❶ 化工废水处理技术与发展研究
化工废水处理技术与发展研究具体内容是什么,下面中达咨询为大家解答。
目前我国的石油化工产生的废水处理技术面临着崭新的发展趋势,包括预处理的加强,二级处理工序的提高以及配套后的处理,现在就将这些废水处理新技术的研究作出相关的讨论。
1 预处理技术的加强
石油化工的废水有很多不同的种类,其中含有很多组成复杂的有机化合物,甚宽咐至还经常含有能够抑制水生生物生长和毒性很大的物质,所以预处理技术在整个废水的处理过程中是非常重要的,为了保证废水处理设施的正常工作,要不断的开发有效地预处理技术,可以通过开展各种实验进行研究,通过大量的实践经验证明我国已经在化工废水的预处理技术中取得了很大的进展。
1.1 含油废水的处理技术
1.1.1 高分子絮凝剂的研究和应用
无机高分子絮凝剂,如聚铝和聚铁,已在我国得到广泛应用并取得良好效果。逐步取代传统的无机盐絮凝剂。有机高分子絮凝剂较无机絮凝剂具有:用量少,使用范围广,净化效果好,废渣生成量少含水率低,以及不增加水中含盐量和废渣中的金属离子量,有利于水的再资源化等特点。现在,美国许多炼油厂及石油化工厂已全部用有机絮凝剂取代无机絮凝剂, 我国有机高分子絮凝剂的研制和生产,前段时期,只限于阴离子型和非离子型,以商品出售的只限于聚丙烯酰胺和羧甲基纤维等少数几种。近年来,我国一些高等院校和研究院所着手研制开发阳离子型高分子有机絮凝剂,其中有几种如阳离子丙烯酰胺的共聚物已在组织生产。 我国炼油厂和石油化工厂基本上还限于使用无机絮凝剂的水平上,有的炼厂曾进行无机絮凝剂与阴离子型有机高分子助凝剂配合使用试验,由于可供选择的有机絮凝剂品种太少及使用技术未掌握好,尚未取得稳定效果肯定结论。
1.1.2 聚结过滤除油
聚结过滤是采用表面粗糙,油附着性强,粒度适中,强度好的材料作聚结剂充填在床层内,对含油废水起着聚结过滤作用,其过程可分为油膜初生阶段,即含油废水通过床层水中微细珠被聚结剂捕集,并在其表面扩展,形成油膜;还有油膜增厚阶段,也就是随着油珠捕集量增多,油膜增厚,并滞留在床层空隙内;最后是脱膜阶段,床层中的聚结油和凝聚油被通过床层的水流拽带向前延伸。聚结除油主要利用第一二两个阶段,进入第三阶段后,出水中油含量开始增高。
1.1.3 乳化油废水治理
炼油厂和石油化工厂在生产过程中产生的高乳化程度废水与含油废水相混合时,使本来轻度乳化的废水变成乳化严重,破坏隔油、浮选过程的正常进行,通常采用的加热,酸化和投加破乳剂等处理乳化油废水的方法,分别存在能耗高,加酸(PH<3)药剂消耗量相当大的问题,而且往往破乳效果不理想。有试验表明,采用交流不对称脉消巧空冲电絮凝的方法处理乳化油废水取得了良好效果。
1.2 高浓度及难生物降解废水处理
对于那些高浓度及难生物降解废水处理可以采用厌氧生物法,此法可以消耗较少的能量,通过可回收的生物气作为能源,而且处理的费用较低,剩余的污泥量也很少,非常适合处理高浓度的废水,在废水处理中起到了很大的作用。另外,化学和物理的处理方法对于抑制生物降解及难生物降解的高浓度废水也有很好的效果,关键就是处理的废水能否进行妥善的处理,我国正在对具体的情况进行技术的改进,并不断的努力进行新技术的开发研究。
2 提高二级处理技术
二级生物废水的处理也是非常重要的技术环节,一般的废水在经过二级处理之后就会达到我国规定的排放标准,对于成分复杂、难降解生物过多的废水还应该进行补充处理,通常情况下生物处理过程比较复杂,而且我国对于废水处理后的排放标准的要求也日趋严格,尤其是对含氮化合物的排放限制严格,所以,对于化工废水的二级处理的要求水平应该更高。
3 配套后处理
配套后处理技术针对那些进行过二级处理后仍然具有难降解微生物的废水,后处理也可以称作深处理,主要对含有氮、磷等物质的废水,后处理技术包拿瞎括非生物降解物的去除、悬浮固体的去除以及溶解性固体的灭菌等,具体的处理要根据实际的情况而进行决定。石油化工产业的废水可以通过活性炭的吸附作用进行处理,这是目前各种处理技术中最为经济的方法了,下面介绍活性炭生物法的具体方法。
3.1 颗粒活性炭生物膜法
颗粒活性炭生物膜法就是在保持活性炭层的好氧状态下,促进微生物的生长繁殖,从而对富集在水中的有机物进行生物降解,另外,运用颗粒活性炭生物膜法进行废水处理还可以使活性炭中的生物再生,这样就可以极大的提高活性炭的使用寿命,既节约了成本又提高了废水处理效率,甚至可以通过定期的清洗活性炭中的剩余微生物,来达到长期工作的效果。
3.2 粉末活性炭活性污泥法
粉末活性炭活性污泥法最先是运用在美国等发达国家的石油化工生产中的,他们通过对所处理的废水进行相关的实验,从而验证效果的好坏,事实证明这种方法是有很高的效能的,我国的一些炼油厂、化工厂等也在进一步的研究粉末活性炭活性污泥法的使用效率。
4 结语
目前,我国的化工废水处理技术正在逐步的迈进高效的、专一的、多样化的发展模式,其中的微生物处理高效菌种的筛选技术我国还不是很专业,仍然需要继续的探索研究,希望可以通过高效生物反应器的应用更好的对化工废水进行处理,我相信,在不久的将来,我们一定可以将废水中的难降解物质有效地进行处理,使其不会污染环境,这样我国的石油化工产业才能向着更环保、更健康的方向持续的发展。
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❷ 污水处理领域专利发展动态 污水处理专利
污水处理技术经过100多年的发展,在我国表现出良好的发展势头。该领域创新点,革新点,热点较多;自主知识产权优势明显,利于技术发展。污水处理作为可持续发展战略的重要一环,在未来的发展中前途光明,各企业应抓住机遇,立争在污水处理领域走出一条改革创新的阳光大道。
技术背景
生活污水,工业废水、被污染的雨水以及其他形式的污水总称为污水。其中的污染物成分相当复杂,污水处理主要就是利用某种方法把污水中的污染物分离出来或者将其转化分解成无害的稳定物质,从而使污水得到净化。
污水处理技术按照原理可以大致分为物理处理法,化学处理法以及生物处理法。
物理处理法是利用物理作用将污水中的污染物进行处理、分离或回收。常见的方法有沉淀、浮选、离心、过滤、蒸发等。化学处理法是利用化学反应的作用,将污水中的污染物进行转化,分离、分解。常见的方法有混凝、中和、电解、氧化还原、萃取、吸附、离子交换和电渗析等。生物处理法是利用微生物能够降解代谢有机物的原理,处理污水中的有机污染物质。主要分为好氧生物处理法和厌氧生物处理法等。
专利总体布局
由于污水处理的相关专利均对应于国际专利分类中的CO2F小类,即水、废水,污水或污泥的处理,因此,对该小类中包含的专利数据的分析基本可以反映污水处理技术在中国的发展现状。
图1是从2000年到2006年,国内涉及污水处理的专利数量变化图。经统计,从1985年起至今,中国专利文献中涉及污水处理的谨春亮专利文献共23830篇,而其中从2000年到2006年,涉及污水处理的专利数量就占到了60%,共14290篇,可见,近年来污水处理技术的革新得到了越来越多的重视。从图中可以看出,污水处理相关专利逐年递增,增长趋势平稳,在一定程度上反映了该领域技术呈现良性的发展趋势。
