废水治理范文
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篇1
木材加工行业的发展越加迅速,木材加工废水的产生数量的就越多,治理工作就越困难。为了降低木材加工废水对环境的污染,减少废水污染源,业内人士提出废水治理建议,指出木材加工企业在生产、加工木材的同时,要做好相应的加工废水治理,采取有效手段减少废水排放量,切实保护水源。下面,笔者结合我国木材加工废水治理现状,对木材加工行业废水的治理的方法做详细讨论,具体如下。
一、木材加工行业概述
木材加工行业,顾名思义,实际意思指专门加工、生产木材的工业,在最近几年时间内得到了快速的发展。木材具有很好的实用价值和美观价值,能在建筑施工和建筑装饰中加以应用,提升建筑的实用性和美观性。从材料性质上来看,木材具有很高的节能环保效益,且存在再生特性,能为人类生存、发展提供可持续生长资源,所以能在国民经济增长中占据重要地位。木材加工行业的兴起与木材的价值、木材在国民经济中的地位有直接关系。木材经过加工、处理之后,最终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,比如木雕工艺,文体用品等等。
要强调的是,木材加工属于工业的一种,实际生产中会产生大量的工业废水,如果处理不好,势必对环境造成影响。所以在木材加工、处理以及生产过程中,一定要做好工业废水治理,科学制定出一套实际可行的废水治理方案,以此来减少废水污染,保护水源,保护环境。
二、国内木材加工废水治理现状分析
为探讨木材加工废水的治理方式,本文以某胶合板企业为例,结合该企业的产品生产实际,对生产过程中产生的工业废水及废水治理方法进行分析。
1、木材加工废水的来源
胶合板企业的产品生产过程中会排放出大量污水、废水,这对水源的污染极为严重。分析胶合板的生产工艺流程,发现该产品的生产必须经过以下几个环节,即木段剥皮、蒸煮、干燥和冲洗、调胶与涂胶、设备冲洗。在这一系列生产工序中,任意一道工序在执行时都需要使用水,利用水作溶剂、稀释剂、载运体等等,等到工序完成之后,使用过的水会直接排出,导致水污染。这便是木材加工废水的主要来源。
2、木材加工废水的特点分析
以胶合板的生产为例,现对胶合板生产过程中的水质排放情况进行分析,详细可见图1。
三、木材加工废水的治理意义与面临的问题
首先,木材加工废水的治理意义在于环保。木材加工废水属于工业废水的一种,并且已经成为了工业废水污染的主要来源,必须采取有效措施对其进行治理,防止其对水源产生破坏,污染地球生态。另,木材加工废水治理是木材加工行业实现可持续性发展的重要手段,必须在木材加工、生产中加以重视。
其次,国内现阶段的木材加工废水治理面临一系列难题,如废水有机物含量过高、木质素含量过高等,这些问题严重影响着废水治理的有效性。如何降低木材加工废水中的有机物含量,溶出木质素,增强废水可化性现已成为木材加工废水治理中的主要难题。
四、木材加工废水治理技术
1、混凝气浮工艺
混凝法是目前工业废水处理常用的方法,作用对象主要是水中微小悬浮物和胶体物质,通过投加化学药剂产生的凝聚和絮凝作用,使胶体脱稳形成沉淀而去除。它能有效地脱除80%的悬浮物和65%}96%的胶体物质,有效地降低水中的CODcr成分及去除水中的细菌和病菌等,因而在水处理领域中得到了广泛的应用。
2、酸化水解生物膜
水解酸化具有以下优点:1)对于工业废水,它可以提高难降解废水的可生化性,为后续工艺提供良好的处理条件,对于生活污水的处理作用主要是将原水中的非溶解态有机物截留并逐步转化为溶解态的有机物;2)在一定程度上降低有机污染物的量;3)在水解酸化一好氧处理工艺中,改善了系统的抗冲击负荷能力,有利于整个系统的稳定运行。
水解酸化和厌氧有着明显的区别:1)控制温度不同,厌氧过程需要严格控制温度,而酸化水解则可以在常温下运行;2)PH值控制不同,在厌氧消化系统中,一般控制pH值在6.8-7.2;3)水解酸化是在产酸菌的作用下将有机物分解为有机酸,水解的产物仍是有机物,在此阶段水的pH值将降低。而厌氧是在厌氧菌作用下将酸、醇等物质进一步分解为甲烷和水等简单无机物,在此阶段废水pH值将有一定的回升。通过显微镜观察水中是否有甲烷菌等厌氧菌的存在,便能够判断反应进行到了哪个阶段。
3、膜生物反应器
MBR工艺中分离膜的使用,彻底改变了CAS工艺中泥水分离的操作模式,主要表现在:
(1)极大提高了泥水分离效果,而这种分离效果是CAS工艺中二沉池无法比拟的。借助于膜材料的微孔特性,不仅可将混合液中的MLSS等不溶性固体完全截留在生物反应器内,同时可将混合液中的游离微生物及蛋白质等大分子有机物加以有效截留,从而可保持其持续而稳定的优质处理出水。
(2)MBR工艺中分离膜的使用,几乎可彻底将污泥及其他不溶性物质截留在生物反应器中,而使其水力停留时间HRT与污泥停留时间SRT实现完全的分离,并由此使其呈现出一系列与其他活性污泥工艺不同的运行特点。
篇2
关键词:医药工业;制药废水;工程实例
中图分类号:X787文献标识码:A文章编号:16749944(2013)04015903
1引言
医药工业是我国工业体系中的重要产业之一,但大多数企业产品技术含量低、新药开发能力低、经济效益低、污水治理设施及运行管理投入小,导致制药行业成为国家环保规划重点治理的12个行业之一。
制药废水通常成分复杂,有机污染物种类多、浓度高、含盐量高和NH3-N浓度高、色度深且具有一定生物抑制性,相对其他有机废水,处理难度更大。
结合制药业生产工艺和排污特点,可将制药废水分为生物发酵类、化学合成类、提取类、生物工程类、中药类及混装制剂类等废水。本文通过工程实例,介绍某项目化学合成制药废水的处理工艺。
2项目简介
2.1项目概况
某企业主要从事药物及其关键中间体和抗肿瘤药物原料的生产和销售, 承接医药原料及中间体和抗肿瘤药物原料领域的研发并实现产业化。
2.2设计原则
(1)严格执行国家及当地环境保护的各项规定,确保各项出水指标达到规定的排放标准;
(2)针对废水水质特点,选用技术先进可靠、工艺成熟稳妥、处理效率高、运转成本低、操作管理方便的处理工艺,以节约投资,降低运行费用,确保达标排放;
(3)设备选型做到合理、可靠、先进、节能;设备布置合理,结构紧凑,占地面积少,投资小;
(4)操作管理方便,技术要求简单,维修简便,适宜于长期使用;
(5)在设计中适当考虑处理设施运行的自动化操作,以减少劳动力,减轻劳动强度。
2.3设计范围
该项目的设计范围从污水处理站进水口到总排口,与厂方水、电等交接点为设计界区外1m。不包括站外至污水处理站的供水、供电、污水管渠、车间污水管的分流及干化污泥的外运,污水外排去向。
3项目产品工艺分析
3.1项目产品工艺
该项目的主要产品为硝苯地平控释片、卡左双多巴控释片、甲磺酸二氢麦角碱缓释片等。主要产品的制作工艺如下:
3.1.1硝苯地平控释片制造工艺
(1)将药物与促渗剂等药用辅料混合均匀、干法制粒。
(2)将促渗剂、渗透压活性物质药用辅料混合均匀后湿发制粒。
(3)制备双层片芯。
(4)制备控释层包衣液。
(5)包控释层。
(6)打孔。
(7)包薄膜衣。
3.1.2卡左双多巴控释片制造工艺
(1)依次将左旋多巴、卡比多巴、微晶纤维素、羟丙甲纤维素混合。
(2)匀速加入粘合剂、制粒。
(3)粒粒过筛。
(4)干燥。
(5)粒粒过筛整粒,备用。
(6)确定片重。
3.1.3甲磺酸二氢麦角碱缓释片制造工艺
(1)将处方中的聚维酮溶于处方量的乙醇作为粘合剂、备用。
(2)将主药中的甲磺酸二氢麦角碱溶于粘合剂中、备用。
(3)混合。
(4)制粒。
(5)干燥。
(6)整粒。
(7)终混。
(8)中间体含量确定。
(9)压片。
3.2项目废水来源、产生量以及水质
该项目生产废水主要来源于固体制剂车间设备冲洗水、研发中心研发废水、纯化水制备浓水、员工生活污水、循环水池排水等。
3.2.1车间设备冲洗废水
根据工艺流程分析,需定期对混合机、流化床、造粒机、整粒机等设备进行冲洗产生冲洗废水,先用自来水冲洗,后用纯化水冲洗。原料桶冲洗之前先用专用抹布将粘在桶壁上的物料擦拭下来收集作为固废, 然后将桶进行机械清洗。清洗过程中约有 0.1%的原辅料进入清洗废水中。根据同类型企业的调查结果,废水中残留部分辅料及原料药,水质为CODCr约1500~2500mg/L,按平均水质CODCr约2000mg/L、氨氮50mg/L,SS 400mg/L。
