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化工固廢處理方法大全11篇

時間:2023-12-27 10:32:17

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化工固廢處理方法

篇(1)

中圖分類號: X703 文獻標識碼: A

前言

1.廢水的產生

我公司年產5萬噸氯化苯裝置采用的是沸騰氯化工藝,使用苯與氯氣反應生成酸性氯化液,加水水洗除去氯化液中FeCl3作為鹽酸的吸收水,再經過樹脂吸附制備鹽酸銷售。水洗后的氯化液加堿堿洗中和氯化液酸度,產生堿性廢水,堿性廢水中主要含燒堿、氫氧化鐵、鹽、有機苯類。堿性水送廢水處理后排放。堿性水的處理難度較大,成本較高,一直是困擾企業的難題。

2.廢水處理方法

公司原先采用以下幾種廢水處理方法:①共沸處理法[1] [2] :苯、氯化苯和水能形成共沸物,使用共沸塔使苯、氯化苯與水產生共沸從塔頂餾出,塔釜作為廢堿水外排廢水工段處理。經過共沸后回收堿性廢水中的有機物,釜殘排出含苯400ppm,能有效的對有機物進行分離。但堿性太高,含堿在150g/l,且有紅色氧化鐵影響廢水整體色澤,整套裝置能耗較高,且處理后的堿性廢水仍需進一步處理,不能進行有效的資源綜合利用;②DRM過濾法:利用DRM過濾器對共沸后堿性廢水過濾。使用助濾劑先行對氫氧化鐵進行吸附,再透過濾布進行過濾,除去堿性廢水中氫氧化鐵,從而達到廢水回用的目的。但濾周期短,且隨著過濾的深入,出水顏色逐漸發黃發紅。排渣呈粘稠的漿糊狀,使用一段時間后濾布易損壞,不能維持長周期的運行;③陶瓷膜過濾技術[3] :選用50納米的0.1m2微孔陶瓷膜管進行過濾,過濾速度快,但過濾后需使用硝酸進行酸洗,產生新的廢水,且濾管容易堵塞;經過多次改進,決定采用板式過濾[4] [5]對氯化苯廢水進行過濾,日均處理廢水45m3,解決了廢水處理難的問題。

工藝裝置及流程

1.1工藝流程

過濾處理裝置及工藝流程如圖1所示。該工藝核心裝置是板式壓濾機,氯苯堿性廢水經廢堿泵打至中和釜(夾套循環水冷卻),按比例加入助濾劑并攪拌,預涂釜中加入一定比例的預涂劑和水并攪拌均勻,通過循環泵對板式壓濾機進行預涂,至預涂回流顏色變清時轉廢水壓濾操作,切換過濾循環泵閥門將廢水送入過濾器過濾,濾液進行苯水分離,苯溢流至水洗中間槽再次回收利用,堿性廢水部分回中和系統作堿洗用堿,部分送廢水工段處理。采用間歇過濾,一批結束后切換閥門,開啟氮氣排空過濾器內廢水至中和釜,用蒸汽將過濾器內濾餅烘干后,再開啟氮氣吹盡蒸汽泄壓,打開過濾器大蓋排放濾渣,廢固渣(Fe(OH)3+助濾劑)含濕量較低,送電站與煤渣一并處理,尾氣經排氣冷凝器冷凝后集中排放。

1-中和釜;2-預涂釜;3-過濾器;4-冷凝器;5-苯水分離器;6-過濾循環泵;7-渣池

圖1 工藝裝置流程圖

1.2預涂劑的選擇

使用XH為助濾劑,能起到較好的助濾效果,且來源廣泛,不需要額外的用;但從濾餅的形狀來看,氫氧化鐵附著不是太緊密,且濾網的運行周期不夠長,網眼容易被絮狀氫氧化鐵堵塞,通過在板式過濾之前增加一預涂裝置,使用GZT作為預涂劑,讓GZT先在濾網上預涂一層,然后再附著夾帶助濾劑的廢水進行過濾,這樣效果更佳,有了預涂層,排下來的濾餅干燥緊密,濾網的清洗周期大大延長至原來的一倍以上。

1.3工藝操作參數

工藝操作參數:過濾器容量2 m3 ;過濾器壓力≤0.45MPa,操作溫度,常溫;中和釜液位≤17m3;XH助濾劑600kg;GZT預涂劑25kg;氮氣吹掃10min;氮氣流量≤1.0 t3/h;蒸汽吹掃10min;蒸汽烘干20min;過濾后廢水含堿80~100g/l,有機物≤200ppm。

裝置處理規模

2.1間歇式廢水處理

一套處理面積為40.0㎡板式膜廢水過濾裝置,批處理量在15.0 m3,處理時間約為2.5小時左右,每天可以間歇式操作3批次,合計日處理量為3*15.0 m3=45.0 m3

2.2連續化廢水處理

 一套處理面積為40.0㎡板式膜廢水過濾裝置,為了保證連續化處理廢水,延長處理周期,需降低跨膜壓差,減少濾膜的堵塞幾率,需維持在3.0 m3/h,運行周期正常在12.0小時,合計日處理廢水量為3.0 m3/h*12h=36.0 m3

兩種方式比較來看,采用間歇式操作相對處理量較高,但操作步驟較為繁瑣,連續化操作處理量較小,但操作起來較為方便,若廢堿水中含固量較高,連續化操作的優勢將會明顯優于間歇式操作。

處理后的廢水凈化再利用

經過濾后的廢堿水含固量為0,堿含量在80~100g/l,有機物≤200ppm,含鹽約為60 g/l,作為氯苯生產堿洗用堿再利用,為了防止含鹽對原料干燥有影響,每天用量在4.0 m3左右。其余廢堿水送至其他工序作廢水處理,平均每天再利用約15.0 m3,有效減輕了廢水處理負擔。

年回收利用廢水:(4.0 m3+15.0 m3)×300天=5700 m3;

結語

板式過濾是目前最能適合解決含氫氧化鐵廢堿水的方法,該方法操作簡單,能耗低,不使用大量的蒸汽,無毒,不會對人體造成二次傷害,不會產生多余的三廢,清液、有機物和濾餅都可以再次利用,不會產生新的“三廢”。

要保證預涂的效果,預涂時間足夠或要等預涂釜回流變清方可過濾,過濾攪拌要充分,使助濾劑和氫氧化鐵充分接觸包裹,以增加過濾效果;

進料要均勻,控制好循環泵變頻,閥門的開啟順序正確,嚴格按照操作步驟壓榨、烘干,壓榨烘干時間控制好保證效果,否則易堵塞過濾網,使得下次過濾難以進行;

過濾壓力上升較快以及過濾周期明顯縮短,則需停車檢查清洗濾網,使用稀酸清洗濾網,浸泡后用軟毛刷清除表面積余殘渣即可。

【參考文獻】

[1]張,氯化苯生產中的三廢污染及其處理. 化工生產與技術 . 1998年第1期

[2] 孫振偉, 莊建峰,黃浩.氯化苯車間廢水治理技術.中國氯堿,2002:4月第4期

篇(2)

有機固體廢物通常是指含水率低于85%~90%可生化降解的有機廢物,它們一般具有可生化降解性。這些廢物中蘊含著大量的生物質能,有效利用這類生物質能源,對實現環境和經濟的可持續發展具有重要意義。

有機固體廢物處理的方法很多。由于有機固廢的可生化降解性高,利用生物技術處理有機廢物具有潛在優勢。生物處理法包括好氧堆肥法和厭氧消化法。近幾年來,歐洲各國紛紛將目光投向厭氧消化,興建有機固廢厭氧消化處理廠,日本等國也先后建設了有機固廢厭氧消化處理示范工程。但在國內,盡管農村早有小型沼氣池的應用,高濃度有機污水及污泥處理中也普遍采用厭氧消化的工藝,但應用于固廢處理領域的實踐很少。因此,很有必要針對國內的實際情況,對有機固廢的厭氧消化進行系統研究。

1厭氧消化機理

在理論研究方面,國內外一些學者對厭氧發酵過程中物質的代謝、轉化和各種菌群的作用等進行了大量的研究,但仍有許多問題需進一步探討。對厭氧消化的微生物學認識,經歷了一個由膚淺到逐漸完善的過程。20世紀30年代,厭氧消化被概括地劃分為產酸階段和產甲烷階段,即兩階段理論。70年代初Bryantlzgl等人對兩階段理論進行了修正,提出了厭氧消化的三階段理論,突出了產氫產乙酸菌的地位和作用。與此同時,Zeikuslao等人提出了厭氧消化的四類群理論,反映了同型產乙酸菌的作用。該理論認為厭氧發酵過程可分為四個階段,第一階段(水解階段):將不溶性大分子有機物分解為小分子水溶性的低脂肪酸;第二階段(酸化階段):發酵細菌將水溶性低脂肪酸轉化為H2、CH3000H、CH3CH2OH等,酸化階段料液pH值迅速下降;第三階段(產氫產乙酸階段):專性產氫產乙酸菌對還原性有機物的氧化作用,生成H2、HCO3-、CH3COOH。同型產乙酸細菌將H2、HCO3-轉化為CH3COOH,此階段由于大量有機酸的分解導致pH值上升;第四階段(甲烷化階段):產甲烷菌將乙酸轉化為CH4和CO2,利用H2還原CO2成CH4,或利用其他細菌產生甲酸形成CH4。無論是三階段理論,還是四類群理論,實質上都是對兩階段理論的補充和完善,較好地揭示了厭氧發酵過程中不同代謝菌群之間相互作用、相互影響、相互制約的動態平衡關系,闡明了復雜有機物厭氧消化的微生物過程。

2厭氧消化影響因素

2.1底物組成

研究發現不同底物組成,其可生化降解性大不相同(5%~90%)。Borja等研究了不同底物組成和濃度的有機固廢的厭氧消化過程,認為在其他條件相同時沼氣產量相差很大,甚至達到65%。這個結果與Jokela等的研究所得基本一致。另外,底物組成不同,在發酵過程中的營養需求與調控也不同。對于像以秸稈為主的底物,須補充N源的營養,以達到厭氧消化適宜的C/N比。

目前國內外很多機構開展了生活垃圾、污泥及畜禽糞便聯合厭氧消化產沼的研究。聯合發酵可以在消化物料間建立起一種良性互補,從而提高產氣量,而且儀器設備的共享在提高經濟效益方面的作用也是非常明顯的。Kayhanian評估了以城市固體垃圾生物可降解部分為底物的高固體厭氧消化示范試驗。結果表明,美國典型B/F(可降解垃圾與總物料之比)的垃圾缺乏活躍而又穩定降解所需要的宏量或微量元素,若補充以富含營養的污泥和畜禽糞便,可以提高B/F,大大提高產氣率并增加過程的穩定性。國內在這方面的研究僅限于實驗室水平,未見相關工程應用的報道。

2.2溫度

有機固廢厭氧消化一般在中溫或高溫下進行,中溫的最佳溫度為35℃左右,高溫為55℃左右。Ghosh等利用厭氧消化處理垃圾衍生燃料(RDF),對比了單相式和兩相式反應器的處理效果,發現在傳統單相式反應器中高溫(55℃)比常溫(35℃)消化的甲烷產量僅提高7%;RDF粒徑從2.1mm降至1.1mm在中溫消化下對甲烷產量無明顯影響,但當反應條件轉變為高溫消化時甲烷產量可提高14%。高溫消化可以比中溫消化有更短的固體停留時間和更小的反應器容積。然而高溫消化所需熱量多,運行也不穩定。最近有研究表明厭氧消化在65℃時水解活性可進一步提高。還有將超高溫水解作為一個專門的反應器,對厭氧消化進行處理研究。

高溫可以比中溫產能多,但高溫需要更多的能量,在實際情況中加熱所需的能量往往與多產出的能量差不多。雖然沼氣產量和生物反應動力學都表明高溫消化更有優勢,但理想的條件決定于底物類型和使用的系統情況。

