A. 环保法中对树脂的要求
可以看下最新的标准要求:
合成树脂工业污染物排放标准
Emission standard of pollutants for synthetic resin instry
( GB 31572-2015 2015-07-01实施)
为贯彻《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国水污染防治法》、《中华人民共和国大气污染防治法》等法律、法规,保护环境,防治污染,促进合成树脂工业的技术进步和可持续发展,制定本标准。本标准规定了合成树脂(聚氯乙烯树脂除外)工业企业及其生产设施的水污染物和大气污染物排放限值、监测和监督管理要求。合成树脂工业企业排放恶臭污染物、环境噪声适用相应的国家污染物排放标准,产生固体废物的鉴别、处理和处置适用相应的国家固体废物污染控制标准。配套的锅炉和导热油炉执行《锅炉大气污染物排放标准》。本标准为首次发布。http://www.gepresearch.com/100/view-168460-1.html
B. 水溶性丙烯酸树脂污染物排放标准
随着城市区域和工业的快速发展,涂料的应用越来越广泛,其在推动我国经济发展中起到了重要的作用。我国涂料产量从2000年的183.9万吨增加到了2004年的298.1万吨,已成了世界涂料生产和消费的第二大国。国际上著名的涂料公司PPG、阿克苏、立邦、巴斯夫等都已经落户中国。与此同时,涂料使用对人体健康的影响也越来越得到人们的重视,绿色、环保已经成为产品市场竞争中的重要砝码,也成为国际贸易中国绿色壁垒的组成部分。限制挥发性有机物(VOCs)的排放已成为加强行业管理、提高市场竞争力的重要方面。除了涂料使用过程中VOCs的挥发外,涂料生产过程中产生的废水、废气、固体废物等也是涂料工业污染物排放的重要组成部分,在一定程度上也对周围环境造成了影响,美国,欧盟等对涂料生产过程中的VOCs的排放制订了专门的较为严格的标准,而我国目前仍执行污染物综合排放标准,已经不能适应目前环境保护的要求,也不符合涂料工业发展的趋势。为了推动“资源节约型、环境友好型社会”的建设,国家环境保护总局科技标准司已经下达任务制订《国家涂料工业污染物排放标准》,以进一步加强行业污染控制,规范行业环境保护管理工作。该标准也已经被国家标准委列为强制执行标准。
涂料种类繁多,虽然水性涂料、粉末涂料、辐射固化涂料、高固分涂料等“节约型、环保型”涂料得到迅速发展,但在很长时间内,溶剂型涂料尚无法完全退出市场,因此制订涂料工业污染物排放标准既要考虑生产工艺的特点,又要考虑行业的发展趋势。本文下面主要对制订标准的原则、国外标准的状况和标准体系的构建进行了探讨。
2制订标准的总体原则
(1)以实现经济、社会的可持续发展为目标,以国家环境保护和污染防治相关法律、法规、规章、政策和规划为依据,促进环境效益、经济效益和社会效益的统一;
(2)有利于保护生活环境、生态环境和人体健康,有利于相关法律、法规和规范性文件的实施;
(3)符合涂料工业的实际情况和发展要求;与经济、技术发展水平和相关方的承受能力相适应,具有先进性,促进科学技术进步;
(4)按照优先污染物的原则,逐步进行实施;
(5)以科学研究成果和实践经验为依据;坚持控制技术可行和经济可行;
(6)根据本国实际情况,参照国外相关标准、技术法规;
(7)淡化功能区分类控制,重视总量控制;
(8)促进清洁生产,体现污染的过程控制;
3国外标准体系及控制标准比较
3.1美国涂料工业排放标准
美国环境保护署于2002年设立了有关涂料行业有毒有害空气污染物的排放标准,并于2005年12月颁布最新版的《混合涂料生产的有毒有害气体排放标准》(:;FinalRule)。美国标准的最大特点是基于最大可得污染控制技术(MACT)的技术上制订的,标准值是考虑行业中先进企业的控制水平制订的。制订过程中根据调查的企业中环境保护排名前30家企业的排污平均值作为MACT底线,MACT标准一底线是确保所有的主要污染源使用现有较好的控制技术且排放较少的污染物的最低控制水平,作为制订标准的最低要求,不得突破底线,但可制订严格于底线的标准。