3.2.2研发中心研发废水
主要为研发实验室设备冲洗水、地面冲洗水及研发人员生活污水,主要污染物为有机杂质、氮有机物。根据类比同类规模医药研发实验室用水量统计情况,实验室地面每周冲洗一次,冲洗水量按 5L/m2·次计,外加各类研发设备冲洗,预计研发废水产生量为12.4t/d;废水水质为CODCr约1500mg/L,氨氮 60mg/L,SS 600mg/L。
2013年4月绿色科技第4期
潘 莉:制药废水治理工程实例环境与安全
3.2.3纯化水制备浓水
该项目配套有纯化水制备设施。项目纯化水用量约 6t/d,主要用于设备冲洗及研发设备用水。根据二级反渗透装置的制水原理及同类装置的实际运行情况,纯化水制备浓水产生量约1.5t/d,直接排入下水道,平均水量约1.5t/d,废水水质状况为:悬浮物≤80mg/L,Ca2+120mg/L。
3.2.4生活污水
该项目劳动定员350人,生活用水量按100L/人·d计,生活污水产生量按生活用水量的80%计,则生活污水产生量约28t/d,按250d计为7000t/年;一般生活污水COD浓度约300mg/L,氨氮浓度约35mg/L。
3.2.5循环水池排水
根据工程可研报告,冷却塔循环水池排水18m3/h,288m3/d,全部作为清水排入雨水管网,不计入废水总量。
4废水处理工艺
4.1设计规模
根据环评和业主提供的水量数据,该处理系统设计处理水量为200t/d。
4.2设计进水指标
根据环评和业主提供的水质数据,考虑一定的安全系数(Kz=1.1),确定设计进水水质。详见表1。
表1设计进水水质指标
名称pH值CODcr/(mg/L)氨氮/(mg/L)SS/(mg/L)数值6~91820100420注:由于废水中含有有机氮,在水解过程中会形成氨氮,故设计值放大。
4.3设计出水指标
根据当地环保局和污水处理厂进水要求,该项目的出水水质执行《污水综合排放标准》(GB8978-1996)的二级标准,具体标准限制如表2。
表2设计出水水质指标
项目pH值SS/
(mg/L)CODcr/
(mg/L)BOD5/
(mg/L)NH3-N/
(mg/L)TP/
(mg/L)二级标准6~915015030251.0
4.4废水水质情况分析
该企业利用外购原料药生产片剂或胶囊,整个生产过程中,没有化学合成过程,因此没有工艺废水产生,只有生产线上的容器清洗水和料桶清洗水,因此项目所产生的废水相对浓度较低,污染较轻。
该企业使用的主要原辅料包括:左旋多巴、卡比多巴、甘露醇、硝苯地平、羟丙甲基纤维素及其他类型纤维素。其中硝苯地平不溶于水;左旋多巴及卡比多巴属于带苯环的芳香族类氨基酸,水中溶解度为5000mg/L,无生物毒性,苯环虽难以打开,但经过较长时间的污泥驯化,还是可生物降解;甘露醇溶于水,易生物降解;羟丙甲基纤维素及其他类型纤维素在水中溶涨,多以胶体形式存在于水中,难生物降解。上述物料只在清洗容器或料桶时会进入废水中,按 0.1%的流失量计算,上述物料在废水中的浓度只有几十ppm,对CODcr的贡献并不大。在生产过程中,丙酮作为溶剂大量使用,丙酮溶于水,因此我们分析 CODcr的贡献主要来自于丙酮,低浓度丙酮可生物降解。
该企业设有独立的研发中心,研发中心废水具有不确定性,建议单独收集并预处理。根据上述分析,该企业废水特点如下。
(1)废水主要是设备及车间清洗水,污染程度相对较轻,污染因子主要是 CODcr、氨氮及悬浮物。
(2)废水的COD浓度不高,组成COD的成分以丙酮、甲基纤维素、甘露醇左旋多巴等为主,除甲基纤维素外,其他均可生物降解,其中丙酮、甘露醇可生化性较好。
(3)甲基纤维素在水中溶胀,以胶体形式存在,硝苯地平不溶于水,这两类物质均可混凝沉淀去除。
(4)废水中不含生物毒性物质。
(5)废水中氨氮以有机氮形式存在,有机氮会逐渐降解为氨氮,造成废水中氨氮不降反升。
(6)研发中心废水量小,但水质多变,需特别予以关注。
4.5处理工艺的选择
根据对该企业的废水的分析,废水主要含有部分原辅料及溶剂,表现为有机污染和氨氮污染,无生物毒性,因此考虑以生化处理工艺为主体。废水中含有较多悬浮物和胶体物质,该部分物质难生化降解,考虑通过混凝沉淀去除。 废水中可溶COD组成以丙酮、甘露醇等可生化性较好成分居多,但也含一定的左旋多巴等可生化性较差物质,因此考虑采用水解+好氧的组合工艺。设置单独水解沉淀池,保持一定浓度的、有针对性的兼氧水解菌,将大分子有机物降解为小分子有机物,提高废水的B/C比为提高废水的可生化性,同时将有机氮转化为氨氮。
好氧工艺的选择需要考虑生物脱氮。生物脱氮主要通过硝化-反硝化实现,A/O工艺是一种成熟的生物脱氮工艺,并通过前置反硝化段,利用废水中有机物作为反硝化段的碳源,避免了外加碳源,减少了运行费用。
研发中心废水水量小,但水质难以确定,难以排除高浓、有毒有害废水的排放,因此,为保险起见,将研发中心废水单独收集,单独预处理。预处理工艺采用Fenton氧化工艺,FeSO4和H2O2通过链式反应,生产羟基自由基,为强氧化体系,能对苯环进行破环,降解废水中的难降解污染物,消除废水的毒性,并提高废水的B/C比,该工艺具有广泛的适用性,且操作方便。通过 Fenton氧化处理,基本可以消除废水的毒性,并提高废水可生化性,避免因不可预料的排放对生化处理系统的冲击。
经过上述组合工艺处理的废水,能满足连续稳定的出水排放要求。
4.6处理工艺流程
处理工艺流程见图1。
图1处理工艺流程4.7工艺说明
研发中心的实验废水自流到集水槽,通过泵提升到Fenton反应槽,反应槽内加酸,将pH值调节至3~4,加入FeSO4和H2O2进行反应。Fenton反应过后的废水加碱调节pH值至 8~9,并加入PAM,上清液排入调节池,污泥排到污泥池。
车间清洗废水及生活废水自流到调节池,在调节池均质均量后通过泵提升到反映池,反应池内投加PAC、PAM,通过搅拌机搅拌发生絮凝反应,形成大颗粒絮体,然后自流到混凝沉淀池,通过重力作用实现泥水分离,上清液自流到水解池,污泥排到污泥浓缩池。废水进到水解池后,通过潜水搅拌机实现泥水的充分混合,水解池后设置一道水解沉淀池,在沉淀池内泥水分离,上清液自流到A/O池,污泥回流到水解池前端,保持水解池内的生物量,剩余污泥排到污泥池。废水进入A/O池后,首先在A池与回流混合液及回流污泥混合,通过反硝化菌发生反硝化反应,将NO2-、NO3-转化为N2,混合通过潜水搅拌机实现。在O池设置曝气装置,通过好氧菌降解有机物,同时通过硝化菌发生硝化反应,将 NH3-N转化为NO2-、NO3-。O池末端进行混合液回流,将硝化液回流到A池,进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,实现泥水分离,上清液达标排放,污泥部分回流到A池,保持A/O池内的生物量,剩余污泥排放到污泥池。Fenton反应槽、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,通过压滤机将污泥压滤成泥饼,滤液回流至调节池,泥饼委托有资质的单位外运填埋处置。
5项目总投资预算
该投资未包括场地平整、地基处理、绿化、围墙道路、化验设施及COD在线仪等工程费用,土建费用约70万元、工艺设备约46万元、仪表14万元、管道及配件10.8万元、电气及控制6万元、安装费和运杂费5万元,外加设计费、调试费、工程管理费及税金等总投资约178万元。
6运行费用测算
该项目劳动定员2人,每人每月1500元,则人工费用为0.5元/m3废水,电费为0.78元/m3废水,药剂费为0.80元/m3废水,运行成本为2.08元/m3废水,运行费用为624元/d。
7结语
该项目工艺简单、操作简便、成本低廉,而且系统运行稳定可靠。项目实施后,该企业废水能达标排放,真正做到环境效益、经济效益和社会效益的统一。
参考文献:
[1]邓睿,汪晓军. Fenton试剂氧化-曝气生物滤池工艺深度处理制药废水[J]. 化工环保,2012,32(6):526~529.
[2]高雅慧,邴修伟,李荣芬,等. 水解酸化-AB生物法处理半合成制药废水[J]. 河北化工,2012,35(11):21~23,27.
[3]胡雪莲,孙茂然,庞艳,等. 高浓度制药废水处理工程实例[J]. 给水排水,2012,38(11):69~71.
