废水处理设备范文
时间:2023-04-05 17:02:34
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关键词:火电厂;工业废水处理设备;防腐蚀工艺;腐蚀产物;腐蚀性 文献标识码:A
中图分类号:X703 文章编号:1009-2374(2015)08- DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2015.
1 火电厂工业废水处理设备防腐蚀的必要性分析
火力发电厂是依靠水作为传递能量的介质进行发电,也是依靠水作为冷却介质来完成热量交换工作的。在火电厂的生产过程中,会产生大量具有腐蚀性特点的工业废水,对化学废水处理设备造成严重的不良影响。这不仅会增加设备的腐蚀程度,还可能对周围环境带来一定的危害。为了加强对化学废水的处理,保证设备的正常运行和使用寿命,就必须在处理过程中从源头防治,做好设备的防腐工作就是根本性前提。目前大部分水处理设备均由金属材料制作,长期与酸碱废水接触,势必会导致设备逐渐被腐蚀,这不仅缩短了设备的使用寿命,还无形中增加了企业的生产成本。对于受热管道而言,腐蚀产物会粘附在其受热面上,也就是我们通常所说的结垢,降低热传递效率,随着时间的推移管道结垢越来越严重,最后还可能导致爆管事故的出现,因此做好设备的防腐蚀工作就显得尤为必要。
2 工业废水处理过程中设备防腐蚀存在的不足及成因
为了更好地加强化学工业废水处理设备防腐工作的开展,在意识到加强对其防腐蚀的必要性的基础上,就应认真分析和总结在化学工业废水处理过程中设备防腐蚀存在的不足及成因,才能更好地采取有效的措施予以应对。
2.1 工业废水处理过程中设备防腐蚀存在的不足
在废水处理过程中对设备的防腐问题存在的不足主要表现在以下三个方面:
一是在火电厂日常生产过程中,受到运行工况和方式的影响各项生产工艺指标难以严格的得到控制,例如温度、流速、介质的浓度等,这就给设备腐蚀创造了各种条件。
二是在管道防腐蚀设计中,往往只注重如何选材以及强度、工艺和防腐蚀技术的设计,但是往往没有结合实际情况考虑到管道所在的环节、温度和耐腐性能等因素,而这些因素又是导致腐蚀出现的主要原因。
三是在处理酸碱浓度较高的废水时,因为酸碱中和具有较强的特殊性,且酸碱量中和过程中难以对其进行定量的控制,难以掌握中和程度,酸碱量过量和中和不均匀等问题的存在,导致pH值不达标而腐蚀,最终为设备事故的出现埋下隐患。
2.2 工业废水处理过程中设备防腐蚀不足的成因
一是针对酸碱中和池出现的腐蚀问题,主要是因为在建设酸碱中和池时,材料的厚度和勾缝设计没有符合实际需要,很多防腐蚀用的花岗石的厚度往往利用普通材料替代,而这就会导致石材的缝隙难以填满,最终出现酸碱腐蚀性的渗漏,加上在处理酸碱池泄露事故时往往难以彻底的修复,尤其是在对基层腐蚀情况进行检查时,往往敷衍了事,加上设计布局的合理性差,一般以全封闭和加盖的结构,而没有考虑腐蚀因素,最终导致池体下陷。
二是针对管理防腐蚀处理不到位的问题,主要是因为在防腐蚀处理过程中往往偷工减料,而且在验收管理时往往敷衍了事,而这就会加剧管理腐蚀处理的难度。
三是针对循环水加酸系统腐蚀处理不到位的问题,主要是因为加酸处理环节往往忽视加水,最终出现腐蚀问题。尤其是对火电厂而言,其循环水加酸系统擦用浓硫酸储存罐作为其压力容器,在设计过程中没有考虑操作环境对其带来的影响,而浓硫酸的腐蚀性较强,若选用一般碳钢材料,将会导致其被氧化和腐蚀,进而影响整体结构,加上在安装过程中往往安装不规范,加药量难以得到有效的控制,最终影响其pH值的正常。
3 火电厂工业废水处理设备防腐蚀工艺探索
通过上述分析,我们对工业废水处理过程中设备防腐蚀存在的不足及成因有了一定的认识,那么作为新时期背景下的火电厂,在工业废水处理过程中如何预防处理设备的腐蚀呢?我们将从以下四个方面的工作进行
讨论:
3.1 针对酸碱中和池的防腐蚀工艺探索
由于酸碱中和池腐蚀问题的存在,将会极大的影响工业废水处理成效。因而为了更好地解决这一问题,作为发电厂必须切实做好以下三点防腐蚀工作:
一是建设酸碱中和池时,应重点检查树脂胶泥接层的厚度,确保接缝粘结牢固,并采取接缝粘合技术,才能更好地确保防腐蚀的长期性。
二是在酸碱中和池运行过程中,一旦出现泄漏,就应及时地加强对其的修复,及时地打开被腐蚀的防腐蚀层,重点检查和修复混凝土基层。
三是在布局设计过程中,在施工之前就应科学合理地设计,及时地找出内部存在的腐蚀问题,并针对此制定相应的预案,为整个处理成效的提升奠定坚实的
基础。
3.2 针对管道的防腐蚀工艺探索
由于在化学工业废水处理过程中,经常出现设备或管道腐蚀严重的情况,所以在确保工程质量的同时,还应加强现代防腐蚀技术的应用,着力解决设备和管道的腐蚀问题,并严格按照设备和管道安装工艺流程进行安装,尽可能地选择耐腐蚀性的材质,确保其使用寿命得到有效的提升。
3.3 针对酸碱系统的防腐蚀工艺探索
酸碱系统的防腐工作是整个工业废水处理系统防腐蚀的重点所在,所以作为发电厂必须高度重视。所选的容器材料应以具有较强的耐腐蚀性,例如PVC材料、钢衬胶材料等。而在选用酸碱液输送管时,同样应考虑其材质问题,尤其是其外部的防锈和内部的保温。在酸碱系统进行防腐蚀时,主要以湿法脱硫防腐蚀工艺为主,在实际应用过程中,主要选取镍基不锈钢、玻璃钢、玻璃鳞片树脂、橡胶、塑料、陶瓷等,尽可能地选取具有较强整体性和没有接缝以及防腐蚀性能较强的材料,例如整体玻璃钢管道,就是一种有效的选择。
其中,在脱硫区域的防腐工作中,以吸收塔喷淋层支撑梁的防腐蚀为例说明。由于浆液的不断冲刷,支撑梁防腐蚀层经常出现磨损,导致支撑梁的腐蚀、漏液,腐蚀严重时只能停机检修对整根梁体进行更换。为了避免支撑梁损坏,防腐蚀设计时应有针对性的加装防冲刷护板,提高其抗磨损腐蚀的可靠性,并设计加装吸收塔喷淋层支撑梁的腐蚀监测装置,以及时发现塔内梁体的异常情况。
3.4 加强设备防腐蚀监测系统的建设
由于火电厂工业废水处理设施的工作频率较高,所以即便采取了上述防腐蚀工艺,能在一定程度上预防其腐蚀程度的加重,还能缓解设施腐蚀速度,但是采取人工检测的方式,往往难以及时高效地发现存在的腐蚀情况,也不能掌握腐蚀的程度,所以作为发电厂应加快设施防腐蚀监测系统的建设。整个设施防腐蚀监测系统应包含数据采集器、电流中断器、测试探、里程记录器以及计算机,从而利用其实时在线监测腐蚀情况,并根据腐蚀情况进行针对性的处理,才能从传统的被动防腐到主动防腐,提高防腐功效。
4 结语
综上所述,对火电厂化学工业废水处理设施防腐蚀工艺进行探讨具有十分重要的意义。作为新时期背景下的火电厂,必须充分意识到加强火电厂工业废水处理设备防腐蚀的必要性,紧密结合废水处理过程中设施防腐蚀存在的不足及成因,切实加强火电厂工业废水处理设备防腐蚀工艺的应用,着力解决酸碱中和池出现的腐蚀问题、管理防腐蚀处理不到位的问题、循环水加酸系统腐蚀处理不到位的问题,才能更好地确保火电厂工业废水处理设施防腐蚀,进而在确保火电厂化学水处理成效的同时提高生产效率。
参考文献
[1] 田刚强.火电厂化学水处理设施防腐蚀工艺探究[J].化工管理,2013,(14).
[2] 张芳芳.火电厂化学水处理设施防腐蚀工艺常见问题及对策[J].绿色科技,2011,(4).
