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化工废水处理样例十一篇

时间:2023-01-28 13:23:40

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化工废水处理

篇1

0引言

随着化工行业的发展,工业废水的数量日益增多,成分也日趋复杂,对大量的工业废水如不能很好地处理,势必导致水体的严重污染,危害环境[1]。化工厂在产品加工过程中会排放出大量的有毒有害、结构复杂和生物难以降解的有机污染物质,处理过程中,存在极大的困难,并且治理成本高、过程复杂,我国工业废水综合治理问题一直未能从根本上得到解决[2]。因此高效、低成本处理化工废水的新工艺、新技术是目前研究的重点内容。

1化工废水概述

在我国工业生产迅速崛起的同时,环境污染成为行业面临的重大难题。我国大部分水源应用在了工业方面,工业废水的排放在污水排放列表中名列前茅。工业废水的排放直接或间接地影响了我国各大江河湖泊的水质,其中化工废水的排放约占全国污水排放量的一半以上。按照污染物的种类来分,化工废水主要分为3大类:有机废水、无机废水和既含有机物又含无机物的废水[3]。这些不同种类的废水却有相同的特征:①水质的成分复杂,含污染物浓度较高。化工废水中出现的最常见的污染物质是溶剂类化合物和有机高分子化合物。这类物质结构复杂,很难降解,增加了废水的COD值。②温度高。化工工艺一般是在高温下进行的,所产生的废水一般温度较高,形成水域热污染。③有毒有刺激性。工业所排放的有机物包括苯类、有机氯、硝基化合物、有机汞、多环芳烃、醛类等致癌物质,无机物含有Hg、Cd、Pb、Gr等重金属离子,这类物质对菌类有抑制作用,对人体有直接危害。④水量、水质变化大。在化工生产过程中,有的是连续生产,也有很多是间歇性生产,不同时间段所排放的废水种类、水量波动比较大。⑤水质含油污量较高。石油化工厂排放的污水加重了含油物质的含量,现很多工业生产排放的污水都有一层油类物质漂浮,加重了水质的污染程度。⑥富含营养化物质。工业废水常常会含有N、P等化合物,会造成水质富营养化,致使鱼类大量死亡,使水质中的微生物及藻类大量繁殖。⑦污染后难恢复。一般被工业废水污染过的生态水域,需要长时间恢复,对于被生物富集的重金属,即使停止污染物排放,仍很难消除污染状态。化工废水的来源主要有以下7种途径:①生产过程产生的废水。这类化工废水一般是由汽提、蒸汽蒸馏、酸(碱)洗等过程排放出来的。②清洗生产设备。化工生产所使用的设备、管道、容器等需要定期定时清洗,其残留的化工物料会随着清洗水排放,形成废水。③生产过程中原料和产品的流失。在化工生产和原料、产品运输等过程中,会有一部分物料、产品损失,再经过风暴雨雪的冲刷,形成废水。④未反应完的原料。在生产过程中,原料由于自身纯度和反应条件的限制,化学反应不完全而产生的废料、废物。对于需要经过几个步骤来完成的工艺,原料的损失会更大。这些未反应完全的原料,被循环或冲刷等过程进入水体,形成废水。⑤副产物的生成。实际生产中,难免会有很多副产品生成,虽然量不是很大,但其成分一般比较复杂,不容易处理,作为废液排放。⑥生产管道、设备等泄露。由于管道或设备密封不严,在化工生产或物料运输过程中,造成泄露,形成废液。⑦冷却水。冷却完物料,排放冷却水时会带走少量物料形成污染;在冷却时,会在水中投加水质稳定剂,形成污染;间接冷却,循环过后冷却水温度升高,形成热污染。

2化工废水主要处理技术

我国化工种类繁多,化工产品达万种之多,故化工废水的污染物质也是多种多样的。我国目前研究的处理废水的方法,主要有以下几大类:①物理法。物理法是废水处理中最简单的一种方法。主要包括沉淀法、过滤法、调节法、气浮法等。一般用于处理废水中的悬浮物及部分胶体。物理法运行成本较低,设备简单,效果稳定,管理方便,但是只能对废水进行初步预处理,对于可溶性污染物质没有净化作用。②化学法。化学法主要包括酸碱中和法、电解法、化学氧化还原法、化学沉淀法等。化学法是水处理中常用的一种方法,它利用一些化学反应,对污染物进行分解、反应、沉淀等,使其对水体的危害降低。③物理化学法。物理化学法比较常用的是萃取法、混凝沉淀法、离子交换法、膜分离法、吸附法等。是先采用物理的方式沉降一些悬浮物小颗粒、胶体类物质,再采用化学的方法消除一些可溶性污染物质。该方法是物理法和化学法的有机结合,对水处理的效果非常明显。④生物处理技术。生物法是利用微生物降解作用进行水处理的一种效率高、成本低的废水处理方法,但是它对处理的水质要求比较高,故一般与其他预处理技术联合使用。

3常用水处理方法———混凝沉降法

混凝沉降法是目前最常使用的化工废水处理方法,在很多领域都有广泛的应用。混凝剂的选择直接决定了混凝效果的好坏,从而影响到水处理的效果。现阶段最常用的混凝剂主要是铝盐、铁盐等无机混凝剂[4]。混凝剂的种类多种多样,按照混凝剂的作用机制大致可分为3类:絮凝剂、凝聚剂和助凝剂[5]。按照混凝剂的化学性质划分,可分为无机混凝剂、有机混凝剂和微生物混凝剂。目前应用最广的是高分子混凝剂,包含有聚合氯化铝、聚合硫酸铁、聚合硫酸铝铁等。高分子混凝剂比传统的无机混凝剂分子量大,用量少,且电中和能力强,它的多核结构使其具有明显的吸附作用。因此,高分子无机混凝剂的研究一直是水处理的重点课题。混凝法主要有4种作用机理:①双电层压缩。在废水中加入盐类电解质,压缩双电层,使得分子间的静电排斥作用减少,两胶体间距缩短,吸引力增大。当加入的药剂量达到一定数值时,微粒的动能就能超过静电斥能,使得离子在碰撞时就会发生凝聚、沉降[6]。②化学-架桥作用。化学-架桥作用是指混凝剂中的粒子与胶体粒子通过相互桥连作用发生碰撞时,形成胶粒-聚合物-胶粒式的化学架桥,这样就形成了絮凝体。③吸附-电中和。吸附电中和是胶粒表面电荷对异价粒子的吸附作用使其脱稳,从而发生絮凝作用。④网捕或卷扫式。当金属氧化物或金属盐作为絮凝剂时,随着加入量的增加形成沉淀,这些沉淀对水中污染物进行网捕、卷扫从而混凝沉降。在实际应用中,这4种机理一般会同时使用,只是不同水质使用的机理有主次之分。混凝剂用于处理化工废水已经有很长一段时间,现已成为工业废水处理的重要环节。混凝剂最常用于去除废水中的固体、胶体颗粒物,降低废水色度等指标,也对重金属离子及微生物有一定的消除作用。混凝剂可以自成水质预处理系统,也可以与其他处理系统组合,一起发挥去除水质中有毒有害物质的功效,为水质改善作出最大的贡献。

[参考文献]

[1]梁桂玲.化工废水污染状况及主要处理对策探析[J].资源环境与节能减灾,2009(10):122-123.

[2]丁春生,李达钱.化工废水处理技术与发展[J].浙江工业大学学报,2005,33(6):647-651.

[3]吴志超,顾国维,何义亮,等.高浓度有机废水厌氧膜生物工艺处理的中式研究[J].环境科学学报,2001,21(1):34-38.

[4]王锐刚,王亮梅.煤矸石制备聚合氯化铝及其废水处理研究[J].水处理技术,2013,39(3):48-50.