美国大气污染物排放标准的体系中包括了对储罐、工艺设备、废水收集和输送系统,输送系统及辅助设备等排放的HAPs的限值。主要的HAPs为甲苯,甲醇,二甲苯,氯化氢、二氯甲烷等。具体规定如下:
3.1.1工艺设备:
①对容积大于等于0.94m3(250加仑)的固定式,便携式容器,要求加盖子。
②对现源固定式设备除了要求加盖密封外,还必须在未控制的基线上削减有机HAP75%以上。
③对新源固定式,便携式容器除了加盖外,要求削减有机HAP95%以上。
④作为选择方案,可以在有特定限制温度使用冷凝器。
3.1.2储存罐:
①标准涉及的储存罐:α)现源:储存罐容积大于或等于75m3(20000加仑),储存物的蒸汽压大于或等于13.1KPa(1.9磅平方时):β)新源:储存罐容积大于或等于75m3(20000加仑)但小于94m3(25000加仑),储存物的蒸汽压大于或等于10.3KPa,或储存罐容积大于94m3(25000加仑),储存物的蒸汽压为0.7KPa。
②对现/新源要求削减有机HAP90%以上,或使用浮顶罐或水汽平衡装置。
3.1.3废水处理系统:
①对现源,若特定HAP的浓度大于等于4000ppmW,则要求将废水引入有所控制的水管,以削减有机HAP。
②对新源,若特定HAP的浓度大于等于2000ppmW,则要求;曙废水引入有所控制的水管,以削减有机HAP。
3.1.4输送操作
若输送的物质中含有至少1140万升/年(300万加仑/年),且HAP分压大于等于10.3kPa),则要求控制75%HAP的排放。可采用的措施包括将水汽回送至工艺中,或在特定温度限制下使用冷凝器。
3.1.5设备泄漏:
启动泄漏检查和修理计划(LDAR)。
3.1.6对热交换系统等,建议起草减少排放和月泄漏检查计划。
3.1.7清洗同样被认为是工艺用水,因此同其他工艺用水一样,遵守在通风孔,储存罐、设备泄漏及废水系统中的标准。
3.2欧盟涂料工业相关排放标准
3.2.1欧盟空气污染控制指令
欧盟在1999/13/EC((VOCs))中对涂料行业的VOCs的排放做了详细的规定。其中涂料生产过程VOCs排放的标准分溶剂使用量的大小分为两大类,分别规定了VOCs排放浓度(mS/C/m3)、无组织排放量和全工艺总排放量(按照溶剂使用量的百分比控制,分别为5%、3%)。其中欧盟在制订该标准时也考虑了不同溶剂使用的不同控制标准,比如卤代烃等。
3.2.2德国相关涂料行业标准
(1)废水排放标准
德国有专门的《涂料和清漆树脂生产废水排放标准》(2001.9.20)\《无机颜料生产废水》(2001.9.20),《化工废水》(2001.9.20)等标准在《涂料和清漆树脂生产废水排放标准》中规定了适用于生产水合分散染料,合成树脂粘合膏、水稀释涂料、清漆树脂,溶剂型涂料以及辅助材料的生产废水的排放标准。具体规定了:排污点(排入水体)的标准(指标有COD、BOD、鱼类毒性,如表1),对重金属和AOX、VHHC规定了与其他废水混合前的要求、此外结合工艺对生产流程,溶剂回收等进行了限制性规定。
标准中规定相关企业通过对各污染源具体情况的考察,在以下措施容许的条件下,应尽量降低污染物的负荷:
①如果在生产流程中需要制造真空,通过使用采用无废水技术制造真空以减少废水的产生量。
②废水中不得含有汞化合物和含锡有机化合物(源于防腐剂和杀菌剂的使用),为确认废水中不含有以上污染物,生产商应出具有关证明,证实防腐剂、牙口杀菌剂的原料和辅料中不含有这些物质。
③通过对溶剂回收,蒸馏残渣骤冷工艺生产的溶剂型涂料,其生产废水不得排放。
(2)德国TA-Luft(空气质量控制技术规范)
除了欧盟的1999/13/EC指令外,德国的TA-Luft中也规定了大量的有机物的废气排放浓度和排放速率,涂料使用的主要介于Ⅱ类和Ⅲ类。
TA-Luft陪空气有机污染物根据致癌性,恶臭、毒性高低分为三个级别,还规定了无机颗粒物,气态无机物、致癌污染物的排放标准。
4.我国涂料工业污染物排放标准的框架体系设计
4.1标准体系
4.1.1工艺分类的考虑