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[关键词] 废水,含油,加药量
中图分类号:X703文献标识码: A
1.引言
含油废水主要来源于石油、石油化工、钢铁、焦化、煤气发生站、机械加工等工业部门。废水中油类污染物质,除重焦油的相对密度为1.1以上外,其余的相对密度都小于1。
油类物质在废水中通常以三种状态存在。
浮上油,油滴粒径大于100μm,易于从废水中分离出来。在石油污水中,这种油占水中总含油量60~80%。
分散油.油滴粒径介于10一100μm之间,悬浮于水中。
乳化油,油滴粒径小于10μm,油品在废水中分散的粒径很小,呈乳化状态,不易从废水中分离出来。
本文主要针对上海大屯能源股份有限公司铝板带厂含油废水处理的工艺进行分析与研究。该含油废水为乳化油,油滴粒径小于10μm,油品在废水中分散的粒径很小,呈乳化状态,不易从废水中分离出来。因此需要特殊的工艺进行处理。
为此,我们在废水进入气浮的折板反应区时,同时向废水中投加PAC和PAM药剂,使水中的悬浮物在药剂的作用下,凝聚成较大的矾花而进入溶气水接触区。每次配制药液的加药量主要依据废水中的含油量、废水处理量、加药计量泵流量来计算。向废水池内加入适量盐酸或柠檬酸将PH值调整到要求区间。
2.技术研究的内容
2.1设备组成
本套水处理设备包括污水提升泵、一级组合气浮装置、二级组合气浮装置、加药装置(PAC和PAM)、中间水箱、过滤水泵、核桃壳过滤器、石英砂过滤器、活性碳过滤器。
组合气浮装置主要由气浮槽体、溶气泵、溶气罐、释放器、刮渣机、空压机和电控柜、操件平台及加药装置等组成。
槽体部分由反应区、释放区、浮选区、渣槽、清水箱组成。
2.2工作原理
通过污水提升泵将含油废水池内的废水提升到废水处理装置内,即一级气浮装置。当废水进入气浮的折板反应区时,同时向废水中投加PAC和PAM药剂,使水中的悬浮物在药剂的作用下,凝聚成较大的矾花而进入溶气水接触区,此时溶气水泵和空压机向溶气罐内提供压力水和压力气,在压力的作用下,强迫空气溶入水中,然后打开释放器,将压力溶气水突然降压,有释放器释放出无数的微型气泡,与废水中的矾花和油粒接触,将气泡作为载体,把凝聚成的矾花带托出水面,随着处理水量的不断增加,上浮的浮渣也不断增加,在水面上形成浮渣层,此时可启动刮渣机,将浮渣刮入浮渣槽而排出体外,被处理后的清水进入清水箱,经过滤水泵将清水箱内的水打入过滤器,过滤后进入清水池。完成处理过程。
2.3技术分析
含油废水的处理过程中主要向水中添加PAC,PAM药液使水中的油聚集并产生矾花,关键是要严格控制PAC的加药量,药量的多少直接影响处理效果,并且很难调试相当,药量与废水含油量是一一对应关系,即:药量=反应系数(加药系数)×进水含油。
2.4解决措施及应用效果
2.4.1 PAC加药量的计算
我们在生产过程中记录了大量数据,并根据技术分析内的药量与废水含油量是一一对应关系得到了PAC加药量的计算公式,
即:药量=反应系数(加药系数)×进水含油。
公式: q= kQμ
由上式得:m=kQVμ/q
k=
式中:m―PAC质量,kg;
k―加药系数
Q―废水处理量,T
V―药箱体积,m
q―计量泵流量
μ―废水含油量,mg/L
表1 试验数据表(任选10组)
根据公式计算得:k…k=0.450,0.434,0.459,0.438,0.480,0.511,0.472,0.418,0.456,0.460。
加药系数k的计算:k=
代入试验数据得k=0.4578 ,为了计算方便取k= 0.46或0.50 ,因此,PAC加药量为m=kQVμ/q=0.46 QVμ/q 或QVμ/2q。
2.4.2PAM加入量的计算
m=k・V
其中:m―PAM质量,kg;
k―加药系数
V―药箱体积,m
由于PAM用量不大,而且对处理效果影响很小,因此其加药系数取常用值即可,即5‰~10‰。
2.4.3PH值控制
待处理废水的PH值对废水处理的效果好坏至关重要。一般情况下,废水都是呈酸性的,一旦废水呈酸性,废水处理工程中的矾花将不容易浮起,影响处理效果。
一般应将PH控制在7~8之间,当PH值小于7时,应向废水池内加入适量片碱将PH值调整到要求区间;当PH值大于8时,应向废水池内加入适量盐酸或柠檬酸将PH值调整到要求区间。
2.4.4 应用效果
采取上述方法后,可以快速的将设备调试到正常运行状态,不需要做大量的现场试验,不断的调节药量,长时间观察。并且处理后的水质很好,满足各项水质指标。做到了省时、省力、高效、合格。
3.结论
该研究的核心部分为废水处理工艺及PAC药量的试验计算,通过大量的试验数据计算得到其加药系数,在以后的处理工作中,就以该计算公式为依据,根据实际的废水含油量来计算相应的药量,可以一步到位,不需要多次试验,大大节省了工作时间、减轻工作难度、提高工作效率。
也正是经过这样的试验研究,使我们的废水处理设备得以正常使用,起到其应有的作用,为厂里解决了废水处理及环保问题的后顾之忧。保证铝板带厂的顺利生产,为公司的节支增效做了突出贡献。
注释:1.PAC:聚合氯化铝
2.PAM:聚丙烯酰胺
参考文献:
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关键词:水工业 水处理技术 产业化
abstract: the market composition of water treatment technique and equipment is discussed in views of the concept of water industry. the contents of water treatment technology and equipment industry composed of consultant, engineering, equipment and service-management are explained and defined. and an proposal to promote the industrialization of water industry has been recommended on the basis of market analysis of wastewater treatment technology and equipment.
0 概述
在我国水工业的概念的提出是针对我国水资源短缺、水资源浪费和水污染不断加剧的严峻形势,为解决水资源和社会经济持续发展问题而提出的。水工业的核心问题是研究解决城市和工业发展对水及水质不断增长的需要和要求,与水资源短缺和水环境污染之间的矛盾。在这对矛盾中水污染的加剧限制了水资源的充分合理的利用。因此,控制水污染的发展是解决我国水工业持续发展的关键。
发达国家在水处理技术和设备研制开发上,具有较长历史,技术成熟,产品质量高,并初步达到标准化、自动化和成套化。我国水污染控制产业开创于70年代初,现已具备一定规模,近几年增长速度在20%以上。但是总体上看,我国水污染控制产业仍处于发展初期,基础较薄弱,与工业发达国家相比差距甚大,远不能满足经济与环境持续协调发展的需要。然而,我国在水污染领域内已建立起了一整套方针、政策、法规、标准及制度,同时为改善水环境质量不断加大投资力度。根据建设部规划,“九五”期间我国用于给排水基本建设的总投资将达1 000亿元人民币,而国家环保总局统计这一期间的环保投资总计4 500亿。保持这样的投入比例,为水处理技术和设备产业化提供了一个巨大的市场。
1 传统给水排水技术的局限性
随着现代科学技术、计算机技术、信息技术和系统科学的不断飞速发展,以及与各种学科之间相互的渗透增加,推动了传统给水排水技术的进一步发展。首先,传统给水排水工程技术在近几十年来有了很大的发展,从技术内容上远远超出了最初的给水排水的技术框架。其次,在给排水领域的一些新的技术内容有别于传统的技术,传统给水与污水处理的界限也已经突破,例如:对于微污染水源水的处理,采用了很多污水处理技术,而对于水回用、中水处理又采用了很多给水处理技术。因此,传统的给水排水技术领域应该扩大为广义的水处理技术领域。
