第一篇:焦化廢水處理技術(shù)現(xiàn)狀及研究論文[本站推薦]
焦化廢水是指在鋼鐵工業(yè)的焦化廠、城市煤氣廠等在煉焦和煤氣生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水的統(tǒng)稱。其成分組要取決于原煤的性質(zhì)、碳化溫度、生產(chǎn)工藝、煤氣凈化工藝、焦化產(chǎn)品回收工序和方法等因素[1]。該廢水排放量大,水質(zhì)成分復(fù)雜,不僅含有大量的酚類、聯(lián)苯、吡啶、吲哚和喹啉等難降解有機(jī)污染物,還含有氰、氟、硫氰化物等有毒有害的無機(jī)物,BOD5/COD值一般在0.28~0.32之間,可生化性一般;另外,焦化廢水水量比較穩(wěn)定,但水質(zhì)組成波動(dòng)較大[2]。焦化廢水處理技術(shù)長期以來未能取得突破性研究進(jìn)展,仍然是工業(yè)廢水處理領(lǐng)域一大難題。國家環(huán)保部在2012年10月1日頒布實(shí)施了新的《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16171-2012),該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)焦化廢水的排放提出了更加嚴(yán)格的要求:所有企業(yè)從2015年1月1日起強(qiáng)制執(zhí)行SS≤50mg/L,COD≤80mg/L,氨氮≤10mg/L,石油類≤2.5mg/L,氰化物≤0.2mg/L的排放標(biāo)準(zhǔn)。此外,新標(biāo)準(zhǔn)中還明確了監(jiān)測(cè)位置和單位基準(zhǔn)排水量,從而避免了以往因監(jiān)測(cè)位置不同和排水量不同引起的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一;并且對(duì)處理后回用于洗煤、熄焦和高爐沖渣等的焦化廢水水質(zhì)也提出了明確的規(guī)定。因此,筆者認(rèn)為有必要對(duì)目前國內(nèi)外焦化廢水處理的現(xiàn)狀做出總結(jié),同時(shí)對(duì)今后的研究方向做一定的展望。
1焦化廢水的主要來源
煉焦一般分為土法煉焦及機(jī)械煉焦,隨著技術(shù)的發(fā)展更新及日趨嚴(yán)格的環(huán)保要求,土法煉焦已基本淘汰,目前的煉焦以大型機(jī)械煉焦為主。煉焦生產(chǎn)過程中主要產(chǎn)生三股廢水,分別為:除塵廢水、剩余氨水以及酚氰廢水。除塵廢水主要產(chǎn)生在運(yùn)煤、備煤、出焦、濕法熄焦過程中,該股廢水的特征為懸浮固體較多,含有少量酚、氰等污染物,通常經(jīng)澄清或沉淀處理后可返回至工藝中重復(fù)利用。剩余氨水主要由焦化原煤中的結(jié)合水以及化合水在冷凝器中形成的冷凝水和粗煤氣在氨水噴淋降溫時(shí)的冷卻水組成。剩余氨水中含有高濃度的氨、焦油等物質(zhì),是焦化廢水中水量最大的一股廢水,廢水量占全廠廢水總產(chǎn)生量的50%以上,一般需要經(jīng)過蒸氨處理后再排入污水處理設(shè)施。酚氰廢水是在焦化化學(xué)產(chǎn)品加工過程中與物料直接接觸所產(chǎn)生的廢水,主要來自焦油、粗苯等加工過程的蒸汽冷凝水及粗煤氣終冷冷卻水等。酚氰廢水是焦化廢水中的重要代表性廢水,產(chǎn)生于不同化產(chǎn)加工過程中,因而廢水中污染物成分復(fù)雜,主要含有酚、氰、硫化物等。此外,煉焦過程中還會(huì)產(chǎn)生少量濃度較高、組分較復(fù)雜的脫硫廢液,煤氣管道水封水等廢水[3]。焦化廢水作為典型有毒難降解工業(yè)廢水,對(duì)其污染物組成和水質(zhì)特性的分析是選擇高效經(jīng)濟(jì)廢水污染控制技術(shù)的前提。侯紅娟[4]采用GC/MS對(duì)寶鋼焦化廢水的測(cè)定顯示,廢水中含有12類100多種有機(jī)化合物,苯酚類物質(zhì)濃度最高,其次為苯胺、喹啉、萘等。張萬輝等[5]采用XAD大孔樹脂分離GC/MS測(cè)得焦化廢水中含有15類558種有機(jī)物,疏水酸性酚類及親水性苯胺、苯酚、喹啉、異喹啉對(duì)焦化廢水有機(jī)物總量的貢獻(xiàn)大于70%;同時(shí)對(duì)焦化工藝過程中有機(jī)污染物排放源解析表明,多環(huán)芳烴和喹啉類在焦油分離液和脫硫廢液中的濃度較高,可為焦化廢水水質(zhì)處理提供參考。甲酚、甲基苯酚等酚類物質(zhì)易于降解,實(shí)際工程中10h即可將濃度高達(dá)500~1000mg/L的酚類完全降解[6];喹啉、吲哚、吡啶、聯(lián)苯等在厭氧環(huán)境下降解性能較好,但在好氧環(huán)境下降解性較差,且對(duì)苯酚的生物降解抑制顯著[7];李詠梅等[8]對(duì)缺氧條件下含氮雜環(huán)化合物降解規(guī)律的研究發(fā)現(xiàn),吡啶完全降解需24h,而吲哚、吡啶、異喹啉、甲基喹啉的完全降解需要50~60h。因此,對(duì)焦化廢水處理工程進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)綜合考慮廢水組分及其降解規(guī)律,基于不同的污染物種類、性質(zhì)及目標(biāo),選擇經(jīng)濟(jì)有效的工藝流程及運(yùn)行參數(shù)。
2焦化廢水污染控制技術(shù)
2.1預(yù)處理
焦化廢水中含有酚類、氰類、焦油等化合物,這些物質(zhì)均屬于有毒有害物質(zhì),在進(jìn)入生化處理系統(tǒng)前必須最大限度削減其在廢水中的含量,以免影響生化系統(tǒng)的穩(wěn)定性。焦化廢水的預(yù)處理一般包括沉淀法、萃取法、高級(jí)氧化法等。2.1.1沉淀法沉淀法包括混凝沉淀法和藥劑沉淀法?;炷恋矸ㄊ窍驈U水中加入混凝劑并使之水解產(chǎn)生配合離子及氫氧化物膠體,中和廢水中某些物質(zhì)表面所帶的電荷,使這些帶電物質(zhì)發(fā)生凝集。王愛英[9]等在評(píng)價(jià)幾種常用絮凝劑處理效果基礎(chǔ)上,采用優(yōu)選的絮凝劑預(yù)處理,可使焦化廢水的COD和濁度去除率分別達(dá)到22%和97%以上,有效提高了廢水的可生化性。PengLai[10]等用絮凝/零價(jià)鐵聯(lián)用技術(shù)預(yù)處理焦化廢水,COD去除率最高可達(dá)46%以上,有效降低了生化處理系統(tǒng)的污染物負(fù)荷、提高廢水的生物可降解性.吳克明[11]等采用混凝-氣浮法對(duì)焦化廢水的處理進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,聚合氯化鋁鐵(PAFC)+聚丙烯酰胺(PAM)處理廢水,生成的礬花大而密實(shí),沉降速度快,出水色度低,效果較好?;瘜W(xué)藥劑沉淀法是指向廢水中加入化學(xué)藥劑使之與廢水中的污染物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成沉淀物來去除廢水中污染物的方法。劉小瀾等[12]采用化學(xué)沉淀劑MgCl26H2O和Na2HPO412H2O(或MgHPO43H2O)對(duì)焦化剩余氨水進(jìn)行預(yù)處理,取得了較好的效果,廢水中氨氮的去除率高達(dá)99%以上。沉淀劑與焦化廢水中的NH+4反應(yīng),生成磷酸銨鎂沉淀。在pH為8.5~9.5的條件下,投加的藥劑Mg2+∶NH4+∶PO43-(摩爾比)為1.4∶1∶0.8時(shí),廢水氨氮的去除率達(dá)99%以上,出水氨氮的質(zhì)量濃度由2000mg/L降至15mg/L。梁建華等[13]采用化學(xué)沉淀法處理高濃度氨氮廢水,研究了藥劑配比、pH值等因素對(duì)氨氮去除率的影響.