緒論:寫(xiě)作既是個(gè)人情感的抒發(fā),也是對(duì)學(xué)術(shù)真理的探索,歡迎閱讀由發(fā)表云整理的11篇廢水處理工藝論文范文,希望它們能為您的寫(xiě)作提供參考和啟發(fā)。
2物化處理階段
乳飲料廢水中含有一些呈膠體狀態(tài)的食品添加劑,諸如增稠劑、穩(wěn)定劑等。這些物質(zhì)大多是長(zhǎng)鏈分子,生化降解所需時(shí)間較長(zhǎng)。在生化系統(tǒng)之前先通過(guò)物化處理,將這部分膠體物質(zhì)去除,可減輕生化系統(tǒng)的處理壓力。乳飲料廢水具有一定的粘滯性,不溶于水的膠體物質(zhì),通過(guò)加藥混凝形成的礬花依然質(zhì)輕,易上浮,可采用氣浮處理。氣浮處理裝置有多種形式,對(duì)乳飲料廢水而言,實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)顯示平流式加藥溶氣氣浮效果較好,對(duì)CODCr的去除率可達(dá)到30%~40%。加壓溶氣水的產(chǎn)生可采用溶氣罐或溶氣水泵的形式。德國(guó)的EDUR水泵通過(guò)葉輪切割直接形成溶氣水,效果較好,但造價(jià)昂貴,維修費(fèi)用高。
3生化處理階段
生化處理系統(tǒng)是廢水處理的中心環(huán)節(jié),它直接關(guān)系到出水水質(zhì)的好壞、運(yùn)行成本的高低。在生化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上,要注重各生化水池布水的均勻性,盡量減少水流阻力,確保水流通暢。對(duì)乳飲料廢水的A/O生化處理系統(tǒng),A為水解酸化池,O為接觸氧化池。對(duì)生化處理階段的設(shè)置有以下建議。水解酸化池可將大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化為小分子物質(zhì),提高廢水的可生化性,為后續(xù)的好氧生化處理創(chuàng)造良好的環(huán)境。水解池的水力停留時(shí)間以不小于5h為佳,容積負(fù)荷取6.0~7.5kg[CODCr]/(m3•d),溶解氧的質(zhì)量濃度取0.3~0.5mg/L。水解酸化池可分為膜法和泥法2種形式。采用膜法水解酸化池,在反應(yīng)池內(nèi)加掛組合填料,設(shè)置曝氣器或潛水?dāng)嚢铏C(jī)以維持污泥和廢水處于一個(gè)穩(wěn)定的混合狀態(tài)。膜法水解酸化池進(jìn)水方式推薦采用推流式,該進(jìn)水方式應(yīng)用效果較好。采用泥法水解酸化,反應(yīng)池內(nèi)不需要懸掛填料和設(shè)置攪拌裝置,廢水通過(guò)池底的布水裝置進(jìn)水。采用泥法設(shè)置時(shí),要重點(diǎn)考慮進(jìn)、出水系統(tǒng)。進(jìn)水可采用產(chǎn)品化的布水器或設(shè)置穿孔布水管。在池中懸浮污泥層設(shè)置靜壓排泥管,及時(shí)抽泥,避免進(jìn)水口堵塞,影響布水均勻性。泥法水解酸化池受進(jìn)水方式的影響較大,不易控制。接觸氧化池是一種膜法處理工藝,在曝氣池中設(shè)置填料,將其作為生物膜的載體,避免污泥膨脹并提高微生物的量。當(dāng)廢水流經(jīng)填料時(shí),在生物膜和懸浮的活性污泥共同作用下,廢水得到凈化。接觸氧化池的水力停留時(shí)間以20h以上為佳,容積負(fù)荷取1~2kg[CODCr]/(m3•d),溶解氧的質(zhì)量濃度取2~4mg/L。在接觸氧化池曝氣器的選擇上,目前廣泛采用盤(pán)式微孔曝氣器和管式微孔曝氣器,其中盤(pán)式曝氣器常用有膜片式、旋流剪切式等。膜片式微孔曝氣器有直徑200、250、300mm等不同規(guī)格,旋流剪切式有260、460mm等。管式曝氣器長(zhǎng)度常選用500、750、1000mm等。幾種曝氣器各有優(yōu)點(diǎn),膜片式曝氣器曝氣均勻,使用效果好;旋流剪切式曝氣器使用壽命長(zhǎng);管式曝氣器安裝方便。膜法生化池最大的特點(diǎn)是在池內(nèi)懸掛填料,常用的生化填料有彈性填料、軟性填料、組合式填料等,對(duì)乳飲料廢水處理工程,因污泥質(zhì)輕,采用組合式填料較好。懸掛填料采用的填料支架,直接決定填料的使用壽命。目前,關(guān)于填料支架尚沒(méi)有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范要求。很多工程項(xiàng)目采用塑料繩作為填料的支撐架,投入使用不足1a,塑料繩遇水發(fā)脹斷裂,就需重新更換填料,使生化系統(tǒng)的維護(hù)周期縮短。因此,在生化水池的設(shè)計(jì)上,應(yīng)設(shè)置牛腿,并在牛腿上設(shè)置預(yù)埋鐵板或不銹鋼板,以固定填料支架。對(duì)設(shè)置牛腿的生化水池,填料支架做法可參考圖2進(jìn)行。生化池內(nèi)設(shè)置牛腿,上下兩層,牛腿上預(yù)埋M1板。采用10#槽鋼,焊接在預(yù)埋板上,間距1.8m,中間增設(shè)橫梁和立柱,填料支架采用12#螺紋鋼制作,螺紋鋼間距為150mm。填料直接懸掛在硬性承接螺紋鋼上,可大大提高填料的使用壽命。若條件允許,填料支架可采用不銹鋼材質(zhì)制作,日后生化水池維護(hù),只更換填料即可,無(wú)需再次制作填料支架。一些改造項(xiàng)目,生化池內(nèi)未設(shè)置牛腿,對(duì)此類生化水池,填料支架做法可參考圖3進(jìn)行。對(duì)于未設(shè)置牛腿的生化水池,尤其是舊有系統(tǒng)的維護(hù),填料支架的做法可采用池底生根布置,用10#槽鋼或同類材料,固定于池底,并在側(cè)部固定,作為立柱,隨后主支撐采用10#槽鋼布置,間距為1.8m,填料支架采用12#螺紋鋼制作。取消填料支架直接固定池壁的做法,避免水池清理時(shí),池壁受到水力擠壓及填料拉伸的影響,維持構(gòu)筑物池壁穩(wěn)固。
4沉淀-污泥處理階段
二沉池的運(yùn)行對(duì)污水處理站的出水水質(zhì)有著至關(guān)重要的影響,一旦二沉池運(yùn)行出現(xiàn)問(wèn)題,出水SS濃度就會(huì)明顯升高,導(dǎo)致出水水質(zhì)惡化。針對(duì)乳飲料廢水處理工程,二沉池的表面負(fù)荷取0.75~0.90m3/(m2•h)。同時(shí)應(yīng)慎用斜管沉淀池,不少小型乳飲料廢水處理站,二沉池多采用斜管沉淀池。只考慮到了斜管沉淀池節(jié)省占地及投資的優(yōu)勢(shì),而忽略了實(shí)際使用效果。乳飲料廢水的生化污泥質(zhì)輕,不易沉淀,污泥發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣,會(huì)沖擊斜管,導(dǎo)致斜管填料塌陷。在小型乳飲料廢水處理工藝中二沉池的選擇上,建議選用豎流式或平流式二沉池。二沉池污泥泵建議選用自吸式污泥泵,同時(shí)二沉池池底每個(gè)泥斗應(yīng)單獨(dú)設(shè)立排泥管,不可并用。氣浮系統(tǒng)產(chǎn)生的物化污泥與生化系統(tǒng)的剩余污泥都混合在污泥濃縮池內(nèi)濃縮,因物化污泥質(zhì)輕,會(huì)導(dǎo)致污泥濃縮池出現(xiàn)上層氣浮泥渣、中層水、下層生化污泥的現(xiàn)象,故而污泥濃縮池的設(shè)計(jì)除設(shè)計(jì)泥斗外,可加設(shè)框式攪拌機(jī),將物化污泥混入生化污泥內(nèi),以保證物化污泥得到及時(shí)處理。濃縮后的污泥可通過(guò)自吸污泥泵或螺桿泵抽入壓濾機(jī)壓濾,壓濾后的干污泥交由專業(yè)機(jī)構(gòu)處理。
沉淀法是化學(xué)方法中的一種,在對(duì)汞廢水的處理中效果較為明顯,且具有可行性。一般使用促進(jìn)沉淀發(fā)生的催化劑為Na2S,應(yīng)用效果為:Hg2++S2—HgS下降。沉淀法是對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中含汞廢水的酸堿值進(jìn)行改變,將其控制在9-11之間,Na2S的增加量是基礎(chǔ)增加量的5-20,將兩者進(jìn)行綜合,添加質(zhì)量數(shù)值為0.01%-0.03%的無(wú)機(jī)凝結(jié)劑,在沉淀之后進(jìn)行濾除清澈的部分,這種沉淀法能夠降低廢水中汞的濃度。
1.2交換法
交換法是進(jìn)行離子樹(shù)脂之間的交換,將這種方法使用在汞廢水的處理中,能夠有效的進(jìn)行汞含量的處理,特別是堿性較大的陰性離子進(jìn)行交換樹(shù)脂以及擁有選擇性的綜合樹(shù)脂,交換的時(shí)間短,較少污染能力較強(qiáng),擁有良好的化學(xué)穩(wěn)定性,體現(xiàn)出這種方法的有效性。交換法是將幾種樹(shù)脂裝柱組成廢水凈化系列,這樣含汞廢水通過(guò)幾個(gè)交換柱后,出水中檢驗(yàn)不出來(lái)汞。
1.3加熱法
加熱法是進(jìn)行蒸發(fā)然后使物體被濃縮出來(lái)的方法,蒸發(fā)的晶體是蒸發(fā)的催化劑,促使溶液溶解速度不平衡達(dá)到平衡,不間斷的進(jìn)行蒸發(fā)流程,把多余的溶液物質(zhì)進(jìn)行結(jié)晶分析的過(guò)程,適用于溶解的速度會(huì)因?yàn)闇囟鹊淖兓话l(fā)生較大變化的物質(zhì)。蒸發(fā)結(jié)晶的安裝設(shè)置由七部分組成,分別是:兩個(gè)加熱空間;兩個(gè)分離空間;表層制冷機(jī)器;真空泵;離心作用的機(jī)器。將含汞廢水的酸堿值調(diào)節(jié)到酸堿度適中的之后,使用兩種加熱空間和兩種分離空間的蒸發(fā)法進(jìn)行處理。廢水中的物質(zhì)在第一個(gè)加熱空間和第一個(gè)分離空間中沒(méi)有形成結(jié)晶,但可以增強(qiáng)蒸發(fā)效果,促使在第二個(gè)加熱空間和第二個(gè)分離空間中出現(xiàn)結(jié)晶,因此,加熱法可以有效的進(jìn)行汞廢水的處理,使廢水中的汞含量去除率達(dá)85%以上。
1.4電解法
利用微電解技術(shù)進(jìn)行廢水除汞,主要是在微電解的流程中加載金屬物質(zhì)和其他增加物,通過(guò)水環(huán)節(jié)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),汞就會(huì)被分解出,再通過(guò)濾除環(huán)節(jié)就可以去除掉廢水中的汞,減少污染現(xiàn)象。在進(jìn)行微電解除汞時(shí),酸堿值要適中,不能太大,也不能太小,需要在反應(yīng)器中放置半個(gè)小時(shí),經(jīng)過(guò)微電解的環(huán)節(jié)和處理,可以有效的降低廢水中的汞含量,使汞含量達(dá)到廢除處理的要求。
2電石法聚氯乙烯含汞廢水處理
聚氯乙烯(Polyvinylchloride)是氯乙烯單體,在過(guò)氧化物中的誘發(fā)劑,曾經(jīng)是全世界生產(chǎn)數(shù)量最大的一般塑料,應(yīng)用非常廣泛,比如:工程材料、生活用品、電線管道、包裝材料等。據(jù)相關(guān)資料和數(shù)據(jù)顯示,2012年,我國(guó)的聚氯乙烯生產(chǎn)數(shù)量達(dá)到1300萬(wàn)噸,一種電石法聚氯乙烯的生產(chǎn)數(shù)量就有1000萬(wàn)噸,對(duì)汞的利用率較大,占整個(gè)中國(guó)使用汞總量的80%以上,使用汞的流程主要有以下七個(gè)方面的內(nèi)容,分別是:廢汞催化劑;去除催化劑中的廢水;轉(zhuǎn)化器中的活性炭去除汞含量;溶解吸附汞;含汞廢水中的堿性物質(zhì);進(jìn)行廢水除汞之后的廢水物質(zhì);除汞之后的流程。在氯乙烯單體的生成環(huán)節(jié)中,由于氯化汞會(huì)因?yàn)闇夭钭兇螅瑥墓腆w形態(tài)不經(jīng)過(guò)液體形態(tài)直接變成氣體形態(tài),造成汞的浪費(fèi),剩余大量的汞滯留在廢水的催化劑中,在直接有固體形態(tài)轉(zhuǎn)變到其他形態(tài)的過(guò)程中,浪費(fèi)的汞會(huì)順著某些物質(zhì)反應(yīng)形成的粗制氯乙烯氣體流入進(jìn)之后的廢水凈化體系中,出現(xiàn)一連串的含汞物質(zhì)。在電石法聚氯乙烯制造業(yè)中含汞廢水中的汞濃度較高,但是水量卻較少,為了去除其中的汞含量,可以先使用沉淀法,降低廢水中的汞濃度,然后使用離子交換法,促使汞廢水的處理符合標(biāo)準(zhǔn)要求,這兩種方法,操作起來(lái)都比較方便且簡(jiǎn)單,能夠有效的對(duì)電石法聚氯乙烯汞廢水進(jìn)行處理,具有良好的經(jīng)濟(jì)效益,可以促進(jìn)工業(yè)進(jìn)程的發(fā)展。
姓名 專業(yè) 環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理技術(shù) 班級(jí) 學(xué)號(hào)
一、 任務(wù)情況描述:
(1)熟悉甲醇生產(chǎn)工藝及操作參數(shù),搜集甲醇廢水處理相關(guān)資料并分析研究。
(2)進(jìn)一步熟悉甲醇生產(chǎn)工藝及操作參數(shù),優(yōu)選甲醇廢水處理工藝。
(3)分析優(yōu)化甲醇廢水處理工藝。
二、任務(wù)完成計(jì)劃:
2.23~3.23熟悉甲醇生產(chǎn)工藝及操作參數(shù),搜集甲醇廢水處理相關(guān)資料并分析研究。
3.24~4.24進(jìn)一步熟悉甲醇生產(chǎn)工藝及操作參數(shù),優(yōu)選甲醇廢水處理工藝。
4.25~5.25做好本職工作同時(shí),認(rèn)真撰寫(xiě)并修改論文。
5.26~6.07 資料整理,準(zhǔn)備答辯。
三、計(jì)劃答辯時(shí)間:
XX.06.08~XX.06.14
實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師(簽字): 系學(xué)生頂崗實(shí)習(xí)領(lǐng)導(dǎo)小組組長(zhǎng)(簽字):
年 月 日 年 月 日
學(xué)生頂崗實(shí)習(xí)生活污水處理分析任務(wù)書(shū)
專項(xiàng)任務(wù)名稱 某生活污水處理分析
姓名 專業(yè) 環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理技術(shù) 班級(jí) 08級(jí) 學(xué)號(hào)
一、 任務(wù)情況描述:
(1)熟悉污水處理工藝流程、平面布置;熟悉各處理設(shè)施的功能、結(jié)構(gòu)、工作原理、運(yùn)行參數(shù);
(2)理解運(yùn)行參數(shù)含義,會(huì)測(cè)定,并能用于運(yùn)行指導(dǎo);
(3)掌握工藝設(shè)備處于良好運(yùn)行狀態(tài)的措施,逐步能獨(dú)立操作、分析;
(4)會(huì)分析解決運(yùn)行中出現(xiàn)的突發(fā)問(wèn)題;
(5)做好運(yùn)行記錄、維修保養(yǎng)記錄,并統(tǒng)計(jì)分析各項(xiàng)記錄,以更好地指導(dǎo)生產(chǎn)。
二、任務(wù)完成計(jì)劃:
