废水深度处理（通用10篇）
废水深度处理 篇1
摘要：采用溶气气浮—生物接触氧化—膜分离组合工艺深度处理采油废水。实验结果表明, 出水水质满足热采锅炉进水要求。该法可年处理废水1.3×105m3, 产水率按50%计, 年节约新鲜水和废水回灌费用共计77.88万元, 年节水效益为21.71万元。
关键词：采油废水,生物处理,膜分离技术,废水回用
随着我国油田采油已进入注水驱油阶段, 许多地区采出液含水量已达80%～90%[1]。采油过程中产生的大量废水需达标排放或回灌地下, 同时还需使用大量淡水产生蒸汽或配制聚合物。以胜利油田为例, 2006年采油废水总量为5.1×107 m3, 其中回灌地下3.0×107 m3, 外排2.1×107 m3;使用淡水1.9×107 m3。回灌成本约7元/m3;淡水资源费约4.8元/m3。由此可见, 如果采油废水处理后能够满足配制聚合物和热采锅炉用水, 则可大大降低油田采油废水的排放量、节省淡水资源。由于采油废水具有处理难度大、盐含量高等特点, 给处理和回用带来一定的难度。国外采用采油蒸发技术处理稠油废水并回用于锅炉[2], 其电耗约为17 kW·h/m3, 然而高额的设备投资和运行费用使得企业难以承受。国内采用一级大孔弱酸树脂固定床软化含油废水, 可处理废水水质为总溶解性固体质量浓度 (TDS) 小于7 000 mg/L, 总硬度小于500 mg/L[3]。
本实验采用溶气气浮—生物接触氧化—膜分离组合工艺深度处理采油废水, 处理后废水满足热采锅炉进水的要求, 达到了油田采出水节水的目的。
1 废水水质及处理后废水指标
实验用采油废水取自某集输站。采油废水水质及油田热采锅炉进水指标见表1。由表1可见, 由于采油废水的总硬度、ρ (石油类) 较高, 无法达到热采锅炉进水指标, 因此须进行除油和脱盐处理。
1) 30日平均值。2) SY0027—1994《热采锅炉水质指标》。
2 工艺流程及处理装置
2.1工艺流程
根据废水水质及处理要求, 进行工业化试运行, 装置进水处理规模为400 m3/d。采油废水的深度处理工艺流程见图1。采油废水经气浮后进入并联的两组接触氧化池进行生物处理, 每组接触氧化池分3间串联, 池内装组合填料, 每间池设液下曝气机。生化污泥采用中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司 (简称胜利油田) 石油化工总厂生物曝气池中的活性污泥进行接种, 加入胜利油田采油院微生物中心富集分离的高效烃降解菌[4]及N、P营养盐, 间歇曝气3～5 d后连续进水, 根据出水水质逐步提高进水水量, 直至进入正常实验。接触氧化池出水经絮凝沉淀后用泵提升至后续膜脱盐系统, 加入次氯酸钠杀菌后, 经双介质过滤器和保安过滤器后进入超滤系统, 去除悬浮物和部分胶体物质。超滤出水再经高压泵送入反渗透系统进行除盐, 根据氧化还原电极电位和废水水质控制还原剂和阻垢剂的加入量。
2.2主要处理装置及操作条件
主要处理装置及操作条件见表2。
2.3分析方法
分析项目及方法见表3。
3 结果与讨论
3.1生物处理效果
为考察生物处理效果, 经半年的试验, 得出接触氧化工艺进水和絮凝沉淀工艺出水各项指标的平均值, 采油废水生物处理运行结果见表4。由表4可见, 采油废水经生物处理后平均出水BOD5为26 mg/L, 还有进一步生物降解的可能。因采油废水中主要污染物为环烷酸类难降解有机物, 在后续设计中可适当延长生物处理的停留时间, 采用A/O—接触氧化工艺, 提高水解酸化的作用, 通过A/O工艺分离并降解大部分有机物, 利用接触氧化池填料上的不同菌群段加大生物对有机物降解的深度。
由于该采油区属稠油区, 接触氧化池填料上挂有较厚的油泥和生物膜, 尤其进水受冲击时, 膜厚度迅速增加, 影响了填料上的微生物发挥作用。将接触氧化工艺的前段采用传统曝气工艺, 接触氧化池采用孔径略大的曝气方式, 根据膜厚度定期进行大气量曝气脱膜, 可控制填料上微生物膜的厚度, 改善并提高接触氧化的处理效果。
3.2采油废水深度处理运行结果
经过半年的试验, 得出接触氧化池进水和反渗透系统出水水质的平均值, 采油废水深度处理运行结果见表5。
由表5可见, 各出水指标各满足热采锅炉进水的水质要求。TDS去除率为93.4%, 去除率偏低。这主要是由于反渗透系统的“O”型圈密封不严, 造成反渗透系统有少量原水渗漏, 导致TDS偏高。
目前, 反渗透系统未设计自动冲洗程序, 不利于水质较差时膜分离系统的稳定运行。膜系统化学清洗过于频繁, 增加了运行成本和操作管理的工作强度。
4 经济效益分析
工业化试生产装置的年处理废水量为1.3×105 m3, 产水率按50%计, 经济效益分析见表6。由表6可见, 采用生物接触氧化法和膜分离技术深度处理采油废水, 年节约新鲜水和废水回灌费用共计77.88万元, 年节水效益为21.71万元。
5 结论
a) 采用溶气气浮法去除石油类物质、生物法去除有机物、膜系统进行脱盐处理的组合工艺深度处理采油废水, 出水水质满足热采锅炉进水要求。
b) 采用该法深度处理采油废水, 年处理废水量为1.3×105 m3, 产水率按50%计, 年节约新鲜水和废水回灌费用共计77.88万元, 年节水效益为21.71万元。
c) 建议采用A/O—接触氧化工艺提高生物处理效率, 有利于后续膜系统的稳定运行。
参考文献
[1]刘国强, 王铎, 段传慧等.外置式超滤膜生物反应器处理油田废水.化工环保, 2006, 26 (3) :226～230
[2] Bill Heins, 谢晓, 严登超.蒸发法处理稠油废水回用于注汽锅炉的新工艺.石油勘探与开发, 2008, 35 (1) :113～117
[3]李金林.稠油采出水回用热采锅炉供水的处理工艺设计.环境保护科学, 2004, 126 (30) :41～44
[4]梁生康, 王修林, 汪卫东.高效石油降解菌的筛选及其在油田废水深度处理中的应用.化工环保, 2004, 24 (1) :41～45
[5]原国家环境保护总局《水和废水监测分析方法》编委会, 水和废水监测分析方法.北京:中国环境科学出版社, 1997
废水深度处理 篇2
采用膨胀石墨深度处理油田废水,并与纤维球进行了对油田废水处理效果的比较.每克膨胀石墨可处理16.3 L含油废水,而每克纤维球可处理6.2 L含油废水,其出水都达到了国家回注水标准( 含油量小于10 mg/L).膨胀石墨对废水水样中油吸附效果与过滤速度成反比,即过滤速度越小,吸附效果越好.