在適當(dāng)?shù)臈l件下,可得到純凈的MAP晶體,氨氮的去除率可達(dá)98%.在溫度為100℃、加熱3h將MAP分解后,分解物重復(fù)用于脫除廢水中的氨氮,氨氮的去除率可達(dá)93%,既可大幅度降低藥品成本,又可回收廢水中的氨。2.1.2萃取法焦化廢水中的酚主要來自剩余氨水,目前多數(shù)的焦化廠采用萃取脫酚工藝進(jìn)行焦化含酚廢水預(yù)處理,該方法脫酚的效率可高達(dá)95%~97%,而且可以回收酚鈉鹽,有較好的經(jīng)濟(jì)效益。Jiang等[14]利用難溶于水的萃取劑與高濃度含酚焦化廢水接觸,使廢水中酚類物質(zhì)與萃取劑結(jié)合,實(shí)現(xiàn)酚類物質(zhì)的富集轉(zhuǎn)移。韋朝海[15]等人通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),通過萃取工序可使廢水中有機(jī)污染物的總負(fù)荷減少75%~80%。2.1.3高級(jí)氧化法高級(jí)氧化法是指通過不同途徑產(chǎn)生具有高反應(yīng)活性的羥基自由基(OH),再利用其強(qiáng)氧化性將水中的有機(jī)污染物降解,生成小分子物質(zhì),甚至直接轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水的方法。周琳[16]等人研究了芬頓氧化用于焦化廢水的深度處理,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,F(xiàn)enton試劑能有效降解焦化廢水中的COD,在原水COD為260mg/L、H2O2投加量為666mg/L、Fe2+投加量為200mg/L、溫度為298K時(shí),COD去除率達(dá)到89.53%。劉璞[17]等人研究了臭氧催化氧化對(duì)焦化廢水的深度處理的效能,結(jié)果表明在:pH值為7~8,臭氧流量10g/h,催化劑8g,反應(yīng)時(shí)間約50min,臭氧催化氧化對(duì)COD去除率達(dá)到68.63%,出水指標(biāo)滿足煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB16171-2012)。邵瑰瑋等[18]采用脈沖電暈放電技術(shù)對(duì)煉焦廢水和煙氣進(jìn)行了綜合處理,結(jié)果表明,廢水中氰化物脫除率達(dá)90%以上,酚脫除率近70%,同時(shí)煙氣脫硫率達(dá)85%。目前報(bào)道所報(bào)道的較多的高級(jí)氧化法對(duì)焦化廢水處理的效果均較好,但處理成本較高,所以實(shí)際應(yīng)用案例較少。
2.2生物處理
生物處理是通過微生物的新陳代謝作用實(shí)現(xiàn)污染物的分解轉(zhuǎn)化,可以有效的去除廢水中的大部分污染物成分,同時(shí)也是最為經(jīng)濟(jì)的處理方式,是焦化廢水處理的主導(dǎo)技術(shù)。2.2.1厭氧水解酸化目前嚴(yán)格的厭氧反應(yīng)在焦化廢水中的應(yīng)用報(bào)道較少。在水解酸化反應(yīng)過程中,廢水所含的甲酚、苯酚、二甲酚等酚類化合物,及以喹啉、吲哚為代表的含氮雜環(huán)化合物大部分得到了轉(zhuǎn)化和降解,為后續(xù)的處理提供易于氧化分析的有機(jī)底物,即提高了焦化廢水的可生化性[19]。在厭氧池內(nèi),采用投加填料的生物膜法,再輔以輕度攪拌,可提高微生物濃度及活性。邵林廣等[20]用生物膜對(duì)焦化廢水水解酸化。在4.5~5h內(nèi),BOD5/COD和BOD5值同時(shí)達(dá)到最大,隨著時(shí)間的延長,BOD5/COD和BOD5的值都相應(yīng)降低。厭氧水解酸化反應(yīng)器內(nèi)pH值宜控制在6~8,水溫宜在20~30)℃。2.2.2生物脫氮目前,國內(nèi)外焦化廢水處理脫氮工藝較多,生化處理階段采用的工藝主要有A/O、A2/O、A/O2和A2/O2。A/O工藝是生物脫氮的最基本流程,20世紀(jì)90年代已應(yīng)用于寶山鋼鐵廠、安陽鋼鐵廠及臨汾鋼鐵廠,目前國內(nèi)大部分焦化廢水處理工藝為A/O法,其特點(diǎn)是在好氧池前增加一段缺氧處理,通過前置反硝化實(shí)現(xiàn)生物脫氮。任源等[21]研究發(fā)現(xiàn)厭氧階段對(duì)廢水COD的去除率為10%~15%,大分子復(fù)雜有機(jī)物分解為有機(jī)酸、有機(jī)醇類,該過程使廢水BOD5/COD由0.3提高到0.45。A2/O工藝在A/O工藝前增設(shè)厭氧水解環(huán)節(jié),使大分子難降解物質(zhì)轉(zhuǎn)化為小分子物質(zhì),提高廢水的可生化性。何苗等[22]對(duì)焦化廢水進(jìn)行厭氧酸化處理后發(fā)現(xiàn),廢水可生化性提高,部分(不溶性)大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化為可溶性物質(zhì)。邵林廣等[24]對(duì)A2/O工藝與A/O工藝對(duì)比試驗(yàn)顯示,A2/O工藝的對(duì)COD、氨氮的去除效果比A2/O工藝有明顯改善,而且抗沖擊負(fù)荷能力提高。短程硝化反硝化工藝,是指將硝化過程控制在HNO2階段終止,直接進(jìn)行反硝化。與A/O工藝相比,該工藝可承受的氨氮負(fù)荷高,對(duì)于C/N較低的焦化廢水處理具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。薛占強(qiáng)等[23]采用短程硝化反硝化工藝處理焦化廢水,控制溫度為(35±1)℃、溶解氧濃度為2.0~3.0mg/L時(shí),去除焦化廢水中大部分有機(jī)污染物的同時(shí)能實(shí)現(xiàn)短程硝化反硝化并有效去除氨氮。2.2.3固定化微生物技術(shù)固定化微生物(細(xì)胞)技術(shù)是指將特選的微生物游離細(xì)胞或酶通過化學(xué)或物理的手段固定在特定的載體上,使其保持活性并在適宜條件下大量增殖的方法。該技術(shù)有利于提高反應(yīng)器內(nèi)特殊微生物的濃度,抵抗不利環(huán)境的影響。常見的制備方法主要有吸附法、交聯(lián)法、共價(jià)結(jié)合法、包埋法等。張彬彬等[24]將篩選出的HDCMR高效復(fù)合微生物菌劑固定化于酶載體中,其密度接近于水,在池內(nèi)處于流化狀態(tài),傳質(zhì)效率極高,從而使廢水的基質(zhì)降解速度加快,同時(shí)大幅提高了單位體積菌群生物量,提高了系統(tǒng)抗氨氮沖擊負(fù)荷。孫艷等[25]在北京焦化廠廢水中分離得到1種以苯酚為唯一碳源的菌株,采用海藻酸鈉對(duì)其進(jìn)行包埋固定,考察固定化細(xì)胞的性能。結(jié)果表明,固定化細(xì)胞最大反應(yīng)速度和底物飽和常數(shù)均大幅提高,抗耐性明顯強(qiáng)于未固定化的游離懸浮相。2.2.4生物強(qiáng)化技術(shù)生物強(qiáng)化技術(shù)是指通過向傳統(tǒng)的生物處理系統(tǒng)中投加高效降解微生物,增強(qiáng)對(duì)難降解有機(jī)物的降解能力,提高其降解速率,并改善原有生物處理體系對(duì)難降解有機(jī)物的去除效能[26]。焦化廢水中污染物種類復(fù)雜,部分難降解污染物對(duì)微生物體系有抑制作用,生物強(qiáng)化技術(shù)可在不改變現(xiàn)有工藝規(guī)模的情況下,提高系統(tǒng)的整體處理能力,強(qiáng)化難降解污染物的降解效果,在現(xiàn)有生化系統(tǒng)基礎(chǔ)上引入生物強(qiáng)化技術(shù)是焦化廢水提標(biāo)改造的一條實(shí)用思路。