處理酚類廢水的常用方法范文

時(shí)間:2023-11-22 17:57:52

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處理酚類廢水的常用方法

篇1

【關(guān)鍵詞】含酚廢水;處理技術(shù);溶劑萃取;發(fā)展趨勢(shì)

1 前言

酚類物質(zhì)包括苯酚的取代物、多元酚、氯酚、硝基酚及苯氧基酸等。酚的用途相當(dāng)廣泛,且用量與日俱增,含酚廢水污染環(huán)境的程度日益嚴(yán)重,對(duì)人類造成的危害也日益加深。酚類化合物屬于芳香類化合物,是美國國家環(huán)??偸穑‥PA)列出的129種優(yōu)先控制的污染物之一,含酚廢水在我國水污染控制中被列為重點(diǎn)解決的有害廢水之一。

酚類物質(zhì)可以通過生物的外表皮或呼吸系統(tǒng)進(jìn)入到體內(nèi)。酚類化合物在生物體內(nèi)能夠使細(xì)胞組織失去活,酚類化合物對(duì)水中的生物、農(nóng)作物都有毒害作用,酚類廢水的毒性還可以抑制水體中其它生物的自然生長速度,破壞生態(tài)平衡。因此,開發(fā)出具有符合實(shí)際、能夠工業(yè)化、處理酚類廢水效果理想的工藝技術(shù)具有非常重大的現(xiàn)實(shí)意義。

2國內(nèi)外含酚廢水處理技術(shù)的研究動(dòng)態(tài)

目前,國內(nèi)含酚廢水的處理技術(shù)有物理法、化學(xué)法和生物法。其中物化法包括焚燒法、萃取法、蒸汽法、吸附法等;化學(xué)法有化學(xué)氧化法、紫外氧化法、光化學(xué)氧化法、化學(xué)沉淀法、離子交換法、液膜法等;生物法包括活性污泥法、生物濾池法、接觸氧化法等。含酚廢水處理技術(shù)的選擇取決于含酚廢水中酚濃度、CODcr值及其它因素。為提高含酚廢水處理效果,可以將物理、化學(xué)和生物的方法結(jié)合起來。根據(jù)處理方式來劃分,含酚廢水污染控制技術(shù)分為回收技術(shù)和消除技術(shù),對(duì)于高濃度(>20000mg/L)的含酚廢水采用回收技術(shù);對(duì)于中等濃度或低濃度(<1000mg/L)的含酚廢水,采用一定的技術(shù)將其降解、消除是較好的治理辦法。

2.1 溶劑萃取法

萃取法工藝流程簡單,運(yùn)行成本低,分離效果較好,同時(shí)又可以從廢水中回收部分有機(jī)物,萃取劑可重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn),是廢水處理常用的工藝技術(shù)。萃取法已經(jīng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化處理含酚廢水。選擇經(jīng)濟(jì)又高效的酚類回收和可再生萃取劑,是含酚廢水溶劑萃取技術(shù)的實(shí)施關(guān)鍵。溶劑萃取法關(guān)鍵工藝有兩個(gè):一是將待分離的酚類廢水和萃取溶劑混合,酚類化合物被萃取劑中的絡(luò)合劑絡(luò)合而轉(zhuǎn)移到萃取相中;二是反萃取操作,即為了實(shí)現(xiàn)有價(jià)值酚類化合物回收和萃取劑的循環(huán)利用,將萃取劑進(jìn)行再生處理。萃取劑影響萃取產(chǎn)物的質(zhì)量、組成、分離程度以及萃取操作的效果。目前使用較多的傳統(tǒng)型萃取劑有苯、重苯、N-503煤油、醋酸乙酯、異丙醚、苯乙酮、磷酸三丁酯(TBP)等。國外一些技術(shù)專利商在處理生產(chǎn)裝置排放含酚廢水時(shí),一般采用MIBK、異丙基醚等作為萃取劑,取得很好的效果,但萃取劑的價(jià)格較高,而且容易引入外來有機(jī)物雜質(zhì),造成二次污染。最新的萃取技術(shù)是基于可逆絡(luò)合反應(yīng)萃取分離原理開發(fā)的含酚廢水處理技術(shù),分離因數(shù)高、操作簡單,一般經(jīng)過2~3級(jí)接觸即可使殘液中酚含量小于0.5mg/L。

2.2 吸附法

吸附法是一種傳統(tǒng)的含酚廢水處理方法。吸附法的原理是利用吸附劑自身具有的吸附性將廢水中有機(jī)污染物吸附在吸附劑的孔道表面上。當(dāng)吸附劑達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí),再對(duì)吸附劑進(jìn)行脫附處理,去除吸附在吸附劑表面的有機(jī)物。常用的吸附劑有固體活性炭、樹脂、沸石、活性碳纖維、磺化煤、膨潤土以及吸附樹脂等。實(shí)驗(yàn)表明,活性炭的單位質(zhì)量的比表面積最大,其吸附能力較其他吸附劑要強(qiáng)。吸附法處理有機(jī)廢水的工藝流程相對(duì)簡單、處理效果穩(wěn)定、不增加其他的污染物,避免二次污染等特點(diǎn),但由于吸附劑的孔道眾多、孔徑微小,容易出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象,使再生的運(yùn)行成本增加,導(dǎo)致總的廢水處理工程的運(yùn)行費(fèi)用增加等因素是阻礙吸附技術(shù)發(fā)展的主要原因。

2.3 生化技術(shù)

目前,生化處理方法是處理工業(yè)廢水應(yīng)用最廣泛的處理方法之一,尤其是處理城市生活污水、易降解的有機(jī)廢水等。國內(nèi)的絕大多數(shù)苯酚丙酮裝置的含酚廢水處理基本都采用生化法。生化法處理含酚廢水具有處理規(guī)模大、運(yùn)行成本相對(duì)較低等優(yōu)勢(shì),但由于含酚廢水具有的毒害性能夠?qū)ξ⑸锏纳L有抑制作用,處理高濃度的含酚廢水時(shí)難以達(dá)到理性的去除效果。采用厭氧-好氧工藝對(duì)含酚廢水進(jìn)行處理,不僅可以去除廢水中的酚類物質(zhì),出水的COD與NH3-N均可滿足國家的排放標(biāo)準(zhǔn),是對(duì)現(xiàn)有活性污泥法處理技術(shù)很好的發(fā)展。

2.4 高級(jí)氧化法

化學(xué)氧化法是向含酚廢水中加入某些特定性質(zhì)的化學(xué)藥劑,使酚類物質(zhì)氧化降解?;瘜W(xué)氧化法一般應(yīng)用于處理廢水中酚的含量在1000mg/L以下?;瘜W(xué)氧化法處理含酚廢水的優(yōu)點(diǎn)在于處理流程簡單,處理效果好,反應(yīng)時(shí)間短等。Fenton氧化法是應(yīng)用最多的一類高級(jí)氧化法,它由H2O2和Fe2+的溶液混合而成,在Fe2+的作用下,H2O2分解出的?OH具有很強(qiáng)的氧化性。Fenton試劑可以在相對(duì)低的溫度、壓力等反應(yīng)條件下,氧化分解廢水中的絕大多數(shù)有毒有害的,難以生物降解的有機(jī)污染物。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和研究的進(jìn)一步深入,通過向Fenton試劑中引入光輻射、電化學(xué)作用或是加入某種催化劑如草酸類的鹽,都能使H2O2分解產(chǎn)生更多的OH,使Fenton試劑的氧化能力有明顯的提高。

篇2

摘要:

魯奇加壓氣化廢水中含有大量酚類化合物,分析酚類物質(zhì)種類和含量對(duì)處理這類廢水有指導(dǎo)意義。通過將水樣溶于丙酮,使用無水硫酸鈉小柱除去丙酮溶液中水分的方法對(duì)水樣進(jìn)行處理,前處理方法簡單方便。使用GC-MS定性分析水樣中酚類,并建立了8種酚類目標(biāo)物的定量分析方法。結(jié)果表明,在0.2~20mg/L的范圍內(nèi)線性良好,回收率在72%~105%之間,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(n=3)為1.4%~7.9%。該方法簡單可靠,適用于測(cè)定煤氣化廢水中酚類物質(zhì)的含量。

關(guān)鍵詞:

廢水;酚類化合物;GC-MS;分析方法

現(xiàn)代煤化工項(xiàng)目中煤的氣化是重要的工藝,其中魯奇加壓氣化是比較成熟的氣化工藝。氣化產(chǎn)生的洗氣廢水含有酚氨等高濃度難降解有機(jī)污染物,這類廢水中的酚類化合物組成復(fù)雜,危害大,影響范圍廣。美國EPA的129項(xiàng)優(yōu)先控制污染物中有11項(xiàng)是酚類化合物[1],我國水中優(yōu)先控制污染物黑名單中酚類化合物也有6項(xiàng)[2]。含酚廢水的處理是國內(nèi)外煤化工行業(yè)中的重大課題之一[3],分析酚水組成和含量對(duì)酚回收和廢水處理等工藝有參考和指導(dǎo)意義。目前酚類的常用測(cè)定方法有溴量法、分光光度法、氣相色譜法[4-6],但存在著前處理復(fù)雜,測(cè)定流程繁瑣等問題。利用丙酮和水互溶的性質(zhì),將酚水樣加入到丙酮溶劑中,混合均勻后通過自制的無水硫酸鈉小柱除去水分,并使用丙酮洗脫,得到含目標(biāo)物的丙酮溶液,直接進(jìn)GC-MS分析??朔藗鹘y(tǒng)的液液萃取方法萃取效率不高,操作時(shí)間長,消耗較多有機(jī)溶劑等缺點(diǎn)。前處理方法簡單方便,可以對(duì)煤氣化酚水中主要的8種酚類物質(zhì)同時(shí)檢測(cè)。

1實(shí)驗(yàn)部分

1.1儀器與試劑島津GCMS-QP2010Ultra氣質(zhì)聯(lián)用儀,色譜柱Rtx-5MS(30m,0.25mm,0.25μm)。丙酮(色譜純);無水硫酸鈉(分析純,使用前650℃灼燒4h);酚類化合物:苯酚、2-甲基苯酚、3-甲基苯酚、2,4-二甲苯酚、2,3-二甲苯酚、3,4-二甲苯酚、4-乙基苯酚、鄰苯二酚。

1.2GCMS分析參數(shù)GC參數(shù):進(jìn)樣口溫度為150℃,氦氣作載氣,流速為0.8mL/min,1∶5分流進(jìn)樣,柱溫起始溫度為60℃,保持1min,5℃/min升至150℃保持2min。MS參數(shù):EI離子源,Scan模式下掃描范圍m/z=35~250,溶劑延遲2.5min,掃描時(shí)間3~16min。SIM模式下質(zhì)譜條件如表1所示。

1.3酚水樣品前處理為了將樣品中的酚類物質(zhì)提取出來,采用直接將樣品與丙酮混合,再除去混合溶液中水分的方法。實(shí)際樣品為某煤制天然氣公司酚氨回收裝置入口酚水。由于樣品含酚類濃度較高,應(yīng)少量取樣。取0.20mL樣品,加入到5mL丙酮中,混合均勻。使用自制的無水硫酸鈉小柱:在10mL注射器內(nèi)部底層鋪一層玻璃纖維濾膜,加入2g經(jīng)處理過的無水硫酸鈉,在上面再加一層玻璃纖維濾膜,用5mL丙酮沖洗小柱進(jìn)行預(yù)清洗。將上述酚水混合溶液分次加入到小柱中,并用丙酮清洗小柱,定容至25mL,待檢測(cè)。上述步驟的目的是將水樣中的目標(biāo)物轉(zhuǎn)移至有機(jī)溶劑丙酮中,并除去水分,同時(shí)稀釋了樣品。