篇3
关键词:有机废水;生物处理
有机废水无害化处理的首选方法是生物处理。这是由生物处理所具有的处理的相对彻底性(无二次污染或二次污染较小)以及运行费用低廉等优点决定的。
根据有机废水处理方面的特性可以将其划分为以下3类:①废水中的有机物易于生物降解,同时废水中的毒物含量很少。这类废水主要是生活污水和来自以农牧产品为原料的工业废水等;②废水中的有机物易于生物降解,同时废水中的毒物含量较多。这类废水主要来自印染、制革废水等;③废水中所含的有机物难于生物降解(生物降解速度极其缓慢),同时,废水中毒物可能较多、亦可能较少。这类废水主要来自造纸、制药废水等。
第①类废水可直接进行生物处理。第③类废水较为复杂,此处不作讨论。文章主要对第②类废水中的毒物作用机制及应对措施加以讨论。
1.毒物及其作用机制
废水中凡是能延缓或完全抑制微生物生长的化学物质,统称为有毒有害物质,简称毒物。这些毒物,从化学性质上来分可划分为有机物和无机物两大类。从处理的角度又可划分为能被生物处理段去除、转化的物质(如H2S、苯酚等,或称非稳定性毒物)和不能被生物处理段去除、转化的物质(如NaCl、汞、铜等,或称稳定性毒物)两大类。
毒物对微生物的作用机制主要有如下方式:
(1)损伤细胞结构成分和细胞外膜。
(2)损伤酶和重要代谢过程。一些重金属(铜、银、汞等)对酶有潜在的毒害作用,甚至在非常低的浓度下也起作用。这些重金属的盐类和有机化合物能与酶的-SH基结合,并改变这些蛋白质的三级和四级结构。
(3)竞争性抑制作用。当废水中存在一种化学结构与代谢物质相类似的有机物时便会发生。因为二者都能在酶的活性中心与酶相结合,它们的竞争将抑制中间产物的形成,使酶的催化反应速率降低。
(4)对细胞成分合成过程的抑制作用。当某些化学物质的结构类似于细胞成分的结构时,它们便会被细胞吸收并同化,结果是合成无功能的辅酶或导致生长停止。这种作用最典型的例子便是磺胺酸。
(5)抗生素对核酸的抑制作用。不少抗生素能专一地抑制原核生物的蛋白质合成。
(6)抗生素对核酸的抑制作用。
(7)对细胞壁合成的抑制作用。
2.菌种承受毒物的能力及菌种驯化法
微生物中存在不少能耐受常用代谢毒物的菌株,有的甚至能利用它们作为能源。化学物质对微生物的抑制作用与其浓度有直接关系,并随微生物的驯化而发生变化,经过驯化的微生物对有毒物质的适应能力将逐步加强。微生物这种巨大的适应性(变异性)是由它们的小体积决定的。如一个微球细胞仅具有约100000个蛋白质分子所能容纳的空间,如此小的体积决定了那些近期用不着的酶是不能储备的,许多分解代谢酶类只有当存在合适的基质时才会产生。在某些条件下这类可诱导的酶可占蛋白质总含量的10%.正是微生物的这种变异性,才使生物法处理含毒有机废水成为可能。但任何微生物承受毒物的能力都是有一定的极限的(此时的浓度叫极限允许浓度),正是这种极限又要求含毒物有机废水在生物处理前需要一定的预处理。
3.预处理方法
驯化是生物处理法中应对毒物的一种基本方法。但任何微生物承受毒物的能力都是有一定的极限的,毒物浓度超过极限允许浓度时就需要一定的预处理。目前,预处理法主要有稀释法、转化法和分离法。
3.1稀释法
污水中的毒物之所以成为毒物,是与其浓度有关的。当其浓度超过某一极限允许浓度时,毒物就成为毒物;在极限允许浓度以下时,毒物就不表现出毒性甚至成为营养。当废水中毒物浓度超过生物处理的极限允许浓度时,为保证生物处理的正常进行,可采用简单的稀释法,将废水中毒物浓度降低到极限浓度以下。
根据废水中毒物的稳定或非稳定性质,结合实际情况,可采取3种不同的稀释法:污水稀释法,处理出水稀释法,清水稀释法。
3.2转化法
化学物质只有在特定的情况下才会表现毒性,比如,硝基苯毒性较大,转化为苯胺后,毒性就大为降低。Cr6+的毒性很大,可是被还原为Cr3+后,毒性就大为降低。所以,可以通过化学方法,将有机废水中的毒物转化为无毒或毒性较低的物质,以保证生物处理的正常进行。这种方法对稳定性毒物或非稳定性毒物均适用。采用这种方法一定要注意两个问题:①转化后,稳定性毒物的浓度必须在生物处理极限允许浓度以下,非稳定性毒物的浓度必须保证生物处理的正常运行;②最终出水中,毒物浓度也应满足排放标准。
3.3分离法
利用分离的手段,将废水中的毒物转移到气相或固相中去,以保证废水生物处理的正常运转,这便是分离法的原理。此法对稳定性或非稳定性毒物均适用。采用这种方法时应注意如下几点:①分离后,废水中稳定性毒物浓度必须在生物处理的极限允许浓度之下,非稳定性毒物的浓度必须保证生物处理的正常运行;②必须保证最终出水各项指项(包括毒物)达到国家排放标准;③转移到气相或固相的毒物必须进行妥善处理,不允许出现二次污染。
篇4
电厂;化学废水;治理;利用
本文对某热电厂的废水治理与循环利用系统进行了分析,分循环补充水的处理、工业废水的处理、灰渣废水的处理、含煤废水的处理四个部分对其处理系统的工作原理和处理效果进行了分析,并提出了自己的看法。
电厂废水的来源:热电厂废水的来源主要是生活废水、工业废水、地面雨水三种。其工业废水的重要来源有:包括锅炉补给水处理系统排水,试验室排水,取样排水,循环水弱酸处理排水,主厂房内工业排水,锅炉化学清洗排水,空气预热器冲洗排水、打扫卫生用水、设备跑冒滴漏的汽水、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废水来源,冲洗设备水中含一定量的油渍;冲灰池的异常排放水;厂区周围的雨水。生活废水包括办公楼、食堂、公寓区的生活废水等。
电厂化学废水的处理与利用:循环补充水的处理。某热电厂循环补充水的处理流程为:矿井水到达厂区后,经过高效澄清器处理后进入清水箱,在被水泵泵入纤维过滤器出去其中的悬浮杂质和胶体等,再将其送入双弱酸阳离子交换器以降低循环水的硬度和碱度。热电厂循环补充水往往来自矿井水,多以地表水作为备用水源,循环补充水的处理采用弱酸处理。经处理后的循环水硬度应低于3.0mmol/L,碱度应低于5.0mmol/L。
图1 某热电厂工业废水的处理流程示意图
工业废水的处理。热电厂工业废水中,主厂房的工业排水一般能够符合废水排放标准,可直接排放,不符合排水标准的应经过处理后再排放。工业废水处理系统的工作流程如上图所示:
灰渣水的处理。该热电厂的灰渣水处理采用化学处理和物理处理相结合的方法,灰渣水处理系统一高效污水净化器和直流混凝技术为主。将灰渣水送入高效污水净化器进行混凝、离心分离、重力分离和过滤,分别从两端排出净化后的水和污泥废渣。
含煤废水的处理。一般来说,含煤废水是热电厂废水中较难处理的一种,由于这种废水悬浮物的粒径相当小,甚至使废水呈现胶体状态,从而增加了其处理难度。该电厂的含煤废水处理流程如下:将含煤废水送入煤水调节池,再将其送入煤水提升泵,送入煤水处理装置,经处理后的清水可回收利用。该流程如下图所示:
图2 某电厂含煤废水的处理流程示意图
热电厂是用水大户,应尤其注意对水资源的节约,对废水的循环利用,为了企业环保节能能力,提升对水资源的利用率和减少对环境的污染,热电厂应积极地完善自身废水处理系统。
[1]张素芬,王国强,牛青山.浅热电厂废水的处理与回收利用[J].现代营销,2011.02
[2]楚德全.某电厂污废水治理与资源化利用的环保节能实践[J].节能,2010.29
篇5
关键词:化学化工;废水排放;监测;治理
在进行化学化工实验时会产生实验废水,实验废水的组成成分比较复杂,直接排放到外界后会严重危害生态环境,对人们的生活也会产生不利影响,相关人员要做好废水的监测与治理工作,针对废水的实际情况,要用积极主动地态度去解决问题,采取有效措施处理化学化工实验废水的排放问题,保护生态环境。
1化学化工实验废水现状
在实验室进行化学化工实验时会产生大量的实验废水,化学化工实验也不仅仅只有一种,会根据实际需要做很多实验,由此排放出的实验废水也含有许多复杂的成分,比如重金属、酸碱、有害、有害有机物等成分,这些含有有害成分的实验废水常常会直接排放到外界,很容易被自然界中的动植物吸收,但是动植物本身却不能通过自身将实验废水中的有害物质排出体外,这些有害物质会在动植物体内蓄积,对动植物本身产生危害,造成动植物自身系统的紊乱,严重危害动植物的健康,甚至会出现动植物大量死亡的情况,而且实验室排放的废水量较大,时间也不固定,如果处理不到位,很容易破坏生态环境。目前,该废水已经引起研究者关注,正在探索有效的治理方法,努力改善生态环境[1]。
2废水排放监测与治理措施
2.1完善相关法律法规
为了做好化学化工实验废水的排放工作,需要对相关法律法规进行完善,制定与化学化工实验相符合的法律法规,发挥法律法规的制约作用,对于《中华人民共和国水污染防治法》要严格遵循,做好化学化工实验废水的排放还要参照我国的环境保护方面的法律,遵循环境保护的思想,将环境保护法贯穿到化学化工实验废水的排放工作中。对于废水的排放工作也要有相应地标准文件可以进行参考,比如对于磷肥工业方面排放的废水可以参考磷肥工业特有的文件,进行达标排放;监测人员要做好废水监测工作,判断实验废水是否达到排放标准,若不达到标就要严格制止废水进行排放,必要时可采取相应的惩罚措施。进行化学化工实验活动的人员在排放实验废水的时候也要严格执行排放标准,要认识到实验废水对环境的不利影响,采取积极主动的态度控制实验废水的排放,努力让实验废水达到排放的标准[2]。
2.2运用沉降反应方法
相关人员可以使用沉降反应方法处理化学化工实验废水,可以让废水达到脱脂效果,对废水进行脱脂要往废水中添入吸附物质,比如PAM这种类型的物质,去除废水中的酸性物质,加碱中和使废水的pH值达到正常水平,以便达到效果。相关人员可以通过过滤工具控制pH值,一般pH值的正常范围围绕着7.20比较好。相关人员还可采用中和方法对含有铬元素的化学化工实验废水进行处理,用胶凝物对废水实施混凝,往实验废水中添入一些胶凝物,比如NaOH、Na2SO2等物质,然后进行物理浮选,将废水中的固体悬浮物质去掉[3]。对于固体悬浮物质的标准应该不小于54mg•L-1,还要不超过60mg•L-1。对于废水中含有的CaCO3数量应该在300mg•L-1以内,要大于230mg•L-1。