2 对于水处理技术市场新的考虑
水处理技术涉及到有关水的科研、设计、工程、设备加工和管理等各个方面。但是,从水处理技术市场化和产业化的观点,应该根据水处理技术服务的主体——用户的角度,将水技术产业划分为:咨询产业、工程和设备产业及服务管理产业。
2.1 技术咨询产业市场
不仅仅是传统设计行业所包括的规划和研究、勘测与设计等内容。根据水工业的新观念带来了一系列新的概念,因此水处理技术的咨询产业应该赋予新的内涵,应该由简单的工程设计扩大为对水处理生产全过程的技术咨询,即从水源的保护和开采、水的处理和调配、水的合理利用和清洁生产及污水处理和再生回用等等。同时咨询内容将涉及到开发和生产、研究和设计、资源及环境评价、技术及经济评价和市场信息等各个环节。在国际上以此为主要业务的“咨询公司”已是一个重要的行业。因此,我国的咨询产业将面临新的观念和新的市场机制,需要逐步建立和完善我国的水处理技术咨询市场。
2.2 工程和设备产业市场
当前水处理工程有以下特点:首先,工程中设备和施工技术含量及投资比例不断提高,从而反映了水处理工程技术的设备化、产业化和市场化的趋势;其次,工程市场已由传统的承发包方式引入了国际通用的“turnkey”总承包的运作方式。参与这种工程和设备总承包的“工程公司”在国际已是一个跨行业的产业。工程公司一般是具有系统设计、工程管理、设备集成、安装调试和运行培训的综合能力的大型公司,我国目前还缺乏这样具有综合能力的大型专业工程公司。另外,随着我国改革开放,国外大公司和财团以bot方式参与水处理市场竞争,使得水处理工程市场的竞争具有资本竞争的意义。因此,水处理工程市场具有设备化、专业化和开放性的特点,从事水污染控制的研究、设计和生产部门要适应这种产业化形式,对于turnkey和bot这一系列产业化过程中的新的运作形式要加以研究和学习。
2.3 技术服务产业市场
传统的技术服务是简单的技术交底和工程配合,随着自控技术和其他高新技术在水处理工艺中的应用,技术服务的范围不断扩展;另外,由于环境法规健全和执法力度的加强,对于水处理设备运行的达标率和完好率要求更高,因此技术要求的时效性不断加强;同时随着社会主义市场经济的发展,bot方式的引入在水处理领域也会逐步打破传统甲、乙方概念,产生甲、乙方角色互换,导致了类似于物业管理型的技术服务需求。这对技术服务提出了更高的要求。因此,技术服务范围的扩展、要求的加强和形式的更新等一系列变化,导致技术服务市场内涵的扩大。
3 水污染控制技术和设备产业化市场分析
3.1 咨询与服务产业
从技术咨询和服务产业来讲,目前我国就工艺水平而言,与国际差距已经缩小。目前在水污染治理技术上,已能提供下列技术的工艺参数。传统活性污泥法技术包括传统法、延时法、吸附再生法、纯氧法和各种新型工艺,如:射流曝气法、深井法、sbr和iceas序批法、ab法和氧化沟技术等等;生物膜法技术(生物接触氧化法、流化床法等);厌氧法技术(uasb、复合床法、二段厌氧法、厌氧流化床等);a/o法和a2/o技术;厌氧-好氧-生物炭技术(aabc法);酸化(水解)-好氧技术;多种类型的稳定塘技术;土地处理技术(包括湿地、漫流、慢速渗滤、快速渗滤)等等。这已经可以满足大多数城市污水和工业废水治理的要求。问题是传统的水处理市场,研究设计单位的市场份额一般为3%~5%,从产业化的角度来看所占市场比例偏低(见图1和图2)。这与我国在计划经济下,设计单位属于事业单位,因此设计行业长期实行低收费制度有关。从国际市场来看这一部分比例一般在15%~20%以上,在设计单位企业化实行市场经济的背景下,需要适当调整这一部分的比例扩大技术成本。
图1 城市污水处理厂投资比例分析
图2 工业废水处理厂投资比例分析
近20年来,国家仅对石油、化工、冶金、造纸、机械、染料等几个行业废水处理设施的投资就超过了20亿人民币。建立处理装置5 000多套。根据调查结果表明处理设施的正常运行不到30%。造成这种现象的原因是多方面的,但是解决此问题的方法之一是需要加强后期的技术服务。
3.2 城市污水处理投资构成
由于污水处理技术的复杂性,在具体的污水处理建设项目中投资的构成复杂。若根据产业的类型和水处理技术和设备产业相关的内容可划分为以下几部分:(1) 技术咨询和技术服务:设计、调试和培训费等;(2) 建、构筑物和厂平面:属于传统的土木工程,一般由建筑行业承包;(3) 水处理通用机电设备:包括水泵、风机等通用机械,属于传统的机电行业;(4) 水处理专用设备:脱水机、刮泥机等污水处理专用设备,属于机械加工行业;(5) 自控技术和设备;(6) 其他:各种税费等。
图1是对于两个城市污水项目投资分析,其中选择了大规模(20万m3/d)和小规模(1.5万m3/d)城市污水处理厂。从图1中的数据分析可知对于城市污水处理厂建设,其中传统的产业(机电产品:如水泵、风机等)占了大约10%的份额,建筑业占35%~45%的份额,而水处理专用设备占10%。这三者(包括(6)项)之和占总投资的90%以上,在今后几年存在每年180亿的份额。一般来讲从事以上行业的主体为国家大中型企业。从而可见对于城市污水和城市给水这种大规模的基础设施建设项目,国家投资将带动大批如机电行业、机械制造和加工行业和建筑行业等传统行业的发展。从而可带动相关产业的发展和消费总量的增加,有利于大中型企业的改革和经济发展,这也与国家目前的搞活大中型企业的政策是一致的。
在大型污水处理厂自控和仪表(如仪表,控制系统的软、硬件等等)所占的比例虽然不高,在5%~10%左右,但是相对的产值较高。这一部分市场额定每年大约在10亿元。对于这一技术含量较高的领域,目前国内厂家的市场占有率较低。主要原因是我国没有形成从事水处理仪表和自控系统的生产厂家,主要靠引进外资进口。
3.3 工业废水处理的投资构成
首先由于工业废水处理的占地、搬迁和其他政策性的费用不高,所以(6)项的比例变化较大,这导致其他部分比例的上升。这是城市污水与工业废水处理厂的主要差别之一。图2是各种小型工业废水处理项目的投资分析,这是对不同类型工业废水(如啤酒、造纸、皮革、酒精、化工和油脂等)处理厂的投资统计结果。从图2可见其中传统的产业(机电产品:如水泵、风机等)占了大约10%的份额,建筑业占30%~40%的份额,而水处理专用设备占35%。另外一个特点,由于工业废水处理厂与城市污水处理厂相比规模较小,所以一般来讲从事以上(2)~(4)行业的主体为中小型和乡镇企业。我国现有生产环保产品的企业约4 000多家,其中真正能提供合格产品的企业不多。工业废水的治理给这些厂家提供了良好的商机。
对于工业废水处理应该根据其不同于城市污水的特点,通过下面的工作加强环保产业在设备标准化、自动化和成套化方面的进程:1) 除大型工程采用钢筋混凝土构筑物外,其它大部分构筑物可采用钢结构,并可转为能加工生产的水处理设备和产品。因此将水处理单元构筑物设备化,从而减少土木工程量,提高环保厂家的市场竞争能力并扩大市场份额;2) 提高水处理设备的自控水平,初步达到机电一体化的水平;3) 小型工业废水项目中采用的专用或通用设备有其特殊性,与其所采用的工艺密切相关,例如sbr篦水器和专用曝气设备等是急待开发的产品。加强对水处理专用设备的研究和开发,可以提高在这一领域的市场份额。图2b是对于酒精废水处理项目在采用设备化后的投资比例变化情况,这样水处理设备化后和自控系统的投资额分别接近40%,而技术服务费在10%左右。如果再包括通用和专用设备可能增加的市场份额,从而可以将总的份额提高到70%左右。
篇4
【关键词】水处理;水十条;鹏凯水处理设备
一、引言
2013年我国水资源总量为2.8万亿立方米,居世界第五位,占世界总量6.5%;我国人均水资源量为2072立方米,排世界第102位,约为世界平均水平(6055立方米)的1/3,被列为世界人均水资源最贫乏的国家之一。据统计,我国2013年劣V类水占比高达15%,进一步加剧了我国水资源严峻的形势。我国2013年废水排放总量为695.4亿吨,其中工业废水209.8亿吨,占30%。化工行业废水排放量为93亿吨,处理量为41亿吨,处理比例仅为44%。
