A. 污水处理用双氰胺会对生化危害吗
如果在污水处理上如果使用这种试剂的话,当然会有生化的危险。但我们会控制住的论述了城市污水的分类状况及其对生物的危害,通过对金鱼在城市污水中的生存状况的记录分析,验证了城市污水对生物的危害,最后,提出了合理的整治方案,并呼吁杭州市民应自觉地保护我们的环境,努力把杭州建成一个“蓝天、碧水、绿色、清净”的现代化都市。
关键词:城市污水 生物 危害 治理方案
一. 引言
我国是水资源并不丰富的国家之一,河川径流及地下水补给平均约为27000亿立方米,人年均占有量不足2000立方米,是俄罗斯的1/7,美国的1/5。而在大规模经济建设、城市建设普遍加快的情况下,我们往往只顾局部、忽略整体,只顾眼前、不讲长远,只顾经济效益、不注重环境效益,城市污水的大量排放以及落后的污水处理系统,造成水资源环境的恶性循环。因此我们应清醒地看到,城市水环境治理和水资源再生利用工程的建设刻不容缓。
(一)城市污水的界定
城市污水是指通过各种排污管道收集的所有排水,包括生活污水、工业污水、合流制污水以及城市融雪和雨水,总之是一种混合污水。
1. 生活污水
生活污水是人们日常生活中产生的各种污水的总称,其中包括厨房、浴室等排出的污水和厕所排出的含粪便污水等。除家庭生活污水外,还有各种集体单位和公用事业等排出的污水。
未经处理的生活污水排入天然水体会造成水体污染。随着人口的快速增长和城市化进程的加快,城市生活污水的排放量剧增,1997年与1990相比,城市生活污水排放量整整翻了一番,达到了219亿吨,所以生活污水对水体的影响亦随之增加。
2. 工业污水
由于工业的迅速发展,工业废水的排放量很大。工业废水的特点是量大,成分复杂,难处理,不易降解和净化,危害性较大。总的说来具有以下特点:①悬浮物含量高,可达100-30000 mg/l;②生化需氧量(BOD)高,可达200-5000 mg/l;③酸、碱度变化大,pH低至2,高至13;④温度高,可高达40℃,造成热污染;⑤易燃,因常含低沸点的挥发性液体,如汽油等易燃污染物易着火成水面火灾;⑥多种多样有毒有害成分如油、农药等。 (二)水污染的类型
1.病原物污染
主要来自城市生活污水、医院污水、垃圾及地面径流等方面。病原微生物的特点是:①数量大;②分布广;③存活时间较长;④繁殖速度快;⑤易产生抗性,很难消灭;⑥传统的二级生化污水处理及加氯消毒后,某些病原微生物、病毒仍能大量存活;此类污染物实际上通过多种途径进入人体,并在体内生存,引起人体疾病。
2.需氧有机物污染
有机物的共同特点是这些物质直接进入水体后,通过微生物的生物化学作用而分解为简单的无机物质二氧化碳和水,在分解过程中需要消耗水中的溶解氧,在缺氧条件下污染物就发生腐败分解、恶化水质,常称这些有机物为需氧有机物。水体中需氧有机物越多,耗氧也越多,水质也越差,说明水体污染越严重。
3.富营养化污染
是一种氮、磷等植物营养物质含量过多所引起的水质污染现象。水生生态系统的富营养化能通过化学污染物由两种途径发生:一种是通过正常情况下限定植物的无机营养物质的量的增加;另一种是通过作为分解者的有机物的增加。
4.恶臭
恶臭是一种普遍的污染危害,它也发生于污染水体中。人能嗅到的恶臭多达4000多种,危害大的有几十种。恶臭的危害表现为:①妨碍正常呼吸功能,使消化功能减退;精神烦躁不安,工作效率降低,判断力、记忆力降低;长期在恶臭环境中工作和生活会造成嗅觉障碍,损伤中枢神经、大脑皮层的兴奋和调节功能;②某些水产品染上了恶臭无法食用、出售;③恶臭水体不能作游泳、养鱼、饮用,而破坏了水的用途和价值;④还能产生硫化氢、甲醛等毒性危害。