作 者：邱滔 陈志刚 QIU Tao CHEN Zhi-gang 作者单位：邱滔,QIU Tao(江苏工业学院,设计研究所,江苏,常州,213164)
陈志刚,CHEN Zhi-gang(江苏工业学院)
刊 名：江苏工业学院学报 ISTIC英文刊名：JOURNAL OF JIANGSU POLYTECHNIC UNIVERSITY 年，卷(期)： 18(4) 分类号：X741 关键词：膨胀石墨 纤维球 油田废水 吸附
废水深度处理 篇3
关键词：钢铁企业；高盐废水；深度处理；处理技术
引言
减排是钢铁行业发展的必经之路，近十年来市场的巨大需求推动了钢铁工业发展，我国年均钢铁产量占世界总产量的百分之六十左右。钢铁工业的迅猛发展虽然带动了经济，但也带来了污染。钢铁企业生产中排放的高盐废水含有高浓度有机污染物，对环境会造成严重污染，甚至会破坏生态平衡。这些高盐废水渗入土壤，会使土壤中的生物、植物死亡，造成土壤生态系统瓦解。若排放到水中，将给水体环境带来压力，加速河流湖泊的富营养化进程。因此，研究钢铁企业高盐废水深度处理技术迫在眉睫，探索行之有效的高盐废水深度处理技术已经成为目前钢铁行业废水处理的热点之一。
一、钢铁企业高盐废水特征及主要来源
中国是世界第一产钢大国，年均钢铁产量占世界总产量的百分之六十，不仅支撑了我国国内建筑业、汽车工业等相关产业链，也极大的改变了世界钢铁工业格局，为全球经济发展做出了巨大贡献。但钢铁工业是严重费水的行业，生产中每吨钢耗新水量达到十五点七六点立方米，是西方发达国家的五倍之多，这必然会给废水排放带来挑战，带来废水处理及回收利用等问题。高盐废水是钢铁行业产生的主要废水类型之一，这种废水包含多种污染物，如：有机物、溶解性固体物、大量无机盐、油、放射性物质、有机重金属等，传统处理方式处理效果并不理想，若直接排放对环境生态的破坏与影响非常大[1]。通过对钢铁工业用水情况来看，高盐废水主要来自三方面。一、海水直接利用过程中排放出的高盐废水。由于我国是典型缺水国家，淡水资源紧缺，为了缓解用水压力，节约淡水资源，一些沿海城市工业就开始尝试利用海水资源解决用水问题。海水利用过程中就会产生高盐废水。二、生产过程中产生的高盐废水。由于钢铁生产过程中，需要使用大量化工原料和碱性物质，这就会产生大量盐分，所以就会产生大量高盐废水。三、水污染或地下水異常导致水中含盐浓度过高。如，河北平原部分地区浅层地下水为咸水，总溶解固体浓度可达5g/l左右，这种情况下由于受到生产技术限制，最终就会导致生产中产生的废水有机物及无机盐浓度升高[2]。高盐废水产生形式不同，废水中的有机物根据产生过程的不同其化学性质差异较大，污染性也不同。若离子浓度高的高盐废水，不仅会抑制生物生长，还具有一定毒性，不可随意排放，必须进行有效的深度处理，研究高盐废水深度处理具有重要意义。
二、钢铁企业高盐废水的深度处理技术
通过前文分析不难看出，钢铁企业高盐废水深度处理的重要性和必要性。想要促进钢铁行业的持续发展，提高钢铁生产的经济效益、社会效益、环境效益，必须做好高盐废水深度处理。下面通过几点来分析钢铁企业高盐废水的深度处理技术：
1.电解处理技术
由于高盐废水具有较高导电性，这就为高盐废水处理电化学法应用提供了便利。按照电解氧化还原理论，通过电解处理技术就能够对高盐废水进行有效处理。因为有机物质溶液本身也可能发生一系列氧化还原反应，所以通过电解就能够起到漂白作用，还能够辅助有机污染物的降解，目前电解处理技术应用已十分广泛。高盐废水的电解就是在外电场作用下实现污水处理目的。但电解处理过程中会产生能耗问题，必须做好节能。
2.膜分离处理技术
膜分离处理技术最早出现于二十世纪初，发展到六十年代已基本成熟，进入二十一世纪后越来越成熟，应用范围越来越广[3]。膜分离处理技术不仅节能、环保、高效，且处理效果好，易于操作，成本低，处理过程简单，能够有效提升钢铁生产的经济效益和社会效益。膜分离处理技术常温下即可进行，无相态变化，无化学变化，适用性强，只需电能驱动，且能耗非常低，脱盐效果明显。
3.生物处理技术
生物处理技术是指利用自然界的微生物来实现氧化、分解、吸附高盐废水中的有机物、污染物，从而实现净化废水。生物处理技术利用的是生物降解原理，这种处理方式不仅可以氧化分解一般有机物，且还能够将其转换为稳定的无机物，更具有有毒物质净化作用，经生物处理后的高盐废水可回收再利用。用于生物处理的微生物繁殖速度快，适应性强，应用潜力大。但这种处理技术成本相对较高，生物处理技术已成为各行各业工业废水处理研究的重点。
4.厌氧处理技术
厌氧处理技术属于传统废水处理技术，在钢铁行业高盐废水处理中应用比较广泛。厌氧处理技术应用中非常灵活，即可单独设置，也可与其他处理技术搭配使用。高盐废水厌氧处理过程中在无氧条件下，利用水中的甲烷菌分解高盐污水中的有机质，产生甲烷气，使高盐污水得到净化。深度处理中厌氧处理后，要增加耗氧处理环节，从而进一步提高净化效果。
结束语
近些年来，我国钢铁行业发展十分迅速，但钢铁工业污染问题日益突出，尤其是钢铁工业污水问题。钢铁企业产生的高盐废水会严重污染土地和水资源，为了促进行业的持续发展，降低废水污染。钢铁企业应加强对高盐废水深度处理技术的应用，通过废水回收再利用，降低生产成本，节约水资源。
参考文献：
[1]黄丽芳.宝钢水资源利用体系和锰砂生物过滤工艺处理围厂河水技术研究[D].同济大学，2012，13（11）：119-124.
[2]黄翔峰，李光.钢铁企业废水污染物形态分析及混凝深度处理试验研究[J].四川环境，2013，04：1-4.