2.23~3.13熟悉污水處理工藝流程、平面布置;熟悉各處理設(shè)施的功能、結(jié)構(gòu)、工作原理、運(yùn)行參數(shù),查閱收集相關(guān)資料。
3.14~4.24理解運(yùn)行參數(shù)含義,進(jìn)一步掌握工藝設(shè)備處于良好運(yùn)行狀態(tài)的措施,逐步能獨(dú)立操作分析,做好論文撰寫(xiě)準(zhǔn)備。
4.25~5.25 分析解決運(yùn)行中出現(xiàn)的突發(fā)問(wèn)題,完成論文撰寫(xiě)。
5.26~6.07 修改論文,準(zhǔn)備答辯。
三、計(jì)劃答辯時(shí)間:
2烏海市PVC行業(yè)工藝廢水處理現(xiàn)狀
調(diào)查烏海市近幾年建成投產(chǎn)的和在建的PVC企業(yè)的工藝廢水處理措施及去向,分析PVC行業(yè)工藝在經(jīng)濟(jì)可行的前提下目前是否能夠做到廢水零排放。通過(guò)對(duì)烏海市現(xiàn)有及在建氯堿項(xiàng)目廢水處理工藝及廢水去向的調(diào)查可知:
1)我市PVC行業(yè)氯堿界區(qū)工藝廢水(包括酸堿廢水、含鹽廢水)所采取的處理工藝相同,全部是經(jīng)中和、絮凝、沉淀處理后用于化鹽,在氯堿界區(qū)實(shí)現(xiàn)了廢水零排放。
2)固堿蒸發(fā)工段的蒸汽冷凝水已建企業(yè)中有的進(jìn)行了回收利用,有的直接排入大氣,未進(jìn)行回收利用;固堿蒸發(fā)冷凝水實(shí)現(xiàn)零排放在烏海有運(yùn)行實(shí)例。
3)已建PVC項(xiàng)目離心母液處理工藝雖然不相同,工藝較完善、處理效果較好的工藝為兩級(jí)生化+絮凝沉淀+過(guò)濾+次鈉消毒工藝,最簡(jiǎn)單的工藝為沉淀池沉降+纖維過(guò)濾器工藝,但去向全部是補(bǔ)入循環(huán)冷卻水系統(tǒng),不外排;目前在烏海最好的工藝為加藥絮凝沉淀+BAF+臭氧氧化+曝氣還原+BAF+雙膜工藝+混床處理工藝對(duì)離心母液進(jìn)行處理,處理后60%回用于聚合系統(tǒng),40%回用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng),不外排,實(shí)現(xiàn)了離心母液零排放。
4)含汞廢酸全部采用鹽酸解析技術(shù)處理后,用做VCM酸洗用水,不外排。
5)其它含汞廢水全部經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后回用于VCM堿洗或水洗用水,不外排。含汞廢水處理工藝較先進(jìn)的為硫化鈉-氯化鐵沉淀+三級(jí)活性炭+三級(jí)離子交換器處理工藝,處理后廢水蒸發(fā)結(jié)晶處理,產(chǎn)生的結(jié)晶鹽送有資質(zhì)單位處理,實(shí)現(xiàn)含汞廢水零排放。
6)次鈉廢水的處理:有的送至全廠綜合廢水處理系統(tǒng)經(jīng)生化處理后用于乙炔發(fā)生和自備電廠沖灰,有的單獨(dú)設(shè)置一套處理裝置,采用汽提+冷卻+加藥混凝沉淀工藝,處理后部分回用于乙炔發(fā)生,部分回用至次鈉配置單元,少量進(jìn)入綜合處理單元處理后排入園區(qū)污水處理廠,有的采用加藥混凝沉淀+次鈉氧化工藝處理后用于乙炔發(fā)生,但乙炔發(fā)生產(chǎn)生的電石渣漿有部分排到渣場(chǎng)。
7)電石渣漿:有的采用沉淀+濃密池澄清+板框壓濾工藝處理后用于乙炔發(fā)生和排至自備電廠灰場(chǎng)降塵,有的采用沉淀+濃密池澄清+板框壓濾工藝,處理后部分回用于乙炔發(fā)生,有的采用沉淀+板框壓濾工藝處理后部分用于乙炔發(fā)生,部分隨電石渣一起排到渣場(chǎng),有的因采用干法乙炔發(fā)生工藝不產(chǎn)生電石渣漿廢水;由以上分析可以看出,采用干法乙炔生產(chǎn)工藝,不產(chǎn)生電石渣漿,采用濕法乙炔生產(chǎn)工藝,少數(shù)企業(yè)做到了電石渣漿不外排,多數(shù)企業(yè)均有電石渣漿排至灰渣場(chǎng),故電石渣漿實(shí)現(xiàn)零排放有待進(jìn)一步探討。由以上分析可以看出,由于項(xiàng)目籌備和建設(shè)時(shí)間不同,烏海市PVC項(xiàng)目廢水治理工藝出不同,總之,隨著建設(shè)時(shí)間的推移,在總結(jié)已投運(yùn)的PVC企業(yè)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的基礎(chǔ)上,廢水處理工藝和回用途徑的設(shè)置也越趨合理,在廢水分類處理、廢水分質(zhì)使用方面也采取了一些較好的措施,如烏海市君正化工40萬(wàn)噸PVC及40萬(wàn)噸燒堿項(xiàng)目在廢水分類處理、廢水分質(zhì)使用方面做的相對(duì)較好,對(duì)次鈉廢水進(jìn)行了單獨(dú)處理,并采取了蒸發(fā)裝置的蒸汽冷凝水回用純水站;純水站濃水回用乙炔清凈;干燥蒸汽冷凝液回用聚合熱水槽入聚合釜等廢水回用措施但仍未實(shí)現(xiàn)工藝廢水零排放。
3與國(guó)內(nèi)當(dāng)前較成熟氯堿行業(yè)廢水處理工藝及排放水平的對(duì)比分析
目前國(guó)內(nèi)氯堿界區(qū)產(chǎn)生的工藝廢水(包括酸堿廢水、含鹽廢水)普遍采用中和、絮凝、沉淀處理工藝處理酸堿和含鹽廢水,處理后全部用于化鹽;對(duì)固堿蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸汽冷凝水收集回用于化鹽系統(tǒng)和電解槽。PVC界區(qū)產(chǎn)生的含汞酸采用共沸解析技術(shù)和加鹽解析技術(shù)處理后,用做VCM酸洗用水;產(chǎn)生的其它含汞廢水采用硫化鈉-氯化鐵沉淀+三級(jí)活性炭+三級(jí)離子交換器處理工藝,處理后廢水有的回用于VCM堿洗用水,有的回用于VCM水洗用水,有的直接排放;離心母液普遍采用兩級(jí)生化+絮凝沉淀+過(guò)濾工藝處理后補(bǔ)入循環(huán)冷卻水系統(tǒng);采取加藥絮凝沉淀+BAF+臭氧氧化+曝氣還原+BAF+雙膜工藝+混床處理工藝處理離心母液目前主要處于中試階段,處理后母液60%回用于聚合系統(tǒng)的企業(yè)尚未實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行;次鈉廢水單獨(dú)設(shè)置處理裝置,采用汽提+冷卻+加藥混凝沉淀工藝,也逐步開(kāi)始在各大企業(yè)中推廣應(yīng)用;電石渣漿普遍的處理方法是沉淀+濃密池澄清+板框壓濾工藝,處理后回用于乙炔發(fā)生,或采用干法乙炔生產(chǎn)工藝杜絕電石渣漿的產(chǎn)生。由此可見(jiàn),烏海市PVC項(xiàng)目廢水治理基本上全部采用了國(guó)內(nèi)較為成熟的治理工藝,君正化工40萬(wàn)噸PVC及40萬(wàn)噸燒堿項(xiàng)目經(jīng)內(nèi)部挖潛,在某些方面還優(yōu)于國(guó)內(nèi)普遍水平,但次鈉廢水仍做不到零排放,有少部分需處理達(dá)標(biāo)后排至園區(qū)污水處理廠,工藝廢水做不到零排放。
4烏海市現(xiàn)有PVC及燒堿項(xiàng)目存在的問(wèn)題及解決辦法
4.1存在的問(wèn)題烏海市現(xiàn)有PVC及燒堿項(xiàng)目廢水治理主要存在以下問(wèn)題:
1)有的企業(yè)固堿蒸發(fā)工段的蒸汽冷凝水直接排入大氣,未進(jìn)行回收利用。
2)離心母液部分企業(yè)采用的處理工藝達(dá)不到循環(huán)水補(bǔ)充水水質(zhì)要求,造成循環(huán)冷卻水系統(tǒng)排水水質(zhì)不能滿足環(huán)保要求。
3)含汞廢酸共沸解析技術(shù)和加鹽解析處理裝置運(yùn)行不穩(wěn)定。
4)其它含汞廢水處理工藝參差不齊,有些企業(yè)處理工藝較簡(jiǎn)單落后,實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)有一定的難度。
5)次鈉廢水經(jīng)處理后普遍做不到零排放。
6)有些企業(yè)有部分電石渣漿隨電石渣一起排到渣場(chǎng)或灰場(chǎng),未實(shí)現(xiàn)零排放。
4.2解決方法
1)針對(duì)部分企業(yè)固堿蒸發(fā)工段的蒸汽冷凝水直接排入大氣,未進(jìn)行回收利用這一問(wèn)題,因?yàn)鹾.?dāng)?shù)匾延谐晒?jīng)驗(yàn),對(duì)現(xiàn)有企業(yè)可以通過(guò)技術(shù)改造回收利用這部分蒸汽冷凝水,實(shí)現(xiàn)固堿蒸發(fā)冷凝水的回收利用,針對(duì)新建項(xiàng)目,可通過(guò)環(huán)保三同時(shí)要求實(shí)現(xiàn)蒸汽冷凝水零排放。
2)針對(duì)部分企業(yè)離心母液采用的處理工藝達(dá)不到循環(huán)水補(bǔ)充水水質(zhì)要求,要求部分企業(yè)學(xué)習(xí)先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),改進(jìn)離心母液處理工藝,保證處理后水質(zhì)能夠滿足循環(huán)冷卻水系統(tǒng)對(duì)水質(zhì)的要求,全部補(bǔ)入循環(huán)冷卻水系統(tǒng),不外排;
3)含汞廢酸共沸解析技術(shù)和加鹽解析處理裝置運(yùn)行不穩(wěn)定,積極尋求技術(shù)支持,做好設(shè)備防腐蝕工作,保證處理裝置穩(wěn)定運(yùn)行。
4)改進(jìn)含汞廢水處理工藝,以保證含汞廢水實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。
5)次鈉廢水做不到零排放,主要原因有兩個(gè):一是部分企業(yè)未對(duì)這部分廢水進(jìn)行有效的處理,不能滿足回用于乙炔發(fā)生用水要求;二是即使對(duì)這部分廢水單獨(dú)進(jìn)行了處理,能夠滿足乙炔發(fā)生用水水質(zhì)要求,但由于乙炔發(fā)生產(chǎn)生的電石渣制水泥對(duì)氯根的要求,不能全部回乙炔發(fā)生,剩余次鈉廢水又找不到合適的去向及用途,只能外排。最好的解決辦法是改變乙炔清凈工藝為硫酸清凈,但又出現(xiàn)固廢硫酸處理問(wèn)題,在我市及周邊硫酸處理企業(yè)幾乎沒(méi)有,故改次鈉清凈為硫酸清凈不現(xiàn)實(shí),著眼于實(shí)際,解決辦法是次鈉廢水單獨(dú)設(shè)置處理系統(tǒng),處理后廢水在滿足水泥生產(chǎn)要求的前提出盡可能回用,剩余部分立足于其它對(duì)水質(zhì)要求不高的用水單位及項(xiàng)目進(jìn)行回用。
6)針對(duì)電石渣漿有部分外排這一問(wèn)題,因我市已有成功實(shí)例,立足于加強(qiáng)管理,廢水分質(zhì)使用,學(xué)習(xí)先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),來(lái)實(shí)現(xiàn)零排放。
5烏海市現(xiàn)有PVC及燒堿項(xiàng)目及新建氯堿項(xiàng)目發(fā)展方向初探
目前烏海市已投產(chǎn)和在建PVC項(xiàng)目普遍采用電石法生產(chǎn)PVC,采用離子膜法生產(chǎn)燒堿,乙炔氣發(fā)生正在由濕法乙炔向干法乙炔轉(zhuǎn)變,乙炔氣清凈普遍采用次鈉清凈工藝。一方面,PVC項(xiàng)目產(chǎn)生的大量廢水外排,得不到綜合利用,造成環(huán)境污染。另一方面,我市處于缺水地區(qū),用水量不足已成為制約企業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要因素。故本論文立足于節(jié)約用水,提高水資源利用率,按照廢水分質(zhì)使用、梯級(jí)利用的原則,希望烏海市PVC及燒堿項(xiàng)目將來(lái)的發(fā)展方向應(yīng)為:從生產(chǎn)工藝角度分析,希望乙炔發(fā)生采用干法乙炔生產(chǎn)技術(shù)以徹底解決電石渣漿外排的問(wèn)題;采用低汞觸媒,改進(jìn)含汞廢水處理工藝,處理后含汞廢水采取蒸發(fā)結(jié)晶的辦法實(shí)現(xiàn)含汞廢水的零排放;在引進(jìn)廢硫酸處理工藝及項(xiàng)目的前提下改次鈉清凈為硫酸清凈,以期徹底解決次鈉廢水外排問(wèn)題和電石渣氯含量高影響水泥質(zhì)量的問(wèn)題。從廢水處理方面分析,希望根據(jù)廢水特點(diǎn),分別設(shè)置廢水處理系統(tǒng)。對(duì)電石渣漿,經(jīng)廂式壓濾機(jī)壓濾后,采用多級(jí)冷卻技術(shù)進(jìn)行降溫,通過(guò)加藥沉淀處理后解決水溫高、易結(jié)垢的問(wèn)題全部回用;對(duì)離心母液,采用兩級(jí)生化+絮凝沉淀+過(guò)濾+次鈉消毒工藝處理后水質(zhì)能夠滿足循環(huán)冷卻水系統(tǒng)對(duì)水質(zhì)的要求,全部補(bǔ)入循環(huán)冷卻水系統(tǒng),并將最終回PVC聚合釜作為以后探索、試驗(yàn)及發(fā)展的方向;對(duì)次鈉廢水,應(yīng)單獨(dú)設(shè)立廢水處理系統(tǒng),處理后部分回用,剩余尋求其它利用途徑或處理達(dá)標(biāo)后回用。
6幾點(diǎn)建議
為節(jié)約用水,提高水資源利用率,逐步達(dá)到PVC及燒堿項(xiàng)目工藝廢水零排放的目標(biāo),提出以下幾點(diǎn)建議:
1)由于PVC及燒堿項(xiàng)目循環(huán)冷卻系統(tǒng)排污水和自備電站水處理及鍋爐排污水的量也很大,采取反滲透處理工藝將這部分水進(jìn)行處理回用于生產(chǎn)。
[中圖分類號(hào)]X5[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A[文章編號(hào)]1007-1865(2016)04-0096-02
在科技迅猛發(fā)展的今天,汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展能有力的拉動(dòng)一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)的綜合發(fā)展,推動(dòng)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。因此,各國(guó)均將汽車產(chǎn)業(yè)作為支柱產(chǎn)業(yè)之一。2013年我國(guó)共生產(chǎn)汽車2372.29萬(wàn)輛,銷售2349.19萬(wàn)輛,汽車產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展為整個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)提供了強(qiáng)有力的支撐。但是任何事物都是一分為二的,汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展也帶來(lái)的了一定的負(fù)面影響。隨著汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,汽車產(chǎn)業(yè)與能源消耗、環(huán)境污染之間的矛盾也日益突出。目前汽車制造一般分為沖壓、車身、涂裝和裝配工藝四大環(huán)節(jié),其中涂裝工藝是產(chǎn)生廢水排放最多的工藝。涂裝廢水含有樹(shù)脂、表面活性劑、重金屬離子、油、磷酸鹽、油漆、顏料、有機(jī)溶劑等污染物,CODcr值高,若不妥善處理,會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重污染[1]。如何有效的處理汽車涂裝廢水中的有害物質(zhì),己經(jīng)成為擺在汽車制造企業(yè)面前的一道重要課題。國(guó)內(nèi)外各方也對(duì)此給予了高度重視,在工程實(shí)踐和科學(xué)研究方面取得了很大的進(jìn)展。本文對(duì)汽車涂裝工藝廢水處理研究及實(shí)踐進(jìn)展進(jìn)行了綜述。