拟把涂料按照产品进行分类制订排放标准,共分为:溶剂涂料(再细分为丙烯酸树脂涂料,醇酸树脂涂料、环氧树脂涂料,氨基树脂涂料、丙烯酸树脂涂料,聚氨酯涂料、其他)、水性涂料,粉末涂料,高固体分涂料、特种涂料。
4.1.2标准分级
标准将不按照环境功能区分级,制订统一的排放标准。
(1)水污染物排放标准
污染物分一类污染物质和二类污染物,制订统一的排放标准和预处理标准。此外,还规定单位产品最高允许排水量。
(2)大气污染物排放标准
将制订最高允许排放浓度,最高允许排放速率、无组织排放限值和VOCs的排放总量限值。其中排放速率不再沿用国家大气污染物综合排放标准的“按照不同排气筒高度制订不同的排放速率”的体系,制订统一的排放速率。
4.1.3标准实施分阶段
根据项目建设时间分为两个时间段,以2008年1月1日界定两个时间段,分现有企业和新、扩、改建企业,分别制订污染物排放标准。但给予现有污染源2-3年的过渡期,过渡期后执行统一的标准。
4.1.4标准的适用范围
本标准将规定涂料工业生产企业废水、废气和固体废物处置(控制)的污染物排放限值、监测及实施监督。
本标准适用于我国行政管辖范围内一切涂料工业生产企业所产生的废水、废气和固体废物处置(控制)排放管理。
本标准不适用于应用涂料企业的涂装过程中废水、废气、固体废物和噪声等的控制。
4.2标准控制指标筛选
4.2.1水污染物控制指标
(1)一类污染物:总汞、总镉、总铅、总铬(含六价铬)、总铜,总锡
(2)二类污染物:pH、色度、COD,TOC、BOD、SS、氨氮、总锌
(3)特征控制污染物:可吸附有机卤素(AOX)、苯、甲苯,二甲苯、甲醇、二氯甲烷、甲醛、生物毒性。
(4)总量控制指标:单位产品最高允许排污量
4.2.2大气污染物控制指标
(1)粉尘
(2)甲醇,苯、甲苯、二甲苯、乙苯、甲醛、甲苯二异氰酸酯、苯乙烯、卤素、二氯甲烷、2-硝基丙烷、乙酸乙酯、乙酸丁酯;
(3)VOCs、臭气浓度。VOCs主要规定其最低削减率。
4.3水污染物控制指标的初步考虑
4.3.1一类污染物
我国的一类污染物的现行标准基本上都远远超过卫生基准值或者基于毒性的计算值。需要考虑对该类污染物逐步加严。对于涂料行业来说,由于业内已经对含汞、含铅、含锡的成份进行了严格的淘汰或限制措施,所以考虑一类污染物排放标准参考德国规定了“废水中不得含有汞化合物和含锡有机化合物(源于防腐剂和杀菌剂的使用)”等,规定涂料中重金属的限制条款。
4.3.2常规污染物
初步考虑的pH、色度、COD、TOC、BOD、SS、氨氮、总锌等常规污染物因子,将主要基于企业调研资料,按照控制技术的水平设计。初步拟定的标准值如表3所示。
废水排放标准中拟考虑以下两点:
(1)常规污染物将制订排放标准值和预处理标准值。预处理标准值将针对废水排入设置污水处理厂的废水。
(2)与目前国家污水综合排放标准规定的标准值是日平均值不同,以上标准均指瞬间的最高允许排放浓度值。
(3)强调TOC的标准,是为了更好的推动在线监测装置,强化监控。标准文本中;将重点考虑对在线装置的要求。
4.3.3特征污染物
由于根据初步的调研和了解,很多企业在特征污染物方面缺乏监测,所以)曙主要基于风险、参考国外标准和污染控制技术水平分析来决定。与目前污水综合排放标准相比,将在以下几方面加强标准的实施:
(1)生物毒性
对于水质的毒性评价指标目前主要涉及的有生物发光菌毒性和鱼类毒性。各种控制方式的有效性也不同,不具有可比性。根据近期的研究,发光菌毒性在测定中也受到很多因素的影响,因此拟定参照德国标准,制定鱼类毒性指标。
(2)单位产品排水量
本项指标主要目的在于规定单位产品排污负荷,由于涂料行业的品种众多,拟定按照主要品种(基料种类)分水性涂料,溶剂型涂料分别制定单位产品最高允许排水量。按月平均值计算。
4.4大气污染物排放标准制定的初步考虑
4.4.1有组织排放的浓度控制
(1)颗粒物
众多的研究表明颗粒物与呼吸系统疾病死亡率具有非常直接的关系,也是城市大气能见度的主要影响因素。很多城市的首要大气污染物是颗粒物。颗粒物越小,对人体的危害越大。所以对粉尘的控制应该逐渐严格。美国在1997年就开始制定了PM2.5的大气环镜质量标准,对企业的颗粒物排放也带来了极大的)中击。