光催化深度净化处理染料废水 篇4
关键词：絮凝,光催化,皂黄
染料主要是以芳烃和杂环化合物为母体,并带有显色基团和极性基团,结构日趋复杂,性能也越来越稳定,这给印染废水的处理带来了很大困难。染料废水具有组分复杂、色度高、COD和BOD浓度高、悬浮物多、水质及水量变化大、难降解物质多等特点,是较难处理的工业废水之一。染料废水的处理方法主要包括生物氧化法、氧化法(化学氧化、光催化法、微波协同法)、吸附法、混凝法和电化学法等[1,2]。
光催化过程由于具有选择性好、可在常温常压下进行、产率高、污染少、适用范围广等优点而备受人们重视。TiO2材料能有效催化降解空气和水中的有机和无机污染物,不产生二次污染并可重复使用,显示了其在废水处理、空气净化、杀菌除臭、自清洁等领域的巨大应用前景[3,4]。
印染废水的絮凝处理或生物处理无法使硝基苯、偶氮染料等难降解有毒有机物完全分解,其COD、色度的去除效果较差。光催化法能弥补这一缺点,它能把这些有机物彻底分解。但是光催化法对高浓度废水的处理效果不理想。光催化工艺与絮凝、生物处理等工艺结合处理染料废水可优势互补[56]。
本文采用光催化方法,对经过絮凝前期处理的染料皂黄废水进行深度净化处理。首先分别研究了絮凝和光催化过程的用量和反应时间因素对染料处理效果的影响,然后采用絮凝和光催化联合处理方法对染料皂黄废水进行深度净化处理,研究了用量、反应时间、皂黄初始浓度等影响因素的作用。
1 实验部分
1.1 絮凝实验
配制30 mg/L皂黄溶液,量取3.0 mL 1.00 g/L的皂黄贮备液于100 mL容量瓶中,用蒸馏水稀释至刻度,摇匀,倒入250 mL烧杯中,取5 mL测吸光度。在剩余溶液中加入絮凝剂聚合氯化铝PAC,搅拌20 min后静置5 min,取5 mL过滤后测溶液的吸光度,并由公式计算皂黄的脱色率。
1.2 光催化活性的测定
在250 mL烧杯中加入30 mg/L皂黄溶液100 mL,再加入一定量的TiO2,用磁力搅拌器避光搅拌25 min后,取5 mL用过滤器过滤后测定其吸光度,将烧杯放在紫外灯下照射,在整个实验中设定灯高8 cm 不变。照射30 min后,再过滤测定吸光度,并根据朗伯-比耳定律,计算皂黄的脱色率。
皂黄的脱色率η可以由公式计算:
絮凝脱色率:
η=(C0-C1)/C×100%=(A0-A1)/A0×100%
吸附率:
η=(C1-C2)/C×100%=(A1-A2)/A0×100%
光催化降解率:
η=(C2-C3)/C×100%=(A2-A3)/A0×100%
总脱色率:
η=(C0-C3)/C×100%=(A0-A3)/A0×100%
式中:C0、C1、C2、C3——分别表示絮凝前、吸附前、光照前和光照后皂黄的浓度
A0、A1、A2、A3——分别表示絮凝前、吸附前、光照前和光照后皂黄的吸光度
2 结果与讨论
2.1 絮凝实验
图1研究了当皂黄初始浓度为30 mg/L时,絮凝剂用量对皂黄脱色率的影响。从图可以看出,随着絮凝剂用量的增加,皂黄的脱色率也增加。当絮凝剂的投加量为2 g/L时,皂黄脱色率最大,随着絮凝剂用量的增加,皂黄的脱色率几乎不变或有所减小,可以认为絮凝达到平衡。
2.2 光催化实验
光催化单独作用于皂黄溶液时的脱色效果如图2所示。从图2可以看出,随着TiO2用量的增加,皂黄的吸附率也增加,可以认为TiO2纳米粉对皂黄有一定的吸附作用,但效率不高。光催化降解率和总脱色率随催化剂用量的增加而不断增大,但随着TiO2含量达到400 mg/L之后,降解率随着催化剂用量的增加变化不大。
当使溶液中TiO2的浓度为400 mg/L,皂黄浓度为30 mg/L时,光催化脱色效果与时间的关系如图3 所示。随着光照时间的增加,皂黄颜色越浅,皂黄的降解率和总脱色率逐渐增大,而TiO2的吸附率变化不大。当光照时间增加至70 min时,皂黄脱色率达98.4%。单纯采用光催化法处理皂黄溶液所需的反应时间较长。
2.3 絮凝-光催化深度净化实验
为了确定絮凝剂和TiO2的最佳配比,在溶液中加入0.5 g/L絮凝剂,从图4可以看出当TiO2浓度为100 mg/L时,经过絮凝-光催化联合处理,皂黄的总脱色率为82.2%。在只加入0.5 g/L絮凝剂时皂黄的脱色率为67.4%,而在加入TiO2后脱色率提高了14.8%。可见絮凝—光催化复合方式处理染料皂黄大大提高了脱色效率,减小了处理成本。随着TiO2投加量的增加,TiO2对皂黄的吸附率增大,而降解率却下降,在400 mg/L之后皂黄的脱色率趋于平稳。较高浓度的TiO2悬浮颗粒会对入射光起到遮蔽的作用, 降低了光催化反应效率。
固定絮凝剂用量为0.5 g/L,TiO2浓度为100 mg/L,研究在絮凝剂和光催化共同作用下,光照时间与皂黄脱色率的关系。从图5可以看出,反应进行到10 min时皂黄的脱色率就达到了76.1%。在100 mL皂黄溶液中,絮凝剂用量仅为50 mg,纯TiO2用量仅为5.0 mg。而在达到同等皂黄脱色率情况下,单纯使用絮凝剂用量约为150 mg,单独使用纯TiO2用量为20.0 mg,且需较长的反应光照时间。由此可知,先采用絮凝处理,再使用光催化降解,加快了反应进度,提高了污水的处理效率。
图6对比了采用不同初始浓度皂黄时的处理效果。从图中可以看出,增加皂黄的初始浓度导致絮凝剂对皂黄的脱色率下降,TiO2对皂黄的吸附率几乎不变,而TiO2对皂黄的降解率提高,总的脱色率降低了17.5%。因此提高皂黄初始浓度对絮凝的处理效果影响显著,但对TiO2的光催化性能影响不大,絮凝后的皂黄溶液残留量越多越能发挥TiO2的催化性能。因此处理浓度较大的皂黄废水,絮凝-光催化法能更有效的发挥其处理能力,提高废水出水脱色率。
3 结 论
先采用絮凝处理,再使用光催化降解,加快了反应进度,提高了污水的处理效率。单独采用絮凝处理不能完全去除染料皂黄,而只采用光催化处理又需要过 长的反应时间。絮凝-光催化复合方式处理染料皂黄大大提高了脱色效率。对处理浓度较大的皂黄废水,絮凝-光催化法能更有效的发挥其处理效能,提高废水出水脱色率。
参考文献
[1]丁绍兰,李郑坤,王睿.染料废水处理技术综述[J].水资源保护,2010,26(3):73-78.
[2]李家珍.染料、染色工业废水处理[M].北京:化学工业出版社,1996:55-60.
[3]孟凡明,肖磊,孙兆奇.TiO2薄膜光催化性能研究进展[J].安徽大学学报:自然科学版,2009,33(4):81-84.
[4]鲁飞,孟凡明.TiO2光催化剂掺杂改性研究进展[J].硅酸盐通报,2011,30(1):116-119.
[5]赵玉光,王宝贞,李湘中.生物-光催化反应器系统处理印染废水的研究[J].环境科学学报,1998,18(4):373-379.