B. 解析农药废水有哪些处理方法
在我国,80%的农药品种是有机磷农药,该类农药具有品种繁多,生产工艺复杂,副产物多,三废排放量大、含盐量高、色重、味臭、难生化等特点。以乐果废水为例,该水味奇臭,COD 高达200000 mg /L,有机磷含量1000 ~ 18000 mg /L,含盐量15%。目前国内有机磷生产厂家往往对该类废水未经处理或处理不达标就向外排放,严重地污染了环境,因此研究并实施有机磷农药废水处理方法是治理农药行业污染的重点。
1 有机磷农药的分类、生化特点及废水共性
1.1 有机磷农药按化学结构大致分为
(1) 磷酸酯类,如敌百虫、草甘膦等,该类化合物生化处理比较容易,如南通农药厂生产的敌百虫,久效磷等废水直接稀释进生化,COD 去除率可达85%左右[1]。
(2) 一硫代磷酸酯类,如甲基对硫磷、甲基嘧啶磷、丙溴磷等,该类化合物因含硫而味臭,不能被微生物降解,与可生化降解物混合,可部分降解为正磷酸。
(3) 二硫代磷酸酯类,如乐果、马拉硫磷等,该类化合物因含多硫味特臭,不能被微生物降解,与可生化降解物混合,极少部分降解为正磷酸。
由以上可知,硫代磷酸酯类有机磷农药是该类农药预处理的重点和难点,只有通过预处理降解才能进一步进生化池生化。
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2.2 有机磷农药废水共性成分
通过对有机磷废水的成分分析可知,废水中95% 以上不是农药本体,而是它们的中间体及不同阶段的降解产物(图2)中含量较多的有:
3 有机磷农药废水预处理的方法
近年来对有机磷废水的处理,基本围绕着分解和去除废水中的有机硫、磷进行,大体可分为物理处理法和化学处理法。物理处理法包括: 吸附、萃取、气提、絮凝沉降等方法,化学处理法包括: 氧化、还原、水解等方法。
3.1 物理处理
3.1.1 吸附
吸附是一种物质附着在另一物质表面的过程。目前采用较多的吸附剂有大孔树脂、活性炭、粉煤灰及膨润土。其中大孔树脂及活性炭因价格昂贵,使用受到一定的限制,且存在活化再生的问题,而粉煤灰吸附虽效果不及前者,但处理简便、成本低廉,可达到以废治废的效果、目前得到广泛应用。如文献报道[2]采用季铵盐改性粉煤灰处理有机磷废水,磷的吸附率可达97%。
3.1.2 萃取
萃取: 采用与水不溶而能很好溶解污染物的萃取剂,使其与废水充分接触,利用污染物在水及溶剂中溶解度的不同,达到分离和净化废水的目的。使用比较多的有络合萃取、液膜萃取。在处理丙溴磷废水时采用TBP 与环己烷形成络合剂萃取回收水中的氯酚,氯酚回收率可达98%。沈阳化工院采用液膜萃取含酚废水,也达到很好的效果[3]。
3.1.3 气提、吹脱
气提、吹脱法是将气体吹入废水,使溶解性气体或易挥发性物质变成气体,从而净化废水的过程。湖南海利集团采用蒸汽气提回收乐果硫磷酯工段废水中的氨氮,氨氮去除率可达85%,大大提高了废水的可生化性。
3.1.4 絮凝、沉降
絮凝沉降是采用加入絮凝剂破坏废水悬浮颗粒的稳定性,消除颗粒间的斥力,使颗粒接触并吸附在一起,再通过絮凝剂进行架桥及网捕,形成大颗粒从水中分离的方法。该方法因简单,成本低广泛应用在废水处理中。现有絮凝剂主要有无机絮凝剂及有机絮凝剂两大类,无机絮凝剂主要有硫酸铝,聚合氯化铝、聚合硫酸铁等,有机絮凝剂主要有聚丙烯酰胺和甲醛-双氰胺类。