篇2

0引言

随着化工行业的发展,工业废水的数量日益增多,成分也日趋复杂,对大量的工业废水如不能很好地处理,势必导致水体的严重污染,危害环境[1]。化工厂在产品加工过程中会排放出大量的有毒有害、结构复杂和生物难以降解的有机污染物质,处理过程中,存在极大的困难,并且治理成本高、过程复杂,我国工业废水综合治理问题一直未能从根本上得到解决[2]。因此高效、低成本处理化工废水的新工艺、新技术是目前研究的重点内容。

1化工废水概述

在我国工业生产迅速崛起的同时,环境污染成为行业面临的重大难题。我国大部分水源应用在了工业方面,工业废水的排放在污水排放列表中名列前茅。工业废水的排放直接或间接地影响了我国各大江河湖泊的水质,其中化工废水的排放约占全国污水排放量的一半以上。按照污染物的种类来分,化工废水主要分为3大类:有机废水、无机废水和既含有机物又含无机物的废水[3]。这些不同种类的废水却有相同的特征:①水质的成分复杂,含污染物浓度较高。化工废水中出现的最常见的污染物质是溶剂类化合物和有机高分子化合物。这类物质结构复杂,很难降解,增加了废水的COD值。②温度高。化工工艺一般是在高温下进行的,所产生的废水一般温度较高,形成水域热污染。③有毒有刺激性。工业所排放的有机物包括苯类、有机氯、硝基化合物、有机汞、多环芳烃、醛类等致癌物质,无机物含有Hg、Cd、Pb、Gr等重金属离子,这类物质对菌类有抑制作用,对人体有直接危害。④水量、水质变化大。在化工生产过程中,有的是连续生产,也有很多是间歇性生产,不同时间段所排放的废水种类、水量波动比较大。⑤水质含油污量较高。石油化工厂排放的污水加重了含油物质的含量,现很多工业生产排放的污水都有一层油类物质漂浮,加重了水质的污染程度。⑥富含营养化物质。工业废水常常会含有N、P等化合物,会造成水质富营养化,致使鱼类大量死亡,使水质中的微生物及藻类大量繁殖。⑦污染后难恢复。一般被工业废水污染过的生态水域,需要长时间恢复,对于被生物富集的重金属,即使停止污染物排放,仍很难消除污染状态。化工废水的来源主要有以下7种途径:①生产过程产生的废水。这类化工废水一般是由汽提、蒸汽蒸馏、酸(碱)洗等过程排放出来的。②清洗生产设备。化工生产所使用的设备、管道、容器等需要定期定时清洗,其残留的化工物料会随着清洗水排放,形成废水。③生产过程中原料和产品的流失。在化工生产和原料、产品运输等过程中,会有一部分物料、产品损失,再经过风暴雨雪的冲刷,形成废水。④未反应完的原料。在生产过程中,原料由于自身纯度和反应条件的限制,化学反应不完全而产生的废料、废物。对于需要经过几个步骤来完成的工艺,原料的损失会更大。这些未反应完全的原料,被循环或冲刷等过程进入水体,形成废水。⑤副产物的生成。实际生产中,难免会有很多副产品生成,虽然量不是很大,但其成分一般比较复杂,不容易处理,作为废液排放。⑥生产管道、设备等泄露。由于管道或设备密封不严,在化工生产或物料运输过程中,造成泄露,形成废液。⑦冷却水。冷却完物料,排放冷却水时会带走少量物料形成污染;在冷却时,会在水中投加水质稳定剂,形成污染;间接冷却,循环过后冷却水温度升高,形成热污染。

2化工废水主要处理技术

我国化工种类繁多,化工产品达万种之多,故化工废水的污染物质也是多种多样的。我国目前研究的处理废水的方法,主要有以下几大类:①物理法。物理法是废水处理中最简单的一种方法。主要包括沉淀法、过滤法、调节法、气浮法等。一般用于处理废水中的悬浮物及部分胶体。物理法运行成本较低,设备简单,效果稳定,管理方便,但是只能对废水进行初步预处理,对于可溶性污染物质没有净化作用。②化学法。化学法主要包括酸碱中和法、电解法、化学氧化还原法、化学沉淀法等。化学法是水处理中常用的一种方法,它利用一些化学反应,对污染物进行分解、反应、沉淀等,使其对水体的危害降低。③物理化学法。物理化学法比较常用的是萃取法、混凝沉淀法、离子交换法、膜分离法、吸附法等。是先采用物理的方式沉降一些悬浮物小颗粒、胶体类物质,再采用化学的方法消除一些可溶性污染物质。该方法是物理法和化学法的有机结合,对水处理的效果非常明显。④生物处理技术。生物法是利用微生物降解作用进行水处理的一种效率高、成本低的废水处理方法,但是它对处理的水质要求比较高,故一般与其他预处理技术联合使用。

3常用水处理方法———混凝沉降法

混凝沉降法是目前最常使用的化工废水处理方法,在很多领域都有广泛的应用。混凝剂的选择直接决定了混凝效果的好坏,从而影响到水处理的效果。现阶段最常用的混凝剂主要是铝盐、铁盐等无机混凝剂[4]。混凝剂的种类多种多样,按照混凝剂的作用机制大致可分为3类:絮凝剂、凝聚剂和助凝剂[5]。按照混凝剂的化学性质划分,可分为无机混凝剂、有机混凝剂和微生物混凝剂。目前应用最广的是高分子混凝剂,包含有聚合氯化铝、聚合硫酸铁、聚合硫酸铝铁等。高分子混凝剂比传统的无机混凝剂分子量大,用量少,且电中和能力强,它的多核结构使其具有明显的吸附作用。因此,高分子无机混凝剂的研究一直是水处理的重点课题。混凝法主要有4种作用机理:①双电层压缩。在废水中加入盐类电解质,压缩双电层,使得分子间的静电排斥作用减少,两胶体间距缩短,吸引力增大。当加入的药剂量达到一定数值时,微粒的动能就能超过静电斥能,使得离子在碰撞时就会发生凝聚、沉降[6]。②化学-架桥作用。化学-架桥作用是指混凝剂中的粒子与胶体粒子通过相互桥连作用发生碰撞时,形成胶粒-聚合物-胶粒式的化学架桥,这样就形成了絮凝体。③吸附-电中和。吸附电中和是胶粒表面电荷对异价粒子的吸附作用使其脱稳,从而发生絮凝作用。④网捕或卷扫式。当金属氧化物或金属盐作为絮凝剂时,随着加入量的增加形成沉淀,这些沉淀对水中污染物进行网捕、卷扫从而混凝沉降。在实际应用中,这4种机理一般会同时使用,只是不同水质使用的机理有主次之分。混凝剂用于处理化工废水已经有很长一段时间,现已成为工业废水处理的重要环节。混凝剂最常用于去除废水中的固体、胶体颗粒物,降低废水色度等指标,也对重金属离子及微生物有一定的消除作用。混凝剂可以自成水质预处理系统,也可以与其他处理系统组合,一起发挥去除水质中有毒有害物质的功效,为水质改善作出最大的贡献。

[参考文献]

[1]梁桂玲.化工废水污染状况及主要处理对策探析[J].资源环境与节能减灾,2009(10):122-123.

[2]丁春生,李达钱.化工废水处理技术与发展[J].浙江工业大学学报,2005,33(6):647-651.

[3]吴志超,顾国维,何义亮,等.高浓度有机废水厌氧膜生物工艺处理的中式研究[J].环境科学学报,2001,21(1):34-38.

[4]王锐刚,王亮梅.煤矸石制备聚合氯化铝及其废水处理研究[J].水处理技术,2013,39(3):48-50.

篇3

有一组调查数据显示,在我国的污水排放总量中,化工行业排放的污水占到全国污水排放总量的百分之二十左右。化工废水排放到环境中将对环境产生很大的危害,这就要求化工企业严格落实环保理念,对化工过程产生的的废水进行妥善处理。化工废水还有以下特点:第一,废水排放量大。化工生产离不开水,生产过程中需要大量的水作为溶剂、吸收剂和循环冷却剂等,使得废水的排放量很大。第二,污染物种类多。排出的水体中会含有一些生产中的原材料、副产物等,会使得成分复杂,种类繁多。第三,污染物毒性大、不易生物降解。在化工生产中,排放的有毒污染物大部分为硝基化合物、分散剂以及卤毒化合物等,这些化合物虽然比重小,但是由于其毒性大,导致排放的水毒性很大。第四,化工废水的水量和水质视其原料路线、生产工艺方法及生产规模不同而有很大差异。第五,污染范围广。我国的600多个化工企业,小型企业约占90%,小型企业遍布全国各地。这些中小企业工艺落后,设备陈旧,技术力量薄弱。

1化工废水的常见处理方法

1.1物理法

物理处理方法有离心分离、过滤、气浮和破乳等。其中过滤法指的是通过具有孔粒状滤料层截留水里面的杂质,主要是减少水里面的悬浮物;气浮法指的是向水中通入空气,使水中产生大量的气泡,并促使其粘附在杂质颗粒上,形成比重比水小的浮体,在浮力作用下,上浮到水面,实现固液分离;破乳主要用来处理含油废水,破坏液滴界面上稳定的乳化层,使油和水得以分离。这几种方法工艺简单,处理前后水的物理性质并没有发生变化,只能去除一些不溶于水的悬浮物,因此局限性较大。近些年以来发展的物理技术包含非平衡等离子体技术,声波技术以及磁分离法等。