2.3pH值

產甲烷菌對pH值的要求非常嚴格,pH值的微小波動有可能導致微生物代謝活動的終止。在發酵初期由于產生大量有機酸,若控制不當容易造成局部酸化,延長發酵周期,進而破壞整個反應體系。研究發現pH值為6.6~7.8范圍內,水分含量為90%~96%時產甲烷速率較高;pH值低于6.1或高于8.3時,產甲烷菌可能會停止活動。

一般說來酸化相對保持略偏酸性,產甲烷相需要略偏堿性,但沒有一個絕對合適的量,只需系統能夠保持穩定高效便是最佳狀態。pH值是厭氧消化過程的重要監測指標和控制參數。

2.4抑制

厭氧消化過程中抑制作用非常普遍,包括pH抑制、氫抑制、氨抑制、弱酸弱堿抑制、長鏈脂肪酸(VFA)抑制等。

許多學者都研究了厭氧消化中氨抑制的問題。當氨氮濃度從740mg/L至3500mg/L時,葡萄糖降解速度急劇下降,可以認為氨積聚對糖酵解過程有一定的抑制作用。Sung等研究了以有機固廢為底物的常溫厭氧消化過程中氨氮濃度對甲烷產氣量的影響,常溫消化當總氨氮濃度(TAN)從0.40g/L依次升至1.20、3.05、4.92、5.77g/L時,反應器內呈現慢性抑制的現象。TAN為4.92或5.77g/L時,甲烷產量分別降低39%和64%。Fujishima等研究了常溫下污泥含水率對厭氧消化的影響,發現污泥的含水率低于91%時甲烷產量減少,這主要由于系統中高氨含量對氫營養甲烷菌的抑制作用。

Salminen指出滲濾液回流與pH值調節相結合可以降低酸積累的抑制效應,加速消化降解速率。然而當系統中活性產酸菌和產甲烷菌數量較少時,回流滲濾液會引起VFA積聚。Clarkson和Xiao對廢報紙進行厭氧消化的研究發現,水解反應是其中限制性步驟,高濃度的丙酸鹽對其具有抑制作用。

2.5攪拌

當消化底物為固態時,水解通常成為整個反應的限制性階段。很多經典文獻中強調了消化過程中應充分混和攪拌以促進反應器中酶和微生物的均勻分布。然而近年來有試驗表明降低攪拌程度可以提高反應器的效率。

VavilinV.A.研究常溫消化下攪拌強度的影響,試驗表明當有機負荷偏高時,攪拌強度加大會導致反應器運行失敗,低強度攪拌是消化過程順利完成的關鍵;當有機負荷偏低時,攪拌強度對反應無明顯影響。由此VavilinV.A.提出攪拌阻礙反應器中甲烷區形成的假設,認為甲烷區的形成對抵抗酸化過程中產生的抑制起重要作用。在此基礎上他提出了均質柱形反應器的二維分布式模型(2Ddistributedmodels),模型基于以下假設:在維持產甲烷菌繁殖代謝處于較優水平的前提下,反應器中甲烷區所占空間存在一個最小值。通過對消化過程的模擬,認為有機負荷高時,反應初始階段甲烷區與產酸區在空間上分離是固廢物轉化為甲烷的關鍵因素,而初始階段甲烷區中生物量的多少則是這些活性區保留的決定性因素。此時如果高強度攪拌,甲烷區由于VFA的抑制作用會逐漸萎縮直至消失。然而當有機負荷偏低時,大部分甲烷區均能幸存并逐步擴大到整個反應器。

Stroot等學者認為劇烈攪拌會破壞微生物絮團的結構,從而打亂了厭氧體系中有機體間的相互關系。一個連續運轉的消化器在啟動階段應逐步增大有機負荷以避免運轉失敗。當產甲烷階段是限制性反應時高強度攪拌并不合適,因為產甲烷菌在這種快速水解酸化的環境中很難適應,因此在啟動階段應采取適量攪拌。如果水解階段為限制性反應,此時反應器內底物濃度較大,高強度攪拌對水解起促進作用。因此為達到有機物厭氧轉化的最佳條件,應綜合考慮攪拌所帶來的積極和負面影響。

2.6預處理

根據現有的研究發現,固體厭氧消化的速度較慢,對固體廢物采用物理法、化學法、生物法等預處理可以提高甲烷產氣量。Liu等人通過對消化底物進行240℃的蒸汽熱處理5分鐘,使甲烷產氣率提高一倍,最終的甲烷產量增加40%。木質素和纖維素由于其本身結構,是公認的難降解物質,也是很多厭氧消化過程中的限制性因素。Clarkson等對廢報紙進行厭氧消化研究,發現堿預處理可以顯著提高廢紙的可生物降解性,但延長浸泡時間或增大反應溫度并不能提高轉化率。

Hartmann等在傳統的厭氧反應器前端設計了一個生物活性反應器,對厭氧消化進行預處理研究。該反應器用于68℃對底物進行超高溫水解,這種反應器分離的設計是為了更大程度降解有機物為VFA,從而獲得更高的產氣量,同時超高溫反應器可以有效去除氨的影響。結果表明VS去除率為78~89%,產氣量640~790mL/g。超高溫反應器中氨負荷降低7%。

目前對固態厭氧消化底物的物理和化學預處理方法研究較多,對生物預處理的研究則較少。Peter等從高溫反應器中分離到能分解有機固體廢物的嗜溫微生物,用該微生物對污水污泥進行預處理,在1~2d內近40%的有機物被分解,而且與沒有經過該預處理相比,厭氧消化過程中沼氣產量提高50%;Ejlertsson研究表明,在消化開始階段進行間歇曝氣能有效去除易降解的固廢,克服高濃度VFA帶來的抑制問題;Mshandete等研究了紙漿厭氧發酵系統中,啟動階段進行9h堆肥預處理后甲烷產量提高26%;Katsura和Hasegawa進行了類似的預處理研究,對污泥進行微好氧熱處理后甲烷產量提高50%。研究者認為高溫好氧菌分泌的胞外酶比一般蛋白酶在溶解污泥方面更具活性。

3厭氧消化工藝

厭氧消化處理固體廢物,通過技術革新逐步形成了以濕式完全混合厭氧消化、厭氧干發酵、兩相厭氧消化等為主的工藝形式。

濕式完全混合厭氧消化工藝(即濕式工藝)的應用最早也最為廣泛。此工藝條件下固體濃度維持在15%以下,其液化、酸化和產氣3個階段在同一個反應器中進行,具有工藝過程簡單、投資小、運行和管理方便的優點。這種工藝條件下漿液處于完全混合的狀態,容易受到氨氮、鹽分等物質的抑制,因此產氣率較低。

厭氧干發酵又稱高固體厭氧消化,在傳統的厭氧消化工藝中固體含量通常較低,而高固體消化中固體含量可達到20%~35%。高固體厭氧消化主要優點是單位容積的產氣量高、需水量少、單位容積處理量大、消化后的沼渣不需脫水即可作為肥料或土壤調節劑。隨著固體濃度的加大,干發酵工藝中需設計抗酸抗腐蝕性強的反應器,同時還得解決干發酵系統中輸送流體粘度大以及高固體濃度帶來的抑制問題。

兩相厭氧消化工藝即創造兩個不同的生物和營養環境條件,如溫度和pH等。Ghosh最早提出優化各個階段的反應條件可以提高整體反應效率,增加沼氣產量,從而提出了兩相厭氧消化。動力學控制是兩相系統促進相分離最常用的手段,根據酸化菌和產甲烷菌生長速率的差異來進行相分離。還有一些技術可促進厭氧系統的相分離,如濾床在處理不溶性的有機物時可用來達到相分離。滲析、膜分離和離子交換樹脂等也可用于相分離。

大多數觀點認為,采用相分離技術創造有利于發酵細菌的生態環境,避免有機酸的大量積累,會提高系統的處理能力。Ghosh等利用厭氧消化處理垃圾衍生燃料(RDF),對比了單相式和兩相式反應器的處理效果,發現兩相消化比傳統單相式反應器,甲烷產量提高20%左右。Goel等人對茶葉渣進行兩相厭氧消化研究,發現每去除1kgCOD,平均產氣量為0.48m3,COD去除率93%,甲烷含量73%。

兩相厭氧工藝的主要優點不僅是反應效率的提高而且增加了系統的穩定性,加強了對進料的緩沖能力。許多在濕式系統中生物降解不穩定的物質在兩相系統中的穩定性很好。雖然兩相工藝有諸多的優點,但由于過于復雜的設計和運行維護,實際應用中選擇的并不多。目前為止,兩相消化在工業應用上并沒有表現出明顯的優越性,投資和維護是其主要的限制性因素。

4結語

Edelmann利用生命周期分析(LCA)認為,厭氧消化是最適宜的有機固廢處理方法。有機固廢的厭氧消化技術已引起國內外的廣泛關注,它們在消納大量有機廢物的同時,可獲得高質量的堆肥產品和沼氣,實現生物質能的多層次循環利用。

我國目前在有機垃圾厭氧消化工程應用方面的研究很少,厭氧消化的研究主要集中在水處理方面。各種厭氧發酵工藝實際應用中所存在的最大問題是規模化運行的自動化程度較低,技術裝備差。因此,對厭氧消化的最佳生物轉化條件、生態微環境以及設計完善的過程控制系統等方面,還需要進一步深入研究,以達到最佳的處理效果。

參考文獻

1BorjaR,RinconB,RaposoFetal.Kineticsofmesophilicanaerobicdigestionofthetwo-phaseolivemillsolidwaste[J].BiochemicalEngineeringJournal,2003(15)

2Ghosh,S,HenryM.P,SajjadAetal.Pilot-scalegasificationofmunicipalsolidwastesbyhigh-rateandtwo-phaseanaerobicdigestion[J].WaterScienceandTechnology,2000(3)

篇(3)

中圖分類號:TQ628.2文獻標識碼:A

珠光顏料的生產是一個十分精細的化學加工過程,它要求產品的純度高、雜質少。在云母鈦珠光顏料的制備過程中,其關鍵技術之一是制取優質的云母薄片原料[1]。

天然云母礦的化學組成十分復雜。特別是其中的鐵、錳、鉻、釩等致色金屬離子化合物,不僅直接影響到云母薄片的原始白度和光澤,也影響經過化學液相沉積反應包膜后的云母鈦珠光顏料的白度和光澤[2,3,4]。因為這些致色金屬離子會在鈦鹽溶液水解過程中,發生同步水解和共沉淀,形成二氧化鈦和這些干擾致色金屬離子氧化物組成的混合膜,沉積于云母薄片之上,從而干擾云母鈦珠光顏料的色相。同時,這些金屬離子還會在二氧化鈦結晶過程中,作為攙雜金屬離子而使二氧化鈦晶體發生扭曲變形,并失去對稱性,使其對光的吸收系數增大,而導致光澤降低。用這些雜質含量很高的云母薄片制取銀白色型云母鈦珠光原料,表現為顏料的表觀白度低、光澤差、色調不正;用于制取虹彩型或著色型云母鈦珠光顏料,則表現為顏料的色相偏移,彩度下降[4,5,6]。因而在制備云母鈦珠光顏料之前,對云母薄片進行凈化除雜處理十分必要[7,8]。即通過物理和化學反應除去其中的雜質,使其表面清潔、光滑,在水解沉積反應過程中免受機械、化學雜質的污染[9,10]。

通過查閱資料,目前國內尚無有關方面系統的定量研究的公開報道。部分研究者對此工作僅做出定性指導[1,4,7,8,11~14]。本文目的即是通過焙燒后凈化云母粉的白度定量分析,以提高云母粉的白度和光澤,從而提高云母鈦珠光顏料表面的白度和光澤。

1 實驗部分

1.1 實驗原料及試劑

云母粉:325目,工業級。 產地:四川

磷酸:分析純,信陽市化學試劑廠

鹽酸:分析純,武漢市亞泰化工試劑有限公司

無水乙醇:分析純,天津市廣成化學試劑有限公司

所用水為去離子水

1.2 實驗儀器及設備

501型超級恒溫器 (上海實驗儀器廠有限公司)+ 精密電動攪拌器;