图2是从2000年到2006年,按照涉及污水处理专利类别进行分别统计的数量变化图。从图中可以看出,在污水处理领域中,发明专利和实用新型专利总体上都是呈增长趋势,但发明专利所占的比重越来越大。从两种专利的特点来看,发明专利的稳定性和保护年限都高于实用新型专利;从企业角度来看,重要的技术往往倾向于用发明专利来获得更长久、更稳定的保护。因此,从中我们可以看出,企业科研院所对污水处理技术的发展及保护重视程度越来越高,体现在专利数量上就是发明专利的比重明显增加。
图3是从1985年起至今,中国专利文献中涉及污水处理的中外专利数量比较。从中可以看出,国内发明创造的数量明显高于国外,占专利总量的87%以上,造成该现象的原因主要为国内对于污水处理的需求以及可持续发展战略的实施,对该领域的技术发展起到了促进作用,整个行业呈现蓬勃发展的态势。在国内,该领域专利分布比较分散,没有出现明显的某个企业或多个企业进行技术垄断的趋势,因此,对于各企业研究院校来说,目前的专利保护氛围有利于技术的发展革新,该行业发展前景光明。
图4是从1965年起至今,中国专利文献中涉及污水处理的外国专利国别分布情况,从中可以看出,在该领域,美国和日本专利分布较为集中,两国专利总量占到所有外国专利的一半以上,考虑到国家科技水平,在国内进行科技研发技术革新时,应该对这两个国家的技术发祥宽展进行研究参考和借鉴。
专利分类布局
根据国际分类号的统计,在污水处理领域中,物理处理法、化学处理法以及生物处理法所占比重大致如下图所示。
由于国家对工业污染的治理力度不断加大,而化学处理法常用于工业废水的处理,因此,在图5中与工业废水的处理相关的化学处理法所占的比重较大。而生物处理法作为新兴的污水处理方式,也占有一定比重。
图6是针对污水处理中物理处理法、化学处理法以及生物处理法3种常见处理方法,分别对其涉及的专利数量,按年度进行统计。可以看出,污水处理中涉及这3种处理方式的专利,均保持每年递增的势头。
图7反映的是以2000年为分界,3种污水处理方式各自阶段专利数量所占的比例。从中可以看出,3种处森裤理方式在2000年后均出现了大量专利,超过各自专利总量的60%以上。而且可以看出,生物处理法作为新兴处理方式,2000年后的专利竞占该类别全部专利的近80%,增长势头更加明显。
图8反映的是从2001年至2006年,每年3种污水处理方式涉及的专利数量较上年净增长的数据情况。从中可以看出,生物处理方式近年来保持了增量上升的态势,在一定程度上表明了,在污水处理领域中,生物处理法的研究是一个重点热点,值得关注。
热点领域专利布局
生物处理法作为污水处理领域的一个热点,在技术内容上主要包括生物膜法、活性污泥法、单纯厌氧法,单纯好氧法以及厌氧好氧相结合的处理方法。根据技术内容的不同,结合专利数据统计,结果如下表所示。
图9反映的是从2001年至2006年,每年各种生物处理方式涉及的专利数量较上年净增长的数据情况。从中可以看出活性污泥法和厌氧法是热点中的热点,其专利数量发展较快,在2006年甚至出现了专利数量激增的情况。而其他几种生物处理方式发展则相对平稳。技术发展重点区域由此可见一斑。
热点区域分析
生物处理法中技术发展最为活跃的是活性污泥法,从传统的活性污泥法开始,污泥负荷率、曝气池进水点位置、曝气池池型等方面都得到很多改进,产生了一系列的改进型活性污泥法,例如,标准活性污泥法、厌氧一好氧活性污泥法(A/O,AA/O)、间歇式活性污泥法(SBR),改良型SBR法(MSBR)等。对于曝气方式也取得了很大成果,例如,纯氧曝气、深井曝气、射流曝气等,增大了氧转移率,使曝气池中氧气浓度增加。其中涉及的氧化沟工艺也衍生出很多种类,如卡鲁塞尔式氧化沟、奥贝尔式氧化沟、交替工作式氧化沟以及一体化氧化沟。活性污泥法主要发展方向是提高污泥沉降性和生化反应速率,提高供氧效率降低能耗以及解决对剩余污泥的处理成本问题等。
生物处理法中的生物膜法在污水处理中也得到了广泛运用,适合高浓度生活污水和有机工业废水的处理。该技术的主要发展热点在生物膜反应器的改进上,传统的生物膜反应器分为生物滤池,生物转盘以及淹没式生物滤池。目前,较为新型的生物膜反应器有生物流化床、移动床生物膜反应器(MBBR)、升流式厌氧污泥床一厌氧生物滤池(UASB―AF)、微孔膜生物反应器、序批式生物膜反应器(SBBR)以及曝气生物滤池(BAF)。在发展方向上,主要集中在微生物于载体表面的固定机理,进一步提高各种膜反应器的净化功能以及使生物反应器达到节能和自动控制。
除了生物处理法领域,物理处理法和化学处理法领域也有一些值得关注的热点,例如,物理处理法中利用磁分离技术对污水的处理以及渗透膜技术在水质净化中的应用,化学处理法中新型氧化剂的使用以及活性炭工艺的改进等。除此之外,生物处理法、物理处理法和化学处理法相结合的新工艺也层出不穷,通过合理结合可以弥补仅使用单纯处理方法的不足,扬长避短,例如,在生物处理的曝气池中投加铁盐,可以使脱磷效果明显提高并增加活性污泥浓度,使得生物处理的效果更加稳定。
总而言之,从以上分析可以看出,污水处理技术经过100多年的发展,仍然活力四射,在我国更是表现出良好的发展势头。从技术层面上看,该领域创新点、革新点、热点较多:从专利层面上看,自主知识产权优势明显,有利于技术发展。污水处理作为可持续发展战略的重要一环,在未来的发展中前途光明。各企业科研院所应该抓住机遇,通过引进好的技术方法,并结合本国的国情,不断地加以总结,在实践中立足根本,在污水处理领域走出一条改革创新的阳光大道。
❸ 化工废水处理技术及其发展研究
化工废水处理技术及其发展研究具体内容是什么,下面中达咨询为大家解答。
化工业的迅速发展是推动经济发展的重点之一,它为其他行业的发展打下基础,是判断国家经济发展状况的指标。我国工业场所数量越来越多,然而在化工业的生产过程中会伴随着大量废水的排放,废水中常含着许多具有毒性的污染物质,若是缺乏处理或是处理不当就排放到环境中,对环境中的各类生物的生长会产生不良影响,危害到接触污染物的人类的健康甚至是生命。因此,要根据不同化工产业排放的不同废水污染物的特点,合理应用各类化工废水处理技术,将化工废水中的具有毒性的难以自然降解的物质进行处理,减少因化工废水排放绝亏造成的污染,避免产生社会危害。因此,人们都致力于开发出新的化工废水处理技术,处理效果好、成本低的化工废水处理技术的研究越来越多。
1. 现有常用化工废水处理技术
我国化工废水中,常常含有大量的有毒物质,不同的化工产业废水中的有毒物质不同,且一种废水中所含有毒物质有时不只一种,大多都是多环芳烃、有机物质、重金属化合物等不能自然降解的物质;废水中盐分含量一般大于1%,能抑制水中生物对有机物质的降解;废水排放的量及废水中有毒物质的量经常变化。为了将这些有毒物质除去,在废水处理中常常使用以下几种处理技术:
1.1物理法
滤过法、沉淀法、气浮法和吸附法等是常用的物理处理方法,主要是通过物理手段实现固液分离,从而去除废水中的颗粒性物质,操作比较简单,但是这种方法对于废水中的溶解性污染物无法清除,因此多用于预处理以及深处理当中。
1.2化学法