1涂裝工藝廢水的特點(diǎn)
1.1涂裝廢水的來(lái)源
汽車涂裝作為汽車生產(chǎn)過(guò)程中的重要環(huán)節(jié),是將拼裝完成的的鋼板車身經(jīng)過(guò)一系列化學(xué)防腐處理,最終在整車鋼板基材表面包括內(nèi)腔形成若干層化學(xué)涂層和相關(guān)保護(hù)介質(zhì),其主要作用是防止車身鋼板腐蝕和美化車身外觀。汽車涂裝工藝流程包括預(yù)處理、電泳涂裝、電泳打磨、PVC材料密封、中涂涂裝、中涂層打磨、色漆涂裝、清漆涂裝、烘烤、整理報(bào)交、點(diǎn)修工藝、門(mén)檻黑漆、空腔注蠟、總裝返修等,其工藝流程圖如圖1所示[2]。圖1涂裝工藝流程圖Fig.1Processflowchartofpainting涂裝廢水主要來(lái)自于車體前處理工序(預(yù)脫脂、脫脂、表調(diào)、磷化、鈍化等)、陰極電泳工序和中涂、噴面漆工序。脫脂劑、磷化劑、表面調(diào)節(jié)劑和磷酸等是汽車涂裝廢水的主要污染物[2]。
1.2廢水成分及特點(diǎn)
廢水中含有的主要有毒、有害物質(zhì)如下[3]:涂裝前處理:亞硝酸鹽、磷酸鹽、乳化油、表面活性劑、Ni2+、Zn2+;底涂:低溶劑陰極電泳漆膜、無(wú)鉛陰極電泳漆膜、顏料、粉劑、環(huán)氧樹(shù)脂、丁醇、乙二醇單丁醚、異丙醇、二甲基乙醇胺、聚丁二烯樹(shù)脂、二甲基乙醇、油漆等;中涂、面涂:二甲苯、香蕉水等有機(jī)溶劑、漆膜、顏料、粉劑。汽車涂裝廢水有如下特點(diǎn)[4]:廢水種類多、成分復(fù)雜汽車涂裝線排放的廢水種類很多,每一種廢水水質(zhì)(成分濃度)因使用的材料而異;排放無(wú)規(guī)律。除部分水洗水連續(xù)溢流排放外,涂裝廢水多為間歇集中排放;水量、水質(zhì)變化幅度的大。由于各種廢水成分、濃度各異,且排放無(wú)規(guī)律,造成汽車涂裝線排水水量、水質(zhì)變化很大,且無(wú)規(guī)律可循。
2處理技術(shù)及其研究進(jìn)展
目前應(yīng)經(jīng)有多種技術(shù)用于涂裝廢水的綜合處理或是針對(duì)某一成分作深化處理,其研究和工程實(shí)踐的范圍涉及物理法、化學(xué)法和生物法等多種處理方法。
2.1物化處理方法
物化法一般采用兩級(jí)混凝沉淀,通過(guò)在廢水中投加混凝劑,是污染物形成大顆粒的團(tuán)聚物,經(jīng)過(guò)沉淀、過(guò)濾加以去除。物化法原理簡(jiǎn)單、投資省、占地少,一般可用于排放要求不高的污水處理工程中。但單獨(dú)采用物化處理難以達(dá)到較高的水質(zhì)要求。天津某汽車制造工廠[5]的生產(chǎn)污水處理站選用對(duì)于化成廢水單獨(dú)進(jìn)行除鎳的預(yù)處理,主體采用一級(jí)反應(yīng)-混凝沉淀-二級(jí)反應(yīng)-氣浮的物化工藝。經(jīng)監(jiān)測(cè),水質(zhì)可以穩(wěn)定的達(dá)到GB8978-1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中的三級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。磷化廢水中重金屬鎳為國(guó)家控制的一類污染物,根據(jù)國(guó)家環(huán)保部門(mén)規(guī)定,此工廠設(shè)置預(yù)處理系統(tǒng),將金屬鎳離子濃度處理到1.0mg/L以下,從而達(dá)到國(guó)家的要求。蔡瑩等[1]針對(duì)汽車涂裝廢水中含有樹(shù)脂、表面活性劑、重金屬離子、油、顏料等污染物,特別是其中成份復(fù)雜,濃度高,可生化性差的電泳廢水、噴漆廢水,采用分質(zhì)處理、混凝沉淀、混凝氣浮、砂濾等工藝對(duì)涂裝廢水進(jìn)行處理,取得了良好效果:CODcr去除率大于80%。
2.2生物處理方法
生物處理方法就是用微生物降解水中的有機(jī)物。該方法的優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行費(fèi)用低,有機(jī)物的去除率高,處理過(guò)程消耗的能量少。但微生物對(duì)環(huán)境條件要求較高,處理運(yùn)行周期較長(zhǎng)。江鈴集團(tuán)公司涂裝車間生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量的涂裝廢水,廢水中含有乳化油、表面活性劑、水溶性樹(shù)脂、顏料、漆料等有毒物質(zhì)。公司于2004年8月投資建成了曝氣生物濾池(BIOFOR)廢水處理設(shè)施,自建成投用以來(lái),運(yùn)行狀況良好。系統(tǒng)出水各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。整個(gè)廢水處理工程具有處理能力強(qiáng)、處理效果好、耐沖擊負(fù)荷、不需二沉池、工藝流程簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。其工藝流程如圖2所示[6]。劉敏等[7]研究了應(yīng)用SBR工藝對(duì)涂裝廢水進(jìn)行處理,采用射流曝氣技術(shù)提高了氧的轉(zhuǎn)換效率,同時(shí)對(duì)運(yùn)行中的工藝參數(shù)進(jìn)行探討。結(jié)果表明應(yīng)用SBR工藝處理涂裝廢水中的有機(jī)物是十分有效的;射流曝氣技術(shù)在涂裝廢水中的應(yīng)用是成功的。它有效地提高了混合液中溶解氧的濃度,從而提高了有機(jī)物的去除效果,降低了運(yùn)行成本;生物處理的維護(hù)管理十分重要,生物相的觀察和污泥性能的測(cè)試,可以有效指導(dǎo)操作和維護(hù),是生物處理效果的間接反映。
2.3物化-生化處理法
由于汽車涂裝廢水具有成分復(fù)雜、水量波動(dòng)大、排放無(wú)規(guī)律的特征,當(dāng)采用單一的物化法或生物法處理廢水時(shí),存在出水不穩(wěn)定達(dá)標(biāo)、處理費(fèi)用較高等等特點(diǎn)。隨著廢水排放標(biāo)準(zhǔn)的逐漸提高,物化生化法取代單一處理方法而成為今后汽車涂裝廢水處理的主要方法。該法具有處理效果穩(wěn)定、運(yùn)行成本低和操作管理方便等特點(diǎn),能有效地去除汽車涂裝廢水中的污染物,具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。合肥某汽車制造廠是生產(chǎn)客車專用底盤(pán)和輕型載重汽車的全國(guó)汽車行業(yè)重點(diǎn)企業(yè),其技術(shù)人員在深入調(diào)研的基礎(chǔ)上,提出強(qiáng)化分質(zhì)預(yù)處理的物化-生化法處理生產(chǎn)廢水的方案,在優(yōu)化汽車生產(chǎn)廢水處理工藝方面進(jìn)行了有益的探索。對(duì)含磷廢水和高濃度有機(jī)廢水分別采用石灰法和混凝沉淀-氣浮法進(jìn)行分質(zhì)預(yù)處理。經(jīng)混凝沉淀-生化-過(guò)濾工藝處理后,COD≤100mg/L,磷酸鹽(以P計(jì))≤0.5mg/L,可達(dá)標(biāo)排放[8]。楊德敏、夏宏等[9]根據(jù)某汽車公司車架車間生產(chǎn)廢水處理工程的實(shí)際情況,本著盡量減少工程投資、降低處理難度和運(yùn)行成本的原則,最后確定采用預(yù)處理/氣浮/水解酸化/接觸氧化處理工藝,將陽(yáng)極電泳廢水和面漆廢水分別進(jìn)行預(yù)處理,然后采用氣浮/水解酸化/接觸氧化組合工藝進(jìn)行處理。工程設(shè)計(jì)規(guī)模為200m3/d,調(diào)試運(yùn)行結(jié)果表明,該組合工藝抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng),運(yùn)行較穩(wěn)定,出水水質(zhì)達(dá)到了《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。柳州某汽車制造廠根據(jù)汽車制造涂裝廢水特點(diǎn),對(duì)上述涂裝廢水處理工藝進(jìn)行了整合優(yōu)化,先進(jìn)行分類收集,分類物化預(yù)處理,然后將經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的涂裝廢水與廠區(qū)生活廢水進(jìn)行混合調(diào)節(jié),再經(jīng)過(guò)生化處理系統(tǒng)進(jìn)行處理(其工藝流程如圖3所示)。工程設(shè)計(jì)規(guī)模為160m3/d,調(diào)試運(yùn)行結(jié)果表明,該組合工藝預(yù)處理系統(tǒng)與生化系統(tǒng)集中建站,生活廢水為生化系統(tǒng)提供養(yǎng)分,降低了建設(shè)成本與運(yùn)行成本,且方便運(yùn)行管理,出水水質(zhì)達(dá)到了《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
2.4其它研究進(jìn)展
汽車涂裝廢水成分復(fù)雜,處理涉及面廣。因此,為了更好的對(duì)涂裝廢水進(jìn)行處理,除了對(duì)傳統(tǒng)物化法、生物法和物化-生物法的研究實(shí)踐,還有許多學(xué)者對(duì)諸如涂裝廢水除鎳、處理工藝設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)、廢水循環(huán)利用等方面做了大量研究。汽車涂裝廢水含有較高濃度的鎳。汽車涂裝廢水一般采用混凝沉淀加生化的處理工藝,往往會(huì)忽略對(duì)鎳的處理。而鎳是國(guó)家嚴(yán)格控制的一類污染物,含鎳廢水的處理難度又較處理含其它金屬?gòu)U水要大得多,研究汽車涂裝廢水中除鎳的工藝參數(shù),具有現(xiàn)實(shí)意義。王春冬[10]等研究了化學(xué)沉淀法處理汽車涂裝廢水中鎳的工藝參數(shù),為滿足汽車涂裝廢水中鎳的達(dá)標(biāo)排放提供保證。研究表明汽車涂裝廢水中影響鎳質(zhì)量濃度的主要因素是脫脂廢水的變化,pH對(duì)漂洗廢水和混合廢水中鎳的處理效果影響顯著,投加氫氧化鈣300mg/L,pH控制在11左右時(shí),鎳的去除率可以達(dá)到90.5%。江大水[11]對(duì)如圖4所示的處理工藝進(jìn)行了實(shí)踐研究,根據(jù)實(shí)際運(yùn)行,采用本處理工藝進(jìn)行汽車涂裝廢水的處理,以下方面在設(shè)計(jì)和控制是比較重要的:水量水質(zhì)調(diào)節(jié)、除油、反應(yīng)條件、石灰除磷、補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)鹽、采用合適的生化池。本項(xiàng)目自建成以來(lái),運(yùn)行穩(wěn)定,各項(xiàng)出水指標(biāo)均優(yōu)于設(shè)計(jì)指標(biāo)。物化段有針對(duì)性地對(duì)重金屬和磷進(jìn)行了前處理,生化階段主要對(duì)COD進(jìn)行處理。晉啟俊[12]等以汽車涂裝車間廢水資源二次利用為主題,探討涂裝車間如何再利用蒸汽和純水附屬產(chǎn)品-冷凝水及濃縮水,來(lái)達(dá)到節(jié)水和節(jié)能的目的,從而降低了廢水排放量。冷凝水的再利用包括:再利用至空調(diào)噴淋段、再利用至空調(diào)表冷段,經(jīng)過(guò)空調(diào)表冷段二次利用后的蒸汽冷凝水集中回收后送至熱電廠進(jìn)行再次利用。附近沒(méi)有熱電廠的可以將蒸汽冷凝水回收后利用泵對(duì)辦公樓進(jìn)行供暖,減少生活樓空調(diào)使用的消耗;濃縮水含有較高無(wú)機(jī)鹽分,經(jīng)過(guò)驗(yàn)證和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)證明濃縮水可以直接應(yīng)用到汽車涂裝生產(chǎn)線的噴漆室進(jìn)行再利用,如:噴漆室晾干間、廢漆處理循環(huán)水系統(tǒng)及工位和廠房供風(fēng)空調(diào)噴淋段、衛(wèi)生間等。
3結(jié)論及展望
汽車涂裝生產(chǎn)工藝中產(chǎn)生的廢水中含有多種高分子樹(shù)脂、表面活性劑、乳化油及有機(jī)溶劑等,具有水量、水質(zhì)波動(dòng)大,成分復(fù)雜、COD含量高但可生化性差等特點(diǎn)。目前常用的涂裝廢水處理方法包括物化法、生物法和物化-生物法,采取多種手段與處理方式相結(jié)合進(jìn)行綜合處理,對(duì)于成分復(fù)雜且污染物濃度較高的涂裝廢水能達(dá)到比較理想的處理效果。從可持續(xù)發(fā)展與清潔生產(chǎn)的角度來(lái)看,應(yīng)該改進(jìn)涂裝生產(chǎn)工藝,改良涂裝材料,提高涂裝技術(shù),強(qiáng)化涂裝生產(chǎn)管理,以便減少污染物的排放。
參考文獻(xiàn)
[1]蔡瑩,高亮.典型汽車涂裝廢水處理工藝[J].凈水技術(shù),2004(06):41-44.
[2]劉穎.山東某汽車涂裝廢水治理工藝研究[J].山東大學(xué)碩士學(xué)位論文,2012.[3]孫彬.國(guó)內(nèi)外汽車涂裝廢水處理技術(shù)進(jìn)展[J].河南科技,2011,2006(06):65-69.
[4]任艷平,何宗健,彭希瓏,等.國(guó)內(nèi)汽車涂裝廢水處理技術(shù)[J].江西化工,2005(02):38-40.
[5]魏暄力.汽車行業(yè)廢水處理工程實(shí)踐[J].應(yīng)用技術(shù),2013(02):146-150.
[6]何國(guó)富,周增炎,高廷耀,等.曝氣生物濾池工藝處理汽車涂裝廢水[J].環(huán)境工程,2006(01):76-78.
[7]劉敏,梅克力,周齊.SBR工藝處理涂裝廢水[J].材料保護(hù),2000(02):32-34.
[8]劉紹根,黃顯懷.物化-生化法處理汽車生產(chǎn)廢水[J].給水排水,2001,27(12):53-56.
[9]楊德敏,夏宏,程方平,等.預(yù)處理/氣浮/水解酸化/接觸氧化處理汽車生產(chǎn)廢水[J].中國(guó)給水排水,2013(29):74-80.
[10]王春冬,陳文靜,李韻,等.汽車涂裝廢水除鎳的試驗(yàn)研究[J].環(huán)境科學(xué)與管理,2010(02):90-92.