1.4樣品定性分析煤氣化產(chǎn)生酚水中的酚類物質(zhì)種類較多、含量復(fù)雜,用質(zhì)譜檢測(cè)器對(duì)酚水樣進(jìn)行定性。在Scan掃描模式下得到總離子色譜圖如圖1所示。通過對(duì)含量較高的8個(gè)目標(biāo)物進(jìn)行質(zhì)譜譜圖對(duì)比,確定樣品成分。8個(gè)主要目標(biāo)物組成及其保留時(shí)間如表2所示。

1.5定量分析在定性分析的GCMS方法基礎(chǔ)上建立SIM掃描方法,并配制8種酚類系列混合標(biāo)準(zhǔn)溶液,質(zhì)量濃度別為0.2、1、5、10、20mg/L。以峰面積定量,得到標(biāo)準(zhǔn)曲線,如表2所示。

2結(jié)果與討論

2.1前處理方法的優(yōu)化為使方法簡單可靠,對(duì)前處理方法進(jìn)行了優(yōu)化,參考實(shí)際樣品質(zhì)量濃度范圍,配置了8種酚類物質(zhì)的空白加標(biāo)溶液,各種酚類化合物的質(zhì)量濃度為200mg/L。對(duì)取樣量和無水硫酸鈉用量進(jìn)行了優(yōu)化,當(dāng)所取水樣量>0.4mL時(shí),所需要的無水硫酸鈉較多,且峰形變寬嚴(yán)重,綜合考慮取樣量為0.2mL。分別使用1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5g無水硫酸鈉對(duì)樣品脫水,發(fā)現(xiàn)當(dāng)無水硫酸鈉<1.5g時(shí),無法將水分脫除完全,使部分酚類物質(zhì)無法轉(zhuǎn)移至丙酮溶劑中,且會(huì)有柱流失的現(xiàn)象,使用大于3.0g無水硫酸鈉時(shí)回收率降低,所以使用2.0g無水硫酸鈉。

2.2方法可靠性對(duì)空白水樣采用標(biāo)準(zhǔn)加入法,添加質(zhì)量濃度為25、100、200mg/L,所得回收率和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差如表3所示(n=3)。各目標(biāo)物的加標(biāo)回收率和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均良好,說明此樣品前處理分析方法可靠。

3結(jié)論

為了分析水樣中酚類物質(zhì),將水樣與丙酮溶劑互溶,使用無水硫酸鈉小柱除去樣品中水分,建立了丙酮提取水樣中酚類物質(zhì),氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀同時(shí)檢測(cè)8類酚類物質(zhì)的分析方法。該方法前處理方便快捷,可靠性好,適用于含酚廢水中酚類物質(zhì)的測(cè)定。

參考文獻(xiàn)

[1]田芹,江林,王麗平.水體中揮發(fā)酚測(cè)定中的流動(dòng)注射分光光度法研究進(jìn)展[J].巖礦測(cè)試,2010,(2):161-168.

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[3]余振江.煤氣化過程高濃度酚氨污水化工處理流程開發(fā)、模擬與工業(yè)實(shí)施[D].廣州:華南理工大學(xué),2011.

[4]高超,王啟山,夏海燕.水體中酚類化合物測(cè)定方法的研究現(xiàn)狀[J].天津化工,2010,(4):41-42.

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篇3

關(guān)鍵詞:煤化工 廢水 處理 活性污泥法 發(fā)展 分析

煤化工廢水是煤制焦炭、煤氣凈化及焦化產(chǎn)品回收過程中產(chǎn)生的高濃度有機(jī)廢水,屬于焦化廢水的一種。水質(zhì)成分復(fù)雜,污染物濃度高。廢水中含有大量的酚類、聯(lián)苯、吡啶、吲哚和喹啉等有機(jī)污染物,還含有氰、無機(jī)氟離子和氨氮等有毒有害物質(zhì),污染物色度高,屬較難生化降解的高濃度有機(jī)工業(yè)廢水。對(duì)煤化工廢水的處理,單純靠物理、物理化學(xué)、化學(xué)的方法進(jìn)行處理,難以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn),往往需要通過由幾種方法組成的處理系統(tǒng),才能達(dá)到處理要求的程度。因此煤化工廢水的處理,一直是國內(nèi)外廢水處理領(lǐng)域的一大難題。

一、煤化工廢水處理技術(shù)

1.煤化工廢水處理通常可分為一級(jí)處理、二級(jí)處理和深度處理。這里的一級(jí)、二級(jí)處理的劃分與傳統(tǒng)的城市污水處理的概念上有所不同,這里所述的一級(jí)處理主要是指有價(jià)物質(zhì)的回收,二級(jí)處理主要是生化處理,深度處理普遍應(yīng)用的方法是臭氧化法和活性炭吸附法。第一,煤化工廢水有價(jià)物質(zhì)的回收。煤化工廢水中有機(jī)物質(zhì)的回收一般指的是對(duì)酚和氨的回收,常用方法有溶劑萃取脫酚、蒸氨等。其主要包括以下兩方面的內(nèi)容,(1)酚的回收?;厥諒U水中酚的方法很多,有溶劑萃取法、蒸汽脫酚法和吸附脫酚法等。新建焦化廠大都采用溶劑萃取法。對(duì)于高濃度含酚廢水的處理技術(shù)趨勢(shì)是液膜技術(shù)、離子交換法等。(1)氨的回收。目前對(duì)氨的回收主要采用水蒸氣汽提-蒸氨的方法。污水經(jīng)汽提,析出可溶性氣體,再通過吸收器,氨被磷酸氨吸收,從而使氨與其他氣體分離,再將此富氨液送入汽提器,使磷酸氨溶液再生,并回收氨。

二、煤化工廢水處理方法

1.煤化工廢水在進(jìn)行出處理前根據(jù)不同的水質(zhì)特點(diǎn)設(shè)置調(diào)節(jié)池以調(diào)節(jié)水質(zhì)水量,設(shè)置隔油池或氣浮池進(jìn)行除油,經(jīng)以上的與處理后可采用下面的方法進(jìn)一步進(jìn)行處理。第一,活性污泥法?;钚晕勰喾ㄊ遣捎萌斯て貧獾氖侄危沟没钚晕勰嗑鶆蚍稚⒉腋∮诜磻?yīng)器中和廢水充分接觸,并在有溶解氧的條件下,對(duì)廢水中所含的有機(jī)底物進(jìn)行著合成和分解的代謝活動(dòng)。在活動(dòng)過程中,有機(jī)物質(zhì)被微生物所利用,得以降解、去除。同時(shí),亦不斷合成新的微生物去補(bǔ)充、維持反應(yīng)器中所需的工作主體——微生物(活性污泥),與從反應(yīng)器中排除的那部分剩余污泥相平衡?;钚晕勰喾ㄌ幚淼年P(guān)鍵是保證微生物正常生長繁殖,為此須具備以下條件:一是要供給微生物各種必要的營養(yǎng)源,如碳、氮、磷等,一般應(yīng)保持BOD5:N:P=100:5:1(質(zhì)量比)。煤化工廢水中往往含磷量不足,一般為0.6~1.6mg/L,故需向水中投加適量的磷;二是要有足夠氧氣;三是要控制某些條件,如pH 值以6.5~9.5、水溫以10~25℃為宜。另外應(yīng)將重金屬和其他能破壞生物過程的有害物質(zhì)嚴(yán)格控制在規(guī)定范圍之內(nèi)。

2.第二,生物鐵法。生物鐵法是在曝氣池中投加鐵鹽,以提高曝氣池活性污泥濃度為主,充分發(fā)揮生物氧化和生物絮凝作用的強(qiáng)氧化生物處理方法。工藝包括廢水的預(yù)處理、廢水生化處理和廢水物化處理三部分。預(yù)處理包括重力除油、均調(diào)、氣浮除油;生化處理過程包括一段曝氣、一段沉淀、二段曝氣、二段沉淀;物化處理工藝流程包括旋流反應(yīng)、混凝沉淀和過濾等工序。在生物與鐵的共同作用下能夠強(qiáng)化活性污泥的吸附、凝聚、氧化及沉淀作用,達(dá)到提高處理效果、改善出水水質(zhì)的目的。生物鐵法的生產(chǎn)運(yùn)行工藝條件包括:營養(yǎng)素的需求、適量的溶解氧、溫度和pH 值控制、毒物限量及污泥沉降比等。

3.炭—生物鐵法。目前,國內(nèi)一些廠家的處理裝置由于超負(fù)荷運(yùn)行或其他原因,處理后的水質(zhì)不能達(dá)標(biāo),炭—生物鐵法是在原傳統(tǒng)的生物法的基礎(chǔ)上再加一段活性炭生物吸附、過濾處理。老化的活性炭采用生物再生。該工藝流程簡便,易于操作,設(shè)備少,投資低。由于炭不必頻繁再生,故可減少處理費(fèi)用。對(duì)于已有生物處理裝置處理水后不符合排放標(biāo)準(zhǔn)的處理廠,采用炭—生物鐵法進(jìn)一步處理以提高廢水凈化程度也是一種有效的方法。

三、高新技術(shù)處理煤化工廢水的研究

1.目前,國內(nèi)在處理煤化工廢水的新技術(shù)主要有以下幾種

第一,新物化法。新物化法是指在常溫下利用廢水中有害物質(zhì)與專門為處理廢水而開發(fā)的藥劑(污水靈)發(fā)生反應(yīng),經(jīng)過4 次不同加藥處理過程和處理設(shè)施,最終實(shí)現(xiàn)COD、BOD、NH3-N、SS 均達(dá)到排放要求。該技術(shù)最大的缺陷是廢水中有毒有害物質(zhì)只是形態(tài)的轉(zhuǎn)移,另外該技術(shù)的成熟性還需要經(jīng)工程實(shí)踐的考驗(yàn)。

2.HSB法處理焦化廢水。HSB是高分子均群的英文縮寫。目前國內(nèi)初步試驗(yàn)得出以下結(jié)論:HSB耐受廢水中有毒有害物質(zhì)性好;處理后污泥少、出水色度好;加堿量為傳統(tǒng)方法的1/3~1/5,運(yùn)行費(fèi)用較低,但對(duì)種菌特性,生存條件、凈化功能尚未完全了解,有待進(jìn)一步研究與實(shí)踐。

四、煤化工廢水深度處理

1.經(jīng)過酚、氨回收,預(yù)處理及生化處理后的煤化工廢水,其中大部分污染物質(zhì)得到了去除,但某些主要污染指標(biāo)仍不能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn),因此需要進(jìn)一步的處理——深度處理,來使這些指標(biāo)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。第一,活性炭吸附法。煤化工廢水經(jīng)以上步驟處理后COD的去除率效果不是很理想,出水濃度較大,有時(shí)高達(dá)601mg/L左右,很難達(dá)標(biāo)排放,為使廢水達(dá)標(biāo)排放,可使用活性炭降低廢水中COD 的濃度。廢水處理中活性炭吸附主要對(duì)象是廢水中用生化法難以降解的有機(jī)物或用一般氧化法難以氧化的溶解性有機(jī)物,包括木質(zhì)素、氯或硝基取代的芳烴化合物、雜環(huán)化合物、洗滌劑、合成燃料、除萎劑、DDT 等。當(dāng)用活性炭吸附處理時(shí),不但能夠吸附這些難分解有機(jī)物,降低COD,還能使廢水脫色、脫臭。因此吸附法在廢水的深度處理中得到了廣泛的應(yīng)用。

2.其次,混凝沉淀法?;炷墙o水處理中一個(gè)重要的處理方法?;炷梢越档蛷U水的濁度、色度,去除多種高分子物質(zhì)、有機(jī)物、某些重金屬毒物和放射性物質(zhì)等,去除導(dǎo)致富營養(yǎng)化的物質(zhì)如磷等可溶性無機(jī)物,并且它能夠改善污泥的脫水性能。具有設(shè)備簡單,操作簡便,便于運(yùn)行,處理效果好的優(yōu)點(diǎn);缺點(diǎn)是運(yùn)行費(fèi)用高,沉渣量大。

參考文獻(xiàn)

[1]查傳正等.煤化工生產(chǎn)廢水處理工程實(shí)例[J].化工礦物與加工,2006,(3).