2016年2月21日,国务院《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》指出,强化城市污水治理,加快城市污水处理设施建设与改造,全面加强配套管网建设,提高城市污水收集处理能力。整治城市黑臭水体,强化城中村、老旧城区和城乡结合部污水截流、收集,抓紧治理城区污水横流、河湖水系污染严重的现象。到2020年,地级以上城市建成区力争实现污水全收集、全处理,缺水城市再生水利用率达到20%以上。这为水处理及相关行业带来了广阔的市场前景。
二、研究成果回顾
城市污水处理率已成为一个地区文明的重要标志。在过去的200年中,从原始的自然处理城市污水处理,使用简单的发展处理各种先进的技术,先进的废水处理及回用。在过去的200年中,从原始的自然处理城市污水处理,使用简单的发展处理各种先进的技术,先进的废水处理及回用。从传统的活性污泥法氧化沟工艺过程,发展到A/O,A2/O,AB,SBR(包括CCAS)和其他技术,以满足水的不同要求。对比发达国家,我国城市污水处理的相对较晚,只有6.7%的城市污水处理率。我们强烈地引起国外先进纯净水设备技术,设备和经验的同时,必须结合我国发展,尤其是当地的实际情况,探索适合中国实际的城市污水处理系统。
三、我国水处理行业发展前景
根据十二五规划的目标设置,以城市、建制镇和农村为例进行说明。城市污水处理率从2010年77.5%提升到2015年的85%,各个不同行政级别城市的污水处理率目标又不同;建制镇从2010年不到20%的污水处理率增长到2015年的30%。
2014年4月的水十条提出了七项指标,重点从重点流域、黑臭水体、饮用水、地下水、近岸海域、经济发展重点区域和缺水城市七个和生活息息相关的领域进行重点控制。除了这七个方面,水质提标改造、城镇污水处理、污泥处置等都是目前水处理行业的热门方向。
2015年4月16日,《水污染防治行动计划》(简称“水十条”)正式出台,该计划明确要求加强工业水循环利用,鼓励钢铁、石油石化、化工等高耗水企业废水深度处理回用。同时加快发展环保服务业,鼓励发展包括系统设计、设备成套、工程施工、调试运行、维护管理的环保服务总承包模式、政府和社会资本合作模式等,以污水、垃圾处理和工业园区为重点,推行环境污染第三方治理。
环保部规划,公开提出“十三五”期间我国的环保市场总投资将达到17万亿元。根据近两年环保在GDP(GDP假设6%增长)中的占比2%进行估计,“十三五”期间市场规模达8.1万亿,若不按照2%的固定值,而是按照环保部每年20%的增长规划,市场规模将达9.7亿。故预测环保总体将达到8.1~9.7万亿之间。单从水处理市场,从生活污水、工业废水和流域治理三个大方面计算,十一五期间总计6400亿投入;十二五期间实现84%增长达1.18万亿投入;十三五规划重点强调的情况下,保守假设50%的增长,将达到1.77万亿,再加上目前快速增长的净水器2020年近1300亿的规模,十三五期间,在水十条的催化下,水处理市场将达到1.9万亿的规模。
目前在我国有着众多水处理设备生产制造企业,其中广东鹏凯环境科技股份有限公司在产品设计方面很有特色。公司主要产品包括:高浓度废水处理成套设备;一体化污水、净水成套设备;重金属废水及资源化成套设备;中水回用设备;膜处理成套设备;纯水及高纯水设备等;王老吉、蓝月亮、可口可乐、兴发铝材、光大环保等一线企业及国内各大型环保工程公司都是该公司的客户,设备还远销海外,鹏凯的产品已在四十多个国家稳定的运行,并得到了一致的好评。
四、结束语
我国水资源禀赋先天不足,属世界上13个贫水国之一,人均水资源仅为世界平均水平的1/3。近年来,随着城镇人口的快速扩张,城市传统的上游取水下游出水模式受到供需矛盾的挑战。改善市政污水的出水水质,将再生水回用至水源地回灌、景观水补充、市政杂水和工业用途等领域,形成城市体系内水资源最大限度循环利用,是解决城市水资源供需紧张的不二选择。水处理及先关行业必将再未来几年得到大力的发展。
参考文献:
[1]崔建民.浅析水处理设备在区域供热方面的应用[J].区域供热,2007(02)
[2]孟庆延.水处理设备全自动控制的核心采样技术[A].第一届海水淡化与水再利用西湖论坛论文集[C].2006
篇5
关键词:含煤废水;处理技术;工艺
中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2013)08-0168-02
火电厂在进行正常的生产过程中,通常为了使输煤系统有一个良好的工作环境,防止产生扬尘、会采取各种措施进行除尘处理,同时还需要对输煤栈桥、转运站、煤仓间、磨(碎)煤机室等设备进行冲洗,大量的水冲洗完之后就会形成含煤废水。
根据我国环保部门的实测资料显示,超过125 MW机组的燃煤电厂,每次含煤废水的排量大约为150 t,每天产生的频率大约在3~4次。经过对火电厂含煤废水的成分进行分析研究后得出,含煤废水主要的组成成分有颗粒较大的煤粉以及大量的悬浮物,而大部分火电厂所排放的含煤废水当中,悬浮物的浓度超过了2 000 mg/L,色度高达400以上。这种废水不能直接排出,也不能直接回收利用,具有较大的危害性,需要进行排污处理来达到回收利用水质的要求。
1 传统处理工艺及其缺点
就目前笔者的了解,我国大部分燃煤电厂所产生的含煤废水,其处理工艺是把含煤废水排放到沉淀池当中进行沉淀,出水直接用来补充输煤系统,或者排入到生产废水处理站进行处理后再进行回收利用,主要的处理流程如图1所示。
根据调查分析得出,大部分燃煤电厂含煤废水当中的煤粉悬浮颗粒非常小,质量与水的比重非常接近,若单靠自然重力沉淀,处理效果不明显。依靠传统的处理工艺也只能将废水当中少量的大颗粒煤粉和悬浮物除去,其中还存在部分细微的悬浮物和色度并不能得到很好的处理。经过验证传统工艺处理后,废水当中悬浮物的含量仍高达300~800 mg/l,色度也没有发生特别大的变化。
火电厂含煤废水处理不够彻底就直接回用输煤系统,废水当中存在的大量悬浮物将会导致输煤系统的冲洗水管和碰头堵塞,将会给输煤系统的运行带来严重的威胁。因此,一般情况下,电厂对于排放的废水不予回收利用,这样导致的结果只能给环境带来严重的破坏,无形之中增加了电厂生产的成本。
简单处理过后的废水若排入废水处理站进行再处理,就目前的现状来看,由于废水当中悬浮物浓度非常高,色度比较大,势必会给电厂废水处理站带来巨大的压力,因此要慎重考虑到含煤废水处理的工艺和技术。鉴于此,笔者将结合实例来阐述电厂含煤废水处理技术,希望能够为类似工程处理提供参考。
2 工程实例概况
广东某火电厂堆煤场的占地面积约为28.5万m2,其中堆煤区占地18.2万m2,设计最大堆煤量为100万t,最大每天耗煤量约为24 000 t,煤的来源为神华、伊泰、山西、澳大利亚、印尼、俄罗斯等。就目前来说,该火电厂所产生的含煤废水统一排入厂内容积约为12 000 m3的贮存池,对含煤废水处理手段也非常简单,经过贮存池的自然沉淀后废水输送至企业的化学废水处理站处理,最后回用或排入近海。
由于目前企业对含煤废水处理的技术和能力都比较欠缺,含煤废水处理的效果不明显,这些废水排出后流入大海,对大海水体造成了严重的污染。
3 电厂含煤废水水质分析
该火电厂堆煤场废水来源于输煤系统,产生点为堆煤场喷淋水、输煤栈桥冲洗水、地面冲洗水和煤场雨水等,其中煤场雨水是废水的最主要部分。经过现场调查和废水取样分析,煤场废水的主要污染物为悬浮物(SS)和COD值,其中COD值随SS而明显变化,沉淀后SS和COD值均大幅降低,说明COD值的主要来源是废水中煤粉的氧化过程,溶解性有机物较少。因此悬浮物是煤场废水处理中最关键的污染物去除指标。
废水中的含煤量较大,污染物相对较单一,悬浮物为随喷淋水、冲洗水和雨水进入到废水中的煤粉颗粒。煤粉颗粒的粒径分布较广,粒径在几十微米以下的占50%,因其密度较小,需要较长的沉降时间。颗粒表面带有负电荷,微粒呈胶体分散状态,胶粒间的静电斥力使胶体具有稳定性,不易于沉淀。