解宏端等[27]采用生物強(qiáng)化技術(shù),向活性污泥系統(tǒng)中投加高效菌劑,考察其對(duì)焦化廢水處理的改善效果。在高效菌液投加比(V菌液/V焦化廢水)為0.3%、水力停留時(shí)間為15h時(shí),系統(tǒng)對(duì)COD去除率為85.60%,遠(yuǎn)高于未投菌的對(duì)照組(60.87%),表明在原有處理設(shè)施中投加高效菌液可以提高系統(tǒng)處理能力。彭湃[28]等以焦化廢水處理工藝中的厭氧池出水為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,添加自行研發(fā)的環(huán)保菌劑,考察其對(duì)實(shí)際焦化廢水COD去除效果,利用聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)和變性梯度凝膠電泳聯(lián)合技術(shù)(PCR-DGGE)分析添加環(huán)保菌劑前后生化系統(tǒng)中污泥微生物群落的變化。研究表明:通過添加環(huán)保菌劑,中試系統(tǒng)出水COD平均去除率比活性污泥系統(tǒng)提高了18%;PCR-DGGE結(jié)果顯示,經(jīng)過菌劑強(qiáng)化后的生化系統(tǒng)中污泥微生物的種類更加豐富,優(yōu)勢(shì)微生物由原先的14種增加到了23種。2.2.5膜分離法膜分離法是一種具有巨大潛力和實(shí)用性的廢水處理技術(shù),其原理是以選擇性透過膜為分離介質(zhì),通過在膜兩邊施加一個(gè)推動(dòng)力(如濃度差、壓力差、電位差等),使廢水中的組分選擇性的透過膜,從而達(dá)到分離凈化的目的。膜分離技術(shù)應(yīng)用于廢水處理具有能耗低、效率高和工藝簡單等特點(diǎn)。目前,應(yīng)用的膜分離技術(shù)主要有微濾、超濾、納濾和反滲透[29]。近年來,在焦化廢水深度處理領(lǐng)域,研究與應(yīng)用較多的是超濾-反滲透的雙膜法焦化廢水處理工藝,經(jīng)超濾-反滲透處理后的焦化廢水,出水符合工業(yè)循環(huán)冷卻水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),可回用于凈環(huán)補(bǔ)充水、鍋爐軟水補(bǔ)給水,甚至部分替代新水。穆明明[30]等人對(duì)生化處理后的出水采用“砂慮+超濾+納濾+反滲透”工藝進(jìn)行深度處理,處理后的出水遠(yuǎn)優(yōu)于《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16171-2012)的排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。
3結(jié)語
焦化廢水是典型的高濃度、有毒難降解的工業(yè)廢水,通過對(duì)焦化廢水污染控制技術(shù)的研究,同時(shí)隨著《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16171-2012)頒布,單一的處理技術(shù)無法滿足排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。需要深入源頭開展污染控制,大力推廣清潔生產(chǎn)技術(shù),如改進(jìn)焦化生產(chǎn)工藝、采用更為先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備等。在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步分析水質(zhì)特征,采用適當(dāng)?shù)念A(yù)處理技術(shù),合理優(yōu)化生化處理工藝,同時(shí)輔以膜或其他深度處理技術(shù),以保證廢水達(dá)標(biāo)排放或回用。
第二篇:焦化廢水處理市場(chǎng)和技術(shù)研究報(bào)告
中國焦化廢水處理市場(chǎng)和技術(shù)研究報(bào)告
焦化廢水是國內(nèi)外工業(yè)廢水處理領(lǐng)域的難題。煤在煉焦過程中除了有75%左右變成焦炭外,還有約25%生成各種化學(xué)產(chǎn)品及煤氣。焦化廢水是由原煤的高溫干餾、煤氣凈化和化工產(chǎn)品精制過程中產(chǎn)生的。廢水成分復(fù)雜,其水質(zhì)隨原煤組成和煉焦工藝而變化。焦化廢水中含有數(shù)十種無機(jī)和有機(jī)化合物。其中無機(jī)化合物主要是大量氨鹽、硫氰化物、硫化物、氰化物等,有機(jī)化合物除酚類外,還有單環(huán)及多環(huán)的芳香族化合物、含氮、硫、氧的雜環(huán)化合物等??傊?,焦化廢水污染嚴(yán)重,是工業(yè)廢水排放中一個(gè)突出的環(huán)境問題。
《2011工業(yè)廢水處理市場(chǎng)和技術(shù)研究報(bào)告》系列六——《2011中國焦化廢水處理市場(chǎng)和技術(shù)研究報(bào)告》研究匯總了目前焦化廢水處理技術(shù)應(yīng)用的狀況,搜集了全國知名工業(yè)廢水處理企業(yè)的大量案例,有助于掌握焦化廢水處理行業(yè)的市場(chǎng)狀況、技術(shù)應(yīng)用趨勢(shì)和進(jìn)展、從業(yè)企業(yè)核心競爭力等。該報(bào)告專為工業(yè)企業(yè)用戶、污水處理工程企業(yè)、污水處理設(shè)備企業(yè)、工業(yè)污水處理廠、污水處理技術(shù)研究人員、投融資研究人員、政策研究人員打造而成。
第一部分主要介紹了焦化廢水的來源、特點(diǎn)與水質(zhì)水量,焦化廢水的危害以及我國焦化廢水的排放現(xiàn)狀等。
第二部分針對(duì)焦化行業(yè)市場(chǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行分析,包括焦化行業(yè)運(yùn)行的情況與特點(diǎn)、焦化行業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整以及我國焦化行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。
第三部分主要從焦化廢水處理行業(yè)相關(guān)的政策角度,分析了我國發(fā)展焦化行業(yè)的政策措施和目標(biāo)方向、焦化行業(yè)的準(zhǔn)入條件、焦化廢水的現(xiàn)行治理標(biāo)準(zhǔn)以及回用標(biāo)準(zhǔn)及焦化廢水治理工程技術(shù)規(guī)范。
第四部分主要針對(duì)焦化廢水處理技術(shù)進(jìn)行具體的介紹,包括焦化廢水的物理化學(xué)處理法、生物化學(xué)處理法、化學(xué)處理法、焦化廢水處理新技術(shù)以及焦化廢水信息來源環(huán)保英才網(wǎng):http:///
處理工藝等,分別從基本原理、類型、特征、工藝流程、相應(yīng)的經(jīng)典案例等多個(gè)方面進(jìn)行了系統(tǒng)的梳理,并介紹了我國焦化廢水的處理工藝。
第五部分則將國內(nèi)焦化廢水處理的相關(guān)從業(yè)企業(yè)(全部有案例的工程技術(shù)公司)進(jìn)行了系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì),其中詳實(shí)的介紹了各企業(yè)的工藝流程、核心競爭力、案例匯總等,并且針對(duì)項(xiàng)目數(shù)、地域性、處理能力、不同工藝的應(yīng)用情況等進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)。