由于随着颗粒物的除尘技术的发展,一般袋式除尘可以达到较高的除尘效率,所以拟定颗粒物按照德国的控制,即50mg/m3。
(2)VOCs
挥发性有机物种类繁多,除了毒性相对较大的甲醇,苯、甲苯,二甲苯、乙苯、甲醛、甲苯二异氰酸酯、苯乙烯、卤素、二氯甲烷、2-硝基丙烷,乙酸乙酯,乙酸丁酯等将单独制定标准外,还将制订总量VOCs的总量控制。
除此之外,欧盟还规定含有“三致”作用的VOCs的涂料(欧盟的R45、R46、R49、R60、R61的规定范围)的应该尽快淘汰,同时排放浓度应达到2mg/m3的要求。我国非甲烷总烃的排放限值为120mg/m3。
根据国外的参考,涂料工业VOCs排放的初步控制设想:排放浓度控制在150mg/m3以下。初步拟定如表5所示。
4.4.2有组织排放的总量控制
对于单一污染物排放拟考虑仍沿用我国《大气污染物综合排放标准》(GBl6297-1996)中的体系,制定最高允许排放速率的限制。
4.4.2臭气浓度
4.4.4无组织排放控制
无组织排放是涂料企业VOCs的一个重要方面,目前规定的厂界浓度限值在实际运行中遇到不少的困难,欧盟的无组织排放总量控制限值较为科学,而且美国最新的涂料行业大气排放标准也在一定程度上参考了该方式,所以本涂料标准中将参照欧盟的标准,规定无组织排放不得小于溶剂使用量的3%。以提高企业的可操作性。
C. 厦门注塑机废气排放标准
合成树脂工业企业排放恶臭污染物、环境噪声适用相应的国家污染物排放标准
产生固体废物的鉴别、处理和处置适用相应的国家固体废物污染控制标准
D. db31572-2015是什么标准
地方标准里没有这格式的标准号,国标里有一部 GB 31572-2015 合成树脂工业污染物排放标准。规定了合成树脂工业企业及其生产设施(包括合成树脂加工和废合成树脂回收再加工企业及其生产设施)的水污染物和大气污染物排放限值、监测和监督管理要求。适用于现有合成树脂工业企业或生产设施的水污染物和大气污染物排放管理,以及合成树脂工业建设项目的环境影响评价、环境保护设施设计、竣工环境保护验收及其投产后的水污染物和大气污染物排放管理。
E. 根据《工业企业设计卫生标准》,生产环境空气中的苯乙烯的最高允许浓度为多少
根据《工业企业设计卫生标准 (TJ 36-79)》,生产环境空气中的苯乙烯最高容许浓度是 40mg/m3。
苯乙烯(Styrene,C8H8)是用苯取代乙烯的一个氢原子形成的有机化合物,乙烯基的电子与苯环共轭,不溶于水,溶于乙醇、乙醚中,暴露于空气中逐渐发生聚合及氧化。工业上是合成树脂、离子交换树脂及合成橡胶等的重要单体。
健康危害:
对眼和上呼吸道粘膜有刺激和麻醉作用。急性中毒:高浓度时,立即引起眼及上呼吸道粘膜的刺激,出现眼痛、流泪、流涕、喷嚏、咽痛、咳嗽等,继之头痛、头
晕、恶心、呕吐、全身乏力等;严重者可有眩晕、步态蹒跚。眼部受苯乙烯液体污染时,可致灼伤。慢性影响:常见神经衰弱综合症,有头痛、乏力、恶心、食欲减
退、腹胀、忧郁、健忘、指颤等。对呼吸道有刺激作用,长期接触有时引起阻塞性肺部病变。皮肤粗糙、皲裂和增厚。
环境危害: 对环境有严重危害,对水体、土壤和大气可造成污染。
燃爆危险: 本品易燃,为可疑致癌物,具刺激性。
F. 国家vocs排放标准
法律分析: 国务院环境保护行政主管部门根据国家环境质量标准和国家经济、技术条件。制定国家污染物排放标准。省、自治区、直辖市人民政府对国家污染物排放标准中未作规定的项目,可以制定地方污染物排放标准;对国家污染物排放标准中已作规定的项目,可以制定严于国家污染物排放标准。地方污染物排放标准须报国务院环境保护行政主管部门备案。凡是向已有地方污染物排放标准的区域排放污染物的,应当执行地方污染物排放标准。国家标准:
恶臭污染物排放标准(GB14554-1993)
大气污染物综合排放标准(GB16297-1996)
饮食业油烟排放标准(试行)(GB 18483-2001)
室内空气质量标准(GB/T18883-2002)
储油库大气污染物排放标准(GB 20950-2007)
汽油运输大气污染物排放标准(GB 20951-2001)