2.3运用过滤设备处理废水
在处理化学化工实验废水时,可采用过滤设备,对滤后的废水要进行检测,可采用抽样的方法,选取少量的废水进行试验,将NaOH液体与选取的废水样本进行混合,查看是否有白色沉淀物出现,如果没有沉淀物,可以将试验废水进行排放,通过运用过滤设备排放废水,可以有效除掉废水中的杂质[4]。
2.4运用硫化物沉淀法
可以运用硫化物沉淀法处理化学化工实验废水,硫化物沉淀法属于难溶盐沉淀法,硫化物沉淀法有许多优点,比如可以使用处理后的水,如果不想使用也可以进行排放;与同样规模的石灰处理法进行比较,硫化物沉淀法成本较低;硫化物沉淀法与石灰处理法进行配合,既不会有很多的CaSO4渣,还可以降低CO2的排放量;还可以对废水中的金属进行回收,制造出金属硫化物产品,降低水处理成本。在运用硫化物沉淀法时,会受到一些因素的影响,要对这些因素进行考虑,比如金属离子的浓度等。在沉淀重金属离子时,要将硫化物的数量控制在正常范围内,如硫化物用量较多,会使多余的硫化物浪费掉,还有可能会产生S2-、HS-或者MS32-、MS22-等离子,影响沉淀物的品位;如果硫化物用量比较少,沉淀就会不全面,影响沉淀效果。比如对铜酸性废水进行处理时,有研究表明当Na2S用量为6.5mL•L-1时,溶液中0.319mg•L-1浓度的残余Cu2+,会有0.319%的沉渣铜;当Na2S用量为4.5mL•L-1时,溶液中会有0.329mg•L-1浓度的残余Cu2+,会有19.76%的沉渣铜;当Na2S用量为2.5mL•L-1时,溶液中会有18.55mg•L-1浓度的残余Cu2+,会有18.55%的沉渣铜[5]。如果废水中酸性较高,且伴随有比较多的重金属离子时,就要借助氢氧化物沉淀法处理废水,做好金属物质的回收工作,提高经济效益和社会效益。
2.5运用人工湿地的方法
在进行化学化工实验废水的处理时,还可以采用人工湿地处理技术,能有效地去除废水中的有机物,对于人工湿地的维护工作也很好管理,最主要的是运用人工湿地处理技术可以降低成本。人工湿地还可以去除废水中的氮和磷,氮和磷被湿地中的微生物和植物进行吸收并转化,对于脱氮来说,通过氨化影响有机氮可以矿化为氨氮,然后经过好氧影响,被硝化、亚硝化分别转化为NO3-N、NO2-N,在有机碳、缺氧环境中,通过反硝化被还原为N2,然后在返回到大气中,实现脱氮效果;对于脱磷来说,无机磷酸盐可以与土壤中的Ca2+、Fe3+等发生作用,其中在酸性或中性环境中与Al3+、Fe3+主要是产生生磷酸铝或磷酸铁沉淀,在碱性环境中与Ca2+生成羟基磷灰石,取得脱磷的效果。处理时,可以运用芦苇湿地处理方法,当芦苇床的水力负荷为3.33cm•d-1时,对于每年进水量COD459.16mg•L-1的超稠油废水,出水标准为COD77.21mg•L-1,去除率为COD83.18%;对于石油类27.65mg•L-1的超稠油废水,出水标准为石油类1.42mg•L-1,去除率为石油类94.86%[6]。pH值也下降了0.1,由此可以看出,对含油废水进行处理后减轻了环境污染,也没有对湿地芦苇的生长造成不良影响。对实验废水进行处理时运用人工湿地方法也是不错的选择。
2.6运用纳米技术等新型技术
近年来,随着科学技术的进步,一些新的技术也随之发展,比如纳米技术等。通过运用这些技术也可以对化学化工实验废水进行有效的处理,而且这些技术的运用花费不高、还能节省能源。对于纳米技术来说,在未来的废水处理中会有很好的应用前景。
3结语
为了促进社会的可持续发展,需要做好废水排放的监测和治理工作,对废水进行有效监测,运用科学方法搜集相关数据,专业技术人员要对数据进行仔细分析,得出有效信息,比如废水的污染情况等信息,然后根据实际情况进行废水处理,实施具体的废水处理方法,比如人工湿地法等,使废水得到有效治理,从而使化学化工行业得到有效发展,进而使社会得到有效发展,并建立一个美好的环境,促进社会的健康发展。
参考文献
[1]梁广.化学化工实验废水排放的监测分析与治理实践[J].化工管理,2016,(12):66-67.
[2]于劭鹏,乔世环.经济增长与人均废水排放关系--基于空间面板模型[J].现代商贸工业,2016,37(9):134-135;136.
[3]王秀丽,刘太春,万德庆,等.我国废水排放变化趋势及其环境影响分析[J].江西建材,2014,(3):288.
[4]陈艳卿.中国废水排放氨氮控制标准评述[J].环境科学与管理,2011,36(3):21-23;83.
[5]王学峰,王峰,江帆,等.广州珠江新城西塔污废水排放系统设计[J].给水排水,2012,38(10):76-81.
篇6
废水中的油污常常以悬浮状态、乳化状态、溶解状态三种状态存在。对于悬浮油来说,比较容易去除,采用物理法就可以。乳化油是非常难处理的,要采取高级氧化技术进行处理,例如超临界水氧化处理工艺,这种工艺是将乳化油和氧化剂(氧气或者过氧化氢)一起加入到釜式反应装置中在高温高压下进行反应,处理后的水非常清澈,出水的COD、BOD、TOC等可以达到废水一级排放标准;如果某些指标超标,还可以加入金属或者金属氧化物作为催化剂,超标的问题就会得到解决;还可以组合的工艺进行处理,例如混凝-砂滤-活性炭法的综合工艺。一旦乳化油溶解,即成为溶解油的形态,就可以利用活性炭进行处理。实验证明,活性炭对于油类有较强的吸附能力,可以净化废水中的油污。除此之外,膜分离和活性炭组合工艺也可以很好地处理乳化状态的油污,这种工艺具有投资少、占地小等诸多优点,膜分离可以将乳化油里面的大颗粒进行截留,滤过后的物质进到活性炭工艺中,活性炭将污染物质吸附,处理后的水质可达到废水二级排放标准。
2药品添加建议
为了保证废水得到有效的处理,同时电厂也在严格执行国家的环保政策和规定,确保废水处理站全天候满负荷进行,因此,再投加废水处理药剂时,每天都是冲击性的投加处理药剂,如果遇到气温不高或者废水中的有机物含量很低,就没有必要投加氧化剂,这样就会浪费资源,而且也会对出水产生影响。但当气温较高时,微生物在这样的环境下会快速进行繁殖和生长,作为负责添加药剂的操作工需要根据实际的运行情况添加适量的次氯酸钠,将有机物得到部分的清除,有效提高出水水质。而聚丙烯酰胺和聚合氯化铝的投加要满足一定的条件,当设备在稳定、安全运行时,水质在不停变化时不停的加入。聚合氯化铝是一个无机高分子化合物。它非常容易在水中溶解,而水解的时候会产生沉淀、吸附、凝聚和电化学等化学物理过程,它具有强烈的架桥吸附的作用。在水溶解的溶液里面有一定的氯离子,它是在氢氧化铝和三氯化铝之间的水解产物,因此如果投加过量的话,很有可能就会出现水中氯离子含量的直线上升。水经过了污水处理之后,就会通过循环冷却水系统内,因为系统的腐蚀防护和浓缩倍率的问题,我们对悬浮物SS和出水的氯离子都有一定的要求标准。
3电厂废水综合治理的发展趋势
随着国家对环保的支持力度的不断加大,同时社会公众环保意识的不断增强,电厂化学废水的处理也必须要做好,出水的水质必须符合国家的环保要求,因此,开发和研究新型的环境友好的电厂化学综合治理技术是未来的发展趋势,今后电厂化学废水处理技术的发展趋势应主要集中在以下方面:(1)针对现有电厂化学废水处理技术及工艺的不足,开发和研究新型的电厂化学废水处理系统,采用联合处理工艺,这样可以有效的发挥各种工艺的优势和特点,避免产生局限性。(2)深入探索和研究电厂化学废水的降解机理,为提高电厂化学废水处理效率提供坚实的理论基础。(3)加强对“环境友好”处理工艺和技术的开发和研究。其中,电催化法由于具有多种功能,便于综合治理;不添加化学试剂,可望避免产生二次污染;设备相对较为简单,易于自动控制等优点,应具有更为突出的发展潜力。
4结语
篇7
关键词:化工废水 基本特点 处理方法 思考
中图分类号:X78 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)01(b)-0131-02
化工废水主要是在工业生产过程中所排放的工业废水,分为有机化工废水和无机化工废水两大类。化工废水多种多样,且多数有剧毒,不容易净化,在生物体内有一定的积累作用,在水体中具有明显的耗氧性质,易使水质恶化,因此化工净水问题是大势所趋。
1 化工废水的类型及基本特点
1.1 化工废水的类型
化工废水分为无机化工废水和有机化工废水两大类。无机化工废水包括从无机矿物制取酸、碱、盐类等基本化工原料的工业废水,它们主要是生产中的冷却用水,废水中含酸、碱、盐类和悬浮物,有的还含硫化物或其他有毒物质。有机化工废水成分多样化,包括一些合成材料、人造纤维、油漆、涂料、药品制剂生产等过程中排放的废水,一般都有强烈耗氧性,毒性较强,因为多是人工合成的有机化合物,因此污染性强且不易分解。
1.2 化工废水的特点
(1)水质成分多数比较复杂,副产物较多,反应原料常为溶剂类物质或环状结构的化合物,在一定程度上增加了废水处理的难度。
(2)废水中污染物含量高,是因为生产中原料的不完全反应和使用的溶剂介质排入了废水体系造成的。
(3)化工废水中有许多对微生物有毒有害的有机污染物。如:卤素化合物、硝基化合物、具有杀菌作用的分散剂或表面活性剂等。
(4)生物难降解物质多,B/C比低,可生化性差。
(5)一般化工废水有较高的色度。
2 化工废水的治理方案
2.1 物理处理法
物理处理法一般用于去除废水中的漂浮物、悬浮固体、砂粒和油类等物质。操作成本较低,方便管理,处理效果也比较稳定。常用的处理方法有过滤法、沉淀法和气浮法等。但是这些方法对可溶性强的废水成分都不易去除,所以物理处理法一般用于其他处理方法的预处理。
(1)过滤法:利用具有孔粒状粒料层截留水中的杂质以达到降低水中悬浮物的效果。
(2)沉淀法:利用化工废水中悬浮颗粒的可沉淀性,在重力作用下自然沉淀,以达到固液分离的效果。
(3)气浮法:通过生成微小的吸附气泡将悬浮颗粒附带出水面的方法。
2.2 化学处理法
化学处理法一般是通过化学反应去除废水中的有机物和无机物杂质即溶解物质或胶体物质。操作相对比较麻烦,需要一定的经济支援,常用的处理方法有:混凝法、氧化还原法、电化学法等。
2.2.1 混凝法