ZK-82A型真空干燥器 (上海市實驗儀器總廠);

SHZ-D(Ⅲ)循環水式真空泵 (鞏義市英峪予華儀器廠);

SX-2.5-10箱式電阻爐 (湖北英山國營無線電元件廠);

TDW 溫度控制儀 (武漢精達儀表廠);

SBDY-1數顯白度儀 (上海悅豐儀器儀表有限公司)。

1.3 實驗方法及原理

將一定量的云母粉和凈化處理試劑以一定固液比置于三口燒瓶中,升至一定溫度,在保持溫度和攪拌速度不變的條件下,將其反應一段時間,以除去云母粉中的某些雜質,再經過濾、洗滌、50℃真空干燥2 h等后序處理,即制得精制云母粉。然后將其置于馬弗爐中在850℃下焙燒0.5 h (與后期制備云母鈦珠光顏料的焙燒條件相同),即制得測試樣品。最后對其進行白度測試。

在云母鈦珠光顏料制備工藝后期的高溫焙燒過程中,云母原礦粉中的許多致色金屬離子將顯其本色,而且加入的凈化處理試劑將帶入新的離子于云母粉中,這些離子高溫焙燒后也可能對云母鈦珠光顏料的色相產生干擾。故而對焙燒后的精制云母粉進行白度測試比對焙燒前的精制云母粉進行白度測試更具備實際生產意義。

已測得未經凈化處理的云母原礦粉焙燒后的白度為32.9。

2 結果與討論

2.1 凈化處理試劑的排序優化

在云母原礦粉凈化處理過程中,選用60%的乙醇在70 ℃除去某些有機雜質;10%的磷酸在90 ℃除去另一些有機雜質[11];5%的鹽酸在70 ℃除去無機雜質[11,12,13,14]。以上三種凈化處理試劑均在固液比1∶40、攪拌速度600 rpm、凈化處理時間50 min的條件下對云母原礦粉進行凈化處理。為了得到凈化質量較好的精制云母粉,即需對以上三種凈化處理試劑的洗滌次序進行排列。這里以排列組合的方式進行實驗。其實驗結果如表1所示。

由表1可知,以磷酸 鹽酸 乙醇的順序進行凈化處理,其精制效果較好。

下面將按上述次序分別優化磷酸、鹽酸、乙醇洗滌工藝條件。

2.2 磷酸洗滌工藝的優化

在洗滌過程中,溫度、濃度、固液比和洗滌時間是對洗滌質量影響較大的幾個因素。而它們之間又具有明顯的交互作用。為了優化工藝條件,采用四因素三水平正交表進行正交實驗。見表2。

云母粉的質量、攪拌速度、焙燒條件及其它工藝操作參數保持不變(攪拌速度600 rpm,焙燒條件為850℃、0.5 h,以下皆相同),實驗結果如表3所示。

由表3可知,各因素的變化對云母粉磷酸洗滌質量的影響順序為:時間>固液比>濃度>溫度。其理論較優水平為:溫度1(70 ℃),濃度1(10%) ,固液比1(1∶10) ,洗滌時間1(30 min) ,即與表3中實驗(1)相符。另外,由于濃度對洗滌質量的影響較小,考慮到工藝成本,將上述工藝條件的濃度改為2(5%) 進行實驗(10),其白度為41.9。

綜合考慮洗滌質量、工藝成本、三廢處理等因素,選用實驗(1):70 ℃時10%的磷酸,以固液比1∶10 、洗滌時間30 min對云母原礦粉進行第一次凈化處理。

2.3 鹽酸洗滌工藝的優化

對2.2優化工藝得到的一次精制云母粉進行由鹽酸洗滌的第二次凈化處理。仍采用溫度度、濃度、固液比和洗滌時間進行四因素三水平的正交實驗。見表4。

由表5可知,各因素的變化對云母粉磷酸洗滌質量的影響順序為:時間>溫度>濃度>固液比。其理論較優水平為:溫度2(80 ℃),濃度3(7.5 %),固液比3(1∶30),洗滌時間3(70 min),在此工藝條件下進行實驗(10)。另外,由于固液比和濃度對洗滌質量的影響較小,考慮到工藝成本和三廢處理,將上述工藝條件的固液比改為1(1∶10)、濃度改為1(2.5%)分別進行實驗(11)、(12)。實驗結果如表6所示。

綜合考慮洗滌質量、工藝成本、三廢處理等因素,選用實驗(11):80 ℃時7.5%的鹽酸,以固液比1∶10 、洗滌時間70 min對一次精制云母粉進行第二次凈化處理。

2.4 乙醇洗滌工藝的優化

對2.2優化工藝得到的二次精制云母粉進行由乙醇洗滌的第三次凈化處理。仍采用溫度、濃度、固液比和洗滌時間進行四因素三水平的正交實驗。見表7。

由表8可知,各因素的變化對二次精制云母粉乙醇洗滌質量的影響順序為:時間>溫度>固液比>濃度。其理論較優水平為:溫度2(80 ℃),濃度1(40%),固液比2(1∶20),洗滌時間3(70 min)。即與表3中實驗⑷相符。另外,由于固液比對洗滌質量的影響較小,考慮到工藝成本和三廢處理,將上述工藝條件的固液比改為1(1∶10) 進行實驗(10),其白度為42.2。

綜合考慮洗滌質量、工藝成本、三廢處理等因素,選用實驗(4):80 ℃時40%的乙醇,以固液比1∶20 、洗滌時間70 min對二次精制云母粉進行第三次凈化處理。

3 結論

利用排列組合的方法進行實驗,得到:云母原礦粉以磷酸 鹽酸 乙醇的順序進行凈化處理,其精制質量較好。根據正交實驗,綜合考慮洗滌質量,工藝成本,三廢處理等因素,選用70 ℃時10%的磷酸,以固液比1∶10、洗滌時間30 min對云母原礦粉進行第一次凈化處理;80 ℃時7.5%的鹽酸,以固液比1∶10 、洗滌時間70 min對一次精制云母粉進行第二次凈化處理;80 ℃時40%的乙醇,以固液比1∶20、洗滌時間70 min對二次精制云母粉進行第三次凈化處理。云母原礦粉的初始焙燒白度為32.9;一次精制后,其焙燒白度提高到45.3;二次精制后,其焙燒白度提高到46.7;三次精制后,其焙燒白度提高到48.8。三次精制云母粉焙燒后的白度比一次精制云母粉焙燒后的白度僅提高了3.5。(研究者可根據不同的凈化質量、工藝成本、操作簡便性等要求,適當選取一次精制、二次精制或三次精制工藝)

參考文獻

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[3]田曉輝, 付建生. 云母鈦珠光顏料的珠光度[J]. 湖北工學院學報,1994(2).

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[11]汪多仁. 彩色珠光顏料的開發與應用[J]. 塑料助劑, 2003(6).

篇(4)

1.1 揚州市危險廢物的產生及分布情況

從2009年至2012年,揚州市工業危險廢物產生量均為10萬噸左右,根據《國家危險廢物名錄》,共產生28類危險廢物,工業危險廢物主要種類為廢酸、含鉻廢物、精(蒸)餾殘渣、含鉛廢物和農藥廢物等。產廢企業主要集中在儀征市、江都區、市開發區沿江地帶,占全市產廢企業的70%以上。

1.2 揚州市危險廢物的處置利用情況2009-2012年揚州市工業危險廢物處置利用情況統計表

2 揚州市危險廢物管理過程中存在的問題

目前,揚州市危險廢物處置和管理中主要存在以下問題:

2.1 危險廢物的產生量大,規范處置能力不夠

隨著經濟的發展,近年來揚州市的危險廢物產生量也在逐年增加,從2008年的6.72萬噸增長為2012年的9.42萬噸,涉及到全市化工、制藥、電鍍、汽車、印染、衛生等行業的幾千家企、事業單位。揚州市共有29家危險廢物經營許可證持證單位,大部分為綜合利用企業,僅有1家危險廢物焚燒企業,年處理危險廢物能力只有6000噸,嚴重地制約了全市危險廢物的規范化處置。

2.2 企業對危險廢物的認識不夠

很多企業認為環保就是水、氣的污染防治,忽視了固體廢物,尤其是危險廢物的安全管理和處置,導致部分企業還不清楚要將危險廢物的管理納入到企業的日常管理工作中,存在著危險廢物申報種類不全、數量不清、去向不明等問題;部分企業產生的危險廢物如廢溶劑、廢機油等未按照危險廢物進行處置利用,而是按照副產品進行銷售;有少量的危險廢物如包裝桶(袋)、廢膠片等被作為一般工業固體廢物處理;更有部分企業將有一定經濟價值可以進行綜合利用的危險廢物與需要花錢處置的危險廢物打包委托給廢物處置單位,但這種接收單位往往沒有資質或超范圍經營接收危險廢物,容易造成違法處置、隨意傾倒、填埋危險廢物,對環境造成惡劣的影響。

2.3 固體廢物處置基礎設施配套不完善

揚州市現有固廢處理處置基礎配套設施配套不完善,目前僅有一家危險廢物焚燒處置企業,年處置能力僅為6000噸;處置危險廢物的能力偏小,種類偏少,有部分工業危險廢物無法找到合法處置途徑,導致許多企業只能聯系本市外的其它處置企業,考慮到處置資源的有限性,外地往往不接收,這就給產廢企業帶來很多不便,如果在廠內大量堆放,會給環境安全帶來嚴重隱患,這也制約了企業的發展。目前我市的固體廢物填埋場一期工程已初步建成,剛剛投入試運行階段,緩解了部分固體廢物的處置壓力。

2.4 監管能力不足

按照國家及江蘇省有關的危險廢物法律、法規,可以看出危險廢物的監管不同于對廢水、廢氣和噪聲的環境監管,具有自身的特點。危險廢物的環境監管不僅面廣量大,而且要注重整個危險廢物交換轉移的全過程管理。而揚州市各縣(市、區)環保部門只有一至兩個專兼職人員負責,對危險廢物貯存、轉移、處置整個過程的監管難免存在缺失現象。

3 推進危險廢物管理工作及規范化處置的建議和思考

危險廢物的特性、轉移處置過程中存在的問題以及環境監管中易出現薄弱環節,要引起我們環保人的高度重視,我們應積極思考,拿出切實可行的方法來推進危險廢物的管理工作。

3.1 全面開展固體廢物的摸底調查

底數不清一直是我們在固體廢物管理中的瓶頸,通過開展重點行業的危險廢物現狀調查,了解不同企業的危險廢物產生量、種類、貯存、轉移現狀,初步建立全市重點行業危廢污染源數據庫,為以后的有效管理打下基礎。

3.2 推進危險廢物利用處置基礎設施建設

相對于危險廢物產生量大、種類多,揚州市的處置利用基礎設施明顯不足。面對當前存在的突出問題,加快推動工業固廢填埋處置項目、廢酸堿回收處置利用項目、工業固廢焚燒等項目建設已成為迫在眉捷的事情。筆者認為以下兩方面的工作可以極大地緩解危險廢物的處置壓力,一是鼓勵部分產廢量大、經濟效益好的生產企業開展危廢綜合利用和自行處理處置項目建設,緩解危險廢物的處置壓力。二是加強協調、加強溝通積極爭取財政資金,通過擴大貸款比例、出臺危險廢物處置補貼標準、減免稅收等方式推進固體廢物填埋場、危險廢物焚燒廠等大型處置項目建設,盡快形成與全市危險廢物產生量相適應的處置能力。