加油站大气污染物排放标准(GB 20952-2007)
合成革与人造革工业污染物排放标准(GB 21902-2008)
铝工业污染物排放标准(GB 25465-2010)
乘用车内空气质量评价指南(GB/T 27630-2011)
橡胶制品工业污染物排放标准(GB 27632-2011)
炼焦化学工业污染物排放标准(GB 16171-2012)
轧钢工业大气污染物排放标准(GB 28665-2012)
电池工业污染物排放标准(GB 30484-2013)
石油炼制工业污染物排放标准(GB 31570-2015)
合成树脂工业污染物排放标准(GB 31572-2015)
烧碱、聚氯乙烷工业污染物排放标准(GB 15581-2016)
挥发性有机物无组织排放控制标准(GB 37822—2019)
制药工业大气污染物排放标准(GB 37823-2019)
涂料、油墨及胶粘剂工业大气污染物排放标准(GB 37824-2019)
工作场所有害因素职业接触限值第1部分:化学有害因素(GBZ 2.1-2019)
工业防护涂料中有害物质限量(GB 30981-2020)
印刷工业大气污染物排放标准(征求意见稿)
餐饮业油烟污染物排放标准(征求意见稿)
法律依据:《中华人民共和国环境保护法》 第十条 国务院环境保护行政主管部门根据国家环境质量标准和国家经济、技术条件。制定国家污染物排放标准。省、自治区、直辖市人民政府对国家污染物排放标准中未作规定的项目,可以制定地方污染物排放标准;对国家污染物排放标准中已作规定的项目,可以制定严于国家污染物排放标准。地方污染物排放标准须报国务院环境保护行政主管部门备案。凡是向已有地方污染物排放标准的区域排放污染物的,应当执行地方污染物排放标准。
G. 关于VOC挥发性有机物的国内外标准
1、VOC挥发性有机物的国内标准:
我国执行的涂料国标《GB18582-2001室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量》中VOC含量的定义是:“涂料中总挥发物含量扣减水分含量,即为涂料中挥发性有机化合物含量。”
一般说来,材料中所含VOC越少,它对人体的危害就越轻微。涂料国标中对内墙涂料中VOC含量的要求是:不得高于每升200克。
国家新颁布的《民用建筑室内环境污染控制规范》中,室内空气中TVOC的含量,已经成为评价居室室内空气质量是否合格的一项重要项目。在此标准中规定的TVOC含量为Ⅰ类民用建筑工程:0.5 mg/立方米、Ⅱ类民用建筑工程:0.6mg/立方米 。
2、VOC挥发性有机物的国外标准:
国外发达国家对涂料中VOC含量的限制很严格。以欧盟而言,一类(亚光类)涂料不得高于每升30克,二类(有光类)不得高于每升200克。
(7)树脂行业排放浓度限值扩展阅读:
VOC挥发性有机物的降解方法:
1、活性吸附法:在有机废气治理工艺中 , 吸附是处理效果好、使用较广的方法之一 , 吸附剂有活性炭、硅藻土、沸石等 , 其中活性炭吸附应用最多。通过吸附系统 , 不仅可以使VOC浓度大大降低 , 实现废气达标排放 , 而且吸附后通过气提解吸 , 收集物可回用于生产。
2、引风高空排放法:这是一般企业在装漆、砂磨等岗位使用最多、最简便的方法之一 , 其成本低、易操作、效果明显。但高空排放只是污染的转移 , 并没有真正解决污染问题 , 而引风机功力大小和风口安装高度又直接影响引风效果。
3、燃烧处理法:VOC为有机挥发性物质 , 易燃烧 , 可采用常温或催化氧化燃烧处理 , 气体由引风管道通入锅炉或焚烧炉燃烧 , 但对高温有机气体还要经过安全论证。此法处理比较完全, 基本可以把VOC转化为CO2 、H2O 。
4、吸收除气法:因VOC一般都溶解于柴油或200#汽油等有机溶剂 , 可用柴油或200#汽油吸收VOC, 吸收后的溶剂可用于燃料或稀释剂。这种方法操作方便、成本低 , 但吸收处理后一般尚有挥发气体残余 , 因有机溶剂本身易挥发 , 因此不能使VOC降为零 , 若遇高温 , 则吸收率更低。