4 含煤废水处理的标准
该火电厂含煤废水经过处理后主要会有两个用途,一个是回用到煤场,另外就是最终排入近海,电厂外的海域属于港口功能区,为三类海域,废水排放水质应执行广东省《水污染排放限值》(DB4426-2001)中的第二时段二级标准。根据火电厂的介绍,含煤废水处理过后的回用水主要用于煤场喷淋和栈桥清洗,其水质应该达到《城市污水再生利用 城市杂用水水质》(GB/T18920-2002)的城市绿化用水的标准,经过综合考虑,本工程实例含煤废水处理后的设计出水水质如表1所示。
5 含煤废水处理技术创新分析
结合本工程实例实际情况,对含煤废水处理后的回用水水质要求并不高,废水的水质情况较为单一,有机污染物较少,通过物化手段能满足去除要求。因此,结合水质情况、运行稳定性、投资费用和运行成本综合考虑,对本珠海发电厂煤场废水处理工程采用初沉-混凝沉淀-过滤的处理工艺,废水的处理主要工艺流程如图2所示。
5.1 沉淀过程
含煤废水进入含煤废水处理站的调节池中,含污泥较多的废水将会排放到污泥浓缩池,剩余的废水将会在竖流沉淀池当中,沉淀出大部分大颗粒的煤粉和悬浮物。
5.2 混凝反应过程
经过上述步骤之后,废水排入到混凝反应池,通过投加无机混凝剂及有机助凝剂,一并吸入净化装置内,在废水净化装置内的斜管沉淀池后,投加的药液会与废水混合,形成了矾花和大体积的絮团,这些物质由于质量增加的原因,开始逐渐下沉。
5.3 离心分离过程
废水进入净化装置后,首先以切线方式进入离心分离区,使水向下旋流,在离心力的作用下,使大于20 μm 的颗粒旋流下沉至净化装置中的污泥浓缩池。
5.4 重力沉降过程
废水当中悬浮物在重力的作用下逐渐开始沉降,发生分离。其中小于20 μm以下的悬浮物由于添加了助凝剂的原因,慢慢的形成巨大的絮团,体积增大至一定程度后,将会在下旋力的作用下迅速下沉,絮团下降的速度通常比较快,下沉的颗粒将进入污泥浓缩池进行处理。
5.5 动态过滤过程
当废水在通过净化装置当中的砂滤池后,废水当中粒径大于5 μm以上的颗粒会大部分被截流,此时废水当中所含的煤粉、悬浮物基本上被截流,过滤后的水再经清水池后通过顶部出水管排出。
6 操作运行及管理
6.1 加强对积泥的处理
对于废水处理过程当中的调节池要定期进行清理,尤其是对于提升泵内的积泥,一定要采用刮泥机定期进行刮泥,这样不仅仅可以提高提升泵挡泥水的高度,还能有效避免煤泥堵塞提升泵。
6.2 慎重捣入助凝剂
在含煤废水当中,添加助凝剂的量很少,与废水融合后容易粘稠形成絮花,同时药水掺入到废水当中不能过分的搅拌以免失去药效,事先可以配置好后倒入到搅拌嘴里,将里面的沉淀物过滤,溶解的温度应该控制在45~55 ℃左右为宜。
6.3 定期冲洗含煤废水处理装置
含煤废水处理装置在进行废水处理过后,需要定期对其进行冲洗,冲洗的周期也非常有讲究,应该结合实际处理后的水质浊度来进行综合考虑。对于煤水装置反冲洗过后,应该先把反冲排污阀关闭,再来开启进水阀,流量的调整也要根据设计的负荷来确定,废水处理装置应该随时根据运行的实际情况来进行调整,保证含煤废水处理能够达标,设备能够稳定运行。
7 结 语
文章对火电厂含煤废水传统的处理工艺进行了分析,并结合工程实例对创新含煤废水处理工艺和技术提出了自己的几点看法,基本上能有效地降低废水处理设备的负荷,达到废水回用的效果。在此笔者也相信,随着废水处理技术的不断发展,火电厂含煤废水处理回用的水平也必将上升到一个新的台阶。
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水泥厂的用水量要根据生产规模来确定,表1为水泥行业新型干法水泥厂用水情况统计表。从表中可知,随着生产线的规模增大,单位熟料的用水量在减小,但总的用水量还是在增大的。
2水泥厂废水的特点及废水处理方法
2.1废水特点水泥厂的废水包括生产废水和生活废水,生产废水中,除回转窑托轮的冷却水受到油脂的污染,其他生产废水仅水温有所升高及稍带有一些粉尘外,水质没有大的改变。而生活废水主要由中控化验室、办公楼及厕所排出的废水。总的来说,水泥厂废水中主要为有机物污染及泥砂量。
2.2废水处理方法(1)简单处理方法。一些水泥厂,在前期设计时,未考虑废水处理及循环利用问题,在投运后,考虑外排废水对环境的影响同时又考虑投入资金的问题,便自行增加简单的废水处理及循环利用装置,这个装置包括两个水池及两台水泵(一用一备)。废水的处理利用两个水池进行,全厂废水经管网流入沉砂池,处理废水带入的泥砂、油脂及其他飘浮物,澄清池用于储水及把收集的水经水泵输送到生产用水的管网中。这种简易的废水处理及循环利用装置,解决了废水外排对外部环境的影响,同时也利用了大部分废水,但回收的水质难以达到要求,尤其是水中的微生物及菌类无法消除。(2)较完善的处理方法。较完善的处理方法采用“预处理+物化处理+生化处理+消毒”,保证回收水达到使用要求,从而实现真正意义上的污水零排放。其工艺流程为:污水—排水管网—格栅除杂—沉沙池—调节池(完成预处理)—物化澄清池(物化处理)—生物炭反应器(生化处理)—接触池(消毒处理)—回收。预处理主要是处理废水中的飘浮物、泥沙等物,物化处理时,要加入絮凝剂,将污水浊度降下来,同时消除大量的有机物,生物炭反应器主要是消除废水中的有机物,而消毒主要是消除废水中的微生物和菌类。生物炭反应器是一种比较成熟的技术先进的水处理及废水处理设备。在水泥厂废水处理中,有的厂也采用曝气生物滤池来对废水中的有机物和油类降解,从而达到去污的目的。曝气生物滤池是生物接触氧化法的一种特殊形式,即在生物反应器内装填比表面积极高的颗粒填料,以提供微生物膜生长的载体,并根据污水流向不同分为下向流或上向流,污水由上向下或由下向上流过过滤料层,在滤料层下部鼓风曝气,使空气与污水接触,污水中的有机物与填料表面生物膜通过生化反应得到稳定和去除,填料同时起到物理过滤作用。
3循环供水系统的组成
循环供水系统一般由循环水池、泵房、循环给水管网和循环回水管网组成。废水经处理合格后,进入循环水池,再经水泵及管网,就可以输送到供水管网中,从而实现废水的循环利用。
4废水处理及循环利用系统设计及使用时注意事项
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关键词:油田作业废水 处理 技术 问题
一、油田作业废水特点
油田作业废水主要是指钻井和井下作业等生产过程中排放的废水,主要包括钻井废水、酸化、压裂废水、洗井废水等,不同工艺产生的作业废水其特点不尽相同[1]。钻井废水受泥浆类型的影响,其具有高PH、高含量悬浮物和性质不稳定等特点;压裂废水成分较为复杂,由于压裂液理化性质的不同,压裂废水主要具有浑浊度高,黏度高,化学耗氧量大,以及高稳定性等特点;酸化废水具有较强的腐蚀性,易产生硫化氢气体排放到空气中,处理难度较大。油田作业废水中的污染物成分复杂,主要由油、高分子聚合物和一些工艺所需的化学添加剂组成。为了集中管理和减少污染物的分散排放,油田一把将这部分污水集中储存,由于受到自然蒸发的影响,盐分浓度逐渐增加,池中污染物的浓度和各项指标均高于一般采油废水,增加了处理的难度。
二、油田作业废水的处理方法
由于油田作业废水的成分复杂性,其不可能仅仅通过一种处理工艺完成其处理过程,因此需要采用多种处理方法结合使用,才能达到排放或重新利用的标准。传统的油田作业废水的处理是隔油化学絮凝过滤的老三段处理工艺,由于其工艺简单,出水稳定而得到了广泛的应用,然而其净化处理效率较低,效果较差。随着废水排放国家标准的制定,老三段处理工艺已经不能满足废水处理的需要,科技的发展使得油田废水处理技术有了新的突破。
1.反应吸附技术
反应吸附技术是在传统的老三段处理工艺的基础上,着重于研究化学絮凝工艺阶段。反应吸附技术是一项全新的油田作业废水处理技术,与常规的化学吸附剂相比,在激活剂的存在下,当反应吸附剂投放到水体后,其在进行吸附的同时,不断形成新的、活性较大的结合位点,利用率较高,反应吸附剂能够在水体表面充分展开,比表面积极大,吸附速率较快。反应吸附剂常由液态无机高分子试剂组成。该项技术能够完成各类污染物的捕获,并形成适度的絮体上浮,后期可采用气液多相溶气泵气浮技术(NAFC),加快固液分离过程,从而使废水达到国家排放标准[2]。