【關(guān)鍵詞】火電廠;煙氣脫硫、脫硝系統(tǒng);生物處理技術(shù)
【Keywords】 thermal power plant; flue gas desulfurization and denitrification system; biological treatment technology
【中圖分類號(hào)】X78 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069(2017)06-0183-02
1 引言
目前,社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,人們對(duì)電力的需求逐漸增加。以煤炭為燃料的火電廠在進(jìn)行發(fā)電的同時(shí),還會(huì)排放出大量的SOX、NOX和顆粒物等污染物,嚴(yán)重污染了環(huán)境,影響著人們的生活質(zhì)量。近年來(lái),隨著環(huán)保要求日益嚴(yán)苛,國(guó)內(nèi)大部分電廠完成了脫硫、脫硝裝置的改造,為減少火電廠煙氣污染物排放做出了貢獻(xiàn)。
通常情況下,火電廠煙氣脫硫、脫硝尾液(簡(jiǎn)稱廢水)經(jīng)過(guò)物理方法、化學(xué)方法去除廢水中的固體懸浮物、重金屬和部分有害物質(zhì)后綜合利用或排放至全廠廢水處理系統(tǒng);現(xiàn)有的尾液處理工藝過(guò)程,并不能處理掉全部的氮氧化合物和其他酸根離子。這部分廢液不經(jīng)過(guò)進(jìn)一步處理進(jìn)入水體,就會(huì)造成水體污染,從而產(chǎn)生新的環(huán)境問(wèn)題。因此,開(kāi)展火電廠煙氣脫硫、脫硝廢水的新的處理技術(shù)提上日程。
2 火電廠煙氣脫硫脫硝廢水處理工藝分析
2.1 廢水的物理、化學(xué)處理工藝
在對(duì)火電廠廢水進(jìn)行物理處理時(shí),主要采用的是過(guò)濾、混凝沉淀以及調(diào)節(jié)pH值等物理和化學(xué)相結(jié)合的方法完成廢水處理過(guò)程的[1]。具體的工藝流程包括以下幾點(diǎn):①在廢水處理站中建立一座廢水調(diào)節(jié)池,盡量保證水力停留12小時(shí)以上,這樣能夠?qū)U水水質(zhì)和水量進(jìn)行更好地調(diào)節(jié)。②脫硫系統(tǒng)或脫硝系統(tǒng)廢水pH值一般偏酸性,要在廢水沉淀池前面設(shè)置調(diào)節(jié)pH值的裝置,pH值調(diào)節(jié)添加物質(zhì)一般為生石灰或Ca(OH)2等堿性物質(zhì),可以調(diào)節(jié)廢水pH值的同時(shí)去除廢水中的重金屬離子。③廢水中含有大量的懸浮物、固含量和細(xì)微粉塵,在進(jìn)行廢水沉淀前要添加混凝劑,才能夠保證沉淀的效果。④廢水懸浮物沉淀和去除工藝對(duì)整個(gè)廢水處理效果和廢水后續(xù)處理工藝比較重要,根據(jù)目前運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),有澄清濃縮器+壓濾機(jī)工藝和豎流式沉淀池+石英砂濾料2種處理工藝,前者一般用于只需進(jìn)行物理化學(xué)處理的廢水處理工,后者一般用于還有后續(xù)精處理工藝的流程。具體采取何種工藝需依據(jù)項(xiàng)目具體情況和廢水水質(zhì)條件確定。
經(jīng)過(guò)上述物理和化學(xué)處理過(guò)程,能夠基本上去除廢水中懸浮物和大部分的重金屬離子,但是對(duì)于廢水中的酸根離子和氨氮沒(méi)有去除作用。
2.2 廢水生物處理工藝
為了更進(jìn)一步去除廢水中的有害物質(zhì)和氨氮,可采用生物處理技術(shù)處理火電廠脫硫、脫硝的廢水。
在火電廠煙氣脫硫脫硝廢水處理過(guò)程中,脫硫脫硝廢水的進(jìn)水溫度以及初始氨氮的濃度都比較高,但是脫硫脫硝廢水內(nèi)的有機(jī)物濃度卻相對(duì)較低。這種廢水環(huán)境十分有利于厭氧氨氧化自養(yǎng)菌的生長(zhǎng)。因此,一般采用厭氧氧化工藝對(duì)火電廠煙氣脫硫脫硝廢水進(jìn)行處理。
但是在實(shí)際操作過(guò)程中,采用厭氧+好氧相結(jié)合的生物處理方法比單純使用厭氧氧化工藝效果更好,各部分主要配置如下:
①厭氧池工藝,主要采用的是封閉鋼制圓形反應(yīng)器,同時(shí)在池頂設(shè)置了硫化氫收集裝置,這個(gè)裝置可以盡可能地收集硫化氫氣體。
②兼氧池工藝。兼氧池工藝主要采用的是封閉鋼制圓形反應(yīng)器,同時(shí)在池頂設(shè)置一個(gè)攪拌器。
③好氧池工藝。好氧池工藝主要采用的也是封閉鋼制圓形反應(yīng)器,但是在池底設(shè)置了微孔曝氣器,主要借助鼓風(fēng)機(jī)完成供氣需求。
通過(guò)物理化學(xué)處理工藝和生物處理工藝后,廢水排放水質(zhì)可達(dá)標(biāo)排放。
3 工程案例分析
某火電廠的裝機(jī)容量是1臺(tái)350MW燃煤發(fā)電機(jī)組,采用石灰石-石膏法煙氣脫硫工藝,脫硝工藝為選擇性催化還原(SCR)工藝;該發(fā)電廠煙氣脫硫、脫硝裝置產(chǎn)生的尾液(廢水)設(shè)計(jì)值是240m3/d;經(jīng)過(guò)測(cè)量,該發(fā)電廠煙氣脫硫、脫硝裝置產(chǎn)生的廢水水質(zhì)指標(biāo)如表1所示。
由上表可看出,該廢水為酸性環(huán)境,廢水中含有固體物、懸浮物、酸根離子、COD超標(biāo)及氨氮超標(biāo);為了使得該電廠廢水滿足達(dá)標(biāo)排放要求,擬采用物理化學(xué)處理工藝+生物處理工藝完成廢水處理過(guò)程。先用物理、化學(xué)處理工藝提升pH值,去除固體物、懸浮物和部分酸根離子,使得廢水水質(zhì)滿足生物處理工藝的相關(guān)要求,然后采用厭氧氧化+好氧相結(jié)合處理工藝,降低廢水中氨氮和化學(xué)耗氧量及部分酸根離子,該發(fā)電廠脫硫、脫硝廢水處理的具體流程如圖1所示。
現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)表明,經(jīng)過(guò)上述處理工藝后,廢水處理系統(tǒng)出口的水質(zhì)指標(biāo)分別是:pH值7.0左右,TSS的數(shù)值指標(biāo)是100.0 mg?L-1,BOD5數(shù)值指標(biāo)是50.0 mg?L-1,CODCr數(shù)值指標(biāo)是100.0 mg?L-1,SO42- 數(shù)值指標(biāo)是300.0 mg?L-1,T-N數(shù)值指標(biāo)是125.0 mg?L-1,NH3-N數(shù)值指標(biāo)是35 mg?L-1,基本滿足工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)要求。
4 結(jié)語(yǔ)
通過(guò)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)和工程實(shí)例表明,火電廠煙氣脫硫脫硝廢水采用物理化學(xué)處理工藝+生物處理技術(shù)可滿足工業(yè)廢水達(dá)標(biāo)排放要求[2],該組合工藝中最重要的部分就是厭氧工藝的使用,可以最大限度地處理掉廢水中氨氮和化學(xué)耗氧量,這對(duì)于水質(zhì)的清潔有相對(duì)較好的作用。實(shí)際運(yùn)行工程表明,當(dāng)火電廠脫硫脫硝尾液中的硫酸根含量過(guò)多時(shí),通過(guò)厭氧工藝的處理無(wú)法產(chǎn)生很好的效果,甚至還可能產(chǎn)生制約的影響。因此,對(duì)于火電廠煙氣脫硫脫硝尾液生物處理技術(shù)還要經(jīng)過(guò)不斷地研究和探索,以期完善處理方式,使得處理后的水能夠達(dá)到相對(duì)比較干凈的狀態(tài)。
中圖分類號(hào):K826文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
一、鋼鐵廢水的來(lái)源
廢水的來(lái)源:高爐和熱風(fēng)爐的冷卻、高爐煤氣的洗滌、爐渣水淬和水力輸送是主要的用水裝置.此外還有一些用水量較小或間斷用水的地方。以用水的作用來(lái)看。煉鐵廠的用水可分為:設(shè)備間接冷卻水: 設(shè)備及產(chǎn)品的直接冷卻水: 生產(chǎn)工藝過(guò)程用水及其他雜用水。隨之而產(chǎn)生的廢水也就是間接冷卻廢水、設(shè)備或產(chǎn)品的直接冷卻廢水及生產(chǎn)工藝過(guò)程中的廢水 煉鐵廠生產(chǎn)工藝過(guò)程中產(chǎn)生的廢水主要是高爐煤氣洗滌水和沖渣廢水。
二、鋼鐵廢水的特點(diǎn)
廢水的水量和水質(zhì): 煉鐵廠的所有給水。除極少量損失外,均轉(zhuǎn)為廢水.所以用水量基本上與廢水量相當(dāng)。高爐煤氣洗滌水是煉鐵廠的主要廢水.其特點(diǎn)是水量的,懸浮物含量高,含有酚、氰等有害物質(zhì),危害大,所以它是煉鐵廠具有代表性的廢水。
三、常見(jiàn)鋼鐵廢水的處理方法
廢水處理的技術(shù)路線: 主要的處理技術(shù)有懸浮物的去除、溫度的控制、水質(zhì)穩(wěn)定、沉渣的脫水與利用、重復(fù)用水等五方面內(nèi)容。
懸浮物的去除:煉鐵廠廢水的污染. 以懸浮物污染為主要特征。高爐煤氣洗滌水懸浮物含量達(dá)lO00~3000mg/L. 經(jīng)沉淀后出水懸浮物含量應(yīng)小于150mg/L。鑒于混凝藥劑近年來(lái)得到廣泛應(yīng)用. 高爐煤氣洗滌水大多采用聚丙烯酰胺與鐵鹽并用,都取得良好效果
溫度的控制:用水后水溫升高.通稱熱污染,循環(huán)用水而不排放.熱污染不構(gòu)成對(duì)環(huán)境的破壞。但為了保證循環(huán),針對(duì)不同系統(tǒng)的不同要求.應(yīng)采取冷卻措施。煉鐵廠的幾種廢水都產(chǎn)生溫升,由于生產(chǎn)工藝不同,有的系統(tǒng)可不設(shè)冷卻設(shè)備, 如沖渣水。水溫度的高低. 對(duì)混凝沉淀效果以及解垢與腐蝕的程度均有影響。設(shè)備間接冷卻水系統(tǒng)應(yīng)設(shè)冷卻塔,而直接冷卻水或工藝過(guò)程冷卻系統(tǒng),則應(yīng)視具體情況而定。
水質(zhì)穩(wěn)定:水的穩(wěn)定性是指在輸送水過(guò)程中.其本身的化學(xué)成分是否起變化,是否引起腐蝕或結(jié)垢的現(xiàn)象。既不結(jié)垢也不腐蝕的水稱為穩(wěn)定水 控制碳酸鹽解垢的方法如下:(1)酸化法:酸化法是采用在水中投加硫酸或者鹽酸,利用CaSO4、CaCI3的溶解度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于CaC0 的原理,防止結(jié)垢。(2) 石灰軟化法:在水中投入石灰乳,利用石灰的脫硬作用.去除暫時(shí)硬度,使水軟化。(3)藥劑緩垢法:加藥穩(wěn)定水質(zhì)的機(jī)理是在水中投加有機(jī)磷類、聚羧酸型阻垢劑,利用它們的分散作用,晶格畸變效應(yīng)等優(yōu)異性能.控制晶體的成長(zhǎng),使水質(zhì)得到穩(wěn)定。最常用的水質(zhì)穩(wěn)定劑有聚磷酸鈉、NTMP f氮基膦酸鹽)、EDP (乙醇二膦酸鹽)和聚馬來(lái)酸酐等。
沉渣的脫水與利用:煉鐵廠的沉渣主要是高爐煤氣洗滌水沉渣和高爐渣.都是用之為寶、棄之為害的沉渣。高爐水淬渣用于生產(chǎn)水泥. 已是供不應(yīng)求的形勢(shì)。技術(shù)也十分成熟。高爐煤氣洗滌沉渣的主要成分是鐵的氧化物和焦炭粉. 將這些沉渣加以利用,經(jīng)濟(jì)效益十分可觀,同時(shí)也減輕了對(duì)環(huán)境的污染。
重復(fù)用水:應(yīng)該指出.懸浮物的去除、溫度的控制、水質(zhì)穩(wěn)定和沉渣的脫水與利用是保證循環(huán)用水必不可少的關(guān)鍵技術(shù)。一環(huán)扣一環(huán).哪一環(huán)解決不好,循環(huán)用水都是空談。它們之間又不是孤立的,互相聯(lián)系。互相影響。所以要堅(jiān)持全面處理,形成良性循環(huán)。
四、廢水處理工藝及現(xiàn)狀
混凝劑復(fù)配使用具有良好的去除效果,適用范圍較廣,且具有良好的經(jīng)濟(jì)性。鋼鐵工業(yè)是用水大戶,年耗水量超過(guò)30億m3,廢水排放量占全國(guó)工業(yè)廢水排放量的10%以上鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程包括采選、燒結(jié)、煉鐵、煉鋼、軋鋼等工藝,其廢水特點(diǎn)為濁度高,懸浮物質(zhì)粒度小、顆粒比重不均勻、可生化性差,難以采用生物技術(shù)處理。對(duì)于高濁度廢水的處理,目前國(guó)內(nèi)外大多采取絮凝沉淀的方法,傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)混凝劑用量大,易產(chǎn)生大量的污泥,且絮凝效果不佳;有機(jī)高分子混凝劑,絮凝效果較好,但價(jià)格昂貴,大大增加了處理廢水的成本。
(一)含油廢水處理工藝
高濁含油廢水是高濁廢水中最難處理的一類污水。20世紀(jì)70年代,各國(guó)廣泛采用氣浮法去除水中懸浮態(tài)乳化油,同時(shí)結(jié)合生物法降解COD。后來(lái)日本學(xué)者研究出用電絮凝處理含油廢水,用超聲波分離乳化液,用親油材料吸附油。近幾年膜分離法處理含油廢水得到了快速發(fā)展,并與生物法相結(jié)合,取得了較好的效果。目前含油廢水處理采用的工藝主要有氣浮-過(guò)濾-生物接觸氧化、超濾-生物接觸氧化/生物濾池-過(guò)濾、超濾-MBR。
(1)氣浮一過(guò)濾一生物接觸氧化工藝
氣浮-過(guò)濾-生物接觸氧化工藝主要是通過(guò)氣浮法去除廢水中的油類物質(zhì),過(guò)濾去除水中的SS和部分油類物質(zhì),采用生物接觸氧化對(duì)廢水中的COD進(jìn)行降解。在該工藝中,也可以根據(jù)需要在生物接觸氧化后增加過(guò)濾器或膜生物反應(yīng)器(MBR)。
生物接觸氧化法是生物膜法的一種,其技術(shù)實(shí)質(zhì)是在生物反應(yīng)池內(nèi)填充填料,部分微生物以生物膜的形式固著生長(zhǎng)在填料表面,廢水以一定的流速流經(jīng)填料,在微生物的作用下,有機(jī)污染物被降解去除。MBR是將膜技術(shù)與生物技術(shù)相結(jié)合的一種廢水處理新方法,首先利用生化技術(shù)降解水中的有機(jī)物,馴養(yǎng)優(yōu)勢(shì)菌類、阻隔細(xì)菌,然后利用膜技術(shù)過(guò)濾懸浮物和水溶性大分子物質(zhì),降低水濁度。與傳統(tǒng)的生物水處理技術(shù)相比,MBR具有以下特點(diǎn):處理效率高、出水水質(zhì)好;設(shè)備緊湊、占地面積小;易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、運(yùn)行管理簡(jiǎn)單。
(2)超濾一生物接觸氧化/生物濾池工藝
超濾一生物接觸氧化/生物濾池的組合工藝在高濁含油廢水的處理中應(yīng)用較為廣泛。超濾法是膜分離法中的一種,通過(guò)超濾膜可以有效去除含油廢水中的ss和油類物質(zhì),而生物接觸氧化/生物濾池可以去除廢水中大部分的COD。典型的超濾一生物接觸氧化/生物濾池工藝如圖所示。在實(shí)際應(yīng)用中,通常根據(jù)需要在生物法后增加過(guò)濾或吸附工藝。
超濾-生物接觸氧化/生物濾池工藝流程圖