5、冷凝收集法:对反应釜高温有机气体可采用冷凝收集 , 先用直冷凝再螺旋冷凝 , 该法除气效果明显 , 易操作、运行成本低 , 但对低沸点气体效果不佳。
H. 国内外的甲苯、二甲苯的排放标准怎么查呢
现在国三93#号汽油中采用的是二甲醚、甲醇等,具体的标准可另行获取。
I. 各行业 VOCs 无组织排放应执行什么标准
1、《挥发性有机物无组织排放控制标准》(GB 37822—2019)发布前已实施的《石油炼制工业污染物排放标准》(GB 31570—2015)、《石油化学工业污染物排放标准》(GB31571—2015)、《合成树脂工业污染物排放标准》(GB 31572—2015)以及近期发布的《制药工业大气污染物排放标准》(GB 37823—2019)和《涂料、油墨及胶粘剂工业大气污染物排放标准》(GB 37824—2019),已对 VOCs 无组织排放源项(储罐、泄漏等)进行了规定,这些行业的无组织排放控制按行业排放标准规定执行,不执行 GB 37822—2019 的通用要求。
2、涉及 VOCs 排放控制的橡胶制品、合成革与人造革、焦化等其他行业污染物排放标准,其 VOCs 有组织排放控制按相应排放标准规定执行,因行业排放标准中未规定无组织排放控制措施要求,无组织排放控制应执行 GB 37822—2019 的规定。
3、没有行业专项排放标准的涉 VOCs 行业,有组织排放控制执行《大气污染物综合排放标准》(GB 16297—1996)的规定,无组织排放控制执行 GB 37822—2019 的规定。
4、有更严格地方排放标准要求的,应执行地方标准的规定。
J. 电镀废水经树脂处理后不达标,处理后氨氮30mg/L,cod150mg/L,如何才能达到一级排放标准
根据废水中氨氮浓度的不同,可将废水分为3类:高浓度氨氮废水(-N>500mg/l),中等浓度氨氮废水(NH3-N:50-500mg/l),低浓度氨氮废水(NH3-N<50mg/l)。然而高浓度的氨氮废水对微生物的活性有抑制作用,制约了生化法对其的处理应用和效果,同时会降低生化系统对有机污染物的降解效率,从而导致处理出水难以达到要求。
故本工程的关键之一在于氨氮的去除,去除氨氮的主要方法有:物理法、化学法、生物法。物理法含反渗透、蒸馏、土壤灌溉等处理技术;化学法含离子交换、氨吹脱、折点加氯、焚烧、化学沉淀、催化裂解、电渗析、电化学等处理技术;生物法含藻类养殖、生物硝化、固定化生物技术等处理技术。目前比较实用的方法有:折点加氯法、选择性离子交换法、氨吹脱法、生物法以及化学沉淀法。
1. 折点氯化法去除氨氮
折点氯化法是将氯气或次氯酸钠通入废水中将废水中的NH3-N氧化成N2的化学脱氮工艺。当氯气通入废水中达到某一点时水中游离氯含量最低,氨的浓度降为零。当氯气通入量超过该点时,水中的游离氯就会增多。因此该点称为折点,该状态下的氯化称为折点氯化。处理氨氮污水所需的实际氯气量取决于温度、pH值及氨氮浓度。氧化每克氨氮需要9~10mg氯气。pH值在6~7时为最佳反应区间,接触时间为0.5~2小时。
折点加氯法处理后的出水在排放前一般需要用活性碳或二氧化硫进行反氯化,以去除水中残留的氯。1mg残留氯大约需要0.9~1.0mg的二氧化硫。在反氯化时会产生氢离子,但由此引起的pH值下降一般可以忽略,因此去除1mg残留氯只消耗2mg左右(以CaCO3计)。折点氯化法除氨机理如下:
Cl2+H2O→HOCl+H++Cl-
NH4++HOCl→NH2Cl+H++H2O
NHCl2+H2O→NOH+2H++2Cl-
NHCl2+NaOH→N2+HOCl+H++Cl-
折点氯化法最突出的优点是可通过正确控制加氯量和对流量进行均化,使废水中全部氨氮降为零,同时使废水达到消毒的目的。对于氨氮浓度低(小于50mg/L)的废水来说,用这种方法较为经济。为了克服单独采用折点加氯法处理氨氮废水需要大量加氯的缺点,常将此法与生物硝化连用,先硝化再除微量残留氨氮。氯化法的处理率达90%~100%,处理效果稳定,不受水温影响,在寒冷地区此法特别有吸引力。投资较少,但运行费用高,副产物氯胺和氯化有机物会造成二次污染,氯化法只适用于处理低浓度氨氮废水。
2. 选择性离子交换化去除氨氮