1.2化学法

化学处理法是通过化学反应来分离、去除废水中呈溶解、胶体状态的污染物质或将其转化为无害物质的废水处理法,对于废水的深度处理也有着重要作用。主要的化学处理法有:混凝、中和、化学沉淀和氧化还原法。

1.2.1混凝法

混凝法是废水处理中一种经常采用的方法,它处理的对象是废水中利用自然沉淀法难以沉淀除去的细小悬浮物及胶体微粒,还可以用于除油和脱色。这种方法可以用于化工、煤炭、造纸等各种工业废水的预处理和中间处理阶段。它优点在于设备简单,操作容易掌握,处理效果好;缺点是运行费用高,沉渣量大,且脱水较困难。

1.2.2中和法

中和就是酸碱相互作用生成盐和水,也即pH调整或称为酸碱度调整。酸、碱废水的中和方法有:(1)酸、碱废水互相中和法:可以达到以废治废的目的,既简便又经济;(2)投药中和:可以处理任何浓度、任何性质的酸碱废水;(3)过滤中和:可以进行废水的pH调整。

1.2.3化学沉淀法

化学沉淀法是指向工业废水中加入一些化学药剂,使它和废水中的某些溶解物质产生反应,生成难溶物,沉淀下来。这种方法常用于处理含金属离子的工业废水。

1.2.4氧化还原法

氧化还原法是通过药剂与污染物的氧化还原反应,将废水中有害的污染物转化为无毒或低毒物质的方法。废水处理中最常采用的氧化剂是空气、臭氧、二氧化氯(ClO2)、氯气(Cl2)、高锰酸钾(KMnO4)等。药剂还原法在废水处理中应用较少,只限于某些废(如含铬废水)的处理,常用的还原剂有硫酸亚铁(FeSO4)、亚硫酸盐、氯化亚(FeCl2)、铁屑、锌粉、硼氢化钠等。另外,采用高能量脉冲发生器或者电子发射器形成的电子束和水分子发生碰撞,产生激发态而导致有机物质发生氧化降解作用的辐照技术等也渐渐开始应用于污水处理实践过程中。

1.3生物法

废水的生物处理法就是利用微生物的代谢作用,把废水当中的有机物转化为简单的无机物的过程,简而言之,就是利用微生物的生命活动过程来转化污染物,最后达到无害的一种方法。这种方法可以根据参与的微生物种类,分为好氧生物处理和厌氧生物处理。伴随着化工行业的发展,废水成分越来越复杂,含有的难降解的有机物质和有毒物质也越来越多,单纯的用物理处理法或者化学处理法是不行的。这时候,需要运用微生物的处理方法,利用微生物的新陈代谢作用,获取废水中的养分,同时使得废水中的有机污染物质得以净化。生物法处理污水具备运作成本不高、操作管理便捷的优势,在污水处理系统中的二级处理占主体地位。但是微生物对营养物质、温度以及pH值等条件有一定的要求,这种方法不容易适应化工污水水质变化快、成分繁琐、毒性强、降解困难的特点[3],单独采用生物法处理化工污水达标工作难度很高,因此生物物理或者生物化学处理方法的相互结合成为化工行业污水处理发展的必然趋势。

1.4物化法

物化处理方法有吸附、离子交换、电渗析等。吸附法是采用多孔介质(例如磺化媒树脂以及活性炭等)吸附污水里面的非极性有机物质,此方法简便而且易于施行,不过仅能够用于处理非极性有机物质吸附之后的污水,需要深化处理吸附质,必须再生,吸附仅仅是一种污染物质的物理迁移过程而并不是真正的降解作用;离子交换法是利用离子交换树脂将废水中的阴、阳离子通过交换反应交换出来,这种方法处理效果好,不仅可以去除重金属离子,也可以去除一些阴离子[2]。不过离子交换树脂需要一系列的再生,再生费用较高;膜分离技术可以分为反渗透、超滤和电渗析。膜分离的优点在于其具备对有机污染物质去除效果好,流程简便,结构紧密,容易操控等优点,在废水深化处理方面显示出非常广泛的应用前景,不过膜污染缺陷严重影响着膜的推广和应用。

2化工废水的新型处理工艺

基于以上的处理方法,国内外的研究人员开始针对化工废水进行了大量的研究。研究人员将不同的学科及技术应用于其中,某些新技术也呈现出良好的应用前景。

2.1微电解技术

将具有电极单位差的金属与金属(非金属)在传导性较好的废水中接触,形成原电池效应或发生电解反应来处理废水的工艺,又称电解、铁屑过滤法、零价铁等[4]。微电解技术常用于含有高浓度盐、高浓度有机物的难降解废水的预处理。Zhou[5]等利用微电解接触氧化法处理混合化工废水,处理后m(BOD5)/m(CODCr)值大于0.6,CODCr的去除率为64.6%,同时对氨氮和铅有一定的去除。微电解技术有效地利用了固体废弃物,是一种"以废治废"的处理技术。

2.2MBR技术

MBR污水处理技术,是采用膜生物反应器(MembraneBioreactor,简称MBR)技术是生物处理技术与膜分离技术相结合的一种新技术,取代了传统工艺中的二沉池,它可以高效地进行固液分离,得到直接使用的稳定中水。这种新型工艺应用在在处理废水的具体操作中,地面积小,出水水质好,一般不须经三级处理即可回用。它有其工艺简单、操作方便等优点,并且全程可以实现全自动运行管理。南京工业大学开发了一种“MBR处理PTA废水的高效组合工艺”,该工艺利用活性炭作为催化剂、空气为氧化剂对聚酯企业的PTA废水进行催化氧化处理。实验结果显示,工艺出水水质符合国家废水综合排放一级标准,且有效的缩减了水处理装置的占地面积、水力停留时间以及运行费用[6]。

2.3光催化氧化技术

光催化氧化技术利用光激发氧化将O2、H2O2等氧化剂与光辐射相结合。所用光主要为紫外光,包括UV-H2O2、UV-O2等工艺,可以用于处理污水中CHCl3、CCl4、多氯联苯等难降解物质。另外,在有紫外光的Feton体系中,紫外光与铁离子之间存在着协同效应,使H2O2分解产生羟基自由基的速率大大加快,促进有机物的氧化去除。在空穴附近的OH-和H2O被氧化成•OH,同时污水中的O2与激发的电子结合为•O2-,所生成的•OH和O2-将有机物氧化分解为CO2、H2O[7]。光催化氧化还原以n型半导体为催化剂,如TiO2、ZnO、Fe2O3、SnO2[8]等。Wang[9]等使用纳米TiO2作为催化剂进行了脱硫废水中的氯化物的光催化降解,实验发现当TiO2加入量为800mg/L、温度25℃、pH值=2时,使用UV照射仅10min,就除去了废水中47.9%的氯化物。

3总结

化工废水的处理是化工行业发展的一大难题,对于国家经济社会的发展也具有十分重要的意义。仅仅靠着上述的一些基本的处理方法还远远不够,在化工生产过程中,要使废水的排放量大大减低,从源头上减少污染。同时,我们也要努力探索废水处理的新工艺,来推动废水处理技术的发展。

参考文献

[1]蒋克彬,张小海.国内化学工业废水与治理措施情况综述[J].科技情报开发与经济,2008,18(7):139-140.