第六部分將焦化廢水處理技術(shù)的未來發(fā)展趨勢(shì)加以分析,以利于未來焦化廢水的處理和環(huán)境效益的整體把握。
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第三篇:焦化廢水處理研究現(xiàn)狀與進(jìn)展
焦化廢水處理研究現(xiàn)狀與進(jìn)展
焦化廢水是煉焦、煤氣在高溫干餾、凈化及副產(chǎn)品回收過程中,產(chǎn)生含有揮發(fā)酚、多環(huán)芳烴及氧、硫、氮等雜環(huán)化合物的工業(yè)廢水,是一種高CODcr、高酚值、高氨氮且很難處理的一種工業(yè)有機(jī)廢水。其主要來源有三個(gè): ①剩余氨水,它是在煤干餾及煤氣冷卻中產(chǎn)生出來的廢水,其水量占焦化廢水總量的一半以上,是焦化廢水的主要來源; ②煤氣凈化過程中產(chǎn)生出來的廢水,如煤氣終冷水和粗苯分離水等;③在焦油、粗苯等精制過程中及其它場(chǎng)合產(chǎn)生的廢水。氨氮和COD是焦化廢水的主要污染物。氨氮是導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化的重要因素,當(dāng)含有大量氨氮的污水進(jìn)入湖泊時(shí),會(huì)加快藻類和微生物的繁殖生長,造成水體缺氧,使水質(zhì)惡化變臭。我國是焦炭生產(chǎn)和消費(fèi)大國,2011年全國焦炭的產(chǎn)量達(dá)
4.28億噸,同比增長11.78 %。傳統(tǒng)廢水處理工藝對(duì)氨氮的去除率極低,全國有80%以上的焦化企業(yè)存在著廢水氨氮和COD排放不達(dá)標(biāo)的狀況。20世紀(jì)90年代以后,國家頒布《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)和《鋼鐵工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13456-1992)中,對(duì)焦化工業(yè)排放廢水中的氨氮和COD提出了更高要求(見表1)[1]。如果焦化廢水未得到很好的治理,將會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。
表1 氨氮、COD的排放標(biāo)準(zhǔn)
氨氮/(mg/L)
一級(jí)二級(jí) 25 三級(jí)-一級(jí) 100 COD/(mg/L)二級(jí) 200 三級(jí) 1000
1.焦化廢水處理技術(shù)
焦化廢水的水質(zhì)很差,要達(dá)到排放或者回用標(biāo)準(zhǔn),目前常用的是物理化學(xué)工藝、生物處理工藝還有一些廢水處理新技術(shù)。
1.1物理化學(xué)工藝
1.1.1混凝法
化學(xué)混凝法主要的作用是去除水中微小懸浮物和膠體雜質(zhì)。焦化廢水經(jīng)過生化處理后會(huì)殘留一些微小的固體懸浮物,造成COD和色度不能達(dá)到國家或地方規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。采用混凝沉淀方法進(jìn)行后續(xù)處理,可有效的降低COD和色度,從而實(shí)現(xiàn)焦化廢水處理指標(biāo)全面達(dá)標(biāo)[1]。該法處理費(fèi)用低,既可以間歇使用也可以連續(xù)使用。陳勁松[2]等人對(duì)焦化廢水生化處理二沉池出水進(jìn)行氧化處理后投加一定量的混凝劑,焦化廢水COD去除率為70.6%,出水水質(zhì)達(dá)到
GB8978-1996《國家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn),此工藝生產(chǎn)成本低,易于工業(yè)化。
1.1.2吸附法
吸附法處理廢水,就是利用多孔性吸附劑吸附廢水中的一種或幾種溶質(zhì),使廢水得到凈化。常用吸附劑有粉煤灰、活性炭、磺化煤、礦渣、硅藻土等。
(1)粉煤灰吸附
粉煤灰主要成分是二氧化硅和硅酸鹽。粉煤灰含有多孔玻璃體、多孔碳粒、呈多孔性蜂窩狀組織,比表面積較大,一般在2500~5000cm2/g,同時(shí)還具有活性基團(tuán),具有較高的吸附活性。粉煤灰具有顯著地去除COD和脫色效果,其主要成分二氧化硅和具有弱酸性的氧化鋁可以與有機(jī)物羥基氧上的孤電子形成很強(qiáng)的化學(xué)鍵,發(fā)生物化吸附。
周靜[3]等人對(duì)焦化廢水中的氨氮的深度處理進(jìn)行了一系列研究,考察了pH值、藥劑投加量、吸附時(shí)間等因素對(duì)處理效果的影響。采用粉煤灰-石灰體系作吸附劑,試驗(yàn)結(jié)果表明:調(diào)節(jié)廢水pH值為5,每100ml廢水中加入粒徑為100目以上的粉煤灰15g,生石灰0.25g,吸附時(shí)間為1h,處理后焦化廢水中的NH3-N可達(dá)到污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB8978-96中的二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。
(2)活性炭吸附
活性炭吸附對(duì)有機(jī)物質(zhì)的去除能力比化學(xué)氧化法好,但活性炭價(jià)格昂貴且填料塔需經(jīng)常再生,給生產(chǎn)運(yùn)行和管理帶來一定的困難。
滕濟(jì)林[4]等研究了褐煤活性炭吸附處理焦化廢水的性能,以河南某氣化廠的焦化廢水為吸附原水進(jìn)行了靜態(tài)和動(dòng)態(tài)試驗(yàn)。試驗(yàn)表明,用褐煤活性炭吸附焦化廢水酚的去除率可達(dá)92%以上,吸附容量為21.38mg/g。白玉興[5]等用焦炭一活性炭雙級(jí)吸附法深度處理濟(jì)南鋼鐵公司某焦化廠的生化車間出水,其結(jié)果表明,本法對(duì)COD 和懸浮物的去除效果較好,對(duì)硬度、氨氮的去除率較低。
1.1.3光催化氧化法
光催化氧化法是一種新興的高級(jí)氧化技術(shù),通過光激發(fā)半導(dǎo)體催化劑產(chǎn)生光電子和光生空穴,進(jìn)而與吸附在催化劑表面上的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的過程,對(duì)酚類和其他有機(jī)物都有較高的去除率[1]。其工藝結(jié)構(gòu)簡單、操作條件容易控制、氧化能力強(qiáng)、無二次污染。劉紅[6]等人以TiO2為催化劑,H2O2為氧化劑,在紫外
光照射下采用多相光催化氧化法對(duì)焦化廢水進(jìn)行處理,結(jié)果表明該法可使焦化廠二沉池廢水COD從350.3mg/L降至53.1mg/L,COD去除率可達(dá)84.8%。光催化氧化法德缺點(diǎn)是光浪費(fèi)嚴(yán)重,效率相對(duì)較低,反應(yīng)后從水中除去TiO2費(fèi)用較高。
1.2生物處理工藝
1.2.1SBR工藝
SBR工藝是一種生物降解和除氮脫磷于一體的間歇運(yùn)行的廢水處理工藝,一切過程都在一個(gè)設(shè)有曝氣或攪拌裝置的反應(yīng)池內(nèi)進(jìn)行,分為流入、反應(yīng)、沉淀、排水和閑置五個(gè)階段。我國于20世紀(jì)80年代中期開始對(duì)SBR工藝進(jìn)行研究,到現(xiàn)在應(yīng)用已經(jīng)比較廣泛,昆明、天津、廣州等地的污水處理廠都采用次工藝進(jìn)行污水處理。李春杰[7]等采用SMSBR工藝處理焦化廢水,使出水COD達(dá)到新的排放標(biāo)準(zhǔn)(<100 mg/L),并提高了脫氮效率。
