酸性废水处理方法范文
时间:2023-11-17 17:46:10
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篇1
关键词:企业废水;处理原则;处理技术
Abstract: In recent years, enterprises production process generated waste water on water pollution provides a serious threat to human health and safety. Therefore, to strengthen the enterprise wastewater treatment is particularly important. This paper introduced the classification and principle of treatment of wastewater, and discussed several typical wastewater treatment technology.
Key words: enterprise wastewater; treatment; treatment technology
中图分类号:[TE992.2] 文献标识码 :A文章编号:
随着工业化进程的加快,废水的种类和数量迅速增加,已成为威胁人类健康和安全的重大隐患。如何做好废水处理,维持工业的可持续发展,已成为当下的重要课题。
1.企业废水的分类
由于各个企业的规模不同、生产工业流程不同,所产生的废水的成分比较复杂。企业废水一般可分为三种。
第一种,根据废水中所含的主要污染物的化学性质进行分类,一般可分为无机废水和有机废水两个类别;如矿物加工过程的废水和电镀废水,属无机废水;食品和石油加工过程的废水,属有机废水。第二种,依据企业的产品和加工对象进行分类;如造纸废水、冶金废水、纺织印染废水、染料废水、制革废水、金属酸洗废水、农药废水、电站废水等。第三种,以废水中含有的污染物的主要成分为进行分类,如酸性废水、碱性废水、含铬废水、含氰废水等。前两种分类法不涉及废水中所含污染物的主要成分,也不能表明废水的危害性。第三种分类法,明确地指出废水中主要污染物的成分,能表明废水一定的危害性。
2. 废水处理的基本原则 2.1优先选用无毒生产工艺代替或改革落后的生产工艺,尽可能在生产过程中杜绝或减少有毒有害废水的产生。 2.2在使用有毒原料以及产生有毒中间产物和产品的过程中,应严格操作、监督,消除滴漏,减少流失,尽可能采用合理的流程和设备。 2.3含有剧毒物质的废水,如含有一些重金属、放射性物质、高浓度酚、氰废水应与其它废水分流,以便处理和回收有用物质。 2.4流量较大而污染较轻的废水,应处理后循环使用,不应排入下水道,以免增加城市下水道和城市污水处理负荷。 2.5类似城市污水的有机废水,如食品加工废水、制糖废水、造纸废水,可排入城市污水系统进行处理,处理后回用。 2.6一些可以生物降解的有毒废水,如酚、氰废水,应处理后按排放标准排入城市下水道,再进一步生化处理。[1]2.7含有难以进行生物降解的有毒废水,应单独处理,不应排入城市下水道。工业废水处理的发展趋势是把废水和污染物作为有用资源回收利用或实行闭路循环。
3.典型废水处理技术
3.1表面处理技术
(1)磨光、抛光废水
零件在被磨光、抛光时,因磨料和抛光剂等的存在,致使COD、BOD、SS等污染物存在于废水中。一般可按照如下工艺流程:废水调节池混凝反应池沉淀池水解酸化池好氧池二沉池过滤排放,进行废水处理。
(2)除油脱脂废水
大多数的脱脂工业中因脱脂剂的存在,而使废水中的污染物以pH、SS、COD、BOD、色度、石油类等为主。常常采取以下工艺流程进行处理:废水隔油池调节池气浮设备厌氧或水解酸化好氧生化沉淀过滤或吸附排放。
因该类废水中多含有乳化油,在进行气浮前要加入一定量的CaCl2破乳剂,便于破除乳化油。对于废水中含有的高浓度污染物COD,最好采用厌氧生化技术加以处理。[2]
(3)酸洗磷化废水
在进行钢铁零件的酸洗除锈过程中很容易产生酸洗废水,该废水中的Fe2+以及SS的浓度都比较高。一般采用以下工艺流程进行处理:废水调节池中和池曝气氧化池混凝反应池沉淀池过滤池pH回调池排放 。
磷化废水也称之为皮膜废水,即铁件在磷酸盐溶液中经过化学处理后,表面生成一层磷酸盐保护膜,该保护膜因难溶于水,常用作喷涂底层,以防铁件生锈。该类废水中主要以pH、SS、以及COD等为主。
3.2电镀废水
因电镀生产工艺多种多样,且工艺各不相同,所产生的废水也不会相同。所以必须采用不同的处理方法进行治理。
(1)对含氰废水的处理
目前多采用碱性氯化法处理含氰废水,该方法的工作原理是在碱性条件下,通过采用氯系氧化剂来破除废水中的氰化物。处理过程中,必须做好含氰废水与其它废水的分流工作。
处理过程可按两步走,第一步称之为不完全氧化阶段,即将氰氧化为氰酸盐,这时还不能彻底破坏氰;第二步称为完全氧化阶段,也就是将氰酸盐进一步的氧化分解生成二氧化碳和水。将经过处理的含氰废水与电镀综合废水进行混合一起处理。
(2)含铬废水
铬还原法是进行含六价铬废水处理的常见方法,其工作原理:使含六价铬废水处于酸性环境下,通过加入一定的还原剂将六价铬还原成三价铬,然后加入氢氧化钙、氢氧化钠以及石灰等对pH值进行调节,使所生成的三价铬氢氧化物经过沉淀而除去。[3]
(3)综合重金属废水
综合重金属废水包括酸、碱前处理废水以及含有铜、镍、锌的重金属废水。一般采用氢氧化物沉淀法对废水进行处理。
3.3线路板废水
生产线路板的企业废水主要产生于对线路板进行磨板、蚀刻、电镀、脱膜等的工序过程中。以下对线路板废水的处理方法,分别进行介绍:
(1)络合含铜废水
一般多采用硫化法进行该类废水的处理,其原理是通过硫化物中的S2ˉ与铜氨络合离子中的Cu2+的结合生成CuS沉淀,将废水中的铜除去,对于过量的S2ˉ宜选用铁盐使其生成FeS沉淀而分离。
(2)油墨废水
由于油墨废水水量较小,常采用间歇处理,其原理是在酸性条件下,利用有机油墨从废水中分离出来的悬浮物的性质而除去,处理后的油墨废水可混入综合废水中一起进行处理。如油墨废水水量较大时宜采用生化法单独处理。[4]
(3) 线路板综合废水
该类废水中不仅包含Cu2+、Sn2+、Pb2+等重金属,还含有酸碱前处理废水。一般采用氢氧化物混凝沉淀法进行处理。
(4)多种线路板废水综合处理
对多种线路板废水进行处理时,应将络合含铜废水、油墨废水以及综合重金属废水进行分流,油墨废水经过预处理后,将其与综合废水混合一起进行处理,对于铜氨络合废水则应单独处理,然后由综合废水处理系统对其进行处理。
4. 企业废水处理方法
上述第三小节主要对企业废水的类别、废水处理的基本原则以及几种典型废水处理技术进行了分析阐述。为了更好的对企业废水进行处理,本小节将主要对企业废水几种常用的处理方法进行分析阐述。
4.1 中和法处理企业废水
用化学法去除废水中过量的酸或碱,使其pH值达到中性的过程称为中和。处理含酸废水时,以碱或碱性氧化物为中和剂,而处理碱性废水则以酸或酸性氧化物做中和剂。对于中和处理,首先考虑以废治废的原则,将酸性废水与碱性废水互相中和,或者利用废碱渣(碳酸钙碱渣、电石渣等)中和酸性废水,条件不具备时,才使用中和剂处理。酸性废水中和处理经常采用的中和剂有石灰、石灰石、白云石、氢氧化钠、碳酸钠等,碱性废水中和处理一般采用硫酸、盐酸。 当酸碱废水的流量和浓度变化较大时,应该先进入水质均质调节池进行均化,均化后的酸碱废水再进人中和池。为使酸碱中和反应进行得较完全,中和池内要设搅拌器进行混合搅拌。当水质水量较稳定或后续处理对pH值要求较宽时,可直接在集水槽、管道或混合槽中进行中和。
4.2 化学沉淀法处理企业废水
化学沉淀法向废水中投加可溶性化学药剂,使之与废水中呈离子状态的无机污染物起化学反应,生成不溶于或难溶于水的化合物,沉淀析出,从而使废水得到净化的方法。化学沉淀法是一种传统的水处理方法,广泛用于水质处理中的软化过程,也常用于工业废水处理,去除重金属及氰化物等。 用化学沉淀法处理废水的前提是:污染物在反应中能生成难溶于水的沉淀物。沉淀物形成的唯一条件是它在水中溶解的离子积大于溶度积。投入废水中的化学药剂称沉淀剂,常用的沉淀剂有石灰、硫化物和钡盐等。根据沉淀剂的不同,化学沉淀法可分为氢化物沉淀法、硫化物沉淀法和钡盐沉淀法等。
4.3 反渗透法处理企业废水
反渗透法也是一种处理企业废水的常用方法。由于反渗透膜的孔径仅万分之一微米,各种病毒、细菌、重金属离子等无法通过逆渗透膜,只有分子和溶解的氧能通过,从而达到水质净化的目的。通过采用能够承受高压的物质作为渗透薄膜,废水在经过这种薄膜的过程当中,可以允许水分子通过,但是阻止有害物质通过,这样就达到了将纯净水与有害物质分离的目的。
上述主要对企业废水处理过程中常用的三种方法进行了分析阐述。上述三种方法适合的情况有所不同。在选用处理方法的过程当中,一定要根据废水的实际情况以及处理目的来选择合适的处理方法。
5.结语
在水和其他资源日渐短缺以及环境污染治理日益迫切的情况下,企业废水对水体和环境的污染日趋严重,迫切需要污染治理。企业做好废水处理具有重要的现实意义,需要社会各界的共同努力,为节能与环境保护做出更大的贡献。
【参考文献】
[1]楚君,王坤丽,吴健.发制品企业废水处理工程设计实例[J].工业用水与废水,2008,(4):58—61.