篇4

(2)隔除油状有机物工序。化工废水中含有大量有机物质,这些有机物不能溶于水,常呈油状存于污水中。由于其对生物膜表面或者活性污泥颗粒表面具有很强的吸附作用,使其能够阻断好氧生物获取氧气,进而导致生物活性降低乃至完全失去活性,严重影响污水处理效果,所以必须予以去除。通过隔油池可以去除油状有机物,同时,对污水进行初步的沉淀处理,降低可沉淀物含量,从而减少后续处理的药剂用量。

(3)气浮工序。气浮的主要原理是通过气泡发生装置在污水中产生大量高分散度的细小气泡,气泡会大量吸附水中悬浮颗粒,并一同升至水面,进而分离处理。疏水性细微固体悬浮物和油类悬浮物是这阶段主要的处理对象。国内通常使气浮工艺有加压溶气气浮工艺、MAF(旋切气浮)工艺、CAF(涡凹气浮)工艺等。

(4)混凝工序。混凝工艺主要原理是,在污水中添加混凝剂,通过若干化学反应或物理变化后,水中悬浮物或者其他不易沉降的物质凝聚成大颗粒物质,从而便于分离。在实际工作中,混凝工艺通常与沉淀工艺、气浮工艺联合使用,以提高分离效果。由于需要混凝的物质种类繁多,所以实际中应用的混凝剂往往是复合性混凝剂而不是单一的混凝剂。

(5)微电解工序。微电解工艺又称之为内电解工艺,引入国内的时间还很短,主要分为铁铜法和铁碳法等,利用氧化还原反应、絮凝等方法去除水中污染物。该工艺由于能够显著提高生物可利用性、降低重铬酸盐指数和色度等,所以常用于印染废水等化工废水的处理。微电解工艺的主要原理是电化学反应。碳铸铁屑和纯铁构成的颗粒在酸性水溶液环境中,铁屑和炭粒或铜屑组成无数个微小原电池发生电化学反应,生成亚铁离子和氢原子。在铁和亚铁离子的还原作用、铁离子的混凝作用等作用的影响下,发生凝集、电中和、网捕和架桥等多种现象,污水中原本很难去除的微小颗粒凝聚成粒径比较大的颗粒,连同废水中原有的悬浮物和微电解反应产生的不溶物进一步形成更大的颗粒物,从而得以去除。这个过程非常复杂,通常还包括催化氧化反应、络合作用和电沉积作用。

2混合化工废水的生化处理工艺

(1)水解酸化工艺。水解酸化的作用是通过控制微生物将某些大分子难降解有机物转化为较易降解的小分子有机物,从而提高废水的生物利用度,为后续处理创造有利的条件。水解酸化工艺具有适应性强,耐COD负荷变化,pH适应广,启动快,运行稳定的特点,可在常温下运行。水解酸化———好氧工艺是处理混合工业废水的常用手段,只要控制适当的运行条件可以取得比较理想的处理效果。

(2)A/O工艺。A/O工艺通过串联使用缺氧环境和富氧环境,利用微生物将水中悬浮物变为有机酸,将大分子有机物分解为小分子,并将污水中的含氮有机物进行脱氮处理,从而实现COD、NH3-N、色度的全面达标,污染物含量的进一步降低,废水生物可利用性进一步提高。

(3)PACT工艺。该工艺由美国杜邦公司开发,并于1972年申请专利。其原理是利用活性炭粉末对污水中有机物的吸附作用来去除污染物。由于该工艺成本较低,操作简便高效,进而广受废水处理企业的欢迎,广泛应用于工业废水如石油化工、有机化工废水的处理。

篇5

1.2膜分离法膜分离法是指利用膜两侧的压力差、浓度差或电位差使水中的离子或分子透过特定离子交换膜达到去除的效果。目前常用的膜分离法有电渗析、微滤、超滤、纳滤和反渗透。李娜等研究了利用膜法预处理难降解石化废水,在实验过程中分别以聚合氯化铁(PFC)、聚合氯化铝(PAC)和聚合硫酸铁(PFs)为混凝剂处理天津某石油化工厂二级氧化处理工艺出水,实验结果证明PFC对废水COD的去除效果最好。同时也做了正交试验确定了加入290mg/LFe2+、100mg/LH202、pH=6、反应时间30min最佳条件的Fenton试剂氧化法处理废水时COD去除率为20.45%。也证明了在活性炭的最佳加人量为2000mg/L,经过膜分离技术处理后的废水的COD去除率最高,为87.78%。

1.3Fenton氧化法过氧化氢与亚铁离子的结合即为Fenton试剂,其中Fe2+离子主要是作为同质催化剂,而H2O2则起氧化作用。Fenton试剂具有极强的氧化能力。黄健盛等研究了利用Fenton氧化法预处理难降解高浓度化工废水,黄健盛等人认为难降解高浓度化工废水直接采用生化法处理较为困难,为了减少后续水处理系统处理难降解物质的量,采用Fenton氧化法对难降解高浓度化工废水进行预处理且非常有效。在实验过程中确定了在pH为3.5,100mL废水中加入1.6mL50%H2O2和200mgFeSO4.7H2O反应时间为5min的最佳条件下,COD、NH3-N的平均去除率分别为59.0%和37.4%。

1.4好氧处理和厌氧处理生物处理法根据参与作用的微生物的需氧情况,可分为好氧法和厌氧法两大类。好氧生物处理法可分为活性污泥法和生物膜法两大类。石化废水由于浓度高,一般先用厌氧处理使大分子的有机物变成中等分子的有机物,然后再由好氧处理去除易降解的有机物。邱立伟等研究了利用水解酸化-厌氧-缺氧-好氧法处理高浓度化工废水,在实验过程中邱立伟等人以162m3/d,进水COD高达18000mg/L的化工废水为研究对象,经过水解酸化-厌氧-缺氧-好氧法工艺处理处理之后,出水水质COD小于300mg/L,BOD5小于50mg/L。储金宇等研究了利用水解酸化-接触氧化法处理石油化工废水,在实验过程中设计了石化废水的进水水质为CODCr9000mg/L以上,pH5~9,经过水解酸化-接触氧化法处理后出水水质的CODCr为123.29mg/L;CODCr平均去除率为92.04%。实验证明了水解酸化-接触氧化工艺能够有效的降解高浓度、难降解石油化工有机废水,相对其它石油化工污水处理工艺,水解酸化-接触氧化工艺技术先进、设计合理、CODCr去除率高、投资和运行成本较低。

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1.1实验仪器与药剂

COD恒温加热器、COD瓶、冷凝管、锥形瓶、小型曝气机、500mL量筒、恒温培养箱(20℃±1℃)、溶解氧瓶、虹吸管及其他玻璃器皿;重铬酸钾(分析纯)、邻菲罗啉(分析纯)、硫酸亚铁(分析纯)、硫酸亚铁铵(分析纯)、浓硫酸(分析纯)、硫酸银(分析纯)、硫酸汞(分析纯)、氢氧化钠(分析纯)、双氧水(30%)、活性炭(柱状);磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、七水合磷酸氢二钠、氯化铵、七水合硫酸镁、无水氯化钙、六水合氯化铁;处理的废水来源:山东某化工企业生产废水;城市污水处理厂污泥来源:济南某城市污水处理剩余污泥。

1.2测试指标和测试方法

CODcr:重铬酸钾氧化法。

2实验分析及结果

废水取自化工厂生产排放废水,其COD为350~700mg/L,BOD约50mg/L,色度为150~250,pH值为7~9,为此,化工废水当中B/C值严重失衡。活性污泥取自某城市污水厂好氧污泥。活性污泥的培驯采用接种培驯法。2.1活性污泥量与废水处理效果的关系在实验反应装置中加入一定量的化工废水,然后加入不等量的城市污水处理厂剩余活性污泥,进行废水的生化处理,测定处理后的废水COD值及出水色度,观察不同的活性污泥量与废水COD去除率及色度之间的关系,结果如图1、2所示。由图1~2可见,随着活性污泥加入量的增加,化工废水的CODCr去除率随之增加,色度也随之降低,而当城市污水处理厂剩余污泥投加量超过2.0g/L后,CODCr去除率随活性污泥投加量的增加变化不大,色度基本上也不再降低。根据上述实验结果,处理此类化工废水的活性污泥最佳投加量可选择2.0~2.2g/L。城市污水处理厂剩余污泥投加在化工废水生化处理系统时,一方面为原有的化工废水生化处理提供了一定的C源、N源等营养物质,均衡了生化系统营养比,为废水的生物降解提供较好的环境;另外一方面通过对化工废水添加城市污水厂剩余污泥,强制性提高化工废水的生物质含量,在被微生物消耗过程中会与化工废水中难生化的有机物形成共代谢,从而提高废水的降解率。

2.2运行时间与废水进出水水质之间的关系

调整废水进水pH值为6.5~8.5,溶解氧为2~3mg/L,MLSS为2500~3500mg/L时,进水COD约500mg/L,NH3-N约100mg/L,观察出水COD、氨氮与运行时间之间的关系曲线,实验结果如图3所示。由图3我们可以看出,长时间的对该实验装置进行运行后,通过对化工废水生化系统投加一定量的城市污水处理厂剩余污泥,系统出水浓度为40~65.3mg/L,平均去除率为90.74%;氨氮出水浓度为1.5~7.2mg/L,平均去除率为83.69%。出水COD、氨氮均能达到GB189182-2002城镇污水处理厂污染物排放标准的一级标准。