主要作用对象是废水中的微小悬浮物与胶体物质,通过添加化学药剂产生的凝聚作用去除形成沉淀的胶体物质,混凝法不但可以去除废水中粒径极为细小的悬浮颗粒,还能有效的去除废水色度、微生物以及部分有机物等,但是受水的温度、pH值、水量以及水质等条件影响大,对可溶性好的物质去除率低。
2.2.2 氧化还原法
用氧化剂对废水中的有机物进行氧化以达到去除效果(如图1所示)。废水经过氧化还原,可使其中所含的有机和无机的有毒物质反应成毒性较小甚至无毒的物质,从而达到净化废水的目的。
常用的方法有空气氧化法,氯氧化法和臭氧氧化法。
(1)空气氧化法的反应原理(以硫化物为例)。
无机硫化物氧化:
2HS-+2O2=S2O32-+H2O
2S2-+2O2+H2O =S2O32-+2OH-
(部分)S2O32-+2O2+2OH-=SO42-+H2O
有机硫化物氧化:
RSNa+R’SNa+1/2O2+H2O=RS―SR’+NaOH
由于空气中的氧含量偏底,氧化能力相对比较弱,主要还是常用于还原性较强的废水处理。
(2)氯氧化法(以次氯酸钙和氧化氰化钠为例)。
2NaCN+5Ca(OCl)2+H2O=N2+2CO2+ 4CaCl2+Ca(OH)2+2NaCl
氯是最普便使用的氧化剂,主要用在含酚、氰等有机废水的处理上。
(3)臭氧氧化法。
臭氧(O3)是氧(O2)的同素异形体;常温、常压下为有特殊气味的蓝色气体,具有以下性质。
①不稳定性:常温、常压状态下O3极易自行分解为O2并释放出热量。
②溶解性:O3在水中的溶解度比纯O2高10倍,比空气高25倍。
③毒性:当空气中O3的浓度达到6.25×10-6 mol/L(0.3 mg/m3)时可以闻到臭味,就会对人的眼睛、鼻子、喉及呼吸道产生一定的刺激性;当浓度达到(6.25~62.5)×10-5 mol/L(3~30 mg/m3)时就会令人出现头痛、恶心及局部呼吸器官症状;当浓度达到3.125×10-4~1.25×10-3 mol/L(15~60 mg/m3)时则对人体危害相对较大;O3的毒性还与接触的时间长短有关。
④氧化性:O3氧化能力极强,它的氧化还原电位仅次于氟,利用这一特性它可以与无机物(亚铁、Mn2+、硫化物、硫氰化物、氰化物、氯等)发生氧化还原反应,也可以将烯烃、炔烃、芳香烃等有机物质氧化成醛类或有机酸。
由于以上臭氧的特性,臭氧氧化法主要用于废水三级处理中的以下几个方面。
①降低废水中的COD、BOD。
②杀菌消毒。
③增加水中溶解氧。
④脱色和脱臭味。
⑤降低浊度。
臭氧氧化能力极强,而且没有二次污染隐患,但是具有较强的腐蚀性,贮存设备昂贵。因此臭氧氧化法与氯氧化法一样能耗相对较大,且成本比较高,不适用于处理量大和浓度较低的化工废水。
2.2.3 电化学法:在电解槽中,由于废水中的有机
污染物在电极上发生氧化还原反应被去除,污染物在电解槽的阳极被氧化外,废水中的氯离子、氢氧根离子等也可在阳极放电而生成氯、氧由此间接地破坏污染物。但是通常在实际操作中为了强化阳极的氧化作用,减少电解槽的内阻,会在废水电解槽中加一些氯化钠,使阳极生成氯和次氯酸根,对废水中的无机物、有机物都有较强的氧化作用。
2.3 物化处理法
物化处理法是指通过物理化学反应,去除或分离废水中细小的悬浮物及溶解有机物。常用的有:吸附法、离子交换法、萃取法和膜分离法等,但是这些方法都只适用于某一类物质的分离,选择性强,成本偏高,且容易造成二次污染。
(1)吸附法是利用多孔性固体物质作为吸附剂,以吸附剂的表面吸附废水中的有机污染物的方法,活性炭是最常用的吸附材料之一,对分子量在400左右的染料分子脱色效果最佳,对分子量小的染料吸附性也比较好,而对疏水性染料脱色效果较差,再加上活性炭再生能力差,费用高,所以很难广泛使用。
(2)离子交换法是为了去除残存在废水中的细小悬浮物及溶解静态有机污染物,它是一种借助离子交换剂进行离子交换反应去除有害离子的方法,在水的软化和有机废水处理中得到了广泛应用。
(3)萃取法采用不能与水相溶却能溶解污染物的萃取剂,与废水充分接触,利用污染物在水和溶剂中不同的溶解度、分配比例,达到分离、提取污染物,净化废水的目的。
(4)膜分离法是利用半渗透膜进行分子过滤处理废水的方法,利用“半渗透膜”的性质,进行过滤分离。水能通过这种膜,但水中的悬浮物及溶质通不过,所以被称为半渗透膜,利用它可以除去溶解在水中的有机物和胶状物质。
2.4 生化处理法
生化处理法是指利用自然界存生的各种微生物的新城代谢功能将废水中的有机物分化成无害物质,达到净化废水作用。此方法成本较低,操作简单,但是对营养物质、pH值、温度等条件有一定要求,若单独采用生化法处理化工废水工作难度非常大,常用的方法有:活性污泥法、生物膜法和厌氧生化法等。
(1)活性污泥是利用悬浮生长的微生物絮体处理废水的方法,它由好氧微生物及其代谢吸附的有机物、无机物组成,与废水充分接触可以降解有机污染物。
(2)生物膜法是废水与着于载体表面的好氧微生物充分接触时通过生物膜吸附和氧化废水中的有机物净化废水的过程。
(3)厌氧生化法是在无氧条件下利用厌氧或兼氧生物将废水中的有机物分化为甲烷和二氧化碳的过程。主要由水解产酸细菌、产氢产乙酸细菌和产甲烷细菌联合作用完成,是一个复杂的生化过程。
每一次惊心动魄的污染事件引起的骚动都向政府敲响了警钟,尤其是水污染,保护水资源、保护环境势在必行!
参考文献
[1] 冯粒克,喻学敏,白永刚,等.化工园区混合化工废水处理技术研究[J].污染防治技术,2010(4):69-73.
[2] 彭松,蒋克彬,陈红艳.化工废水治理措施综述[J].江苏环境科技,2008(S1):122-124.
[3] 孙璐,张继义.混凝-活性炭吸附对化工废水深度处理效果的研究[J].北方环境,2010(1):55-58.
篇8
【关键词】煤气站,酚水处理,煤气发生炉
中图分类号:TQ548文献标识码: A
发生炉煤气站含酚废水的治理一直是个行业内头痛的难题。难就难在尽管处理的办法分门别类,但是没有一个令人满意的方法。能够彻底处理酚水的方法却成本太高,如直接焚烧法、生化法。能够节约成本的处理方法却处理不够彻底或管理难度大,如蒸发法处理酚水。目前处理酚水既经济又彻底的方法就是陶瓷厂采用的调制水煤浆燃烧法。不论哪一种处理方法都存在着一个共性的问题,那就是处理酚水的有效性问题。
1 直接焚烧法
直接焚烧法是利用焚烧炉进行焚烧。其工作原理是将含酚污水在850℃以上的高温条件下,将酚分子结构破坏裂解、燃烧,最终生成二氧化碳和水蒸气,从而达到环保排放的要求。焚烧炉一般以煤气站自产的煤气和焦油作为燃料。焚烧1吨酚水需要近1200~1300立方发生炉煤气,成本在450~500元以上。
目前煤气站采用的酚水焚烧炉有两种,一种是直接燃烧的焚烧炉,其热效率极低,一般不超过20%。下表为直燃式焚烧炉焚烧酚水数据。No.1为卧式直燃式焚烧炉焚烧酚水的数据。No.2为立式酚水焚烧炉焚烧酚水数据。
焚烧炉焚烧酚水数据
两段炉煤气按1500kcal/Nm3计,换算成两段炉煤气,需要量 1.26~1.32Nm3/kg 酚水。
第二种是带换热器的余热回收的焚烧炉,换热器有助燃空气换热器和酚水预热器两种。第一级为气风换热,第二级为气水换热。通过换热器回收一部分热量。其热效率可提高30~40%。
近年来蓄热式换热技术应用领域越来越宽,为了提高焚烧炉的燃烧效率和热效率拟采用蓄热技术改造目前采用的焚烧炉。
蓄热式换热技术,利用耐火材料作蓄热体,交替地被高温废气加热储存热量。再将蓄热体蓄存的热量与热空气或煤气,使空气和煤气获得高温预热,达到废热回收的效能。由于蓄热体是周期性地加热、放热,为了保证炉膛加热的连续性,蓄热体必须成对设置。同时,要有换向装置完成蓄热体交替加热、放热。蓄热室的换向时间一般在 10~30分钟。蓄热室的废气排出温度为 300℃左右,比传统的焚烧炉的排烟温度降低200~500℃左右。热效率可提高到50%以上。它能最大限度地回收出炉废气的余热,大幅度地节约燃料、降低成本。
新型蓄热技术,一是采用小球状、蜂窝状、片状、短圆柱状等陶瓷质蓄热体,其比表面积比传统蓄热格子砖增大几十倍甚至几百倍,因而换热效率高,并减小了蓄热室体积;二是采用新型换向设备,使换向时间大大缩短,换向时间仅为0.5~3分钟。由于缩短了换向时间,大大降低了工业炉窑烟气的排放温度,排烟温度只有200℃或更低。新型蓄热室可以将空气或煤气预热到接近出炉废气温度,温度效率达到85%以上,热效率达到70%以上。
2 生化法
对含酚污水进行生化处理是培养微生物,并利用微生物将污水中的酚类有机物消化吸收分解成H2O和CO2的过程。该方法根据微生物的承载方式及供氧方式的不同又可分为曝气法、接触氧化法、生物转盘法及生物滤池法等。生化法对进入生化池的污水水质要求较为严格,污水中焦油及酚等有机物浓度不可超过微生物所能承受的浓度,否则,需要将污水稀释后才能进入生化池,这样便限制了处理水量。同时微生物驯化比较困难,进水浓度超标、环境温度不适宜,都很容易限制微生物的生存。由于条件要求严格致使其处理成本相当高。除大型煤气站外一般不采用此种方法。单单生化系统处理成本大约在110~120元/t。其中有酚水中有3~4%的泥沙等沉淀物需要焚烧,也会花费一定费用。
3蒸发法处理酚水
蒸发脱酚法是使含酚污水加热后,酚就随水蒸发而进入蒸汽中,含有一定酚的水蒸汽进入发生炉空气管道,然后渗入空气中作为气化剂。在炉内,氧化层内因高温且有氧存在的条件下,酚就氧化生成二氧化碳和水,最终达到脱酚的目的。
工艺流程:根据煤气炉所产酚水的性质及酚水中含焦油、灰尘等杂质的情况,酚水在酚水池中进行四级沉淀过滤。酚水中的泥沙、油污及灰尘杂质先在第一级沉淀池中沉淀及除油,经沉淀除油后的酚水到第二级酚水沉淀池,焦油到焦油池。经过二级沉淀池对酚水沉淀过滤后再进入第三级渗透过滤池,在第三级渗透过滤池中装入粒度均匀的灰渣或者钾长石对酚水进一步吸附过滤处理,酚水再从第三级渗透过滤池溢流到第四级沉淀池中,最后经第四级沉淀后到洁净酚水池。由泵将洁净酚水送到一级换热器,酚水将从30℃升温到60-80℃。预热后的酚水再进入列管换热器,利用450-550℃的高温煤气与酚水进行热交换,将酚水汽化产生蒸汽。汽化后的酚水蒸汽接到煤气炉的汽风混合室与空气进行混合,混合后作为气化剂进入煤气炉的氧化层,酚类有机物在1250℃左右的高温下发生分解或参与反应。