[2]孙爱华,夏冬,杨蕴敏.常州地区印染企业废水处理的思考[J].国外丝绸,2009,(2):87—89.
篇2
[论文摘要]染色废水属于典型的难生化降解废水,如何低成本、高效率的对其处理,且保证出水的稳定达标,一直是许多环境保护工作者的研究目标。本文首先对国内外染色废水处理的技术和研究方向进行了综合概述,并对各类工艺进行了比较分析,归纳出一般染色废水的主要处理工艺技术路线。
一、研究背景和意义
纺织工业是我国的传统支柱工业之一,也是出口创汇较多的行业之一,目前我国占有15%左右的国际市场份额,是世界上最大的纺织品出口国。经过多年建设,纺织工业基本成为一个门类较齐全、布局较合理、原料和设备基本立足于国内、生产技术达到一定水平的工业部门。产业综合发展能力不断增强,已形成棉、毛、丝、麻、化纤、服装、纺织机械等行业较为完整的系列体系。
纺织工业按加工的原料、产品的品种和产品的加工用途等不同,主要分为上游、中游、下游三类产业,纺织工业的上游产业主要指各类纤维生产和加工,如天然纤维的棉花、羊毛和各类化学纤维等生产领域;中游产业指纺纱、织布、染色等生产领域;下游产业主要指服装加工等生产领域。
染色行业作为纺织工业中的中游行业,在纺织工业中起到承上启下的作用,即将各类纤维加工制造的坯布,通过染色和印花工艺生产出各类带色彩和图案的织物。在染色业中,棉纺染色业是最大的行业。染色行业作为湿法加工行业,其生产过程中用水量较大,据不完全统计。我国染色废水排放量约为每天300万~400万立方米,染色厂每加工100米织物,产生废水量3~5立方米。而且,染色废水成份复杂,含有的多种有机染料难降解,色度深,对环境造成非常严重的威胁。
随着工业化的不断深入,全球性的环境污染日益破坏着地球生物圈几亿年来形成的生态平衡,并对人类自身的生存环境存在威胁。由于逐渐加重的环境压力,世界各国纷纷制定严格的环保法律、法规和各项有力的措施,我国作为世界大国,对环境保护也越来越重视,并向国际社会全球性环境保护公约作出了自己的承诺。
二、废水处理方法分类
根据使用技术措施的作用原理和去除对象,废水处理法可分为物理处理法、化学处理法和生物处理法三类。具体如下:
1.废水的物理处理法
利用物理作用进行废水处理,主要目的是分离去除废水中不溶性的悬浮颗粒物。主要工艺有:
(1)格栅和筛网格栅是一组平行金属栅条制成的有一定间隔的框架。把它竖直或倾斜放置在废水渠道上,用来去除废水里粗大的悬浮物和漂浮物,以免后面装置堵塞。筛网是穿孔滤板或金属网制成的过滤设备,用以去除较细小的悬浮物。
(2)沉淀法利用重力作用,使废水中比水重的固体物质下沉,与废水分离。主要用于(a)在尘砂池中除去无机砂粒(b)在初见沉淀中去除比水重的悬浮状有机物(c)在二次沉淀中去除生物处理出水中的生物污泥(d)在混凝工艺以后去除混凝形成的絮状物(e)在污泥浓缩池中分离污泥中的水分,浓缩污泥。此法简单易行而且效果好。
(3)气浮法在废水中通入空气,产生细小气泡,附着在细微颗粒污染物上,形成密度小于水的浮体,上浮到水面。主要用来分离密度与水接近或比水小,靠重力无法沉淀的细微颗粒污染物。
(4)离心分离利用离心作用,使质量不同的悬浮物和水体分离。分离设备有施流分离器和离心机。
2.废水的化学处理法
(1)酸性废水的中和处理
酸性废水处理可以用投药中和法、天然水体及土壤碱度中和法、碱性废水和废渣中和法等。药剂有石灰乳、苛性钠、石灰石、大理石、白云石等。他的优点是:可处理任何浓度、任何性质的酸性废水。废水中允许有较多的悬浮物,对水质水量的波动适用性强,中和剂利用率高,过程容易调节。缺点:劳动条件差、设备多、投资大、泥渣多且脱水难。天然水体及土壤碱度中和法采用时要慎重,应从长远利益出发,允许排入水体的酸性废水量应根据水体或土体的中和能力来确定。
(2)碱性废水和废渣中和法
投酸中和法可用药剂:硫酸、盐酸、及压缩二氧化碳(用二氧化碳做中和剂,由于PH值低于6,因此不需要PH值控制装置)酸性废水及废气中和法如烟道气中有高达24%的二氧化碳,可用来中和碱性废水。其优点可把废水处理与烟道气除尘结合起来,缺点是处理后的废水中硫化物、色度和耗氧量均有显著增加。清洗由污泥消化获得的沼气(含25%—35%的二氧化碳气体)的水也可用于中和碱废水。
3.生物处理法
利用微生物可以把有机物氧化分解为稳定的无机物的这一功能,经常采用一定人工措施大量繁殖微生物。
(1)好氧生物处理法
应用好氧微生物,在有氧环境下,把废水中的有机物分解成二氧化碳和水的方法,主要处理工艺有:活性污泥法、生物滤池、生物转盘、生物接触氧化等,这种方法处理效率高,应用面广。
(2)厌氧生物处理法
应用兼性厌氧菌和专性厌氧菌在无氧条件下降解有机污染物,最后生成二氧化碳、甲烷等物质的方法。主要用于有机污泥、高浓度有机工业废水的处理。如啤酒厂、屠宰厂。
(3)自然生物处理法
应用在自然条件下生长,繁殖的微生物处理废水的方法。工艺简单,建设费用和运行成本都比较低,但其净化功能受自然条件的限制,处理技术有稳定塘和土地处理法。
三、染色污水处理系统的工艺设计
在染色污水处理系统的工艺设计中往往遇到以下问题:(1)工程设计人员大都是仅仅了解废水水质的情况下,根据自己的工程经验和直觉进行设计,这样往往造成工程缺陷,使建成的处理系统处理废水不能达标排放;(2)在有些设计中,因为对出水的达标要求严格,使设计出的工艺建设费用和运行费用偏高;(3)在许多现有的处理系统中,由于所要处理的水质发生改变,原有工艺不能针对目前的水质进行有效的处理。以上的这些都涉及到污水处理系统的优化改造和优化管理运行问题。
如何优化污水处理工艺,降低污水处理成本,提高污水处理效果,对于污水处理有着极其重要的意义。必须指出的是,染色废水处理系统的优化改造是一个非常错综复杂的问题,从目的上它不仅要基于污水水质分析,按照技术和经济的要求,在条件允许的范围内,利用各种方法,找出最佳的设计工艺方案,并在设计工况条件下,找出最佳的设施组合和最佳工艺参数,而且还要在污水的成份和水量一定幅度变动的情况下,找出相应的优化运行措施和最少运行成本。而在各染色废水水质各异、水量大小不一的实际工况下,要求得到一个能严格意义上普遍性的染色废水优化处理系统是不可能的,某一污水处理系统可能对某企业的废水处理是最优,但它对其他的染色厂可能就并不能做到最优,因此本论文对染色废水处理系统优化研究只是为提出一个系统优化改造和优化运行的概念和思路,并不是要提出一个能对所有染色废水有最优处理效果的处理系统。
四、系统工艺改造的总体思路
污水处理厂废水的水质为含有一定量难生物降解物质和颜色的有机废水,各染色子行业排放的废水所含污染物质不同,其相应的治理工艺流程也不同。对染色废水处理,工程上一般用物化法和生化法或两种方法相结合的处理方法。物化处理有见效快、水力停留时间短的优势,但其处理费用高、污泥产量大、污泥处理困难、存在二次污染的隐患。虽然臭氧氧化、活性碳吸附、电解等方法有较好的脱色效果,但它们较高的运行费用却使厂家无法承受。但前述的几种方法都具有稳定性好的特点。生物处理因具有处理成本较低,并能大幅度去处有机污染物和一定色度的特性使得染色废水治理采用生物治理作为主要治理单元己成为共识。但结合园区污水处理厂目前的运行现状及操作工人素质,为确保污水处理厂处理出水的稳定达标排放,因此改造扩建工艺的设计思想以强化物化处理的原则,以生物处理工艺为重心,尽量提高强化生物处理的作用。鉴于污水处理厂接受的染色废水综合性废水,是典型的难生化降解的有机废水,水质性质有其特殊性,而且各有关企业生产废水排放的水质水量的不稳定性,以及污水处理厂的运行成本及运行负荷。因此必须要有针对性的废水处理工艺,才能达到较好的处理效果。在选择处理工艺前,应在分析废水水质及其组成及对废水所要求的处理程度的基础上,确定各单元处理方法和改造工艺流程,以验证改造工艺的有效性。
五、结论
印染生产废水可生化性差,原污水处理系统又存在着设计、施工不尽合理,管理水平落后等缺陷,从而造成了处理出水污染指标达不到排放标准,运行成本高等后果。染色废水处理系统的优化改造本身就是一个非常错综复杂的问题,而作为集中式染色废水处理厂的优化就更加困难了。从目的上它不仅要在污水水质分析的基础上,按照技术和经济的要求,在条件允许的范围内,利用各种方法,找出最佳的设计工艺方案。并在设计工况条件下,找出最佳的设施组合和最佳工艺参数,而且,还要在污水的成份和水量大幅度变动的情况下,找出相应的优化运行措施和最少的运行成本。但由于客观条件的诸多限制,并且各种印染废水水质各异,水量大小不一的设计情况下,要求得到一个能严格意义上普遍性的染色废水优化方法十分困难,某一污水处理系统可能对某一区域内的废水处理是最优的,但它对其他的企业可能就并不能做到最优。因此,在加强技术创新和知识创新的同时也要为保护我们仅有的水资源提高人类意识,转变观念,为创造一个更好的环境多做努力。