生物流化床深度处理油田废水 篇5
生物流化床深度处理油田废水
摘要：采用隔油-混凝(气浮)-过滤的传统工艺处理油田废水,出水水质往往不能达到国家二级排放标准.在传统工艺的`基础上,增设了三相生物流化床深度处理该废水,以使其达标排放.为提高生物深度处理的效果,分别采用了漂浮填料、悬浮填料、专性菌等多种强化处理措施,结果表明:流化床出水含油量为3.5～4.9 mg/L,系统出水COD＜20 mg/L,出水水质可满足国家一级排放标准的要求.作 者：崔俊华 刘雅娜 马淑敏 黄昌兵 CUI Jun-hua LIU Ya-na MA Shu-min HUANG Chang-bing 作者单位：河北工程大学,城市建设学院,河北,邯郸,056038 期 刊：中国给水排水 ISTICPKU Journal：CHINA WATER & WASTEWATER 年，卷(期)：2006, 22(19) 分类号：X703.1 关键词：漂浮填料 悬浮填料 专性菌 生物流化床 油田废水
废水深度处理 篇6
据统计, 我国大多皮毛加工企业基本都有预处理工序。目前, 国内皮毛行业常采用物理化学方法进行预处理, 然后再利用有氧生物进行再处理, 使最终的污染物降低到国家允许排放的范围。也有很多企业预处理采用厌氧和好氧相结合的办法处理皮毛废水, 使处理成本大大降低。本文旨在简要叙说前段皮毛加工废水的处理过程, 主要分析废水深度治理和回水利用工艺。
一、皮毛废水的深度治理
皮毛废水深度治理, 指皮毛废水经过预处理和生化处理后, 废水中残留的不能被微生物降解的有机物, 通过其他方法降解去除的过程。表1为焦作隆丰公司污水设施的常年运行和废水数据的监测结果。
单位:g/L
数据表明, 生化处理后的水质除色度、氨氮污染因子能满足标准外, 其余各项都超出标准值无法满足排放要求;另外, 生化处理后的废水由于BOD较低, COD较高, Cl、盐等离子浓度较高, 制约了进一步采用生物处理的可能。所以, 采用化学强化处理是比较适合的, 化学强化处理方法很多, 如化学沉淀法、离子交换法、化学氧化法、气浮法等。
通过以上几种方法的比较和试验, 可以认为, 采用高效浅层气浮方法既能节约占地和减少投资成本, 又能达到最终的处理效果, 而且处理成本较低。工艺流程见图1。
本试验采用新型QF型高效浅层气浮装置, 在小试过程中, 分别使用了几种化学药剂进行比较, 结果见表2。
单位:mg/L
表2表明, 废水经气浮处理后, 由于药物和气浮的作用, 使废水中携带少量悬浮物, 这些悬浮物经过滤池过滤后, 排放或回用, 气浮产生的浮渣直接进入后续脱水系统。
二、废水回用及水质要求
1. 工艺回用水指标。废水处理后能否回用到生产, 首先必须了解皮毛的加工工艺和回用水指标。
(1) 皮革加工的工艺流程。
生皮→浸水→去肉→脱脂→浸酸→鞣制→剖层→削匀→中和→染色加油→填充→干燥→整理→涂饰→成品皮革
(2) 回用水质指标比较。由于在鞣制工段的浸皮、湿磨、脱脂等工段和车间冲洗地板用水指标要求不是很高, 我们在浸皮、湿磨等生产环节用处理后的废水进行试验, 效果较好。深度处理和回用水质指标见表3。
单位:mg/L
从表3看出, 皮毛废水经处理后, 除色度、铁盐、氯离子含量略高于各项指标外, 其他均能满足以上工艺使用要求。但在上述工艺中, 由于盐对皮张的特殊作用, 部分工艺还要加投部分盐, 以满足工艺要求和减少细菌对皮张的危害。所以, 皮毛废水经深度处理后完全可以满足浸皮、湿磨、脱脂、冲洗地板等工艺要求。
2. 工艺回用水量。
(1) 鞣前准备工段。在该工段中, 水主要用于水洗、浸水、软化、脱脂等。鞣前准备工段的废水排放量约占制革总废水量的50%以上。
(2) 鞣制工段。在该工段中, 水主要用于水洗、浸酸、鞣制。其废水排放量约占制革总废水量的25%左右。
(3) 鞣后湿整饰工段。在该工段中, 水主要用于水洗、挤水、染色、加脂、喷涂机的除尘等, 用水量约占制革总废水量的25%左右。
从以上分析中可以看到, 在鞣制前准备工段, 用水量几乎占皮毛加工总用水量的50%, 这些工段用水指标要求并不很高, 经深度处理的废水完全可以回用到鞣制前工段中, 再加上车间冲洗地板等用水, 废水的回用量完全可以达到50%以上甚至更多。
三、结束语
皮毛废水虽污染成分较高, 经深度处理后以上的废水可以回用到部分工艺中。
2.皮毛废水在深度处理过程中的运行费用约为0.8元, 但经处理后完全满足国家一级排放要求, 环境效益明显。
3.废水处理后回用到车间对提高能源利用, 实现清洁生产起到积极的推动作用。
4.采用的处理方法和化学药剂直接影响深度处理的效果。
浅谈焦化废水深度处理制纯水 篇7
焦化废水是一种有毒害的、高浓度难降解的有机工业废水, 其成分十分复杂, 包括数十种无机和有机化合物。其来源主要有三个:一是剩余氨水, 它是在煤干馏及煤气冷却中产生出来的废水, 是焦化废水的主要来源;二是在煤气净化过程中产生出来的废水;三是在焦油、粗苯等精制过程中及其它场合产生的废水。
1 焦化废水处理技术研究现状
目前焦化废水一般进行两级处理, 第一级处理为预处理, 把废水中部分不易降解的有机物去除, 并调节水质水量, 除油、氨等有害物质, 包括格栅、调节池、蒸酚等。第二级处理主要是利用微生物、电化学等方法进一步降解废水中的各种有机物, 包括生物处理技术、电化学处理技术等。二级处理是焦化废水的主要处理方式, 国内焦化企业普遍采用生物处理技术。
1.1 生物处理
生物处理技术相对其他废水处理工艺来说较为成熟, 应用也较为广泛, 主要包括生物脱氮技术、生物膜技术等。
(1) 国内焦化企业对生物脱氮技术研究主要集中在A1-A2-O工艺。A1-A2-O工艺是在A-O工艺的基础上改进来的, 通过对各段供氧量的不同形成厌氧-缺氧-好氧反应区。厌氧阶段水中难降解有机物通过水解酸化作用由大分子分解为易降解的小分子, 减轻后续反硝化-硝化反应负荷, 提高废水的可生化性, 并为后续反应提供碳源。缺氧条件下, 反硝化菌利用废水中的有机物将NO3-N和NO2-N还原为N2释放至空气。好氧条件下, 有机物进一步被降解, 有机氮被硝化, 同时P随着聚磷菌的过量摄取而降低。A1-A2-O工艺处理焦化废水可以有效降解水中各种污染物质, 运行稳定, 操作方便, 得到各焦化厂的普遍认同。 (2) 生物膜技术是指用天然或合成材料为载体, 在其表面形成有利于污染物降解的由细菌类微生物、原生和后生动物类的微型动物等组成的生物膜。按照废水和滤料的接触方式不同分为润壁型生物膜法、浸没型生物膜法和流动床型生物膜法。