3.2 化学处理
3.2.1 化学氧化法
化学氧化法主要包括电催化氧化、芬顿氧化、及湿式氧化法。
(1) 电催化氧化处理技术
电催化氧化处理技术是一种高级的电化学氧化工艺,是利用外加电场作用,在特定的电化学反应器内,通过一系列设计的化学反应、电化学过程或物理过程,达到预期的去除废水中污染物或回收有用物资的目的。在反应过程中一般是直接氧化和间接氧化同时进行。现在应用较多的电催化氧化技术是以活性碳、惰性金属(Ag,Pt,Ti 等) 和表面涂覆PbO2,SnO2,Sb2O5等氧化膜的惰性金属为阳极,以铁板为阴极,通过电极的直接和间接作用,达到去除污染物、净化水质的目的[4]。湖南海利集团将这一技术运用到硫磷酯废水及甲基嘧啶磷的废水处理中,COD 去除率可达45%,可生化性得到大幅的提高。
(2) 芬顿氧化法
Fenton 法是一种高级氧化工艺。通过Fe2 + 和H2O2结合生成高反应活性的羟基自由基,它可有效处理绝大多数难降解有机废水。与其他高级氧化工艺相比,具有操作简单、反应快速等优点。由于使用双氧水,成本还比较高,限制了该法的广泛应用。如李荣喜等将芬顿法运用到降解湖南天宇化工农药有限公司的三唑磷农药废水,COD 去除率高达95%[5]。为提高芬顿试剂的效率,目前有报道采用UV/Fenton 及超声(微波) /Fenton 的方法,能使COD 去除率提高10% ~ 20%[6]。
(3) 湿式氧化法
湿式氧化法简称WAO,是以空气及氧气为氧化剂将溶解及悬浮于水中的有机物或还原性无机物,在高温高压下进行液相氧化分解,大幅去除COD/BOD/SS 的方法。该方法氧化彻底,如处理硫磷酯废水,能将其完全无机化,但该法对设备要求高,反应条件苛刻、设备成本高,在国内使用尚不普遍[7]。
3.2.2 化学还原法
铁/炭微电解属电化学还原技术,利用铁一炭体系形成的微原电池对水中难降解污染物进行处理。微电解作用机理主要包括:(1) 铁屑的吸附作用; (2) Fe 的还原作用; (3) 微电解产物Fe2 +、氢的还原作用; (4) Fe2 + /Fe3 + 的絮凝作用。匡蕾、扬庚等将此法用在处理有机磷农药中间体乙基氯化物生产废水中,处理后水的COD、硫化物、总磷的去除率分别高达90.2%、99.4%、95.0%,废水的可生物降解性明显提高,为进入生化创造了条件[8]。
3.2.3 水解法
有机磷农药水解分碱式水解、酸式水解[9]。碱式水解机理为OH-进攻P 原子,发生Sn2取代。碱性条件下从三酯水解成二酯容易,再继续水解困难,因此一般停留在一级水解阶段。在酸性条件下水解反应的机理一般认为首先使连酯的氧原子上质子化,然后碳原子受到攻击发生Sn2取代反应,经不断取代,最终水解为无机磷。化学水解法处理有机磷农药废水从理论上看是可行的,从实际应用看是有效的,尤其适宜处理高浓度有机磷废水处理。如在酸性条件水解水胺硫磷,有机磷、硫化物、NH3- N 和总磷去除率均大于90%,COD 去除率达50%以上[10]。
4 结论
有机磷废水种类很多,依结构分,共同的中间体有同样的废水,但因农药缩合的另一半差异,不同的废水要采取不同的处理方法,单独采用任何一种方法处理高浓度有机磷农药废水在经重点难点贯穿于课堂讨论中去,加强教学效果使学生能够牢固掌握复合材料的一些基本概念方法,还能对大学生创新能力的培养起到重要作用。
C. 三聚氰胺的工艺流程
三聚氰胺(cyanuramide),分子式c3h6n6。又称蜜胺、2 ,4 ,6- 三氨基-1,3,5-三嗪。白色单斜棱晶。