[参考文献]
篇3
对煤制天然气废水中酚和氨的处理不仅能够减少资源的浪费,而且能够在一定程度上降低之后的处理难度。一般来说,对煤制天然气废水的预处理主要包括脱酚以及脱酸。
1.1脱酚煤制天然气废水中含有一定量的酚类物质,目前使用较多的是溶剂萃取脱酚技术,如果单一的溶剂萃取脱酚技术不能满足要求的话,可以和水蒸气脱酚法相结合。目前国内溶剂萃取脱酚技术采用的原料主要是二异丙基醚或乙酸丁酯等物质,例如如果采用鲁奇加压气化工艺进行煤制天然气的生产,那么相应的,其溶剂萃取脱酚技术使用的脱酚溶剂应该是异丙基醚。实际情况证明,采用异丙基醚对煤制天然气废水进行脱酚,脱酚后废水中酚的含量能够低于0.6g/L。
1.2脱酸除了对煤制天然气废水进行脱酚以外,其预处理工艺还包括脱酸。脱酸简而言之就是对煤制天然气废水中含有的CO2、H2S等酸性物质进行分离。需要注意的是,在实际的脱酸操作中,一定要考虑到CO2、H2S等酸性分子在遇水后会出现弱电离现象,弱电离会导致煤制天然气废水的脱酸效率下降。因此,在实际的脱酸操作中,排放CO2、H2S等酸性气体时尽量做到向上排放,即将其从脱酸塔顶部进行排出,而且还要对脱酸塔顶部的温度进行控制,这样才能把部分游离的氨分子留在酚水中,将酸性气体排出。
2.生化处理技术
所谓的生化处理技术指的是通过对微生物自身存在的新陈代谢作用加以利用,对污染物进行分解并且对其进行转化,使之最后能够成为二氧化碳等物质。目前我国煤化工废水处理,普遍采用改进后的好氧生化处理技术,主要包括两方面工艺,分别是SBR技术以及PACT技术。由于煤化工废水中存在着联苯等比较难降解的有机物,这些有机物在好氧生化处理技术中难以降解,需要采用厌氧生物处理技术进行处理。此外,一些煤化工废水成分十分复杂,可采用厌氧和好氧工艺相结合的方式处理煤化工废水。
2.1SBR工艺SBR工艺的优势,简单来说就是能够保证整个生物反应器中好氧和厌氧环境不断交替。通过两者不断交替,保证整个生物反应器能够获得较为多样化的生物菌群和耐冲击负荷能力。除此之外,SBR工艺还能够保证生物反应器能够处理一些有毒或者高浓度煤制天然气的能力。以我国中部地区某煤化工业废水处理厂为例,该厂采用的就是SBR工艺。通过对整个生物反应器的相关装置(如:曝气、温度、加碱装置)进行改造,从而提升了鲁奇工艺处理煤制天然气废水的能力。
2.2好氧生物膜法相比SBR工艺,很多煤化工业废水处理厂采用更多的是好氧生物膜法。好氧生物膜法的优势在于菌群的生长方式。通过对优势菌群的筛选,可以实现对煤制天然气废水中污染物的降解,特别是对一些传统工艺降解起来较为困难的有机污染物,其效果更加明显。我国西南某煤化工业废水处理厂采用的就是好氧生物膜法,实践证明,好氧生物膜法能够有效做到对煤制天然气废水中COD、酚以及氨氮污染物的去除,而且其具有较高的缓冲能力。2.2.3深度处理技术在对煤化工废水进行生化处理后,废水中仍然存在一些少量难降解污染物,在一定程度上使色度难以达到排放标准,需要采用深度处理技术。当前主要采用方法包括了混凝沉淀法以及高级氧化法等。
3.煤化工废水处理存在的不足和展望
由于煤化工废水中含有的有机物的浓度比较低,需要采取有效措施对废水的氨氮加以去除,随着排放标准提高,需要对生化水进行深度处理。由此可见,深度处理已经成为未来十分重要的研究方向,在实际深度处理过程中技术选择有十分重要的意义。当前我国进行产业投资的一个重点就是煤制天然气,但是对于煤制天然气废水处理技术的研究还存在着不足,因此相关的人员要加强对于高浓度废水处理技术的研究力度。
4.结语
篇4
关键词:硝化棉废水;微滤;石灰乳中和
中图分类号 :X703 文件标识码 :A
Research of nitrocellulose wastewater treatment technology
Chu SuzhenZhao Qingtao*Jiang XinZhang ZhibingCuijian Li Liping
(China North Energy Conservation and Environment Protection Co.,LTD, Beijing 100070,China)
(Shanxi Beifang Xing'an Chemical Industrial Co., Ltd, Taiyuan 030008,China)
Abstract:According the characteristics of nitrocellulose (NC) wastewater, using microfiltration & lime milk neutralization & activated sludge process methods, it could treat NC wastewater effectively. The indicators of the outlet fit the “Integrated wastewater discharge standard” steadily. This method is low cost and easy operation and it gained the successful application. It’s great worth promotion and technology exchange.
Keywords: Nitrocellulose wastewater; microfiltration; lime milk neutralization
伴随着社会市场经济的迅速发展,硝化棉产品除应用与军事工业之外,已被广泛的应用于民用的涂料、油墨、硝基漆[1]乃至化妆品等诸多领域[2],硝化棉的制备与生产规模也随之不断扩大,目前我国已经是全球最大的硝化棉制造国,而国家对环境保护的要求却日益严格,硝化棉生产过程中所造成的污染问题也渐渐凸显,进入了人们的视野。目前硝化棉废水处理已经成为了全社会最为基本和迫切解决的重大课题之一。
硝化棉的生产制造过程中所产生的污水主要包括煮洗废水、洗棉废水、漂白废水等几大类,其中对环境危害最大的是煮洗废水,占整个硝化棉生产过程中废水总量的85%以上[3]。
硝化棉煮洗废水不仅呈现强酸性,而且废水中含有大量的悬浮物颗粒,旧有的硝化棉废水处理站大多采用平流沉降的方式去除水中的悬浮物,然而处理效果却并不能令人满意,因为这些悬浮物主要来自于生产过程中悬浮的短纤维,不溶于水,并形成胶体,该胶体颗粒与溶液之间具有明显的界面,颗粒表面具有双电层结构,可以稳定的悬浮在废水之中,依靠布朗运动,即可实现动力学稳定,依靠沉淀的方法很难去除,这对下游
作者简介:楚素珍(1962~),女,高级工程师,现任北京北方节能环保有限公司项目部部长,主要从事废水处理设计。
的设施造成严重的危害。此外,传统的酸性废水中和工艺常采用的中和剂有苛性钠、纯碱、白云石、石灰石或石灰等[4],苛性钠和碳反应速度慢,仅适用于低酸度的废水(通常硫酸浓度含量不大于2-3g/L),当酸度较高时,极易板结,堵塞系统,此外使用石灰石或白云石还会制造出大量的CO2温室气体,这与我国所提倡的节能减排国策背道而驰;石灰来源广泛,价格便宜,可以处理高浓度的酸性废水,但传统的石灰投加法采用人工配制石灰乳液的方法,不仅劳动强度大,而且工人从搬运到开袋再配料投加,其间逃逸出的石灰粉尘对人体的呼吸系统以及眼睛都有着很大的危害。
针对硝化棉酸性废水的特点,通过对以往废水治理工艺的改良,摸索出了一套优化的废水处理工艺,该工艺已被成功应用,并获得了良好的效果。
1.工艺介绍
1.1工艺流程
硝化棉酸性废水进水水质如表1所示:
表1 硝化棉酸性废水进水水质
Table.1 The quality of NC inlet wastewater
CODcr SS BOD5 pH
130-270mg/L 160-180mg/L 70-90mg/L 1-2
依据表1中的进水水质情况,废水处理的工艺流程图如图1所示:
图1硝化棉酸性废水处理工艺流程
Fig.1 Process of NC wastewater treatment
