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关键词:高盐废水;资源化处理;氯化物
腌制是用食盐或食盐水溶液来腌渍各种蔬菜的一种食品加工方法。腌制食品加工企业排出的废水具有高盐度、高有机物、高氮磷的特点[1]。由于废水中所含的氯离子浓度过高,使细胞渗透压升高,导致细胞因脱水引起质壁分离;同时高盐还会破坏细胞膜和菌体内的酶,抑制了微生物的生长,使一般的生物处理工艺效果不佳。
含盐废水如果不经处理直接排放,不仅会使水体受到严重污染造成水体富营养化,影响水生生物的生长;还会引起局部土地盐碱化,影响农作物的生长,给当地环境造成了极大的污染。同时,随着废水排出盐分大量流失,造成了资源的极大浪费。因此,高盐废水处理技术与盐的综合回收利用成为了当今污水处理的热点之一[2]。
1 含盐废水来源与水质特点
含盐废水主要来源于在生产过程中间歇排放的腌制废水、淘洗水、脱盐水、压榨脱水和车间清洗废水等混合在一起后形成的含盐综合废水,其水质见表1。
由表1可知,该类废水具有盐度高、有机物及氮磷浓度高,溶解性有C质多,呈酸性,水质变化大的特点。
2 含盐废水处理工艺
目前,对于高盐废水的处理工艺主要包括物化处理、生物处理和物化-生物联合处理。
物化处理可以去除废水中的有机物和盐度,提高废水的可生化性。渠光华[3]等采用电化学氧化法对超高盐榨菜腌制废水进行预处理,在电流密度156mA/cm2、极板间距1.5cm、初始pH为4.3-5.0、电解时间120min时,COD和氨氮的去除率分别为55.74%和99.77%。刘品[4]采用Fenton氧化-活性炭吸附-膜分离技术联合处理高盐泡菜废水,在pH为4、H2O2用量200mg/L、FeSO4・7H2O用量300mg/L、反应时间120min时,废水中COD去除率为73.4%;在pH为6、温度为15℃、活性炭用量5g/L、反应时间90min时,COD去除率为75.4%;在操作压力0.12MPa、膜面流速2.0m/s时用100nm孔径的陶瓷微滤膜,COD去除率为87.6%;在操作压力1.2MPa、膜面流速0.14m/s时用2000Dal的超滤膜,COD去除率为84.9%;在操作压力2.6MPa时用卷式反渗透膜,COD去除率为100%,脱盐率为97.7%。
生物处理具有经济、高效的特点,是目前最常采用的方法。生物处理多采用好氧、厌氧以及好氧与厌氧相结合的方法,通过驯化和利用嗜盐菌在高盐环境中去除有机物和氮磷。Dao Guan[5]等通过改变MBR中膜的孔径大小来考察其对高盐废水的处理效果,当系统稳定运行时TOC和TN的去除率分别达到83.1%和63.3%。赵胜楠[6]等采用逐渐提高盐度的方法进行硝化菌的耐盐驯化实验,结果表明:硝化菌的耐盐性可由8g/L驯化提高到42g/L,其氨氮去除率在60%以上。Chai, H.[7]等利用ASBBR工艺研究生物膜密度对高盐榨菜废水处理效果的影响,当生物膜密度从15%增加到50%时,COD的去除率从90.5%增加到91.3%。吴绮桃[8]采用ASBBR-二级SBBR-化学除鳞组合工艺对高盐榨菜腌制废水进行处理,最终COD去除率为99.1%,氨氮去除率为96.4%,总氮去除率为96.7%,总磷去除率为99.9%。
物化-生物联合处理结合了物化处理与生物处理两者的优点,成为近年来高盐废水处理研究的重点。马前[9]等利用UASB-好氧-混凝处理高盐榨菜废水,使COD的去除率大于90%。
3 盐分回收技术
目前,生物处理工艺和大部分的物化处理工艺主要是以去除高盐废水中的有机物和氮磷为目标,通过驯化污泥或稀释废水来保证较好的去除效果。而废水中氯化物的脱除很少被考虑到,盐度去除率差,大部分的盐随处理后的水直接排入水体,容易造成水质恶化,甚至污染水源。除盐常用的物化处理工艺有三效蒸发除盐、膜分离法、焚烧法、离子交换法。丁文军[10]等采用三效浓缩设备将含盐废水浓缩至饱和状态,经结晶、离心分离等工序制得食盐并回收利用于泡菜腌制。赵芳[11]利用反渗透膜处理泡菜废水,在压差达到2.4MPa、膜通量为0.100m3/m2・h时,盐度去除率为97.5%,经反渗透膜处理的废水可以回收循环使用。
4 总结与展望
腌制废水中含盐量高、有机物浓度大、氮磷元素超标,仅使用物化处理或生物处理很难使废水达标排放。因而,物化-生物联合处理工艺将成为今后的含盐废水处理的主要研究方向。
由于这类废水中的盐度较高,为提高资源的利用效率,应降低废水中氯化物的含量,对盐分进行回收综合利用,走发展清洁生产与循环经济的道路。
参考文献
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[3]渠光华,张智,郑海领.电化学氧化法去除超高盐榨菜废水中的氨氮[J].环境工程学报,2013,03:815-819.