2.IRBAF处理工艺
内循环固定生物氧化床处理工艺(IRBAF)是在常温、常压的条件下,利用专属微生物特殊的工艺环境,形成一个高活性生物酶催化氧化床,促使水体中污染物氧化[3]。其隔离式曝气技术大幅度提升反应器的处理效能。当反应池运行一段时间后,填料中将会有大量的生物质产生,将会影响填料中水的运行,降低处理效率,此时必须将填料中过多的生物质洗脱出来。该项处理工艺具有效率高,产泥量少,出水质量高,占地面积小,运行费用低等特点。
3.膜处理技术
膜处理技术可分为生物膜处理技术和超滤膜净化技术。生物膜处理技术是将生物处理单元和膜单元相结合的一项新技术,该项技术以膜组件取代生物反应器,大大减少废水处理设备的占地面积,由于生物膜具有较大的比表面积,其大大提高了废水的处理效率。超滤膜污水净化处理技术是以超滤膜两侧的静压差或者外加压力为推动力,根据物质相对分子质量的不同来进行分离的膜处理技术,相对分子质量小于一万的能够通过超滤膜,反之则被截留下来。
4.其他常用处理方法
气浮法是以大量的微小气泡作为载体,废水中相对密度小于1的疏水性悬浮颗粒物能够吸附在气泡上,随气泡上浮至水面形成泡沫层而被清除。具有时间短,去除效率高等特点,一般可与絮凝法结合使用,保证气浮法的作用效率。
电解法是在直流电的作用下,对难降解的有机物以及对生物体有毒有害的物质转化成可生化物质,可提高石油作业废水的生物可降解性,然而电解法能量消耗较大,且电解过程中产生具有强烈刺激性气味的有毒气体Cl2,因此很难在实际生产中进行大范围的应用。
氧化法主要为催化氧化,利用催化剂催化氧化分解石油作业废水中的有机物和无机物,使废水中的有毒物质无机化,从而降低废水的生物耗氧量和化学耗氧量。
三、石油作业废水处理中存在的问题
虽然石油作业废水处理工艺不断发展,已经解决了不少的难题,然而,在石油废水处理中依然存在着许多不容忽视的问题。现运行的低温含油污水处理技术常常由于水温过低,使得油水分离不彻底,水中含油量依然较高,不能达到排放标准;废水中高黏度、强乳化的特性,增加了废水处理的难度,虽然技术上有一定的进展,但却没能取得明显的效果,目前采用的技术中没有成熟的技术来针对这一问题;我国石油废水处理在工艺配套性和整体性上也存在不足,排泥系统排泥不畅,无法自动清洗,只能靠人工清理,影响出水水质[4]。
四、石油作业废水处理的发展与展望
在石油作业废水的深度处理中,各种处理方法都表现出一定的局限性,例如絮凝沉降法大量试剂的投入,增加了处理成本;膜分离技术容易出现膜污染和浓差极化的问题[5]。因此根据废水特性以及处理现状,油田废水处理主要有以下几个发展方向:
1.开发新型处理药剂 混凝沉淀是作业废水处理的重要部分,新型、安全、高效的混凝剂的发展是废水处理领域的研究热点。
2.建立高效工艺处理流程。
3.从源头控制污染 开展清洁生产,合理控制作业过程,改变边污染边治理的现状,实现我国石油行业的可持续发展。
参考文献:
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关键词: 电镀废水;废水处理;金属离子
电镀被称为当今全球三大污染工业之一,随着科学技术的发展电镀工业的规模亦发展,排放的废水量越来越大,有资料报道电镀废水排放量约占工业废水排放量的10%,其主要来源有:前处理除油酸洗工序,镀件的清洗水,废电镀液,跑、冒、滴、漏的各种槽液和排水,冲洗水及设备冷却水,成分非常复杂,除含CN-废水和酸碱废水外,重金属废水是电镀业潜在危害性极大的废水类别。随着电镀工业的快速发展,
一、化学法。此法就是向废水中投加化学药剂。通过化学反应改变废水中污染物的化学性质,使其转变成无害或易于与水分离的物质再从废水中除去的处理工艺。但化学法的最大不足之处,是生产用水不能回收利用,浪费水资源且占用场地较大。包括以下四种:
(1)中和沉淀法。此法主要是向含重金属的废水中加入石灰、碳酸钠、苛性钠等沉淀剂进行中和反应,使重金属生成不溶于水的氢氧化物沉淀形式加以分离。但此法处理的废液出水pH值较高,特别是其当废水中含有 Zn、Al、Pb、Sn等两性金属时,生成的沉淀物会在较高的pH值下再溶解,因此要严格控制pH值,实行分段沉淀。另外废液中如果含有卤素、氰根等阴离子要先予去除,否则将会和重金属形成络合物,影响处理效果。
( 2)硫化物沉淀法。但其缺点是:沉淀颗粒小,易形成胶体,需添加絮凝剂辅助沉淀,因此增加了成本,且沉淀物在水中残留,遇酸生成气体,易造成二次污染,故此法应用并不广泛。但可和中和沉淀法配合使用,用石灰作为硫化法沉淀的pH调节剂,效果更好。
( 3)氧化还原法。向废水中投加还原剂将高价重金属离子还原成低毒的低价重金属离子后,再使其碱化成沉淀而分离去除的方法。如向废水中加入硫酸亚铁将毒性高的Cr6+(约为Cr3+的100倍)还原为毒性低得Cr3+,再利用沉淀法除去Cr3+。该法原理简单,易于操作,但存在处理出水水质差,不能回收利用,处理混合废水时,易造成二次污染。所以该法一般用于污水的预处理。
(4)铁氧体法。该法是利用过量的 FeSO4作为还原剂,在一定酸度下使废水中的各种金属离子(主要是Cr6+、Ni2+、Cu2+、Zn2+)形成铁氧体晶粒沉淀析出从而使废水得到净化的方法。故此法在国内电镀业中应用较广。但该法产泥量大,且污泥制作铁氧体时的技术条件较难控制,需耗能加热至70℃左右,处理成本较高,处理后盐度高,而且不能处理含汞和络合物的废水。
二、电解法。在电场的作用下使废水中的有害物质通过电解在阴、阳两极上分别发生还原、氧化反应转化成无害物质,或利用电极氧化还原产物与废水中的有害物质发生化学反应。但缺点是不适用于处理含较低浓度的金属废水,并且电能消耗、铁极板消耗量很大,成本高,一般经浓缩后再电解经济效益会更好。
三、离子交换法。是利用离子交换剂自身所带的自由移动离子与废水中待处理的离子进行选择换,从而分离废水中有害的物质使废水净化的处理方法。但由于离子交换剂选择性强,制造复杂,成本高,再生剂耗量大,因此在应用上受到一定限制。
四、萃取法。利用一种不溶于水而能溶解水中某种物质的有机溶剂投入废水中,使废水中的溶质充分溶解而从废水中分离出去的方法。由于溶剂在萃取过程中的流失和再生过程中能源消耗大,此法的应用受到了很大的限制。
五、吸附法。是利用吸附剂的物理吸附、化学吸附及氧化还原等作用,以除去废水中的有害物质的方法。不足之处是吸附速度慢,容量小,不适于有害物浓度高的废水。一般用作预处理手段或深度净化。
六、膜分离技术。是利用膜的选择透过性对废水中某些成分进行分离去除的方法。应用于电镀废水处理的膜技术主要有电渗析、反渗透、超滤、纳滤等。利用膜分离技术一方面可以回收利用电镀原料,大大降低成本,另一方面可以实现电镀废水零排放或微排放,具有很好的经济和环境效益,是一项很有发展前途的技术。
七、生物法。生物处理过程主要是利用微生物的生命活动过程,在这个过程中通过生物有机物本身或其代谢产物具有的静电吸附、酶催化转化、络合、絮凝、共沉淀和对pH值缓冲等功能与重金属离子的相互作用达到净化废水的处理方法。由于传统处理方法有成本高、对大流量含低浓度重金属的废水难于处理等缺点,随着重金属毒性微生物的研究进展,生物处理技术日益受到人们的重视,采用生物技术处理电镀金属废水呈发展势头。
综述
以上介绍了废水处理的几种常用方法,都各有利弊。显然各种重金属因其行业和工艺的差异,而是在设计处理方法时要统筹考虑以下几个原则:1经处理后的废水应符合国家排放标准或可回用,不产生二次污染。2应适应废水的浓度、pH值、成分变化等特点。3所用废水处理设备、设施,投资要小占地面积和基建工作量也要小。4应节约能源,回收效益高。力求把电镀工艺、镀件漂洗工艺、废水的分流和收集,各类废水治理技术的选择,综合成一个统一系统来设计,寻找一个最经济合理的方案。