硝化棉酸性废水中含有大量悬浮的短纤维颗粒,利用微滤机作为第一级过滤予以截留。利用石灰自动投加装置,采用PLC控制的方式,依据废水中酸碱度的变化,自动定量投加石灰乳液中和,经中和后的废水中含有大量的硫酸钙污泥,通过投加PAC和PAM的方式在平流沉淀池实现固液分离后,上清液送入活性污泥池进行生化处理,降低废水中的COD,再经过二沉池后去除悬浮物之后即可确保达标排放。
1.2微滤机
被处理的废水由进水管送入微滤机内的布水器中,经短暂的稳流之后均匀的向布水器两侧布水,污水由于重力作用从栅缝中流出,而悬浮固体物质却被截留在栅筒之内,并伴随着栅筒的转动沿着栅筒内壁的螺旋导向板向栅筒另一端自动排出。微滤机存在以下的特点,①微滤机通过借助旋转筛网的离心力,可以在较低的水力阻力下,更易于固体分离;②微滤机故障率低且自动排渣,操作简便;③微滤机占地面积小,设计和施工周期短,而且扩建容易,有利于旧厂的升级改造;④微滤机的栅条缝隙很小,通常为40-200目之间,针对悬浮的纤维素颗粒物的去除极为有效,特别是在制浆造纸行业中,由于生产过程中不可避免地有很多纤维浆料流失,可用微滤机分离纤维并回用于造纸[5];⑤微滤机在运行过程中无须添加任何的混凝药剂,如(PAM、PAC等),不仅节约了药剂成本,而且截留出的纤维并未遭到药剂污染,这为截留出的纤维的回收利用提供了先决条件。
1.3石灰乳投加装置
石灰自动投加系统采用全封闭式,PLC自动控制定量稳定投加系统,石灰粉由罐车送入储料仓中,再经电子称准确定量的由送料机输送至配置罐中,配置罐中配备有雷达料位计,可以准确配置设定浓度的石灰乳液,搅拌均匀后由配置泵输送至投配池待用,投配泵的投加量受废水进口酸度值的控制,并接受来自中和池出水pH反馈值校正,石灰乳投加流程如图2所示:
图2 石灰投加流程
Fig.2 Process of lime dosing
该装置有以下特点:①石灰粉由罐车中自带的气泵将罐中的石灰粉泵送至石灰储料仓中。全过程完全密封,避免了以往人工进料所造成的粉尘污染。②储料仓顶端配备一套脉冲式自动反冲布袋除尘器,可以有效的防止石灰粉末的飞逸泄漏。③为防止仓内石灰粉架桥现象,储料仓内表面经喷砂打磨处理并喷涂聚四氟乙烯光滑涂料,储料仓外壁安装了震动器。④石灰储料仓配备雷达料位仪避免了前人使用超声波料位仪在高粉尘环境中,超声波受粉尘影响,回波信号较差,有时还会出现丢失信号的现象,虽然雷达料位计的工作原理和超声波料位计类似,但发射的微波是一种电磁波,其传播速度不受介质的特性影响,且抗介质吸收能力要强于超声波,能够准确的反应出储料仓内的料位,避免过度装料或系统断料投加的事故发生。⑤石灰乳配制罐采用封闭设计,设置射流负压防潮装置及喷淋系统,原理是喷淋器为喉管射流器,喷淋过程在石灰粉投加至石灰乳配制罐的区域产生负压区,防止因搅拌产生的水滴飞溅至送料机出料口,起到防潮的作用,并防止粉尘污染。
1.4生化部分
经中和后的硝化棉酸性废水虽经过了石灰的混凝沉淀处理,但COD值依然超出污水综合排放标准(GB8978-1996)一级排放标准的要求,所以在化学中和处理之后必须连接生化处理单元降低废水中的COD值。常用的生物处理若采用膜法(BAF)长期运行,饱和钙离子会结晶在曝气生物滤料表面,堵塞滤孔,影响生化处理效果,严重时可导致系统瘫痪,故本方案采取无堵塞,钙盐对处理效果影响小的常规的活性污泥法处理。
2.结果与讨论
2.1工艺处理效果
本工艺各阶段出水水质如表2所示:
相对于市场上昂贵的火碱,石灰乳由于成本低,因此石灰乳中和法具有着运行成本低的优势。采用全封闭自动化投加的方法,不仅投量精确,出水pH值稳定,全过程无粉尘污染,有效的改善了操作环境,通常只需要1-2个操作工即可轻松完成全过程操作中和后产生的石膏可作为筑路建材。
表2 各工艺阶段出水水质 单位mg/L
Table.2 The water quality of every stages of the process
序号 分析项目 设计进水 微滤机 中和沉淀 活性污泥 辐流沉淀
1 COD 270 250 150 85 85
2 BOD 80 72 50 13.7 13.7
3 SS 212 100 50 50 25
与滤池和生物膜法不同,使用活性污泥法可以通过定期排泥的方式,及时导出生化处理系统内沉积的钙盐,避免发生因钙盐过度粘附在滤料或填料上导致系统堵塞瘫痪的现象发生,是配合石灰乳中和的最佳生化处理方法。在一年多的试运行过程中,系统持续保持稳定达标,工艺可靠性强。
2.2微滤机对SS的去除率
本次实践所使用的微滤机参数如下所示:①微滤机格栅条缝隙:b=0.25mm②导流板长度:L=300mm③导流板安装角度:α=45°④微滤机圆筒倾斜角度:α=0°⑤微滤机转速:5r/min⑥反冲洗强度:DN25(压力水0.3MPa)⑦微滤机圆筒长度:L=2000mm。
硝化棉车间排放废水的SS含量约为200-230mg/L,经过微滤机之后,原水中的SS值可以持续保持在100mg/L以下,经现场工程实际测试证明,使用微滤机可以有效的去除硝化棉酸性废水中的SS,去除率超过了50%,而常规的初沉池对SS去除率仅为40-55%[6],微滤机对SS的去除率已接近了初沉池的去除上限,无需加药,并且截留的悬浮物经过简单的处理,完全可以实现回收,运行成本低、操作简便,经济实用。
3.结论
(1)使用本工艺可以确保硝化棉酸性废水处理出水满足 《污水综合排放标准》 (GB8978-1996)一级标准。
(2)微滤机可降低硝化棉酸性废水中50%以上的悬浮物含量,是去除悬浮纤维素颗粒的有效方法。
(3)石灰乳中和+活性污泥联合处理法是降低硝化棉酸性废水中COD的有效方法,不仅设施运行稳定,而且费用低廉。
参考文献
[1]Official Journal of the European Union. Directive 2004/42/EC of the European Parliament and of the Council of 21,2004
[2] 马素德,张仁旭,赵利斌;浅谈我国硝化棉产业的现状与发展趋势[J] 上海涂料;2007,46(10):48-50
[3]薛刚;硝化棉生产废水处理浮选剂的研究[D]南京理工大学硕士学位论文;2005.5
[4]北京水环境技术与设备研究中心.三废处理工程技术手册—废水卷[M].北京:化学工业出版社,2000.(450-451)
篇5
【关键词】印染废水;磁技术;二次污染
纺织印染工业的迅速发展,给我国水环境带来了巨大的压力。废水中残存的染料组分,即使浓度很低,排入水体也会造成水体透光率和水体中气体溶解度的降低,会影响水中各种生物的生长,从而破坏水体纯度和水生生物的食物链,最终将导致水体生态系统的破坏。因此,印染行业的废水治理问题,己成为当今急需解决的一大难题。同时印染废水具有水量大、有机物含量高、成份复杂、生物难降解等特点,印染废水处理技术一直是世界各国研究的重点课题。
作为印染废水污染源的最重要物质-染料的发展日新月异,现已有超过 100000 种,通常按照染料的应用特性可以分为直接染料、硫化染料、还原染料、酸性染料、反应性染料、酸性络合染料、冰染染料、氧化染料、分散染料、碱性染料等。酸性染料是一种具有不同酸性官能团诸如硝基、羧基、磺酸基等的发色基团的染料,碱性染料是一种通常具有氨基的阳离子染料,直接染料一般具有磺酸基,对纺织纤维具有很好的亲和力,可在弱碱性或中性溶液中直接上染,活性染料和直接染料比较相似,都是具有高度水溶性的阴离子染料,但因为共价键的存在,相比直接染料,上色更加牢固,分散染料则是一种疏水性较强的非离子染料。在 12 种发色基团中,偶氮基团和蒽醌基团是最主要的。偶氮染料以N N著称,约占染料总量的 70%,是活性染料最常见发色基团。通过在双氮键上引进助色团,可以修改一种染料的颜色和亮度,但因为它有可能形成芳香胺,在丹麦等一些国家将偶氮染料列为禁用染料。
总的来说,染料虽不像农药那样具有很强的急性毒性作用,但是无论在偶氮染料、蒽醌染料,还是在三苯甲烷染料中都已发现具有致突变性和致癌作用的品种,对人类健康及水生生物的生存造成威胁。有些染料还含有重金属,如砷、锌、铅等,这些重金属离子不能够被去除,自然环境中可以长期存在,并且会通过食物链等不断传递;印染废水中有机质含量比较高,成分复杂,虽然这些成分可能相对人体无害,但对环境会有很大的威胁,比如过量的氮磷排入天然水体,会引起湖泊、河流等水体的富营养化,造成水质恶化,威胁生态环境,同时也加剧了日益严重的水危机。威胁生态环境,同时也加剧了日益严重的水危机,因此对印染废水进行经济有效的处理,走可持续发展道路是当今环保领域也是人类自身所面临的重大问题。