[4]刘品.芬顿氧化-活性炭吸附-膜分离技术处理泡菜废水的试验研究[D].四川农业大学,2014.
[5]Dao Guan, W. C. Fung, Frankie Lau, et.al. Pilot trial study of a compact macro-filtration membrane bioreactor process for saline wastewater treatment[J]. Water Science & Technology,2014,70(1):120-126.
[6]赵胜男,赵天楚,高会杰.硝化菌耐盐驯化及处理高含盐氨氮废水实验研究[J].水处理技术,2017,03:56-58.
[7]Chai, H., Kang, W.. Influence of biofilm density on anaerobic sequencing batch biofilm reactor treating mustard tuber wastewater[J]. Appl Biochem Biotechnol, 2012,168(6):1664-1671.
[8]吴绮桃.超高盐榨菜腌制废水处理技术试验研究[D].重庆大学,2007.
[9]马前,胥丁文,顾学喜.UASB-好氧-混凝工艺处理高盐榨菜废水研究[J].工业水处理,2011,04:62-65.
关键词:海水冲厕 活性污泥 含盐污水 盐度
1 引言
海水代用在城市生活中主要用于冲洗道路和器具、冲洗厕所、消防和游泳等方面。其中以海水冲厕应用最广,用水量最大[1]。针对这些实践所产生的含盐污水的处理,国内外采用各种处理工艺进行研究Hamoda和Al Atar [2]利用完全混合式反应器研究了盐度对活性污泥处理效率的影响;Lawton和Eggert [3]利用滴滤池研究盐度对生物膜的影响;Mills和Wheatland [4]使用渗滤器处理含盐生活污水;Steward [5]等用延时曝气系统处理含盐废水。然而,研究的结果不很一致。为此有必要研究盐度对活性污泥处理系统的综合影响。
2 试验器材与方法
采用实际生活污水,用NaCl将进水配成0、5、1015、20、25、30和35g/L等盐度水平。试验采用3个平行的SBR反应器,3个反应器接种等量的来自市政污水处理厂二沉池的回流污泥,分别以3个不同的进水CODcr浓度进行驯化,即人为的将进水CODcr浓度调为740mg/L(称为高有机物浓度)、320mg/L(称为中有机物浓度)、150mg/L(称低有机物浓度)。然后按逐渐升高的NaCl盐度(以下简称盐度)对3个反应系统进行盐度驯化,在每个盐度水平驯化结束后的稳定运行期间进行试验。研究不同盐度驯化下活性污泥生长、有机物去除率、溶解氧浓度及出水悬浮固体浓度。试验保证污泥浓度基本相同。充分供气。温度控制在(20±2)℃。
3 试验结果与分析
3.1 盐度对活性污泥生长的影响
从图1可以看出盐度对活性污泥生长的影响。随着盐度的增加,各盐度驯化稳定运行系统的生长曲线的适应期变长、对数增长期的生长速率变慢、减速生长期的历时变长。适应期变长可能是由于接种到新鲜培养基上后,微生物并不能立即生长繁殖,要经过一定时间的调整和适应,以合成多种酶,并完善体内的酶系统和细胞的其它成分。而在高盐环境下酶的合成受到限制,合成速度下降或微生物产生新的酶系统,这些都要耗费时间。尽管在对数生长期微生物处在过剩的营养状态下,有最大的能量水平,以最大的速度生长。但对数增长期增长速率变慢,这可能由于高盐环境下微生物一方面要抵御外在的不良环境,需要耗费能量调整自身的代谢途径或分泌胞外多聚物抵御外界不良的环境因子的作用;另一方面,需要能量合成自身生长所需的物质。这样造成能量的分配,使用于生长繁殖的能量相对减少,造成自身生长速率变小,世代时间变长。减速生长期历时变长可能是由于微生物利用底物的速率下降和高盐条件下微生物的存活率下降共同导致营养物质的剩余所致。