1.2.2活性污泥法
生物絮凝體及污泥與廢水中的有機(jī)物充分接觸,溶解性的有機(jī)物被細(xì)胞吸收和吸附,并氧化為最終產(chǎn)物(主要是CO2),非溶解性有機(jī)物先被轉(zhuǎn)化為溶解性有機(jī)物,然后被代謝和利用。該法最早用于生活污水的處理,經(jīng)過長期對(duì)微生物的馴化和培養(yǎng),成功用于處理焦化廢水?;钚晕勰喾ù嬖谖勰嘟Y(jié)構(gòu)細(xì)碎,絮凝性能低,污泥活性弱,生長緩慢,抗沖擊能力差等缺點(diǎn)。同時(shí)進(jìn)水污染物濃度的變化對(duì)曝氣池微生物生長影響較大,操作運(yùn)行不夠穩(wěn)定,運(yùn)行裝置復(fù)雜,占用體積大。
1.2.3A /O法(厭氧一好氧)
A/O工藝是充分利用微生物的反硝化和硝化作用進(jìn)行脫氮。利用水中有機(jī)物和回流污泥作為碳源,污泥在缺氧和好氧之間往復(fù)循環(huán),污泥中既有硝化菌,也有反硝化菌。硝化菌是在好氧條件下發(fā)揮作用,在缺氧條件下受到抑制,而反硝化菌則正好相反[8]。彭宗勝[9]等對(duì)馬鞍山鋼鐵股份有限公司排出的焦化廢水在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行A/O法改造,使出水COD和氨氮都得到了有效控制,完全達(dá)到國家現(xiàn)行排放標(biāo)準(zhǔn)。
1.2.4A2/O法(厭氧一缺氧一好氧)
A2/O法是在A/O法流程前加一個(gè)厭氧段,廢水中難以降解的芳香族有機(jī)物在厭氧段開環(huán)變?yōu)殒湢罨衔?,鏈長化合物開鏈為鏈短化合物。A2/O法提高了
廢水的可生化性,為缺氧段提供了較好的碳源。李捍東[10]等將投菌法與A2/O工藝結(jié)合,對(duì)石家莊焦化廠焦化廢水進(jìn)行處理了研究。結(jié)果表明:通過對(duì)焦化廢水進(jìn)行GC-MS分析,選擇出焦化廢水中含量較高的難降解物質(zhì),然后進(jìn)行單一碳源優(yōu)勢(shì)菌培養(yǎng),獲得優(yōu)勢(shì)菌群。優(yōu)勢(shì)菌群投加于工藝的好氧段。整個(gè)中試過程分為污泥的培養(yǎng)及馴化階段,穩(wěn)定運(yùn)行階段及沖擊恢復(fù)階段。經(jīng)過半年的實(shí)驗(yàn),整套工藝具有較好的穩(wěn)定性及抗沖擊能力。對(duì)未經(jīng)稀釋的焦化廢水的CODcr平均去除率為94.2%,氨氮平均去除率為85.6%。
1.3其他廢水處理新技術(shù)
1.3.1催化濕式氧化
催化濕式氧化是在高溫、高壓下,利用氧化劑將廢水中的有機(jī)物氧化成二氧化碳和水,達(dá)到去除污染物的目的。付迎春[11]等人以過渡金屬氧化物CuO為主火星組分,通過對(duì)MnO2的復(fù)合和摻入電子助劑CeO2的考察,研制出適用于催化濕式氧化處理氨氮廢水的復(fù)合催化劑。試驗(yàn)表明,新型催化劑可使氨氮去除率達(dá)到98%,經(jīng)處理后的廢水達(dá)到國家二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。
1.3.2Fenton試劑技術(shù)
亞鐵離子與H2O2組合形成的Fenton試劑在處理一些難降解有機(jī)物方面有一定的優(yōu)越性。趙曉亮[12]等人以實(shí)際焦化廢水經(jīng)A2/O工藝處理后的出水為研究對(duì)象,考察了Fenton試劑氧化法深度處理焦化廢水的效果和影響因素。結(jié)果表明,出水COD和色度等指標(biāo)均可達(dá)到《城市污水再生利用工業(yè)用水水質(zhì)》的要求。
1.3.3固定化細(xì)胞技術(shù)
固定化細(xì)胞技術(shù)是國際上從20實(shí)際60年代后期開始迅速發(fā)展的一項(xiàng)技術(shù),它是通過化學(xué)或物理手段將游離的微生物固定在載體上使其高度密集,并使其保持活性,反復(fù)利用,可去除氮和高濃度有機(jī)物或某些難降解物質(zhì)[1]。徐英[13]采用固定化微生物小球技術(shù)結(jié)合厭氧—好氧工藝處理焦化廢水,結(jié)果表明,經(jīng)固定化微生物厭氧酸化24h、好氧曝氣24h后,出水COD為132.1mg/L,氨氮為24mg/L,達(dá)到國家GB8978-1996二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。
1.3.4超臨界水氧化法
超臨界水氧化技術(shù)是由Modell提出的一種能夠徹底破壞有機(jī)物結(jié)構(gòu)的新型氧化技術(shù)。其原理是在超臨界狀態(tài)下,將廢水中所含的有機(jī)物用氧化劑迅速分解
成水、二氧化碳等簡單無害的小分子化合物。劉彥華[14]等人采用采用超臨界水氧化技術(shù)對(duì)焦化廠焦化原水進(jìn)行試驗(yàn)研究,處理后的水氨氮、COD和色度均達(dá)到或低于國家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。
2.結(jié)語與展望
焦化廢水處理技術(shù)在近幾年內(nèi)發(fā)展很快,在傳統(tǒng)的物理化學(xué)法、生物處理法的基礎(chǔ)上又研究出來了很多新技術(shù)、新工藝,但焦化廢水是一種很難處理的高濃度有機(jī)廢水,所以其處理技術(shù)仍有廣闊的發(fā)展空間。
(1)在將來的焦化廢水處理方法中生化法仍將是主要技術(shù)手段,因?yàn)樗幚砹看?、成本低、無二次污染。
(2)高級(jí)氧化法能高效快速地將有機(jī)物氧化為二氧化碳、水以及其他低分子無機(jī)化合物,去除率高,氧化速度快,無二次污染。雖然運(yùn)行成本相對(duì)較高,但隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)環(huán)境的要求日益嚴(yán)格,所以仍然具有廣泛的應(yīng)用前景。
(3)多種處理工藝相互組合聯(lián)用也是焦化廢水處理技術(shù)的發(fā)展方向。
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第四篇:肉類加工廢水處理現(xiàn)狀及技術(shù)對(duì)策
肉類加工廢水處理現(xiàn)狀及技術(shù)對(duì)策
廖金明、陳洋
摘要;闡述了肉類加工廢水的水質(zhì)水量特性,對(duì)該類廢水處理的技術(shù),主要有淺層曝氣工藝、生物吸附—再生工、射流曝氣工、延時(shí)曝氣工、氧化溝工穩(wěn)定塘工藝、升流式厭氧污泥床(UASB、水力循環(huán)厭氧接觸池、厭氧濾池、厭氧接觸工藝等等,再對(duì)肉類加工的技術(shù)提出一些建議。
關(guān)鍵詞:肉類加工廢水;處理技術(shù);建議
Present situation and technical countermeasures of meat processing wastewater treatment
Liao Jinming, Chen Yang,Abstract;expounds the water quantity and quality characteristics of meat processing wastewater, to this kind
of wastewater
treatment technology, mainly shallow aeration
aeration, extended pond process, upflow tank, anaerobic anaerobic process, biological anaerobic sludge