另外,实施循环经济、推行清洁生产,提高电镀物质、资源的转化率和循环利用率,从源头上削减重金属污染物的产生量,不难看出未来综合治理技术、生物技术和膜分离技术的运用将是电镀废水治理的热点和发展方向。
参考文献
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关键词:化工废水;物化处理;生化处理
中图分类号:X78 文献标识码:A
0. 前言
我国的化工产业已逐步脱离了单一发展的模式,逐步地向工业园区的方向发展。尤其是最近十几年间,越来越多的化工园区被建成并投入使用,这也使得我国的化工领域出现了快速发展的局面。而在化工园区逐步推广的过程中,对于污染的处理,成了约束其成长的重大问题。化工园区中所包含的企业有染料行业、医药行业、农药行业等多个化工类相关行业,涉及的废水所包含的有害物质种类也繁多。通常,均有相对较高的酸性、较深的色泽、氨氮含量也相对大、盐浓度也很大以及生化性能相对差等特点。在处理的过程中因其毒性大、不易降解且有机质多等因素而会出现不小的困难。在园区中相关化工企业产生的废水,首先在工厂里进行一定的预处理,在符合相应的要求之后,再排放到废水处理厂,进而采取集中处理的方法。因为不同的化工企业,所排放的废水具有差异性的化学组成,并且所含有的有毒有害物质较多。采用一般的废水处理手段不易取得较好的效果,很难符合相关的排放标准要求。因此,探索并研制适宜的、高效的、经济的废水处理工艺,对于化工废水的处理来说尤为重要。
1. 化工废水所具有的特点
我国大多数的化工区均处在一些靠近江河以及海边的位置,并且和人们居住地相隔较远,同时化工企业所属行业复杂。所以,其废水的处理通常拥有下面的特征:
(1)在所接收的废水中,大多数是化工生产的废水,而一些生活所产生的废水相对较少。同时,废水量的数目相对来说很大。
(2)化工处理的废水,在水质方面以及重量方面不具有稳定性。
(3)废水处理虽然均是化工企业已先期处理完,也符合相应的要求。但其中所含有的物质繁多,还拥有大量的有毒害以及不易降解的物质,具有相对较差的可生化性能。
(4)在废水处理所涉及的废水中,一般情况下水中的COD指标可以符合相关要求,不过其具有相对较深的色泽、氨氮含量相对多、所含盐的浓度大,对于其在处理过程造成不小的困难。
2. 化工废水的物化处理对策探析
现阶段,通常对于化工废水所采取的物化处理手段包括隔油处理手段、气浮处理手段、吸附处理手段、电解处理手段等等,这些处理手段也能够在一些深度处理工艺中所应用。通常化工园区所涉及的废水总数相对较多,而一些物化手段,例如吸附手段、电解手段等只适合在相对数量小的废水处理厂使用。因此,对于园区的化工废水处理不太适应。
2.1 均质与调节技术
对于化工园区废水来说,其废水成分以及数量相对不稳定。而正是由于以上的变化,使得一些处理装置,尤其是生化装置无法充分地展现出应有的效率,也极易导致一些不良结果的出现。如果用同一种处理装置,所处理的废水成分以及数量越不稳定,会使处理过程不易管控,也无法达到理想效果;而是相反,如果所处理的废水成分以及数量相对稳定,会使处理过程容易管控,就可以达到较为理想的效果。基于此,我们通常会安装相应的调节池,以便对废水成分实施净化处理,也达到控制废水数量的目的,这样可以有效地确保废水的处理过程得以管控。调节池具有以下功能:
(1)能有效地改善系统对于有机质的缓冲作用,避免生化环节出现较大的水质波动。
(2)降低废水处理中废水的数量,预防废水组成有较大的变动,更利于后续废水处理中相关药剂的使用量控制。
(3)当个别的化工企业出现排放超标的情况,能避免一些较高有害物含量的废水流入其系统中,因此,对于调节池要进行科学、适宜的安装,这样才能够提升废水处理系统的整体效率,减少设备成本投入以及系统运行成本投入。
2.2 隔油技术
在所排放的化工废水里面,通常都包含大量的油性污染物质,这些油性物质一般会吸附于物理以及生物膜之上,导致一些好氧型的微生物不能得到充足的氧气,导致微生物的活性大大降低,从而严重地破坏了生物处理效果。因此,应当通过相应的技术手段将这些油性物质除掉,而隔油技术因此被应用。在隔油池中也能够完成废水的初始沉淀过程,以达到使废水中较粗颗粒沉淀去除的目的,使废水的下一步处理工艺所使用的药剂数量有所降低。
2.3 气浮技术
所谓的气浮指的是通过采取极为分散的一些细微气泡,使之转化成废水里有害悬浮物的载体,让这些有害物质和细微气泡一起上浮至水表层,达到废水分离的效果。其可以将一些油类和一些疏水性的悬浮颗粒加以分离。之前大多会采取加压溶气的方法,而目前涡凹气浮技术已被逐步地推广与使用。如果废水没有采取相应的隔油措施,就会导致在后续过程中,一些油类污染物的处理效果不明显。另外涡凹气浮技术对于废水中的硫化物也拥有非常显著的处理效果。
2.4 混凝技术
所谓的混凝废水处理技术,指的是将特定的化学物质添加至沸水中,在物理或者化学作用之下,让一些难沉降及难过滤的有害物质,凝聚形成相对大的颗粒,以便于分离的技术。在化工废水中,一般处理流程均是将混凝和气浮技术一并使用,也被称为混凝气浮技术。由于不同的混凝剂所针对的有害物质有所差异。所以,在化工废水处理过程中,运用复合混凝剂的手段能够取得更为理想的效果。
2.5 内电解技术
内电解技术也被叫做微电解技术。内电解技术又可以分为铁碳法以及铁铜法。在现阶段开始被大量地应用在化工废水处理过程中,可以有效地处理化工废水,明显的去除废水中的色泽以及保证废水的COD值,改善化工废水的可生化性能。内电解采取电化学的手段,采用的铁刨花包含了纯的铁以及FeC成分,当废水呈现一定的酸性时,在铁与碳或者铜间就能够组成很多的小型原电池,从而经过电化学作用,而生成铁离子与氢离子。形成的铁离子具有较强的还原性,而且铁离子还具有较好凝聚效果,在凝聚、中和、网捕等作用下,让废水里相对微小的颗粒聚集,而转化为相对大的颗粒。同时,还能对化工废水里一些悬浮成分进行吸附,从而形成较大的不溶物,从而形成沉淀,达到净化废水的目的。
3. 化工废水的生化处理对策探讨
在对化工废水进行生化处理过程中,通常采取厌氧技术与好氧技术。而厌氧技术又含有完全厌氧技术和不完全厌氧技术。一般所采取的完全厌氧技术包含IC、EGSB等技术。而不完全厌氧技术包含水解酸化技术以及兼氧技术。现阶段对于化工废水处理中IC技术水解酸化技术的推广与应用相对广泛。好氧技术包括活性污泥技术、A/O技术以及 A2/O技术等。而化工废水中,如果属于较不易降解的化工废水,通常会采取厌氧技术与好氧技术并用的方式。
3.1 水解酸化技术
所谓的水解酸化技术,是指将厌氧的反应过程调节于酸化阶段内,使化工废水中含有的不易降解大分子物质被分解成相对较小的物质,从而使化工废水的可生化性能得以提升,以便于对化工废水的进一步处理。采用此技术,能够在正常的温度条件下完成,具有相对强的适应能力,同时也可以适应COD变化较大的化工废水处理,对于废水所具有的pH值要求不高,处理效率快,系统具有相对大的稳定度。另外,如果将水解酸化技术与好氧技术同时使用,如果能使废水处理条件保持适宜,能够达到更好的效果。
3.2 A/O技术
对于化工废水处理来说,具有相对高的COD值、氨氮浓度以及较深的色泽,并且一般也会包含数量巨大的有毒物质、不易降解有机物等。而采取A/O生化处理技术,对于处理过程中的A段以及O断HRT采取适宜值,调节好废水处理的酸碱程度、废水的溶氧量以及回流比例相关因素,能够明显改善化工废水中的COD值、氨氮含量以及色泽等,使化工废水可以达到相应的排放标准,是现阶段最新发展并被逐步推广应用的技术之一。
3.3 PACT技术
将具有活性的粉状炭颗粒,投放至活性污泥废水处理设备中的处理工艺又被叫做PACT技术。在西方发达国家也被称作是AS-PAC技术。此技术是杜邦公司首先研制并使用的,采用PACT技术,可以有效地节约化工废水处理的成本投入,并且还拥有相对较为理想的处理效果。因此,近年来被大量地用在化工废水的处理工艺中。采取PACT技术要比单一采用活性污泥技术具有更大的优势,这是由于微生物进行氧化作用和废水中的有机物含量有密切关联,而加入粉末状的活性炭之后,其能够吸附大量的废水中有机物质,而使其表面的有机物含量显著增加。同时,也会使微生物的氧化作用更为完全。另外,活性碳与活性污泥都保留在曝气池中,也在一定程度上等于延长了污泥龄的时长,使废水中一些不易被降解的物质获取了更加大的降解几率。