3.2 盐度对系统溶解氧的影响
图2是SBR反应器内曝气处理期间DO随时间的变化曲线。可以看出DO的时间曲线总体趋势大体相同,大体上出现两个平台和两个跳跃,两个平台和两个跳跃交替分布。由于溶解氧浓度是供氧速率和耗氧速率的差值,所以在供氧速率相同的情况下,溶解氧浓度间接的反映了耗氧的情况。DO时间曲线的第2个平台标志着易降解有机物降解的结束,此时微生物的内源呼吸的耗氧速率与供氧速率相等,DO出现新的平衡,进入内源呼吸期。对于第2个平台,随着盐度的升高溶解氧的水平值也变低。这表明耗氧速率随盐度的升高而增加。由于在内源呼吸期微生物的耗氧主要用于内源呼吸,所以随着盐度的升高,微生物的呼吸速率加快。造成这种现象的原因可能是由于高盐对处理微生物的抑制作用导致的呼吸作用加强的缘故。Ludzack和Noron [6]的研究表明,随着盐度的增长,处理系统的比耗氧速率也增长。而且,研究发现驯化的活性污泥系统的比耗氧速率高于相同盐度下未经驯化的污泥系统。总之,在高的渗透压条件下,微生物耗氧速率增加。耗氧速率的增加不是为了有机物的降解,而是为了能够抵御高盐环境所产生的阻害作用。
3.3 盐度对有机物降解的影响
从图3~6可以看出盐度对有机物去除率的影响。总体上随着盐度的上升,有机物的去除率下降。但既使在盐度达到35g/L的情况下,中、高有机物浓度处理系统只要驯化时间足够长,盐度保持稳定,去除率仍可达到70%以上。可见处理高盐污水时,驯化活性污泥是系统处理取得成功的一个必要的因素,活性污泥只有经过一定时间的驯化才能使处理效果稳定。这一结果与杨健和王士芬使用SBR处理高含盐石油发酵废水得出的结论相似,但和张雨山等研究的结果不同。张雨山等用传统活性污泥法处理含盐污水,活性污泥虽然经过驯化,但是当海水占生活水100%时,处理失败。这一结果的不同可能和不同反应器有关。由于采用不同的处理单元,微生物对盐度的耐受程度也不一样。SBR本身具有耐冲击和存在浓度梯度的优点是一个不容忽视的原因。在高盐驯化过程中,一方面活性污泥微生物生态进行选择,能够适应高盐环境的微生物生存下来,使自身的酶系统适应恶劣环境,并将这种变异遗传给子代,使种族得以繁殖;另一方面,高盐驯化刺激了海盐菌的生长。由于海洋盐菌能够忍耐高的盐度,且多数为异氧型菌自身不具备合成能力,其所需的营养物质必须通过外界获得。且随着盐度的升高,其营养需求也增高。但是在高盐条件下,一方面,一些不适应高盐环境的细菌迅速死亡溶解,使废水中营养物质充足;另一方面,生活污水本身就具有十分丰富的营养。所以能满足海洋菌对营养的需求。在营养充足的条件下,海洋菌生长和繁殖很快,成为高盐条件下的优势菌属。驯化过程给海洋菌的充足的选择时间。由此可见,活性污泥的驯化过程就是使代谢方式逐渐适应高盐环境,并使耐盐菌大量繁殖的过程。