同时国家颁布实施《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4287-2012),对印染废水治理提出了更高的要求,而且随着水资源管理越来越严格,提高水资源利用效率也是企业发展的重要任务。国家还出台了《纺织染整工业回用水水质标准》(FZ/T-01107-2011),指导纺织染整工业加强废水的回收利用。
印染废水含有较多能与水分子形成氢键的磺酸基、羧基、羟基基团的活性染料和中性染料能全溶于废水中;不含或少含磺酸基、羧基等亲水基团的染料分子以疏水性悬浮微粒形式存在或胶体存在,即使浓度低于1mg/L,在水体中也会有强的颜色感,它们能吸收太阳光线,从而降低水体的透明度,并且消耗水中大量溶解氧,影响水生生物的生长,破坏水体自净能力,同时也会造成视觉上的污染;毒理学研究表明,染料的急性毒性虽然较低,但慢性毒性强,如偶氮染料发生裂解形成毒性更强的芳香类物质,与DNA和RNA结合,引发诱变及致癌,其苯环上的氢被硝基、胺基等取代以后形成的芳族胺类化合物、芳族硝基化合物等多苯环的取代化合物,毒性都较强。印染废水中的大部分有机物是可以生物降解的。即使是苯环结构 也能被诺卡氏菌环形小球菌等微生物分解成有机酸,相对于物理化学方法,生物处理方法由于费用低廉,环境友好等优点成为当今实际工程中应用最多的印染废水处理方法。
生物处理是当前应用最广泛的水处理技术,其中尤以活性污泥法应用最为普遍。但是受二沉池污泥沉降分离能力的限制,曝气池污泥浓度低,一般仅 2000-3000 mg/L,单位容积的处理量很小,污泥絮体结构松散,常会产生污泥膨胀。污泥龄较短造成时代较长的难降解污染物的降解菌和硝化细菌容易流失,在曝气池中难以富集,造成处理后水的 COD 和 NH3-N 常超标。并且运行过程中,产生大量剩余污泥,而处置这些污泥,要花费昂贵的费用。作为发展中国家,很容易出现污水处理厂运行资金不足,而导致停运或间歇运行,大量污废水未得到处理而被排放。如果可以实现剩余污泥产量大幅减少甚至零化,同时保证污水处理效率和质量,成为未来科技工作者的研究热点。
将磁技术运用到污水处理工艺中,为解决当前污废水生物处理技术存在的难题提供了新的思路。磁生物技术具有能耗低,占地面积小,易于操作、不会产生二次污染、成本低廉等优点,特别适合运用于小城镇生活污水处理厂或中小型工业污废水处理装置。磁技术中最常用到的是磁场效应和磁粉吸附效应。
磁场在污废水处理中有着广泛的应用,研究表明磁场对水中污染物、生物可降解性均有不同程度的影响,运用磁场力实现不同磁性的物质分离―磁分离技术已成为一种新型的水处理技术,在污水处理行业运用广泛。Krzemieniewski等研究了磁场效应对生活污水和乳制品废水的水质影响,结果表明,经过磁场处理,COD比原水减少25%-55%,氨氮减少50-66%。Liu Bo采用磁场和磁絮凝剂连用对造纸废水处理取得了良好的效果,通过磁场预处理,加速了COD的去除效率,减少了絮凝剂的投加量,降低了了污水处理费用。ebkowska等发现静态磁场可以显著增强合成废水中甲醛的生物可降解性。ZhangHao使用超导磁分离技术用于工业废水的处理,最大实现76%的COD去除率。磁分离对Cd(Ⅱ)、Cu等重金属离子的去除亦具有良好的效果。朱又春等采用磁分离法处理处理餐饮污水时发现,连续处理含油量为194 mg/L的餐饮污水,只采用混凝剂时出水含油量为20 mg/L,而加入磁粉后可使出水含油量降至7 mg/L,说明磁粉对油的去除很有帮助。污水中的磁粉颗粒带正电,乳化油带负电,磁粉对含有乳化油的污水具有良好的破乳作用。郑必胜等则研究了磁分离技术用于处理食品发酵工业废水,亦证实该方法具有分离效率高、分离速度快等特点, 发酵废水的CODCr去除率可达60 %。曾睿等采用混凝一磁分离法处理餐饮污水,污泥的沉降速度加快了50%,污泥体积减少了50%,这样就缩短了处理周期,减少了设备的容积,降低了污泥的处理难度,还为节约操作费用提供了可能。
【参考文献】
篇6
关键词:石油开采;废水处理;技术
在石油开采工作实施过程中,石油废水中所含有的悬浮物、浮油、分散油等威胁到了人体健康。为此,为了迎合石油开采量扩大趋势,要求开采人员在石油开采工作开展过程中应严格遵从“节约、环保”理念,对石油开采中石油废水进行有效处理,继而将悬浮物、乳化油等物质含量降至最低,达到最佳的废水处理效果,满足当前水资源应用需求。以下就是对石油开采作业中废水处理技术的详细阐述,望其能为当前石油开采行业的发展提供有利参考。
1当前石油开采过程所面临的问题
就当前的现状来看,石油开采作业中废水处理难点主要体现在以下几个方面:第一,从聚合物驱采技术应用角度来看,开采作业中会产生大量废水,而废水中含有乳化油、聚合物、活性炭等物质,弱化除油器除油功能,且扩大了废水处理中活性剂、聚合物等保留难度,为此,在废水处理工艺活动开展过程中应提高对此问题的重视程度,对其展开行之有效的处理;第二,从蒸汽驱采稠油技术应用角度来看,开采作业中所产生的废水含有SiO2等污染物,为此,部分油田在开采作业中注重将稠油废水注入锅炉中,达到废水净化目的,但此种废水处理方法呈现出SiO2、硬度等处理效率较低等问题,且耗时长、速度慢,因而应引入新型废水处理工艺;第三,就当前石油开采现状来看,部分油田缺乏技术手段,最终影响到了地表形状与地下水的协调处理,引发地震等灾害,威胁到人们生命安全。因而,在石油开采工艺开展过程中,为了规避废水污染问题的凸显,必须严格把控废水处理环节,优化废水处理技术手段。
2石油开采作业中废水处理技术的具体应用
2.1物理处理技术
在石油开采作业环境下,为了实现对石油废水的有效处理,要求开采人员在实际工作开展过程中应注重做好物理处理工作,即在膜分离方法应用过程中需通过微滤、纳滤方式,处理废水中悬浮物质,将废水中悬浮物质拦截于多孔材料外部,达到高效废水处理效果。同时,在废水处理工作开展过程中,亦可借助油、水密度的差异性,通过静置形式,沉淀悬浮物质,达到重力分离目的。而在过滤器分离作业中,需依据石油开采作业要求,配置过滤器,继而开启过滤器截留、沉降功能,分离废水中颗粒状物质,达到废水处理效果。此外,在石油废水处理工艺活动开展过程中,亦可将废水置入到容器内,借助容器高速旋转功能,对密度不同的物质进行离心分离,提升整体废水处理水平。
2.2化学处理技术
在石油废水处理过程中,为了改善废水处理效果,应首先于废水中添加酸碱类、无机盐类混凝剂,促使废水中物质发生变化,达到分离。其次,在中和分离方法应用过程中,需结合酸性废水PH值1~2,碱性废水PH值11~12的特点,向废水内投入石灰石、电石等,净化废水所含杂质。同时,基于中和分离方法应用的基础上,亦可采用高级氧化方式,即通过H2O2/UV对石油废水进行预处理,继而将废水PH值控制在3,而H2O2投入量为500mg/L,就此达到污染物42.4%的处理效果[1]。此外,在湿式氧化法应用过程中,为了提升整体废水处理效果,需配置封闭反应器,且将作业环境温度控制在150~300℃之间,继而将废水置入到反应器内,通过空气中氧气溶解废水中有机物等杂质,达到最佳的废水处理效果。
2.3生物处理技术
在石油废水处理过程中,生物处理技术的应用亦是非常必要的,为此,要求相关工作人员在实践作业过程中,应注重利用微生物中酶成分,吸收废水中细菌,而由菌细胞所产生的酶分解物质,将通过合成、分解、氧化等作用,转化为微生物自身部分,即CO2、H2O等,达到污染物降解目的。同时,生物处理方法在应用过程中呈现出效率高、处理量大等优势特点,为此,当代石油化工企业在开采作业环节开展过程中应强调对生物处理技术的引进。此外,在废水生物处理作业中,亦需配置生物滤池,且基于“自上而下”理念的导向下,将废水注入到滤料表面,继而吸附废水中杂质,达到废水净化目的[2]。同时,基于废水处理工艺开展的基础上,亦可向废水内输入空气,而后投入活性污泥,处理废水中有机物质等,营造良好的废水排放空间,规避废水等的产生影响生态环境保护。
3结语
综上可知,在石油开采工艺开展过程中将产生大量石油废水,威胁到人们健康,同时破坏生态环境的保护。因而在此基础上,为了将石油废水中污染程度降至最低,要求当代石油化工企业在实践生产作业过程中,应注重引入湿式氧化法、活性污泥法、生物滤池法等石油废水处理方法,吸附废水中杂质,对石油废水进行净化处理,达到标准化石油废水排放状态,且推进石油产业的快速发展。
参考文献:
[1]宋鹏.简述石油开采废水处理技术的现状与展望[J].中国新技术新产品,2012,11(01):199.