篇4

關(guān)鍵詞:煤化工;企業(yè)廢水;處理技術(shù);研究進(jìn)展

中圖分類號(hào):X784 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1008-021X(2016)11-0155-02

煤炭資源是我國重要的能源之一,而且我國煤炭資源的儲(chǔ)量居世界前列。隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,煤資源的消費(fèi)結(jié)構(gòu)和方式也發(fā)生了較大的變化,但是還存在煤炭利用效率不高的現(xiàn)象,加劇了環(huán)境污染的現(xiàn)象。煤化工技術(shù)是指以原煤為原料,采用化學(xué)等方法等技術(shù)措施,使煤炭轉(zhuǎn)化為氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)的產(chǎn)品的過程[1]。煤化工所涉及的產(chǎn)品眾多,提升了煤炭的利用效率,是推動(dòng)煤炭能源高效利用的重要途徑。但是,煤化工企業(yè)的發(fā)展,卻帶來了水污染的問題,煤化工企業(yè)用水量大,產(chǎn)生的廢水成分復(fù)雜,而且毒性大,若不進(jìn)行有效的處理,對(duì)周圍環(huán)境將造成嚴(yán)重的損害,此外,還會(huì)造成水資源的浪費(fèi),在一些缺水地區(qū),既不經(jīng)濟(jì)也不合理。因此,研究和開發(fā)科學(xué)高效的煤化工廢水處理技術(shù),不僅能夠促進(jìn)煤化工行業(yè)的發(fā)展,減少環(huán)境的污染,而且能夠最大限度的利用水資源。

1煤化工企業(yè)廢水的特點(diǎn)

煤化工企業(yè)產(chǎn)生的廢水水量大、成分復(fù)雜,按來源可分為焦化廢水、氣化廢水和液化廢水。焦化廢水是在煤焦化的過程中產(chǎn)生的廢水,主要產(chǎn)生于煉焦用水、煤氣凈化、產(chǎn)物提煉等過程中[2]。該類廢水的特點(diǎn)是,水量大、COD和氨氮濃度高,而且廢水中含有長鏈、雜環(huán)化合物,此外還有苯、酮、萘等一些多環(huán)化合物,該類物質(zhì)難以生物降解,而且具有致畸、致癌特性。氣化廢水是煤氣化過程中獲得天然氣或者煤氣過程中產(chǎn)生的廢水,主要含有洗滌污水、冷凝廢水和蒸餾廢水等。該類廢水的主要特點(diǎn)是COD、氨氮、酚類、油類等污染物濃度高,此外,廢水中的一些物質(zhì)對(duì)微生物的生長具有毒害和抑制作用。液化廢水時(shí)在煤進(jìn)行液化生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水,該類廢水的特點(diǎn)是污染物含量高,無機(jī)鹽含量低。

2煤化工企業(yè)廢水的處理技術(shù)

2.1預(yù)處理技術(shù)

煤化工產(chǎn)生的廢水中酚和氨的含量較高,此外還有油類物質(zhì),經(jīng)過預(yù)處理,這些物質(zhì)可被回收利用,而且還能降低對(duì)后續(xù)處理工藝的污染負(fù)荷,使污水處理系統(tǒng)更為穩(wěn)定。2.1.1脫酚煤化工廢水中所含有的酚,可利用具有高比表面積的吸附材料進(jìn)行脫酚處理,當(dāng)吸附材料吸附飽和后,在利用有機(jī)溶劑或蒸汽對(duì)吸附劑進(jìn)行解脫再生[3]。常用的吸附材料有改性的膨潤土、活性炭以及大孔的吸附樹脂。天然的膨潤土在其表面具有親水性的硅氧結(jié)構(gòu),對(duì)水中有機(jī)物的吸附性差。因此,在利用膨潤土作為吸附劑時(shí)通常對(duì)其進(jìn)行改性在加以利用。有研究者對(duì)天然的膨潤土和經(jīng)過改性的有機(jī)膨潤土的脫酚性能進(jìn)行了研究,結(jié)果表明改性后的膨潤土吸附活化能更大,達(dá)到平衡的時(shí)間較小,吸附酚的量更大?;钚蕴恳彩浅S玫奈絼┲?,活性炭的具有高比表面積、表面的孔結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá),而且價(jià)格相對(duì)低廉。因此,在煤化工廢水脫酚處理中常用活性炭為吸附劑。有研究者利用活性炭吸附濃度為60mg/L的苯酚,在溫度為30℃,pH值為6.0的條件下,苯酚去除率為86%。還有研究者采用活性炭纖維來作為煤化工廢水脫酚的吸附材料,該材料具有吸附和解吸速度快,再生條件好的優(yōu)點(diǎn)。隨著高分子材料技術(shù)的發(fā)展,新型的吸附材料展現(xiàn)出了更為優(yōu)越的吸附性能,例如大孔吸附樹脂的應(yīng)用,大孔吸附樹脂與吸附物質(zhì)之間靠范德華力來吸附,其表面還有巨大的比表面積,相比活性炭等吸附材料,它具有空分布窄,容易解脫等優(yōu)點(diǎn)。2.1.2除油煤化工企業(yè)產(chǎn)生的廢水中含有一定的油類,油類物質(zhì)將會(huì)黏附在菌膠團(tuán)的表面,進(jìn)而阻礙了可溶性有機(jī)物進(jìn)入到微生物的細(xì)胞壁,從而影響了生物處理工藝的效果,因此在進(jìn)入生化處理單元前應(yīng)對(duì)煤化工廢水進(jìn)行出油,以提高后續(xù)的處理效果。通常情況下,生化處理廢水要求進(jìn)水中含油量需小于50mg/L。在煤化工廢水的油類物質(zhì)通常采用隔油池和氣浮法來進(jìn)行控制[4]。2.1.3蒸氨煤化工廢水氨氮的濃度很高,主要來源于煤制氣反應(yīng)中高溫裂解和煤制氣反應(yīng)剩余的氨水。高濃度的氨氮,在進(jìn)行生化處理過程中會(huì)抑制硝化細(xì)菌的活性,進(jìn)而導(dǎo)致生活處理工藝處理效果不佳,不能保證出水氨氮達(dá)標(biāo)。目前脫氨的過程主要采用水蒸氣汽提法,將煤化工產(chǎn)生的廢水中通入大量的高溫蒸汽,使其充分的接觸,以此將廢水中的氨氮進(jìn)行吹脫,這樣可以有效的降低廢水中氨氮濃度。吹脫出的氨氮在經(jīng)過分離、蒸餾等步驟進(jìn)行回收再利用。

2.2深度處理技術(shù)

煤化工廢水中污染物濃度極高,成分復(fù)雜,而且難以降解。煤化工廢水經(jīng)過預(yù)處理后COD、氨氮等污染物的濃度得到了一定程度的降解,而難降解有機(jī)物在生化處理過程中幾乎沒有被降解,因此經(jīng)過生化出后還需對(duì)其進(jìn)行深度處理,進(jìn)而滿足出水的排放標(biāo)準(zhǔn)。目前在煤化工廢水處理中應(yīng)用最多的深度處理技術(shù)是高級(jí)氧化技術(shù),主要有臭氧氧化技術(shù)、非均相催化臭氧氧化技術(shù)、超臨界水氧化技術(shù)、光催化氧化技術(shù)等[5]。2.2.1臭氧氧化技術(shù)臭氧是一種強(qiáng)化劑,其氧化過程有兩種途徑,一種是直接通過分子臭氧氧化,另一種是間接的通過臭氧分解并生成羥基自由基來進(jìn)行氧化[6]。臭氧氧化技術(shù)可以降低煤化工廢水中的COD,同時(shí)還能夠降低水中的色度和濁度,同時(shí)在該過程中不產(chǎn)生二次污染。有研究表明,在內(nèi)循環(huán)的反應(yīng)器中,利用臭氧對(duì)煤化工廢水進(jìn)行深度處理,COD的去除率可到40%~50%,其中對(duì)酚類和雜環(huán)類有機(jī)物效果最好。隨著對(duì)臭氧氧化技術(shù)的深入研究發(fā)現(xiàn),臭氧在單獨(dú)使用過程中,有機(jī)物和臭氧反應(yīng)后通常會(huì)生成醛和羧酸,而這兩種物質(zhì)不能再和臭氧繼續(xù)反應(yīng),進(jìn)而限制了臭氧的礦化作用,降低了臭氧的處理效果。因此,研究者采取了其他的措施以提高臭氧的氧化作用,有研究者采用UV與臭氧聯(lián)用來進(jìn)行廢水的處理,結(jié)果表明臭氧的氧化能力比單獨(dú)使用時(shí)提高了10倍以上,極大地改善了臭氧的氧化能力。2.2.2非均相催化臭氧氧化技術(shù)非均相催化臭氧氧化技術(shù)是建立在臭氧氧化的基礎(chǔ)之上的一類新型的高級(jí)氧化技術(shù),是臭氧在特定的催化劑作用下產(chǎn)生高效的羥基自由基對(duì)有機(jī)物進(jìn)行氧化分解,主要使用的催化劑有金屬氧化物、金屬改性的沸石、活性炭等[7]。目前研究最多的是金屬氧化物,例如Al2O3、TiO2等。此外,影響其氧化效果的因素還有pH值和溫度。pH值主要是影響OH的產(chǎn)生,pH值升高有助于提高OH的產(chǎn)生,進(jìn)而提高氧化能力。在催化氧化過程中,催化劑不僅起到催化的作用,而且還具有吸附作用,pH值的變化將影響金屬氧化表面的電荷的轉(zhuǎn)移,進(jìn)而影響了對(duì)有機(jī)物的吸附能力。2.2.3超臨界水氧化技術(shù)超臨界水氧化技術(shù)是利用水在超臨界狀態(tài)下,具有非極性有機(jī)溶劑的性質(zhì),進(jìn)而對(duì)有機(jī)物進(jìn)行氧化分解的技術(shù)。該技術(shù)具有反應(yīng)效率高,處理徹底。反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)勢(shì),但是由于超臨界狀態(tài)的水具有嚴(yán)重的腐蝕性,無機(jī)鹽在反應(yīng)過程中會(huì)結(jié)晶析出,進(jìn)而導(dǎo)致設(shè)備和管道堵塞等問題,最終提高了超臨界廢水的處理成本,影響了工業(yè)化應(yīng)用的進(jìn)程。2.2.4光催化氧化技術(shù)光催化氧化技術(shù)是利用半導(dǎo)體材料,在紫外光照射下將吸附于材料表面的氧化劑進(jìn)行激發(fā),進(jìn)而產(chǎn)生具有強(qiáng)化性能的羥基自由基,然后利用羥基自由基對(duì)有機(jī)物進(jìn)行氧化分解。TiO2是應(yīng)用最多的光催化劑,有研究者利用光催化技術(shù)處理模擬的苯酚廢水,結(jié)果表明,TiO2的投加量為2g/L、pH值為3,光照2.5h的條件下,苯酚的去除效果最佳,可達(dá)到96%。TiO2光催化技術(shù)對(duì)難降解有機(jī)物的處理效果十分顯著,但是現(xiàn)階段還未能應(yīng)用于煤化工廢水的處理中,原因在于該催化劑不能充分的利用太陽能,反應(yīng)器設(shè)計(jì)難以符合實(shí)際的應(yīng)用。相信隨著技術(shù)的發(fā)展,這些問題終將會(huì)被解決,給煤化工廢水處理技術(shù)帶來新的突破。