化学氧化法、混凝沉淀法、微电解技术等是常用的化学处理方法,是通过各类化学反应,达到清除废水中的各类杂质、解除或减小废水毒性的目的。化学氧化法是利用氧化反应,如利用氧化剂对废水中的污染物质进行氧化,使废水中的污染物质变成较易于降解的物质,解除或者减小污染物的毒性,这种方式适用于污染物为还原性强的废水的处理。氧化剂的氧化性强弱对废水处理的效果影响比较大,常用的较好的氧化剂有臭氧和氯气,处理废水污染物的能力较强,但是成本花费高。混凝沉淀法是利用化学投放具有凝聚作用的化学物质,对废水中的细小颗粒及胶体沉淀去除,同时对废水的颜色、微生物和较大分子有机物进行清除,然而这种方式对废水的pH值、温度、水量等要求较高,多用于预处理和深处理。微电解技术是利用原电池原理,对废水中的污染物质进行电化学作用,使污染物性质发生改变。电解过程中,同时会产生具有消毒作用的・OH和活性率,可进一步清除废水中的细菌。微电解技术多用于生物难降解的废水,而且利用了工业生产中的固体废弃物,实现了废物利用,但是微电解技术的研究还稍显不足,还只能对特殊类别的工业废水进行处理,还没形成一套完整的技术和理论。
1.3生物法
常用生物法有投放优势菌法、共代谢法、活性污泥法和生物膜法,是通过微生物的新陈代谢作用,对废水中的有机物进行生物转化,使有机物变性、失去毒性,从而达到去拆宏宽除污染物的目的。投放优势菌法是选用降解能力较高的菌株,将其投放到废水处理系统中,让其对废水中的污染物进行降解。共代谢法是利用微生物的协同代谢,使不能直接被微生物降解的污染物与微生物降解产物形成共基质条件,将旅亮不能直接被降解的物质降解,促进废水的处理效率。活性污泥法是利用微生物絮体形成的活性污泥,将废水中的污染物进行吸附和降解。生物膜法是利用生物膜,将废水中的污染物进行吸附和氧化,从而将废水进行处理。生物法的成本比较低,操作也比较简单。但是岁废水的pH值、温度、水量的要求较高,且单独使用生物法的技术处理难度较大,一般会将其与物理化学方法结合使用。
1.4综合技术
综合技术是多种技术的结合使用。生物法常常需要与其他方法结合使用,以提高化工废水处理的效果,这里主要探讨物理法和化学法的综合使用。萃取法、离子交换法和膜分离法等是常用的综合技术。萃取法是利用污染物在水中和萃取剂中的溶解度不同,使其从废水中分离,从而从废水中去除污染物。离子交换法利用水中的离子和离子交换剂相互反应,使有害离子物质从水中去除。膜分离法是利用半透膜,对废水中的分子进行过滤,进行反渗透,去除水中的固体物质和胶状物质,这种方法简单方便,但是选择性较强,花费较多,易于发生再次污染。
2.化工废水处理技术的进展
2.1物理法的进展
目前,人们研究用磁种的剩磁,将其与混凝剂一起使用,增强混凝剂吸附作用,提高颗粒性物质的去除效率,接着用磁分离器使污染物中的有机物分解,这种方法在国外已经开始运用。人们还研究利用声波技术,通过控制声波的频率而对有机物实现分离。非平衡等离子体技术是利用等离子体对有机物进行分解,等离子体可通过高压脉冲放电或者辉光放电产生。
2.2化学法进展
在化学氧化法方面,对光化学氧化、电化学氧化、声化学氧化进行研究,在光化学氧化方面进展较大。紫外光催化法是一种光化学氧化法,利用紫外光将废水中的有机物质进行氧化,已有成功运用的实例。湿化氧化是利用高温高压,将废水中有机物进行氧化,可以用于处理高浓度的难降解废水,在国外已有应用。超临界水氧化法是利用水的临界点,将有机物分解为水和二氧化碳,处理能力强大,被视为最值得研究的化工废水处理技术。
2.3生物法的进展
自然界的微生物对废水中的污染物降解能力比较差,利用高效优势菌菌株选育对细菌进行筛选,选出高效优势菌,可以提高细菌的降解效率。而为了提高高效菌的浓度,利用固定化生物技术,将筛选出的高效菌中的降解活性物质进行固定化,保持菌株的高效降解能力。
3.总结
化工废水处理技术近年来得到了更多的运用,也得到了更多的发展。目前国内主要使用物理、化学和生物的方法对化工废水进行处理,但是单一的方法难以实现废水处理目的,常常需要多种技术结合。在今后的研究中,要更加科学地结合各类技术,发展新的技术,提高废水处理效果、减少除了成本,解决难降解物质的处理问题。
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❹ 高浓度氨氮废水的处理现状与发展
高浓度氨氮废水对环境的危害非常大,一旦进入水体,和棚备会对环境造成严重污染,其主要表现有:(1)引起水体富营养化;(2)消耗水体中的溶解氧。氨对生物体还会造成一定的毒害作用,氨可通过皮肤、呼吸道及消化道引起中毒。氨浓度在0.1mg/L时,人可感觉到刺激作用,浓度在0.7mg/L时可能危及生命。水中的氨氮在微生物作用下转变为硝态氮和亚硝态氮,二者均为强化学致癌物质亚硝基化合物的前体物质,有致癌、致突变、致畸的性质,对人体危害十分严重。因为氨氮污染的种种危害和出水排放标准的不断提高,高浓度氨氮废水的处理受到了社会各界的重视。在高浓度氨氮废水处理技术的研究、开发和应用中涌现了一大批行之有效的处理工艺,这些脱氮技术可分为物理化学脱氮技术和生物脱氮技术两大类。
1 高浓度氨氮废水处理的现状
1.1 物理化学脱氮技术
目前我国常用的物化法脱氮技术主要和氏有吹脱法、折点加氯法、选择性离子交换法、化学沉淀法等。
1.1.1 吹脱法。吹脱法是通过向废水中加入碱调节pH值,使水中离子氨(NH4+)转为游离氨(唤毁NH3),再通入蒸汽或空气进行吹脱,将废水中氨转化为气相,从而达到去除氨氮的目的。一般采用NaOH或CaO调节废水pH,采用冷却塔作为吹脱装置。吹脱法操作灵活,占地面积小,脱氮效率高,对于处理浓度较高的氨氮废水得到了较为广泛的推广和使用。但吹脱法也存在一些问题,比如冬季(低温)氨吹脱效率不高;若以石灰调节pH,易在吹脱塔内形成水垢;逸出的氨会污染空气,形成二次污染。
1.1.2 折点加氯法。折点加氯法是向废水中投加足量氯气,使水中离子氨(NH4+)氧化成氮气的废水脱氮技术。其化学反应式为:
NH4++1.5HClO→0.5N2↑+1.5H2O+2.5H++1.5Cl-(1-1)
在折点加氯法中,余氯浓度和残留氨氮浓度与氯气、氨氮质量之比有关。最佳理论投氯量(以Cl2计)与氨氮的质量之比为7.6:1。折点加氯法对于氨氮浓度低的废水来说比较经济适用,常常作为废水深度处理的一个步骤连接在其他脱氮工艺之后。
1.1.3 化学沉淀法。化学沉淀法中应用较多的是磷酸铵镁沉淀法,它是向废水中投加磷酸盐和氧化镁,使氨形成磷酸铵镁沉淀而被去除的废水脱氮技术。其化学反应式为:
NH4++Mg2++PO43-→MgNH4PO4•6H2O↓ (1-2)
化学沉淀法工艺简单、效率高,但投加药剂量大,从而致使处理成本较高。另外,产生的磷酸铵镁容易造成二次污染。研究开发磷酸铵镁的回用和综合利用技术,对于磷酸铵镁沉淀法在高浓度氨氮废水处理工程中的应用具有重要意义。
1.2 生物脱氮技术
生物脱氮技术是利用微生物的代谢作用使废水中的氨氮转化为氮气从水体中逸出。氨氮的去除过程主要包括两个步骤:硝化作用和反硝化作用。
硝化作用。包括两个基本的反应步骤:(1)由亚硝酸菌参与的将氨氮转化为亚硝酸盐(NO2-)的反应;(2)由硝酸菌参与的将亚硝酸盐转化为硝酸盐(NO3-)的反应。硝化作用过程需要在好氧条件下进行,并且以氧作为电子受体。其反应方程式如下:
亚硝化反应:2NH4++3O2→2NO2-+2H2O+4H+ (1-3)
硝化反应:2NO2-+2O2→2NO3- (1-4)
反硝化作用。将硝化过程中产生的硝酸盐或亚硝酸盐还原成氮气的过程。反应过程中反硝化菌利用各种有机基质作为电子受体,以硝酸盐作为电子受体而进行缺氧呼吸。