离子交换是指在固体颗粒和液体的界面上发生的离子交换过程。离子交换法选用对NH4+离子有很强选择性的沸石作为交换树脂,从而达到去除氨氮的目的。沸石具有对非离子氨的吸附作用和与离子氨的离子交换作用,它是一类硅质的阳离子交换剂,成本低,对NH4+有很强的选择性。
O.Lahav等用沸石作为离子交换材料,将沸石作为一种把氨氮从废水中分离出来的分离器以及硝化细菌的载体。该工艺在一个简单的反应器中分吸附阶段和生物再生阶段两个阶段进行。在吸附阶段,沸石柱作为典型的离子交换柱;而在生物再生阶段,附在沸石上的细菌把脱附的氨氮氧化成硝态氮。研究结果表明,该工艺具有较高的氨氮去除率和稳定性,能成功地去除原水和二级出水中的氨氮。
沸石离子交换与pH的选择有很大关系,pH在4~8的范围是沸石离子交换的最佳区域。当pH<4时,H+与NH4+发生竞争;当pH>8时,NH4+变为NH3而失去离子交换性能。用离子交换法处理含氨氮10~20mg/L的城市污水,出水浓度可达1mg/L以下。离子交换法具有工艺简单、投资省去除率高的特点,适用于中低浓度的氨氮废水(<500mg/L),对于高浓度的氨氮废水会因树脂再生频繁而造成操作困难。但再生液为高浓度氨氮废水,仍需进一步处理。
3. 空气吹脱法与汽提法去除氨氮
空气吹脱法是将废水与气体接触,将氨氮从液相转移到气相的方法。该方法适宜用于高浓度氨氮废水的处理。吹脱是使水作为不连续相与空气接触,利用水中组分的实际浓度与平衡浓度之间的差异,使氨氮转移至气相而去除废水中的氨氮通常以铵离子(NH4+)和游离氨(NH3)的状态保持平衡而存在。将废水pH值调节至碱性时,离子态铵转化为分子态氨,然后通入空气将氨吹脱出。吹脱法除氨氮,去除率可达60%~95%,工艺流程简单,处理效果稳定,吹脱出的氨气用盐酸吸收生成氯化铵可回用于纯碱生产作母液,也可根据市场需求,用水吸收生产氨水或用硫酸吸收生产硫酸铵副产品,未收尾气返回吹脱塔中。但水温低时吹脱效率低,不适合在寒冷的冬季使用。
用该法处理氨氮时,需考虑排放的游离氨总量应符合氨的大气排放标准,以免造成二次污染。低浓度废水通常在常温下用空气吹脱,而炼钢、石油化工、化肥、有机化工、有色金属冶炼等行业的高浓度废水则常用蒸汽进行吹脱。该方法比较适合处理高浓度氨氮废水,但吹脱效率影响因子多,不容易控制,特别是温度影响比较大,在北方寒冷季节效率会大大降低,现在许多吹脱装置考虑到经济性,没有回收氨,直接排放到大气中,造成大气污染。
汽提法是用蒸汽将废水中的游离氨转变为氨气逸出,处理机理与吹脱法一样是一个传质过程,即在高pH值时,使废水与气体密切接触,从而降低废水中氨浓度的过程。传质过程的推动力是气体中氨的分压与废水中氨的浓度相当的平衡分压之间的差。延长气水间的接触时间及接触紧密程度可提高氨氮的处理效率,用填料塔可以满足此要求。塔的填料或充填物可以通过增加浸润表面积和在整个塔内形成小水滴或生成薄膜来增加气水间的接触时间汽提法适用于处理连续排放的高浓度氨氮废水,操作条件与吹脱法类似,对氨氮的去除率可达97%以上。但汽提塔内容易生成水垢,使操作无法正常进行。
吹脱和汽提法处理废水后所逸出的氨气可进行回收:用硫酸吸收作为肥料使用;冷凝为1%的氨溶液。
4. 生物法去除氨氮
生物法去除氨氮是在指废水中的氨氮在各种微生物的作用下,通过硝化和反硝化等一系列反应,最终形成氮气,从而达到去除氨氮的目的。生物法脱氮的工艺有很多种,但是机理基本相同。都需要经过硝化和反硝化两个阶段。
硝化反应是在好氧条件下通过好氧硝化菌的作用将废水中的氨氮氧化为亚硝酸盐或硝酸盐,包括两个基本反应步骤:由亚硝酸菌参与的将氨氮转化为亚硝酸盐的反应。由硝酸菌参与的将亚硝酸盐转化为硝酸盐的反应。亚硝酸菌和硝酸菌都是自养菌,它们利用废水中的碳源,通过与NH3-N的氧化还原反应获得能量。反应方程式如下:
亚硝化: 2NH4++3O2→2NO2-+2H2O+4H+
硝化 : 2NO2-+O2→2NO3-
硝化菌的适宜pH值为8.0~8.4,最佳温度为35℃,温度对硝化菌的影响很大,温度下降10℃,硝化速度下降一半;DO浓度:2~3mg/L;BOD5负荷:0.06-0.1kgBOD5/(kgMLSS•d);泥龄在3~5天以上。