2.3采用剩余污泥进行厌氧实验研究效果分析

本过程主要考察了厌氧废水COD的去除率与进水符合之间的关系,并考察了运行温度与废水COD去除率之间的关系。在运行过程中,在保证水力负荷7~8m3/(m2•d),水力停留时间20h,进水pH值范围为6.5~7.5,温度15~30℃,进水碱度350~790mg/L,观察厌氧进出水COD与运行时间之间的关系曲线,结果如图4所示。由表2和表3可知,6号、10号杀菌剂的最佳投加浓度为1.5×10-5。

3经济效益分析

6号、10号杀菌药剂及现场现在使用的甲醛杀菌剂处理成本对比见表4。从经济效益方面考虑,使用甲醛杀菌剂既不能满足杀菌要求,成本又高。对比6号、10号杀菌剂,由于10号杀菌剂成本略高于6号,所以建议使用6号杀菌剂。

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关键词:SBR工艺 污泥浓度化工废水

中图分类号:[TE992.2] 文献标识码:A

0引言

安徽华业化工公司为一家生产精细化工产品(丙位内酯等产品)的企业,生产过程中采用的主要原料为脂肪醇(C4~C9)、丙烯酸及催化剂(二叔丁基过氧化物)。废水主要包括工业废水和生活污水2部分。根据实地考察的情况,选择在厂区内建设一个小型的污水处理场,设计处理规模为日处理废水量80立方米。

一、设计要求

1、污水处理规模

考虑到以后工厂效益增大,人员增加故设计池子有所考虑:

污水进水量确定:250m3/d

污水处理水量确定: 300m3/d分三个周期运行。

2、设计依据及处理程度

安徽华业化工有限公司提供的废水水质监测报告和现场资料,综合废水具有一定的可生化性,废水处理主体工艺选择生物处理工艺,本方案中,由于废水水量不大,故选择续批式活性污泥工艺(SBR工艺),该工艺集废水处理、污泥沉淀于一体,具有处理效果好、占地面积小的优点。生化处理工艺之前,采用隔油工艺去除废水中的浮油。废水经生化处理工艺之后,部分悬浮物和难以生化降解的有机物在砂滤和活性炭吸附工艺中去除,从而出水达标排放(也可回用)。处理过程中产生的污泥经浓缩、压滤脱水后外运处置。

3、设计参数

1)本工程设计污泥负荷为0.3kg BOD5/(kgMLSS.d)

2)废水水质及处理要求和工艺(以厂方提供的原始数据为标准)

3)该厂的废水处理工艺流程简单,平面布置紧凑,占地面积小。

4)主要构筑物和设备

(1)主要构筑物

A、细格栅 主要用来拦截SS等较大的颗粒悬浮物质,间隙为10mm,倾角为60度,人工操作。

B、隔油池 用来去除废水中的油脂,并且回收利用,采用砖混结构,与调节池相连,尺寸大小为2×2×4.2(H)m.

C、调节池 用于调节水质和水量,一般SBR工艺不设调节池,但由于生产车间污水为间歇排放废水,不均匀系数较大,与SBR运行程序不匹配,为减少水质、水量的波动对生物处理效果的影响,故SBR反应器前设置调节沉淀池,分2格,分格定期清理。采用钢筋混凝土结构,尺寸大小为7×6×4.2(H)m,有效容积为159.6立方米。

D、SBR反应池 SBR反应池是该工程的主体构筑物,采用钢筋混凝土结构,尺寸大小为8×6×4.2(H)m,有效容积为182.4 m3主要考虑出水方便,采用半地下试,排水比为0.6,工作周期为8h,SBR系统运行周期时间分配为进水1.5h,反应4h,沉淀1h,滗水1h,闲置0.5h。

E、污泥浓缩装置

F、污泥干化场 尺寸为7*6m

(2)主要设备

A、采用低噪声-回转试鼓风曝气机,风量为5.41-5.11m3/min,曝气器采用膜片式微孔曝气器安装在SBR反应池内(每平方米2个),其充氧效率可达到3.4kg/(kw.h),氧的利用率为27%~38%。

B、 出泥设备采用自吸试螺杆泵一台,流量为9m3/h.

C、滗水器 采用铁路系统自行研制开发的机械滗水器,属于丝杠套筒式,主要组件为浮筒、丝杠、可扰动软管等。实际应用表明,该设备具有排水均匀、性能稳定、价格低廉等优点。

D、PLC自行控制系统 污水处理系统中所有电器设备的控制系统采用集中控制与现场手动控制相结合的方法。

二、工程选址

在工程选址时,一般应考虑以下原则:

1、厂址应选在地质条件较好的地方,地基较好,承载能力较大,地下水位较低,便于施工。

2、 处理厂应尽量少占土地和不占良田,同时要考虑今后有适当的发展余地。

3、要考虑周围环境已生条件。污水处理厂应设置在离人居住和工作较远的地方,以免影响人的休息和正常生活。

4、处理厂应放在靠近电源的地方,并考虑排水、排泥的方便。

5、处理厂应选择在不受洪水威胁的地方,否则,应考虑防洪措施。

6、本工程选址按实际情况决定。

三、工艺方案比较与选择

1、工艺方案选择原则

作为工业企业基础设施的重要组成部分和水污染控制的关键环节,企业污水处理厂的建设和运行意义重大。由于企业污水处理厂的建设和运行不但耗资较大,而且受多种因素的制约和影响,其中处理工艺方案的优化选择对确保处理厂的运行性能和降低费用最为关键,因此有必要根据确定的标准和一般原则,从整体优化的观念出发,结合设计规模、污水水质特性以及当地的实际条件和要求,选择切实可行且经济合理的处理工艺方案,经全面比较后优选出最佳的总体工艺方案和实施方式。

结合该企业实际情况,在水质净化工程工艺方案确定中,将遵循以下原则:

1)技术成熟,处理效果稳定,保证出水水质达到国家规定的排放要求。

2)基建投资和运行费用低,以尽可能少的投入来取得尽可能多的效益。

3)运行管理方便,并可根据不同的进水水质和出水水质要求调整运行方式和工艺参数,最大限度地发挥处理装置和处理构筑物的处理能力。

4)选定工艺的技术及设备先进、可靠、成熟。

5)便于实现工艺过程的合理自动控制,提高管理水平,降低劳动强度和人工费用。

6)尽可能与地域功能区相协调。

2、污水处理工艺分析

根据《室外排水设计规范》(GBJ14-87(1997年版)),城市污水处理厂的处理效率一般情况见表2。

由此可见,采用一级处理就可以达到该企业的污水处理要求,否则,基建费用和运行费用都会过高,这在一个小型的污水处理厂是没有必要的。

1)SS的去除

生活污水中SS主要来源于人类活动过程中的排泄物和洗涤渣,工业废水中的SS主要来自生产过程中随污水带出的颗粒。SS可分为挥发性有机的VSS和无机NVSS两种,一般来说可生化性BOD5应随污水的SS可沉部分在进入生化反应池前予以沉淀去除,即可保证生化反应池的良好运行条件,又能达到省能的目的。

2)BOD5的去除

与SS一样,生活污水中的BOD5量也是在人类生活活动过程中产生,其与生活水平和生活习惯有关。污水中的BOD5由溶解性、胶体及颗粒性组成。

污水中BOD5的去除主要是靠微生物的吸附作用和代谢作用,然后对污泥和水进行分离来完成的。

3)COD的去除

COD由两部分组成,可以通过微生物生物降解的被称之为CODB,不能被微生物降解只能用化学方法去除的为CODNB,其中CODB以CODcr计时,CODB相当于1.72BOD5当量,所以可从污水中的BOD5与CODCr的比值分析出污水的可生化性能,当BOD5与CODCr的比值大于等于0.45时,污水被认为易生化,当比值小于0.45时,污水被认为不易生化。

可生化的CODB随BOD5的去除而去除,如污水中CODNB过高时为达到排放标准,除进行生化处理外还应辅以化学、物理或其他方法去除。

3、其它污水处理工艺与SBR工艺的比较

1)几种基本工艺简介

(1)传统活性污泥法

活性污泥法是成熟的使用最广泛的生物处理应用技术,它以污水中含有的污染物作为营养源,通过曝气,利用微生物的代谢作用使污染物降解,该技术主要设施有曝气池、二次沉淀池、曝气系统以及污泥回流系统等,主要用于有机废水生物降解、城市污水及工业废水处理。活性污泥法的主要设施是生化反应器或曝气池