熔点345℃(分解),密度1.573克/厘米3 (16℃)。微溶于水和热乙醇。工业上三聚氰胺由双氰(酰)胺与氨在高温下反应或由尿素直接在高温高压下制得,后者成本低,较多采用,三聚氰胺与甲醛缩合可制得三聚氰胺甲醛树脂,此外三聚氰胺也用作合成药物的中间体。
三聚氰胺是一种重要的有机化工中间产品,主要用来制作三聚氰胺树脂,具有优良的耐水性、耐热性、耐电弧性、优良阻燃性。用途:可用于装饰板的制作,用于氨基塑料、粘合剂、涂料、币纸增强剂、纺织助剂等。
D. 三聚氰胺的作用与用途是什么
三聚氰胺主要用途是一种用途广泛的基本有机化工中间产品,最主要的用途是作为生产三聚氰胺甲醛树脂(MF)的原料。
三聚氰胺还可以作阻燃剂、减水剂、甲醛清洁剂等。该树脂硬度比脲醛树脂高,不易燃,耐水、耐热、耐老化、耐电弧、耐化学腐蚀、有良好的绝缘性能、光泽度和机械强度,广泛运用于木材、塑料、涂料、造纸、纺织、皮革、电气、医药等行业。
E. 脱色剂处理印染污水的方法有哪些
目前印染废水处理的方法有物理法、化学法和生物法。
物理法
在物理处理法中应用最多的是吸附法,这种方法是将活性炭、黏土等多孔物质的粉末或颗粒与废水混合,或让废水通过由其颗粒状物组成的滤床,使废水中的污染物质被吸附在多孔物质表面上或被过滤除去。目前,国外主要采用活性炭吸附法(多半用于三级处理)。该法对去除水中溶解性有机物非常有效,但它不能去除水中的胶体和疏水性染料,并且它只对阳离子染料、直接染料、酸性染料、活性染料等水溶性染料具有较好的吸附性能。Saito T等人的研究表明,活性炭的吸附率、BOD去除率、COD去除率分别达93%、92%和63%,活性炭吸附能力可达到500 mg COD/g炭,污水如先曝气,则会加快吸附速率。但若废水BOD5>200 mg/L,则采用这种方法是不经济的。
吸附处理使用的吸附剂多种多样,工程中需考虑吸附剂对染料的选择性,应根据废水水质来选择吸附剂。研究表明,在pH=12的印染废水中,用硅聚物(甲基氧)作吸附剂,阴离子染料去除率可达95%~100%。
高岭土电是一种吸附剂,研究表明经长链有机阳离子处理,高岭土能有效地吸附废水中的黄色直接染料。此外,国内也应用活性硅藻土和煤渣处理传统印染工艺废水,费用较低,脱色效果较好,其缺点是泥渣产生量大,且进一步处理难度大。
化学法
a 混凝法
主要有混凝沉淀法和混凝气浮法,所采用的混凝剂多半以铝盐或铁盐为主,其中以碱式氯化铝(PAC)的架桥吸附性能较好,而以硫酸亚铁的价格为最低。近年来,国外采用高分子混凝剂者日益增加,且有取代无机混凝剂之势,但在国内因价格原因,使用高分子混凝剂者还不多见。据报道,弱阴离子性高分子混凝剂使用范围最广,若与硫酸铝合用,则可发挥更好的效果。混凝法的主要优点是工艺流程简单、操作管理方便、设备投资省、占地面积少、对疏水性染料脱色效率很高;缺点是运行费用较高、泥渣量多且脱水困难、对亲水性染料处理效果差。
b 氧化法
臭氧氧化法在国外应用较多,Zima S.V.等人总结出了印染废水臭氧脱色的数学模式研究表明:臭氧用量为0.886 g O3/g染料时,淡褐色染料废水脱色率达80%;研究还发现,连续运转所需臭氧量高于间歇运行所需臭氧量,而反应器内安装隔板,可减少臭氧用量16.7%。因此,利用臭氧氧化脱色,宜设计成间歇运行的反应器,并可考虑在其中安装隔板。臭氧氧化法对多数染料能获得良好的脱色效果,但对硫化、还原、涂料等不溶于水的染料脱色效果较差。从国内外运行经验和结果看,该法脱色效果好,但耗电多,大规模推广应用有一定困难。