在缺氧条件下,利用反硝化菌(脱氮菌)将亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气而从废水中逸出由于兼性脱氮菌(反硝化菌)的作用,将硝化过程中产生的硝酸盐或亚硝酸盐还原成N2的过程,称为反硝化。反硝化过程中的电子供体是各种各样的有机底物(碳源)。以甲醇为碳源为例,其反应式为:
6NO3-+2CH3OH→6NO2-+2CO2+4H2O
6NO2-+3CH3OH→3N2+3CO2+3H2O+6OH-
反硝化菌的适宜pH值为6.5~8.0;最佳温度为30℃,当温度低于10℃时,反硝化速度明显下降,而当温度低至3℃时,反硝化作用将停止;DO浓度<0.5mg/L;BOD5/TN>3~5。生物脱氮法可去除多种含氮化合物,总氮去除率可达70%~95%,二次污染小且比较经济,因此在国内外运用最多。其缺点是占地面积大,低温时效率低。
常见的生物脱氮流程可以分为3类:
⑴多级污泥系统
多级污泥系统通常被称为传统的生物脱氮流程。此流程可以得到相当好的BOD5去除效果和脱氮效果,其缺点是流程长,构筑物多,基建费用高,需要外加碳源,运行费用高,出水中残留一定量甲醇;
⑵单级污泥系统
单级污泥系统的形式包括前置反硝化系统、后置反硝化系统及交替工作系统。前置反硝化的生物脱氮流程,通常称为A/O流程。与传统的生物脱氮工艺流程相比,该工艺特点:流程简单、构筑物少,只有一个污泥回流系统和混合液回流系统,基建费用可大大节省;将脱氮池设置在去碳源,降低运行费用;好氧池在缺氧池后,可使反硝化残留的有机污染物得到进一步去除,提高出水水质;缺氧池在前,污水中的有机碳被反硝化菌所利用,可减轻其后好氧池的有机负荷。此外,后置式反硝化系统,因为混合液缺乏有机物,一般还需要人工投加碳源,但脱氮的效果高于前置式,理论上可接近100%的脱氮效果。交替工作的生物脱氮流程主要由两个串联池子组成,通过改换进水和出水的方向,两个池子交替在缺氧和好氧的条件下运行。它本质上仍是A/O系统,但利用交替工作的方式,避免了混合液的回流,其脱氮效果优于一般A/O流程。其缺点是运行管理费用较高,必须配置计算机控制自动操作系统;具体参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
⑶生物膜系统
将上述A/O系统中的缺氧池和好氧池改为固定生物膜反应器,即形成生物膜脱氮系统。此系统中应有混合液回流,但不需污泥回流,在缺氧的好氧反应器中保存了适应于反硝化和好氧氧化及硝化反应的两个污泥系统。
由于常规生物处理高浓度氨氮废水还存在以下:
为了能使微生物正常生长,必须增加回流比来稀释原废水;
硝化过程不仅需要大量氧气,而且反硝化需要大量的碳源,一般认为COD/TKN至少为9。
5. 化学沉淀法去除氨氮
化学沉淀法是根据废水中污染物的性质,必要时投加某种化工原料,在一定的工艺条件下(温度、催化剂、pH值、压力、搅拌条件、反应时间、配料比例等等)进行化学反应,使废水中污染物生成溶解度很小的沉淀物或聚合物,或者生成不溶于水的气体产物,从而使废水净化,或者达到一定的去除率。
化学沉淀法处理NH3-N是始于20世纪60年代,在90年代兴起的一种新的处理方法,其主要原理就是NH4+、Mg2+、PO43-在碱性水溶液中生成沉淀。
在氨氮废水中投加化学沉淀剂Mg(OH)2、H3PO4与NH4+反应生成MgNH4PO4•6H2O(鸟粪石)沉淀,该沉淀物经造粒等过程后,可开发作为复合肥使用。整个反应的pH值的适宜范围为9~11。pH值<9时,溶液中PO43-浓度很低,不利于MgNH4PO4•6H2O沉淀生成,而主要生成Mg(H2PO4)2;如果pH值>11,此反应将在强碱性溶液中生成比MgNH4PO4•6H2O更难溶于水的Mg3(PO4)2的沉淀。同时,溶液中的NH4+将挥发成游离氨,不利于废水中氨氮的去除。利用化学沉淀法,可使废水中氨氮作为肥料得以回收。
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