超濾是一種新型含油廢水處理技術(shù),具有物質(zhì)在分離過(guò)程中無(wú)相變、耗能少、出水油含量低、油水分離過(guò)程不需要化學(xué)藥劑、系統(tǒng)本身不產(chǎn)生污泥、可回收的廢油濃度較高、維護(hù)管理方便等優(yōu)點(diǎn)。超濾法的關(guān)鍵在于超濾膜的選擇,超濾膜包括有機(jī)膜和無(wú)機(jī)膜。最早采用的超濾膜為有機(jī)膜,如醋酸纖維素膜、聚酞胺膜、聚醚礬膜等,但有機(jī)膜售價(jià)高、不耐高溫、容易水解且不易清洗。20世紀(jì)90年代,南京化工大學(xué)研制出了以氧化錯(cuò)、氧化鋁等為材料的無(wú)機(jī)陶瓷膜。無(wú)機(jī)陶瓷膜除具有有機(jī)膜的優(yōu)點(diǎn)外,還具有穩(wěn)定性好、機(jī)械強(qiáng)度高、使用壽命長(zhǎng)、截油率高、清洗再生性能好等優(yōu)點(diǎn)。
(3)超濾-MBR工藝
超濾一MBR工藝主要是先將含油廢水經(jīng)調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)后用紙帶過(guò)濾機(jī)過(guò)濾,去除粗渣后進(jìn)入到超濾系統(tǒng)進(jìn)行油水分離,超濾出水進(jìn)入膜生物反應(yīng)器進(jìn)一步處理。該工藝出水水質(zhì)好,處理效率高,但需要嚴(yán)格控制操作條件與工藝參數(shù),盡可能減輕膜污染,提高膜組件的處理能力和運(yùn)行穩(wěn)定性。
(二)含油廢水處理現(xiàn)狀
目前,國(guó)內(nèi)高濁含油廢水的處理多采用超濾技術(shù),并將超濾技術(shù)與生物技術(shù)和MBR相組合,使出水的SS和油類物質(zhì)得到了較好的控制,但COD的處理效果仍然達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)。
五、廢水處理發(fā)展趨勢(shì)
廢水的處理,對(duì)于鋼鐵企業(yè)減少污水排放和新水補(bǔ)充量,提高廢水循環(huán)利用率具有重要的意義。在軋鋼廢水處理工藝的選擇上,應(yīng)充分考慮廢水的種類、水量、成分和排放制度,因地制宜地選擇凈化組合工藝。此外,對(duì)于高濁廢水必須分質(zhì)進(jìn)行處理,尤其是含鉻廢水,在治理前絕不能與其他廢水混合,這樣有利于降低處理難度,減少運(yùn)行費(fèi)用并提高處理效率。未來(lái)應(yīng)積極開(kāi)發(fā)廢水深度處理新工藝和新型水處理藥劑,高效、低成本地處理軋鋼廢水。
結(jié)語(yǔ)
所處理廢水濁度很高,達(dá)到幾萬(wàn)NTU,須經(jīng)一段時(shí)間預(yù)先沉降,對(duì)初沉池出水進(jìn)行處理,然后投加混凝劑,通過(guò)投加經(jīng)濟(jì)性良好的傳統(tǒng)混凝劑的方法去除廢水中的污染物。傳統(tǒng)混凝劑如膨潤(rùn)土、聚合氯化鋁(PAC),其單獨(dú)投加時(shí)處理效果一般,不能達(dá)到國(guó)家污水回用的標(biāo)準(zhǔn)。但將二者按照一定的順序投加后,處理效果則有所改善,通過(guò)控制生產(chǎn)工藝條件,能夠取得很好的處理效果,較前面提到的兩種混凝劑單獨(dú)投加,復(fù)配混凝劑使用量較少,因此污泥產(chǎn)生量較少,經(jīng)濟(jì)性也較好。只要適當(dāng)控制處理反應(yīng)條件,處理后的水可以達(dá)到污水回用標(biāo)準(zhǔn),這也為其他高濁度廢水提供了一條新的處理思路。
參考文獻(xiàn)
一、研究背景和意義
紡織工業(yè)是我國(guó)的傳統(tǒng)支柱工業(yè)之一,也是出口創(chuàng)匯較多的行業(yè)之一,目前我國(guó)占有15%左右的國(guó)際市場(chǎng)份額,是世界上最大的紡織品出口國(guó)。經(jīng)過(guò)多年建設(shè),紡織工業(yè)基本成為一個(gè)門(mén)類較齊全、布局較合理、原料和設(shè)備基本立足于國(guó)內(nèi)、生產(chǎn)技術(shù)達(dá)到一定水平的工業(yè)部門(mén)。產(chǎn)業(yè)綜合發(fā)展能力不斷增強(qiáng),已形成棉、毛、絲、麻、化纖、服裝、紡織機(jī)械等行業(yè)較為完整的系列體系。
紡織工業(yè)按加工的原料、產(chǎn)品的品種和產(chǎn)品的加工用途等不同,主要分為上游、中游、下游三類產(chǎn)業(yè),紡織工業(yè)的上游產(chǎn)業(yè)主要指各類纖維生產(chǎn)和加工,如天然纖維的棉花、羊毛和各類化學(xué)纖維等生產(chǎn)領(lǐng)域;中游產(chǎn)業(yè)指紡紗、織布、染色等生產(chǎn)領(lǐng)域;下游產(chǎn)業(yè)主要指服裝加工等生產(chǎn)領(lǐng)域。
染色行業(yè)作為紡織工業(yè)中的中游行業(yè),在紡織工業(yè)中起到承上啟下的作用,即將各類纖維加工制造的坯布,通過(guò)染色和印花工藝生產(chǎn)出各類帶色彩和圖案的織物。在染色業(yè)中,棉紡染色業(yè)是最大的行業(yè)。染色行業(yè)作為濕法加工行業(yè),其生產(chǎn)過(guò)程中用水量較大,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)。我國(guó)染色廢水排放量約為每天300萬(wàn)~400萬(wàn)立方米,染色廠每加工100米織物,產(chǎn)生廢水量3~5立方米。而且,染色廢水成份復(fù)雜,含有的多種有機(jī)染料難降解,色度深,對(duì)環(huán)境造成非常嚴(yán)重的威脅。
隨著工業(yè)化的不斷深入,全球性的環(huán)境污染日益破壞著地球生物圈幾億年來(lái)形成的生態(tài)平衡,并對(duì)人類自身的生存環(huán)境存在威脅。由于逐漸加重的環(huán)境壓力,世界各國(guó)紛紛制定嚴(yán)格的環(huán)保法律、法規(guī)和各項(xiàng)有力的措施,我國(guó)作為世界大國(guó),對(duì)環(huán)境保護(hù)也越來(lái)越重視,并向國(guó)際社會(huì)全球性環(huán)境保護(hù)公約作出了自己的承諾。
二、廢水處理方法分類
根據(jù)使用技術(shù)措施的作用原理和去除對(duì)象,廢水處理法可分為物理處理法、化學(xué)處理法和生物處理法三類。具體如下:
1.廢水的物理處理法
利用物理作用進(jìn)行廢水處理,主要目的是分離去除廢水中不溶性的懸浮顆粒物。主要工藝有:
(1)格柵和篩網(wǎng) 格柵是一組平行金屬柵條制成的有一定間隔的框架。把它豎直或傾斜放置在廢水渠道上,用來(lái)去除廢水里粗大的懸浮物和漂浮物,以免后面裝置堵塞。篩網(wǎng)是穿孔濾板或金屬網(wǎng)制成的過(guò)濾設(shè)備,用以去除較細(xì)小的懸浮物。
(2)沉淀法 利用重力作用,使廢水中比水重的固體物質(zhì)下沉,與廢水分離。主要用于(a)在塵砂池中除去無(wú)機(jī)砂粒(b)在初見(jiàn)沉淀中去除比水重的懸浮狀有機(jī)物(c)在二次沉淀中去除生物處理出水中的生物污泥(d)在混凝工藝以后去除混凝形成的絮狀物(e)在污泥濃縮池中分離污泥中的水分,濃縮污泥。此法簡(jiǎn)單易行而且效果好。
(3)氣浮法 在廢水中通入空氣,產(chǎn)生細(xì)小氣泡,附著在細(xì)微顆粒污染物上,形成密度小于水的浮體,上浮到水面。主要用來(lái)分離密度與水接近或比水小,靠重力無(wú)法沉淀的細(xì)微顆粒污染物。
(4)離心分離 利用離心作用,使質(zhì)量不同的懸浮物和水體分離。分離設(shè)備有施流分離器和離心機(jī)。
2.廢水的化學(xué)處理法
(1)酸性廢水的中和處理
酸性廢水處理可以用投藥中和法、天然水體及土壤堿度中和法、堿性廢水和廢渣中和法等。藥劑有石灰乳、苛性鈉、石灰石、大理石、白云石等。他的優(yōu)點(diǎn)是:可處理任何濃度、任何性質(zhì)的酸性廢水。廢水中允許有較多的懸浮物,對(duì)水質(zhì)水量的波動(dòng)適用性強(qiáng),中和劑利用率高,過(guò)程容易調(diào)節(jié)。缺點(diǎn):勞動(dòng)條件差、設(shè)備多、投資大、泥渣多且脫水難。天然水體及土壤堿度中和法采用時(shí)要慎重,應(yīng)從長(zhǎng)遠(yuǎn)利益出發(fā),允許排入水體的酸性廢水量應(yīng)根據(jù)水體或土體的中和能力來(lái)確定。
(2)堿性廢水和廢渣中和法
投酸中和法可用藥劑:硫酸、鹽酸、及壓縮二氧化碳(用二氧化碳做中和劑,由于PH值低于6,因此不需要PH值控制裝置)酸性廢水及廢氣中和法如煙道氣中有高達(dá)24%的二氧化碳,可用來(lái)中和堿性廢水。其優(yōu)點(diǎn)可把廢水處理與煙道氣除塵結(jié)合起來(lái),缺點(diǎn)是處理后的廢水中硫化物、色度和耗氧量均有顯著增加。清洗由污泥消化獲得的沼氣(含25%—35%的二氧化碳?xì)怏w)的水也可用于中和堿廢水。
3.生物處理法
利用微生物可以把有機(jī)物氧化分解為穩(wěn)定的無(wú)機(jī)物的這一功能,經(jīng)常采用一定人工措施大量繁殖微生物。
(1)好氧生物處理法
應(yīng)用好氧微生物,在有氧環(huán)境下,把廢水中的有機(jī)物分解成二氧化碳和水的方法,主要處理工藝有:活性污泥法、生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤(pán)、生物接觸氧化等,這種方法處理效率高,應(yīng)用面廣。
(2)厭氧生物處理法
應(yīng)用兼性厭氧菌和專性厭氧菌在無(wú)氧條件下降解有機(jī)污染物,最后生成二氧化碳、甲烷等物質(zhì)的方法。主要用于有機(jī)污泥、高濃度有機(jī)工業(yè)廢水的處理。如啤酒廠、屠宰廠。
(3)自然生物處理法
應(yīng)用在自然條件下生長(zhǎng),繁殖的微生物處理廢水的方法。工藝簡(jiǎn)單,建設(shè)費(fèi)用和運(yùn)行成本都比較低,但其凈化功能受自然條件的限制,處理技術(shù)有穩(wěn)定塘和土地處理法。
三、染色污水處理系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)
在染色污水處理系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)中往往遇到以下問(wèn)題:(1)工程設(shè)計(jì)人員大都是僅僅了解廢水水質(zhì)的情況下,根據(jù)自己的工程經(jīng)驗(yàn)和直覺(jué)進(jìn)行設(shè)計(jì),這樣往往造成工程缺陷,使建成的處理系統(tǒng)處理廢水不能達(dá)標(biāo)排放;(2)在有些設(shè)計(jì)中,因?yàn)閷?duì)出水的達(dá)標(biāo)要求嚴(yán)格,使設(shè)計(jì)出的工藝建設(shè)費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用偏高;(3)在許多現(xiàn)有的處理系統(tǒng)中,由于所要處理的水質(zhì)發(fā)生改變,原有工藝不能針對(duì)目前的水質(zhì)進(jìn)行有效的處理。以上的這些都涉及到污水處理系統(tǒng)的優(yōu)化改造和優(yōu)化管理運(yùn)行問(wèn)題。
如何優(yōu)化污水處理工藝,降低污水處理成本,提高污水處理效果,對(duì)于污水處理有著極其重要的意義。必須指出的是,染色廢水處理系統(tǒng)的優(yōu)化改造是一個(gè)非常錯(cuò)綜復(fù)雜的問(wèn)題,從目的上它不僅要基于污水水質(zhì)分析,按照技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的要求,在條件允許的范圍內(nèi),利用各種方法,找出最佳的設(shè)計(jì)工藝方案,并在設(shè)計(jì)工況條件下,找出最佳的設(shè)施組合和最佳工藝參數(shù),而且還要在污水的成份和水量一定幅度變動(dòng)的情況下,找出相應(yīng)的優(yōu)化運(yùn)行措施和最少運(yùn)行成本。而在各染色廢水水質(zhì)各異、水量大小不一的實(shí)際工況下,要求得到一個(gè)能嚴(yán)格意義上普遍性的染色廢水優(yōu)化處理系統(tǒng)是不可能的,某一污水處理系統(tǒng)可能對(duì)某企業(yè)的廢水處理是最優(yōu),但它對(duì)其他的染色廠可能就并不能做到最優(yōu),因此本論文對(duì)染色廢水處理系統(tǒng)優(yōu)化研究只是為提出一個(gè)系統(tǒng)優(yōu)化改造和優(yōu)化運(yùn)行的概念和思路,并不是要提出一個(gè)能對(duì)所有染色廢水有最優(yōu)處理效果的處理系統(tǒng)。
四、系統(tǒng)工藝改造的總體思路
污水處理廠廢水的水質(zhì)為含有一定量難生物降解物質(zhì)和顏色的有機(jī)廢水,各染色子行業(yè)排放的廢水所含污染物質(zhì)不同,其相應(yīng)的治理工藝流程也不同。對(duì)染色廢水處理,工程上一般用物化法和生化法或兩種方法相結(jié)合的處理方法。物化處理有見(jiàn)效快、水力停留時(shí)間短的優(yōu)勢(shì),但其處理費(fèi)用高、污泥產(chǎn)量大、污泥處理困難、存在二次污染的隱患。雖然臭氧氧化、活性碳吸附、電解等方法有較好的脫色效果,但它們較高的運(yùn)行費(fèi)用卻使廠家無(wú)法承受。但前述的幾種方法都具有穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。生物處理因具有處理成本較低,并能大幅度去處有機(jī)污染物和一定色度的特性使得染色廢水治理采用生物治理作為主要治理單元己成為共識(shí)。但結(jié)合園區(qū)污水處理廠目前的運(yùn)行現(xiàn)狀及操作工人素質(zhì),為確保污水處理廠處理出水的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放,因此改造擴(kuò)建工藝的設(shè)計(jì)思想以強(qiáng)化物化處理的原則,以生物處理工藝為重心,盡量提高強(qiáng)化生物處理的作用。鑒于污水處理廠接受的染色廢水綜合性廢水,是典型的難生化降解的有機(jī)廢水,水質(zhì)性質(zhì)有其特殊性,而且各有關(guān)企業(yè)生產(chǎn)廢水排放的水質(zhì)水量的不穩(wěn)定性,以及污水處理廠的運(yùn)行成本及運(yùn)行負(fù)荷。因此必須要有針對(duì)性的廢水處理工藝,才能達(dá)到較好的處理效果。在選擇處理工藝前,應(yīng)在分析廢水水質(zhì)及其組成及對(duì)廢水所要求的處理程度的基礎(chǔ)上,確定各單元處理方法和改造工藝流程,以驗(yàn)證改造工藝的有效性。
五、結(jié)論
印染生產(chǎn)廢水可生化性差,原污水處理系統(tǒng)又存在著設(shè)計(jì)、施工不盡合理,管理水平落后等缺陷,從而造成了處理出水污染指標(biāo)達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn),運(yùn)行成本高等后果。染色廢水處理系統(tǒng)的優(yōu)化改造本身就是一個(gè)非常錯(cuò)綜復(fù)雜的問(wèn)題,而作為集中式染色廢水處理廠的優(yōu)化就更加困難了。從目的上它不僅要在污水水質(zhì)分析的基礎(chǔ)上,按照技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的要求,在條件允許的范圍內(nèi),利用各種方法,找出最佳的設(shè)計(jì)工藝方案。并在設(shè)計(jì)工況條件下,找出最佳的設(shè)施組合和最佳工藝參數(shù),而且,還要在污水的成份和水量大幅度變動(dòng)的情況下,找出相應(yīng)的優(yōu)化運(yùn)行措施和最少的運(yùn)行成本。但由于客觀條件的諸多限制,并且各種印染廢水水質(zhì)各異,水量大小不一的設(shè)計(jì)情況下,要求得到一個(gè)能嚴(yán)格意義上普遍性的染色廢水優(yōu)化方法十分困難,某一污水處理系統(tǒng)可能對(duì)某一區(qū)域內(nèi)的廢水處理是最優(yōu)的,但它對(duì)其他的企業(yè)可能就并不能做到最優(yōu)。因此,在加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新和知識(shí)創(chuàng)新的同時(shí)也要為保護(hù)我們僅有的水資源提高人類意識(shí),轉(zhuǎn)變觀念,為創(chuàng)造一個(gè)更好的環(huán)境多做努力。