3.3 加大監管力度,堅持嚴格執法

一是認真開展危險廢物網上動態申報工作,對企業提交的數據及時審核,發現問題及時跟蹤核實,確保數據的準確性、真實性,對長期拒報、瞞報、隱報危險廢物產生量的企業嚴格依法予以處罰。二是持續推進危險廢物規范化專項檢查工作,采取重點督查與突擊檢查相結合的方式,對列入重點監管源的近200家企業逐家開展現場排查,嚴格對照標準進行打分考核,通過現場核查,認真核對企業危險廢物產生量、貯存量、轉移處置量等關鍵數據,嚴格要求企業執行危險廢物申報制度、交換轉移審批程序、轉移聯單制度,同時加大對危險廢物經營許可持證單位的監管力度,確保這些企業不超范圍經營、合法經營,對管理不規范的企業,及時逐條提出整改要求,跟蹤督查整改進程,整改不到位的繼續跟蹤檢查,對拒不整改或有違法行為的企業嚴格依法予以處罰。

3.4 加強培訓宣傳,增強環保意識

在全市范圍內積極開展危險廢物規范化整治工作的同時,組織企業進行《危險廢物規范化管理指標體系》和固廢環境管理法律、法規、標準、規范和管理要求等方面的培訓學習,通過對危險廢物非法轉移、非法處置的處罰案例的分析講解,加深企業對危險廢物的認識。同時借助報刊、廣播、電視等媒體,給全市人民普及環境污染與防治的相關知識,使老百姓認識到什么是危險廢物、危險廢物不規范處置會帶來惡劣的環境影響,自覺監督 周邊企業的環境違法行為,形成全社會共同監督的氛圍。

3.5 加強危險廢物監管能力建設

一方面要健全管理體制,全面提升危險廢物的管理水平。明確工作職責,實行部門聯動,聯合環境監察部門開展危險廢物專項執法檢查工作。另一方面要轉變服務理念,加強應急能力建設。簡化工作程序,提高工作效率,主動幫助企業解決環保方面的實際問題;建立健全危險廢物突發事件應急體系,配備應急物質和設備,加強培訓和應急演練,增強應對突發事件的能力。

參考文獻

篇(5)

中圖分類號: C93 文獻標識碼: A

一.工業固體廢物

1.1工業固廢分類及特點

工業固體廢物按毒性劃分可以分為有毒和無毒兩種。歐盟則將其分為七類:食品、木質、廢紙、化工廢渣、無機礦物、金屬和其他。

由于工業固體廢棄物來源于工業生產,因此其污染具有以下一些共同特征:第一,工業固體廢棄物污染不易轉移和轉化,性質相對穩定,不易揮發,長期污染,且容易引起二次污染。第二,工業固體廢棄物污染具有間接性,一般不會對環境構成直接威脅,而是通過物理化學等多種途徑對環境造成污染和破壞。第三,由于其污染的間接性,故其具有隱蔽性和潛伏性,使人較難發覺。

1.2污染特點

每個行業產生的工業固體廢棄物的組成比較單一。當工業固體廢棄物混合堆置時,其種類繁多,對環境污染較大。工業固體廢棄物的毒性遠高于城市生活垃圾,污染物濃度高更集中,危害程度更大。

1.3工業固廢危害

工業固體廢棄物對大氣、水體和土壤均造成污染。對大氣的污染主要是固體廢棄物中的顆粒物隨風進入大氣中,增加大氣中PM10和PM2.5的濃度,直接對人體構成威脅,并降低大氣的能見度。對水體的污染主要表現在:工業固體廢棄物的隨意丟棄與傾倒,在物理化學和微生物的綜合作用下會產生大量的有機污染物,這些有機污染物將重金屬等有毒物質溶解進入水體,對水土造成嚴重污染。固體廢棄物對土壤的污染主要表現在有毒有害物質殺死土壤微生物,破壞土壤結構。

二.工業固廢的處理處置原則

國際上之前對固廢的治理只注重末端治理,提出了“三化”原則,即資源化、減量化和無害化,簡稱“3R原則”。近年來由原來的“3R原則”逐步轉向“3C原則”,即清潔生產clean、循環利用cy-cle、妥善控制control,這些原則已經成為國際公認的原則。

三.工業固體廢棄物管理的現狀分析

工業固體廢棄物管理體現著一個國家工業化發展的程度以及法律是否健全,我國在固廢物管理與污染治理方面起步較晚,環境治理以及廢物綜合利用水平還處于摸索階段,各項管理體制也還有待完善。目前,在工業固體廢棄物的管理利用方面還遠不能滿足工業化發展的需要,無論是在固廢物的處理還是高效利用上,與發達國家相比,水平都還很低。國家在工業固體廢棄物管理中主要存在如下問題:

3.1工業固體廢棄物治理缺乏合理、有效的策略

我國對工業固體廢棄物的治理一般采取處理、處置、綜合利用相結合的治理策略,對于一般工業固體廢棄物進行利用,而不能利用的則采取其他處置方法,如填埋、焚燒、投海等,對于一些簡單的、有價值的工業廢棄物如粉煤灰、煤渣、尾礦等已開展進行了循環利用。然而,限于我國在工業固廢物處理手段上的落后,對于部分有害的工業廢棄物仍然采取以消極堆放為主的管理處置方式,并且至今仍然沒有合理、有效的轉化解決策略。

3.2固體廢物管理分散,技術欠缺,資源可利用程度低下

在固體廢物的管理方面,國家還未形成一個統一的、全面的、有機高效的管理體制,全國各省份、各地區在環境治理、工業廢棄物管理方面存在脫節,部門與部門之間溝通協作不暢,對于工業企業的監管存在一定的盲區,環保部門、工商部門、質量監管部門等交叉管理,效率不高,監管十分乏力。同時,各地區在工業排放標準方面存在不統一的現象,導致地區工業固廢物管理分散。另外,在固廢物的綜合利用層面上,技術比較欠缺,一般固廢物大多用于筑路、回填、生產建材等低技術含量的再利用方面,而對部分有害固廢物缺乏配套的處理處置技術,如微生物技術、化學轉化技術、高層次循環利用技術等,資源可利用程度仍然較低。

3.3城市工業固體廢棄物污染源管理與處置能力十分薄弱

由于我國的工業固廢物利用率不高,其堆存量十分巨大,不僅占用大量的土地,而且還對工業的發展極為不利。低回收利用率造成了資源的高消耗,使得企業生產經營成本不斷上升,資源浪費大,經濟效益低下。另外,由于城鎮化進程的加快,城鎮工業與人們的生活互相融合,工業固廢物以及生活垃圾排放設施難以滿足城鎮發展的要求,各種廢棄物的回收仍然只是出于起步階段。

四.加強工業固體廢棄物管理的對策

4.1我國工業固體廢棄物環境管理的契機

我國在工業固體廢棄物管理方面雖然起步較晚,但隨著《固廢法》的頒布與實施,以及后續相關規章制度的逐步完善、相關國際公約的簽訂,對國內工業固廢物的管理將會越來越有利,管理力度也將逐步加強。同時,我國在社會建設、經濟建設以及精神文明建設方面不斷加強科學理念的普及,全面落實科學發展觀,堅持建設資源節約型、環境友好型、生態可持續型社會的發展方向,將節能減排納入了循環經濟建設大綱之中,極大地推進了我國工業固體廢棄物管理工作進程。

4.2針對工業固體廢棄物管理的措施

我國在工業固體廢棄物管理方面主要存在管理不善以及技術落后的問題,對此,國家與地方各級環保部門、工業管理部門必須精誠合作,共同落實《固廢法》的相關規定,提高環境治理成效以及資源綜合利用效率。固體廢物污染環境防治法》(修訂)。

(1)加快制度建設,不斷完善管理體制以及相關法律法規,統一固廢物排放與治理標準。目前,我國對工業固體廢棄物管理體系的建設主要形成了部(環境保護部固廢管理中心)、省/自治區/直轄市(固廢管理中心)、市固廢中心、縣固廢中心等自上到下的管理體系,加之與環保部門共同形成工業固廢管理體系。不過,由于工業固廢排放物種類繁多,且新型排放物也不斷出現,因此,各級環保部門與固廢管理中心要加強與地區高校、科研院所等開展合作,從工業管理到土壤、水體、機動車以及能耗大的加工工廠等入手,建立全面的監控治理網絡。并且,國家要加強引導和扶持,利用政策導向與稅費導向,鼓勵企業建立規范的固廢排放管理制度,從而將工業固廢污染程度降至最低。

(2)加強技術優先扶持政策,利用技術提高工業廢棄物的轉化率,減少管理難度。有效的技術能夠提高企業對資源的利用效率,減少廢棄物的排放,從而實現降低管理壓力的目的。各地區在執行廢棄物管理措施時,要將最新技術優先納入固廢處置管理之中,依靠技術的進步,為工業固廢的綜合利用提供有力的技術支撐,突破原有僅僅依靠堆放、填埋、焚燒、直接投放入海洋等被動措施。同時,要選擇部分具有廣泛前景的技術進行市場推廣,并加大社會宣傳治理力度,動員全社會、各行業的全體公民,自覺成為固廢管理的一員。

(3)借鑒國外固體廢棄物處理先進技術,結合我國實情來實施綜合治理,推進科技創新,發展循環經濟,注重治理的有效性和可持續性,實現固體廢棄物處理處置產業化、資源化。

結束語:

工業生產自然產生固體廢棄物,工業固廢是錯置的資源,選擇適當的處理方式對其管理有重要的意義。工業固廢的產量和種類與經濟及行業有關,經濟發達的地區固廢產量大、增長速度大、組成復雜,且不同行業的固廢也有區別。固體廢物對環境危害大,加重了污染防治的難度。

篇(6)

化工企業中“三廢”管理的技術運用,是關乎到企業生存的重要砝碼,尤其是通過技術處理的綜合應用,能全面做好為民服務的環保管理模式。在具體的運用上,化工企業針對企業污染源特點,制定有針對性的廢水、廢氣收集處置方式,取得良好效果,并通過改進落后工藝,淘汰污染嚴重產品,完善廢氣廢水吸收處理裝置、科學堆放固廢等,更好的實現化工企業的良性發展氛圍。

一、簡述當前化工企業“三廢”管理的現狀

1.管理機制不夠健全

在當前的化工企業管理中,環保問題是一個刻不容緩的問題。但是,由于受到企業主主觀因素的影響,給企業的發展帶來不同程度的影響,尤其是在管理機制的建立上還存在有一定的漏洞。在管理層次上,管理人員的慵懶作風,沒有相應的環保管理機構,監察執法力量也較為薄弱,執法和管理力度不夠,對破壞環境的行為采取包容的態度,加之意識淡薄,對一些認為破壞自然環境的行徑漠不關心,造成水土流失加劇、生物多樣化減少等嚴重的環境問題。

2.經濟效益的追求目的

在當前的一些化工企業中,首先還是講對經濟效益的追求放在第一位,有時甚至對整個化工企業的建筑沒有進行深入的分析,對化工廠房的結構沒有按照新時期的客觀需要,尤其是對于化工企業中腐蝕性強的原材料生產基地,沒有構建系統化的環保處理技術,對農村、城市的整體發展造成不同程度的影響。特別是“三廢”的出現,造成環境發展的巨大壓力。其中,環境保護意識淡薄,以追求利益補償為代價,企業主缺少環境意識和社會責任感,不愿意在環境保護設備方面增加投入和加強管理,甚至經常性閑置環保設備并偷偷排污,特別經濟城鎮一體化戰略思想的推出,許多都以政績追求為目的,資源型工業發展、經濟結構對環境帶來巨大的環境壓力,水泥粉塵、噪聲污染等都是經濟追求的犧牲品。

二、探討化工企業“三廢”處理的管理方式

1.制度建設的全面形成

在化工企業的“三廢“處理中,要加強整體的管理,圍繞環保的各項指數達標要求,加強化工企業生產條件與環保條件的監管力度,尤其是實行定期與不定期的檢查,在制度約束上形成強有力的運行模式。此外,通過建立一系列的環保管理制度,以建設綠色企業為重點,打造企業層次的“點循環”;以培育綠色產業為重點,打造產業層次的“線循環”;以發展綠色園區為重點,打造區域層次的“面循環”;以創新綠色城市為重點,打造社會層次的“體循環”,更好的為提升”三廢“處理提供強有力的制度與技術支撐。