硝化菌是好氧、自养菌,反硝化菌是兼性、异养菌,因此硝化反应和反硝化反应实现的环境条件不同。现行的生物脱氮工艺一般是将缺氧(厌氧)和好氧区分开,如A/O工艺和A/A/O工艺,氨氮在好氧区被亚硝化菌和硝化菌氧化成亚硝态氮和硝态氮,然后将混合液回流到前置缺氧段;在缺氧条件下,亚硝态氮和硝态氮被反硝化菌还原为氮气,达到脱氮目的。另一种工艺是后置反硝化工艺,即把反硝化反应器放在硝化反应器之后,因混合液中缺乏有机物,一般需人工投加碳源。
2 高浓度氨氮废水处理的未来发展
2.1 研究组合式的脱氮技术
物理化学脱氮技术和生物脱氮技术各自有其优势及局限性。组合式处理技术就是把两种及两种以上的处理方法结合起来对高浓度氨氮废水进行综合处理。例如,当污水中氨氮浓度较高而营养物质较少时,先对高浓度氨氮污水进行吹托,可以提高去除效率;在低浓度条件下进行吸附可以减少吸附剂的用量和再生次数,提高出水水质。也可用生物法作后续处理,通过前面的吹脱处理,降低氨氮的浓度后,可减轻氨氮对微生物的抑制作用,降低营养物的投加量,提高出水水质。
2.2 对现有处理技术进行改进研究
现有的高浓度氨氮废水处理工艺还有改进的潜力,应开展对现有工艺的改进研究。比如吹脱法中,可通过试验考察各个处理因素(pH值、温度、鼓风量、吹托时间等)对处理结果的影响,根据试验结果分析得到最佳工艺参数,并对现有的氨吹脱设备进行改造。磷酸铵镁沉淀法中,通过试验选定沉淀效果最好的组合药剂,确定其最佳反应条件,并对磷酸铵镁晶体中营养物质的缓释性能和磷酸铵镁的循环性能进行研究。
2.3 研究和发展新型脱氮技术
操作简便、处理性能稳定高效、运行费用低廉、能实现氨氮回收利用的处理技术是高浓度氨氮废水处理的发展方向。物理化学脱氮技术方面,国内外研究者对超声技术、电化学法、微波技术、高级氧化技术处理高浓度氨氮废水进行了研究,部分工艺已有工程实例且取得了良好的处理效果。生物脱氮技术方面,随着生物学机理的深入揭示和相关学科的发展和渗透,为高浓度氨氮废水的高效生物脱氮提供了可能的途径,发展出了一些新型的脱氮工艺,包括短程硝化反硝化工艺、同步硝化反硝化工艺和好氧反硝化工艺等。
3 结语
高浓度氨氮废水对环境具有很大的危害性。目前,针对高浓度氨氮废水的处理技术虽然众多,且各具特点,但仍存在一定的局限性。操作简便、处理性能稳定高效、运行费用低廉、能实现氨氮回收利用的处理技术是高浓度氨氮废水处理的发展方向。
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❺ 目前城市污水的现状及处理措施
城市污水处理工作是社会发展的一重要组成部分,选择恰当的城市污水处理工艺意义非凡。因为污水处理工艺的好坏虽不是社会发展的中心却牵动着中心的发展,虽不是保护环境的重点,却可波及到环境保护的成果。好的污水处理工艺具有投资成本低、工作效率高、操作方便简单、处理效果达标且可回用等优势。本文主要探讨当前城市污水处理的一些方法。
在我国经济快速发展的今天,环保问题,特别是城市污水处理已成为各国研究的热点。在这种经济体制下,我国城市污水处理的管理机构和管理方式等方面一直沿袭旧的经营管理模式,对污水处理设施方面的建造、设备运行和价费行使统一管理、分级领导的体制,给城市污水处理相关行业导致了很多弊端。城市污水的治理对改善城市水环境,保障城市经济发展起着关键的作用。
一、城市污水的特点
城市污水指人类生活所产生的污水,以洗涤污水和排泄物等为主。城市污水的排量和居民生活水平有关,其排量较大,平均每人每日产生污水150-400L。城市污水有区别于工业污水,但也成为了当今社会的一个主要污染源。目前,除磷技术是城市污水处理的瓶颈问题。因为污水中含有的高量氮、硫、磷等物质在厌氧细菌作用下,极易生恶臭物质污染环境。此外,污水中还含有大量的病原菌、病毒和寄生虫卵等微生物,以及糖类、脂肪、蛋白质等有机物,和一系列金属物和盐类物质。
二、城市污水处理的重要性和迫切性
我国淡水资源十分紧缺,人均拥有量为2300立方米,仅相当于世界人均拥有水平的1/4。更不为乐观的是我国的城镇污水:自1997年起,居民污水排放量首次超越了工业污水排放量(城市污水排放量占总排放量的45%),开始位居污水治理工作的首位。从而我国全面加强了城市污水的治理工作;1999年,城市污水污染负荷超过了工业废水污染负荷,我国水污染控制重点也从工业污染转变成了城市污水污染。到 2003 年,全国废水排放总量为 460 亿吨,其中城市生活污水排放量占污水排放总量的53.8%,为247.6亿吨;废水化学需氧量(COD)排放总量1333万吨,其中生活污水占总量的61.6%,为821.7万吨。如此醒目的数字说明了我国水污染的严峻形式,以及城市污水的严重所在。
据有关资料统计,我国的生活污水大多未经处理就直接排人江河湖海,比例高达80%。400亿立方米的年排污量,污染了全国1/3以上的水域。专家指出,水污染无疑加重了水资源带姿的紧缺程度,更为严重的是直接威胁到人类的生存环境及饮用水安全和工农业发展的进度。目前,城市污水已慢慢侵蚀人类的生存环蠢羡绝境,成为仅次于洪水、干旱等自然灾害的污染。而我国城市水污染之所以如此严峻,其主要原因是污水处理率低,导致污水未经处理直接排放到河流,由此,加强污水处理力度迫在眉睫。
三、污水处理常用方法探讨
1.活性污泥法 活性污泥法具有处理能力高,出水水质好的优点,也是目前全球采用最为广泛的处理城市生活污水的途径。该方法是在人工充氧条件下,对污水和各种微生物群体进行连续混合培养,形成活性污泥。利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用,来分解并去除污水中的有机污染物。活性污泥法的主要组成部分有曝气池、沉淀池、污泥回流和剩余污泥派渣排放系统组成。具体流程为:①曝气池作为一个生物反应器,容纳废水和回流的活性污泥形成的混合液;再通过曝气设备充入空气,使氧溶人混合液,产生好氧代谢反应;同时保证混合液得到足够的搅拌处于悬浮状态,使废水中的有机物、氧气同微生物能充分接触反应。②混合液进入沉淀池后,悬浮固体经沉淀后和水分离,就有净化水流出沉淀池。同时沉淀池中的污泥回流(称为回流污泥)进曝气池,确保曝气池内保持一定的悬浮固体浓度和微生物浓度。此外,在曝气池中的生化反应引起微生物的增殖,微生物流经沉淀池时又被消除,来达到维持活性污泥系统的稳定运行的环境。活性污泥除了有氧化和分解有机物的能力外,还要有良好的凝聚和沉降性能,以使活性污泥能从混合液中分离出来,得到澄清的出水。
3.生物膜法 生物膜法也是污水生物处理的常用办法。该方法的工作原理为通过去除废水中的溶解性有机污染物来达到净化的目的。生物膜法的适用对象主要为中小规模的的污水处理系统,在南方运用更为广泛。具体流程为:污水和附着在介质“滤料”表面的微生物形成的生物膜接触反应后,生物膜中的微生物会溶解去除有机污染物,将其转化为水、二氧化碳等物质,有机物消失达到净化的目的。
3.氧化法 据氧化剂的种类及反应器的类型,可将氧化法分为化学氧化法、催化氧化法、(催化)湿式氧化法,光催化氧化法、超临界氧化法几个种类。目前,氧化法处理污水采用率较高,且前景较为广阔,但其中的化学氧化法操作简单,但运行成本高且效果不佳,因此,采用率普遍不高。
4.氧化塘处理技术 氧化塘处理技术,是指污水中的有机污染物通过在塘中生长的微生物的代谢作用被氧化分解,达到净化效果的一种污水处理技术。该技术投资小、构造简单、运行维护管理方便、净化效果好、节省能耗,在国内外城镇污水处理领域被广泛应用。