篇7
关键词:电镀废水;处理;趋势
中图分类号:X781.1 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2017)02-0012-01
1 电镀废水特征分析
在工业生产当中,电镀工艺具有较强的通用性,因此电子、轻工、纺织等行业都配备了电镀厂,这使得电镀厂分布较为分散,给电镀废水管理带来了一定难度。电镀废水的来源主要包括镀件清洗水、废电镀液及设备冷却水。其成分十分复杂,当中含有铜、锌、铬、镍等多种金属元素,部分物质是致癌物及剧毒物质。总体上来看,电镀废水构成较为复杂,无论是对人体,还是对环境,都会产生一定危害。
2 电镀废水带来的危害
在我国工业快速发展的过程中,电镀废水污染问题变得日趋严重,其中含有的重金属元素是造成环境危害的主要原因[1]。电镀废水中的六价铬与三价铬,可在人体、动物、植物当中积累,对皮肤、呼吸系统及脏器均会产生影响,长期累积可能会造成支气管癌;铅化物会对水生动植物生命活动造成影响,铅经过食物或饮用水进人体消化道后,长期累积会造成内源性中毒,从而引发记忆衰退、失眠、精神萎靡等症状;镍及镍化物会对人体酶系统产生抑制作用,还会造成镍皮炎;铜化物会引发皮炎、湿疹,甚至会导致皮肤坏死;过量的锌会引发肠胃炎,导致恶心、呕吐等症状。除了金属元素外,电镀废水当中还具有多种有机物及酸碱物质,特别是含氰物质遇酸后,会形成带有剧毒的氰化物,其危害也不容小觑。
3 电镀废水处理技术分析
3.1 化学方法
化学法是应用最为广泛的电镀废水处理方法。化学法是根据酸碱中和及氧化还原原理,将部分毒害物质分解或转变为无毒物质,再通过沉淀法或气浮法将之去除。目前,我国已经形成了一套较为成熟的电镀废水化学法处理体系,其中化学沉淀法是最为常见的处理方法之一。该方法主要是向电镀废水当中针对性地添加部分药剂,使其与废水中某些污染物产生化学反应,并生成难溶沉淀,再通过固液分离,将污染物去除。化学沉淀法的关键在于控制pH。例如,锌沉淀的最佳pH为9至10,但在pH超过9时,三价铬沉淀物会溶解[2]。当电气废水中同时存在锌与三价铬时,就需要结合pH与残留重金属浓度的关系曲线,合理O计药剂添加量,从而获得最佳沉淀效果。除了化学沉淀法以外,腐蚀电池法也是较为常见的一类化学处理方法。例如,在处理含铬废水时,可采取碳-铁屑法。以碳作为阳极,借助其催化作用及吸附作用,让铬离子形成密度大、易沉降的絮状物,再对其进行有效处理。
3.2 物理方法
在处理电镀废水的过程中,常见的物理处理方法主要包括以下几种[3]:(1)活性炭吸附。利用活性炭吸附作用对含铬、含氰的废水进行处理具有较好的适用性,且整体成本较低。据学者研究,以活性炭为基础的三相流化床较传统的固定床对含氰废水具有更好的处理效果。该装置调节温和,操作简便且安全,深度净化的处理水能够回收利用。但活性炭会受到其吸附容量所限制,在处理高浓度电镀废水上效果一般。(2)反渗透法。该方法的核心为半透膜。利用半透膜进行高压过滤,可达到分离目的。反渗透法是一个完全物理化操作的过程,适用于含镍、锌、铜的电镀废水。实施该方法的过程中所产生的部分浓缩液被回收、稀释后可用于漂洗,不会产生其他废弃物。但半透膜在长期使用过程中,可能会出现杂质积累的问题,其寿命、强度有待进一步提升。(3)蒸发浓缩法。目前,蒸发浓缩法在电镀废水处理上已经较为成熟,并不需要添加化学试剂,也没有二次污染,利用回用水可提炼出一定量的有价值重金属,具有一定的经济效益。但该方法能量消耗较大,操作成本偏高,多用于辅助处理。
3.3 生物方法
随着生物技术的不断发展,其应用范围也变得愈来愈大,并且成为了电镀废水处理的一大趋势。生物吸附法是一种较为常见的电镀废水处理方法。生物吸附剂主要是以藻类、菌类提取物为主[4]。这些提取物对重金属离子具有一定的吸附作用,当然这种吸附作用要满足一定条件,包括pH、重金属浓度、温度、光照等。与物理法及化学法相比,生物吸附法处理重金属污染物具有一定优势。在低浓度环境下,生物吸附剂能够充分发挥选择性作用,对重金属离子进行吸附,不会受水中的钙、镁离子影响。该方法具有较高的效率,且运行成本较低,不会产生二次污染,多用于吸收贵重金属。生物吸附法的关键在于控制生物生长环境。若无法为微生物提供一个相对稳定的生长环境,就可能导致微生物死亡,使生物吸附法失效。
4 电镀废水处理技术展望
在工业污染日趋严重的情况下,电镀废水处理在世界范围内都得到了广泛关注,特别是在人们的环保意识不断增强,在一定程度上刺激了电镀废水处理技术的发展。从发展角度来看,未来电镀废水处理技术会朝着闭环方向发展。通过提升转化率与循环利用率,从源头上对电镀废水进行控制。同时,可采取多元化技术对排出的电镀废水进行处理,实现“变废为宝”,实现真正意义上的电镀废水零排放。另外,社会化治理也是电镀废水管理的一大发展趋势。通过建立区域性电镀废水处理厂,对电镀废水进行综合性整治,不仅能够获得更好的处理效果,也能够减缓中小型电镀厂的经济压力,使电镀废水处理成本降低,从而将电镀废水处理整合到循环经济链当中。
参考文献:
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篇8
一般情况下水处理需要经过厌氧、好氧以及絮凝三个环节。多年来,我国的污水处理都是使用传统的工艺进行。近年来,随着国家污水排放标准的提高,对废水处理的要求和力度逐渐提高,于是很多企业就会采用深度处理的工艺对废水进行处理,如臭氧处理、膜处理等,目前市场上最为认可的是利用芬顿工艺进行废水处理。本文就芬顿工艺在工业废水处理中的应用进行分析和研究。
【关键词】
芬顿工艺;工业废水处理;应用
利用芬顿工艺对工业废水进行处理,能够在极短的时间内将工业废水中的有机物进行氧化分解,氧化率比较高,不会出现二次污染。并且这种工艺的基建投资比较少,运用过程中不需要花费大量的费用,操作工艺比较简单。芬顿工艺在近年来的工业废水处理中被广泛的应用,取得了良好的效果。
一、影响芬顿反应的因素
1、温度因素
在芬顿反应中,温度是影响其效果的重要因素,温度不断升高,芬顿反应的速度会逐渐加快,随着温度的提高,•OH的生成速度会提高,能够促进•OH与有机物发生反应,使氧化效果得到提升,提高CODCr的去除率。温度的升高也会使H2O2的分解速度加快,分解成O2与H2O,这对于•OH的生成是不利的[1]。不同类型的工业废水中,芬顿反应的最合适温度也是不同的。
2、pH值
通常情况下,在酸性环境下,芬顿试剂才会发生反应,pH的提高会使•OH得出现受到限制,并且会出现氢氧化铁沉淀,催化能力丧失。如果溶液中有浓度较高的H+,Fe3+不能被还原为Fe2+,催化反应就会受到阻碍[2]。有研究结果表明在酸性环境下,尤其是pH在3-5之间时,芬顿试剂有很强的氧化能力,这时有机物的降解速度比较快,能够在几分钟内降解。同时有机物的反应速率与Fe2+以及过氧化氢的初始浓度成正比例关系。在工业处理中使用芬顿工艺,需要将废水的pH调到3.5左右为最佳。
3、有机物
对于不同类型的工业废水,芬顿试剂的使用量以及氧化效果是存在差异的,主要是由于不同类型的工业废水中,存在着不同类型的有机物。对于糖类等碳水化合物,由于受到羟基自由基的作用,分子会出现脱氢反应,C-C键断链;对于具有水溶性的高分子和乙烯化合物,羟基自由基会使C=C键断裂。羟基自由基能够使芳香族化合物出现开环进而形成脂肪类的化合物,使这种类型废水中的生物毒性降低,使其可生化性得到改善。4、H2O2与催化剂投入数量利用芬顿工艺对工业废水进行处理时,需要明确药剂投入的数量及其经济性,如果其中投入的H2O2量比较大,就会提高废水中CODCr的去除率。但是到达一定数量后,CODCr的去除率会呈现出逐渐下降的趋势。催化剂的投入数量与H2O2的投入量存在着相同的情况,Fe2+的数量增加,CODCr的去除率会提高,达到一定程度后,CODCr的去除率就会下降[3]。在实际的工作中需要通过实验明确H2O2与催化剂的投入数量。
二、芬顿工艺在工业废水处理中的应用
1、芬顿工艺在印染废水中的应用印染废水中色度比较高,化学需氧量的浓度比较高,含盐量也比较高,可生化性不强。芬顿试剂具有较高的氧化性,能够使一些难以通过生物降解的有机物转换成可生化性比较好的物质,对染料中发色的基团进行破坏,使色度降低,因而被广泛的应用到印染废水处理中。利用芬顿衍生的工艺手段,例如利用微电解-Fenton氧化工艺对蒽醌染整废水进行处理,这种废水难以降解,化学需氧量的去除率在93.5%左右,BOD5的去除率为93%左右,出水色度能够除掉95.5%左右。在pH为2-4之间时,过氧化氢的投入量为30g/L,催化剂的投入量是过氧化氢的1/150时,使用芬顿工艺对中间体H酸生产的废水进行处理,能够达到50%的化学需氧量去除率。
2、芬顿工艺在焦化废水中的应用
焦化废水中有难以生化降解的多稠环芳烃和含氮杂环化合物,废水中含有很多生物毒性,抑制性的物质也比较多,即使进行生化处理,废水也很难达到标准。厌氧好氧工艺法无法使焦化废水达到合理的排放标准,虽然使用活性炭工艺进行处理能够达到一定的效果,但是这种工艺方法的成本消耗比较高,并且会出现二次污染。芬顿工艺在难降解有机物废水处理中有着广阔的发展前景,并且能够实现良好的效果。
3、芬顿工艺垃圾渗滤液中的应用
垃圾渗滤液中含有很高浓度的有机物,其中的大部分是难以通过生物降解的有机物,还有很多有毒有害的物质,氨氮的浓度比较高,微生物营养元素的比例严重失调,使用一般的生化处理工艺,过程比较复杂,效果一般。而使用芬顿工艺对生化处理后的垃圾渗滤液进行处理,出水水质能够达到二级污水排放标准,能够提高垃圾渗滤液的可生化性,能够为接下来的生化处理提供重要的保障。
4、芬顿工艺在含酚物质废水中的应用