adsorption regeneration technology, jet
ditch engineering stabilization
cycles contact blanket(UASB, water stress aerationtechnology industry, oxidation filter, anaerobic contact process and so on, then the meat processing technology and puts forward some suggestions.Keywords: meat processing wastewater;treatment technology;suggestion
肉類加工廢水是一種污染物濃度較高,可生化性好的有機(jī)廢水。目前,該類廢水的處理一般采用生化處理為主,物化處理為輔的組合工藝。但在廢水處理過程中,由于生產(chǎn)工藝、污染物種類及濃度、排放要求、地域(南北方)等方面的不同,加之各類廢水處理工藝及各種組合工藝的適用性不同,因此即使相似水質(zhì)的廢水也不宜采用完全相同的處理工藝。目前,一些該類企業(yè)由于采用不適合的廢水處理工藝,造成廢水雖經(jīng)處理但仍難以達(dá)標(biāo)排放,從而污染水環(huán)境。隨著環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng),對(duì)水環(huán)境質(zhì)量要求的提高,廢水處理技術(shù)的細(xì)化和不斷深入,對(duì)廢水處理程度的要求也相應(yīng)提高。因此,了解該類廢水的處理現(xiàn)狀,分析解決實(shí)際處理過程中存在的問題,將有效避免該類廢水對(duì)水環(huán)境造成污染。1 肉類加工廢水的特性
1.1 廢水水量
肉類加工廢水來源于屠宰車間,主要包括:屠宰前的沖洗廢水;燙毛、剖解、胴體的廢水;清洗內(nèi)臟的廢水;沖洗車間地板、設(shè)備的廢水;沖洗圈欄的廢水。
屠宰及肉類加工廢水的水量與對(duì)象、數(shù)量、生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)管理水平有關(guān)。一般情況,生產(chǎn)規(guī)模越大,生產(chǎn)工藝越先進(jìn)、企業(yè)的生產(chǎn)管理水平越高,屠宰加工單位產(chǎn)品的廢水產(chǎn)生量越小。同時(shí),由于該類企業(yè)生產(chǎn)一般都有明顯的季節(jié)性(淡旺季),生產(chǎn)本身的特點(diǎn)是非連續(xù)的,因此廢水量年變化和日變化均較大,即水量不均勻。1.2 廢水水質(zhì)
肉類加工廢水中含有大量的血污、油脂和油塊、毛、肉屑、骨屑、內(nèi)臟雜物、未消化的食料和糞便等污染物,帶有令人不適的血紅色和使人厭惡的血腥味,成分復(fù)雜,是一種典型的帶菌有機(jī)廢水。屠宰廢水,其主要含有高濃度含氮化合物、懸浮物、溶解性固體、油脂和蛋白質(zhì),包括血液、油脂、碎肉、食物殘?jiān)?、毛、糞便和泥沙等,還含有多種危害人體健康的細(xì)菌,如糞便大腸菌群、糞便鏈球菌、葡萄球菌、布魯氏桿菌、細(xì)螺旋桿菌、梭狀芽胞桿菌、志賀氏菌和沙門氏菌等、屠宰廢水的BOD在800~1 500 mg/L左右,色度約500倍,外觀呈暗紅色。肉類加工廢水的水質(zhì)由于受加工對(duì)象、生產(chǎn)工藝、用水量、廢物清除方法等的影響,變動(dòng)范圍較大。即使是同一加工廠,不同時(shí)刻的廢水濃度差異也會(huì)很大,國內(nèi)與國外的肉類加工廠廢水的濃度相差也較大。一般說來,國外肉類加工廢水的濃度要大于國內(nèi)肉類加工廢水的濃度。主要是國外設(shè)備較先進(jìn),用水量較少和去污的方法不同所致。2 國內(nèi)外肉類加工廢水處理技術(shù)
目前,我國用于肉類加工廢水的處理技術(shù)有很多,根據(jù)處理程度的不同,分為預(yù)處理工藝、二級(jí)處理工藝、深度處理工藝。針對(duì)該類廢水的高懸浮物、高油脂的水質(zhì)特點(diǎn),通常采取格柵、隔油、絮凝氣浮/沉淀等物化法作為預(yù)處理工藝;針對(duì)其高COD、BOD、氨氮值,通常采取好氧、厭氧、或二者組合的生化法作為二級(jí)處理工藝;針對(duì)該類廢水排放標(biāo)準(zhǔn)的要求,確定是否采用曝氣生物濾池(BAF)、混凝沉淀、過濾、吸附等深度處理及具體的工藝方法。
(1)淺層曝氣工藝
該工藝的提出是基于液體曝氣吸氧作用的研究??諝夤娜胍后w后要經(jīng)歷氣泡形成、上升和破裂三個(gè)階段,氣泡形成階段的氧吸收量是最大的。當(dāng)氣泡升至水面破裂時(shí),液體從空氣中吸收的氧,也要比也要比氣泡上升過程中所吸收的氣量大。即使延長氣泡與液體的接觸時(shí)間,吸收的氧量也很有限。因此,淺層曝氣把一般設(shè)置在池底的曝氣裝置提高到水面以下800mm左右,則所需風(fēng)壓降低,風(fēng)量加大。實(shí)際上是利用縮短氣泡上升的距離所節(jié)省的能量來增加空氣量,達(dá)到利用較高的氧轉(zhuǎn)移速率來提高處理效果的目的。
(2)生物吸附—再生工藝
活性污泥對(duì)污水的凈化主要經(jīng)歷吸附和氧化兩個(gè)階段。吸附階段,污水由于活性污泥的吸附而得到凈化。吸附作用進(jìn)行的十分迅速,一般可在30min內(nèi)完成。氧化階段,微生物繼續(xù)分解、氧化前一階段被吸附的有機(jī)物,同時(shí),繼續(xù)吸附前階段未吸附的殘余雜質(zhì)。這一階段進(jìn)行得相當(dāng)緩慢。物吸附—再生工藝就是利用了這一原理。吸附階段和再生階段可以在兩個(gè)池子中進(jìn)行,也可以在一個(gè)池子的兩個(gè)部分進(jìn)行。
(3)射流曝氣工藝
微生物對(duì)廢水中底物的代謝可分為底物吸附到細(xì)胞表面、底物向細(xì)胞內(nèi)運(yùn)輸和底物在細(xì)胞內(nèi)代謝三步。吸附過程一般進(jìn)行得很快,活性污泥細(xì)胞內(nèi)酶的作用使細(xì)胞內(nèi)底物的代謝速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于底物從細(xì)胞表面向細(xì)胞內(nèi)部運(yùn)輸?shù)乃俣龋虼?,底物由水中向?xì)胞內(nèi)的轉(zhuǎn)移是控制活性污泥代謝有機(jī)廢物的限速步驟。在射流曝氣中,廢水、污泥和由射流造成的負(fù)壓所吸入的空氣同時(shí)通過射流器,廢水、污泥和空氣同時(shí)被劇烈剪切、粉碎,大大增加了他們之間的接觸面積。
這一方面加速了底物向細(xì)胞內(nèi)的傳遞速度,提高了污泥代謝有機(jī)物的速率;另一方面,活性污泥顆粒既可以吸收溶于廢水中的氧,又可以通過與微氣泡的接觸從微氣泡中直接吸收氧,大大提高了氧的利用率。
由于射流提高了活性污泥代謝有機(jī)物的速率,也加快了吸附飽和的污泥活性的恢復(fù),從而促進(jìn)了污水中有機(jī)物的去除。
(4)延時(shí)曝氣工藝
延時(shí)曝氣活性污泥法的特征是負(fù)荷低(0.2kgBOD5/(kgMLSS·d))、曝氣時(shí)間長(1d以上)、微生物的生長處于內(nèi)源呼吸代謝階段。因此,該工藝基本上沒有污泥外排,管理方便,有機(jī)物和氮的去除率也都較高。國內(nèi)現(xiàn)有的用于處理肉類加工廢水的延時(shí)曝氣系統(tǒng)主要為卡魯塞爾曝氣工藝。
(5)氧化溝工藝
氧化溝工藝實(shí)質(zhì)上也屬于延時(shí)曝氣工藝,只是在曝氣池的結(jié)構(gòu)上與一般延時(shí)曝氣不同,常采用溝形曝氣池(一般為環(huán)形溝)。