但此种蒸发脱酚方法对使用的水质有一定的限制,如污水中的高沸点的有机物、重质油等在此过程中都不易蒸发,当水体中悬浮物及总固体含量高时,在加热过程中由于水的蒸发,杂质浓度相应的上升,就会造成水管的结垢和堵塞,所以要加强日常的管理维护工作,定期清理,保证其运行效果。
此种方法在煤气炉行业中应用较多。其优点:
(1)节约能源及成本,提高了对能源的综合利用:在煤气发生炉的冷煤气工艺中,煤气净化部分需要尽量降低煤气温度,以有效地除去煤气中的杂质,而这部分热量在此前的工艺中大部分被浪费掉;而在炉底鼓风中,则需要掺和高温蒸汽提高温度和水分含量。这就形成了一对矛盾,一方面热量被浪费,一方面又需要补充热量,这就造成了能量流动的不合理。该技术能够在降低污染的前提下解决这个问题:工艺风在吸收部分含酚废水的热量和蒸汽后,只需补充部分蒸汽即可达到饱和空气的目的,而且比以前的高温蒸汽与空气直接混合更充分,效果更好。
(2)含酚废水封闭运行,最大限度的降低了对周围环境的污染。
(3)该技术充分利用煤气站的自产蒸汽和下段煤气显热对酚水进行处理,节能降耗,大大降低了煤气站运行费用,不排放,不泄露,达到了环保要求。
以上介绍的几种酚水处理方法,都能满足国家的环保要求。如有水煤浆做为燃料的,即可用焚烧法,将酚水直接掺入水煤浆中焚烧,投资较低操作方便,但味道较大,周围环境较差;如水源较紧张的地区和企业可利用物理生化法,此种方法酚水处理可达到排放标准或做为工业循环用水;蒸发法处理酚水优势较大,目前在行业内应用较广。总之这几种方法各有其优缺点,需要根据企业不同的自身情况进行合理选择。
参考文献
【1】贺永德:现代煤化工技术手册 化学工业2004/3。
【2】施永生,傅中见:煤加压气化废水处理 化学工业2001/05。
【3】寇公:煤碳气化工程 机械工业1992/07。
篇9
[关键词]老旧热电厂 生产废水 综合治理 废水回用
中图分类号:X773 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)09-0303-02
引言
该热电厂始建于上世纪50年代,坐落在市区边缘,主要担负周边地区的生产用汽和冬季供暖任务,社会责任重大。经过5期扩建,目前还在使用的机组为二、三、四、五期。沈阳热电厂前三期项目投运较早,二期机组更是已运行31年,部分设备及工艺陈旧,在运行过程中产生的污废水量较多,而该厂尚未有先进的污水处理工艺,原有处理工艺已无法满足现在日益严格的环保要求。
原工业废水处理站于2002年8月投入试运行,该系统主要由调节池、气浮系统、过滤系统、加药系统、污泥系统几个子系统,现在气浮系统、过滤系统、污泥系统这几个关键系统出现了连续运行时间短或不能正常使用的问题,因此存在废水排放不达标的隐患;含煤废水处理工艺落后设备老化严重,已经不能满足国家环保要求,化学排水也存在不达标排放的问题。
综上,本电厂进行废水综合治理势在必行。
1 全厂废水种类及废水量及处理思路
根据电厂提供的水量平衡资料,全厂废水种类和数量(以采暖季统计)如下:
根据本表显示,目前废水基本都简单处理后排放或直接排放,没有做到分类处理和分级回收,业主取用了大量的自来水和地下水,很多水都经过简单的换热、冷却、冲洗即排放,水资源回用、循环使用率不高。
且由于原废水处理设施,含废水集中处理站、含煤废水、生活污水等设施均已大部分损坏,无法使用,导致目前的废水大多数均为未达标排放。
废水综合治理按照“节水优先、雨污分流、分级利用、达标排放”的原则进行改造,废水综合处理按全厂统一考虑治理,废水处理后充分利用。鉴于化学酸碱中和排水的和脱硫废水水质较差,含有高浓度离子,但是满足国家和当地的污水综合排放标准,所以酸碱中和排水和脱硫废水经过处理达标后全部排放。污废水排放从严执行国家《污水综合排放标准》(GB8978-1996)三级排放标准。其他类型的废水经过处理后水质较好,进行全厂回用,均应用于脱硫系统,以减少新鲜工业水和地下水的用量。
2 废水综合治理具体方式
(1) 沉渣池用水改造
沉渣池用水原来为工业水,沉渣后的水直接通过废水处理系统排放,水量浪费严重,损耗高达87.5t/h。设计改造成闭式循环,仅补充消耗水的量,补充的水量约为17.5t/h,水源可选取其余系统处理后的废水,节水70t/h。具体改造措施为增加一小型的机械冷却通风塔,使沉渣池的水循环使用。
(2) 锅炉排污水和转机冷却水可直接回收
锅炉排污水和转机冷却水由于其水质类同于工业水,原来都只是直接排放,造成水资源浪费,此部分的水可直接回收利用。合计22+30=52t/h的水。具体搞造措施为增加收集水池和收集水泵,回收至其余系统,其中17.5t/h可用于沉渣系统,其余34.5t/h的水回用至脱硫系统用水。
(3)工业废水处理系统
工业废水处理系统主要是处理锅炉冲灰水、浴池用水、输煤冲洗用水,水量小计为10+30+10=50t/h,根据工程经验分析:换热站排水、锅炉冲灰水主要污染物为悬浮物,浴池排水、洗手间及卫生清扫排水主要污染物为少量的有机物和悬浮物。几项水源混合后其主要污染物应该为悬浮物和少量的有机物。
工业废水主要通过混凝澄清处理去除悬浮物,污泥进行污泥脱水处理。工业废水处理系统拟设置如下的处理流程:
废水贮存池混凝反应槽澄清器回用水池过滤回用或排放
加药 污泥
污泥浓缩池脱水机泥饼去处置场。
设计工业废水处理系统容量为50t/h。经过处理后,可以产生的回用水量约为45t/h,另有5t/h的水作为系统内自用水消耗掉。此45t/的水可回用至脱硫系统用水。
(4)生活污水处理
由于本厂为老厂,配置人员较多,生活用水量较大,约为20t/h,产生相应的生活污水。原来生活污水基本未经有效处理就直接排放,本次处理方案是增加一套20t/h的生活污水处理装置。整套设备可实现无人值班、全自动控制要求。可根据进水水质、水量的变化自动控制系统的水泵、消毒等所有有关设备,使出水水质达到要求。正常情况,排泥采用定时自控;加氯采用氯饼加氯;清水提升泵根据回用水池水位自动控制。风机、水泵也可连续运行,定时自动互换。并设有设备故障声光报警,液位超高、过低声光报警,低负荷自动睡眠运行,高负荷自动满负荷运行。处理后的废水约为20t/h,处理后可直接回用至脱硫系统补水。
(5)化学再生酸碱中和废水处理系统
酸碱中和废水主要为锅炉补给水处理系统中的再生酸碱中和的废水。水量约为75t/h,酸碱中和废水处理流程为加酸(碱)调节pH至6~9合格,由于其依旧含有高浓度离子,不适合回用至工业水系统和除盐水处理系统,但是也满足排放标准。考虑本工程按照“节水优先、雨污分流、分级利用、达标排放”的原则,因此处理后的化学排水可全部排放。使用原有的中和池,并使用原来的中和水泵,增加一套pH监测设备。并将信号送至原化水车间控制室监控,根据监测数据操作中和水泵启停。
(6)脱硫废水处理系统
脱硫废水处理系统只要是由脱硫岛厂家成套供货,脱硫废水量约为42t/h。脱硫废水中含有的杂质主要包括悬浮物、过饱和的亚硫酸盐、硫酸盐以及重金属、COD等;其中有些是国家环保标准中要求控制的第一类污染物。脱硫废水中的各种重金属离子对环境有污染性,水质比较特殊,处理难度较大,因此,必须对脱硫废水进行单独处理。
脱硫废水净化处理,通常采用化学方法通过氧化、混凝、沉淀及pH调整等工艺,使废水SS、COD、重金属离子、氟化物等有害元素降至《污水综合排放标准》(GB8978-1996)的一级标准限值以下。
但由于该工艺仅能去除废水中的重金属、COD以及悬浮物,无法除去水中的高含量离子,所以不适合回收利用,故此系统废水建议直接排放。
原脱硫废水处理系统的装置经过技改,还可以适用,所以不在本次废水综合治理的范围内。
对于近期较为流行的脱硫废水蒸发浓缩结晶零排放工艺,由于其基建成本和运行成本均太贵昂贵,另考虑到脱硫废水已经处理达标排放,故本次废水综合治理不考虑废水零排放措施,采用更为经济合理的综合治理措施。
(7)厂区管道改造
由于本厂为老厂,各种建筑物众多,厂区管道错综复杂,废水综合治理工程涉及的废水点分布在全厂各个区域,需要将其分类回收、分类汇总处理,涉及厂区管道较多。厂区管道的布置需充分考虑电厂现有的管网设施情况,由于管道均为小管径管道,布置方式采用架空保温布置形式,不采用埋地等工作量大的布置型式。管道布置在后期会根据现场情况尽量利用原来的管架,局部地区采用增加小管架的方式。
3 废水综合治理后的情况比较
(1)水量分析
根据上述废水综合治理后,废水各系统水量情况汇总如下:
经过表格分析,原排水326.5过废水综合治理后排水量变为117t/h,减少排水209.5t/h。各系统废水处理后均回收利用,减少脱硫系统和沉渣系统取水204.5t/h。
(2)经济效益分析
各系统改造费用约为1138万元,含设备、基建、安装、调试等各种费用。根据业主反馈的资料,取水费用加上预处理费用折合系统用水费用为3元/吨水。排水费用为2元/吨水。经过废水综合治理后节约的取水和排水费用为209.5×3+204.5×2=1037.5元/小时。按年运行小时5500小时计,一年节约费用约为570万元。考虑运行费用及其余综合费用,预估2~4年即可回收投资成本。有着非常好的经济效益。
4 结论及建议
废水综合治理工程将之前的各种废水分类回收,分类处理回收利用。较少排水量209.5t/h,减少取水量204.5t/h,有着很好的节水效果且具有很高的经济效益。
另外其带来的环保意义更是巨大。废水综合直流将原来直接排放的废水分类处理后直接回收利用,充分节约了水资料,将处理后的废水变废为宝,充分回用,又减少了原来取水量,将电厂的生产水循环利用,有着很好的节水和环保意义。
针对目前国内还存在的众多老旧电厂,建议及时理清其全厂水利用情况,如果有类似的浪费水资源,排水不达标的情况,应积极主动地进行技改整治工作,不但有良好的经济效益,更带来丰厚的环境效益回报。符合国家目前大力提倡的环保治理可持续发展政策。
参考文献
1.《给水工程》 中国建筑工业出版社 1999年 严煦世等 主编.