2.污染水源的生物凈化

在污染水源的物質構成的,大部分是具有一定的有毒物質,尤其是其中的一些氰化物、重金屬、有機磷、有機汞、有機酸、醛等成分復雜,要從根本上消除這些污染水源,可以采用微生物技術,尤其是固化酶和固定化細胞技術當前生物凈化污水的有效方法,通過物理吸附法或者化學鍵合法,使水溶性酶和固態的不溶性載體相結合,將酶變成不溶于水但仍保留催化活性的衍生物,微生物細胞是一個天然的固定化酶反應器,起到破解污染水的化學構成,形成有效的轉換。

3.減弱氣體的破壞程度

從大氣保護、水源保護、基本農田保護等與老百姓息息相關的環境保護問題著手,尤其是在空氣質量的保護上嚴格注意,在化工企業的施工堆料場、拌和站點的設置上,選擇一些遠離居民的地區,正確運用預裂爆破、光面爆破或緩沖爆破技術、深孔微差擠壓爆破技術等,都能起到減塵作用,在施工便道定時灑水降塵,運輸粉狀材料要加以遮蓋;對施工機械給予定時檢查,防治漏油、漏氣等不良現象,防止對基本農田的破壞,影響老百姓的農作物收成,造成環境、經濟的更大破壞;從生態的角度出發,包括植樹造林等一些綠化措施,更好的實現環境的可持續發展,將破壞減少到最低的程度。

4.構建“三廢“處理的技術平臺

在化工企業的“三廢“處理中,通過現代化技術平臺的更新使用,圍繞化工企業的環保需要,采用現代化的環保措施,通過新技術的融入,能有效改善化工企業的“三廢”存在現象。從當前化工企業的環保裝置來看,有些還在技術環節上有一定的問題,因此,要及時更新“三廢”處理的設備,采用新技術、新能源、新工藝、新裝置,針對化工企業中的排污現象,構建綠色發展的環保鏈條。譬如,針對污水處理的膜技術是通過膜對廢物的分離過濾,除掉生產裝置所產生工業污水中的有害污染物,實現達標排放和企業內部水資源循環利用的目的,更好的實現污水排放的零出現。

三、結語

化工企業中“三廢”處理是一個綜合性的管理過程,既要管理者的強有力監管,也需要化工企業在自身設備更新、技術提升等多方面下功夫,突出對化工企業“三廢”處理的環保意識,采用現代化的處理技術,企業管理者思想重視,轉變觀念,加大投入,采用先進的環保技術,有效控制工業污染,轉變工業增長方式,構筑綠色化工工業園區建設,進而實現度化工企業環保管理的最佳效果。

參考文獻

[1]劉慶;建筑節能外墻保溫技術及應注意的問題;科技促進發展(應用版);2010年第02期.

篇(7)

中圖分類號:TU71文獻標識碼: A

一.前言

隨著國家的不斷發展,油田工程關系著國計民生,如何有效地做好油田工程的施工控制與管理具有重要的作用意義。石油鉆井過程產生的廢棄泥漿具有特殊的污染方式,對施工區域地表及地下產生相異的環境影響。本文主要分析和探討油田工程施工的環境保護控制與管理。

二.油田施工對環境影響方式

石油、天然氣開發工程屬于資源開發性建設項目,油氣資源作為一種礦產資源是難以再生的,其對環境的影響除對水體、環境空氣、土壤環境造成污染外,還表現為對地層和地表景觀的破壞以及對原始自然生態環境的改變。這種原始自然生態有些是不可恢復和難以恢復的。如在頻臨地表水和地下水資源區域開發,影響更為突出,直接造成地表土壤植被破壞、地表水源污染、影響地下含水層及飲用水安全。特別是鉆井廢棄泥漿,含有眾多的油類、鹽、可溶性重金屬元素(Zn、Pb、Cu、Cr、Ge、Ni、Se、Ba等)和聚合物,聚合物中的丙烯酰胺、丙烯晴、丙烯酸等具有毒性,具有潛在的環境影響。高鹽度、高礦化度、高PH值的鉆井廢水促使井場附近土壤鹽堿化。另外還有鉆井巖屑等固體廢物、鉆井廢氣污染物。相比之下,鉆井廢水、廢泥漿對環境影響較大。

三.油田施工環境保護控制

1.油田建設施工應當做好合理規劃

在油田建設項目設計階段及可行性研究階段,就要對油田建設施工的地點和區域進行可行性論證及合理規劃,不僅要詳細分析擬施工現場及其周圍的植被排列和分布情況,還要認真評估該區域生態環境的結構,有選擇性地占用土地,尤其是臨時用地的占用,一定要做好切實規劃,清楚、明確地劃分可臨時占用的土地,不得任意占用區劃范圍之外的土地擺放施工機具設備以及工程建設。

2.管道鋪設應當做好地表回填工作

對于地表的開采,進行挖掘作業時應該確保分層挖且分層回填,盡量保持地表土壤原有的組織結構,避免對整個土壤體系的破壞,對地表植被則是盡量的保護,不要輕易破壞其生存環境,也不輕易采伐植被。施工完成后要把地表填平,使其與周圍地表高度一致。

3.有效處理井區建設的泥漿及環境污染

井區建設必須進行灑水作業,以免產生大量粉塵污染空氣、形成泥漿。同時,對于鉆井過程中盛放廢泥漿的泥漿池應該進行防滲處理,并在施工結束后按相關規定及時做好廢泥漿的固化及蓋土填埋,防止人員和機械的不慎落入。此外,在靠近居民區進行井區建設時,盡量不要在夜間施工,如果工作能采用人工作業則首選人工作業,防止機械噪音對居民日常生活的干擾。在使用噪聲源較大的器械時應該采取減震、降噪處理,避免環境噪聲污染。

4.強化治理施工現場排放的各類廢棄物

油田施工產生的各種廢水、廢液應及時入罐,以便再次使用或同廢泥漿一起進行無害處理。對于施工產生的固體廢棄物,應在施工工作日結束后運送到相關的工業固體廢棄物垃圾場內進行處置。此外,油田企業應該不斷的進行新技術、新材料和新設備的創新,加快環保科技成果的轉化,減少廢氣排放,實現清潔生產。

四.油田施工鉆井泥漿處理

1.回收再利用

將廢棄泥漿轉為干粉再用,回收加重劑和少量鉆屑及膨潤土。老井泥漿用于新井壓井。

2.直接排放

適用于污染程度較低、且易于自然降解的淡水鉆井泥漿處理。

3.注入安全地層或井下的環形空間

將廢鉆井泥漿通過深井注入地層。防止地下水和油層的污染,必須選擇合適的安全地層。所謂安全地層,一般是指壓力梯度較低且周圍不滲透的地層。有時為了方便起見,也可將廢鉆井泥漿注入井的環形空間或不滲透的地層間的鹽廢鉆井及泥巖封閉良好井段。

4.MTC固井處理技術

在鉆井液中加入固化劑和化學處理劑,使之轉化為固井液。這樣,既可減少水泥用量,節約固井成本,又為解決廢鉆井泥漿的再利用、減少環境污染提供了有效途徑。

5.回填

回填是一種花費較少而又普遍采用的方法。

6.坑內密封

實質上是一種特殊的回填處理。先在儲存坑的底部和四周鋪墊一層有機土,上面鋪一層厚度為0.5mm的塑料膜,再蓋一層有機土,以防塑料膜破裂。待鉆井廢泥漿水分蒸發完后,蓋上有機土層,回填,恢復地貌。

7.土地耕作法

土地耕作法可使廢物中有毒成分獲得最大程度的稀釋,處理成本較低。

8.固化處理

向廢泥漿或鉆井泥漿沉積物中加入固化劑,使之轉化成像土壤一樣的固體(假性土壤)填埋在原處或用作建筑材料等,能降低廢鉆井泥漿中的金屬離子和有機物對土壤的侵蝕程度,減少廢鉆井泥漿對環境的影響與危害,又可使廢鉆井泥漿池在鉆井過程結束即能還耕。

9.強化固液分量處理

廢鉆井泥漿經化學脫穩后,進行離心分離,固相成型,就地掩埋,水相再進行化學混凝沉降過濾后,達標排放。

五.油田施工環境保護管理

為了節約用地,保護油區耕地,油田在新井建設過程中應實行井場修復“一體化”管理,對每一口新鉆井實行全過程監控管理,加強跟蹤監督,減少耕地占用,確保井場用地在完井后得到及時修復。此舉有效減少了鉆井施工對農田的占用和污染。同時,油田應加強對井場復墾的監督和驗收,確保征用土地經過復墾達到耕種標準,實現退耕還農。

油田要把“農民能種地、莊稼能長好”作為井場用地復耕的質量標準。對于已復墾的土地,繼續做好跟蹤調查,對農作物長勢進行統計評價,切實保障農民利益。對每口新井都建立了完善的井場修復“一體化”檔案資料,每周填寫最新施工信息報表,對復耕進行規范化管理。

嚴格規范的程序確保了修復“一體化”管理作用的發揮。有關單位在占地施工前,先將要占用的土地50厘米厚的熟土和需要取出的生土剝離并分別堆放,待到泥漿池固化后逐層回填生土、熟土。

采油廠嚴格監督施工單位落實環保施工的各項要求。每口新井的泥漿池內都鋪設有防滲布。有關部門對污水液面高度進行了嚴格規定,防止泥漿污水污染土地。

施工單位做到“工完、料凈、場地清”,集中處理生活區域的垃圾,并對征占土地進行翻耕,保證土壤疏松,達到耕種條件。

在對井場修復時,參與現場施工監督的,不但有油氣生產單位的安全環保監督人員、對外關系部門人員,還要有被占地戶的農民。這是油田為了確保井場修復質量,強化現場施工監管,邀請被占地戶參與監管,確保泥漿固化工作“配料精、用料足、攪拌勻、規格平”。

徹底處理廢棄鉆井泥漿。使用無毒或毒性小的鉆井泥漿,以降低鉆井泥漿對地層土壤環境的傷害;開鉆前要建設井場防滲漏泥漿池,防止鉆井泥漿對地表土壤的污染;鉆井結束后,對廢棄泥漿池進行無害化處理。

控制落地原油。井場修建圍墻、污油回收池、導油槽、雨水蒸發池,從源頭控制落地原油;對落地原油或泄漏原油及時回收,防止被地表徑流攜帶出井場;井下作業按照“鋪設作業,帶罐上崗”的模式,及時回收落地原油;油井退役期,采油設備拆除中產生的落地原油要及時回收處理。

綜合利用含油污泥。作業及事故狀態下產生的油泥砂量極為有限,可通過工業固廢處置場處理再利用,同時開展含油污泥的資源化利用技術研究,加強管線管護,減少人為破壞。

六.結束語

總之,油田工程是一個多方面的系統工程,只有做好油田工程施工的環境保護控制與管理,并使經濟發展和環境保護協調發展,才能為油田的可持續協調發展作出貢獻。

參考文獻:

[1]李卓.淺析油田地面建設工程的施工項目管理[J].中國石油和化工標準與質量,2010,(6)

[2]王岳昌.探討油氣田地面工程質量管理[J].中國石油和化工標準與質量,2010,(11)

[3]王超群.我國綠色施工探討[J].科技致富向導,2013年第15期

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煉油與化工行業是公認的資源消耗與環境污染“大戶”,其中,苯二甲酸(PTA)裝置是消耗能源的主要部分,同時排出的廢棄物較多。PTA裝置在操作上有著一定難度,且有更為復雜的操作工藝與流程,實現清潔生產的難度較大,需要集中從內部管理、裝置改造、資源綜合利用幾方面加強與優化。

1.PTA生產工藝流程

二甲苯是PTA裝置的重要原料,溶劑為醋酸,生產TA漿料的過程為氧化反應器內二甲苯與壓縮空氣發生反應,然后通過一整個流程,包括結晶、過濾與干燥后產生TA,然后讓生成的TA混合于水,形成混合物,加熱分解后將其輸送到氫反應器內,再通過結晶與過濾等基本步驟將PT酸雜質濾過出去,干燥后可以得到PTA。