(2)稳定塘

稳定塘净化污水的原理与自然水域的自净机理十分相似,污水在塘内滞留的过程中,水中的有机物通过好氧微生物的代谢活动被氧化,或经过厌氧微生物的分解而达到稳定化的目的。好氧微生物代谢所需的溶解氧由塘表面的大气复氧作用及藻类的光合作用提供,也可通过人工曝气供氧。稳定塘生态系统由生物及非生物两部分构成。稳定塘生态系统的生物部分主要有细菌、藻类、原生动物、后生动物、水生植物及高等水生动物。

(3)人工快渗系统

该工艺采用预处理的作用主要是降低污水中的SS,以便提高渗池的渗滤速度,防止堵塞。污水通过渗池过程中产生综合的物理、化学和生物反应使污染物得以去除,其中主要是生物化学反应。清水收集系统的功能是收集经过快渗系统处理的清洁水以供回用,因此可以作为水资源化的一种方式。

4、污泥处理工艺方案论证

1)污泥处理要求

在污水处理过程中,产生大量的污泥,其数量约占处理水量的0.3~0.5%(以含水率97%计),污泥中含有大量的有害有毒物质,如寄生虫卵、病原微生物、细菌、合成有机物及重金属离子等,有用物质如植物营养物质、有机物及水份等。因此污泥需要急时处理与处置,以便达到如下目的:

A、使河水质净化工程能够正常运行,确保污水稳定处理;

B使有害物质得到妥善处理或利用;

C、使容易腐化发臭的有机物得到稳定处理;

D、使有用物质得到综合利用。

2)污泥处理的主要方法及特点

污泥处理的一般方法与流程的选择决定于当地条件、环境保护要求、投资情况、运行费用及维护管理等多种因素,可供选择的方法大致有污泥浓缩、污泥厌氧消化、污泥好氧消化、污泥干化与脱水、污泥堆肥等。

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在社会经济的不断发展中,因为各个领域都得到了快速的建设与发展,工业生产的污水废水排量也在逐渐增加,这种情况下就对环境造成严重的污染,对人们的身体健康造成严重的威胁。现阶段,盐化工废水的排量也在增大,而且这种废水具有一定的特殊性,在处理方面就造成了一定的困难,所以,将盐化工废水处理技术进行优化是十分迫切的。

1盐化工产业的发展状况分析

众所周知,我国的盐资源比较丰富,在开采的历史中比较悠久。盐产业的主要分布状况是东部海盐、中部和西南部井矿盐。我国盐化工的比例分配比较大,占有73%,而食用盐占有16%,其它用盐11%,由此可见,盐化工是我国制盐工业发展的基础也是关键。我国的盐消费情况与发达国家相比较而言,在盐化工中占据的比例比较大,在道路除雪等方面的消费结构比较低,卤水的消费比例也比较低。我国在液体盐的消费比例中只有10%左右,由此可见,我国制盐工业的产品结构并不是十分合理。我国的盐化工行业产业发展中,主要是以纯碱和氯碱这两大部分。在近几年的发展中,氯化钠和金属钠的发展也比较迅速,但是这两种盐的消耗情况比较低,还不到总量的1%,对整个行业的发展平衡没有什么较大的影响。

2盐化工废水的主要特点分析

因为盐化工废水自身存在一定的复杂性,而且其排放量也比较大,对环境造成及其严重的影响,在进行废水的处理过程中也存在一定法困难。盐化工废水中除了含有一些有机污染物之外,还存在大量的无机盐,而且这些无机盐具有一定的腐蚀性能。随着各个领域的建设逐渐加快,工业的发展也取得快速的进步,水资源短缺成为现阶段生活生产应该重视的问题。在高盐生产中释放出的废水的污染程度要比其它物质高出许多,而且其成分也比较复杂,尤其是在沿海地区地下水的含盐量都比较高,含盐海水通过渗透作用进入到下水道或者是排水管中,将其中含有的高浓度氯化物和硫酸盐一并带入其中,因此就要强化对高盐废水的治理力度。此外,我国对排放到海洋废水的标准规范也在逐渐提高,对水回用的工作逐渐提高重视。通过国家颁发的一系列节能减排、循环经济等理念已经逐渐呈现在大家眼前,由此可见,实现废水的资源回收以及废水的处理技术就显得十分重要。

3高盐废水处理的优化方法

3.1物化法处理高盐废水

高盐废水对生物处理系统存在一定的制约作用,所以,在对高盐废水的处理中经常利用物理-化学法来进行处理,将其中存在的有机盐和无机盐进行有效的处理。而对于含盐量非常高的盐水来说,现阶段一些企业利用水稀释的方法来进行处理,对其中的盐含量合理的降低。这种方法非常简单,而且操作起来也不是很复杂,但是在处理规模、投资运行方面就会有所增加,与此同时,还会造成严重的水资源浪费。对于这种废水,运用蒸发法、混凝法、电化学法、膜分离法等技术来进行处理,就会更加经济一点,而且效果也比较显著。

3.2生物法处理高盐废水

盐对于常规的生物法的影响主要有两个方面:第一是对出水水质的影响:因为处理系统对离子的浓度变化非常敏感,当系统突然受到高盐废水的冲击时,系统中的有机物的去除率就会明显降低,微生物的呼吸速率也在逐渐降低,而且高盐度对整个系统也会造成一定程度的破坏,所以说,保持盐浓度是工程设计中必须要考虑的关键。第二是对生物活性造成的影响:无机盐类在微生物的生长中能够对酶反应产生促进的作用,能够维持平衡以及调节渗透压的作用。但是若是盐浓度超过一定的限制时,就会对微生物的生长产生一定的抑制作用,其中主要抑制的原因在于:首先,盐浓度过高时就会造成渗透压有所提高,能够促进微生物细胞脱水使得细胞原生质分离。其次,高盐情况因为盐析的作用使得脱氢酶活性有所降低。再次就是高氯离子的浓度对细菌有毒害的作用。最后就是水的密度有所提升,就导致活性污泥容易上浮流失,盐浓度的增加对生物的代谢功能造成严重的破坏,对生物的降解动力情况也会造成一定的影响。因此,在社会的不断发展中,运用生物法来处理高盐度废水,主要在不脱盐、不稀释的方向偏着,对生物的处理能够及时的进行。所以,在高盐废水的处理中,生物处理的可行性、处理条件以及设计情况等都是关键所在。此外,高盐废水常用的生物处理方法有:传统活性污泥法、接触氧化法、生物膜反应器等。

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2标准化流程定义与流程

2.1标准化操作含义。标准化流程是指以企业的经营目标为根本,以经营流程为基础,制定与之符合的相应操作程序,管控方法以及相应的管理准则[2]。以此为根据开展企业的工作目标规划,并制定相应的管理目标。在该程序的管理下,能够确保当事故发生时,企业能够有充足的应对对策,减少事故的危害程度与影响。因此标准化操作可以说是企业的发展机动性天气条件,也是后续的灾害事故处理预警系统。2.2标准化操作量化。标准化操作流程的细节量化口是一种可以很便捷的进行评审的表格文字形式[3]。细节量化口在不同的项目进行过程中,能够为操作流程对策进行适当的补充。同时在事务结束后,还能够对具体的项目事务进行简单的评测。因而细节量化在煤化工废水处理中能够起到非常关键的作用。简单来说,操作量化口就好似一张简单的表格,能够帮助管理者盯紧项目的实时动态,确定相矛盾进程进度。同时由于操作量化表一般使用相对统一的管理方式,因而管理人员在交流途中可以实现最佳的信息传动效果,从而在出现问题时,可以进行针对解决。2.3标准化操作流程实现守则。对于标准化操作流程的实现,应在设计初期阶段进行全方位的标准化流程定制[4]。首先,若是需要加强煤化工废水处理的监管质量,和废水处理与治理效率。工作人员应在设计之初,便确定施工中所需要用到的施工技术与图纸。其次在专业人员的带领下,所有的工程设计人员必须一同到现场做设计的合适工作,确保图纸信息和具体施工地点和项目需求相符,保障图纸内容真实准确。另外为了避免后续的工作中,因外在因素影响到图纸的设计出现变化,确保设计流程符合标准要求,工程人员还要制定更为标准的操作流程,并使其与设计内容相符。

