活污水时,氧化 剂的消耗很大,残留物多。如果在它们之间增加一个NF系统,让能被微生物降解的小分子( 分子量小于100)通过,不能生物降解的有机大分子(分子量大于100)被截留下来经化学氧化 后再生物降解,这样就可以充分发挥生物降解的作用,节省氧化剂或活性炭的用量,降低最 终残留物的含量[13] 。
(6)热电厂二次废水的治理及回收利用。热电厂的二次废水主要来自冲灰、除尘及冷却系统,此类废水中含有大量的悬浮固体、灰份 及高含量的盐份和部分有机物。利用NF可以把这一类废水处理成工业回用水。首先用微滤除 去水中的全部悬浮颗粒,质量分数为99%的BOD、98%的COD、73%的总氮和17%的总磷,同时将 水中的菌落总数降到3~4个/L,然后加酸降低pH以除去CO2,最后再经NF脱盐,达到锅 炉用水的质量。澳大利亚太平洋热电厂的Eraring发电站目前已用NF对此类废水进行处理, 每天处理1 000~15 000 m3废水,既减轻了市政供水系统的负荷,每年又可为热电厂节约 操作费用80万美元。该热电厂准备扩大发电规模,用水量也相应增大,估计到2010年,处理 此类废水量将达5 000 m3/d,效益极其可观[14]。
(7)酸洗废液处理。钢厂的酸洗工序是将钢材浸入质量分数为20%左右的硫酸酸洗槽中进行 酸洗。随着酸洗的进行,硫酸浓度逐渐降低,硫酸亚铁浓度不断增高,当溶液中硫酸的质量 分数降至6%~8%、生成的硫酸亚铁浓度超过200~250 g/L时,酸洗速率下降,必须更 换酸洗液,排放酸洗废液。酸洗好的钢材必须用清水进行冲洗以除去表面的酸性物质,又造 成了废酸水的外排。为了保护环境,节约资源,可采用NF工艺处理酸洗废液。利用NF膜对硫酸和硫酸亚铁截留率的不同,先将硫酸亚铁截留在浓缩液中,然后将浓缩液送入冷却结晶罐, 冷却结晶出FeSO4·7H2O;透过液再经能截留硫酸的另一NF膜组件,截留后浓缩为20%的 硫酸,再生酸液回收利用,透过液则排至废酸水站,进一步处理排放或回收。这一工艺回收 了硫酸和硫酸亚铁,同时实现了酸洗废液的回收综合利用和废酸水达标排放的目的[15] 。
(8)造纸废水处理。采用NF膜技术替代传统的化学处理 法能更为有效地除去深色木质素。木浆漂白过程产生的氯化木质素 是带负电的,容易被带负电性的NF膜截留,并且对膜不会产生污染。另外,因为整 个处理过程中对阳离子(Na+)的脱除率并没有严格要求,采用反渗透技术就显得没有必要 。采用超滤/纳滤处理牛皮纸制造废水有很好的效果[16] 。
2.3 前景
NF膜对水中分子量为几百的有机小分子具有分离性能,对色度、硬度和异味有很好的去除 能力,并且操作压力低,水通量大,因而将在水处理领域发挥巨大的作用。目前,在NF膜 的制备、表征和分离机理方面,还有大量的技术问题需要解决,尚需要开发廉价而性能优良 的膜,并能提供给用户各种准确的膜性能参数,这些都是纳滤技术在废水处理及其他应用中 的关键。
3 可用于水处理的其他纳米技术
除了纳米TiO2和NF技术之外,还有许多其他纳米技术也可用于水处理[17]。例 如,一些废水中含有贵金属金、钌、钯、铂等对人体非常有害的物质,其排放不仅污染环境, 也是对资源的浪费,采用纳米技术可以将废水中的贵金属完全提炼出来,变害为宝。一种新 型的纳米净水剂具有很强的吸附能力和絮凝能力,是AlCl3的10~20倍,可以将废水中 的悬浮物完全吸附并沉淀下来。采用纳米磁性物质,能有效地去除水中的铁锈、泥沙等污染物和 异味
4 结语
纳米科技是一门新兴的学科,其在水处理中的应用才刚开始,但已初显端倪。可以预见 ,随着研究工作的不断深入和实用化水平的提高,纳米水处理技术 将在21世纪得到发展,并对解决全球性的水荒和水体污染问题起到十分重要的作用。
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