酚类物质的毒性比较高,对人体有致癌的作用,是比较难降解的工业废水。芬顿工艺可以处理苯酚、甲酚等多种酚类,并且有很好的效果。如果室温合理,pH在3-6之间,并且有氧化铁催化剂,过氧化氢能够对酚结构快速的破坏,在氧化的过程中能够先将苯环分裂为二元酸,然后生成二氧化碳和水。芬顿工艺在含酚废水中的应用比较多,能够使废水中的生物毒害性减小,使废水中的生物降解性能得到改善。
5、结束语
芬顿反应能够很好地降解有毒有机污染物,并且有着比较广泛的应用氛围,在实验室以及实际应用中都取得了良好的效果。当前工业废水处理中都提倡循环经济的发展模式,使用单一的污水处理厂对有毒的废水进行处理,不能得到理想的效果,而芬顿工艺是一种十分有效地废水处理手段,能够对废水进行可生化性以及深度处理,加之其他技术实现中水回用,达到循环利用的目的。
参考文献
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篇9
关键词:炼油化工企业 废水处理技术 分析研究
中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)08(b)-0097-01
工业废水,指的是工业生产过程中产生的污水、废水、废液以及污染物,其特点:成分复杂、产物繁多、有毒、有害物质浓度高。炼油化工企业废水的污染问题如不进行有效处理,将会影响到我国的水体复氧及人类的生活健康。因此,必须采取有效的处理技术进行解决,促进经济的健康发展[1]。
1 工业废水的分类
工业废水按照水体污染物中化学性质可以分为无机废水与有机废水;根据废水的污染物构成成分分为含油废水、含汞、含有机磷、放射性废水、含硫废水等。
2 炼油化工企业的处理技术
2.1 物理处理方法
通过物理方法,对炼油化工企业的废水进行处理,可以将废水中的部分不溶性悬浮物进行分离,达到去除污染物的目的。物理工艺有:利用格栅及筛网,对细小悬浮物进行去除;沉淀法,是指用在无机砂粒、或者是生物污泥、混凝絮状物等的分离方法;气浮法,是用来分离和水密度相近的细微颗粒;离心分离方法,可用于分离各类悬浮物。
2.2 化学处理方法
化学处理法主要有絮凝、湿式氧化及臭氧氧化法等,其中化学处理方法就是对酸、碱废水以及对重金属废水的处理方法。酸性废水处理又可分为投药中和、土壤的碱度与水体进行中和方法、废渣与碱性废水中和法;碱性的废水处理方法主要是加入酸,进行中和的方法、废气与酸性废水进行中和的方法[2]。
2.2.1 絮凝
絮凝是指,向水中加入絮凝剂,以使水中胶体的颗粒稳态较快分散,使胶粒间的聚集或者是碰撞易于形成分离的絮状物。通过絮凝过程,炼油企业中的废水的色度、浊度以及污染物及其他的生物等可以有效地被去除,絮凝剂具有易降解、无次污染、适用的范围广、稳定性较强、高效的特点。
2.2.2 臭氧氧化法
将生物活性炭与臭氧氧化共同进行深度处理,废水中的有机物在被氧化的同时,还可以被迅速的分解,确保活性炭床仍处于富氧的状态,有利于废水的净化。于此同时,活性炭的表面中,好氧微生物其的活性逐渐增强、降解以及吸附的能力均得到提高,有效、快速地将有机物去除,进一步强化活性炭脱色的能力,以达到废水净化的目的。
2.2.3 湿式氧化方法
湿式氧化方法可分为:湿式空气与催化湿式氧化两种。前者是通过空气的氧分子利用高温、高压的条件,进行液相氧化的过程。催化湿式氧化指的是有机物在经过高压高温以及催化剂的条件下,进而氧化,最后分解为H2O、CO2与N2等物质,此方法的优点是反应时间更短、而且转化效率高,缺点是催化剂的活性与pH均对反应影响大[3]。
2.3 生物处理方法
2.3.1 气浮法
气浮法是通过大量分散的气泡为载体,粘附废水中的污染物以及悬浮物,使这些污染物随气泡上浮至水面,再进行分离的方法。分离的对象主要是含油以及水体中的细微悬浮物,对石化废水进行处理时,气浮通常处于絮凝与隔油之后,因此,用此法油的去除效果理想。
2.3.2 吸附
吸附就是将固体物质中固有的多孔性,对废水污染物进行吸附,最后去除的方法。活性炭是较为常见的吸附剂,可以有效地去除废水中的色度以及臭味,但是,处理的成本比较高,也易引起二次污染。为此,吸附的方法常和臭氧氧化方法或者是和絮凝方法联用,可以避免二次污染问题。
2.4 固定化微生物技术
固定化微生物技术,将天然凝胶,例如,褐藻酸钙、以及聚乙烯醇、聚丙烯酰胺等高分子的材料作为载体,进而筛选部分具有优势的菌种,并将菌种固定至载体上。该技术通过对细胞进行固定之后,便使反应器中微生物的数量大大提高,从而使处理效率提高,同时还易于固液的分离,该技术有较好的发展前景[4]。
2.5 生化法
生化法是指通过微生物之间的生物或者化学作用,把有机物分解成简单的物质。并将有毒的物质转化成无毒的物质,进而使废水得到较好地净化。此法只针对可降解的有机化合物。
2.5.1 采用生化技术
采用生化技术对废水进行净化处理,同时还可以借助膜技术进行外排污水、废水的进一步处理,使之满足循环水的补水要求。此外,还应积极开发多项循环水的处理技术,有效避免处理过的废水再次出现结垢或者是微生物集结、繁殖等问题。生化法按照微生物的存在形式,又可分为两种:生物膜法与活性污泥法。
2.5.2 活性污泥法
在国内的炼油企业中,活性污泥法得以广泛使用,此方法具有高效、基建费用低等优点。原废水经过处理系统,只有好氧的生化处理环节,因此,出水的氨氮很少降解,还可以考虑增加污水脱氮工艺,更有效地提高对废水处理水平。
2.5.3 膜分离方法
膜分离方法主要有超滤、纳滤、微滤以及反渗透这几种,采用此法可有效地将废水的色度及臭味去除,并将微生物及有机物清除。膜技术的处理方法可将大、小分子的物质进行分离。当前膜技术的分离方法推广的难点为膜的造价成本高、且寿命也短、易受到污染以及出现结垢、堵塞等现象[5]。
3 结语
总而言之,炼油企业的废水处理技术多种多样,在进行处理时,应该按照具体的情况选用较为合适的方式,较好地达到处理废水的效果,减少对环境、对人类的危害。
参考文献
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篇10
关键词:废水处理;高浓度有机废水;淀粉乙醇废水;纤维乙醇废水
中图分类号:X703;KT63 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2013)09-1988-04
能源危机是全球需要面对的重大课题之一,根据英国石油公司的世界能源统计资料,石油资源将在40多年内面临枯竭[1]。燃料乙醇作为一种重要的工业原料和车用燃料是燃烧清洁的高辛烷值燃料,被广泛认为是最有希望全部或部分替代石油的可再生能源[2-4]。目前燃料乙醇的生产主要来自于糖类和淀粉的生物发酵,面对世界人口的急剧膨胀和粮食短缺问题,以粮食为原料生产燃料乙醇的发展受到了极大的限制。随着全球性能源危机、粮食危机和环境危机的到来,对燃料乙醇需求的快速增长使得以纤维质生物原料进行燃料乙醇的制备引起了高度的重视,美国能源部预计以廉价纤维素原料生产乙醇的技术会在2015年之前走向工业化[5]。
纤维乙醇是以秸秆、农作物壳皮茎秆、树枝、落叶、林业边脚余料和城乡有机垃圾等纤维为原料经预处理、酶解、发酵生产的燃料乙醇,作为燃料燃烧时排放的温室气体不仅比汽油减少90%,而且远低于粮食乙醇燃料[6]。
随着世界燃料乙醇需求的快速增长和以秸秆等廉价木质纤维素为原料生产乙醇的关键技术取得突破,纤维乙醇的生产将逐渐走向工业化,其产生废水的处理以及资源化问题会越来越突出,因此探讨适宜的废水处理技术及资源化模式具有非常重要的意义,也是行业和企业发展的迫切需求。
1 纤维乙醇废水的特性
从图1中可以看出,在纤维乙醇生产过程中,废水的来源主要有:预处理过程产生的废水、发酵醪液经蒸馏提取乙醇后的糟液、发酵冲洗水和其他车间冲洗水等,统称为纤维乙醇废水。
在纤维乙醇的生产过程中会产生大量的废水,该废水与淀粉乙醇废水(以淀粉质原料生产燃料乙醇的废水)有很大的不同,其色度、化学需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)、盐度均较高并呈酸性(pH在3.5左右),是一种较难处理的高浓度有机废水;废水中含有大量挥发性有机酸、呋喃衍生物、酚类化合物、偶氮类化合物以及无机物,其中含有多种苯系、环系有毒有害物质,增加了废水处理的难度[7]。
2 高浓度有机废水处理技术
高浓度有机废水具有有机物浓度高、成分复杂、色度高、有异味等特点,从纤维乙醇废水的特性可知,纤维乙醇废水属于高浓度有机废水的范畴。
2.1 物理化学处理法
物理化学处理法是利用物理过程或化学过程的单项处理方法,或是由物理方法和化学方法一起组成的废水处理系统,利用物理和化学的综合作用净化废水的方法,以下就物理化学处理方法中的一些新技术作简要评述。
2.1.1 臭氧氧化法(O3/H2O2法) O3/H2O2的作用机理是H2O2加速臭氧分解产生高活性的羟基自由基,使有机物氧化成新的羟基自由基,成为引发剂诱发后面的链反应,从而去除废水中的有机物。臭氧氧化技术在难以进行生物降解的有机废水生物处理中常用作氧化预处理,使其转化成容易降解的有机物。Tizaoui等[8]利用臭氧氧化法处理垃圾渗滤液,使COD的去除率达到48.0%,可生化性由0.1提高到0.7,色度去除率为94.0%。
2.1.2 湿式氧化法 湿式氧化法(又称湿式燃烧法)是在高温(125~320 ℃)高压(0.5~20 MPa)下向废水中通入空气,使废水中的有机物被氧化转变为无机分子或小分子有机物,有机质的去除率可高达99.9%。该法主要用于不适宜燃烧法和生物法处理的有机工业废水或具有较大毒性的有机工业废水[9,10]。