3結(jié)語

煤化工技術(shù)給煤炭資源的利用帶來了新的發(fā)展方向,提高了煤炭的利用效率。但是煤化工企業(yè)產(chǎn)生的廢水又給我們提出了一個(gè)新的難題,由于其水量大,污染物濃度高,而且成分復(fù)雜,毒性大,單一的處理技術(shù)根本不能滿足要求。建議企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)在結(jié)合實(shí)際工程的前提下,加大對(duì)煤化工廢水處理技術(shù)的研究,努力及早實(shí)現(xiàn)處理效率高、環(huán)境友好的廢水處理技術(shù),以帶動(dòng)煤化工行業(yè)向著更高的方向發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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篇5

傳統(tǒng)的煤化工是以低技術(shù)含量和低附加值產(chǎn)品為主導(dǎo)的高能耗、高排放、高污染、低效益、即“三高一低”行業(yè),這種對(duì)資源過度消耗、嚴(yán)重污染環(huán)境、粗放的不可持續(xù)的發(fā)展方式己難以為繼。為此,必需適時(shí)加速轉(zhuǎn)變煤化工的發(fā)展方式,著力推進(jìn)現(xiàn)代煤化工的發(fā)展。

煤化工企業(yè)排放廢水以高濃度煤氣洗滌廢水為主,含有大量酚、氰、油、氨氮等有毒、有害物質(zhì)。綜合廢水中CODcr一般在5000mg/l左右、氨氮在200~500mg/l,廢水所含有機(jī)污染物包括酚類、多環(huán)芳香族化合物及含氮、氧、硫的雜環(huán)化合物等,是一種典型的含有難降解的有機(jī)化合物的工業(yè)廢水。廢水中的易降解有機(jī)物主要是酚類化合物和苯類化合物;砒咯、萘、呋喃、瞇唑類屬于可降解類有機(jī)物;難降解的有機(jī)物主要有砒啶、咔唑、聯(lián)苯、三聯(lián)苯等。

目前國內(nèi)煤化工廢水處理方法主要采用生化法,生化法對(duì)廢水中的苯酚類及苯類物質(zhì)有較好的去除作用,但對(duì)喹啉類、吲哚類、吡啶類、咔唑類等一些難降解有機(jī)物處理效果較差,使得煤化工行業(yè)外排水CODcr難以達(dá)到一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

同時(shí)煤化工廢水經(jīng)生化處理后又存在色度和濁度很高的特點(diǎn)(因含各種生色團(tuán)和助色團(tuán)的有機(jī)物,如3-甲基-1,3,6庚三烯、5-降冰片烯-2-羧酸、2-氯-2-降冰片烯、2-羥基-苯并呋喃、苯酚、1-甲磺?;?4-甲基苯、3-甲基苯并噻吩、萘-1,8-二胺等)。

因此,要將此類煤氣化廢水處理后達(dá)到回用或排放標(biāo)準(zhǔn),主要進(jìn)一步降低CODcr、氨氮、色度和濁度等指標(biāo)。

煤化工廢水處理方法

煤化工廢水治理工藝路線基本遵行“物化預(yù)處理+A/O生化處理+物化深度處理”,以下做簡單介紹。

1物化預(yù)處理

預(yù)處理常用的方法:隔油、氣浮等。

因過多的油類會(huì)影響后續(xù)生化處理的效果,氣浮法煤化工廢水預(yù)處理的作用是除去其中的油類并回收再利用,此外還起到預(yù)曝氣的作用。

2生化處理

對(duì)于預(yù)處理后的煤化工廢水,國內(nèi)外一般采用缺氧、好氧生物法處理(A/O工藝),但由于煤化工廢水中的多環(huán)和雜環(huán)類化合物,好氧生物法處理后出水中的COD指標(biāo)難以穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

為了解決上述問題,近年來出現(xiàn)了一些新的處理方法,如PACT法、固定床生物膜反應(yīng)器(FBBR)、厭氧生物法,厭氧-好氧生物法等:

1)、改進(jìn)的好氧生物法

(1)PACT法

PACT法是在活性污泥曝氣池中投加活性炭粉末,利用活性炭粉末對(duì)有機(jī)物和溶解氧的吸附作用,為微生物的生長提供食物,從而加速對(duì)有機(jī)物的氧化分解能力?;钚蕴坑脻窨諝庋趸ㄔ偕?。

(2)固定床生物膜反應(yīng)器(FBBR)

FBBR技術(shù)可應(yīng)用于高濃度煤化工廢水的處理,也可應(yīng)用于后續(xù)的深度處理回用單元。

2)、厭氧生物法

一種被稱為上流式厭氧污泥床(UASB)的技術(shù)用于處理煤化工廢水。該法所用的反應(yīng)器是由荷蘭的G.Lettinga等于1977年開發(fā)成功的,廢水自下而上通過底部帶有污泥層的反應(yīng)器,大部分的有機(jī)物在此被微生物轉(zhuǎn)化為CH4和CO2在反應(yīng)器的上部。設(shè)有三相分離器,完成氣、液、固三相的分離。

另外,活性炭厭氧膨脹床技術(shù)也被用于處理煤化工廢水,該技術(shù)可有效地去除廢水中的酚類和雜環(huán)類化合物。

3)、厭氧-好氧聯(lián)合生物法

單獨(dú)采用好氧或厭氧技術(shù)處理煤化工廢水并不能夠達(dá)到令人滿意的效果,厭氧和好氧的聯(lián)合生物處理法逐漸受到研究者的重視。

煤化工廢水經(jīng)過厭氧酸化處理后,廢水中有機(jī)物的生物降解性能顯著提高,使后續(xù)的好氧生物處理CODcr的去除率達(dá)90%以上。其中較難降解的有機(jī)物萘、喹啉和吡啶的去除率分別為67%,55%和70%,而一般的好氧處理這些有機(jī)物的去除率不到20%。采用厭氧固定膜-好氧生物法處理煤化工廢水,也得到了比較滿意的效果。

3深度處理

煤化工廢水經(jīng)生化處理后,出水的CODcr、氨氮等濃度雖有極大的下降,但由于難降解有機(jī)物的存在使得出水的COD、色度等指標(biāo)仍未達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。因此,生化處理后的出水仍需進(jìn)一步的處理。深度處理的方法主要有混凝沉淀、固定化生物技術(shù)、吸附法催化氧化法及反滲透等膜處理技術(shù)。

1)、混凝沉淀

沉淀法是利用水中懸浮物的可沉降性能,在重力作用下下沉,以達(dá)到固液分離的過程。其目的是除去懸浮的有機(jī)物,以降低后續(xù)生物處理的有機(jī)負(fù)荷。

在生產(chǎn)中通常加入混凝劑如鋁鹽、鐵鹽、聚鋁、聚鐵和聚丙烯酰胺等來強(qiáng)化沉淀效果,此法的影響因素有廢水的pH、混凝劑的種類和用量等。

2)、固定化生物技術(shù)

固定化生物技術(shù)是近年來發(fā)展起來的新技術(shù),可選擇性地固定優(yōu)勢(shì)菌種,有針對(duì)性地處理含有難降解有機(jī)毒物的廢水。

經(jīng)過馴化的優(yōu)勢(shì)菌種對(duì)喹啉、異喹啉、吡啶的降解能力比普通污泥高2-5倍,而且優(yōu)勢(shì)菌種的降解效率較高,經(jīng)其處理8h可將喹啉、異喹啉、吡啶降解90%以上。

3)、高級(jí)氧化技術(shù)

由于煤化工廢水中的有機(jī)物復(fù)雜多樣,其中酚類、多環(huán)芳烴、含氮有機(jī)物等難降解的有機(jī)物占多數(shù),這些難降解有機(jī)物的存在嚴(yán)重影響了后續(xù)生化處理的效果。

高級(jí)氧化技術(shù)是在廢水中產(chǎn)生大量的HO.自由基HO.自由基能夠無選擇性地將廢水中的有機(jī)污染物降解為二氧化碳和水。高級(jí)氧化技術(shù)可以分為均相催化氧化法、光催化氧化法、多相濕式催化氧化法以及其他催化氧化法。具體參見更多相關(guān)技術(shù)文檔。

催化氧化法可以應(yīng)用在煤化工廢水處理工藝的前段,去除部分COD和增強(qiáng)廢水的可生化性,但存在消耗量大,運(yùn)行不經(jīng)濟(jì)的問題,因此該技術(shù)在后續(xù)的深度處理單元中應(yīng)用可以獲得更好的經(jīng)濟(jì)性和降解效果。

4)、吸附法

由于固體表面有吸附水中溶質(zhì)及膠質(zhì)的能力,當(dāng)廢水通過比表面積很大的固體顆粒時(shí),水中的污染物被吸附到固體顆粒(吸附劑)上,從而去除污染物質(zhì)。該方法可取得較好的效果,但存在吸附劑用量大,費(fèi)用高產(chǎn)生二次污染等問題,一般適合小規(guī)模污水處理應(yīng)用。

廢水處理工藝基本要求

1技術(shù)成熟、經(jīng)濟(jì)合理的原則進(jìn)行總體設(shè)計(jì),力求節(jié)能降耗、工程投資低、運(yùn)行成本低、操作管理方便、工藝技術(shù)先進(jìn)成熟的廢水處理工藝流程。

2工藝流程做到穩(wěn)定、高效、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng),運(yùn)行靈活、設(shè)備布置合理結(jié)構(gòu)緊湊;

3設(shè)備選型、匹配得當(dāng),運(yùn)行穩(wěn)定可靠,性價(jià)比高,維護(hù)保養(yǎng)簡單,使用壽命長;

4采用現(xiàn)代化自控技術(shù),設(shè)置必要的監(jiān)控儀表,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理,提高管理水平;

篇6

關(guān)鍵詞:煤氣化;廢水處理;影響因素;發(fā)展趨勢(shì)

煤氣化廢水處理技術(shù)在我國已初具規(guī)模,各企業(yè)已將煤氣化廢水處理技術(shù)應(yīng)用到廢水處理工程中來。然而煤氣化項(xiàng)目耗水量巨大,產(chǎn)生的廢水成分復(fù)雜,多方面因素的影響使得我國很多企業(yè)的煤氣化廢水處理技術(shù)都不成熟,達(dá)不到環(huán)境保護(hù)的要求,且在處理過程、處理效果等方面還存在一定問題需要改進(jìn),還會(huì)在處理過程中對(duì)環(huán)境方面帶來一定的污染,尤其是廢水的產(chǎn)生,因而研究高效的廢水處理技術(shù)工藝不僅可以減少對(duì)環(huán)境的污染,提高煤氣化廢水水資源回收利用,節(jié)約工業(yè)用水,還可以降低工藝技術(shù)處理的運(yùn)行成本,減少處理工藝過程中化學(xué)品成本。