一、研究背景和意義
紡織工業(yè)是我國(guó)的傳統(tǒng)支柱工業(yè)之一,也是出口創(chuàng)匯較多的行業(yè)之一,目前我國(guó)占有15%左右的國(guó)際市場(chǎng)份額,是世界上最大的紡織品出口國(guó)。經(jīng)過(guò)多年建設(shè),紡織工業(yè)基本成為一個(gè)門(mén)類較齊全、布局較合理、原料和設(shè)備基本立足于國(guó)內(nèi)、生產(chǎn)技術(shù)達(dá)到一定水平的工業(yè)部門(mén)。產(chǎn)業(yè)綜合發(fā)展能力不斷增強(qiáng),已形成棉、毛、絲、麻、化纖、服裝、紡織機(jī)械等行業(yè)較為完整的系列體系。
紡織工業(yè)按加工的原料、產(chǎn)品的品種和產(chǎn)品的加工用途等不同,主要分為上游、中游、下游三類產(chǎn)業(yè),紡織工業(yè)的上游產(chǎn)業(yè)主要指各類纖維生產(chǎn)和加工,如天然纖維的棉花、羊毛和各類化學(xué)纖維等生產(chǎn)領(lǐng)域;中游產(chǎn)業(yè)指紡紗、織布、染色等生產(chǎn)領(lǐng)域;下游產(chǎn)業(yè)主要指服裝加工等生產(chǎn)領(lǐng)域。
染色行業(yè)作為紡織工業(yè)中的中游行業(yè),在紡織工業(yè)中起到承上啟下的作用,即將各類纖維加工制造的坯布,通過(guò)染色和印花工藝生產(chǎn)出各類帶色彩和圖案的織物。在染色業(yè)中,棉紡染色業(yè)是最大的行業(yè)。染色行業(yè)作為濕法加工行業(yè),其生產(chǎn)過(guò)程中用水量較大,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)。我國(guó)染色廢水排放量約為每天300萬(wàn)~400萬(wàn)立方米,染色廠每加工100米織物,產(chǎn)生廢水量3~5立方米。而且,染色廢水成份復(fù)雜,含有的多種有機(jī)染料難降解,色度深,對(duì)環(huán)境造成非常嚴(yán)重的威脅。
隨著工業(yè)化的不斷深入,全球性的環(huán)境污染日益破壞著地球生物圈幾億年來(lái)形成的生態(tài)平衡,并對(duì)人類自身的生存環(huán)境存在威脅。由于逐漸加重的環(huán)境壓力,世界各國(guó)紛紛制定嚴(yán)格的環(huán)保法律、法規(guī)和各項(xiàng)有力的措施,我國(guó)作為世界大國(guó),對(duì)環(huán)境保護(hù)也越來(lái)越重視,并向國(guó)際社會(huì)全球性環(huán)境保護(hù)公約作出了自己的承諾。
二、廢水處理方法分類
根據(jù)使用技術(shù)措施的作用原理和去除對(duì)象,廢水處理法可分為物理處理法、化學(xué)處理法和生物處理法三類。具體如下:
1.廢水的物理處理法
利用物理作用進(jìn)行廢水處理,主要目的是分離去除廢水中不溶性的懸浮顆粒物。主要工藝有:
(1)格柵和篩網(wǎng)格柵是一組平行金屬柵條制成的有一定間隔的框架。把它豎直或傾斜放置在廢水渠道上,用來(lái)去除廢水里粗大的懸浮物和漂浮物,以免后面裝置堵塞。篩網(wǎng)是穿孔濾板或金屬網(wǎng)制成的過(guò)濾設(shè)備,用以去除較細(xì)小的懸浮物。
(2)沉淀法利用重力作用,使廢水中比水重的固體物質(zhì)下沉,與廢水分離。主要用于(a)在塵砂池中除去無(wú)機(jī)砂粒(b)在初見(jiàn)沉淀中去除比水重的懸浮狀有機(jī)物(c)在二次沉淀中去除生物處理出水中的生物污泥(d)在混凝工藝以后去除混凝形成的絮狀物(e)在污泥濃縮池中分離污泥中的水分,濃縮污泥。此法簡(jiǎn)單易行而且效果好。
(3)氣浮法在廢水中通入空氣,產(chǎn)生細(xì)小氣泡,附著在細(xì)微顆粒污染物上,形成密度小于水的浮體,上浮到水面。主要用來(lái)分離密度與水接近或比水小,靠重力無(wú)法沉淀的細(xì)微顆粒污染物。
(4)離心分離利用離心作用,使質(zhì)量不同的懸浮物和水體分離。分離設(shè)備有施流分離器和離心機(jī)。
2.廢水的化學(xué)處理法
(1)酸性廢水的中和處理
酸性廢水處理可以用投藥中和法、天然水體及土壤堿度中和法、堿性廢水和廢渣中和法等。藥劑有石灰乳、苛性鈉、石灰石、大理石、白云石等。他的優(yōu)點(diǎn)是:可處理任何濃度、任何性質(zhì)的酸性廢水。廢水中允許有較多的懸浮物,對(duì)水質(zhì)水量的波動(dòng)適用性強(qiáng),中和劑利用率高,過(guò)程容易調(diào)節(jié)。缺點(diǎn):勞動(dòng)條件差、設(shè)備多、投資大、泥渣多且脫水難。天然水體及土壤堿度中和法采用時(shí)要慎重,應(yīng)從長(zhǎng)遠(yuǎn)利益出發(fā),允許排入水體的酸性廢水量應(yīng)根據(jù)水體或土體的中和能力來(lái)確定。
(2)堿性廢水和廢渣中和法
投酸中和法可用藥劑:硫酸、鹽酸、及壓縮二氧化碳(用二氧化碳做中和劑,由于PH值低于6,因此不需要PH值控制裝置)酸性廢水及廢氣中和法如煙道氣中有高達(dá)24%的二氧化碳,可用來(lái)中和堿性廢水。其優(yōu)點(diǎn)可把廢水處理與煙道氣除塵結(jié)合起來(lái),缺點(diǎn)是處理后的廢水中硫化物、色度和耗氧量均有顯著增加。清洗由污泥消化獲得的沼氣(含25%—35%的二氧化碳?xì)怏w)的水也可用于中和堿廢水。
3.生物處理法
利用微生物可以把有機(jī)物氧化分解為穩(wěn)定的無(wú)機(jī)物的這一功能,經(jīng)常采用一定人工措施大量繁殖微生物。
(1)好氧生物處理法
應(yīng)用好氧微生物,在有氧環(huán)境下,把廢水中的有機(jī)物分解成二氧化碳和水的方法,主要處理工藝有:活性污泥法、生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤(pán)、生物接觸氧化等,這種方法處理效率高,應(yīng)用面廣。
(2)厭氧生物處理法
應(yīng)用兼性厭氧菌和專性厭氧菌在無(wú)氧條件下降解有機(jī)污染物,最后生成二氧化碳、甲烷等物質(zhì)的方法。主要用于有機(jī)污泥、高濃度有機(jī)工業(yè)廢水的處理。如啤酒廠、屠宰廠。
(3)自然生物處理法
應(yīng)用在自然條件下生長(zhǎng),繁殖的微生物處理廢水的方法。工藝簡(jiǎn)單,建設(shè)費(fèi)用和運(yùn)行成本都比較低,但其凈化功能受自然條件的限制,處理技術(shù)有穩(wěn)定塘和土地處理法。
三、染色污水處理系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)
在染色污水處理系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)中往往遇到以下問(wèn)題:(1)工程設(shè)計(jì)人員大都是僅僅了解廢水水質(zhì)的情況下,根據(jù)自己的工程經(jīng)驗(yàn)和直覺(jué)進(jìn)行設(shè)計(jì),這樣往往造成工程缺陷,使建成的處理系統(tǒng)處理廢水不能達(dá)標(biāo)排放;(2)在有些設(shè)計(jì)中,因?yàn)閷?duì)出水的達(dá)標(biāo)要求嚴(yán)格,使設(shè)計(jì)出的工藝建設(shè)費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用偏高;(3)在許多現(xiàn)有的處理系統(tǒng)中,由于所要處理的水質(zhì)發(fā)生改變,原有工藝不能針對(duì)目前的水質(zhì)進(jìn)行有效的處理。以上的這些都涉及到污水處理系統(tǒng)的優(yōu)化改造和優(yōu)化管理運(yùn)行問(wèn)題。
如何優(yōu)化污水處理工藝,降低污水處理成本,提高污水處理效果,對(duì)于污水處理有著極其重要的意義。必須指出的是,染色廢水處理系統(tǒng)的優(yōu)化改造是一個(gè)非常錯(cuò)綜復(fù)雜的問(wèn)題,從目的上它不僅要基于污水水質(zhì)分析,按照技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的要求,在條件允許的范圍內(nèi),利用各種方法,找出最佳的設(shè)計(jì)工藝方案,并在設(shè)計(jì)工況條件下,找出最佳的設(shè)施組合和最佳工藝參數(shù),而且還要在污水的成份和水量一定幅度變動(dòng)的情況下,找出相應(yīng)的優(yōu)化運(yùn)行措施和最少運(yùn)行成本。而在各染色廢水水質(zhì)各異、水量大小不一的實(shí)際工況下,要求得到一個(gè)能嚴(yán)格意義上普遍性的染色廢水優(yōu)化處理系統(tǒng)是不可能的,某一污水處理系統(tǒng)可能對(duì)某企業(yè)的廢水處理是最優(yōu),但它對(duì)其他的染色廠可能就并不能做到最優(yōu),因此本論文對(duì)染色廢水處理系統(tǒng)優(yōu)化研究只是為提出一個(gè)系統(tǒng)優(yōu)化改造和優(yōu)化運(yùn)行的概念和思路,并不是要提出一個(gè)能對(duì)所有染色廢水有最優(yōu)處理效果的處理系統(tǒng)。
四、系統(tǒng)工藝改造的總體思路
污水處理廠廢水的水質(zhì)為含有一定量難生物降解物質(zhì)和顏色的有機(jī)廢水,各染色子行業(yè)排放的廢水所含污染物質(zhì)不同,其相應(yīng)的治理工藝流程也不同。對(duì)染色廢水處理,工程上一般用物化法和生化法或兩種方法相結(jié)合的處理方法。物化處理有見(jiàn)效快、水力停留時(shí)間短的優(yōu)勢(shì),但其處理費(fèi)用高、污泥產(chǎn)量大、污泥處理困難、存在二次污染的隱患。雖然臭氧氧化、活性碳吸附、電解等方法有較好的脫色效果,但它們較高的運(yùn)行費(fèi)用卻使廠家無(wú)法承受。但前述的幾種方法都具有穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。生物處理因具有處理成本較低,并能大幅度去處有機(jī)污染物和一定色度的特性使得染色廢水治理采用生物治理作為主要治理單元己成為共識(shí)。但結(jié)合園區(qū)污水處理廠目前的運(yùn)行現(xiàn)狀及操作工人素質(zhì),為確保污水處理廠處理出水的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放,因此改造擴(kuò)建工藝的設(shè)計(jì)思想以強(qiáng)化物化處理的原則,以生物處理工藝為重心,盡量提高強(qiáng)化生物處理的作用。鑒于污水處理廠接受的染色廢水綜合性廢水,是典型的難生化降解的有機(jī)廢水,水質(zhì)性質(zhì)有其特殊性,而且各有關(guān)企業(yè)生產(chǎn)廢水排放的水質(zhì)水量的不穩(wěn)定性,以及污水處理廠的運(yùn)行成本及運(yùn)行負(fù)荷。因此必須要有針對(duì)性的廢水處理工藝,才能達(dá)到較好的處理效果。在選擇處理工藝前,應(yīng)在分析廢水水質(zhì)及其組成及對(duì)廢水所要求的處理程度的基礎(chǔ)上,確定各單元處理方法和改造工藝流程,以驗(yàn)證改造工藝的有效性。
五、結(jié)論
印染生產(chǎn)廢水可生化性差,原污水處理系統(tǒng)又存在著設(shè)計(jì)、施工不盡合理,管理水平落后等缺陷,從而造成了處理出水污染指標(biāo)達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn),運(yùn)行成本高等后果。染色廢水處理系統(tǒng)的優(yōu)化改造本身就是一個(gè)非常錯(cuò)綜復(fù)雜的問(wèn)題,而作為集中式染色廢水處理廠的優(yōu)化就更加困難了。從目的上它不僅要在污水水質(zhì)分析的基礎(chǔ)上,按照技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的要求,在條件允許的范圍內(nèi),利用各種方法,找出最佳的設(shè)計(jì)工藝方案。并在設(shè)計(jì)工況條件下,找出最佳的設(shè)施組合和最佳工藝參數(shù),而且,還要在污水的成份和水量大幅度變動(dòng)的情況下,找出相應(yīng)的優(yōu)化運(yùn)行措施和最少的運(yùn)行成本。但由于客觀條件的諸多限制,并且各種印染廢水水質(zhì)各異,水量大小不一的設(shè)計(jì)情況下,要求得到一個(gè)能嚴(yán)格意義上普遍性的染色廢水優(yōu)化方法十分困難,某一污水處理系統(tǒng)可能對(duì)某一區(qū)域內(nèi)的廢水處理是最優(yōu)的,但它對(duì)其他的企業(yè)可能就并不能做到最優(yōu)。因此,在加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新和知識(shí)創(chuàng)新的同時(shí)也要為保護(hù)我們僅有的水資源提高人類意識(shí),轉(zhuǎn)變觀念,為創(chuàng)造一個(gè)更好的環(huán)境多做努力。
The review of 2-naphthol producing wastewater treatment technology
TIAN Ru-jun et al
School of Architecture and Environment, Sichuan University, Chengdu 610065
Abstract: 2 - naphthol is an important dyestuff intermediate, 2 - naphthol production wastewater contains large amounts of refractory organic matter, causing the difficulty of waste water treatment. Articles conduct on analysis of the literatures about 2 - naphthol wastewater treatment process, reviewing of 2 - naphthol producing wastewater treatment process conclude: concentration, adsorption, biochemical, oxidation, combined process. And comparing the various wastewater treatment process that concentration is energy consumption, adsorption and oxidation need large investment costs, combined and biochemical process have purification of great depth, but need large investment.