3标准化流程在煤化工废水处理中的优点

标准化流程不仅可以帮助企业实现资源的最优分配,同时在处理煤化工废水的过程中,可以起到有效的引导作用。因此标准化操作流程在企业的煤化工废水处理管理中,能够大大提高全员的工作效率,获得设计项目成员的全体参与,减少外部专业人员的支持力度,从而谋取更高的企业经济获益。这么做不仅可以使煤化工企业在处理煤化工废水的过程中,事项处理更为顺利,同时标准的操作流程一般是结合了专业的设计流程指定的。因而标准化流程设计也可以利用其它更为方便的设计方式完成。例如表格及流程图等方式。另外标准化流程操作流程非常符合项目设计部门的设计需求,再满足废水处理工作设计的同时,提高设计部门废水处理方案的设计能力。从另一个角度来说,通过标准化的操作流程,能够有效避免管理人员和设计人员出现理念上的差异,或沟通差异出现矛盾。全体员工都能够明确个人工作职责,同时标准化的操作方案也是加强工程师审核设计的有效方式,确保项目的设计更具合理性、科学性。

4基于标准化流程的煤化工废水处理方案的制定设计和优化

4.1SBR技术。SBS技术是基于普通的活性污泥技术[5]。并在原有基础之上进行了一定的改进,在应用SBS技术处理煤化工废水时,因为SBS技术具有强大的有机物处理能力,因而能够取得非常显著的处理成效。众所周知,煤化工废水中,由于掺杂了大量的固体有机物,这些有机物中,有的是煤炭残渣,有的则是在化学反应下,煤炭和空气与化学品融合后的产物。利用SBS技术可以有效减少煤化工废水杂质中得降解步骤,加快煤化工废水中的杂质在物理和化学的共同作用下,与水中微生物产生反应,使得微生物代谢更快。这样便可以有效提高微生物在废水处理中的作用,从而减少其他生产投入,提高企业经济效益。4.2CBR技术。CBR技术是一种基于生物流化床的技术[6]。该技术并不是一种单纯的煤化工废水处理技术,而是由多种技术共同组成的技术集合体。通过复合式的污水处理手段,可以有效加强微生物对废水的处理作用。微生物在处理废水过程中,可以随着废水流动,从而实时进行废水的处理和杂质降解工作。并且微生物处理废水成本造价极低,且不会产生二次污染,因而CBR技术如今正逐渐成为煤化工废水处理技术的主要应用方式。不过微生物因为体积小,难控制,因而CBR技术对于工作人员的技术要求非常高。唯有具备过硬的知识和技术才能够确保废水处理工作简单有效,从而使微生物废水处理发挥最大功效。4.3UASB技术。UASB技术作为一种传统的废水处理技术,在人类处理煤化工废水的历史中,长期占据着重要地位。UASB技术主要原理是通过厌氧生物对废水进行处理,将废水中的物质进行分解,通过沉降使得废水达到可回收的效果[7]。由于UASB技术的成效显著,且原理简单,因而该项技术才能一直从上世纪70年代末沿用至今,并广受好评。4.4膜分离技术。膜分离技术主要用于废水回收后的处理工序。膜分离技术主要是通过双模处理将废水中的盐浓度提升,使得卤离子留在双模的一边[8]。之后使用蒸发装置,将卤盐水浓度提高,成为更高浓度的卤盐水,并等待结晶。当出现结晶后,统一处理进行填埋。不同阶段有着不同的煤化工废水处理模式,膜分离技术作为最后的收尾工作,在整条标准化煤化工废水处理工作流程中,起到的作用是非关键。专业人员应采用更加环保的设计方案制定合理的煤化工废水处理工序。减少不必要的废水处理工作误差,从而确保废水处理工作既符合时展需求,又不会降低企业经营效益。

5结语

随着我国的国力逐步走进世界前列,人们的整体素质也得到了有效提升。环保理念的诞生和意识加强,使得热门对煤化工废水排放的关注度摆在了非常高的地位。企业应做好带头的标杆作用,尽可能提升废水的回收使用率,并加强废水在利用回收技术的研发和应用。通过一系列科学的实践对策,减少煤化工废水对大自然的污染,同时也为煤化工行业的进步和发展承担起社会责任。灵活的使用各种废水再处理技术,实现水资源的零排放,高处理目的,从而为人类的生存共创美好家园。

参考文献

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[6]徐叶君.煤化工废水回用技术的应用分析[J].化工设计通讯,2015,41(02):41-43+50.

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化工生产中产生的化工废水水质成分比较复杂,副产物较多,由于反应原料通常为溶剂类物质或环状结构的化合物,大大增加了废水的处理难度。由于原料反应不完全和生产中使用的大量溶剂介质进入了废水体系,废水中污染物含量高。另外,化工废水中的有毒有害物质较多,如卤素化合物、硝基化合物等。

二、废水处理方法分类

从使用技术、措施原理和作用对象等几个方面上看,化工生产中产生的废水处理方法可以分为物理、化学、生物三类处理法。

1.物理处理法

顾名思义,就是进行废水处理时,使用物理的方法,这样做的主要目的是把废水中存在的不溶性悬浮颗粒物分离去除出去。在使用物理处理法时,可以使用格栅和筛网去除细小悬浮物,还可以用沉淀的方式去除废水中的无机砂粒、比水重的悬浮有机物等,还可以用气浮的方式来分离密度和水接近或者比水小的细微颗粒。

2.化学处理法

化学处理法是一种常见的处理方法。它主要是指对酸碱废水、重金属废水的处理。酸碱废水的处理包括对酸性废水的处理和碱性废水的处理。其中,酸性废水处理包括投药中和法、天然水体以及土壤的碱度中和法等几种方法。碱性废水处理包括投酸中和法、酸性废水以及废气中和法。

3.生物处理法

生物处理法应用比较广泛,它的原理是利用微生物把有机物进行氧化、分解,使其成为稳定无机物的原理。生物处理法具体包括好氧生物、厌氧生物、自然生物处理法三种形式。

三、化工废水的处理技术

1.膜分离法

膜分离法在废水处理过程中的具有一定的优势,用这种方法处理时不引入其他杂质,能够实现大分子和小分子物质的分离,因此,在大分子原料回收过程中常常被使用。目前,膜分离法常用的有微滤、纳滤、超滤和反渗透等技术。然而,膜造价高、寿命短、易受污染和结垢堵塞,所以该技术工程在应用推广时有难度。相信随着膜生产技术的发展,膜技术将应用的越来越广泛。

2.电催化氧化法

作为处理有毒难生物降解污染物的新型有效技术,电催化高级氧化法因其具有处理效率高、操作简便、与环境兼容等优点,引起了研究者的注意。其工作原理是在常温常压下,通过有催化活性的电极反应,直接或间接产生羟基自由基,从而使难生物降解的有机物转化为可生物降解的有机物,或使难生物降解的有机物“燃烧”而生成二氧化碳和水。虽然该方法优势明显,但受电极材料限制,该工艺降解有机物时能耗高,很难实现工业化。

3.臭氧氧化法

作为强氧化剂的臭氧能与废水中大多数有机物、微生物迅速产生化学反应,除去废水中的酚、氰等污染物,同时还能起到脱色、除臭、杀菌的作用。而且,臭氧在水中很快就分解为氧,不会造成二次污染,操作起来也十分方便。这种方法的确点就是投资高、电耗大、处理成本高。如果操作不当,还会对周围生物造成危害。因此,这种方法还仅仅在废水的深度处理方面应用。

4.磁分离技术

废水中经常会存在非磁性或弱磁性的颗粒,近年来发展的磁分离技术就可以派上用场。磁分离技术主要有直接磁分离法、间接磁分离法和微生物―磁分离法。目前研究的磁性化技术,主要包括磁性团聚技术、铁盐共沉技术、铁粉法、铁氧体法等,不过,磁分离技术目前还处在实验室研究阶段,工程实践中未能广泛应用。

5.铁炭微电解处理技术

铁炭微电解法又称内电解法、铁屑过滤法,它利用Fe/C原电池反应原理对废水进行处理。这种处理技术是电化学的氧化还原、电化学电对对絮体的电富集作用、以及电化学反应产物的凝聚、新生絮体的吸附和床层过滤等作用的综合效应,其中主要是氧化还原和电附集及凝聚作用。

该技术优点颇多,如适用范围广、处理效果好、使用寿命长、成本低廉以及操作维护方便等,而且该技术使用废铁屑做为原料,也不消耗电力资源。目前,该技术已经广泛应用于印染、制药、重金属、石油化工等废水处理中,均取得了良好的效果。