1煤氣化廢水處理技術(shù)現(xiàn)狀

1.1預(yù)處理技術(shù)現(xiàn)狀。預(yù)處理階段主要是對(duì)煤氣化廢水中高濃度酚、氨及油類物質(zhì)的處理,主要應(yīng)用萃取法脫酚,實(shí)現(xiàn)酚類物質(zhì)的分離,目前應(yīng)用范圍較廣、效果較高的萃取劑是TBP-煤油溶液,可循環(huán)使用,脫酚效果高達(dá)90%;水蒸汽法蒸氨,實(shí)現(xiàn)氨類物質(zhì)的回收利用,目前應(yīng)用較多的是單塔工藝,流程簡單、操作平穩(wěn)、還可實(shí)現(xiàn)對(duì)氨和硫化物等酸性物質(zhì)的同時(shí)回收,主要用于中等濃度含氨、含酸廢水的處理。我國擁有較先進(jìn)的處理設(shè)備的企業(yè)在煤氣化廢水處理技術(shù)應(yīng)用過程中不斷對(duì)處理工藝進(jìn)行改造,解決了原有流程中銨鹽結(jié)晶、結(jié)垢問題,并將抽出質(zhì)量與進(jìn)料質(zhì)量百分比提高到9%以上;化學(xué)氧化法,是處理高濃度煤氣化廢水常用的方法,采用聯(lián)合工藝技術(shù)將難降解的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為易降解的中間產(chǎn)物,對(duì)剩余的污染物利用吸附法進(jìn)行再處理,使COD與揮發(fā)酚的去除率達(dá)到97%和99%[1]。1.2生化處理技術(shù)現(xiàn)狀。經(jīng)過預(yù)處理的煤氣化廢水污染物主要是氨氮與COD,主要采用A2/O法,去除總氮,但抗沖擊能力較差,運(yùn)行管理較復(fù)雜,通過專業(yè)人員對(duì)工藝不斷創(chuàng)新、嘗試以及加入其他技術(shù),終于研究出生物倍增技術(shù),將氨氮和總氮的去除率達(dá)到99.3%和71.5%;SBR法,集均化、初塵、生物降解等功能于一體,運(yùn)行簡單,操作靈活,對(duì)氨氮的去除率達(dá)98%,氨氮濃度小于10mg/L;多級(jí)生物膜法,減少優(yōu)勢(shì)菌群的流失,保證難降解有機(jī)物及氨氮的去除,具有運(yùn)行穩(wěn)定、抗沖擊能力強(qiáng)等特點(diǎn)。1.3深度處理技術(shù)現(xiàn)狀。經(jīng)過預(yù)處理及生化處理后的煤氣化廢水還含有一定量的難降解有機(jī)物及懸浮物。高級(jí)氧化法,臭氧氧化法在一定的反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)pH內(nèi)有較高的氧化效率,采用三種的負(fù)載型催化劑,以臭氧為氧化劑的工藝技術(shù),對(duì)苯酚和氰化物的去除率高達(dá)90%以上;吸附法,利用活性炭良好的吸附性和穩(wěn)定的化學(xué)性,有效去除廢水中的有機(jī)物、懸浮物等物質(zhì);混凝沉淀法,以PES為最佳混凝劑通過對(duì)PAM的投加使COD和色度的去除效率分別達(dá)到62%和66%;膜分離法,用于廢水的再生處理,浸沒式超濾出水使水濁度在0.55NTU,SDI、COD、及色度等的去除率都能達(dá)到一個(gè)很高的程度,而0.25%的氯化鈉溶液對(duì)膜組件的清洗效率能達(dá)到97%之高[2]。

2發(fā)展趨勢(shì)

煤氣化廢水處理的重點(diǎn)和難點(diǎn)主要是高濃度氨氮和酚的處理,目前我國應(yīng)用的煤氣化廢水處理技術(shù)在運(yùn)行成本以及處理效果上仍有待提高,很多方面的研究都處于小型試驗(yàn)階段,專業(yè)人員的研究方向也是對(duì)單一技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行研究,對(duì)物化處理工藝與生化處理工藝的結(jié)合方向研究很匱乏,另外水質(zhì)成分的復(fù)雜度、污染物濃度的高低、以及污染物種類等因素也對(duì)煤氣化廢水處理程度影響甚多,使得我國煤氣化廢棄處理技術(shù)進(jìn)步緩慢,在面臨環(huán)境嚴(yán)重污染、廢水零排放的發(fā)展趨勢(shì)下,我國研究人員應(yīng)團(tuán)結(jié)合作,共同研發(fā)現(xiàn)代環(huán)境下的高效的、優(yōu)化的煤氣化廢水處理技術(shù)[3]。

3結(jié)語

總而言之,根據(jù)目前我國煤氣化處理技術(shù)現(xiàn)狀,煤氣化廢水處理工藝的不成熟,煤氣化廢水處理的影響因素等方向進(jìn)一步研究更高效的煤氣化廢水處理技術(shù)已成為我國專業(yè)技術(shù)研究人員迫在眉睫的任務(wù)。同時(shí)煤氣化企業(yè)操作人員也需在三階段的處理技術(shù)方面突破現(xiàn)有桎梏,根據(jù)具體的廢水水質(zhì)以及水量選擇恰當(dāng)?shù)奶幚砉に?,考慮煤氣化廢水處理過程的影響因素,研究更高效的運(yùn)行模式,提高技術(shù)處理效果的同時(shí)減少處理工藝的運(yùn)行成本,確保達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)、廢水回收利用。

參考文獻(xiàn):

[1]蔣芹,鄭彭生,張顯景,郭中權(quán).煤氣化廢水處理技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].能源環(huán)境保護(hù),2014,06(05):9-12.

[2]張蔚.煤氣化廢水處理技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展[J].污染防治技術(shù),2012,09(03):18-20.

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【關(guān)鍵詞】甲醛 危害 廢水 處理技術(shù)

一、甲醛性質(zhì)、來源及危害

甲醛易溶于水,常溫常壓下易揮發(fā),且隨溫度升高揮發(fā)速度越快。甲醛易氧化、聚合,其濃溶液在常溫下長期放置會(huì)聚合成環(huán)狀聚合物,在催化劑作用下,高純度甲醛可聚合成多聚甲醛。

甲醛是化工行業(yè)最常用的原料,如苯酚與甲醛縮合生產(chǎn)酚醛樹脂過程中產(chǎn)生的酚醛廢水,除含有大量醇類、酸類等有毒物質(zhì)外,還含有濃度高達(dá)幾萬的酚和醛。制藥行業(yè)甲醛是生產(chǎn)醫(yī)藥原料中間體和成品藥的重要原料之一。紡織行業(yè)紡織品在生產(chǎn)加工過程中使用含甲醛的羥甲基化合物作為整理劑,為改善織物的折皺性,使用含甲醛的陽離子樹脂以提高染色牢度。粘合劑行業(yè)由于其具有較強(qiáng)的粘合性、能加強(qiáng)板材的硬度及防蟲、防腐的功能,所以用來合成多種粘合劑。粘合劑的生產(chǎn)大多涉及樹脂合成,如酚醛樹脂、氨基樹脂等。

廢水中的甲醛常溫下極易揮發(fā)的無色、刺激性、有毒的物質(zhì),能與微生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)直接反應(yīng),使微生物細(xì)胞抑制其生物活性或?qū)е滤劳?。其?duì)人體的影響表現(xiàn)為:人體對(duì)甲醛最敏感的部位是嗅覺,甲醛的危害表現(xiàn)在對(duì)黏膜的刺激作用,鼻吸入后滯留在鼻腔組織,吸入時(shí),鼻子容易出現(xiàn)嚴(yán)重的刺激和水腫、呼吸道阻力增高、呼吸頻率下降、眼刺激和頭痛。甲醛對(duì)皮膚的刺激作用很強(qiáng),易誘發(fā)過敏反應(yīng)。甲醛是一種基因毒性物的致畸、致癌作用,對(duì)人體免疫系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)及肝臟等產(chǎn)生危害。

二、甲醛廢水處理技術(shù)研究進(jìn)展

國內(nèi)外學(xué)者對(duì)甲醛廢水的處理研究較多。處理的方法主要按廢水中是否存在酚進(jìn)行分類,含酚的一般采用縮合法、氧化法、混凝法等來處理;不含酚的主要采用氧化法、吹脫法、生物處理法、石灰法、縮合法等。

(一)氧化法

(1)Fenton法。試劑氧化法Fenton試劑氧化處理甲醛廢水,是當(dāng)前國內(nèi)外科研人員研究的熱點(diǎn)課題。簡磊研究了Fenton試劑處理含甲醛有機(jī)廢水的效果、影響因素及其適宜條件。吳超飛的試驗(yàn)表明,在H2O2濃度0.25mol/L,F(xiàn)e2+濃度3.0mol/L,溫度控制在85℃,反應(yīng)時(shí)間大致為90min時(shí),甲醛去除率可達(dá)到99.1%。隨著技術(shù)的發(fā)展,科研人員開發(fā)了電-Fenton和光-Fenton等工藝處理含甲醛的廢水。胡成生采用電-Fenton反應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置,控制反應(yīng)時(shí)間90min,F(xiàn)e2+濃度300mg/L,pH值

(2)光催化氧化法。光催化氧化法近年來也廣泛應(yīng)用于含甲醛有機(jī)廢水的處理。王玉軍采用二氧化鈦?zhàn)髯鳛榇呋瘎?,高壓汞燈作為光源,?duì)低濃度甲醛廢水采用光催化氧化處理試驗(yàn)。趙蓮花研究得出pH4~5,0.6kW/m3氙燈光強(qiáng)下照射4h,催化劑WO3投加量0.4g/L,甲醛廢水去除率可達(dá)65.46%。蔡鐵軍等用多金屬氧化物與TiO2制成復(fù)合催化劑;楊瑞等用絲光沸石與TiO2做成混合催化劑;吳樹新等用超聲水解法制備納米TiO2催化劑來氧化甲醛。

(3)超聲波/H2O2法。李占雙等研究了超聲波與H2O2聯(lián)合法處理甲醛廢水的效果。當(dāng)甲醛初始濃度為100mg/L時(shí),使用超聲波處理或H2O2氧化含甲醛廢水時(shí),效果不理想,處理60min后甲醛去除率分別為接近40%和50%,當(dāng)兩種方法聯(lián)合使用60min后,甲醛的去除率達(dá)到了80%以上,說明聯(lián)合工藝表現(xiàn)出協(xié)同效應(yīng),促進(jìn)降解率的提高。

(4)ClO2氧化法。很多學(xué)者用二氧化氯處理工業(yè)廢水,岳欽艷研究了二氧化氯氧化甲醛廢水過程的時(shí)間、pH值等因素。當(dāng)廢水中甲醛濃度為8125mg/L時(shí),反應(yīng)30min后,反應(yīng)達(dá)到穩(wěn)定期,甲醛去除率為80%左右。

(二)吹脫法

利用甲醛沸點(diǎn)低、易溶于水、易揮發(fā)的物理特性,采用蒸汽對(duì)廢水中的甲醛進(jìn)行吹脫預(yù)處理,極大地降低了后續(xù)生化處理的工作量,可改善處理效果。張蕾等對(duì)配置甲醛濃度為7400mg/L的甲醛廢水進(jìn)行了蒸汽加熱吹脫處理研究,蒸汽加熱吹脫甲醛去除率可達(dá)96%。閆百興將甲醛廢水霧化處理,噴灑在剛從鍋爐出來的爐渣上,甲醛遇高溫和氧氣后,立即分解為二氧化碳和水,接著通過集氣罩和排氣筒排入大氣,多余的甲醛被多孔爐渣吸附,此法處理甲醛濃度為25000mg/L的廢水,去除率可達(dá)96%以上。