Key words: 2-naphthol producing wastewater treatment
2-萘酚又名β-萘酚、乙萘酚、2-羥基萘,是萘系染料中間體典型產(chǎn)品之一。主要用于染料和染料中間體的生產(chǎn),在醫(yī)藥、農(nóng)藥、橡膠助劑、香料、皮革鞣制、紡織印染助劑及選礦劑原料等方面也有廣泛應(yīng)用。在染料工業(yè)中,2-萘酚可制造有機(jī)染料及其中間體,2,3-酸(在加工可得到色酚AS系列物、2-羥基-3-萘甲酸-6-磺酸、2-萘酚-3-甲酰胺)、薛氟酸(在加工可得到布隆酸)、吐氏酸(再加工可制得磺化吐氏酸、J酸、雙J酸)、G酸(再加工可得到氨基K酸、γ酸)、R鹽(再加工得到2,3-二羥基萘-6-磺酸、2-萘胺-3,6-二磺酸)、1,2,4-酸(再加工得到1,2,4-酸氧體、6-硝基-1,2,4-酸氧體)、2-萘酚-1-磺酸、N-苯基-2-萘胺、N-對(duì)羥基苯基-2-萘胺。近年來(lái),2-萘酚下游產(chǎn)品用于感光材料及液晶材料的生產(chǎn)。在我國(guó)2-萘酚的消費(fèi)結(jié)構(gòu)大致為:染料中間體及染料生產(chǎn)消耗占68%,防老劑生產(chǎn)消耗占23%,其他有機(jī)化工原料生產(chǎn)消耗占9%。
由于2-萘酚生產(chǎn)的特殊性,其環(huán)保影響倍受國(guó)內(nèi)外環(huán)保部門(mén)重視。在20世紀(jì)末,美國(guó)和歐盟國(guó)家已把萘酚列為優(yōu)先污染物[1],相應(yīng)的2-萘酚的生產(chǎn)也轉(zhuǎn)嫁到發(fā)展中國(guó)家。目前,中國(guó)和印度是2-萘酚的主產(chǎn)地。就中國(guó)而言,2-萘酚年總生產(chǎn)能力大約為8~9萬(wàn)噸,約占全世界總產(chǎn)量的50%[2],出口量占35%。其生產(chǎn)過(guò)程中排放的廢水有機(jī)物含量高、酸度大,含鹽高,對(duì)微生物有毒性,對(duì)人體有致畸、致癌作用,在環(huán)境中難以降解,屬于極難治理的有機(jī)工業(yè)廢水之一。為了能對(duì)2-萘酚的生產(chǎn)廢水進(jìn)行有效的治理及國(guó)內(nèi)外對(duì)環(huán)境條件的要求越來(lái)越高,學(xué)者們對(duì)這一有機(jī)廢水采取了各種各樣的治理措施和方法。
1. 2-萘酚生產(chǎn)方法及廢水
2-萘酚的生產(chǎn)主要有萘的磺化堿熔法[3]、異丙萘法、直接催化合成法、氯萘法。但比較成熟的技術(shù)是磺化堿熔法。表1列出了2-萘酚生產(chǎn)方法及各生產(chǎn)方法中產(chǎn)生廢水的相關(guān)情況。實(shí)踐和研究都表明2-萘酚生產(chǎn)廢水具有排放量大、水質(zhì)復(fù)雜[5]、處理難度大等特點(diǎn)。
2. 2-萘酚廢水處理工藝現(xiàn)狀
2-萘酚生產(chǎn)廢水主要的治理方法是:濃縮法、吸附法、化學(xué)氧化法、生化法和組合工藝。
2.1 濃縮法
2-萘酚生產(chǎn)廢液中含有大量的硫酸鹽和難降解有機(jī)物等,對(duì)廢液有用成分的提取不僅可以帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)效益同時(shí)也帶來(lái)了可觀的環(huán)境效益。
利用磺化堿熔法合成2-萘酚的生產(chǎn)廢水中含有的大量Na2SO4和NaCl,通過(guò)鹽析作用,可使其中的2-萘磺酸鈉析出[4]。相關(guān)方面的研究[6~7]表明,利用濃縮法處理2-萘酚生產(chǎn)廢水時(shí),2-萘磺酸鈉的回收效率可達(dá)到50%,回收的硫酸鈉和亞硫酸鈉,可用于制備含水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%~6%的無(wú)水硫酸鈉和無(wú)水亞硫酸鈉。用回收后的硫酸鈉和亞硫酸鈉作為生產(chǎn)硫化堿的原料,既降低生產(chǎn)成本又避免了環(huán)境污染。
從廢水資源化的理念來(lái)考慮,濃縮法具有一定的環(huán)境效益,并且操作簡(jiǎn)單,工藝成熟。但是濃縮法的能耗高,在應(yīng)用上受到一定的限制。
2.2 吸附法
2.2.1 傳統(tǒng)吸附材料
吸附法是處理萘酚廢水的常用方法,但處理效果不甚理想,且成本較高,若吸附材料回收處理不當(dāng),還會(huì)引起二次污染。目前研究吸附法處理萘酚生產(chǎn)廢水主要是對(duì)吸附材料的研究。傳統(tǒng)的吸附材料有活性炭和樹(shù)脂兩種。例如張萌[8]等就采用一種特種活性炭,對(duì)含酚廢水處理效果進(jìn)行研究。在活性炭用量為10g、pH值為6.1~7.1、室溫及反應(yīng)時(shí)間為2h的條件下,含酚廢水經(jīng)過(guò)特種活性炭吸附處理后,出水酚濃度為0.1296mg/L,水質(zhì)指標(biāo)滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中的排放標(biāo)準(zhǔn)。謝毅[9]等針對(duì)含酚廢水的特點(diǎn),用鄰羧基苯甲酰基修飾的新型聚苯乙烯-二乙烯苯吸附樹(shù)脂ZH-03和ZH-05,吸附水中的2-萘酚。結(jié)果表明他們的飽和吸附容量分別達(dá)到0.0868和0.105g/mL。
2.2.2 新型吸附材料
基于傳統(tǒng)吸附劑對(duì)酚類物質(zhì)的吸附能力的限制,人們?cè)诓粩嗟奶綄ば虏牧蠈?duì)含酚廢水進(jìn)行處理。分子印跡聚合物指獲得在空間結(jié)構(gòu)和結(jié)合位點(diǎn)上與模板分子完全匹配的聚合物制備技術(shù)的聚合材料。分子印跡材料由于其吸附效果好,使用壽命高,穩(wěn)定性好等特點(diǎn),在環(huán)境、醫(yī)學(xué)[10~11]等領(lǐng)域都有相關(guān)的研究。Yi Lin[12]等人利用沉淀聚合地方法,合成吸附酚類物質(zhì)的分子印跡聚合物,通過(guò)研究證明該分子印跡聚合物在pH=5的時(shí)候,對(duì)酚類的吸附能力高于同等條件下300mg的活性炭,同時(shí)使用壽命也可以達(dá)到30次。Kohei Takeda[13]等通過(guò)雙酚A甲基丙烯酸酯和二乙烯基苯制得雙酚A(Bisphenol A, BPA)分子印跡聚合物,通過(guò)吸附性能實(shí)驗(yàn)表明,制得的分子印跡材料對(duì)酚類物質(zhì)的吸附最高可達(dá)到158umol/g。但是由于分子印跡聚合物在結(jié)合位點(diǎn)不單一性,從而制約了這種材料的發(fā)展,但是當(dāng)前對(duì)分子印跡聚合物的研究越來(lái)越多,在有機(jī)物的吸附方面的研究尤其突出,這為難處理有機(jī)物的水處理帶來(lái)了機(jī)遇。
另外一些學(xué)者[14-16]研究了二氧化硅和膨潤(rùn)土對(duì)萘酚的吸收。Jianfeng Ma等[17]利用有機(jī)膨潤(rùn)土對(duì)含酚廢水進(jìn)行吸附實(shí)驗(yàn)研究,實(shí)驗(yàn)表明經(jīng)過(guò)25分鐘的吸附,有機(jī)膨潤(rùn)土對(duì)酚、2-萘酚的吸附效率可分別達(dá)到69%、99%。浙江大學(xué)[18]利用橘皮中的有機(jī)碳對(duì)1-萘酚和萘球進(jìn)行了吸附研究,橘皮中含有九種生物碳,并對(duì)含酚廢水中的酚具有一定的吸附特性,同時(shí)這種吸附效果的好壞主要受溫度的影響。由于2-萘酚生產(chǎn)廢水的可生化降解差,使得這類環(huán)境友好型的處理方法得到應(yīng)用。但是吸附材料的研究和應(yīng)用都需要進(jìn)一步的發(fā)展。
2.3 生化法
生化法在處理有機(jī)物上占有一定的優(yōu)勢(shì),出水質(zhì)量較好。但生化法對(duì)原水水質(zhì)要求較嚴(yán)格,即是工藝易受到水力條件和污染負(fù)荷的影響。對(duì)2-萘酚生產(chǎn)廢水來(lái)說(shuō)BOD/COD小于0.3,可生化性較差,所以在進(jìn)行生化處理之前要對(duì)廢水進(jìn)行預(yù)處理。
目前對(duì)于酚類物質(zhì)生化法一般包括活性污泥、生物濾池及投菌法。周紅星等[19]采用了活性污泥的方法對(duì)含酚廢水進(jìn)行處理,工藝主要是原水酸化催化氧化出水,出水中酚的去除率達(dá)到99.3%,效果良好。其中酚類物質(zhì)的去除主要集中在酸化和催化氧化兩個(gè)階段,酚類物質(zhì)的去除率可以達(dá)到99.3%。S.Zang[20-21]等人分析了黑曲霉(aspergillus niger)和枯草桿菌(bacillus subtilis)在處理含2-萘酚廢水的生物降解協(xié)同作用。通過(guò)研究認(rèn)為單純的真菌或細(xì)菌對(duì)2-萘酚的去除都不是很高,只有在二者的協(xié)同作用下,才能對(duì)2-萘酚有很好的去除效果。
2.4 氧化法
氧化法對(duì)含酚廢水的處理主要是投加催化劑和氧化劑。如李貴菊等[22]就針對(duì)化工集裝罐清洗廢水中含酚廢水濃度大的特點(diǎn),采用濕式催化氧化法進(jìn)行了較深入的研究,選用活性炭(AC)和氧化鋁為載體,制備了專項(xiàng)催化劑。在最佳的工藝條件下,含十二烷基苯酚的清洗廢水的COD去除率達(dá)到95%以上,處理效果顯著。Graca M.S.R.O.等[23]研究了金屬四價(jià)磷酸鹽對(duì)酚類物質(zhì)氧化的促進(jìn)作用也取得了一定成效。
向廢水中投加氧化劑主要用于分解、破壞某些有機(jī)化合物。目前研究的最多的是Fenton試劑、HClO對(duì)廢水中酚類物質(zhì)的處理。劉光明等[24]使用Fe2+/HClO氧化處理β-萘酚模擬廢水。在pH為2.0,C(Fe2+)=10mmol/L,NaClO投加量為8ml/L,反應(yīng)2h后CODCr去除率大于65%。王春等[25]用Fenton試劑預(yù)處理2-萘酚模擬廢水,認(rèn)為Fenton試劑除了對(duì)有機(jī)物的氧化作用外,F(xiàn)enton預(yù)處理可有效消除2-萘酚廢水的生物毒性,因此采用Fenton預(yù)處理2-萘酚生產(chǎn)廢水對(duì)于廢水后續(xù)污水處理的步驟具有很大的實(shí)用性。
除了利用上述特定的氧化性物質(zhì)對(duì)2-萘酚廢水進(jìn)行處理外,也有研究者[1]利用TiO2作為光學(xué)催化劑,在人工光照的條件下,催化降解水中的2-萘酚。實(shí)驗(yàn)研究表明當(dāng)選用“Degussa P-25”作為催化劑,Ag+(5*10-4mol/l)-TiO2(1g/l);pH為11時(shí),對(duì)2-萘酚有較高的去除效率。
2.5 組合工藝
針對(duì)2-萘酚廢水的水質(zhì)條件復(fù)雜性及各種處理方法處理廢水條件的限制,人們開(kāi)始研究物理、化學(xué)及生物方法之間的組合工藝來(lái)處理2-萘酚廢水。在這些組合工藝中大多采用Fenton試劑對(duì)含酚廢水進(jìn)行預(yù)處理使BOD/COD提高,再選用合適的生化方法對(duì)廢水進(jìn)行處理。如王春等[26]采用FOP-EGSB-MBR組合工藝,對(duì)2-萘酚生產(chǎn)廢水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?zāi)M研究,通過(guò) Fenton氧化預(yù)處理使BOD/COD提高到0.167,再進(jìn)行厭氧EGSB處理和好氧MBR處理。廢水經(jīng)Fenton氧化處理后,有機(jī)物大部分降解COD去除率達(dá)到85%左右,出水COD在5000mg/L左右。經(jīng)過(guò)14h的厭氧處理,出水COD可達(dá)610mg/L,COD去除率接近87%;再經(jīng)4h的好氧處理后,出水COD在100mg/L 以下,達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB2897821996)一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。研究者認(rèn)為采用FOP-EGSB-MBR組合工藝處理2-萘酚生產(chǎn)廢水,COD總?cè)コ士蛇_(dá)99%,該工藝運(yùn)行性能穩(wěn)定,效果可靠,具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。
還有一些研究者[27~28]采用電-Fenton法對(duì)酚類物質(zhì)的處理,EF法對(duì)鄰苯二酚的COD去除率200分鐘內(nèi)達(dá)到90%以上。Zucheng Wu等[29]以氟化樹(shù)脂修飾的B-PbO2陶瓷作陽(yáng)極、Ni-Ti合金作陰極,在最佳的實(shí)驗(yàn)條件下,苯酚的去除率可達(dá)100%。黎澤華等[30]用氧化吹脫―離子交換處理萘酚廢水,首先使污水中的亞硫酸鈉氧化為硫酸鈉,再用弱堿性離子交換樹(shù)脂吸附回收2-萘磺酸。該組合工藝基于離子交換原理,但是2-萘酚生產(chǎn)廢水中高含量的硫酸鈉、亞硫酸鈉,帶來(lái)了廢水處理難度。表2列舉了各種2-萘酚生產(chǎn)廢水處理方法的研究情況。
3. 結(jié)論
由于2-萘酚廢水對(duì)環(huán)境的嚴(yán)重危害,迫切需要高效率、低能耗的處理方法。在現(xiàn)階段,國(guó)內(nèi)外2-萘酚生產(chǎn)廢水的處理技術(shù)物理法、化學(xué)法和生化法中,物理、化學(xué)方法適用于高濃度的含酚廢水,而生化法適用于中低濃度的含酚廢水。針對(duì)不同的廢水水質(zhì)采取不同的處理方法,其中物化和生化方法的組合是目前處理2-萘酚生產(chǎn)廢水的主要方法。由于2-萘酚生產(chǎn)廢水可生化性差,含難降解有機(jī)物等特點(diǎn),在進(jìn)行廢水處理時(shí),應(yīng)考慮廢水的綜合利用。濃縮法能耗大,吸附法和氧化法投資成本大,生化法和組合工藝凈化深度大,但是投資大。
在2-萘酚廢水的處理過(guò)程中,應(yīng)著眼于現(xiàn)有處理技術(shù)的綜合應(yīng)用,同時(shí)大力開(kāi)發(fā)高效、經(jīng)濟(jì)的混凝劑、吸附樹(shù)脂、高分子膜等技術(shù)并積極地推廣應(yīng)用。開(kāi)發(fā)低成本、高效率組合工藝,實(shí)現(xiàn)廢水處理與資源化應(yīng)是以后的研究方向。
參考文獻(xiàn):
[1] S.Qourzal,N.Barka,M.Tamimi.Photodegradation of 2-naphthol in water by artificial light illumination using TiO2 photocatalyst:Identification of intermediates and the reaction pathway[J]. APPLIED CATALYSIS,2008,334(1-2):386-393.
[2] 董少剛,唐仲華,高旭波等.2-萘酚生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的影響及廢水處理工藝研究[J].安全與環(huán)境工程,2005,12(2):57-60.
[3] 魏文德.有機(jī)化工原料大全(第三卷)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1989:647-657.
[4] 經(jīng)再英.2-萘酚生產(chǎn)廢水的處理.化工環(huán)保,1991,13(3):26-37.
[5] 張?zhí)煊溃瑮钋锼R洲等.萘酚的催化合成技術(shù)進(jìn)展[J].化工進(jìn)展,2009,28(01):55-61.
[6] 胡俊杰,董自斌,李學(xué)字等.利用2-萘酚廢水濃縮黑液合成高效減水劑的工藝研究[J].建筑材料,2005,(11):8-10.