从图中可以看出盐度对有机物降解速率的影响。总体上,随着盐度的升高,有机物降解速率下降。这一现象可由两个原因解释,其一可能是盐度抑制了污水处理微生物的活性。由于盐度的增加,盐析作用增强,脱氢酶的活性下降,微生物本身活性受阻,新陈代谢作用减缓;其二可能是由于盐度的增加,细胞的溶胞作用加强,细胞组分大量释放。而细胞组分的释放有一个延续过程,其连续释放使降解速率相对变低,这可由图6看出。由于图6是基于低进水浓度有机物的降解曲线,由于进水CODcr较低,所以溶胞作用对去除的影响很容易被看到。可以看出无盐系统CODcr在反应3h会有一个相对较小的跳跃,而含盐系统在处理进行至2h,污水CODcr的值就有一个较大的跳跃。这是因为随着盐度的升高,细胞的溶胞作用也在加强的缘故。具体表现在溶胞量加大,速度变快。
由于盐度降低了有机物的降解速率,因此高盐条件下有机物去除率还可能和曝气时间有关。可以看出,曝气时间的确影响着有机物的去除效率。随着曝气时间的增加,有机物的去除率也在增加,但就这3个进水有机物浓度而言,超过5h,随着曝气时间的增加有机物的去除率升高很缓慢。就经济考虑,通过延长曝气时间来提高高盐有机物的去除率是不可取的。
3.4 盐度对ESS的影响
试验发现无机盐使ESS增加,如图7。造成ESS升高的原因可能是由于:(1)高盐污水的理化性质。由于高盐污水是一个密度较高的分散溶液体系含多种有机物和无机物的复杂溶液体系,因此不容易沉降。(2)盐度促进细胞的分解。在高盐条件下,细胞很容易水解,其组分的释放也将使出水悬浮固体浓度增高。(3)与活性污泥微生态有关。在研究中发现,随着盐度的升高,微生物的生态组成发生改变。一个表现为原生动物的消失。因此对ESS有很大的影响。
3.5 盐度对污泥指数(SVI)的影响
盐度影响污泥的沉降性,使SVI变小(图8)。在运行中未发生污泥膨胀现象。这可能和污泥结构的改变有关。无盐条件下,丝状菌交织分布构成骨架,菌胶团附着其上形成絮凝体,重复上述过程形成更大的絮凝体。而随着盐度的增加,镜检发现丝状菌的数量逐渐减少几乎消失。这必将造成污泥构型的改变,从而改变污泥的沉降性能。
4 结论
(1)随着盐度的升高,活性污泥的生长受到影响。其生长曲线的变化表现在:适应期变长;对数增长期的生长速度变慢;减速生长期的历时变长。
(2)盐度加强了微生物的呼吸作用和细胞的溶胞作用。
(3)盐度降低了有机物的可生物降解性和可降解程度。使有机物的去除率和降解速率下降。虽然延长曝气时间可以提高有机物的去除效率,但是超一定时间,随着曝气时间的增加有机物去除率的升高缓慢。就经济考虑,通过延长曝气时间来提高高盐有机物去除率的方法不可取。
(4)无机盐使活性污泥的沉降性加强。随着盐度的增加,污泥指数下降。
(5)处理高盐污水驯化活性污泥是处理系统取得成功的一个必要手段。活性污泥的驯化过程就是使微生物代谢方式逐渐适应高盐环境,并使耐盐菌大量繁殖的过程。
参考文献
1 尤作亮等.海水直接利用及其环境问题分析.给水排水.1998.24(3):64~65.
2 HamodaMFandAl Atlar.(1995)EffectonHighSodiumChlorideConcentrationsonActivatedSldugeTreatment.Wat.Sci.Tech.,31(9):61~72.
3 G.W.LawtonandE.V.Eggert,(1966)SomeEffectofHighSodium
ChlorideConcentrationsonTricklingFilterSlimes.SewageInd.Wastes,29.121~128.
4 E.V.MillsandA.B.Wheatland,(1962).EffectofSalineSewageonthePerformanceofPercolatingFilters.WaterWasteTreatment,9.170~172.