然而,污水处理在实际建设和运营中有着很多障碍,比如资金问题。因为与污水处理是一项侧重于环境效益和社会效益的工程,因此资金问题往往成为了效果的瓶颈。总的说来,城市生活污水处理研究和应用领域,目前普遍存在以下问题:①传统的活性污泥法,往往运行费用高,设备不能满足高效低耗的要求,且易出现污泥膨胀现象;②现随着污水排放标准的不断严格,污水中氮、磷等营养物质的排放要求逐步提高。而可以去除氮、磷物质的工艺就是活性污泥法了;但是活性污泥法只有形成多级反应池,通过增加内循环来达到脱氮除磷的目的,这样运行管理就更加复杂且各项费用也会大幅度提高;③目前城市污水的处理多以集中处理为主,庞大的污水收集系统的投资远远超过污水处理厂本身的投资。因此,如何使城市污水处理工艺朝着低能耗、高效率、少剩余污泥量、最方便的操作管理,以及实现磷回收和处理水回用等可持续的方向发展,已成为目前水处理技术研究和应用领域共同关注的问题。
综上所述,城市污水处理是一个迫在眉睫的问题,目前越来越多的受到人们的关注。但目前遇到的最到的问题是技术的改良和污水处理实际落实的问题。还希望城市污水厂和相关部门提高技术水平和管理水平,投资进行新技术的研究,保护好人们赖以生存的宝贵的水资源环境。
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❻ 环境工程城市污水处理现状和方法
随着城市的加快发展,各种建设层出不穷,城市中居民生活品质的提高了污水制造量,城市污水影响了城市环境,城市环境与居民日常生活密切相关,通过改善污水处理,提高居民生活环境,在环境工程的建设中,对于城市中污水处理要加大重视。良好的处理城市污水是环境工程中的一大难题,环境工程毁山需要对城市污水进行准确的分析,提出适合于处理城市污水的州散办法,才能有效解决城市污水问题。基于此,文章简要分析了如今环境工程城市污水处理存在的现状,随后从四个方面分析了环境工程中城市污水处理的方式,以此来共相关人士参考交流。
城市污水与居民生活息息相关,为了提高居民生活质量,有效的解决城市污水问题是环境工程的主要工作目标。随着城市建设规模的扩大,城市中水资源受到了各种物质的污染,水污染直接影响了居民的用水与健康,为了妥善解决城市中污水问题,要先对污水问题进行分析,然后制定合理的污水处理方案。在环境工程处理城市污水的过程中,要确保因地制宜与符合环保生态目标。1如今环境工程城市册余氏污水处理存在的现状1.1现存环境工程城市污水处理问题水资源是人类生存最重要的资源之一,随着水资源日益污染严重,城市污水处理问题油然而生。在小规模的城市中,垃圾渗滤液会给城市水资源造成很大的污染,对于这方面的内容,在污水处理过程中是不容忽视的。小城镇中污水处理厂比较小,污水厂在处理污水时,通常采用的是直接将污水排放到垃圾渗滤液中,这种方法是直接污染了城市水资源,对水的污染还是比较严重,基于这种情况,对于小城镇中的污水处理厂建立位置,需要进行慎重合理的选择,要综合考虑垃圾渗滤液与水污染之间的关系。污水处理厂中还存在很多问题,污水处理厂主要是为了处理城市污水而建立的,污水排放经过处理,但是在处理的过程中,层层过滤,水经过了很多流程,但是这些流程在长时间的使用过程中,已经积攒了很多泥污,导致水在污水处理厂会受到二次污染,因此对于污水处理厂必须加以改善[1]。1.2环境工程中城市污水处理的不足方面环境工程中,污水处理方面还有很多不足,在城市发展中,水污染的种类变多了,而污水处理的方式还是一样,这样就导致了污水不能有效的处理,在污水处理中还面临着一下几种问题:1、处理城市污水的资金短缺,为保障居民生活用水的正常,污水处理系统是最基本的设施,能够很大力度改善城市环境,有效提高居民用水质量,减少城市中水污染情况,但是以目前的情况来看,城市污水处理的资金不足,导致城市污水处理系统设施不完善,污水处理的效果不是很好,在技术方面还是原来的处理方式,无法引进新的处理技术,与先进的处理设施。
2、在污水排水系统中,模式单一,进行污水处理时有很大的局限性。城市中处理污水的排水系统一般是直接将污水排出去,而不考虑雨水的问题,在处理过程中,不能良好的利于雨水资源,通过排水系统,直接将两者同时排出城市,这样的处理模式会导致污水在处理过程中再受到雨水的污染。3、对于污水处理系统没有合理的规划,现如今使用的污水处理系统是参考不同地区的城市规模与用水指标,在根据《城市给水工程规划规范》,对历史用水的综合数据制定污水处理系统的章程,但是这种方法制定出来的排水系统是不准确的,数据范围较大,与城市的实际污水处理情况不相符,也没有结合城市中污水处理设施的真实情况[2]。
1.3处理环境工程中城市污水缺少的专业性人才处理污水的环境工程中,需要专业的人才与技术的支持,但是目前来看,处理污水的专业人员不多,污水处理技术落后,只要提高城市污水处理人员的专业性,才能合理根据城市不同制定合理的处理方案,在面对污水处理问题时,专业的人才也能及时想到有效的解决办法。现如今,在小城镇中,污水处理的工作人员使用的还是传统的处理方案与技术,工作人员的专业能力还不足,落后的管理观念也关系到污水处理的有效性,因为污水处理人员的专业性不强,导致整个城市的污水处理效果相对滞后。对于这种情况的出现,污水处理厂需要对的员工进行专业培训,引进新的技术,合理的利用人才,通过解决人才问题提高污水处理的效率[3]。2环境工程中城市污水处理的方式2.1环境工程中城市污水的二次利用地球上能供给人类的水资源是有限的,对于水资源短缺的问题,为了有效解决,就需要对水资源进行二次利用,因为水资源二次利用效率低下,导致水资源无法良好利用,增加了污水排放量,造成水资源短缺等问题。基于此,环境工程就要考虑水资源二次利用的问题,采取科学有效的策略解决城市水资源短缺与再次利用问题。通过有效的污水处理,进而达到水资源再生,但入如果经过污水处理之后,水资源还不能二次利用,那么环境工程处理城市污水就失去了有效利用水资源的意义。对于水资源二次利用的问题,需要专业人员继续专研,研发新的污水处理技术,因为在城市中,很多居民对水资源二次利用有很大的误解,对于此应该改变居民的传统思维模式,提高对水资源二次利用的知识,让居民对水资源再次利用有一定的了解,对于目前水资源二次利用问题的解决也是一种很好的方式。2.2对于城市污水处理厂进行合理的建设在环境工程处理污水的过程中,对于污水处理厂合理的建设是很重要的,在以往污水处理厂的建设中,有关部门考虑问题单一,对于污水处理厂建设的位置是否合理考虑不周。在传统的建设污水处理厂过程中,都会选择建设在城市下游或者是远离城市的偏远地区,要依靠管网拦截和重力流动才能将城市污水流到污水处理厂,在此过程中,污水处理需要经过很多的程序,才能进行处理。对于这种情况,城市应该改变污水处理的布局,在排放方式上选择分散式小型排放,依据就近原则,在布局上合理的利用,实现污水处理最有效的方式,通过对污水处理厂有效建设,很大程度上完善了污水处理布局问题。对于建设污水处理厂,不能因为资金问题导致污水处理厂设施不完善,处理技术落后等,这些很大程度上影响了污水处理的最终效果[4]。2.3完善处理城市中污水设施污水处理有效性受到多方面的影响,在很多城镇中污水处理设施都不完善,环境工程很多方面有待改进,对于提供完善的城市污水处理设施,需要在资金方面有足够的支持,为了改进现在设施中存在的问题,有关部门对于资金的支持是非常重要的,根据城市发展,拓宽污水处理的融资渠道,针对现阶段融资渠道的不足加以改正,制定出合理的融资方案,资金充足是污水处理厂正常运营的重要支持。污水处理设施陈旧会导致污水处理效率降低,污水处理不达标等问题,在排污水管道中,可能会造成水管堵塞,不能进行日常的污水排放,城市中污水处理设施陈旧落后等问题,都需要有关部门重视,对于污水处理设施加强管理。3结语在污水问题越来越突出的情况下,城市工程中城市污水处理的难度也在逐渐增加,为了城市中的污水得到更好的处理,要合理的利用新技术,制定适宜的污水处理策略。城市污水的处理时城市综合实力的体现,虽然目前城市污水取得了良好效果,同时也暴露了更多的问题,城市工程需要经过不断的研究与发展,符合城市环境的基本要求,提升城市工程的整体服务质量。