其曝氣時(shí)間一般也都較長,多超過1~2天。(6)穩(wěn)定塘工藝
穩(wěn)定塘工藝可分為好氧塘、兼性塘、厭氧塘和生物塘。厭氧塘和兼性塘一般與好氧塘串聯(lián)使用,而好氧塘和生物塘可單獨(dú)使用。
(7)厭氧接觸工藝
又稱厭氧活性污泥法,通過將由出水帶出的污泥進(jìn)行沉淀與回流,對(duì)傳統(tǒng)消化池的進(jìn)行改進(jìn)。這一改進(jìn)大大提高了厭氧消化池的負(fù)荷能力和處理效率。
(8)升流式厭氧污泥床(UASB)是一種新型厭氧消化反應(yīng)器,具有結(jié)構(gòu)緊湊、簡單、無需攪拌裝置、負(fù)荷能力高、處理效果好和操作管理簡便等優(yōu)點(diǎn)。
其技術(shù)的關(guān)鍵在于布水系統(tǒng)、氣—固—液三相分離器和集水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。(9)水力循環(huán)厭氧接觸池
靠進(jìn)水經(jīng)噴嘴在喉管部分射流所產(chǎn)生的抽吸作用,促使反應(yīng)器沉淀區(qū)中的厭氧污泥循環(huán)回流,經(jīng)喉管在混合室與進(jìn)水混合,完成廢水與厭氧污泥的接觸。廢水中的有機(jī)物之后在接觸室被污泥分解。由接觸室進(jìn)入沉淀區(qū)的混合液中的污泥,由于重力的作用產(chǎn)生沉降,靠進(jìn)水射流造成的負(fù)壓循環(huán)回流。
(10)厭氧濾池
厭氧濾池實(shí)際上是通過在厭氧反應(yīng)器中設(shè)置可供微生物附著的介質(zhì)的途徑來增加反應(yīng)器中厭氧微生物的數(shù)量,以達(dá)到提高裝置負(fù)荷能力和處理效果的目的。厭氧濾池具有較高的耐沖擊負(fù)荷能力,結(jié)構(gòu)較簡單、運(yùn)行操作方便。但是由于厭氧濾池使用了填料,易發(fā)生堵塞。國內(nèi)應(yīng)用于工程實(shí)例的主要處理工藝包括:格柵-隔油-預(yù)曝氣調(diào)節(jié)-ABR-DAT-IAT-消毒工[1]、格柵-隔油沉淀-調(diào)節(jié)-氣浮-UASB-接觸氧化-二沉-消毒工藝、格柵-隔油-調(diào)節(jié)-厭氧
[3]
[2]-接觸氧化-斜板沉淀工藝[4]、格柵-調(diào)節(jié)-氣浮-厭氧-一級(jí)曝氣生物濾池-二級(jí)曝氣生物濾池-[5]消毒工藝、浮渣-格柵=隔油沉淀-曝氣調(diào)節(jié)-一段SBR-二段SBR工藝等。
國外近年來對(duì)于屠宰污水治理主要是在組合工藝研究方面,包括Weihua Cao等采用ABR+UV/H O 組合工藝,在進(jìn)水TOC 973.3 mg/L時(shí),TOC去除率達(dá)95%以上。Bazrafshan Edris
[7]
[6]等采用化學(xué)絮凝+電絮凝組合工藝處理宰牛廢水,COD、BOD 去除率可達(dá)99%以上。Del Pozo等采用一體式厭氧-好氧固定膜反應(yīng)器處理屠宰廢水,在有機(jī)負(fù)荷0.77 kgCOD/(m·d),氮負(fù)荷0.084kgN/(m·d)時(shí),總有機(jī)物去除率達(dá)93%,氮去除率達(dá)67%。Del Nery等 對(duì)一家滿負(fù)荷運(yùn)行的禽類屠宰污水處理廠的運(yùn)行性能進(jìn)行評(píng)價(jià),該廠采用旋轉(zhuǎn)格柵-均質(zhì)池-溶氣氣浮DAF-UASB工藝,經(jīng)過4年的運(yùn)行,出水總有機(jī)物去除率達(dá)90%,但營養(yǎng)元素仍需要加深度處理進(jìn)一步去除。存在問題
3.1 無廢水處理設(shè)施,直接排放
企業(yè)沒有廢水處理設(shè)施,廢水直接排放。最終去向是周圍水體,該類廢水如果不經(jīng)處理直接排至周圍水體,水質(zhì)超GB13457—92二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)近20倍,必將嚴(yán)重污染周圍地表水、地下水,同時(shí)該類廢水的色度和氣味,也將給周圍生活的人們帶來感官上的不良影響。如果直接排入城市污水處理廠,水質(zhì)超GB13457—92三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)3~4倍,過高的污染負(fù)荷也將影響受納廢水處理廠的正常運(yùn)行。這些企業(yè)的普遍特點(diǎn)是生產(chǎn)規(guī)模小,間歇排水,廠址位于遠(yuǎn)離市政管網(wǎng)的郊縣地區(qū)。
3.2 有廢水處理設(shè)施,不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)
雖然擁有廢水處理設(shè)施,但由于選用處理工藝的適用性、企業(yè)規(guī)模、生產(chǎn)特點(diǎn)及資金等方面的限制,導(dǎo)致不能正常運(yùn)轉(zhuǎn),廢水超標(biāo)排放。這些企業(yè)的普遍特點(diǎn)是廢水處理工藝相對(duì)簡單,針對(duì)性差,采用沉淀作為物化處理工藝,不能在預(yù)處理階段很好的將廢水中的懸浮物、油脂去除,導(dǎo)致后續(xù)生化處理負(fù)荷過高,而后續(xù)生化處理設(shè)施容積不夠,沒有能力將預(yù)處理出水中的高污染物處理至達(dá)標(biāo),而且缺少脫氮除磷工能;企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模相對(duì)較小,間歇排水,廢水均質(zhì)均量不完全,導(dǎo)致生化處理工藝的沖擊負(fù)荷過高,不能連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行;廠址位于遠(yuǎn)離市政管網(wǎng)的郊縣地區(qū),廢水處理設(shè)施的運(yùn)行、維護(hù)和管理缺少專業(yè)人員,不規(guī)范。
[8]3.3 有廢水處理設(shè)施,運(yùn)行費(fèi)用高
廢水連續(xù)排放的企業(yè)建有廢水處理站,采用氣浮+多級(jí)生物接觸氧化/SBR(+活性炭)的工藝。這些廢水處理站工藝設(shè)計(jì)合理、維護(hù)管理規(guī)范、運(yùn)行效果較好,但工程運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用高,噸水處理費(fèi)用高達(dá)3元以上,在一定程度上也限制了處理設(shè)施正常運(yùn)行。技術(shù)對(duì)策
(1)改變屠宰工藝,盡量少排廢水,尤其是血液百分之百回收。
(2)對(duì)于清洗內(nèi)臟產(chǎn)生的廢水,修建一個(gè)防滲漏的貯水池,定期將廢水運(yùn)至城市污水處理廠或鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠集中處理。貯水池內(nèi)的沉積物定期清理,可脫水發(fā)酵后做農(nóng)家肥回田使用。(3)有排水管網(wǎng)且周圍有鄉(xiāng)鎮(zhèn)廢水處理廠(多為生態(tài)人工濕地)的也可以采用人工格柵-隔油沉淀-強(qiáng)化氣浮的一級(jí)強(qiáng)化工藝。
(4)集中兩種或多種優(yōu)勢(shì)工藝合理組合與集成,不僅可以獲得良好穩(wěn)定運(yùn)行的效果,又能夠減少運(yùn)行成本、減少占地。