2.三廢處理方法

2.1廢水

工業生產排放的廢水與設備運行產生的費用、地面沖洗廢水、雨水均是PTA排放的廢水。其中,雨水大部分排放至雨水井中,而剩余的廢水則由污水處理長處理,通常輸入水量為8595.42t/h左右,輸出量為8465.47t/h。改造方法為:優化氧化單元,對氧化單元優先操作,對氧化生成的水優先使用,比如,將氧化配制的催化劑用水與殘渣混合后改造為氧化HD-702生成水,可以將廢水排放量減少,經過這一改造后,廢水排放量減少了3t/h[1]。精制裝置與氧化裝置作業過程中也會產生很多的污水,氧化單元與泵密封水總計40t/h。可以采取的改造方法為:清污分流氧化工藝的堿洗母液管與母液過濾機、污水冷卻塔、薄膜蒸發器、漿料泵,現場的清水與生產污水需要分開,并將清水與蒸汽冷凝水引入到雨水井內;同時對堿用量嚴格控制,盡量減少用水量。對雙端面密封設備進行技術升級與改造,可以將密封回水引入到回水系統內。通過以上的技術改造,全部廢水均經過了統一的處理,廢水處理率達到100%,廢水處理的合格率為100%[2]。

2.2廢氣

氧化吸收塔尾氣與活性炭吸附單元排放出的氣體、脫水塔塔頂的尾氣均是常見的廢氣,以上這些廢氣均經過酸性去除后最終排放至大氣中。洗滌器尾氣經過脫離水洗滌將固體有機物去除了,剩余的蒸汽則被排放到了大氣中。母固單元尾氣與精制干燥的尾氣均經固體粉塵去除后排入到大氣中。可以采用活性炭吸附廢氣中的有害物質,然后再排入到大氣中。通過采用這一方法,氣體排放達標率為70105.41萬m3,凈化效率達到98.5%[3]。

2.3廢渣

對回收工藝與技術進行改造,目的是將固體廢渣的排放量減少,PTA氧化單元有殘渣與殘液,回收薄膜蒸發器單元產生的殘渣,同時對DMT與增塑劑產品進行回收,不僅可以減少污染,還能實現廢渣的循環利用。

3.資源綜合利用

3.1使用醋酸甲酯回收裝置

HD-702氣、液相與活性炭吸收的有機相中包含了可以回收的醋酸甲酯, HD-702經冷凝器冷卻后再次利用常壓洗滌塔HT-702進行水洗,可以將吸收到的液相貯罐與泵送至脫酯塔中進行精餾處理。經活性炭吸收的有機物質經過塔頂蒸餾出后也放置到成品貯罐內,此次的醋酸甲酯回收裝置的應用非常成功,將廢水中的CODcr進一步降低了,經過活性炭處理,后進行脫脂處理CODcr的處理量達到了2t/h左后,每日的CODcr排放量達到了1526kg[4]。

3.2將物耗與能耗降低

當前,醋酸甲酯的回收裝置可以充分回收醋酸甲酯含量為3500kg,且純度達到了90%以上,將回收到的醋酸甲酯重新輸松到氧化反應器中。將母固系統運行基本達到了穩定狀態后,固體料可以全部進行氧化,這樣可以使污水中的固體含量降低,從而使pX的單位損耗量減少3~5kg/t。

4.生產工藝設備改造

對PTA裝置進行技術工藝改造,主要包含了:改造結晶甘油密封系統,增加了中壓氮管線,同時對送料系統JF-501IC進行改進,對蒸汽系統JD-905加旁路,對回流進行改造,優化HT-507塔,在PTA單元風送系統增設增壓器,同時應用了新的旁路與回流設備,應用HC-601風機氣密封,增加JM-401D下料沖洗的應用。除了以上設備改造措施意外,還最新應用了FI-1702臨時流量計,對沖洗酸回路系統改造,同時改造氧化反應器攪拌機齒輪箱降溫,以上改造設備花費費用為30.5萬元,取得了顯著的運行效果[5]。通過對氧化反應器的改造與對攪拌機的底部回流改造,不僅將反應器的轉化率提高了,更使物資損耗減少,間反應產物的回收率提高,降低了整體的物資損耗,經過檢驗,達到了預期O計目標與要求。

結束語:本文主要對PTA生產工藝流程、三廢處理方法、資源綜合利用過程、與技術設備改造進行了分析,表現了要想實現PTA裝置的清潔生產與可持續利用,就必須對應用到的設備與工藝進行改造與優化,制定年度審核方案,對每一年的“三廢”量進行比對,從而進一步做出整改,通過以上整改措施,廢水、廢氣與廢渣的排放量逐年減少,實現了低耗、環保,經濟效益與社會效益實現了最大化。

參考文獻

[1]李曉紅,丁毅,張雁秋等.PTA裝置的清潔生產[J].環境工程,2010,24(6):83-84.

[2]李海潮,謝福嶺.PTA裝置清潔生產工作初探[J].化工環保,2010,24(z1):412-414.

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一、化工項目環境影響評價的概述

在眾多行業的環境影響評價中,化工項目環境影響評價是最為復雜的,其產品、原輔材料千差萬別,且大多是有毒、有害、易燃和易爆等危險性物質,有的化工產品還是跨行業的綜合產品,工藝不盡相同,排污環節多,污染物質復雜多變,對環境影響大。化工項目環境影響評價的各個環節都是相互關聯并互相依托的,準確的工程分析、合理有效的污染防治措施、客觀科學的清潔生產評述和可信的風險分析是一個化工項目環評的核心,同時也是化工項目環評的難點和重點。

現代社會,無論是衣、食、住、行等物質生活,還是文化藝術、娛樂等精神生活,都需要化工產品為之服務。環境影響評價的英文是 Environmental impact assessment,它是指依據國家有關環境保護的法律、法規和標準,對擬建工程項目在建設中投產后排出的廢棄、廢水、灰渣、噪聲及排水對環境的影響,以及需要采取的措施進行預測和評估,并提出書面報告。環境影響評價的總體意義是對規劃和建設項目實施后可能造成的環境影響進行分析、評估、預測,提出預防或者是減輕不良環境影響的對策和措施,進行跟蹤監測的方法與制度。

二、環境影響的識別

由于化工產品大都有毒有害且易燃易爆,其生產所需原、輔材料及生產過程中產生的中間產物和副產物一般也屬于有毒有害的危險品。因此,環評中應將化工項目的原、輔材料、中間產品或副產物產品的物理、化學性質、毒性作用及類型,火災爆炸危險性,環保參考標準等詳細列出。另外,工程分析中應將主、副反應方程式一一列出,才能全面細致她進行環境影響的識別,尤其要特別關注特征污染物和副產物。化工廢水中一般含有大量鹽分及少量有毒物質,其對生化處理過程中選用的微生物是有毒有害或有明顯抑制作用的。有些污染物在國家已頒布的廢水排放標準中沒有列入,所以,單純有COD、BOD表示其污染狀況不能反映出其危險性(致突變、致畸型、致癌、水生生物毒性),評價中應提出特殊因子的污染控制標準,以防其流失到水域中影響水生生物及人體健康。水環境影響預測應包含化工廢水排放對水生生態、飲用水及人體健康的危害影響分析.而不單純是污染影響。化工項目風險評價也不應僅限于對生產過程中物料泄漏造成的污染進行影響分析,還應對有毒有害物料或產品的貯運過程中進行事故風險分析、評價。另外,對事故排放廢水污染河流水域也應充分考慮,提出應急防范措施。

三、化工項目環境評價的工程分析方法

在化工項目環境影響評價中,最為基礎的就是工程分析。工程分析的主要內容就是通過對建設項目工藝特性的分析, 經過現場測試、類比研究及物料平衡等工作來確定污染物及其排放量,對于不能達到國家要求的則需選擇合理的防治措施,確保項目污染物達標排放。因此,工程分析關系著整個化工項目環境評估的成敗。筆者認為,成功的工程分析應該解決好以下幾個方面。

要想做好化工項目的工程分析,必須有一個清晰的思路。第一,需要了解原輔材料名稱、用量、理化性質、常溫常壓下的狀態、含量(包括雜質或水的含量)及物質的純度。第二,列出反應的化學方程式,用分子式描述主副反應,確定物料組分、性質,從化學方程式中能直觀地看出有沒有三廢及副產物的產生,判定污染因子。第三,了解化學反應類型,由此了解副產物和廢物的產生情況,通過轉化率、回收率和物料衡算確定污染物的產生量。第四,了解中間產物、副產物和介質的狀態及水溶性,分析物質的分離是固液分離還是液液分離,是無機物和有機物的分離還是有機物和有機物的分離等等,從而初步確定污染因子和污染物類型。工程分析中, 難點在于掌握詳細的生產工藝。雖然許多建設單位都能提供可行性研究報告, 但是工作深度不一, 且立足點是工藝路線的選擇和最終產品的生產成本和經濟效益, 因此提供的工藝流程簡單, 沒有污染物產生工段的情況說明和治理措施說明。對于復雜的項目, 企業只關注產品的得率, 對于廢棄物產生的種類、數量等不清楚。這些情況都給環評工程分析帶來很大的難度。

四、污染防治對策評述

化工項目品種繁多, 原輔材料、合成工藝及產品的化學組成相差極大, 使“三廢”的組成也千差萬別。對化工項目“三廢”治理方案的確定, 必須根據污染物的特性選取有效、經濟的處理方式。在評價工作中, 不能只是簡單地列出各污染源的污染防治對策, 還需對各防治對策的工藝從捕集率、除塵率、脫硫率、成本等方面進行分析, 最終從經濟技術兩方面論述所選擇污染防治對策的可操作性。

1.化工廢水

化工項目產生的廢水, 不同于生活廢水和其他項目產生的廢水。由于化工產品和工藝的不同, 產生的廢水差異很大, 采用的處理方法也不同。其廢水一般COD 值都很高, 既含有易降解的醇類、醛類、脂類等雜環物質, 又含有鹵代烴、多環烴等不易降解的物質, 有時還含高鹽分, 應對不同的廢水按易降解和不易降解進行分別處理。少數難降解的和高鹽分的, 需要預處理后再進入常規處理工藝。

2.化工廢氣

化工廢氣常常含有有毒有害的成分, 并有惡臭( 如 H2S、CS2、三甲胺等) 。應針對不同的廢氣采取不同的處理方法, 常用的有洗滌、物理吸附、催化水解、催化燃燒等。

3.化工廢渣

一般化工廢渣如廢催化劑、精餾殘液等都屬于危險固廢, 最簡單有效的辦法就是高溫焚燒。對許多廢催化劑和廢吸附劑等, 要考慮由生產廠家進行回收利用。

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中圖分類號: U664.9+2 文獻標識碼: A 文章編號:

2007年11月國家新頒布的《國家環境保護“十一五”規劃》更明確要求在鋼鐵、電力、化工、煤炭等重點行業推廣廢水循環利用,努力實現廢水少排放或零排放。“十一五”期間,國內氯堿行業發展迅速。2010年中國燒堿產量達到2087萬噸,聚氯乙烯產量達到1130萬噸。燒堿和聚氯乙烯產能、產量均居世界第一,成為名副其實的氯堿大國。面對如此驚人的數字,我們是否該認真考慮如何做到節能減排,符合國家“生態文明”的長遠規劃,尋求處理效果更好、工藝穩定性更強、運行費用更低的廢水處理工藝,實現“廢水零排放”的目標。

下面就氯堿行業產生污水來源、特征、處理方法及實現零排放做出討論。

一、氯堿化工廠污水種類及來源

氯堿化工廠產生的工業廢水主要有四類:廢次鈉污水、含汞廢水、離心母液廢水及綜合污水。

廢次鈉污水主要來自對乙炔氣清凈處理工序;含汞廢水主要是VCM裝置的酸洗排水和堿洗排水;離心母液廢水來自離心干燥工段;綜合污水主要由本單位其他生產裝置及職工日常生活排放。