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❼ 我国农村生活污水处理现状和对策
1、农村生活污水处理的现状不容乐观
随着农村经济的快速发展,农村生活污水排放量增大,使农村地区环境状况日益恶化,农村环境质量明显下降,直接威胁着广大农民群众的生存环境与身体健康,制约了农村经济的健康发展,农村环境状况令人担忧。我国有96%的村庄没有排水渠道和污水处理系统,生产生活污水随意排放。89%的村庄将垃圾堆放在房前屋后、坑边路旁甚至水源地、泄洪道、村内外池塘, 无人负责垃圾收集与处理。目前全国农村每年有超过 2500 万吨的生活污水直接排放,造成河流、水塘污染,影响村民居住环境,严重威胁农民的身体健康。农村污水处理的特征首先是处理率低,其次是间歇排放,排量少且分散,第三是氮磷浓度高及含有大量的营养盐、细菌、病毒等,这些都给农村污水的收集和处理带来了一定的难度。
2、农村生活污水处理常用工艺介绍
2.1 好氧生物处理工艺
适用于小量污水处理的好氧生物处理工艺主要有生物接触氧化、生物滤池、生物转盘、序批式反应器(SBR)等。我国农村生活污水处理应用较多的好氧生物处理工艺是生物接触氧化法。生物接触氧化法是在生物滤池的基础上,通过接触曝气形势改良而演变出的一种生物膜处理技术。生物接触氧化技术是介于活性污泥法和生物膜法之间的处理技术。在填料表面上培养微生物,形成生物膜,并采用与曝气池相同的方法向微生物供氧,污水流过时与填料上的生物膜接触,通过微生物的新陈代谢作用降解污水中的污染物从而达到净化的目的。生物接触氧化工艺占地面积小、处理负荷高、污泥产量少、抗冲击能力强、维护管理简便。生物接触氧化工艺对冲击负荷有较强的适应能力,在间歇运行条件下仍能保持良好的处理效果,对于水量不均匀的农村生活污水处理更具有实际意义。然而对于农村生活污水来说生物接触氧化工艺的投资和运行费用偏高,所以此工艺适合于我国南方及东部城市化速度快、比较富裕的农村推广应用。
2.2 人工湿地和稳定塘系统
2.2.1 人工湿地工艺
人工湿地污水处理工艺是 20 世纪七八十年代发展起来的一种污水生态处理技术。由于它能有效地处理多种多样的废水,如生活污水、工业废水、垃圾渗滤液、地面径流雨水等,且能高效地去除有机污染物,氮、磷等营养物,重金属,盐类和病原微生物等多种污染物。具有出水水质好,氮、磷去除率高,运行维护管理方便,投资及运行费用低等特点,近年来获得迅速的发展和推广应用。人工湿地是模拟自然湿地的人工生态系统,它是一种由人工建造和监督控制的、类似沼泽地的地面,并且人为地将石砂、土壤、煤渣等一种或几种介质按一定比例构成基质,并有选择性地植入植物的污水处理生态系统。通过人工湿地系统中的物理、化学和生物的三重协同作用来实现对污水的净化作用。目前用于农村生活污水处理的人工湿地主要形式有,表面流和潜流形人工湿地。这两种湿地运行费用低下,建造、运行和维护简单;建造、运行和维护简单,同时具有水力负荷与污染负荷较大的特点,对 BOD、COD、SS及重金属的处理效果较好,卫生条件好,少有恶臭和滋生蚊蝇的现象。由于人工湿地工艺受季节变化影响较大,气温的降低会影响人工湿地的正常运行,低温对有机物和氨氮的去除影响是比较明显的,特别是对氨氮的去除,因此人工湿地适用于我国南方平均气温较高的农村处理生活污水,而对于北方寒冷地区的农村来说则不太适合。
2.2.2 稳定塘系统
稳定塘是经过人工适当修整的土地,设围堤和防渗层的污水池塘,主要依靠自然生物净化功能使污水得到净化的一种污水处理技术。稳定塘的污水净化过程类似与天然水体的自净过程,主要通过在污水中存活的微生物的代谢活动和塘内水生植物及多种生物的共同作用,使有机污染物得到降解。根据塘内溶解氧含量及微生物特性,稳定塘工艺可分为:好氧塘、兼性塘和厌氧塘。稳定塘对于农村生活污水处理来说具有明显的优点:可以充分利用地形,工程简单而且施工周期短、易于施工,投资省;能够实现污水资源化,使污水处理与利用相结合,塘内可种植经济植物也可放养水生动物,如虾、鱼、水禽等,而形成综合处理塘;污水处理能耗少,维护方便,成本低。稳定塘也有其固有的缺点如:占地面积大;污水处理效果受季节、气温、光照等自然因素影响较大且处理效果不够稳定;易于散发臭气、滋生蚊蝇。今年来随着研究的深入,开发出了高效藻类塘和组合塘工艺,在一定程度上弥补了传统稳定塘的不足之处。
3、我国农村生活污水处理对策探讨
3.1 加强规划
在推进新农村建设过程中,应加强综合规划和专业规划的制定,根据规划来系统地开展污水治理工作,避免废弃工程。
3.2 运行费用
市、区财政应对污水处理工程运行费用进行适当补贴。调查结果显示,目前村委会和村民对污水处理费虽有一定的承受能力,但都不愿意承担,多数区县运行费用来源不清,另一方面由于目前国家对于农村排污既没有排污收费政策,也没有污水处理补偿政策,要求村民承担污水处理费不合理,也不现实,急需市、区相关部门出台政策,以保证设施的长期运行,并建议市、区财政给予相应补贴,村民或村委会可以负担部分污水处理费用,以提高村民的责任感,市、区根据污水处理站运行情况,出台奖励政策,作为对村民的补偿。
3.3 完善管理
在推进新农村污水治理的过程中,要建管并重,注重管理,建立行之有效的运行管理机制,保证新农村污水治理工程的长期稳定运行。
4、结论与建议
目前农村生活污水任意排放,造成流域等水体污染,同时农村经济发展赶不上城镇,地区特点突出等,因此新农村污水处理系统建设迫切需要经济、高效、自动化高的一体化处理系统,以适应我区农村污水的多样性等。在选择工艺时,要结合当地实际情况,如水质、水温、经济发展水平等因素,综合考虑确定具体工艺。
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❽ 印染废水国内外研究现状
基于印染废水排放的现状与特点,介绍了国内外在印染废水处理方面的研究现状与发展状况。着重分析了其物化处理法以及生物处理法。研究了单一处理印染废水方法得优缺点,提出多种方法联合作用是目前发展趋势。
0 .引言
纺织工业是中国重要的传统工业之一。在工业废水中,印染废水所占的比例较大,国内印染企业每年排放污水6.5×10 8t,占整个纺织工业废水排放量的80%。印染工业是中国主要的工业污染之一和排污大户,是治理难度较大的工业废水之一。因其有机物含量高、成分复杂、色度深、水质变化大而成为国内外公认的难处理的工业废水之一。随着染料工业的迅速发展,目前使用的染料已达数万种。PVA浆料、人造丝皂化物以及大量新型助剂的广泛应用,使大量难降解的有机化合物进入废水,印染废水向着抗氧化、抗生物降解的方向发展,从而增加了废水处理的难度及其处理费用。