(三)尿素縮合法

在酸性環(huán)境條件下,甲醛與尿素反應(yīng)會(huì)生成甲基脲沉淀。趙瑞華等向100mLCODCr濃度為29143mg/L的甲醛模擬廢水中加入尿素,pH值調(diào)整為2,出水的CODCr值為5400mg/L,CODCr去除率達(dá)到81.47%。

(四)生物法

生物處理法目前普遍應(yīng)用于有機(jī)廢水處理。利用微生物代謝作用,對(duì)廢水中含有的有機(jī)污染物做轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化和凈化處理,使其轉(zhuǎn)變?yōu)闊o毒無害的穩(wěn)定物質(zhì),從而達(dá)到凈化廢水的目的。該方法運(yùn)行成本低、處理能力大、適用范圍廣和無二次污染等優(yōu)點(diǎn)。王志海探討了活性污泥法對(duì)甲醛模擬廢水的處理效果,其結(jié)果表明,該法對(duì)甲醛模擬廢水處理效果較好,甲醛去除率達(dá)到99.9%。楊寒稀對(duì)工業(yè)甲醛廢水在SBR中的生物降解性作了研究,研究表明,采用低負(fù)荷法啟動(dòng)厭氧SBR,對(duì)甲醛的去除率在97%以上。

三、結(jié)語

論文主要對(duì)甲醛廢水處理技術(shù)研究進(jìn)展進(jìn)行了研究,通過分析多種處理技術(shù)的發(fā)展及研究狀況,各分析了其主要特點(diǎn)以及各種的優(yōu)勢(shì),對(duì)工程技術(shù)人員選擇合適的處理方法提供了參考依據(jù)。

參考文獻(xiàn):

[1]林長松,袁旭峰,王小芬,馮宗強(qiáng),朱萬斌,程序,崔宗均.HRT對(duì)固定床厭氧反應(yīng)器運(yùn)行效果的影響[J].環(huán)境工程學(xué)報(bào),2010,(03).

[2]黃志金,黃光團(tuán),史春瓊,季景瑜.溶解氧對(duì)膜生物反應(yīng)器處理高氨氮廢水的影響[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2010,(01).

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關(guān)鍵詞:含油廢水 技術(shù) 污水處理方法

一、引言

含油廢水的輸出,涉及范圍廣泛,如石油、煉油、石化、油輪事故、航運(yùn)、船舶導(dǎo)航、車輛清洗、機(jī)械制造、食品加工和處理所有能產(chǎn)生含油污水。石油污染作為一種常見的和染料,對(duì)環(huán)境保護(hù)和生態(tài)平衡極大危害。

二、重力分離法

重力分離過程是一個(gè)典型的主要治療方法,是使用油和水的密度差,油和水的不相溶性,在靜止或流動(dòng)條件實(shí)現(xiàn)油珠、懸浮物和水分離。分散在水油珠在浮力效應(yīng)緩慢上升,分層,油珠在浮動(dòng)的速度取決于油珠大小、油和水的密度差,當(dāng)前狀態(tài)和粘度的流體。橫向流含油污水除油設(shè)備是在斜板除油器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,它由含油廢水和聚結(jié)區(qū)和分離區(qū)兩個(gè)部分。含油污水首先在十字板型聚結(jié)器,使分散的油滴聚結(jié)小成豬油珠,小顆粒固體材料變成大顆粒絮凝的和合并長大和固體材料油珠通過獨(dú)特的通道橫向流動(dòng)分離板面積,從水中分離出來。在水中,固體材料分離,也可以進(jìn)行氣體(天然氣)的分離。瓦楞紙板脫脂原理是主要的油、水密度差,使油珠浮動(dòng)設(shè)置在板波的地方和分離,關(guān)鍵是要?jiǎng)h除,哈哈真的淺池沉淀原理,使瓦楞板可變間距變水量、水節(jié)是變化,水流是擴(kuò)散,收縮狀態(tài)交替流,產(chǎn)生脈動(dòng)(正弦)流,使油珠之間添加碰撞概率,使小油珠的變化,加快油珠上浮速度,達(dá)到油水分離的目的。奧地利費(fèi)雷公司在世界上率先開發(fā)CPS集成波紋板重力加速度聚集型油水分離器。波浪板是費(fèi)雷公司的專利產(chǎn)品,以聚丙烯為基礎(chǔ)原料,含有多種添加劑,使其具有親油,不粘油,抗衰老是ch。

三、過濾法

過濾法是廢水通過一個(gè)孔,通過該裝置或一些顆粒介質(zhì)的過濾層,利用其截留、篩選、慣性碰撞過程的懸浮物和石油廢水去除等有害物質(zhì)。常見的濾波方法有三個(gè)分層在過濾、膜過濾和纖維過濾介質(zhì)。膜過濾法也稱為膜分離是利用微孔膜將油珠和表面活性劑截留,主要用于去除乳化油和溶解油。濾膜包括超濾膜和反滲透膜和混合過濾膜等。膜材料包括有機(jī)膜和無機(jī)膜兩種,常見有機(jī)膜、聚砜膜有醋酸膜、聚丙烯膜,常用的無機(jī)膜有陶瓷膜、氧化鋁、氧化鈷、氧化鈦等。乳化油在一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài),與物理方法和化學(xué)方法難以分離。的快速發(fā)展膜科學(xué)、膜過程乳化油污水已逐漸被接受和應(yīng)用在工業(yè)上。

四、浮選法

浮選法,也稱為空氣浮選,國內(nèi)外深入調(diào)查研究,推廣一種恒定的水處理技術(shù)。該方法是在水進(jìn)入空氣或其他氣體產(chǎn)生細(xì)泡沫,因此,一些非常小的水和固體顆粒懸浮油珠堅(jiān)持泡沫,泡沫浮到表面一起形成浮渣(石油泡沫層),然后使用適當(dāng)?shù)钠灿推鲗⒂兔撝?/p>

五、生物氧化法

生物氧化法是利用微生物的生物化學(xué)作用使 廢水得到凈化的一種方法。油類是一種烴類有機(jī) 物,可以利用微生物的新陳代謝等生命活動(dòng)將其 分解為二氧化碳和水。含油廢水中的有機(jī)物多以 溶解態(tài)和乳化態(tài)存在,BOD5較高,利于生物的氧 化作用。

六、化學(xué)法

化學(xué)法也被稱為的方法,是通過化學(xué)作用的添加劑將廢水污染物成分的物質(zhì),使廢水在無害的凈化得到的一種方法。常用的化學(xué)方法是中和、沉淀、混凝、氧化還原等。主要用于含油廢水混凝法。凝固的方法是添加一定比例的含油廢水的絮凝劑在水中水解后形成帶正電荷的微粒和帶負(fù)電荷的電荷的乳化油發(fā)電中和,油粒聚集,粒徑大,生成絮狀物吸附小油滴,然后通過結(jié)算或氣浮方法油水分離。常見的絮凝劑有聚合氯化鋁(PAC)變化、氯化鐵、硫酸鋁、硫酸亞鐵和其他無機(jī)絮凝劑、丙烯酰胺、聚丙烯酰胺(PAM)和其他有機(jī)高分子絮凝劑,絮凝劑的投加量、不同pH值范圍的不同。此法適用于重力沉降不能脫離國家的乳化的油滴和其他小的懸浮物質(zhì)。

七、粗?;?/p>

一個(gè)粗粒度的方法是使用油和水兩個(gè)相對(duì)聚結(jié)材料親和力力區(qū)別特征,油粒是材料捕獲和保留在木材料表面和內(nèi)部孔隙形成油膜,膜厚度增大到一定程度后,總是在液壓和浮力效應(yīng)如油膜下凝聚成較大的液滴合并。斯托克斯公式,眾所周知,油粒在水和油的提升速度的平方成正比粒子直徑。聚結(jié)在糧食與一家大石油珠很容易從水中分離。在一個(gè)粗粒度的廢水,含油量和污油性質(zhì)和沒有改變,這是更容易使用重力分離將會(huì)去除油。

八、聲波、微波和超聲波脫水技術(shù)

聲波可以加速汗水聚結(jié),提高效率的原油脫水;超聲波能減少能源消耗和降低破乳劑用量;微波在乳狀液穩(wěn)定性的下降,但也低可以加熱乳液,進(jìn)一步推動(dòng)水滴聚結(jié),在解決老油田在我國東部三引起的原油性質(zhì)復(fù)雜的深度脫水問題具有很好的應(yīng)用前景。

微波是指頻率為300 MHz到300 GHz電磁波[9]。微波水處理技術(shù)是微波領(lǐng)域的單相流和相電流的物理和化學(xué)反應(yīng)的催化作用強(qiáng)烈,通過行動(dòng),選擇性能源和殺死微生物的功能用于水處理技術(shù)的一個(gè)新類型。

超聲波是一種高頻機(jī)械波,頻率一般2×104 ~ 5 x 108赫茲,能源之間濃度和穿透力強(qiáng),點(diǎn)。超聲波在水中會(huì)發(fā)生冷凝效果,孔或空化效應(yīng)[10]。當(dāng)超聲波在溶液含有污水,使成小油滴和水一起振動(dòng)。但由于不同大小的顆粒的兒子與不同的相對(duì)振動(dòng)速度,油滴就會(huì)相互碰撞,膠粘劑,油滴的體積增加。然后,由于粒子有較大,不能與聲,只有隨機(jī)運(yùn)動(dòng)。中小型水油滴濃縮和分離、油水分離效果好。超聲處理乳化油污水,必須首先通過實(shí)驗(yàn)確定最美麗的聲波頻率,或可能出現(xiàn)超聲磨削效果,影響治療效果。目前,國內(nèi)外學(xué)者利用超聲波技術(shù)滴溶液水污染物已多達(dá)幾十個(gè),但研究對(duì)象為單組分模擬系統(tǒng),和實(shí)際廢水通常含有多種污染物,所以超聲波技術(shù)在實(shí)際廢水處理與舒適性如何還有待進(jìn)一步研究。此外,目前關(guān)于使用超聲波技術(shù)降解污染物的研究大多屬于實(shí)驗(yàn)室階段,由于聲化學(xué)反應(yīng)過程的降解機(jī)理、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和反應(yīng)器設(shè)計(jì)放大開放展覽是不充分,目前很難實(shí)現(xiàn)工程。

九、超聲/電化學(xué)聯(lián)用技術(shù)

利用超聲波空化效應(yīng),可以在電化學(xué)反應(yīng)的電極不形成覆蓋,避免電極活性下降;超聲波空化效應(yīng)也有利于協(xié)作電催化過程是生產(chǎn)?哦,使骯臟的水污染物分解得更快,超聲還可使有機(jī)物質(zhì)在水溶液中充分分散,從而大大提高反應(yīng)器在心智能力。Mizera在電解氧化處理含酚廢水是當(dāng)頭發(fā),沒有超聲波存在,只有50%的分解率,如果使用25 kHz,104 w / m2超聲波治療,酚分解率會(huì)增加到80%。美國采購?fù)ㄟ^設(shè)計(jì)和Eppinger使用超聲波/電化學(xué)耦合技術(shù)的印染廢水處理表明,超聲波、電場(chǎng)協(xié)同,廢水脫色率大大高于單獨(dú)使用超聲波的脫色率。

十、結(jié)語

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關(guān)鍵詞:厭氧顆粒污泥膨脹床;撲熱息痛廢水;高濃度有機(jī)廢水

Abstract: taking acetaminophen production for the treatment of wastewater object, and study the EGSB (anaerobic granular sludge expansion bed) reactor + CASS process acetaminophen wastewater operation rule. After about 8 months of operation, and the results showed that the water CODcr and NH3-N concentration respectively for 15000 mg/L and 120 mg/L, the total water CODcr and NH3-N do 200 mg/L respectively and 20 mg/L, removal rate were 98.7% and 83.3%, with EGSB anaerobic reactors load capacity up to 7.1 kgCODcr / (m3 d.).