生物膜过滤可以取代传统生化处理技术中的二次沉淀池, 降低投建成本。生物膜技术产生污泥即脱落的生物膜, 产生量少, 周期长, 可以减少剩余污泥的处理费用。耐冲击负荷, 可适应高浓度废水, 对难降解有机物也有较高降解效率。生物膜法可与多种其他污水处理技术结合, 进一步提高硝化能力。
1.2 电化学处理
电化学技术因可以产生强氧化性且无二次污染, 逐渐受到关注, 焦化废水处理方面常见的报道有电解氧化法和电Fenton法。
电解氧化法主要针对焦化废水中酚的降解, 梁镇海等用Ti/Sn02+Sb203+Mn02/Pb02电极电解氧化处理焦化废水, 酚的转化率达到了95.8%。
电Fenton法属于高级氧化技术, 起源于Fenton法。电Fenton法用电化学法产生的Fe+2和H2O2作为Fenton试剂, 可以提高H2O2的利用率, 防止Fe+2生成中间产物Fe3+的络合物, 影响矿化反应的进行。
2 深度处理技术
2.1 排水现状
焦化厂炼制焦炭产生的焦化废水CODcr浓度高达3000-4000mg/L, 酚类浓度500-900mg/L、氰化物浓度15mg/L、石油类浓度55-75mg/L、氨浓度200-300mg/L, 色度高达几千倍以上。
唐山市汇丰炼焦制气厂焦化废水经处理后出水水质达到GB16171-2012《炼焦化学工业污染物排放标准》的直接排放标准, 并优于该标准, 各项出水指标如下 (单位:mg/L) :CODcr≤80, 氨氮≤10, 挥发酚≤0.3, 总氮≤20, BOD5≤20, SS≤50, 石油类≤2.5, 总磷≤1.0, 氰化物≤0.2, 硫化物≤0.50, p H6.0-9.0, 色度20-30倍。
该公司污水处理为双系, A系B系, 总进水量80m3/h, 生化处理采用A/A1/O1/A2/O2+生物流化床循环生物脱氮工艺。焦化废水经过1#2#厌氧池A、1#2#缺氧池A1、1#2#好氧池O1及1#2#二沉池、缺氧池A2和好氧池O2, 期间反复经历厌氧、缺氧和好氧区, 进行彻底的反硝化—硝化反应, 不仅使COD、氨氮和各类难降解有机物得到大幅降解, 聚磷菌还可以过量吞噬P, 使P含量也得到降低。废水进入HOKTOC生物流化床时大分子有机物已经在上一步分解为小分子有机物, 在流化床内进一步进行硝化脱氮。两者组合在一起能够彻底有效地降解焦化工艺废水中的有毒有害物质, 降低废水中的氨氮、COD、色度等含量。
2.2 制纯水技术选择
深度处理单元的进水为生化处理的出水, 深度处理后预计作为锅炉补充水, 因此, 应满足锅炉用水质量标准, 根据《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》GB/T 12145-1999要求, 深度处理出水水质指标:硬度≈20mmol/L;电导率≤0.2μs/cm;Si02≤20μg/l。
深度处理较为成熟的技术有膜法、活性炭吸附法等。
膜法是通过膜上微孔拦截大于膜孔直径的分子, 将小于膜孔直径的分子过滤在膜外的一种物理过滤方式, 从而达到去除废水中有机物的效果。该工艺对有机物去除率较高, 但是投资、运行和维护费用高, 且透水率较低容易造成浓水累积。
活性炭吸附法是利用活性炭表面与水中有机物发生吸附反应, 降低水中污染物浓度的一种物化方法。该工艺较为成熟, 反应速度较快, 且活性炭可再生, 运行费用低。
结合该厂原有污水处理流程, 深度处理可采用:生化处理进水—活性炭过滤器—反渗透—混床—出水。选用的处理设备耐腐蚀性强, 设备组成简单, 管理方便, 运行可靠, 出水水质稳定。
活性炭过滤器采用生物法可再生活性炭, 微生物和活性炭的吸附功能对COD、石油类、氰化物等均有较好去除作用, 去除率均达85%以上, 预计出水CODcr≤6mg/L, 含油量≤0.1mg/L。活性炭过滤器也作为反渗透膜的预处理, 降低有机物浓度, 降低反渗透压力, 出水水质符合反渗透膜进水水质要求。
废水进入反渗透膜后, 在一定压力下, 废水中大部分有机物、胶体、细菌等留在膜内, 作为浓水汇集后排出, 大部分水分子和少量离子透过反渗透膜形成出水。
反渗透膜出水中含有少量的离子, 需要进一步用混床进行深度除盐。混床即混合离子交换器, 其主要原理是首先将交换器中的阴阳离子交换树脂转换为H型和0H型, 然后将阴阳离子混合均匀进行离子交换除盐。交换器中的树脂可通过交换清洗再生, 混床反应非常彻底, 无中间产物和二次污染物生成, 水质良好, 出水稳定。预计最终出水电导率 (μs/cm25℃) <0.2, 二氧化硅 (mg/L) <0.02。
近年来, 政府制定各项政策措施, 提倡全面落实科学发展观, 建设资源节约型、清洁生产型、环境友好型企业, 为实现水资源再生利用起到了极大的促进作用。为响应国家号召, 唐山市汇丰炼焦制气厂开工建设干熄焦工程, 加大中水回用宣传力度, 并筹划建设焦化废水深度处理制纯水工程, 经不同程度处理后用于化产工段循环水补充水、煤厂抑尘、锅炉用水等。污水深度处理工程建成后, 对于节约水资源, 净化当地环境有着重要的作用, 将产生明显的社会效益、经济效益和环境效益。
摘要：生产排放废水处理进行回用既是国家政策的要求, 也是企业自身发展的需要。本文对焦化废水的深度处理制纯水方案做初步探讨。
关键词：焦化废水,深度处理,高效微生物
参考文献
[1]杜鸿章.焦化污水湿式氧化净化技术.工业水处理, 1996, 16 (6) :11-13.
[2]许海燕, 等.超声、电解弓Fenton试剂处理焦化废水的试验研究[J].业水处理, 2004, 24 (2) :43-45.
电厂废水深度处理开发与日常运行 篇8
关键词：超滤,反渗透,废水深度处理
0 引言
社会发展的进程中, 水资源的开发利用越来越得到人们的普遍关注, 随着环保要求的不断严格, 电力行业水系统的节能开发、运行优化等一系列的技术措施正发挥着非常重要和关键的作用。
1 工艺流程
2 废水深度处理的开发
2.1 废水深度处理开发的意义
OA、OB、OC套的超滤反洗水、反渗透浓水具有低浊度、高微生物、高含盐量的特点。一般电厂这部分废水日常将其应用在绿化和灰渣增湿等用途。但根据超滤具有抗污能力强、反渗透可通过调整回收率的手段, 可以将这部分废水通过OD套的超滤、反渗透进行深度处理。
2.2 废水深度处理开发的价值
一般电厂由于OA、OB、OC套的超滤反洗水、反渗透浓水的用途在绿化、卫生间冲洗和灰渣增湿等。也可以理解为水源水价成本几乎可以忽略不计, 通过OD套的超滤、反渗透设备的处理可以得到高品质的反渗透产水, 同时大大降了废水处理的水量和用药量的成本。