二、各種污水的特點及危害

1、廢次鈉污水:廢水中含氯化鈉、硫酸根、磷酸根較多,還有部分鈣鎂,溶解的乙炔氣。從外觀來看,廢水發白發綠,濁度和色度也很高。若此污水直接排放不僅污染環境還浪費資源[1]。

2、含汞廢水:含汞量在10~20 mg/L,廢水中鹽分含量高,含汞高,并含部分COD,伴有少量氯乙烯。含汞廢水是世界上危害最大的工業廢水之一。排入水體中的汞及其化合物,經物理、化學及生物作用形成各種形態的汞,尤其是可以轉化為毒性很大的甲基類化合物,嚴重危害水生生物及人類[2]。

3、離心母液廢水:離心母液的PH值為6~9;產水量大,每生產1噸PVC產生離心母液,廢水約3-4噸;硬度、氯根低;濁度高,懸浮物(SS)質量濃度為30~300mg/L,主要是PVC顆粒;有機物濃度低,CODcr 一般為100~400mg/L,屬低濃度化工廢水;有機物難降解;溫度高,一般在70℃左右;離心母液廢水具有較高的潛在價值,可使水循環使用、回收樹脂和節約蒸汽等。

4、綜合污水:我公司綜合污水廠進水主要有螯合樹脂塔再生廢液,呈現弱酸性,含少量重金屬離子;鹽水膜過濾反洗水,含少量鹽酸和鈣鎂離子;純水站混床再生排水,含鹽、堿及碳酸鈉;循環水系統RO濃縮排水及沖洗設備等水;糊樹脂排水含少量氯乙烯;水泥廠、電石廠生活化驗用水及職工日常生活排水。

三、構成污水“零排放”的各種廢水站的處理工藝

1、廢次鈉污水處理

根據廢次鈉污水的成分及特征,選擇采用化學法處理。因溫度和乙炔氣含量對系統均不構成威脅,所以對廢次鈉污水的處理主要集中在去除硫化物和磷上。

廢次鈉污水處理的工藝流程簡圖如下:

來自乙炔裝置的廢次鈉水先進入調節池調節PH值,經泵提升進入空氣氧化池,在空氣氧化池中加入催化劑進行催化氧化,使大部分的硫化物被氧化成單質硫、亞硫酸根、硫代硫酸根等,氧化后的出水進入混凝絮凝池,投加亞鐵鹽、PAC、PAM和石灰用于除磷和硫;經混凝絮凝后的出水流入輔流沉淀池,使之前形成的沉淀物在此去除,部分沉淀池出水流入清水池,從而進入綜合污水處理廠進行處理;另一部進入二級氧化池,投加氧化劑次氯酸鈉,氧化殘余硫化物,確保出水含硫達標;二級氧化池的出水流入二級混凝絮凝池,再次投加PAC和PAM,二次強化除磷,混凝絮凝出水重力流入輔流沉淀池,含磷沉淀物在此去除,沉淀出水經泵提升進入重力無閥過濾器后,進一步去除懸浮物,過濾器的達標出水重力流入清水池,作為復配水回用至乙炔裝置;輔流沉淀池產生的污泥由污泥泵送至綜合污水處理廠,統一進行處理。

2、含汞廢水處理

對含汞廢水的處理采用國內外先進工藝,化學沉淀微米膜分離技術,是一種化學法和物化法組合工藝。通過在廢水中投加除汞劑,達到汞與水分離,從而凈化水的目的。處理后的水又可以重復利用,節約水資源。通過分離器產生的泥渣經過壓濾機壓濾處理進入水泥廠作為原料利用,減少了汞對環境的污染,達到了社會效益、環境效益和經濟效益的統一。

含汞廢水處理的工藝流程簡圖如下:

對廢送入預中和池進行預處理(調節PH值到6~9);經過預處理的含汞廢水在預中和池提升泵的提升下進入汞轉型分離器,在此投加除汞劑,使汞轉入固相,在分離區進行固液分離,大部分的汞在此去除,除汞劑在分離器中循環使用,上清液自流到儲水池,經泵提升依次送入砂濾罐、膜分離器,最終出水排入清水池,用戶會用或達標外排;汞轉型反應器內除汞劑一次投加,失效后排入儲渣池,分離器產生的泥渣自排入除渣池,由螺桿泵送入壓濾機壓濾處理產生的泥餅外運,壓濾出水回調節池;經處理后出水作為砂濾罐及膜分離器反沖洗水,由反沖洗泵送入砂濾罐及膜分離器。

3、離心母液水處理

對離心母液水的處應理采用國內外先進的二次生化處理和臭氧處理工藝,發幅度降低氧化離心母液廢水中BOD、COD等的含量,輸水達到循環冷卻水的補水標準。所有產水全部回用于循環冷卻系統,節約水資源,過程中污泥經過脫水系統,全部回用,減少對環境的污染。

離心母液水處理工藝流程簡圖如下:

來水首先進入冷卻塔,經冷卻塔冷卻后的廢水自流進入初沉池。在初沉池中去除部分懸浮物后,初沉池出水自流進入兩級生化反應池。在一級生化池中進行水解反應,使原水中難生物降解的有機物分解,提高可生化性,水解后的水自流進入二級生化池,在二級生化池中大部分的有機物和懸浮物得到生化降解和去除。檢修放空時的廢水在廠區事故池中暫存,待系統恢復正常運行后,通過泵打回系統再進行處理。生化池出水自流入混凝池,混凝池中投加PAC和PAM進行混凝反應。混凝池出水進入沉淀池,對懸浮物進行固液分離。沉淀池出水自流入中間水池1,經泵提升后進入砂濾器進行過濾,進一步去除小分子顆粒物后進入氧化池。在氧化池中通入臭氧氣體,對水中有機物進行進一步氧化,降解去除水中的COD。氧化池出水自流進入中間水池2,經泵提升后進入碳濾器,通過碳濾器進一步除去懸浮物及氧化后的COD。碳濾器出水進入回用水池,出水經泵提升至廠區循環水系統進行回用。

兩級生化池設有污水回流系統,以使污水中形成厭氧-缺氧-好氧的不同環境,使之有效地進行硝化和反硝化,以去除水中的氨氮。過濾器的反沖洗水自流進入廢水池,由泵提升進入生化池進行再處理。初沉池、二沉池的污泥自流進入污泥池,混合后污泥通過污泥泵送入污泥脫水系統進行脫水后泥餅外運。

4、綜合污水處理

綜合污水處理廠主要處理經預處理達到三級排放標準的工業廢水和生活污水,設計規模為日處理1.3萬噸。出水進入深度處理單元再處理,有利于節能減排及廢水再利用。

綜合污水處理單元工藝流程簡圖如下:

綜合污水生化處理單元位于綜合污水處理廠,進水通過重力流經地下管道進入界區。

污水先通過細格柵攔截較大的漂浮物,再通過中和反應池、初沉池調節污水PH值并去除大部分懸浮物,出水經調節池均質、均量調節后,通過投加液堿、碳酸鈉,經軟化澄清池去除污水中的鈣、鎂離子及硫酸根離子,降低污水總硬度及二價離子含量,以降低TDS并延長后續RO膜的使用壽命、提高其產水率,同時進一步去除部分COD。

經上述預處理后,軟化澄清池出水自流到水解生化池,通過水解菌的作用,初步分解有機物,提高廢水可生化性,同時為保證生化處理效果,引入低壓蒸汽,保證水解池水溫。水解池出水再經接觸氧化好氧生化處理,經曝氣的廢水流經填料層,使顆粒表面長滿生物膜,廢水和生物膜接觸,在生物膜的作用下,對污水中有機物進行充分降解,并通過沉淀池回流脫落的生物污泥,保證好氧池中的微生物總量。好氧沉淀池出水自流到混凝沉淀池,通過投加混凝劑,降低污水濁度,出水自流到生化產水池,作為深度處理回用單元的原水。

系統產生的污泥經濃縮后,進入絮凝反應系統進行化學處理,PAM與污泥混合后經布料斗均勻送進網帶,污泥隨濾帶向前運行,游離態水在自重作用下通過濾帶流進接水槽,隨著濾帶的向前運行,上下濾帶間距逐漸減少,物料開始受到稍微壓力,并隨著濾帶運行,壓力逐漸增大,物料脫離楔形區就進進壓力區,物料在此區內受擠壓,沿濾帶運行方向壓力隨擠壓輥直徑的減少而增加,物料受到擠壓體積收縮,物料內的間隙游離水被擠出,此時,基本形成濾餅,濾餅外運到制磚廠。濃縮池上清液、壓濾機壓濾液及反洗水返回到調節池重新處理。

5、中水回用單元

中水回用就是采用物理、化學、生物等手段對經綜合污水處理站處理過的廢水進行不同深度的處理,達到工藝要求的水質,然后回用到工藝中去,從而達到節約水資源,減少環境污染的目的。

中水回用單元處理工藝流程簡圖如下:

經綜合污水處理站處理后的生化產水進入生化產水池,在超濾給水泵的提升下進入自清洗過濾器,去除大顆粒和纖維類物質,防止大的顆粒進入系統劃破膜絲表面以及纖維物質纏繞膜絲上,保證超濾系統的安全;出水進入超濾裝置,可使出水的SDI值降至2-3以內;經超濾裝置處理后的出水流入超濾產水池經反滲透給水泵送至保安過濾器,對進入反滲透裝置的處理水進行深度過濾,有效保護反滲透膜;出水經高壓泵送至反滲透裝置,反滲透裝置總脫鹽率應保證在一年內≥97%,三年內≥95%;回收率≥75%。經反滲透后的水進入回收水池收集,后經回用水泵送至各用戶;反滲透濃水各項指標負荷某裝置生產用水,也用于回用。

四、污水零排放

化工廢水零排放技術的研究和應用在我國處于起步階段,在技術、經濟、環境影響、管理規劃等方面仍不成熟,需要政府部門和相關企業支撐和扶持。化工行業廢水零排放的實現,解決了水資源緊張和環境污染兩大難題,具有銘心啊的經濟效益和社會效益。

我公司在對廢水零排放采用如下方式:廢次鈉處理站的出水和含汞廢水處理站的出水符合綜合污水處理系統的進水水質要求,統一進入綜合污水處理單元進行在處理;離心母液處理站的出水符合循環水補水水質要求,直接補充至循環水系統;綜合污水站處理的水除蒸發損耗的極少部分,全部進入深度處理單元(中水回用)進行深度處理,深度處理單元的產水水質達到純水站給水水質的要求,回用至純水站,反滲透濃水達到乙炔發生給水水質,回用至乙炔裝置,對于高濃鹽水采用蒸發塘對于進行晾曬,固化處理;事故水池用于手機工藝裝置運行異常時排放的事故污水。

五、結語

化工生產廢水“零排放”技術為在極度缺水地區,生態環境脆弱地區和環境排放受限制等地區的大型化工企業提供了有效可靠廢水零排放解決方法。在內蒙古和新疆等氯堿化工較集中的地區,廢水零排放將為當地政府和企業很好的解決當地經濟發展與水資源匱乏和嚴格環保排放限值的困擾。環境與經濟應相輔相成,在我們追求經濟利益的前提下,更應重視化工廢水“零排放”,將其提到一定的高度,為子孫后代留下藍天碧水。

參考文獻:

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中圖分類號:TQ621 文獻標識碼:A 文章編號:1009-2374(2012)32-0061-04

1 硫鈦聯合法與傳統硫酸法生產對比

1.1 工藝比較

1.1.1 傳統硫酸法鈦白粉生產工藝:簡單來說就是把鈦鐵礦經過酸解、水解、水洗后的偏鈦酸經過鹽處理在回轉窯窯內進行煅燒,燒成的熟料再進行粉磨,形成鈦白粉初品或經過后處理生產鈦白粉成品。同時,每生產1噸鈦白粉消耗2.5噸鈦鐵礦、4噸硫酸、60~80噸水、1000~1200度電和8~10噸蒸汽。副產3噸七水硫酸亞鐵、3噸二水石膏和50噸左右中水。8~10噸20%廢硫酸外售或經過濃縮至75%左右返回鈦白粉生產。