Keywords: anaerobic granular sludge expansion bed; Acetaminophen wastewater; High concentration organic wastewater

中圖分類號(hào):X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):

1、前言

撲熱息痛是常用的解熱鎮(zhèn)痛藥物,化學(xué)成分為對(duì)乙酰氨基笨酚(醋氨酚),分子式為C8H9NO2,經(jīng)過幾十年的生產(chǎn)實(shí)踐,撲熱息痛的生產(chǎn)已經(jīng)形成一套成熟的生產(chǎn)工藝,即傳統(tǒng)的二步生產(chǎn)法,是以對(duì)硝基氯苯為原料,經(jīng)水解、酸化還原制成對(duì)氨基苯酚,再經(jīng)過酰化得到對(duì)乙酰氨基苯酚[1]。由于廢水中含有對(duì)氨基苯酚、對(duì)乙酰氨基酚及其氧化產(chǎn)物醌、偶氮化合物等對(duì)微生物有一定的抑制和毒性作用,該類廢水治理一直是難題。連云港某制藥廠是一家從事對(duì)乙?;椒由a(chǎn)的原料藥企業(yè),日產(chǎn)水量1000m³。原有一套UASB池+CASS池污水處理系統(tǒng),由于處理工藝不合理等原因,一直無法正常運(yùn)行。經(jīng)技術(shù)改造后,新增EGSB厭氧反應(yīng)器1套。

2、工程設(shè)計(jì)

2.1 廢水特點(diǎn)

廢水主要由酰化段離心廢水、多次套用母液、精制段壓濾廢水、反應(yīng)釜清洗廢水和生活污水組成,主要污染因子有對(duì)氨基苯酚、冰醋酸、焦亞硫酸鈉、粉末狀活性碳、乙酰氨基酚及氧化產(chǎn)物醌、偶氮化合物等,由于對(duì)乙酰胺基苯酚具有共軛可變結(jié)構(gòu)和生色基團(tuán),廢水在酸性條件下呈紅褐色,在堿性條件下呈藍(lán)色,色度隨電位升高而增大。對(duì)乙酰氨基苯酚及反應(yīng)副產(chǎn)物較難生物降解[2]。廢水具有組分復(fù)雜,濃度高,水質(zhì)波動(dòng)大,生物不易降解等特點(diǎn)。

2.2進(jìn)出水水質(zhì)要求

設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì):CODcr:15000mg/L;BOD5:5000mg/L;NH3-N:150mg/L;SS:1000mg/L;pH:2~3;色度:2000倍。

設(shè)計(jì)出水執(zhí)行《污水排入城市下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(CJ3082-1999),主要指標(biāo):CODcr≤500mg/L;SS:≤400mg/L;pH:6~9

2.3 處理工藝及說明

目前,撲熱息痛生產(chǎn)廢水處理方法有混凝沉淀、高級(jí)氧化、鐵碳電解、膜過濾、厭氧生物處理、好氧生物法等多種組合處理工藝,根據(jù)本工程進(jìn)水水質(zhì)特點(diǎn)和處理深度要求,本工程處理工藝采分質(zhì)處理技術(shù),將企業(yè)排放廢水按水質(zhì)特點(diǎn)分類收集、預(yù)處理后匯合的處理工藝,工藝流程詳見圖2.2-1.

圖2.2-1 工藝流程框圖

母液污染程度最重,CODcr:200000mg/L,精制廢水污染程度較輕,CODcr:3000~5000mg/L,但粉末狀活性碳含量較高,且含有一定量的反應(yīng)中間產(chǎn)物醌類等難生物降解成分,其他廢水指生活污水、離心廢水、沖洗廢水等,污染程度一般。

將母液廢水單獨(dú)收集,通過提升泵均勻泵入綜合廢水調(diào)節(jié)池;精制廢水設(shè)置單獨(dú)收集池,經(jīng)折流式沉淀池去除廢水中懸浮物活性碳,與其他廢水匯入綜合廢水調(diào)節(jié)池內(nèi),在綜合廢水調(diào)節(jié)池內(nèi)均衡水質(zhì),經(jīng)均質(zhì)調(diào)節(jié)后廢水進(jìn)入pH調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)廢水pH,由于本工程廢水呈酸性是由水中含冰醋酸造成的,因此pH調(diào)節(jié)至4左右即可,不需調(diào)至中性以減少液堿消耗量。pH調(diào)節(jié)池出水進(jìn)入水溫調(diào)節(jié)池,經(jīng)水溫調(diào)節(jié)池穩(wěn)定水溫在35°±2。恒溫廢水泵入EGSB厭氧反應(yīng)器內(nèi),在EGSB厭氧反應(yīng)器去除大部分有機(jī)物。EGSB厭氧反應(yīng)器從功能劃分為高負(fù)荷區(qū)、精處理區(qū)、沉淀區(qū)3部分,,其中高負(fù)荷區(qū)容積負(fù)荷可達(dá)12kgCODcr/(m³•d),精處理區(qū)容積負(fù)荷為3 kgCODcr/(m³•d),沉淀區(qū)表面負(fù)荷為0.53m³/(㎡•h)。并設(shè)置了強(qiáng)制外循環(huán)系統(tǒng),通過強(qiáng)制外循環(huán)不但保證了傳質(zhì)效果,又起到了原水稀釋作用。

EGSB厭氧反應(yīng)器頂部設(shè)置氣液分離器,實(shí)現(xiàn)沼氣與廢水、污泥的分離,分離后的沼氣經(jīng)沼氣收集管道收集并輸送至沼氣儲(chǔ)罐內(nèi),由于產(chǎn)生沼氣量較小,不具備回收利用價(jià)值,采用沼氣燃燒塔燃燒后放空[3]。

EGSB厭氧反應(yīng)器出水進(jìn)入水解池,通過缺氧微生物的新陳代謝作用將廢水中殘留的部分大部分子有機(jī)物分解為小分子有機(jī)物,提高廢水可生化性,為后段好氧生物處理提供有利條件。此時(shí)出水仍不能滿足排放要求,因此需設(shè)置好氧系統(tǒng),好氧系統(tǒng)采用CASS工藝,不需設(shè)置二沉池。由于廢水中殘留一定量的顯色物質(zhì),廢水的色度較重,通過折流式脫色池后達(dá)標(biāo)排放。

2.4 主要建構(gòu)筑物設(shè)及設(shè)計(jì)參數(shù)

本工程主要建構(gòu)筑物尺寸及設(shè)計(jì)參數(shù)見表2.4-1,

表2.4-1 建構(gòu)筑物設(shè)計(jì)參數(shù)及配套設(shè)備一覽表

3、調(diào)試運(yùn)行結(jié)果及分析

篇10

根據(jù)有機(jī)廢水處理方面的特性可以將其劃分為以下3類:①廢水中的有機(jī)物易于生物降解,同時(shí)廢水中的毒物含量很少。這類廢水主要是生活污水和來自以農(nóng)牧產(chǎn)品為原料的工業(yè)廢水等;②廢水中的有機(jī)物易于生物降解,同時(shí)廢水中的毒物含量較多。這類廢水主要來自印染、制革廢水等;③廢水中所含的有機(jī)物難于生物降解(生物降解速度極其緩慢),同時(shí),廢水中毒物可能較多、亦可能較少。這類廢水主要來自造紙、制藥廢水等。

第①類廢水可直接進(jìn)行生物處理。第③類廢水較為復(fù)雜,此處不作討論。本文主要對(duì)第②類廢水中的毒物作用機(jī)制及應(yīng)對(duì)措施加以討論。

1、毒物及其作用機(jī)制

廢水中凡是能延緩或完全抑制微生物生長的化學(xué)物質(zhì),統(tǒng)稱為有毒有害物質(zhì),簡稱毒物。這些毒物,從化學(xué)性質(zhì)上來分可劃分為有機(jī)物和無機(jī)物兩大類。從處理的角度又可劃分為能被生物處理段去除、轉(zhuǎn)化的物質(zhì)(如H2S、苯酚等,或稱非穩(wěn)定性毒物)和不能被生物處理段去除、轉(zhuǎn)化的物質(zhì)(如NaCl、汞、銅等,或稱穩(wěn)定性毒物)兩大類。

毒物對(duì)微生物的作用機(jī)制主要有如下方式:

(1)損傷細(xì)胞結(jié)構(gòu)成分和細(xì)胞外膜。如:70%濃度的乙醇能使蛋白凝固達(dá)到殺菌作用;酚、甲酚、表面活性劑作用于細(xì)胞外膜,破壞細(xì)胞膜的半透性。

(2)損傷酶和重要代謝過程。一些重金屬(銅、銀、汞等)對(duì)酶有潛在的毒害作用,甚至在非常低的濃度下也起作用。這些重金屬的鹽類和有機(jī)化合物能與酶的-SH基結(jié)合,并改變這些蛋白質(zhì)的三級(jí)和四級(jí)結(jié)構(gòu)。

(3)競爭性抑制作用。當(dāng)廢水中存在一種化學(xué)結(jié)構(gòu)與代謝物質(zhì)相類似的有機(jī)物時(shí)便會(huì)發(fā)生。因?yàn)槎叨寄茉诿傅幕钚灾行呐c酶相結(jié)合,它們的競爭將抑制中間產(chǎn)物的形成,使酶的催化反應(yīng)速率降低。

(4)對(duì)細(xì)胞成分合成過程的抑制作用。當(dāng)某些化學(xué)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)類似于細(xì)胞成分的結(jié)構(gòu)時(shí),它們便會(huì)被細(xì)胞吸收并同化,結(jié)果是合成無功能的輔酶或?qū)е律L停止。這種作用最典型的例子便是磺胺酸。

(5)抗生素對(duì)核酸的抑制作用。不少抗生素能專一地抑制原核生物的蛋白質(zhì)合成,如鏈霉素會(huì)抑制氨基酸正確結(jié)合于多肽上。

(6)抗生素對(duì)核酸的抑制作用。如絲裂霉系C會(huì)選擇性地阻止DNA的合成,從而抑制微生物的生長。

(7)對(duì)細(xì)胞壁合成的抑制作用。如青霉素便是通過干擾細(xì)胞壁的合成從而達(dá)到抑制微生物生長的效果。

2、菌種承受毒物的能力及菌種馴化法

需說明的是,微生物中存在不少能耐受常用代謝毒物的菌株,有的甚至能利用它們作為能源。化學(xué)物質(zhì)對(duì)微生物的抑制作用與其濃度有直接關(guān)系,并隨微生物的馴化而發(fā)生變化,經(jīng)過馴化的微生物對(duì)有毒物質(zhì)的適應(yīng)能力將逐步加強(qiáng)。微生物這種巨大的適應(yīng)性(變異性)是由它們的小體積決定的。如一個(gè)微球細(xì)胞僅具有約100000個(gè)蛋白質(zhì)分子所能容納的空間,如此小的體積決定了那些近期用不著的酶是不能儲(chǔ)備的,許多分解代謝酶類只有當(dāng)存在合適的基質(zhì)時(shí)才會(huì)產(chǎn)生。在某些條件下這類可誘導(dǎo)的酶可占蛋白質(zhì)總含量的10%.正是微生物的這種變異性,才使生物法處理含毒有機(jī)廢水成為可能。但任何微生物承受毒物的能力都是有一定的極限的(此時(shí)的濃度叫極限允許濃度),正是這種極限又要求含毒物有機(jī)廢水在生物處理前需要一定的預(yù)處理。

前已說過,微生物由于其體積的細(xì)小,而具有巨大的適應(yīng)性(變異)。因此可以采用人工改變微生物生活環(huán)境的方法進(jìn)行誘導(dǎo)變異,讓微生物直接適應(yīng)原水中毒物濃度或提高微生物對(duì)毒物的去除能力。這種方法對(duì)穩(wěn)定性毒物及非穩(wěn)定性毒物均適用,是處理含毒有機(jī)廢水的一種基本方法。

在城市生活污水處理廠中,當(dāng)進(jìn)水中酚的濃度突然增加到50mg/L時(shí),便會(huì)對(duì)生物處理系統(tǒng)產(chǎn)生巨大的破壞作用。嚴(yán)重時(shí),會(huì)導(dǎo)致全系統(tǒng)的崩潰??墒牵辰够瘡S采用適應(yīng)性變異的方法對(duì)菌種進(jìn)行馴化即菌種馴化法,使微生物內(nèi)的酶逐步適應(yīng)了這種毒物的大量存在,便將這種毒物當(dāng)成其底物而加以分解吸收。實(shí)際運(yùn)行表明,進(jìn)水中酚的平均濃度為117.5mg/L時(shí),酚的去除率高達(dá)99.6%.