[7] 唐清.2-萘酚生產(chǎn)中無(wú)機(jī)鹽廢液的回收利潤(rùn)[J].天津化工,1998,(3):34-35.
[8] 張萌,尹連慶,李若征等.特種活性炭處理含酚廢水的實(shí)驗(yàn)研究[J].煤炭工程,2010,(6):82-84.
[9] 謝毅.2-萘酚在新型聚苯乙烯-二乙烯苯吸附樹(shù)脂上的吸附[J].化工生產(chǎn)與技術(shù),2009,16(1):27-30.
[10] N.Mizutani,D.H.Yang,R.Selyanchyn,et al.Remarkable enantioselectivity of molecularly imprinted TiO2 nano-thin films[J].Analytica Chimica Acta,2011,694(1-2):142-150.
[11] H.S.Byun,Y.N.Youn,Y.H.Yun,et al.Selective separation of aspirin using molecularly imprinted polymers[J].Separation and Purification Technology,2010,74(1):144-153.
[12] Y.Lin,Y.Shi,M.Jiang,et al.Removal of phenolic estrogen pollutants from different sources of water using molecularly imprinted polymeric microspheres[J].Environmental Pollution,2008,153(2): 483-491.
[13] K.Takeda,T.Kobayashi.Hybrid molecularly imprinted membranes for targeted bisphenol derivatives[J].Journal of Membrane Science,2006,275(1-2):61-69.
[14] L.Sieburg,A.Kohut,V.Kislenko,et al.Amphiphilic invertible polymers for adsolubilization on hydrophilic and hydrophobized silica nanoparticles[J].Colloid and Interface Science,2010,351(1):116-121.
[15] D.Tsurumi.K.Sakai.T.Yoshimura,et al.Adsolubilization of 2-naphthol into adsorbed layers of triblock PEO-PPO-PEO copolymers on hydrophobic silica particles[J].Colloid and Interface Science,2006,302(1):82-86.
[16] J.M.Wei,R.L.Zhu,J.Zhu.Simultaneous sorption of crystal violet and 2-naphthol to bentonite with different CECs[J].Hazardous Materials,2009,166(1):195-199.
[17] J.F.Ma,L.Z.Zhu.Removal of phenols from water accompanied with synthesis of organobentonite in one-step process[J].Chemospehere,2007,68(10):1883~1888.
[18] B.L.Chen,Z.M.Chen.Sorption of naphthalene and 1-naphthol by biochars of orange peels with different pyrolytic temperatures[J].Chemosphere,2009,76(1):127-133.
[19] 周紅星,李存國(guó).生化法處理焦化含酚廢水的實(shí)驗(yàn)研究[J].中國(guó)陶瓷,2008,44(2):29~31.
[20] S.Zang,B.Lian.Synergistic degradation of 2-naphthol by Fusarium proliferatum and Bacillus subtilis in wastewater[J].Hazardous.materials,2009,166(1):33-38.
[21] S.Zang,B.Lian,J.Wang,et al.Biodegradation of 2-naphthol and its metabolites by coupling Aspergillus niger with Bacillus subtilis[J].Environmental Sciences,2010,22(5):669-674.
[22] 李桂菊,朱麗香,何迎春等.濕式催化氧化法處理含酚清洗廢水的研究[J].工業(yè)水處理,2010,30(05):38-40.
[23] Graca M.S.R.O.Rocha,Robert A.W.Johnstone,M.Graca P.M.S.Neves.Catalytic effects of metal (IV) phosphates on the oxidation of phenol and 2-naphthol [J]. Molecular Catalysis,2002,187(1):95-104.
[24] 劉光明,孔令仁,劉棟等.Fe2+/HClO氧化處理β-萘酚模擬廢水的研究[J].工業(yè)水處理,2005,25(02):20-22.
[25] 王春,李秀芬,華兆哲等.Fenton法預(yù)處理2-萘酚生產(chǎn)廢水研究[J].工業(yè)用水與廢水,2008,39(03):41-44.
[26] 王春,李秀芬,華兆哲等.FOP-EGSB-MBR組合工藝處理2-萘酚生產(chǎn)廢水[J].環(huán)境工程學(xué)報(bào),2008,2(08):1037-1039.
[27] 謝拯,劉祥萱,梁劍濤等.電-Fenton法處理難降解有機(jī)廢水技術(shù)的進(jìn)展[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè),2009(19):136-137.
一、課題背景和意義
造紙工業(yè)是能耗高、物耗高,對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重的行業(yè)之一。造紙工業(yè)的污染問(wèn)題十分嚴(yán)重,受到了人們普遍的關(guān)注。在世界范圍內(nèi),造紙工業(yè)廢水都是重要的污染源,例如日本、美國(guó)分別將造紙工業(yè)廢水列為六大公害和五大公害之一。
在我國(guó),造紙工業(yè)廢水污染已成為造紙生產(chǎn)及相關(guān)行業(yè)能否生存和發(fā)展的關(guān)鍵因素。據(jù)環(huán)保統(tǒng)計(jì)公報(bào)數(shù)字表明,縣及縣以上制漿造紙和紙制品廢水排放量占全國(guó)工業(yè)總排放量的11%,僅次于化學(xué)工業(yè)及鋼鐵工業(yè)的年排水量,居第三位,其中達(dá)標(biāo)排放量?jī)H占造紙總排放量的14%,排放廢水中COD約占全國(guó)總排放量的45%。
目前我國(guó)造紙工業(yè)廢水排放量及COD排放量均居我國(guó)各類工業(yè)排放量的首位[1]。 近年經(jīng)多方不懈努力,造紙工業(yè)廢水污染防治已經(jīng)取得了一定的成績(jī),雖然紙及紙板產(chǎn)量逐年增加,但排放廢水中的COD卻逐年降低。由此看出,造紙工業(yè)初步實(shí)現(xiàn)了增產(chǎn)減污的目標(biāo)。但目前造紙行業(yè)約占排放總量50%的廢水尚未進(jìn)行達(dá)標(biāo)處理,廢水污染防治任務(wù)還相當(dāng)繁重。
制漿造紙廢水是指化學(xué)法制漿產(chǎn)生的蒸煮廢液(又稱黑液、紅液),洗漿漂白過(guò)程中產(chǎn)生的中段水及抄紙工序中產(chǎn)生的白水,它們都對(duì)環(huán)境有著嚴(yán)重的污染。
一般每生產(chǎn)1 t硫酸鹽漿就有1 t有機(jī)物和400 kg堿類、硫化物溶解于黑液中;生產(chǎn)1 t亞硫酸鹽漿約有900 kg有機(jī)物和200 kg氧化物(鈣、鎂等)和硫化物溶于紅液中。廢液排入江河中不僅嚴(yán)重污染水源,也會(huì)造成大量的資源浪費(fèi)[2]。
近年來(lái),一些以制漿造紙為主要工藝的小型企業(yè)由于受白水困擾被迫停產(chǎn)或轉(zhuǎn)產(chǎn)。隨著造紙行業(yè)的發(fā)展,受原料林資源的約束,廢紙作為再生纖維資源在造紙工業(yè)原料中的重要性與日俱增,我國(guó)產(chǎn)量名列前幾位的造紙企業(yè)大部分是以廢紙為原料。
廢紙作為造紙?jiān)现唬纯蓽p輕環(huán)境污染,又可減少森林砍伐,節(jié)省原料纖維資源,緩解原料緊張局面,經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益十分顯著。盡管廢紙?jiān)旒垙U水污染物產(chǎn)量比化學(xué)制漿造紙減少了85%以上,但廢水的COD、SS濃度仍然較高[3]。
某造紙廠主要以商品木漿為原料,生產(chǎn)各色特種裝飾鈦白印刷面紙、平衡紙系列、印花原紙系列、瓜子袋紙系列、特種長(zhǎng)纖維紙系列、水松紙產(chǎn)品等各種高檔特種工業(yè)印刷紙以及文化用紙,總產(chǎn)量為1.2萬(wàn)t/a,排放造紙廢水約8000t/d。
目前,這些廢水若未經(jīng)處理就排入附近水體,將對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染[1 ~4] ,同時(shí)該廠生產(chǎn)耗水量大,如處理后進(jìn)行回用,將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益廢液排入江河中不僅嚴(yán)重污染水源,也會(huì)造成大量的資源浪費(fèi)。所以對(duì)造紙廢水的處理在我國(guó)也是非常重要的,其中造紙白水對(duì)環(huán)境造成的影響,是本論文論述的主要觀點(diǎn)。
二、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
2.1、造紙工藝
目前國(guó)內(nèi)廢紙?jiān)旒堉饕鞒虨樗闈{、磨漿、篩選、打漿、造紙、烘干、卷取等[4]。 簡(jiǎn)要流程如下:
圖1 造紙工藝流程
2.2 、處理工藝
目前國(guó)內(nèi)外針對(duì)白水所采用的處理工藝主要有以下幾種:
2.2.1、氣浮法
氣浮法是白水處理中較常用的方法。白水中所含的物質(zhì)為短纖維、填料、膠狀物以及溶解物,它經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)后在氣浮池內(nèi)與減壓后的溶氣水混合,進(jìn)行氣浮操作過(guò)程。完成分離后,清水入清水池供紙機(jī)回用,短纖維進(jìn)入漿池供造紙機(jī)回用。氣浮法在我國(guó)造紙企業(yè)中有較廣的應(yīng)用。
2.2.2、絮凝法
絮凝法在造紙白水處理中也有應(yīng)用,即利用適當(dāng)?shù)男跄齽┨幚韽U水,可以使其中的細(xì)小纖維和其他細(xì)小固體顆粒懸浮物沉淀下來(lái)。在造紙白水的處理過(guò)程中,造紙白水先經(jīng)微孔過(guò)濾處理回收纖維,降低白水中的懸浮物含量,再加入混凝劑和助凝劑,使白水中的細(xì)小纖 維、填料、膠體性物質(zhì)及部分溶解性有機(jī)物聚沉,處理后的澄清水可完全回用于生產(chǎn)或排放。
化學(xué)絮凝處理造紙白水具有投資少、工期短、處理系統(tǒng)運(yùn)行管理簡(jiǎn)單、操作靈活、處理效果好等特點(diǎn)。能有效去除再生造紙廢水中的SS、色度以及有機(jī)物等,得到的泥漿經(jīng)過(guò)適當(dāng)處理后還能用作生產(chǎn)箱紙板的紙漿,處理的上清液可以作為工業(yè)水循環(huán)使用,因此,其經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益相當(dāng)顯著。
2.2.3、過(guò)濾法
應(yīng)用于白水處理的過(guò)濾法常見(jiàn)的有兩種:真空過(guò)濾法和微濾法。
真空過(guò)濾法具有過(guò)濾速度快、處理量大、工藝過(guò)程穩(wěn)定、占地面積小、基建費(fèi)用少、運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn),處理后的白水可直接用于造紙過(guò)程。近年來(lái)國(guó)內(nèi)的一些大型造紙企業(yè)大力推廣真空過(guò)濾機(jī)用于白水處理,使得白水的處理與循環(huán)回用的程度大大提高。
微濾法采用的過(guò)濾介質(zhì)為不銹鋼絲網(wǎng)或化纖網(wǎng),其過(guò)濾孔徑的大小可根據(jù)用戶的廢水種類、濃度等的不同而隨意選擇,最小孔徑當(dāng)量可小于20 um。其優(yōu)點(diǎn)更在于工藝簡(jiǎn)單、占地少、投資省;過(guò)濾能力大、效率高、運(yùn)行費(fèi)用低、操作極其簡(jiǎn)便。
2.2.4、膜分離法
膜分離技術(shù)處理造紙白水,可以較徹底去除造紙白水中的金屬離子和溶解性無(wú)機(jī)鹽物質(zhì),是實(shí)現(xiàn)造紙零排放目標(biāo)的有效措施之一。然而,膜分離法處理水量能力不大、費(fèi)用較高,在用于造紙白水處理方面還處于實(shí)驗(yàn)室的研究階段,距離實(shí)際生產(chǎn)還有很長(zhǎng)的路要走[5]。
三、課題主要內(nèi)容
1、設(shè)計(jì)流量:Q=1500 m3/d Kz=1.1
2、進(jìn)出水水質(zhì),最后出水符合《遼寧省污水與廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB 21-60-89)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)
3、運(yùn)用大學(xué)期間所學(xué)的專業(yè)知識(shí),理論和畢業(yè)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí),對(duì)造紙生產(chǎn)工藝的最終出水進(jìn)行處理設(shè)計(jì)。
4、污水處理工藝流程的確定 5、主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)計(jì)算
6、依據(jù)具體地形對(duì)污水處理廠進(jìn)行平面布置。
7、高程布置。
8、并對(duì)建成的運(yùn)行管理提出要求和建議。
9、在對(duì)造紙廢水(白水)進(jìn)行設(shè)計(jì)過(guò)程中,要知道造紙廢水中是多種多樣的,不能設(shè)想只用一種處理方法,就能把污染物取值殆盡,往往要采用多種方法組合的處理工藝系統(tǒng),才能達(dá)到處理效果。應(yīng)盡量選取較好的處理方法。
10、在對(duì)廢水處理工程設(shè)計(jì)過(guò)程中,應(yīng)盡量運(yùn)用清潔生產(chǎn)的理念,降低廢水中復(fù)雜成分,使得在后續(xù)廢水處理中降低難度和提高效率。
四、課題研究方案
廢紙回收利用過(guò)程中,從工藝上分為抄紙段產(chǎn)生的廢水稱為白水。由于白水日排水量 大,含有大量的軟纖維和填料,懸浮物含量高,它所引起的污染令世人矚目。目前,國(guó)內(nèi)外處理造紙自水的方法主要有氣浮法、絮凝沉淀法、過(guò)濾法、膜分離法等,綜合各種方法的優(yōu)缺點(diǎn),我選擇氣浮法進(jìn)行對(duì)造紙污水(白水)進(jìn)行處理。
采用混凝氣浮為主的工藝流程處理造紙廢水,處理后出水SS、CODcr和BOD5的平均去除率分別達(dá)到90%、74%和80%以上,出水達(dá)到設(shè)計(jì)要求,可以直接回用于生產(chǎn)工藝中,并可回收紙漿。實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)用水的閉路循環(huán)運(yùn)行,達(dá)到了廢水零排放。此工藝避免了生化處理占地面積大、投資和運(yùn)行費(fèi)用高等缺點(diǎn),并且處理費(fèi)用低,運(yùn)行穩(wěn)定,維護(hù)簡(jiǎn)單,具有顯著的環(huán)境效益。氣浮法在我國(guó)處理造紙污水(白水)普遍使用,氣浮法不僅經(jīng)濟(jì)效應(yīng)低,并且處理效果非常好,占地面小,運(yùn)行操作簡(jiǎn)單[6]。
結(jié)合造紙廢水目水質(zhì)的特點(diǎn),實(shí)驗(yàn)擬采用采用混凝氣浮+水解酸化+接觸氧化的處理工藝。
五、日程安排
1、資料收集、方案對(duì)比 2017.3.17~2017.3.23 一周
2、撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告、開(kāi)題答辯、英文翻譯 2017.3.24~2017.3.30 一周
3、主體構(gòu)筑物設(shè)計(jì)計(jì)算 2017.3.31~2017.4.6 一周
4、附屬構(gòu)筑物及高程設(shè)計(jì)計(jì)算 2017.4.7~2017.4.13 一周
5、流程圖、總平面圖繪制 2017.4.14~2017.4.20 一周
6、高程圖繪制 2017.4.21~2017.4.27 一周
7、構(gòu)筑物圖繪制 2017.4.28~201.5.4一周
8、構(gòu)筑物圖繪制 2017.5.5~2017.5.11 一周
9、構(gòu)筑物圖繪制 2017.5.12~2017.5.18 一周
10 、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)編制 2017.5.19~2008.5.25 一周
11 、修改設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2017.5.26~2017.6.1 一周
12 、修改圖紙 2017.6.2~2017.6.8 一周
13 、畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯 2017.6.9~2017.6.15 一周
六、參考文獻(xiàn)
[1] 田啟平.斜網(wǎng)-混凝沉淀-二段A/O組合工藝處理造紙廢水的研究.浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文.2007,2.