2.1.3 光催化氧化法 光催化氧化法是利用光辐射和氧化剂的协同作用产生具有强氧化性的激发态物质和自由基氧化分解废水中有机物的方法,一类是以光敏化半导体为催化剂,另一类是以化学氧化剂为催化剂,近年来已广泛应用于各类难降解有机废水的试验研究中[11,12]。
光催化氧化法具有设备简单、反应条件温和、操作简单等特点,是一项具有广泛应用前景的新型水处理技术;光催化氧化法适用于废水的高级处理,特别是生物法和化学法难以氧化分解的有机废水的处理。
2.1.4 超声波技术 超声波通过液体介质向四周传播,使溶液中的微小气泡被激化,产生超声空化效应,空化过程中伴随着的高温高压可导致自由基(HO·、HO2·和O·等)、H2O2、超临界水的形成,通过自由基氧化、高温热解和超临界水氧化3种途径来氧化降解有机物。
超声波对难降解的有毒污染物具有操作简单、易于实现、不产生二次污染等优点,但降解速度较慢且能量消耗相对较大。与其他方法联合使用能使处理效率提高,如超声-臭氧氧化法联合能够大幅度提高降解速度,Song等[13]利用超声与臭氧联合降解对硝基甲苯进行处理,取得了较好的效果。
2.1.5 电化学法 电化学法的基本原理是使有机物在电极表面的电化学氧化作用下或由电场作用而产生的自由基作用下发生氧化还原转变[14]。王领等[15]研究了Ta/BDD电极电化学处理超高浓度有机废水,在pH为1、电流密度为0.4 A/cm2左右的条件下,经过6 h电解,废水的COD去除率达到90%以上。
电化学法处理污水可在常温常压下操作,一般具有无需很多化学药品、设备简单、操作方便、投资和运行费用低廉以及与环境兼容等优点。
2.2 生物处理法
自从生物处理法用于处理高浓度有机废水以来,其表现出来的优势就引起了人们的广泛关注[16]。生物处理法[17-19]具有消耗少、效率高、成本低、反应条件温和以及无二次污染等显著特点;另外,生物处理法处理废水的效果好,不仅能去除有机物、病原体和有毒物质,还能去除臭味,提高透明度,降低色度等,这些特点使生物处理法成为废水处理的首要选择。
生物处理法分为好氧处理和厌氧处理,好氧法因为供氧限制一般只适用于中、低浓度有机废水的处理,而厌氧法既适用于高浓度有机废水,又适用于中、低浓度有机废水的处理[20]。高浓度有机废水的COD浓度较高,仅采用单一的厌氧或好氧处理不能达标排放,故通常采用水解-好氧、厌氧-好氧、厌氧-藻类、厌氧-光合细菌等两级处理方法[21]。
2.2.1 厌氧生物处理法 厌氧产沼气是处理高浓度有机废水的常用方法,目前所用的厌氧反应器主要有:普通厌氧消化池、厌氧接触工艺、升流式厌氧污泥床(UASB)、升流式厌氧生物滤床(UAF)、厌氧生物滤池(AF)、厌氧颗粒污泥膨胀床(EGSB)、厌氧流化床反应器和厌氧复合反应器等。
2.2.2 好氧生物处理法 好氧生物处理法分为活性污泥法和生物膜两大类,常用的好氧生物处理法有氧化沟法、接触氧化法、间歇式活性污泥法(SBR)、循环式活性污泥法(CASS)、膜生物反应器(MBR)等。采用一般的废水处理方法处理高浓度有机废水难以满足净化处理的经济和技术要求,因此对其进行净化处理、回收和综合利用研究已逐渐成为国际上环境保护技术的热点研究课题之一[22,23]。
3 燃料乙醇废水处理技术
根据纤维乙醇废水的特征,可以看出废水在经过预处理固液分离后与燃料乙醇废水具有共同的性质[24]。
3.1 农田灌溉法
农田灌溉法[25]是根据燃料乙醇废水含有丰富的有机质以及氮、磷、钾等特点,将废水经过简单的物理方法处理后用来灌溉农田,是较好的肥料,且投资少、操作简单。巴西、澳大利亚、古巴、印度和中国等均采用这一方法处理燃料乙醇废水。但该法技术含量低,若处理不当,不仅会破坏农作物,还会污染地下水,对土壤质量和环境存在潜在的威胁。
3.2 浓缩处理法
浓缩处理法[25]是采用多效蒸发器将燃料乙醇废水蒸发浓缩到含水率为40%(W/W)的泥饼,然后投入到特定燃烧炉中进行燃烧,把生物能转变成热能用来浓缩燃料乙醇废水,浓缩液又用来燃烧产热,形成良性循环,从而实现废水零排放的目的。
浓缩处理法在一定程度上解决了废水排放的问题,治理较为彻底,是目前国内外比较推崇的治理方法,但该法设备投资大,还存在蒸发过程中设备腐蚀和积垢严重等问题,因此其应用的推广受到了较大的限制[26]。
3.3 氧化处理法
催化湿式氧化(CWAO)是利用催化剂在温和的反应条件下(100~300 ℃,1.4~9.0 MPa),以空气中氧气或纯氧气为氧化剂,把高浓度有机废水、难降解或毒害废水中的有机物部分或全部转化为CO2、N2和H2O,或可以被微生物降解的物质。该技术在发达国家倍受重视,中国从20世纪80年代开始对该技术进行研究,研究主要集中在催化剂方面[26]。
该技术操作简单且效率高,但是对水质的要求较高,要求废水中不得含有大量的可污染催化剂的物质(如重金属)以及可能造成设备或管道堵塞的物质(如高浓度盐类)。除此之外,寻找合适的催化剂也是一大难题。
3.4 蛋白质饲料(DDGS)工艺
DDGS工艺的大体步骤是:先将燃料乙醇废水进行固液分离,再将滤液的一部分回用于原料的浸泡及发酵,剩余滤液进行蒸发浓缩,取得浓缩物,然后与固液分离产生的固形物一起进入干燥设备,干燥后挤压成粉状饲料。以玉米为原料生产乙醇产生的废水多采用此工艺。
DDGS工艺基本回收了乙醇废水中的固形物,将其转化为高蛋白质饲料,在消除废水污染的同时又产生了新的经济效益,因此该技术越来越受到人们的关注;但该工艺投资、设备维修率、生产耗能及技术要求都很高,清液浓缩后二次冷凝水仍需要处理,整体经济效益不高[27]。
3.5 生物处理法
由于乙醇废水中的营养物质含量丰富、生化性较好,采用生物处理法对该类废水进行处理是切实可行和经济有效的[28],但单独采用厌氧处理法或好氧处理法都不能将其彻底处理,且运行成本较高,根据国内外类似工程的成功经验,采用厌氧-好氧结合工艺是处理乙醇废水最经济成熟的技术工艺[16,29]。
湿糟渣饲料(DDG)+沼气工艺就是采用生物处理法处理燃料乙醇废水的具体应用,该工艺的技术路线是采用固液分离提取饲料,厌氧处理制取沼气,好氧处理达标排放。采用DDG+沼气工艺处理燃料乙醇废水具有工程投资少、经济效益高和治理污染比较彻底等优点,能较好地解决燃料乙醇废水的综合利用问题。
目前,已有越来越多的生物处理法用于乙醇废水处理当中,并取得了一定的成效,但是仍然存在着一些不足,开发一种先进的组合工艺是处理乙醇废水的关键[30]。
4 纤维乙醇废水处理的研究进展
目前,利用木质纤维素原料生产燃料乙醇的工艺路线已经打通,但是由于其处于刚刚起步阶段,国内外对其废水处理的研究尚不透彻。
朱振兴等[7]采用铁炭微电解-Fenton试剂对纤维乙醇废水进行预处理的研究结果表明,此方法对影响乙醇发酵的抑制剂、色度和COD有较好的去除效果,改善了后续生化处理条件,提高了废水的可生化性;但废水中抑制物并未完全去除,需经生物处理后方可进行回用。
乔华军等[31]采用高负荷UASB工艺厌氧处理秸秆乙醇废水,结果发现在中温(37±2) ℃的环境下,厌氧菌具有很强的适应性和降解能力;在UASB有机负荷为8 kg/(m3·d)和HRT为24 h的条件下,COD去除率在80%以上运行稳定。
于丽新[24]首先利用GC-MS技术和国标方法对纤维乙醇废水进行了定性定量分析,得出该废水是一种高浓度酸性有机废水,B/C约为0.4,可以生化处理;比较了自然沉降、离心分离和板框压滤3种固液分离方法对废水的处理效果,结果说明板框压滤是一种较好的预处理方法;最后针对废水的特点采用预处理(板框压滤)、两相厌氧(产酸相—CSTR反应器、产甲烷相—EGSB反应器)和好氧(SBR反应器)联合处理的小试工艺对纤维乙醇废水进行处理,该工艺最终出水COD浓度为300 mg/L,COD去除率可达到97.7%,同时产生13 L/d的高热值沼气,其中CH4含量为75.45%,该工艺不仅能够有效处理纤维乙醇废水,同时也达到了废物资源化的目的。
石智慧[6]对纤维乙醇废水成分及特性进行了分析,进行了实验室试验、中试、工程化试验。在实验室试验中,对比气浮、微电解/H2O2、Fenton试剂催化氧化预处理以及厌氧工艺、好氧工艺生化处理,结果表明采用微电解+厌氧+好氧实验装置对废水进行处理是可行的;对比絮凝沉淀、ClO2催化氧化、Fenton试剂催化氧化、Fenton试剂催化氧化+接触氧化深度处理,得出Fenton试剂催化氧化效果较好的结论。在中试处理中,采用微电解+厌氧+好氧工艺,出水COD浓度稳定在301~507 mg/L,证明了该工艺的技术可行性;对比ClO2、臭氧、Fenton试剂深度处理,结果说明Fenton试剂的效果较好,可使COD降解45%,之后再采用接触氧化,可实现废水达标排放。基于实验室试验和中试研究,采用预处理+UASB+一级好氧+催化氧化、接触氧化复合好氧的处理工艺建设废水处理工程,结果表明,处理系统运行稳定,COD去除率在95%以上,出水达到污水综合排放一级标准。
综上所述,先对纤维乙醇废水采取物理化学方法进行预处理,不但可以降低或去除部分有毒有害的有机物质,而且可以改善废水的生物降解性,提高可生化性,为后续处理创造了条件;然后采用厌氧-好氧联合工艺处理废水,不仅可以产生沼气,还可以大幅度降低有机物的浓度;最后再经过物理化学方法对废水进行深度处理,即可达到排放标准。
5 小结
采用预处理+厌氧处理+好氧处理+深度处理工艺对纤维乙醇废水进行处理是经济有效的,不仅可以使纤维乙醇废水产生清洁能源沼气,同时还可以使废水得到净化达到排放标准,实现有机废水变废为宝,从而实现经济与环境的双赢。
纤维乙醇废水含有糠醛等抑制产甲烷菌活性的抑制剂,寻找适当的方法消除抑制剂的影响,对废水进行有效的预处理使其满足厌氧发酵的条件成为预处理的关键,也是整个废水处理工艺中的瓶颈所在。
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