结语
通过上述的分析,指出对化工废水处理中所采取的技术对策。而我们应当认识到,不是所有的技术手段均对化工废水有着理想的处理效果。这是由于化工废水通常在组成以及数量上存在极大的不稳定性,并且在废水前期预处理中,已将一些能被降解的物质大量处理完毕,而对于一些不易被降解的物质相对含量会较大。所以,在进行化工废水处理的过程中,一定要根据不同化工废水的实际情况,来采取相应的技术手段,制定科学合理的策略,以实现对化工废水处理的最佳效果。
参考文献
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【关键词】太阳能 光伏企业 含氟废水 处理工艺
近年来,随着煤炭、石油等不可再生资源的日益减少,国内太阳能电池行业得到快速的发展。但是,太阳能电池特殊的生产工艺以及生产中要使用某些原辅材料,特别是硅料清洗和电池制备过程中会用到HF等含氟物质,决定了该项目中存在一定的环境污染。受工艺技术水平等因素的限制,国内许多企业还没有或仅有简单的后续处理设施,导致排放废水中的氟含量达不到国家排放标准,严重威胁着人们的健康和生存环境。
一、太阳能光伏企业含氟废水处理方案
1、所有废水集中,由污水处理厂用槽车每隔一段时间运走,由该厂负责处理。收费标准为500元/吨。该方案简单易行,且不需要任何前期投资及人员安排。但实际运行成本较高,可自己根据每日排水量得出支出额。
2、设计依据
(1)污水处理工程现场运行情况记录以及所提供的车间生产情况;
(2)《污水综合排放标准》(GB8978-1996);
(3)《水处理设备制造技术条件》(JB2932-86);
3、设计原则
(1)严格执行环境保护的各项规定,确保废水处理后水质符合国家标准《污水综合排放标准》GB8978―1996;
(2)尽可能的利用原有工艺构筑物和设备,优化废水处理工艺流程。
(3)采用技术先进、运行可靠、运行费用低、操作管理简单的工艺,使先进性和可靠性有机地结合起来;
(4)采用成熟先进技术提高处理效率,尽量降低投资和运行费用;
(5)采用先进的控制手段,保证操作运行与维护管理方便可靠。
太阳能光伏企业含氟废水处理工艺
化学沉淀法。沉淀法是高浓度含氟废水处理应用较为广泛的方法之一,
是通过加药剂或其它药物形成氟化物沉淀或絮凝沉淀,通过固体的分离达到去除的目的,药剂、反应条件和固液分离的效果决定了沉淀法的处理效率。化学沉淀法主要应用于高浓度含氟废水处理,采用较多的是钙盐沉淀法,即石灰沉淀法,通过向废水中投加钙盐等化学药品,使钙离子与氟离子反应生成沉淀,来实现除去使废水中的F-的目的。该工艺简单方便,费用低,但是存在一些不足。处理后的废水中氟含量达15mg/L后,再加石灰水,很难形成沉淀物,因此该方法一般适合于高浓度含氟废水的一级处理反应,很难达到国标一级标准。
混凝沉淀法。决定混凝法除氟效果的关键是混凝剂,混凝剂有无机物和有机物之分,铁盐和铝盐是最常用的两大类无机混凝剂。据研究,对氟质量浓度为25~50mg/L的废水,铁盐混凝剂的除氟率较低,在10%~30%之间,而铝盐混凝剂可达50%~80%,铁盐要达到较高的除氟率,需配合使用。最后需用酸将PH调至中性才能排放,工艺复杂。而铝盐则可在接近中性的条件下除氟与钙盐沉淀法相比,铝盐混凝沉降法具有药剂投加量少、处理水量大、成本低、一次处理后出水即可达到国家排放标准的优点,适用于工业废水的处理。硫酸铝、聚合铝等铝盐对氟离子都具有较好的混凝去除效果。使用硫酸铝时,混凝最佳PH为6.4~7.2,但投加量较大,根据不同情况每吨水需投加150~1000g,这会使出水中含有一定量的对人体有害的溶解铝,使用聚合铝后,用量可减少一半左右,混凝最佳PH范围扩大到5~8,聚合铝的除氟效果与聚合铝本身的性质有关,碱化度为75%左右的聚合铝除氟最佳,投加量以水中F与AL的摩尔比为0.7时最为经济。但铝盐混凝沉降法氟离子去除效果受搅拌条件、沉降时间等操作因素及水中、等阴离子的影响较大,出水水质不够稳定。
3、吸附法。吸附法主要是将含氟废水通入装有氟吸附剂的设备,氟与吸附剂的其他离子或基团交换而留在吸附剂上从而被去除,适用于水量较小的饮用水深度处理,处理费用往往高于沉淀法,且操作复杂。
4、反渗透法。反渗透法除氟效率高,但膜价格昂贵,且膜在除氟方面的稳定性尚待研究,因此阻碍了膜在工业含氟废水处理中的应用。
5、离子交换法。离子交换法设备投资大,交换剂再生困难,工业应用尚需深入研究。
6、电凝聚法。电凝聚法是利用电解铝过程中生成羟基铝络合物和,凝胶的络合凝聚作用除氟的方法。其缺点是影响除氟的外部因素过多,效果不稳定,且存在电极钝化的问题。
综上所述,去除F离子最好的效果是一级采用化学沉淀法,二级采用混凝沉淀法。
三、需注意的问题
1、选用合适的处理流程
废水处理流程的选择依据是废水性质,排放标准、废水处理站投资和运行成本。在给定废水成分和浓度时,该地所要求的排放标准就成为选择处理流程的主要因素。根据国家新颁发的污水综合排放标准,氟是Ⅱ类污染物,分为三级排放标准,它可在排污单位出口取样,表示允许与工厂中其他废水来稀释,规定最高允许浓度一般应不超过10mg/L,但有的城市颁发了地方标准,如北京、上海对F-排放浓度很严格,在不允许稀释条件下,要求小于8mg/L。现以电子工厂所排出含氟废水为例,为达到上述两种排放标准,即10mg/L和8mg/L,别采用以下流程是合适的。一段处理工艺,它包括三级反应、凝聚、沉淀和过滤,药剂可用石灰、磷酸、硫酸铝和聚丙烯酰胺,处理后可使F-≤12mg/L。二段处理工艺,它包括两级反应、凝聚、沉淀;两级反应、凝聚、沉淀和过滤。药剂可采用石灰、三氯化铁(或磷酸)、聚丙烯酰胺;石灰、硫酸铝、聚丙烯酰胺。处理后可使F-≤8mg/L。
2、反应过程中最佳pH值控制
含氟废水来源广泛,成分复杂,如磷酸及磷肥工业中,含氟废水以氟硅酸较多,且含有一定的磷酸及磷酸钙;电镀及钢加工的含氟废水,除了氢氟酸,还含有一定的铁离子;制铝工业的含氟废水,除了氢氟酸,还含有氟硅酸及铝离子,而电子工业的含氟废水大多以氢氟酸形态存在,但也有一定的重金属Pb2+、Zn2+等。因此,根据含氟废水中不同成分,来控制反应过程中最佳pH值,是改善处理效果和降低运行成本的关键措施之一。例如对含氟硅酸为主的废水,由于氟硅酸在中性溶液中与石灰反应会生成易溶性氟硅酸钙,只有在碱性溶液中才能生成难溶性氟化钙,故该反应的最佳pH值为12左右。而对含氢氟酸为主的废水,pH值可以适当降低,以佛山彩管厂氢氟酸废水装置为例,该装置的废水成分以HF-为主,且带有,为共沉F-和,其最佳pH值控制在8~9为宜。石灰中和反应后,还需投加其他药剂,这应根据各种药剂所要求的pH进行调整,如磷酸为偏酸性或中性,硫酸铝为7.0,氯化钙为5.7~8。
3、强化反应和沉淀药剂与废水的接触时间是保证除氟效果的基本因素。在常温条件下,含氟废水石灰中和所生成的氟化钙反应缓慢,并随F-浓度不断降低,反应速度随着递减。因此,必须采取措施使中和反应强化。充分搅拌可使物料混合均匀,加速中和反应,并会带来Ca(OH)2粒子表面的CaF2覆盖膜脱落,如果在中和反应的同时投加凝聚剂,使中和反应生成物起共沉效应,搅拌也有利于该反应进行。沉淀时间对除氟效果的影响,目前还缺乏一致的看法。据文献报导,沉淀时间短,水中残留氟量为20mg/L以上,沉淀时间24h则降至7~8mg/L。但也有人认为沉淀时间与水中氟的去除没有明显的关系。
四、结束语
鉴于含氟污水对钢筋混凝土构筑物和钢制设备的强腐蚀性,对废水处理系统内主要构筑物需进行有效的耐氟防腐处理。与含氟废水接触的设备尽可能采用非金属材质,当必须采用金属部件或配件时,接触面进行耐氟玻璃钢三布五涂防腐,以保证设备和配件持久运行。
参考文献:
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