2.3 废水深度处理开发的具体设备介绍
2.3.1 超滤装置
作为超滤装置的预处理, 本系统设计加装了过滤精度为55μm、最大运行出力为160吨/时的叠片过滤器, 其中最大的特色是独立的电控、有定时和定压两种配合的自动反冲洗。经过日常观察, 碟片过滤器对超滤装置的保护是不可缺少的一部分。超滤装置日常采用错流过滤并设有独立的错流过滤变频泵, 根据水质变化随时调整错流量。超滤装置运行方式是频繁反洗的全自动连续运行。超滤装置共有设有2套, 每套装置共有44支超滤膜, 系统设计处理量2×60m3/h, 运行方式为:运行40分钟, 反洗180秒。化学分散清洗每天一次, 控制部分采用了西门子400冗余从站控制。
2.3.2 反渗透装置
反渗透系统承担了主要的脱盐任务, 设计为一级2段, 共108支膜元件。RO膜元件采用了美国陶氏公司的抗污染BW30-400FR膜组件, 不仅能达到较高的产水率和较高的脱盐率, 而且还可以减少系统污堵, 降低系统运行压力, 延长膜元件的使用寿命。单根膜元件的膜面积为400平方英尺 (37m2) , 最大产水量达到10500GPD (40m3/d) , 单根膜脱盐率大于99.5%。反渗透系统包括还原剂加药系统、阻垢剂加药系统、RO保安过滤器、RO高压泵、反渗透等。
3 废水深度处理的运行
3.1 运行的控制
整个超滤、反渗透系统通过PLC进行自动控制, 系统的运行 (包括产水、待机、反洗、维护性清洗) 、停车和清洗都是控制系统自动控制, 操作员通过操作面板对系统进行运行 (包括产水、待机、反洗、维护性清洗) 、停车和清洗等操作;当入水不合格时, 将超滤及反渗透装置停机, 启动排水模式, 可将不合格来水排放到废水池。
3.2 运行方式的调整
3.2.1 夏季运行方式
由于夏季厂区绿化用水量大而且供热系统的退出, 使得机组用除盐水和反渗透产水的用量减少近1/3, OD套超滤、反渗透设备设有排水模式。进入夏季后通常采用排水模式, 使得这部分废水不通过OD套超滤、反渗透设备处理, 而仅仅通过碟片过滤器过滤之后直接排入废水池, 经过废水处理系统的处理回用。
3.2.2 冬季运行方式
进入冬季后随着绿化用水量的减少、热网系统的投运, 使得反渗透用水量增加。随之而来的是废水量的积增, 由于环保要求废水决不允许厂外外排, 这时就需将夏季的排水模式改为冬季的正常制水模式。OD套超滤、反渗透设备将正常的制出合格的反渗透产水, 为热网用水和除盐水制备发挥它的作用。
3.3 日常运行的注意事项
(1) 超滤装置如果停用7天以上时, 停运设备前对超滤装置进行一次夹气反洗。在此期间应投加PH≥3的保护液, 并注意环境温度应控制在5℃到40℃之间。
(2) 设备初投以后, 超滤膜丝在任何情况下都必须保持处于湿润状态, 如果膜丝一旦脱水变干, 就会造成膜丝不可逆损坏。这一点必须时刻紧记。
(3) 反渗透装置停运后, 由于原水是OA、OB、OC套的超滤反洗水、反渗透浓水。防止微生物滋生的措施是:如果停运在24小时以内要求用反渗透产水对其进行冲洗即可, 但如停运超过24小时以上, 则可用可以1%亚硫酸氢钠溶液冲洗反渗透膜系统。
(4) 在冬季, 要求超滤、反渗透设备所处的环境温度必须控制在5℃以上, 避免因环境温度的过低造成超滤、反渗透膜冻裂损坏。
(5) 超滤日常运行中控制正常差压在0.04-0.08Mpa之间, 严禁差压超过0.1Mpa, 产水流量控制在55-60吨/时, 严禁产水流量低于在50吨/时。反渗透日常运行中控制各段差压在0.1-0.2Mpa之间, 严禁差压超过0.3Mpa, 产水流量控制在65-69吨/时, 严禁产水流量低于在60吨/时。同时在对设备化学清洗中, 控制循环流量在30-40吨/时, 温度控制在30-35℃。酸洗p H在2-3, 碱洗p H在11-12。
4 结语
废水深度处理 篇9
1 脱硫废水的深度处理技术
目前, 常用的脱硫废水深度处理方法包括膜浓缩法、蒸发浓缩法和结晶技术等。
1.1 膜浓缩法
膜浓缩法分离技术有微滤、超滤、纳滤、反渗透和正渗透等工艺, 目前, 已被广泛应用在废水处理、精制水和海水淡化等领域。根据常规处理后脱硫废水的水质, 可采用反渗透和正渗透的工艺对脱硫废水进行水处理。
反渗透是在压力驱动下, 借助半透膜截留水中的各种无机离子、胶体物质和大分子溶质的, 从而获得纯净的水, 也可用于大分子有机物溶液的预浓缩。反渗透已被广泛应用于各种液体的提纯和浓缩, 其中, 最普遍的应用实例便是在水处理工艺中的应用。用反渗透技术可将原水中的无机离子、细菌、病毒、有机物和胶体等杂质去除, 以获得高质量的纯净水。
正渗透技术的基本原理为:使用半透膜 (原理等同于反渗透膜) , 利用自然渗透压差, 使水分子从待处理的浓盐水中自然扩散到汲取液中, 且将原水中的其他溶质截留, 然后采用其他工艺将水从被稀释的汲取液中分离出来, 最终获得纯净的水, 汲取液可循环利用。正渗透的运作过程不需要高压泵, 系统能耗低, 可去除浓盐水中的溶解盐成分, 汲取液的加热回收系统耗能低于蒸发器。
1.2 蒸发浓缩技术
蒸发浓缩是工业中非常典型的水处理技术之一, 其被广泛应用于化工、食品、制药、海水淡化和废水处理等工业生产中。在脱硫废水的浓缩处理中应用较多的是多效蒸发 (MED) 、热力蒸汽再压缩 (TVC-MED) 和机械蒸汽再压缩 (MVR) 技术。
传统的多效蒸发装置 (MED) 主要以锅炉生成的蒸汽为热源, 加热第一效产生的蒸汽不进入冷凝器, 而是作为第二效的加热介质再次利用, 重复此步骤将形成一个多效蒸发系统。多效蒸发技术多次、重复利用了热能, 提高了加热蒸汽的利用率, 大大降低了成本, 提高了效率。
在TVC-MED蒸发装置中, 从蒸发器喷出的二次蒸汽一部分在高压蒸汽的带动下进入喷射器, 混合升温、升压后作为加热蒸汽加热料液;另一部分进入冷凝器, 冷凝后排出。加热蒸汽在加热室中凝结成水排出。管内溶液在加热蒸汽的加热下蒸发浓缩, 达到要求后排出。热力蒸汽压缩技术回收了潜热, 提高了热效率, 一台热力蒸汽压缩器的效能相当于增加一效蒸发器, 在MED海水淡化中常配备TVC, 以提高造水比。
机械式蒸汽再压缩 (MVR) 是一种节能减排工艺。在多效蒸发装置中, 由新蒸汽加热第一效产生的蒸汽不进入冷凝器, 而是经压缩机机械压缩, 其压力和温度升高、热焓增加, 并作为第二效的加热蒸汽再次利用, 使被加工的料液维持沸腾状态, 而加热蒸汽本身冷凝成水, 使以往废弃的蒸汽得到了充分利用。
1.3 结晶技术