(5)建議預(yù)處理工藝采用粗、細(xì)格柵-刮渣撇油平流沉淀池-高效氣浮除去懸浮物和沉渣。(6)建議二級(jí)處理工藝采用厭氧與好氧相結(jié)合,厭氧工藝可選擇水解酸化降低COD和改變水污染物可生化性,好氧工藝可有多種選擇,根據(jù)企業(yè)場(chǎng)地限制及運(yùn)行管理要求選擇合適的工藝,可選擇SBR或A O或生物接觸氧化工藝,SBR工藝可減少占地面積,對(duì)于企業(yè)場(chǎng)地有限制的情況下可選擇此工藝,A O工藝和生物接觸氧化工藝需后接二沉池,占地面積較大,但是運(yùn)行管理較SBR工藝簡便。
(7)根據(jù)出水標(biāo)準(zhǔn),如出水直排或回用可加深度處理工藝,如企業(yè)地處鄉(xiāng)鎮(zhèn)有較大的用地面積,可選擇運(yùn)行費(fèi)用較低、運(yùn)行管理簡便的氧化塘、人工濕地工藝;如企業(yè)受場(chǎng)地限制又出水要求嚴(yán)格可選擇BAF工藝。
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第五篇:脫硫廢水處理裝置運(yùn)行現(xiàn)狀及建議論文
摘要:本文從濕法脫硫技術(shù)的角度出發(fā),對(duì)當(dāng)前我國電力企業(yè)在廢水處理裝置運(yùn)行方面普遍存在的問題進(jìn)行了詳細(xì)的闡述與分析,重點(diǎn)提出了相關(guān)的優(yōu)化建設(shè),希望可以起到參考作用。
關(guān)鍵詞:優(yōu)化;運(yùn)行現(xiàn)狀;廢水處理裝置
隨著我國現(xiàn)代化建設(shè)的不斷發(fā)展,電力企業(yè)所提供的電力服務(wù)無論在模式上還是在質(zhì)量都有了比較大的進(jìn)步,而在環(huán)境方面的工作也取得了明顯的進(jìn)步。其中廢水處理裝置對(duì)于電力工業(yè)污水的處理起到了十分關(guān)鍵的作用。對(duì)于電力企業(yè)來說,需要綜合運(yùn)用各種方法對(duì)污水處理裝置進(jìn)行深層次的優(yōu)化,最大程度上提高廢水處理裝置有脫硫方面的工作性能。
1、主要的脫硫廢水處理工藝概述
當(dāng)前我國電力企業(yè)所廣泛采用的脫硫廢水處理工藝主要為物化法,這種工藝方法基礎(chǔ)傳統(tǒng)的脫硫廢水處理技術(shù),并對(duì)傳統(tǒng)的技術(shù)進(jìn)行縮放處理。需要進(jìn)行脫硫處理的廢水具有呈現(xiàn)酸性狀態(tài),該狀態(tài)下的廢水所含有的金屬離子,其溶解性相對(duì)較好。因此,對(duì)脫硫廢水采用的主要處理方式為化學(xué)法,必要情況下也會(huì)結(jié)合機(jī)械法對(duì)部分可沉淀物質(zhì)尤其是對(duì)重金屬物質(zhì)進(jìn)行過濾處理,除重金屬物質(zhì)外,可以通過物理過濾而去除的固體物質(zhì)還包含硫酸鹽、亞硫酸鹽以及氟化物等。另外,還需要對(duì)污水自身的PH值進(jìn)行有效的調(diào)節(jié),使電力企業(yè)所排放的污水能夠在與相關(guān)法律法規(guī)的具體要求保持一致。當(dāng)前我國常用的金屬分離法為沉淀分離,采用這種處理方法能夠?qū)θ芙舛缺容^小、化學(xué)性活潑的金屬物質(zhì)進(jìn)行處理。
因此,在具體的處理過程中通常將具有充分可溶性的氫氧化物投入于污水中,能夠生成相應(yīng)的氫氧化物并對(duì)污水中的重金屬物質(zhì)起到良好的分離作用。在污水酸堿度不同的狀態(tài)下,金屬氫氧化物會(huì)體現(xiàn)出不同的溶度積,這就需要在對(duì)污水進(jìn)行處理的過程中重要對(duì)污水的酸堿度進(jìn)行嚴(yán)格的控制。在處理脫硫廢水的過程中,需要將污水酸堿度嚴(yán)格控制在弱堿性狀態(tài),使鉻、銅、鐵等金屬或重金屬物質(zhì)轉(zhuǎn)化為氫氧化物,所生成的氫氧化物自身溶解性比較差,可以經(jīng)過一段時(shí)間的靜置被沉淀下來。當(dāng)前我國廣泛通過重金屬離子與酸堿度調(diào)節(jié)來形成氫氧化物,在對(duì)氫氧化物進(jìn)行沉淀處理的過程中,所使用的化學(xué)藥物主要為氫氧化鈣與氫氧化鈉。其中氫氧化鈉價(jià)格相對(duì)低廉,市場(chǎng)供應(yīng)量比較大,而氫氧化鈣的獲取途徑則相對(duì)復(fù)雜,首先電力企業(yè)需要在市場(chǎng)中購入大量的石灰粉,再對(duì)石灰粉進(jìn)行一系列的處理,生成硫酸鈣、亞硫酸鈣以及氟化鈣等沉淀物,以分離硫酸鹽、亞硫酸鹽以及氟化物等物質(zhì)。通過氫氧化鈣能夠在助凝劑或絮凝劑的幫助下對(duì)污水中的氯化鈣起到深沉作用,對(duì)其中的氯離子進(jìn)行分享。
因此,通過氫氧化鈣既能夠?qū)ξ鬯械乃釅A度進(jìn)行調(diào)節(jié),也可以消除污水中的氯離子。對(duì)于銅與汞等重金屬元素來說,通常需要加入如硫化鈉等可溶性硫化物,可以生成硫化銅與硫化汞等深沉物,溶解度小是這兩種沉淀物的主要特點(diǎn)。需要注意的是,采用硫化鈉對(duì)污水進(jìn)行處理的過程中,操作人員需要做好各項(xiàng)保護(hù)工作,硫化鈉本身就有一定的毒性。為了克服硫化鈉的毒性,部分電廠開始使用TMT15溶液對(duì)污水中的重金屬元素進(jìn)行處理,采用FeClSO4作為混凝劑,用氯化氫對(duì)污水酸堿度進(jìn)行中和,用聚丙烯酰胺作為混凝劑。采用這種工藝技術(shù)所需要投入的藥物在采購上比較困難,但是各項(xiàng)具體操作比較單位,對(duì)于操作人員基本上不會(huì)造成傷害。
通過上述藥物對(duì)污水進(jìn)行處理,需要事先性污水反應(yīng)槽分為三部分,分別為絮凝槽、反應(yīng)槽與酸堿度調(diào)整槽,并且三種槽相互連通,分別完成混凝、沉淀反應(yīng)和酸堿度調(diào)整。其中澄清器對(duì)深沉前級(jí)設(shè)備中的膠體轉(zhuǎn)化為絮體,而絮體沉降性較差、絮體密度也相對(duì)較小,澄清器停留時(shí)間較長并且上升流速比較低。澄清池以間斷排泥方式進(jìn)行排泥處理,通過泥查泵將泥渣排出。
2、國外其他處理方式
2.1離子交換法處理脫硫廢水
以離子交換理論通過大孔巰基對(duì)樹脂材料中的汞離子進(jìn)行吸附,能夠?qū)ξ鬯械墓x子起到消除作用;利用活性炭對(duì)—CO、—OH與—COOH進(jìn)行還原、催化氧化和化學(xué)吸附,同時(shí)也能夠?qū)χ亟饘龠M(jìn)行吸附?;钚蕴课椒ㄔ诠に嚥僮鞣矫娣浅?fù)雜,通常適用于規(guī)模比較大的污水處理工作。
2.2電絮凝法處理脫硫廢水
電絮凝技術(shù)是當(dāng)前我國一種比較新興的處理方法,可以與濕法脫硫技術(shù)結(jié)合起來使用。電絮凝基本于電化學(xué)反應(yīng)理念,可溶性電極可以在電流的催化下被溶解。由于部分離子自身帶有電荷在污水中釋放出電子。污水中的離子在電離作用反應(yīng)下結(jié)合氫氧根離子,所產(chǎn)生的化合物能夠?qū)ξ鬯械哪z體起到絮凝作用。對(duì)于污水重金屬處理工作來說,電絮凝技術(shù)比較適用,同時(shí)也具有處理效果好、設(shè)備布置緊湊等方面的優(yōu)點(diǎn)。但該技術(shù)的缺點(diǎn)則體現(xiàn)在氯離子處理效果不佳并且工藝相對(duì)復(fù)雜。目前該技術(shù)在重金屬處理與含油污水的處理得到廣泛的應(yīng)用。
3、結(jié)語
當(dāng)前我國工業(yè)與民用電力的供應(yīng)壓力不斷增加,對(duì)于煤炭發(fā)電企業(yè)來說,一方面需要提高電力服務(wù)質(zhì)量,另一方面也需要綜合運(yùn)用各種手段對(duì)電力能源生產(chǎn)所產(chǎn)生的汗水進(jìn)行妥善的處理,避免對(duì)周圍環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。