含酚廢水處理是應(yīng)對(duì)一種不穩(wěn)定性毒物的例子,當(dāng)毒物很穩(wěn)定時(shí),亦可采用這種馴化方法以提高微生物對(duì)毒物的承受能力。但須注意,這種毒物的濃度必須滿足最終出水排放標(biāo)準(zhǔn)或另外采取其它措施加以控制。

3、預(yù)處理方法

前已說過,馴化是生物處理法中應(yīng)對(duì)毒物的一種基本方法。但任何微生物承受毒物的能力都是有一定的極限的,毒物濃度超過極限允許濃度時(shí)就需要一定的預(yù)處理。目前,預(yù)處理法主要有稀釋法、轉(zhuǎn)化法和分離法。

3.1稀釋法

污水中的毒物之所以成為毒物,是與其濃度有關(guān)的。當(dāng)其濃度超過某一極限允許濃度時(shí),毒物就成為毒物;在極限允許濃度以下時(shí),毒物就不表現(xiàn)出毒性甚至成為營養(yǎng)。當(dāng)廢水中毒物濃度超過生物處理的極限允許濃度時(shí),為保證生物處理的正常進(jìn)行,可采用簡單的稀釋法,將廢水中毒物濃度降低到極限濃度以下。

根據(jù)廢水中毒物的穩(wěn)定或非穩(wěn)定性質(zhì),結(jié)合實(shí)際情況,可采取3種不同的稀釋法:污水稀釋法,處理出水稀釋法,清水稀釋法。

(1)污水稀釋法。不同的污水中所含的物質(zhì)不同,將它們混合起來,彼此稀釋,可將毒物濃度降低到極限允許濃度以下,這便是污水稀釋法。它最簡單、最經(jīng)濟(jì),是首選方法,不論毒物的性質(zhì)是穩(wěn)定或非穩(wěn)定均適用。少量的工業(yè)廢水混入大量的城市污水中,幾乎所有的毒物濃度都會(huì)被降低到極限允許濃度以下。但是,少量的工業(yè)廢水彼此間混合后,毒物濃度仍有可能在極限允許濃度以上,仍需繼續(xù)采取其它措施。

污水稀釋法除了上面所說的不同單位所排廢水之間的大稀釋外,還有同一工廠不同車間所排廢水之間的小稀釋。比如,制革工廠中,脫毛工段所排的灰堿廢水中S2-的濃度高達(dá)1000mg/L以上,但脫毛工段所排的灰堿廢水只占全廠總排水量的5%左右,只要建一較大的調(diào)節(jié)池(停留時(shí)間HRT一般在12h左右),不同工段所排廢水在此攪拌混合后,總出水中S2-的濃度便可降低到100mg/L以下。這對(duì)后續(xù)處理非常有利。

(2)處理出水稀釋法。這種方法只適用于廢水中的毒物為非穩(wěn)定這一單一情況。處理出水稀釋法又有兩種:①曝氣池池型采用完全混合式;②處理出水回流稀釋法。出于經(jīng)濟(jì)方面的考慮,方法①應(yīng)是首選。

實(shí)例:制革廢水中S2-的存在對(duì)生物處理具有極大的危害,生物處理的極限允許濃度為30mg/L.制革廢水經(jīng)調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)稀釋后,進(jìn)入曝氣池時(shí)S2-仍然在50mg/L以上。以前,許多設(shè)計(jì)單位主張采用分隔處理,即先把灰堿廢水單獨(dú)進(jìn)行脫S預(yù)處理,把進(jìn)水中的S2-降低到30mg/L以下,再進(jìn)行綜合處理。有經(jīng)驗(yàn)表明,可采用處理出水稀釋法來消除S2-對(duì)生物處理的影響,不需要進(jìn)行分隔處理,而直接進(jìn)行綜合處理。東南大學(xué)設(shè)計(jì)的南京制革廠廢水處理站,采用的處理流程為調(diào)節(jié)池初沉池生物處理,生物處理采用的是氧化溝,該氧化溝溝寬6m,有效水深3m,溝內(nèi)水流平均流速0.4m/s,做如下兩個(gè)假定:①廢水進(jìn)入氧化溝后經(jīng)過1周的循環(huán),其中的S2-經(jīng)曝氣氧化后全被去除(被氧化成單體硫或硫代硫酸鹽);②廢水一進(jìn)入氧化溝后,橫向擴(kuò)散很好,橫斷面上各點(diǎn)水質(zhì)完全相同。按S2-的極限允許濃度30mg/L進(jìn)行計(jì)算,理論上可得該氧化溝進(jìn)水S2-的最大允許濃度為7776mg/L.從30mg/L到7776mg/L可以看出稀釋法的巨大作用。當(dāng)然,在實(shí)際運(yùn)行中①,②兩條假定不可能完全做到,故實(shí)際進(jìn)水最大允許濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到7776mg/L.根據(jù)該廠長達(dá)12年的穩(wěn)定運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明,在調(diào)節(jié)池出水S2-不超過100mg/L的情況下,S2-對(duì)氧化溝的穩(wěn)定運(yùn)行是完全沒有影響的,而且氧化溝出水S2-始終在排放標(biāo)準(zhǔn)1mg/L以下。這是稀釋法成功應(yīng)用的一個(gè)例子。

(3)清水稀釋法。這種方法只有在廢水中的毒物為穩(wěn)定性毒物,不能采用處理出水稀釋,工廠內(nèi)部及其附近又沒有其它廢水可以用來稀釋它,而且這種毒物又不能采用分離法或轉(zhuǎn)化法去除時(shí)才能使用。這是由于①這種方法的不經(jīng)濟(jì)性。采用清水稀釋本身就要花費(fèi)大量的水費(fèi);原水采用大量的清水稀釋后,處理投資和運(yùn)行費(fèi)都要增加。②隨著環(huán)境管理的加強(qiáng),已由濃度排放控制過渡到排放總量控制。

實(shí)例:南京某石化公司化工二廠廢水處理站,進(jìn)水COD為6000mg/L,但同時(shí)含有CaCl250000mg/L,如此高的鹽度將會(huì)極大地抑制生物處理的正常運(yùn)行,所以在生物處理之前必須對(duì)鹽加以適當(dāng)處理??紤]到生物處理對(duì)CaCl2無去除或轉(zhuǎn)化作用,其它的分離或轉(zhuǎn)化方法又不經(jīng)濟(jì),該廠地處郊區(qū),附近無其它工廠或本廠的另類廢水可利用來稀釋,故設(shè)計(jì)單位與甲方商量后采用了清水稀釋法,即將原水加清水稀釋10倍,將CaCl2濃度降為5000mg/L后,再進(jìn)行深井曝氣法處理,取得了滿意的效果。

3.2轉(zhuǎn)化法

化學(xué)物質(zhì)只有在特定的情況下才會(huì)表現(xiàn)毒性,比如,硝基苯毒性較大,轉(zhuǎn)化為苯胺后,毒性就大為降低。Cr6+的毒性很大,可是被還原為Cr3+后,毒性就大為降低。所以,可以通過化學(xué)方法,將有機(jī)廢水中的毒物轉(zhuǎn)化為無毒或毒性較低的物質(zhì),以保證生物處理的正常進(jìn)行。這種方法對(duì)穩(wěn)定性毒物或非穩(wěn)定性毒物均適用。采用這種方法一定要注意兩個(gè)問題:①轉(zhuǎn)化后,穩(wěn)定性毒物的濃度必須在生物處理極限允許濃度以下,非穩(wěn)定性毒物的濃度必須保證生物處理的正常運(yùn)行;②最終出水中,毒物濃度也應(yīng)滿足排放標(biāo)準(zhǔn)。

實(shí)例:化工廢水中的硝基苯是一種毒性較大,可生化性較差的物質(zhì)。直接對(duì)它進(jìn)行生物處理,由于毒物負(fù)荷的限制,使得生化曝氣池的BOD負(fù)荷極低,效率不高。故絕大多數(shù)工程在廢水進(jìn)入曝氣池之前進(jìn)行預(yù)處理,用化學(xué)法(比如亞鐵還原)將硝基苯轉(zhuǎn)化為苯胺,苯胺與硝基苯相比,其毒性大為降低,而且可生化性大幅提高,使曝氣池BOD負(fù)荷大大提高。

3.3分離法

利用分離的手段,將廢水中的毒物轉(zhuǎn)移到氣相或固相中去,以保證廢水生物處理的正常運(yùn)轉(zhuǎn),這便是分離法的原理。此法對(duì)穩(wěn)定性或非穩(wěn)定性毒物均適用。采用這種方法時(shí)應(yīng)注意如下幾點(diǎn):①分離后,廢水中穩(wěn)定性毒物濃度必須在生物處理的極限允許濃度之下,非穩(wěn)定性毒物的濃度必須保證生物處理的正常運(yùn)行;②必須保證最終出水各項(xiàng)指項(xiàng)(包括毒物)達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn);③轉(zhuǎn)移到氣相或固相的毒物必須進(jìn)行妥善處理,不允許出現(xiàn)二次污染。

實(shí)例:制革廢水中S2-是一種毒物,我們可以向廢水中投加Fe2+使之形成FeS沉淀去除,出水可以直接進(jìn)行生物處理而不受S2-的影響,沉淀的FeS可以送去制磚或進(jìn)行填埋處理;亦可以向廢水中加酸,將廢水中的S2-形成H2S吹脫到空氣中去,用NaOH吸收后形成Na2S再回用于制革生產(chǎn)。超級(jí)秘書網(wǎng)

4、結(jié)語

為保證生物處理的正常進(jìn)行,可采用的消除毒物影響的措施是很多的,如何從繁多的方法措施中選擇一個(gè)最佳方案,是一個(gè)全系統(tǒng)優(yōu)化課題。優(yōu)化的原則是:①廢水中各項(xiàng)指標(biāo)(包括毒物)必須達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn);②必須保證生物處理的正常運(yùn)行;③在此基礎(chǔ)上,應(yīng)努力追求工藝流程簡單、投資省、運(yùn)行費(fèi)用低、無二次污染以及管理方便。