生產所需硫酸外購或配套建設制酸裝置。對制酸過程中產生的熱量進行回收,每噸硫酸副產1.1~1.13噸中壓蒸汽(3.98MPa,350℃)和0.5~0.6噸低壓蒸汽(0.50MPa,180℃,自耗汽0.07噸),蒸汽大部分用于純冷凝發電,余下低溫熱量通過冷卻水循環降溫,制酸系統回收熱利用率30%。

鈦白粉生產過程中需要的動力能源電外購,蒸汽由燃煤(氣)鍋爐產生。噸鈦白粉能耗約1.9噸標煤。

1.1.2 硫鈦聯合法生產工藝:

(1)鈦白生產工藝改進:將原料改變為鈦鐵礦和鈦渣混用控制硫酸亞鐵的產生,經過連續酸解、連續濃縮,水解后的偏鈦酸用熱水洗滌,經過鹽處理在回轉窯內進行煅燒,燒成的熟料再進行粉磨,形成鈦白粉初品或經過后處理生產鈦白粉成品。煅燒尾氣利用余熱鍋爐技術產生蒸汽,供鈦白粉生產使用。

(2)鈦白與制酸工藝進行水、電、汽有機耦合:生產需要的硫酸由配套制酸系統產生。由制酸系統余熱鍋爐產生蒸汽經背壓發電后,蒸汽、電供鈦白粉使用。同時將制酸循環熱水用于鈦白粉生產水洗,制酸系統熱利用率大于95%。

將硫酸法鈦白粉生產和制酸生產耦合后,如果鈦白粉生產裝置按年產5萬噸計算,年耗酸為20萬噸。年節約電1200萬度,蒸汽45萬噸,標煤28萬噸。

1.2 技術革新

1.2.1 工藝革新與新設備技術的采用:

(1)連續生產技術應用和攻關:硫鈦聯合法采用連續生產技術,改變硫酸法的間歇批量生產劣勢。采用目前已經成熟的“連續酸解”、“連續還原”、“連續沉降”、“連續濃縮”和連續煅燒技術,目前公司正在組織科研人員攻關解決“連續水解”課題,屆時整個硫鈦聯合法鈦白粉生產能全面實現自動控制下連續生產,產品質量控制和穩定性將大大提升。

(2)控制七水亞鐵產出量技術:鈦鐵礦和高鈦渣混用,根據七水硫酸亞鐵銷售和使用量,通過不同的混用比例,調節噸鈦白粉產出七水硫酸亞鐵0~3噸,以實現七水硫酸亞鐵的“零”堆存。

(3)新型磨機的使用:根據理論和實際使用經驗情況來看,新型磨機的噸粉碎電耗僅為原磨機的80%左右,目前噸鈦礦粉碎消耗電為65kWh左右,年產10萬噸鈦白粉節約用電量為301.6萬kWh。

(4)溴化鋰制冷制熱技術應用:在原蒸汽噴射真空結晶工段的基礎上,采用溴化鋰制冷技術進行鈦液冷卻,使噸鈦白粉蒸汽消耗量由原來的1.5噸降低至1.0噸,噸鈦白粉節約蒸汽0.5噸。

(5)熱能應用技術:硫磺制酸產出高中低溫熱能全部用于鈦白粉生產。

高中位熱能蒸汽經背壓發電后直接供鈦白粉供鈦白粉使用,使得蒸汽的熱能利用率由傳統的冷凝發電30%提升到熱電聯產的90%以上。

低位熱能由循環水冷卻降溫改為直接供鈦白粉水洗使用,節約制酸系統噸硫酸循環水水耗和冷凝用電15度,鈦白粉洗水加熱耗汽0.5噸。

1.2.2 鈦白粉生產與制酸系統有機耦合:

(1)節約建設投資:一是年產5萬噸鈦白粉系統需要投資4000萬元,建設兩臺45噸鍋爐,保證70噸/小時蒸汽的供應。二是選用6MW背壓機組比同等冷凝機組節約1500萬元。三是節約制酸項目循環水系統和硫酸儲存投入投資1500萬元。四是節約外部供電線路投資500萬元。節約工程總投資10%以上,合計7500萬元。

(2)節約運輸和倉儲費用:每年可以節約20萬噸硫酸、10萬噸燃煤的運輸和倉儲費用1500萬元以上。

(3)提高公共和生產安全保障:采用硫磺制酸和鈦白粉配套,減少了運輸硫酸帶來的公共危險,提高了鈦白粉生產的安全保障。

1.2.3 節能減排技術應用:

(1)酸解殘渣選鈦技術的應用:酸解殘渣主要由未反應的鈦礦和硫酸鋁、硅的聚合物組成,其中鈦礦可通過本公司自行開發和研究的選鈦技術進行重選回用,其余部分為硫酸鋁、硅的聚合物等隨污水進入到紅泥當中,被應用到水泥行業。

(2)富氧燃燒技術的應用:在煅燒和閃蒸工段采用富氧燃燒技術和尾氣氧含量測定控制,減少空氣的通入和外排尾氣的總量,減少尾氣帶著的熱能,從而降低噸鈦白粉燃氣的消耗,燃氣的消耗下降約22%左右,使得噸鈦白粉天然氣的消耗量小于250方。

(3)煅燒尾氣采用熱能回收:每生產1噸鈦白粉要排放15000~20000Nm3尾氣,尾氣溫度400℃左右,經余熱鍋爐回收熱量,可滿足后處理生產包膜和氣流粉碎使用。

(4)新型廢酸濃縮回用技術:傳統工藝是將廢酸濃縮到75%左右,除亞鐵后直接返回到鈦白酸解配合使用。新型廢酸濃縮回用技術是將廢酸濃縮到48%,除亞鐵后與濃硫酸混合到80%,再次凈化后用于酸解和制酸作為吸收酸使用。蒸汽的能耗將由3.5噸降低至1.5噸以下。

(5)鈦白粉的酸性廢水處理:傳統工藝采用石灰中和,后沉降過濾。硫鈦聯合法生產中,結合大化工思想理念,采用氯堿PVC生產的固廢電石泥作為石灰的替代品,減少使用石灰,造成原石開采帶來的植被破壞和石灰生產中的CO2的排放,解決了氯堿PVC工業的固廢處理問題。

2 新型硫酸法節能減排量及資源綜合利用情況

2.1 節能對比

新型硫酸法和傳統硫酸法鈦白粉生產的水、電、汽、天然氣等對比:水:利用硫磺制酸的循環熱水將降低水洗水23噸;電:利用硫磺制酸汽電聯產降低28%,至478.8kWh,磨礦用電降低30kWh,硫鈦聯合法初品的電消耗降為448.8kWh/t;汽:由于充分利用了硫磺制酸的化學熱,鈦白粉生產所需要的蒸汽基本可以實現自供,不需要采用煤炭等生產,節約用煤量1.5噸;氣:采用富氧技術讓燃氣消耗下降月20%,由330方降至250方左右;采用電石泥替代石灰,其主要產出物化學組份基本一致,卻大量地減少了固體廢棄物的排放和CO2的排放。

傳統硫酸法和硫鈦聯合法生產主要動力能源消耗如表1(非能源介質物料消耗及外購物質不計算在內):

由表1可以看出:新型硫鈦聯合法動力和能源消耗更低,是傳統硫酸法的30.52%,是氯化法1.2噸標煤的40.23%。硫鈦聯合法動力能源消耗僅為煅燒鈦白粉時所使用的天然氣能耗和部分補充的電能消耗。

2.2 氣體減排對比

根據傳統硫酸法和硫鈦聯合法的動力和能源消耗情況及石灰生產過程中產生的CO2,每噸(千方)動力和能源消耗所產生的氣體排放量如下:

根據不同的動力和能源的介質化學組份,其最終對大氣排放物均可表示為CO2、SO2、NO2,水蒸汽不予計算。

每噸鈦白粉所產生的廢酸消耗CaO為48%的石灰約4.25噸,石灰生產過程中所產生的CO2量為1.6029噸。

結合兩種鈦白粉工藝能耗,噸鈦白粉由于動力和能源消耗所產生的氣體排放量如下:

傳統硫酸法:CO2:5837.65kg;SO2:1.515kg;NO2:6.615kg

總量為:5845.78kg

硫鈦聯合法:CO2:742.5kg;SO2:0kg;NO2:0kg

總量為:742.5kg

由以上可以看出硫鈦聯合法的氣體排放量遠低于傳統硫酸法鈦白粉,僅為其12.7%。

2.3 固、液體排放及資源綜合利用

兩種鈦白粉生產工藝主要固體排放物均為:酸解殘渣、硫酸亞鐵,具體排放量為:酸解殘渣0.3~0.5噸,硫酸亞鐵2.5~3.5噸,中和處理酸性廢水產生的二水鈦石膏2.5~3.5噸。

硫酸法的固體排放物酸解殘渣主要由未反應的鈦礦和硫酸鋁、硅的聚合物組成,其中鈦礦可通過浮選回用,而其余部分均對環境無毒害影響,進入污水處理系統。

硫酸亞鐵是一種重要的化工原料,目前廣泛地用于生產飼料、化肥和鐵系顏料行業,本公司目前已經建立一水亞鐵生產線和鐵系顏料生產線,將七水亞鐵轉化為各種商品,不存在固體廢棄物污染問題。硫鈦聯合法生產,可以通過調整鈦鐵礦與高鈦渣的比例,做到無庫存。

另外歐洲目前廣泛采用硫酸亞鐵添加到水泥的生產中,主要作用是將六價鉻還原成三價鉻,減少水泥中六價鉻對皮膚瘤的誘發,可以期望在不久的將來,硫酸亞鐵也將成為中國水泥行業的重要原料之一。

同時,今年中國硫酸的產能約為9000萬噸,其中有2000萬噸為硫鐵礦制酸,將七水硫酸亞鐵存放脫水成三水(或更低)硫酸亞鐵,可以大量地摻進硫鐵礦制酸中,提高硫酸的產出量的同時,還可以提高鐵紅的產生量和品位,更利于鐵紅銷售和

應用。

鈦石膏可分為石膏和紅石膏,石膏可用于建材、裝飾板等,紅石膏可作為水泥緩凝劑使用。每噸水泥的添加量3%~4%,用量巨大。

綜上,對于固體排放物來說,經過公司的重點開發和研究,目前已經全部變為商品進行銷售。硫鈦聯合法生產鈦白粉沒有對環境有污染的固體排放物堆放。公司下一步工作的重點是中水的循環使用,力爭盡快做到封閉使用。

3 結語

通過以上綜述,可以得出以下結論:

(1)硫鈦聯合法的動力和能源消耗遠低于傳統硫酸法鈦白粉,是其30.52%;同時低于氯化法,是其40.23%。按年產5萬噸鈦白粉計,每年節約標煤7.5萬噸;氣體排放量遠低于傳統硫酸法鈦白粉,僅為其12.70%。年減排CO225萬噸。

(2)硫鈦聯合法的液體排放物能全部轉化為產品,在不消耗新資源的前提下,減少現有資源的開采,保護環境,同時產生價值。產生的固體排放物通過選鈦回用技術和新副產品開發等,使其全部轉化為新的產品而產生新的價值,不需要傳統意義上的固廢堆存;硫鈦聯合法在大化工的思想理念應用上將其他固體排放物作為原材料進行綜合處理,不僅降低生產成本、減少資源浪費和減少氣體排放,更能解決其他產業的固體廢棄物堆存問題。

(3)硫鈦聯合法在建設投資具有投資少、收益高的優點,在生產安全方面具有較高的安全保障。

總之,硫鈦聯合法的應用將降低傳統硫酸法能源消耗和氣固排放量,在充分利用固體排放物和液體排放物后,硫鈦聯合法能較好做到鈦白的清潔生產、節能減排及資源綜合利用,是一種優良的生產工藝。

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