强制循环结晶器是效率最高的结晶系统, 其工作原理如图1所示。其适用于易结垢液体、高黏度液体, 非常适合盐溶液的结晶。主要工艺流程为:浓盐水被泵由底部打入结晶器, 与正在循环中的浓盐水混合, 在盐卤循环泵的推动下进入管壳式换热器 (加热器) ;循环卤水沿切线方向进入结晶器, 实现连续结晶;小部分卤水被蒸发, 卤水内产生晶体, 大部分卤水被循环至加热器, 小股水流被抽送至后续脱水干燥设备, 实现晶体分离;蒸汽经过除雾器去除携带的杂质, 经压缩机加压后在加热器的换热管外冷凝成蒸馏水, 同时, 释放潜热加热管内的卤水。蒸馏水可作为高品质用水工艺的补给水, 晶体产物可回收利用, 比如制成食盐、硫酸氨等。
1.4 脱硫废水零排放处理的典型工艺流程
对于电厂脱硫废水零排放, 以蒸发浓缩和结晶/干燥技术为核心的工艺流程是目前国内外采用最多的工艺流程。其技术路线先进, 操作可靠、稳定, 投资运行经济、合理, 如图2所示。
2 国外脱硫废水零排放的案例
2.1 阿奎特 (Aquatech) 脱硫废水零排放技术
阿奎特脱硫废水零排放项目主要为意大利ENEL电力公司旗下的5个燃煤电厂。这5个零排放项目在2007年陆续投入运行, 目前运行状况良好。5个项目的工艺基本相同:脱硫废水先经过中和、混凝、沉淀和软化, 然后进入晶种式竖管降膜蒸发器浓缩, 最后进入强制循环结晶器结晶。阿奎特的蒸发浓缩部分采用竖管降膜蒸发, 降膜蒸发效率高于强制循环换热器。这5个项目中蒸发浓缩都采取晶种模式运行。脱硫废水前的软化采取化学软化的方法, 由于采同化学软化方法去除硬度不彻底, 因此, 之后的蒸发浓缩部分往往还要加入晶种运行模式, 结晶部分还会采用强制循环蒸发结晶器。
2.2 威立雅脱硫废水零排放技术
为了符合欧盟的特定烟气标准, 威立雅承担了意大利蒙法尔科内的一个脱硫废水零排放项目。该工程采用最先进的脱硫装置, 目的是从336 MW燃煤发电站的排放中消除SO2。威立雅水务技术采用HPD®蒸发与结晶技术, 主体工艺与阿奎特相似, 采用降膜蒸发器和强制循环结晶器。当在预处理中采用离子交换深度去除硬度时, 随后的蒸发不加晶种;当仅采取化学方法去除硬度时, 随后要投加晶种。该电厂的零排放从2008年开始, 从脱硫清除系统的废水中回收、产生的高质量蒸馏液用于整个工厂, 产生的循环水低于20 ppm的最大TDS (总溶解固体) 限制。
3 国内脱硫废水零排放的案例
目前, 国内火电厂脱硫废水真正达到零排放的工程案例仅有广东河源电厂和广东佛山三水电厂。其中, 广东河源电厂脱硫废水零排放处理于2009年成功投产, 是我国首座脱硫废水零排放处理的火电厂。
3.1 河源电厂脱硫废水处理工艺
河源电厂在建设前期就确立了废水零排放的目标, 深圳能源旗下的深能环保创造性地将其开发的垃圾沥滤液热力法处理技术与真空工艺技术相结合, 自主研发出“火力发电厂脱硫废水深度处理”技术。其脱硫系统的排污水采用“二级预处理+蒸发结晶”系统处理, 真正实现了整个河源电厂的废水零排放。整个系统的工艺流程如图3所示。
河源电厂脱硫废水首先在预处理系统絮凝、沉降和中和, 减少废水中的悬浮物和提高废水的p H值, 从而为之后的深度处理做好准备;深处处理即蒸发+结晶系统, 河源电厂采用4效真空蒸发结晶工艺 (多效立管降膜蒸发系统+结晶系统) , 热源为电厂的抽汽, 处理后产生的蒸馏水可作为循环水的补给水。
3.2 佛山三水电厂脱硫废水处理
广东佛山三水电厂脱硫废水零排放处理项目由佛山德嘉环保公司总包和委托运行, 由J&Y公司 (中山迪宝龙) 提供技术支持和成套设备。项目在2011-12成功投产, 脱硫废水采用预处理+蒸发结晶系统进行零排放处理。预处理系统与河源电厂相似, 但蒸发结晶系统 (深度处理) 与河源电厂不同, 其处理方法为:采用卧管喷淋MVC低能耗蒸发系统, 第一段的回收率为83%;第二段浓缩废液至26%;第三段浓缩采用两效MED蒸发系统;最后采用固废干燥/包装系统, 处理后产生的蒸馏水可作为循环水的补给水。
4 脱硫废水零排放处理的工艺分析
通过以上脱硫废水零排放的实际案例可看出, 其深度处理技术基本均采用蒸发结晶工艺。
从处理工艺看, 膜浓缩法分离技术占有一定的优势, 这是因为蒸发工艺的运行成本高 (耗蒸汽或电能) 、设备投资高, 但进行膜法处理一般都要进行完善的预处理, 包括去除悬浮物、去除硬度、防止有机物硅等结垢。如果不进行预处理, 这些物质将会淤积在膜表面上, 导致流道堵塞, 造成膜组件压差增大、产水量和脱盐率下降, 甚至使膜组件报废。脱硫系统是在微酸 (p H=4.5~6.0) 条件下运行的, 因此, 脱硫废水中碳酸盐的硬度较低, 要想进行化学软化, 就要投入碳酸钠。但碳酸钠的投入费用很高, 因此, 整体预处理的运行费用非常高。
从运行的角度看, 运行部分的水量较少, 电厂投入的运行人员也很少, 电厂只希望系统能简单、可靠、稳定运行, 即使运行成本较高。如果采用膜法预处理, 则膜浓缩等工艺的耗时较长, 一旦系统中某一环节出现问题, 都会导致系统整体停运。而蒸发结晶工艺的系统流程非常短、运行稳定, 其可靠性和对原水变化的适应性都远远高于膜浓缩法。
通过参考国外电厂脱硫废水零排放项目发现, 脱硫废水的水质情况比较复杂, 采用膜浓缩法的可行性非常低, 包括AQUATECH、威立雅等对高盐废水膜浓缩具有专利技术和实际工程经验的国际大企业, 也没有将他们的膜浓缩专利工艺用于脱硫废水。这些公司做过很多实际工程, 了解脱硫废水用膜浓缩法预浓缩存在很多不足, 威立雅的一些新的专门针对燃煤火电厂或IGCC电厂的脱硫废水开发工艺均采取蒸发结晶工艺, 并未使用膜浓缩法。
5 结论
脱硫废水经初步处理后, 虽然能满足达标排放的要求, 但仍处于高氯根、高含盐的状态, 且含有微量重金属, 其回用局限性很大。要想真正实现电厂脱硫废水零排放, 就必须采取深度处理。对于脱硫废水具有的特殊水质 (高氯根、高含盐、含有微量重金属) , 并不适合采用膜浓缩法。膜浓缩法适用于海水等干净、预处理要求低的水质, 但是对于水质条件差、含盐量高的工业废水, 比如脱硫废水是不适用的, 可采用蒸发结晶处理工艺。
参考文献
[1]龙国庆.燃煤电厂湿法脱硫废水蒸发结晶处理工艺的选择[J].中国给水排水, 2013, 29 (24) :5-8.
[2]吴志勇.废水蒸发浓缩工艺在脱硫废水处理中的应用[J].华电技术, 2012, 34 (11) :63-66.
[3]王治安, 林卫, 李冰.脱硫废水零排放处理工艺[J].电力科技与环保, 2012 (38) :37-38.