1.国内外研究现状
纺织印染工业是最大的污染源和水资源消耗者之一。印染废水主要来源于印染加工的预处理(又叫漂炼,含退浆、煮炼、漂白、丝光等操作)、染色、印花、整理四道工序,预处理工序分别排出退浆、煮炼、漂白和丝光等四股废水,而染色、印花、整理等工序则分别排出染色废水、印花废水和整理废水。印染废水的水质随采用的纤维种类、染料和浆料的不同而水质变化很大。一般印染废水pH值为6~10,COD为400 mg/L~1 800mg/L,BOD5为150 mg/L~600 mg/L,SS为100 mg/L~200 mg/L,色度100倍~400倍。印染废水一般呈碱性,废水有机污染物较高,色度高,可生化性较差。印染过程排放大量废水,严重的污染着环境,处理与净化难度大 。
针对上述印染废水存在的问题,为了提高废水的可生化性,为后续好氧处理创造良好的条件,提高处理效果,近年来,在面临上述问题的情况下,提出了几种处理新工艺:a)厌氧一好氧一生物炭吸附;b)水解酸化一生物接触氧化一沉淀一气浮。厌氧法对染料中的偶氮基、蒽醌基、三苯甲烷基都可降解,对印染废水厌氧或酸化处理可使原水中的难降解的大分子有机物开环或断链,使其转化为容易被生化降解的简单结构的小分子有机物,提高废水的可生化性,为后续好氧处理创造良好的条件,提高好氧处理效率。上述工艺逐渐在国内外得到应用。
2.印染废水处理方法
2.1物化处理法
有机染料化学性质稳定、难以降解的化学品,一般的物化处理法,达不到对含染料废水进行有效脱色的目的。至今所报道的较为有效的物化法,主要有辐射法、吸附一萃取法、磁分离法、混凝沉降法和氧化法。
a)辐射法—— 近年来,辐射法处理染料废水得到了较大发展。Solpan等采用β射线辐射法对活性染料进行脱色和降解研究。Momani等采用远紫外光解法进行了研究,但结果显示,这种技术只能作为废水生物处理的一个预处理手段 ;
b)吸附萃取法——20世纪70年代以来,工业废水处理中,吸附法主要应用预处理和深度处理,活性炭和树脂等是常用的吸附剂,但其缺点是成本高,需要再生。因此,改进成本的关键是低成本吸附剂的研制,这方面近年来已取得了较大进展。Sanghi等认为一些生物可降解的、低成本的甚至是废弃物都是有效的吸附剂。阎存仙研究了粉煤灰对各种染料的脱色能力。Qodah采用页岩油灰处理活性染料废水,效果良好;
c)混凝沉降法——混凝沉降是处理染料废水常用的方法之一,是迄今为止属于工艺上比较成熟、处理效果比较稳定的染料废水处理方法。目前得到普遍认可的混凝机理由压缩双层、电中和、桥联作用和网捕作用。
2.2 生物处理法
生物处理法分为好氧法、厌氧法和缺氧法。近年来,采用厌氧法处理印染废水越来越多的收到人们的关注。一些研究表明,好氧法和厌氧法由于能够优势互补,当它们同时应用,许多不能或难以氧化的有机染料,在不同程度上是能够部分厌氧降解的。w等采用厌氧/好氧共代谢原理,研制了一个分6步走的序列氧化一还原批反应器。
a)活性污泥法——活性污泥法是目前使用最多的一种方法,有推流式活性污泥法、表面曝气池等。活性污泥法具有投资相对较低、效果较好等优点同;
b)厌氧、好氧顺序处理法——如果纺织废水在厌氧反应器预处理后进行好氧处理,色度、AOX(吸附性有机卤素化合物)和重金属的去除都比仅采用好氧法好,因为一些降解更适宜发生在厌氧(或还原)条件下,而其他一些阶段则适宜在好氧(氧化)条件下进行。二者结合可以取得好的效果。厌氧条件下,偶氮染料的偶氮键断裂产生胺,但胺在厌氧条件下不能降解,只能在好氧条件下降解。为了创造厌氧条件反应器可采用如UASB反应器。实验室规模的厌氧/好氧反应器:脱色率96%,COD去除率90%。某些情况下,厌氧生物反应器中的生物可被一些化合物如蒽醌染料抑制,如发生此类问题,可在厌氧反应器中加入颗粒活性碳解毒;
c)氧化沟——A.C.J.KooT等设计出一种低有机负荷曝气系统,其耐冲击负荷,产生污泥量少,操作简便,BOD5、COD去除率分别为95%~98%和90%~95%,且投资费用低;
d)膜生物反应器——生物反应器是近年来发展起来的一种新型的处理技术。然而,由于膜易堵塞且制造费用高,这种技术要在水处理领域全面推广还有一定困难。不过,随着材料科学的发展,膜制造技术的进步会大大提高膜的质量,降低膜的制造成本,再加上工艺的改进,膜生物反应器的应用范围将越来越广。
2.3 物化一生化法
采用单一的物化法或生物处理法处理有机染料废水,虽然有其各自的优点,但缺点也很明显,研究人员开始尝试将物化法和生化法联合起来,目前已取得了良好的效果。许玉东针对毛巾厂印染废水的水质特点(水量小、污染物含量高、浓度波动幅度大、偏碱性、色度高和难生化),采用厌氧折流板反应池一生物接触氧化池一 昆凝沉淀一沙滤池处理工艺进行处理后,排放水质可达一级标准。卢平等在传统处理工艺的基础上,采用水解酸化一接触氧化法处理印染废水,试验表明,该工艺流程简单,处理效果好,出水水质稳定。
3 .结语
综上所述,目前单一的处理工艺很难达到要求,需对不同处理工艺进行优化组合。因此,对废水处理系统来说,开发不同工艺的有效组合,研究高效、经济、节能的反应器将是印染废水处理工艺研究的主要内容和发展方向。尤其是对于严重缺水省份,自然降水很少,随着工业农业的发展,用水量越来越大,由于超采地下水,使地下水水位逐年下降。水资源的减少,已经成为制约城市社会经济发展的重要因素。印染行业是用水大户,因此,搞好印染行业的废水处理和节水工作,减少用水量和废水排放量,提高废水循环利用率具有十分重要的意义。
❾ 焦化废水深度处理研究现状
焦化废水主要是焦化厂在煤气化、液化、炼焦过程中所产生的废水,此种废水中含有大量的有毒、难降解的有机物是一种较难处理的有机废水。目前主要采用以下方法对焦化废水进行处理:首先利用常规方法对废水进行预处理、然后利用生化方法对预处理废水进行二次处理。
但是,经过上述过程处理后的焦化废水外排水中的氰化物、COD及氨氮含量仍然无法达标。针对焦化废水组成复杂、难于处理、经传统方法处理后无法达标排放这种状况,综合了近几年来国内外有关焦化废水处理方面的大量的研究成果,系统地介绍了焦化废水深度处理过程中所应用的物化方法、氧化方法、膜处理三大类方法的优缺点,列举了当前几种焦化废水回用实例及不足,并指出了焦化废水处理技术今后的发展方向。
焦化废水主要是指在煤炼焦、煤气净化、化工产品回收和化工产品精制过程中产生的废水。由于受原煤性质、产品回收、生产工艺等多种因素的影响,导致废水成分异常复杂。焦化废水中所含有机物主要以酚类化合物为主,其含量达到有机物总量的一半以上,剩余有机化合物主要为含硫、氧、氮的杂环有机化合物以及多环芳香族有机化合物等。
焦化废水以其排放量大、成分复杂、处理困难等特点使焦化废水极难再循环利用或者达标排放。因此,降低焦化废水中的污染物浓度,提高废水的循环利用率是亟待解决的问题。
随着人们环保意识的加强和国家对环保问题的重视,中国环境保护部于2012年6月颁布了《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012),该标准除对废水中主要污染物给出了更为严格的排放标准,而且在原标准基础上增加了苯、苯并芘、多环芳烃以及总氮等化合物的排放指标,该标准同时也对单位产品的排水量做了更为严格的要求,开发研究新型、高效能、低成本的废水处理技术以及对现有技术进行优化改进提高废水处理效果使其能够达标排放是目前亟待解决的问题。