6.固定化微生物技术

该技术是生物工程领域中的新技术,从上世纪80年代起,这项技术开始应用于处理有毒难降解的工业废水,取得了显著的效果。

与常规生物方法处理中出现的难降解有机废水等现象,固定化微生物技术利用褐藻酸钙等天然凝胶及聚丙烯酰胺、聚乙烯醇等高分子材料作为载体,有目的地筛选一些特殊的优势菌种,将其固定在载体上。该技术将细胞固定后,提高了反应器内微生物数量,从而提高了处理效率,同时可使反应器小型化,易于固液分离,是很有潜力的技术。该技术在废水处理中的应用取得了相当大的进展,今后,进一步开发新型性能优良的固定化载体,使这项技术尽快实现实用化和工业化。

7.废水循环利用

该方法是将高浓度的焦化废水脱酚,净化除去固体沉淀和轻质焦油后,送往焦炉熄焦,实现酚水闭路循环。通过这种方式,减少了排污,降低了运行等费用。

四、结语

随着化工行业的发展,企业产生的废水量日益增多,废水的成分也越来越复杂。将这些废水处理好,既保护了环境,同时也有益于化工行业健康的发展。这就要求处理工艺的设计者,不能从简单地套用别人的工艺和设备,而是应该根据自身情况,有针对性地设计实施切实有效的处理方案,对症下药,对号入座。

目前,我国对化工废水处理工艺的研究取得了一定的进展,有些技术处在试验阶段,试验成功后,即将其运用到实际的工作中。但是,我们不能满足于现状,相关人员应当意识到,我们的废水处理技术仍然存在诸多问题,应当不断钻研技术,把我国化工生产中的废水处理技术提高到一个新层次、新高度。

参考文献:

[1]毛悌和 化工废水处理技术[M]. 北京:化学工业出版社,2000.

[2]杨元林,周云巍高浓度焦化废水处理工艺探讨[J]. 机械管理开发,2001,(4):23-25.

篇11

中图分类号:X784 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)41-0124-01

不同于传统的煤化工,新型煤化工主要是以洁净能源和化学品为目标产品,主要包括煤制甲醇、煤制二甲醚以及煤制油等。新形势下,我国的能源结构不断的呈现出“多煤少油”的特点,这为我国未来的油气资源带来了很大的补充,同时也部分替代了传统的煤化工。那么,新形势下的煤化工废水处理主要包括哪些呢?本文主要从以下几点展开论述。

一、煤化工废水所具有的特点

煤化工企业需要大量的用水,所以产生的废水也比较多,废水主要来源于净化煤气、煤炼焦和回收化工产品精制等生产过程。这种废水大多数都有相当复杂的成分,但最主要的还是氨与酚类物质,含有相当多的有机污染物,毒性一般都比较大,污染物浓度也很高,在治理上存在一定困难。若未经合理处置就进行排放,会对水域周边的农作物、人、畜等造成严重危害。煤化工废水中的污染物质有300多种, ,其COD约5000mg/L,氨氮200~500mg/L,是一种典型的含难降解有机物的工业废水。废水中的易降解有机物主要是苯类和酚类;难降解有机物包括联苯等。

二、当代煤化工废水处理工艺的现状

目前,在煤化工企业中,所排放的废水主要是高浓度的煤气洗涤废水,其中含有许多酚、氨氮以及氰化物等有毒有害的物质,废水中的 COD 平均在 5000mg/L 左右、氨氮也保持在 200~500mg/L 之间。同时,废水中含有的多数有机污染物,是很难降解的。而现阶段煤化工废水处理工艺也是不够完善的,其现状具体表现如下:

2.1 预处理工艺的现状

传统的预处理方法为隔油法,由于油类过多会影响到后续的生化处理效果,而隔油法可以很好地解决这一问题,但效果有限,同时不利于回收利用。

2.2 生化处理工艺的现状

一般情况下,经过预处理之后的煤化工废水,往往通过缺氧――好氧生物法来进行处理,然而煤化工废水中由于含有一定的多环以及杂环类化合物,经过好氧生物工艺处理之后,出水中的氨氮和 COD 指标很难稳定达标。

2.3 深度处理工艺的现状

经过生化处理之后,煤化工废水中出水的氨氮和 COD 等浓度在一定程度上下降了,然而,受难降解有机物的影响,导致出水的色度和 COD 等指标还是不能达到有关排放标准。由此可见,深度处理工艺有着必要性。但是,传统的深度处理方法有限,并且没有取得明显的效果。

三、当代煤化工废水处理工艺的发展

3.1 对好氧生物法的改进

(1)PACT法:这种方法是将活性炭粉末投放到活性污泥曝气池中,因为活性炭对溶解氧和有机物有吸附作用,利用这一特点提供给微生物成长所需的食物,有机物的氧化分解能力有所增加。湿空气氧化法可以对使用过的活性炭再生。(2)载体流动床生物膜法:也称CBR,这种方法是一种基于特殊结构填料的生物流化床技术,它将同一个生物单元中的活性污泥法和生物膜法有机结合,将特殊载体填料投放到活性污泥池中,这样悬浮填料表面就会附着大量微生物,微生物膜就形成了。使得填料表面所附着的微生物能达到很高的生物量,相比悬浮生长活性污泥工艺来说池中的生物浓度要提高2-4倍,可达到8-12g/L,所以也成倍的提高了降解效率。此方法使用的填料是经过独特设计的,通过鼓风曝气的扰动,在反应池中填料随水流浮动。煤化工废水中的氧气和污染物就与附着生长的生物群充分接触,污染物通过吸附和扩散作用进入生物膜内,被生物膜内的微生物充分降解,大大提高了整体系统的降解效率。

3.2 深度处理技术

煤化工废水经过生化处理后,出水中还会存在少量难降解的污染物,导致色度和COD浓度不能达到相关排放标准或者回用标准的要求,需要对其进行深度处理。目前,煤化工废水深度处理常用的方法有混凝沉淀法, 高级氧化法等。(1)混凝沉淀法。王俊洁等研究了高效混凝沉淀技术煤化工废水SS处理中的应用。试验结果显示,采用该技术后,出水浊度可降到3度以下,远远低于传统工艺中的混凝沉淀出水的指标,使得后续滤池的进水负荷大大减小。(2) 高级氧化法高级氧化法是目前煤化工废水深度处理技术中应用较为广泛的一种技术,其中应用较多的高级氧化剂主要包括Fenton试剂, 臭氧等。

3.3 厌氧一好氧联合生物法

近年来化工研究者开始重视好氧和厌氧的联合生物处理法,因为在煤化工废水处理中,单独的厌氧或者好氧技术所处理的废水的达标程度不是令人很满意。煤化工废水经厌氧酸化处理之后,可以有效提升水中有机生物的降解能力,这样就为接下来的好氧生物处理打下了良好的基础,经过前期的处理后CODcr的去除率最终能过超过90%。在煤化工废水中,有一些比较难降解的有机物 ,通过厌氧一好氧联合生物法对这些难降解物的去除率分别能达到55%、70%和67%,这是一般的好氧处理法所不能达到的,其只能将这些难降解的有机物除去20%。

3.4 催化湿式氧化法

催化湿式氧化技术是在高压、高温条件下使用催化剂使得污水中含有的氨、有机物分别氧化分解成水、二氧化碳等无害物质,从而达到净化水质目的。目前,该方法主要应用于以下两大方面:一是用于处理有毒的工业废水;二是用于难降解高浓度有机废水的预处理。该方法具有氧化速度快、适用范围广、流程简单、处理效率高、二次污染小等优点。然而现在市面上催化剂的价格一般都很昂贵所以这也增加了处理的成本, 除此之外使用这样方法对工艺设备要求将会非常的苛刻,同时还要在高温高压环境下进行处理,目前在我国国内很少有厂商使用这种方法来处理废水。

四、结语

随着水污染问题的日益加重,最近几年各行各业以及环保部门都在努力研究废水处理的新技术,尽管很多废水处理的新方法新技术已经在实际的使用中发挥出了重大的作用,但是深入研究就不难发现,有一些新的方法本身就有很多的不足之处,其只能在一定范围内使用在超出其使用范围的条件下它的作用就很难发挥出来。

参考文献

[1]孟得娟.煤化工废水处理的方法分析[J].煤炭技术,2012,04:4-5.