制革废水深度处理技术的研究进展 篇10
制革废水深度处理是指制革废水经一级、二级处理后,进一步的处理,去除制革废水中残留的COD、SS、N、P及无机盐类,以达到排放标准要求,甚至实现回用。国内外主要采用物理化学法、生物法及物理化学-生物联用的方法对制革废水进行深度处理。
1 物理化学法
在制革废水的深度处理中,物理化学法具有处理效果好,操作方便等优势。物理化学法一般包括高级氧化法、混凝沉淀法、膜分离法等。
1.1 高级氧化法
高级氧化技术是一种新兴的水处理技术,具有氧化性强、反应快速、可降低TOC、提高生物降解性等特点。其原理是利用氧化过程中产生的强氧化剂·OH来氧化大部分有机物和还原性无机物。常用的有光催化氧化法、电化学法、Fenton氧化法等方法。
1.1.1 光催化氧化法
光催化氧化法主要使用TiO2为催化剂来进行光化学降解,用于去除有机污染物,特别是难降解有机污染物。张宗才等[4]利用TiO2光催化降解制革废水,能使样品中硫化物含量在8～10 h内降低90%以上。
1.1.2 电化学法
电化学法是一种高效的处理方法,它具有不同的组合,包括电氧化法,电沉淀法,电凝聚法等。卢亮等[5]采用催化铁内电解法+CAST法处理制革综合废水,当进水SS,BOD5,CODCr,S2-,色度分别为2 120 mg/L,648 mg/L,1 240 mg/L,113.8 mg/L,840倍时,出水SS,BOD5,CODCr,S2-,色度可分别达到82mg/L,32 mg/L,78 mg/L,0.3 mg/L,8倍,出水水质稳定能够达到二级排放标准。此工艺操作简便,造价低廉,适用中小型制革企业的废水处理。
Feng[6]采用电凝法处理制革废水,其COD,NH3-N,TOC,硫化物及色度的去除率分别为68.0%,43.1%,55.1%,96.7%和84.3%。苗利等[7]采用以内电解为主的全物化工艺处理制革废水,出水水质能够稳定达到二级排放标准,该工艺适合间歇生产的中小型制革企业,具有启动速度快,操作简便,运行稳定并受气温影响较小,脱色效果好,投资省等特点。
1.1.3 Fenton氧化法
Fenton氧化法是一种常用的高级氧化技术,相对于其它高级氧化技术而言,具有操作过程简单,药剂易得,价格便宜,无需复杂设备且对环境友好等优点,已被逐渐应用于燃料、防腐剂、显相剂、农药等废水处理工程中,具有很好的应用前景[8]。Fenton试剂是由H2O2与Fe2+组成的混合体系,它通过催化分解H2O2产生的OH·进攻有机物分子夺取氢,将大分子有机物降解为小分子有机物或矿化为CO2和H2O等无机物,其化学反应方程式为:
王成军等[9]以加工生牛皮为主的皮革厂废水处理站生化出水为研究对象,研究Fenton试剂对废水的深度处理效果。试验确定降解此类皮革废水生化出水的最佳条件为:H2O2投加量600 mg/L,Fe2+的投加量500 mg/L,反应时间50 min。在此条件下,当进水COD为333 mg/L,色度为90倍时,出水COD降至89 mg/L,色度降至5倍以下,达到《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)一级标准。
为提高Fenton氧化法的处理效果,往往采用Fenton氧化法和其它方法联用[10],或者以普通Fenton试剂为基础,通过改变和耦合反应条件,改善反应机制,得到一系列机理相似的类Fenton试剂,如改性Fenton试剂,光-Fenton试剂,电-Fenton试剂和配体-Fenton试剂等[11,12,13],以提高其反应效率。
高级氧化法具有高效、迅速的特点,发展潜力巨大,对处理制革废水中难降解的有毒有害污染物具有明显的优势。但高级氧化法成本较高,技术不够成熟,所以应侧重于易于操作,成本较低的高级氧化研究。
1.2 混凝沉淀法
处理制革废水时经常采用混凝法,它是一种处理效率高、经济又简便的物理化学方法[14],因可以有效地降低废水中的浊度和色度、去除多种高分子有机物和某些重金属离子、改善污泥脱水性能而被广泛研究[15,16,17]。
刘嫣潇等[15]将ZnCl2、ZnSO4分别与PAM按一定比例制得复合混凝剂,处理后的制革废水COD去除率为71.9%,S2-去除率为42.0%。Song等[16]以硫酸铝和氯化铁为混凝剂处理制革废水,发现氯化铁比硫酸铝处理效果好。郭沛涌[17]等研究了化学混凝法对制革废水悬浮物的去除效果及作用机理,当PFS投加量为880～1 000 mg/L,混凝时间20 min,pH值为6.5～7.0,搅拌强度为快速250 r/min、慢速65 r/min,悬浮物的去除率可达97.92%以上。
混凝沉淀法在制革废水深度处理中得到了广泛应用,是一种比较成熟的工艺。但是通过混凝沉淀法仍难以使废水中的有机污染物彻底去除,且处理成本较高。
1.3 膜分离法
膜分离法是利用膜的选择透过性进行分离与浓缩的方法。膜分离技术作为新的分离净化和浓缩方法,具有能耗低、效率高、工艺简单、操作方便和投资小等优点,不仅可以达到排放标准,而且可以回收部分原材料、提高水的利用率,近十年在我国发展迅速。目前,在制革废水处理领域应用的膜技术主要有微滤、超滤和液膜等。
俞海桥等[18]采用超滤和反渗透双膜联用技术对某大型皮革企业生化处理后的皮革废水进行处理,对处理前后的各项水质指标进行了分析。试验结果表明,超滤系统能有效去除废水中的浊度和大分子污染物,保证了反渗透进水水质;反渗透系统对废水中的COD、Fe、Mn等污染物质的去除率均超过95%,出水水质达到了《城市污水再生利用-工业用水水质》(GB/T 19923-2005)的要求,可以回用于生产。Suthanthararajan等[19]采用纳米膜与反渗透膜联用处理经二级处理后的制革废水,反渗透膜对总溶解固体TDS的去除率超过98%,从膜系统回收的水其TDS浓度非常低,可以在制革湿加工过程中重复使用。
膜分离技术在处理制革废水的应用方面还存在着一些需要解决的问题,如膜污染,膜材料价格偏高以及使用寿命相对较短等,这在一定程度上限制了该技术的大规模应用。随着膜分离技术的发展,各种新型膜材料的问世,这些问题都将会得到解决,膜分离技术在制革废水处理领域将会发挥越来越大的作用。
2 生物法
生物技术不仅可用于制革废水的二级处理,还可以作为制革废水的深度处理技术。某制革企业综合废水氨氮浓度为200～300 mg/L,二级处理后很难实现氨氮的稳定达标排放,研究人员在原有处理构筑物基础上增加了生物处理设施,经1个月的调试运行表明,出水氨氮浓度已达到《污水综合排放标准》一级标准,且其余指标均远低于一级标准[20]。
针对二级出水中的污染物生化性不高,大部分难生物降解的特点,开发出了许多新的工艺,如曝气生物流化池(ABFT)工艺,进一步降低出水COD和色度[21]。此外,生物活性炭法也是很高效的废水深度处理方法,目前已在多种工业废水深度处理方面进行应用[22,23,24],但是在制革废水的深度处理上还鲜有报道,有待进一步开发研究。
生物法处理制革废水不产生二次污染,处理成本低,易于管理,是一种非常有前途的制革废水深度处理技术。
3 物理化学-生物联合法
制革废水深度处理采用单一的处理方法均有一定的局限性,采用多种方法的组合工艺,发挥各种方法的优点,才能达到低成本的目的。在废水的处理方法中,生物法的处理成本低,但效果不如物理化学法,因此将两者联合则不但可以保证废水能达标排放,而且也可以适当地降低处理成本。
吴荣芳等[25]针对制革废水混入印染废水后水量、水质的变化情况,提出以粉末活性炭(PAC)-SBR为核心的废水处理改造工艺,重点分析了改造思路以及各处理单元的具体改造情况。实际运行效果表明,该改造工程投资省,处理效果好,运行成本低。
4 结语
制革废水深度处理的目的是去除难以生物降解的有机物、SS、N、P及无机盐类等。在制革废水的深度处理中,各种单一处理方法均存在不足之处。物理化学法中的絮凝沉淀法需要投加大量的试剂;膜分离技术容易出现膜污染和浓差极化问题;电化学法消耗的电能较大;Fenton氧化技术对制革废水有良好的去除效果,但需要在pH值<3下进行,消耗大量的酸碱药剂造成成本的提高;生物法不产生二次污染,处理成本低,但处理效率较低。