多年以来,虽然前人已做了大量关于焦化废水处理的基础研究工作,但是由于焦化废水排放量大,水中污染物种类多且有些污染物难于生物降解而使得焦化废水处理至今为止仍未有突破性的研究进展。因此研究并开发一种高效能、低成本、处理效果好的废水处理技术以及对现有技术进行优化改进是今后焦化废水处理研究的重点。
本文对废水深度处理过程中所应用的物化方法、氧化方法、膜处理三大类方法进行了分析对比,并列举了当前几种焦化废水回用实例及不足,同时指出了今后焦化废水处理技术的发展方向。
1 焦化废水深度处理技术
1.1 物理化学法
1.1.1 混凝沉淀法
混凝沉淀法是利用电中和原理对焦化废水进行处理,具体处理过程如下:将混凝剂在一定条件下定量投入到焦化废水中,废水中的带电物质与混凝剂发生电中和形成大颗粒胶团,而后经过进一步的沉淀使焦化废水得以净化处理。
卢建杭、王红斌等开发出了针对上海宝钢集团下属焦化厂焦化废水专用的混凝剂——M180,用于处理上海宝钢焦化厂 A/O 生化池出水,通过实验发现在 pH 值为 6.0~6.5、混凝剂投加量为 300mg/L时,专用混凝剂对焦化废水的 COD、色度、CN等指标有良好的处理效果,并且在实验过程中还发现进水水质的波动对专用混凝剂处理效能的影响很小。
周静和李素芹研制出了一种新型的复合絮凝剂——PFASSB,并将其与 PFS、PAC 和 PFAC 进行对比研究,考察了 PFS、PAC、PFAC 以及新型新型絮凝剂 PFASSB 对焦化废水 COD、浊度等的处理效果。
通过实验结果发现,在相同的条件下新型复合絮凝剂对焦化废水的处理效果明显优于 PAC、PFS和 PFAC,并且新型絮凝剂的用量明显比其他絮凝剂的用量低;当废水 PH 为 8,新型絮凝剂投加量在 10 mg/L 时,经过絮凝处理后的出水 SS<70 mg/L,CODcr<150 mg/L。
郑义、张琢等研究对比了硫酸铝、聚合硫酸铁和聚丙烯酰胺对焦化厂生化池出水的处理效果,并将其组合搭配,考察了它们联合处理焦化废水的能力。通过实验发现,将聚合硫酸铁与聚丙烯酰胺组合处理焦化废水,处理效果明显优于各混凝剂单独使用时的处理效果;当 pH 为 5,投加量为聚合硫酸铁 40 mg/L、聚丙烯酰胺 6 mg/L 时,组合混凝剂对焦化废水处理效果最佳,此时处理后废水出水色度为 70 倍,COD 为 68 mg/L,去除率分别达到了73.08%、62.22%。
通过以上分析发现,混凝沉淀法对焦化废水色度,COD 等指标的去除效果较好,处理后的焦化废水可实现达标排放。但是,使用混凝沉淀法对焦化废水进行深度处理的过程中会产生大量的固体沉渣,而且这种固体沉淀物较难处理会对环境造成新的污染,并且采用混凝沉淀的方法处理焦化废水需要对沉淀池入水以及出水调节 pH 值,而且混凝剂需要人工投加操作较为复杂,经过处理后的废水只能外排无法实现达标回用。
1.1.2 吸附法
吸附法处理焦化废水主要是利用吸附剂为比表面积较大的多孔类物质,对大分子有机物、油类物质、以及部分固体悬浮物等污染物具有良好的吸附性能,吸附剂在对焦化废水吸附处理后经过沉淀得以分离。
周静、李素芹等采用粉煤灰作为吸附剂,对焦化废水生化出水中的氨氮进行深度处理,通过实验对药剂投加量、pH 值、吸附时间三个主要影响因素进行了考察。实验结果表明:当废水 pH 为 5,粉煤灰投加量为 150 g/L、生石灰投加量为 2.5 g/L,吸附时间为 1 h 时,焦化废水中的氨氮含量由 77.67 mg/L降到了 25 mg/L 以下,氨氮去除率达到 70%以上。
王红梅、郑振晖利用改性膨润土对焦化废水生化出水进行深度处理。通过实验结果发现:当焦化废水 pH 在8.0~10.0,改性膨润土投加量为 1 200~1 500 mg/L 时,焦化废水脱色率达到 65%以上,氰化物、CODcr的去除率也分别达到了31%和26.5%。
孙宝东、马雁林对南京钢铁联合有限公司的两座焦化废水处理站进行技术改进,通过在原处理站基础上增加活性炭过滤装置,并对原有的操作方法进行改进。通过活性炭过滤装置改进后,南京钢铁联合有限公司焦化废水处理站出水由原来的国家二级标准提升到了国家一级排放标准,并且通过改进操作方法使废水处理站的运行成本得以降低,活性炭的使用寿命得以延长。
李茂、韩永忠等采用树脂吸附和 Fenton 氧化的组合工艺处理高浓度的焦化废水。通过实验发现:当吸附树脂与 Fenton 试剂在最佳的工作条件下时,焦化废水中酚类有机化合物去除率几乎可达100%,COD 的去除率达到 74.82%,并且经过树脂吸附和Fenton氧化的组合工艺处理过的高浓度焦化废水可生化性也有很大的提高。
张昌鸣等利用粉煤灰作为吸附剂对山西焦化集团有限公司下属焦化厂的焦化废水生化出水进行深度处理。当粉煤灰用量为 17.47 g/L 时,焦化废水处理效果较好,除氨氮含量偏高外废水中 COD、色度、油、硫化物、氰化物、挥发酚等污染物含量均达到国家排放标准。吸附后的粉煤灰可以烧砖或筑路进行再利用。采用粉煤灰吸附处理焦化废水,体现了以废治废的环保理念。
以活性炭作为吸附剂对焦化废水进行深度处理,废水处理效果较好,处理后的废水可达标排放,但是由于活性炭价格较高再生困难使得废水处理成本较高,目前绝大多数企业以弃之不用。而以粉煤灰作为吸附剂对焦化废水进行深度处理,处理效果较好,吸附后的粉煤灰仍可进行烧砖筑路等再利用对其品质不会产生影响,并且利用粉煤灰作为吸附剂处理焦化废实现了废物再利用符合当前国家绿色化工循环利用的政策。
1.1.3 化学沉淀法
采用化学沉淀的方法不仅使废水中氨氮含量达到了国家的排放标准,同时也间接的提高了废水的可生化性。但是,目前化学沉淀的方法处理焦化废水的研究较少,技术还不成熟无法实现工业化
应用。
1.2 氧化法
1.2.1 Fenton 氧化法
Fenton 试剂通过将焦化废水中难降解大分子有机物氧化分解成小分子有机物,降低了焦化废水的COD 值和色度,同时在一定程度上提高了焦化废水的可生化性,使焦化废水得到较好的处理。
1.2.2 臭氧氧化法
臭氧分子中的氧原子具有强烈的亲电子或亲质子性以及极强的氧化活性,臭氧可将焦化废水中的大分子有机物等物质氧化分解。臭氧氧化技术具有氧化能力强、反应速度快、处理效率高、不受温度影响、不产生污泥等特点。
2 结 论
近年来,随着国家对环保问题的的日益重视以及国民环保意识的不断提高,废水的排放标准也变得更为严格。各国学者经过不断的探索研究出了一些新的焦化废水处理技术,如:电化学氧化技术、光催化氧化技术、膜技术等。
这些技术对焦化废水中的污染物处理的较为彻底且不会产生二次污染,但是这些技术投资成本和运行成本较高并且很多仍处于理论研究和实验室研究阶段,较难实现大规模工业化应用。因此在深人研究焦化废水先进处理技术的同时,我们也应该充分发掘现有技术的优点,对现有技术进行优化改良提高其处理效能。
通过以上分析可以发现粉煤灰吸附效果较好且符合国家以废治废的环保节能政策,并且膜技术也已在部分工厂中应用并取得了较好的效果,采用粉煤灰吸附预先对焦化废水进行预处理除去废水中大部分有机物减轻膜过滤的负担提高其使用寿命降低处理成本,将粉煤灰吸附技术与膜技术协同作用处理焦化废水应是今后焦化废水处理回用的研究重点。
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