2.《排水工程》中国建筑工业出版社 2000年 张自杰、林荣忱等主编.
3.《火力发电厂化学设计技术规程》 DL/T5068-2006.
篇10
关键词:电镀 重金属废水 治理技术
概述
电镀是利用化学和电化学方法在金属或在其它材料表面镀上各种金属。电镀技术广泛应用于机器制造、轻工、电子等行业。
电镀废水的成分非常复杂,除含氰(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。根据重金属废水中所含重金属元素进行分类,一般可以分为含铬(Cr)废水、含镍(Ni)废水、含镉(Cd)废水、含铜(Cu)废水、含锌(Zn)废水、含金(Au)废水、含银(Ag)废水等。电镀废水的治理在国内外普遍受到重视,研制出多种治理技术,通过将有毒治理为无毒、有害转化为无害、回收贵重金属、水循环使用等措施消除和减少重金属的排放量。随着电镀工业的快速发展和环保要求的日益提高,目前,电镀废水治理已开始进入清洁生产工艺、总量控制和循环经济整合阶段,资源回收利用和闭路循环是发展的主流方向。
1电镀重金属废水治理技术的现状
1 .1化学沉淀
化学沉淀法是使废水中呈溶解状态的重金属转变为不溶于水的重金属化合物的方法,包括中和沉法和硫化物沉淀法等。
1.1.1中和沉淀法
在含重金属的废水中加入碱进行中和反应,使重金属生成不溶于水的氢氧化物沉淀形式加以分离。中和沉淀法操作简单,是常用的处理废水方法。实践证明在操作中需要注意以下几点[1]:(1)中和沉淀后,废水中若pH值高,需要中和处理后才可排放;(2)废水中常常有多种重金属共存,当废水中含有Zn、Pb、Sn、Al等两性金属时,pH值偏高,可能有再溶解倾向,因此要严格控制pH值,实行分段沉淀;(3)废水中有些阴离子如:卤素、氰根、腐植质等有可能与重金属形成络合物,因此要在中和之前需经过预处理;(4)有些颗粒小,不易沉淀,则需加入絮凝剂辅助沉淀生成。
1.1.2硫化物沉淀法
加入硫化物沉淀剂使废水中重金属离子生成硫化物沉淀除去的方法。与中和沉淀法相比,硫化物沉淀法的优点是:重金属硫化物溶解度比其氢氧化物的溶解度更低,而且反应的pH值在7—9之间,处理后的废水一般不用中和。硫化物沉淀法的缺点是[2]:硫化物沉淀物颗粒小,易形成胶体;硫化物沉淀剂本身在水中残留,遇酸生成硫化氢气体,产生二次污染。为了防止二次污染问题,英国学者研究出了改进的硫化物沉淀法,即在需处理的废水中有选择性的加入硫化物离子和另一重金属离子(该重金属的硫化物离子平衡浓度比需要除去的重金属污染物质的硫化物的平衡浓度高)。由于加进去的重金属的硫化物比废水中的重金属的硫化物更易溶解,这样废水中原有的重金属离子就比添加进去的重金属离子先分离出来,同时防止有害气体硫化氢生成和硫化物离子残留问题。
1.2氧化还原处理
1.2.1 化学还原法
电镀废水中的Cr主要以Cr6+离子形态存在,因此向废水中投加还原剂将Cr6+还原成微毒的Cr3+后,投加石灰或NaOH产生Cr(OH)3沉淀分离去除。化学还原法治理电镀废水是最早应用的治理技术之一,在我国有着广泛的应用,其治理原理简单、操作易于掌握、能承受大水量和高浓度废水冲击。根据投加还原剂的不同,可分为FeSO4法、NaHSO3法、铁屑法、SO2法等。
应用化学还原法处理含Cr废水,碱化时一般用石灰,但废渣多;用NaOH或Na2CO3,则污泥少,但药剂费用高,处理成本大,这是化学还原法的缺点。
1.2.2 铁氧体法
铁氧体技术是根据生产铁氧体的原理发展起来的。在含Cr废水中加入过量的FeSO4,使Cr6+还原成Cr3+, Fe2+氧化成Fe3+,调节pH值至8左右,使Fe离子和Cr离子产生氢氧化物沉淀。通入空气搅拌并加入氢氧化物不断反应,形成铬铁氧体。其典型工艺有间歇式和连续式。铁氧体法形成的污泥化学稳定性高,易于固液分离和脱水。铁氧体法除能处理含Cr废水外,特别适用于含重金属离子的电镀混合废水。我国应用铁氧体法已经有几十年历史,处理后的废水能达到排放标准,在国内电镀工业中应用较多。
铁氧体法具有设备简单、投资少、操作简便、不产生二次污染等优点。但在形成铁氧体过程中需要加热(约70oC),能耗较高,处理后盐度高,而且有不能处理含Hg和络合物废水的缺点。
1.2.3 电解法
电解法处理含Cr废水在我国已经有二十多年的历史,具有去除率高、无二次污染、所沉淀的重金属可回收利用等优点。大约有30多种废水溶液中的金属离子可进行电沉积。电解法是一种比较成熟的处理技术,能减少污泥的生成量,且能回收Cu、Ag、Cd等金属,已应用于废水的治理。不过电解法成本比较高,一般经浓缩后再电解经济效益较好。
近年来,电解法迅速发展,并对铁屑内电解进行了深入研究,利用铁屑内电解原理研制的动态废水处理装置对重金属离子有很好的去除效果。
另外,高压脉冲电凝系统(High Voltage Electrocagulation System)为当今世界新一代电化学水处理设备,对表面处理、涂装废水以及电镀混合废水中的Cr、Zn、Ni、Cu、Cd、CN-等污染物有显著的治理效果。高压脉冲电凝法比传统电解法电流效率提高20%—30%;电解时间缩短30%—40%;节省电能达到30%—40%;污泥产生量少;对重金属去除率可达96%一99%[3]。
1.3 溶剂萃取分离
溶剂萃取法[4]是分离和净化物质常用的方法。由于液一液接触,可连续操作,分离效果较好。使用这种方法时,要选择有较高选择性的萃取剂,废水中重金属一般以阳离子或阴离子形式存在,例如在酸性条件下,与萃取剂发生络合反应,从水相被萃取到有机相,然后在碱性条件下被反萃取到水相,使溶剂再生以循环利用。这就要求在萃取操作时注意选择水相酸度。尽管萃取法有较大优越性,然而溶剂在萃取过程中的流失和再生过程中能源消耗大,使这种方法存在一定局限性,应用受到很大的限制。
1.4 吸附法
吸附法是利用吸附剂的独特结构去除重金属离子的一种有效方法。利用吸附法处理电镀重金属废水的吸附剂有活性炭、腐植酸、海泡石、聚糖树脂等。活性炭装备简单,在废水治理中应用广泛,但活性炭再生效率低,处理水质很难达到回用要求,一般用于电镀废水的预处理。腐植酸类物质是比较廉价的吸附剂,把腐植酸做成腐植酸树脂用以处理含Cr、含Ni废水已有成功经验。有相关研究表明,壳聚糖及其衍生物是重金属离子的良好吸附剂,壳聚糖树脂交联后,可重复使用10次,吸附容量没有明显降低[5]。利用改性的海泡石治理重金属废水对Pb2+、Hg2+、Cd2+有很好的吸附能力,处理后废水中重金属含量显著低于污水综合排放标准。另有文献报道蒙脱石也是一种性能良好的粘土矿物吸附剂,铝锆柱撑蒙脱石在酸性条件下对Cr 6+的去除率达到99%,出水中Cr 6+含量低于国家排放标准,具有实际应用前暑[6]。
1.5 膜分离技术
膜分离法是利用高分子所具有的选择性来进行物质分离的技术,包括电渗析、反渗透、膜萃取、超过滤等。用电渗析法处理电镀工业废水,处理后废水组成不变,有利于回槽使用。含Cu2+、Ni2+、Zn2+、Cr6+等金属离子废水都适宜用电渗析处理,已有成套设备。反渗透法已大规模用于镀Zn、Ni、Cr漂洗水和混合重金属废水处理。采用反渗透法处理电镀废水,已处理水可以回用,实现闭路循环。液膜法治理电镀废水的研究报道很多,有些领域液膜法已由基础理论研究进入到初步工业应用阶段,如我国和奥地利均用乳状液膜技术处理含Zn废水,此外也应用于镀Au废液处理中[7]。膜萃取技术是一种高效、无二次污染的分离技术,该项技术在金属萃取方面有很大进展。
1.6 离子交换处理法