光氧化法处理印染废水脱色效率较高,但设备投资和电耗还有待进一步降低;
c 电解法
电解对处理含酸性染料的印染废水有较好的处理效果,脱色率为50%~70%,但对颜色深、CODcr高的废水处理效果较差。对染料的电化学性能研究表明,各类染料在电解处理时其CODcr去除率的大小顺序为:硫化染料、还原染料>酸性染料、活性染料>中性染料、直接染料>阳离子染料。目前这种方法正在推广应用。
生物法
20世纪70年代以来,国内对印染废水以生物处理为主,占80%以上,尤以好氧生物处理法占绝大多数。从现有情况看。我国印染废水生物处理法中以表面加速曝气和接触氧化法占多数。此外,鼓风曝气活性污泥法、射流曝气活性污泥法、生物转盘等也有应用,生物流化床尚处于试验性应用阶段。但由于生物对色度去除率不高,一般在50%左右,所以当出水色度要求较高时,需辅以物理或化学处理。
好氧生物处理对BOD去除效果明显,一般可达80%左右,但色度和COD去除率不高,尤其是PVA等化学浆料、表面活性剂、溶剂及匹布碱减量技术的广泛应用,不但使印染废水的COD达到2 000~3 000 mg/L,而且BOD/COD也由原来的0.4~0.5下降到0.2以下,单纯的好氧生物处理难度越来越大,出水难以达标;此外,好氧生物处理法的高运行费用及剩余污泥处理或处置问题历来是废水处理领域没有解决好的一个难题。据资料报道,一般污泥处理或处置费用占整个污水处理厂费用的50%~70%(国外),在国内也占40%左右。由于上述原因,印染废水的厌氧生物处理技术开始受到人们的重视。
F. 中和工艺在国外钛白废酸中的应用
一、内容概述
石灰中和法来治理废酸,其原理是:20%的废酸用石灰石中和至pH=2.5,得到低铁石膏;滤液和废水一起用石灰石中和至pH=4.5,得到高铁石膏;滤液再用消石灰中和至pH为6~9,排放,CO2液化出售(纯度可达98% ~99%)。
氨中和法是指用含氨废水代替石灰石对钛白废酸进行中和,将废酸转化成硫酸铵用于生产肥料,其原理是:利用氨局部中和废酸,使废酸pH<4.5,将其中的钛、铝、钒、铬等金属以硫酸盐形式水解析出,铁保留在液相中。过滤分离沉淀物后,用废酸溶解沉淀物,再加热使钛以水合二氧化钛形式析出。除去上述杂质的滤液与硫酸铵反应后,冷却至20℃,析出硫酸铝铵,母液进一步用氨中和生成氢氧化钒[ VO(OH)2]沉淀。向该沉淀物中加入氯化钠,在回转窑中焙烧,使生成可溶于水的偏钒酸钠(NaVO3),冷却后用水浸出并加入氯化铵水解,生成偏钒酸铵沉淀。此沉淀物经过滤、水洗、干燥后,得高纯偏钒酸铵(NH4VO3)。第1次过滤后的滤液与分离氢氧化钒后的滤液一并加氨水中和,并以空气氧化生成水合氧化铁沉淀,再经焙烧获得氧化铁红(Fe2O3),滤液经结晶析出六水硫酸镁铵[MgSO4·(NH4)2·SO4·6H2O],结晶母液通过蒸发获得高纯度硫酸铵。
二、应用范围及应用实例
美国氰胺公司采用的石灰石中和法来治理废酸,操作费用高,石膏量大,平均每生产1t钛白,产生5t石膏,其使用和存放难度较大。
日本石原产业株式会社采用氨中合法来治理废酸流程长,含氨废水难以处理。
三、资料来源
李亮.2010.国内外钛白废酸综合治理及回收利用研究现状.湿法冶金,29(3)
G. 简述废水呈现颜色的原因,并简述脱色处理的方法,急急急
废水呈现颜色是因为含有有机或无机废物,应该根据具体的原因选择物理的或化学的脱色方法