离子交换处理法是利用离子交换剂分离废水中有害物质的方法,应用的离子交换剂有离子交换树脂、沸石等等,离子交换树脂有凝胶型和大孔型。前者有选择性,后者制造复杂、成本高、再生剂耗量大,因而在应用上受到很大限制。离子交换是靠交换剂自身所带的能自由移动的离子与被处理的溶液中的离子通过离子交换来实现的。推动离子交换的动力是离子间浓度差和交换剂上的功能基对离子的亲和能力,多数情况下离子是先被吸附,再被交换,离子交换剂具有吸附、交换双重作用。这种材料的应用越来越多,如膨润土[11],它是以蒙脱石为主要成分的粘土,具有吸水膨胀性好、比表面积大、较强的吸附能力和离子交换能力,若经改良后其吸附及离子交换的能力更强。但是却较难再生,天然沸石在对重金属废水的处理方面比膨润土具有更大的优点:沸石[9]是含网架结构的铝硅酸盐矿物,其内部多孔,比表面积大,具有独特的吸附和离子交换能力。研究表明[10],沸石从废水中去除重金属离子的机理,多数情况下是吸附和离子交换双重作用,随流速增加,离子交换将取代吸附作用占主要地位。若用NaCl对天然沸石进行预处理可提高吸附和离子交换能力。通过吸附和离子交换再生过程,废水中重金属离子浓度可浓缩提高30倍。沸石去除铜,在NaCl再生过程中,去除率达97%以上,可多次吸附交换,再生循环,而且对铜的去除率并不降低。
1.7 生物处理技术
由于传统治理方法有成本高、操作复杂、对于大流量低浓度的有害污染难处理等缺点,经过多年的探索和研究,生物治理技术日益受到人们的重视。随着耐重金属毒性微生物的研究进展,采用生物技术处理电镀重金属废水呈现蓬勃发展势头,根据生物去除重金属离子的机理不同可分为生物絮凝法、生物吸附法、生物化学法以及植物修复法。
1.7.1 生物絮凝法
生物絮凝法是利用微生物或微生物产生的代谢物进行絮凝沉淀的一种除污方法。微生物絮凝剂是一类由微生物产生并分泌到细胞外,具有絮凝活性的代谢物。一般由多糖、蛋白质、DNA、纤维素、糖蛋白、聚氨基酸等高分子物质构成,分子中含有多种官能团,能使水中胶体悬浮物相互凝聚沉淀。至目前为止,对重金属有絮凝作用的约有十几个品种,生物絮凝剂中的氨基和羟基可与Cu2+、 Hg2+、Ag+、Au2+等重金属离子形成稳定的鳌合物而沉淀下来。应用微生物絮凝法处理废水安全方便无毒、不产生二次污染、絮凝效果好,且生长快、易于实现工业化等特点。此外,微生物可以通过遗传工程、驯化或构造出具有特殊功能的菌株。因而微生物絮凝法具有广阔的应用前景。
1.7.2 生物吸附法
生物吸附法是利用生物体本身的化学结构及成分特性来吸附溶于水中的金属离子,再通过固液两相分离去除水溶液中的金属离子的方法。利用胞外聚合物分离金属离子,有些细菌在生长过程中释放的蛋白质,能使溶液中可溶性的重金属离子转化为沉淀物而去除。生物吸附剂具有来源广、价格低、吸附能力强、易于分离回收重金属等特点,已经被广泛应用。
1.7.3 生物化学法
生物化学法指通过微生物处理含重金属废水,将可溶性离子转化为不溶性化合物而去除。硫酸盐生物还原法是一种典型生物化学法。该法是在厌氧条件下硫酸盐还原菌通过异化的硫酸盐还原作用,将硫酸盐还原成H2S,废水中的重金属离子可以和所产生的H2S反应生成溶解度很低的金属硫化物沉淀而被去除,同时H2SO4的还原作用可将SO42-转化为S2-而使废水的pH值升高。因许多重金属离子氢氧化物的离子积很小而沉淀。有关研究表明,生物化学法处理含Cr 6+浓度为30—40mg/L的废水去除率可达99.67%—99.97%[11]。有人还利用家畜粪便厌氧消化污泥进行矿山酸性废水重金属离子的处理,结果表明该方法能有效去除废水中的重金属。赵晓红等人[12]用脱硫肠杆菌(SRV)去除电镀废水中的铜离子,在铜质量浓度为246.8 mg/L的溶液,当pH为4.0时,去除率达99.12%。
1.7.4 植物修复法[13]
植物修复法是指利用高等植物通过吸收、沉淀、富集等作用降低已有污染的土壤或地表水的重金属含量,以达到治理污染、修复环境的目的。植物修复法是利用生态工程治理环境的一种有效方法,它是生物技术处理企业废水的一种延伸。利用植物处理重金属,主要有三部分组成:(1)利用金属积累植物或超积累植物从废水中吸取、沉淀或富集有毒金属;(2)利用金属积累植物或超积累植物降低有毒金属活性,从而可减少重金属被淋滤到地下或通过空气载体扩散:(3)利用金属积累植物或超积累植物将土壤中或水中的重金属萃取出来,富集并输送到植物根部可收割部分和植物地上枝条部分。通过收获或移去已积累和富集了重金属植物的枝条,降低土壤或水体中的重金属浓度。在植物修复技术中能利用的植物有藻类、草本植物、木本植物等。
藻类净化重金属废水的能力,主要表现在对重金属具有很强的吸附力[14],利用藻类去除重金属离子的研究已有大量报道[15]。褐藻对Au的吸收量达400 mg/ g,在一定条件下绿藻对Cu、Pb、La、Cd、Hg等重金属离子的去除率达80 %—90 %,马尾藻、鼠尾藻对重金属的吸附虽然不及绿海藻,但仍具有较好的去除能力。
草本植物净化重金属废水的应用已有很多报道。凤眼莲是国际上公认和常用的一种治理污染的水生漂浮植物,它具有生长迅速,既能耐低温、又能耐高温的特点,能迅速、大量地富集废水中Cd、Pb、Hg、Ni、Ag、Co、Cr等多种重金属。有关研究发现[16]凤眼莲对钴和锌的吸收率分别高达97%和80%。此外,还有很多草本植物具有净化作用,如喜莲子草、水龙、刺苦草、浮萍、印度芥菜等。
木本植物具有处理量大、净化效果好、受气候影响小、不易造成二次污染等等优点,受到人们广泛关注。同时对土壤中Cd、Hg等有较强的吸附积累作用,由胡焕斌等[17]试验结果表明:芦苇和池杉对重金属Pb和Cd都有较强富集能力。
转贴于 2电镀重金属废水治理技术展望
随着全球可持续发展战略的实施,循环经济和清洁生产技术越来越受到人们关注。电镀重金属废水治理从末端治理已向清洁生产工艺、物质循环利用、废水回用等综合防治阶段发展。未来电镀重金属废水治理将突出以下几个方面:
(1)贯彻循环经济、重视清洁生产技术的开发与应用;提高电镀物质、资源的转化率和循环使用率;从源头上削减重金属污染物的产生量,并采用全过程控制、结合废水综合治理、最终实现废水零排放。
(2)电镀重金属废水的处理技术很多,其中生物技术是具有较大发展潜力的技术,具有成本低、效益高、不造成二次污染等优点。随着基因工程、分子生物学等技术的发展和应用,具有高效、耐毒性的菌种不断培育成功,为生物技术的广泛应用提供了有利条件。对于已经污染的、范围大的外环境,可采用植物修复技术治理,在治污的同时,不仅美化了环境,还可以获得一定的经济效益。
(3)综合一体化技术是未来电镀废水治理技术的热点。电镀废水种类繁多,各种电镀工艺差异很大,仅使用一种废水治理方法往往有其局限性,达不到理想的效果。因此,综合多种治理技术特点的一体化技术应运而生。
3 结束语
综上所述,虽然化学法、物理化学法、生物化学法都可以治理和回收废水中的重金属,但通过生物化学法处理重金属污水成本低、效益高、容易管理、不给环境造成二次污染、有利于生态环境的改善。但生物化学法也有一定的局限性,无论是植物还是微生物,一般都具有选择性,只吸取或吸附一种或几种金属,有的在重金属浓度较高时会导致中毒,从而限制其应用。尽管如此生物化学法的研究和发展仍有广阔前景,许多学者通过基因工程、分子生物学等技术应用,使生物具有更强的吸附、絮凝、整治修复能力。我们应该充分利用自然界中的微生物与植物的协同净化作用,并辅之以物理或化学方法,寻找净化重金属的有效途径。
[参考文献]
[1]何升霞,姬相艳。利用废铁屑处理含铬废水试验研究[J]。油气田环境保护,2002,10(2): 36—37。
[2]苏海佳,贺小进,谭天伟。球形壳聚糖树脂对含重金属离子废水的吸附性能研究[J]。北京大学学报,2003,30(2):19—22。
[3]翁国坚,李湘祁,烫德平,等。铝锆柱撑蒙脱石处理Cr6+废水的应用研究[J]。福州大学学报,2003,31(1):116—119。