这两个技术分别为微生物燃料电池(MFC),即利用生活废水中自然存在的细菌发电,以及逆向电渗析(RED),也就是利用淡水和盐水之间的盐度梯度来发电。科研小组负责人、能源与环境研究专家布鲁斯?罗根表示:“这两个技术每个都存在优点和弊端,把它们结合在一起,取其优点,结合之后,效果更佳。”
科研小组研究指出,把生活废水中的细菌降解,再结合淡水和海水之间的盐度梯度来发电,优势更加明显。另外,废水中蕴含有大量以有机物形式存在的能量,而这些能量是处理这些废水所需能量的10倍之多。
“通常我们不利用这些能量,而是简单地放任自流,浪费很多能量。”罗根表示。而生活废水加上家畜和食品生产过程中产生的废水所蕴含的全部能量几乎可以维持全美水利基础设施的运行。“我预计通过MRC技术,可为美国带来17吉瓦的电力,要知道,一座核反应堆一年发电能力也只有1吉瓦左右。”罗根自信地说。
科研小组把MRC技术的发电原理报告发表在了日前出版的《科学》杂志上。报告显示,在使用RED技术时,淡水和海水会被水泵压过两个膜片,这对膜片与带相反电荷的电极相连,会让正负电荷分别朝不同的方向行进,当离子朝它们各自的电极移动时,就会产生电流。但这一方法需要使用很多膜片,因此成本很高。而MFC 的技术,则是利用微生物群来分解和氧化有机物,此过程会释放出向阳极移动的电子,而这时水中的氢离子则会通过质子交换膜并进入独立的阴极,这样一个从阳极到阴极的游走产生了电力。而氢离子还会与周围的氧相结合,形成清洁的水。
科研小组把一个由几对膜片组成的RED模块置于一个MFC的阴极和阳极之间,以此形成MRC技术。两者结合可获得更高的能量密度,即RED堆会增加MFC的电流,而MFC电极之间的电压能使RED堆使用更少的膜片进行
操作。
罗根还大胆假设,如果利用碳铵盐溶液来代替海水发电效果会更好。把RED堆中的海水替换成碳铵盐溶液,这不仅能提高能量密度,碳酸氢铵也能在堆内再生,使该堆成为一个封闭系统。
关键词:植物 污水 灌溉
一、引言
随着我国经济的快速发展,资源对经济发展的制约作用日益凸显,发展循环经济是建设资源节约型、环境友好型社会的重要途径。我国水资源短缺日趋严重,由于各种污染导致的水质型缺水比资源性缺水状况更加紧迫,因此通过各种形式进行生活污水的充分利用,既能减轻对现有水资源的污染,又能节约大量宝贵的水资源,达到生态效益和经济效益双赢的目的,同时,是实施可持续发展战略的需要,也是发展循环经济的重要组成部分。
应用工业和生活污水进行农业灌溉在世界各地已有近百年的历史,美国、澳大利亚、日本和以色列等国家污水灌溉技术比较成熟。虽然污水灌溉面积在我国灌溉农田中目前所占的相对比例不大,但污水的总量在增加,污水灌溉在水资源配置中的地位愈显重要,已经成为水资源可持续利用的主要组成部分,而与此相关的污水灌溉之理论和技术研究十分薄弱,严重滞后于污水灌溉农田的发展和需要。在我国的缺水地区,水源不足已成为工农业发展和提高人民生活水平的重要限制因素。尽管自1974年全国第四次污水灌溉会议以来,污水灌溉农田的面积大幅度增长,但全国仅有少数几家农业科研院所从环保角度对污水灌溉所产生的污染行为进行了初步的调查和分析,全面系统地研究污水灌溉的理论与技术,包括不同作物、不同土壤、不同污水水质的灌溉制度;对土壤、地下水和作物本身可能产生的长期和短期的危害和污染;与污水灌溉相适应的污水处理技术等,都缺乏行之有效的理论支持和技术手段。生活污水主要来源于洗涤、洗浴、厨房、游泳馆、冲厕等的排水,其中既含有植物可吸收利用的营养物质,也含有不利于环境及植物生长的各种成分,如消毒剂、洗涤剂等,通过实验确定不同植物耐受生活污水浇灌的承受能力,以期找到合理利用污水的有效途径。需要强调的是,我国目前大部分地区生活污水未经过有效处理而直接排放,是造成水体污染的主要原因之一,所以探索未经处理或只经简单处理的污水利用更具有现实意义。
二、国内外的研究现状
国外的一些国家,如以色列,日本等,都以采用处理后的污水进行灌溉。加拿大McGill大学的kaluli等人研究表明,与地面灌溉相比,地下灌溉可减少硝酸盐淋失率达70%以上。澳大利亚开发了污水灌溉与处理相结合的污水利用系统,具有污水灌溉和污水处理的双重功能。以色列通过使用微、喷灌技术提高污水利用率,以达到节水和防治污染的双重目的。在美国的西部地区那儿较好质量的水处于短缺之中,杂用水致力于使用工业废水作为不适于直接饮用的水。例如高尔夫运动场和停车场。工业产生的浓盐水,通常是电力发电站和较大的商业区高温冷却下产生的副产品,是工业废水在城市地区产生的一种简单而又最大的种类的废水。近年来人们致力于把这一问题与传统的方法相关联,在含盐水的土地使用上,将用科学来处理,并为城市用水提供额外的水资源,但前提是必须保护表层和地下蓄水层的水质量。工业废水在高温冷却下通常含有较高盐分和各种各样的集中物,关于反比例化学化合物用于设备突然爆裂的维持。农业部门的经验表明含盐水能够成功地用于农业灌溉和确保农作物目前充足的灌溉,管理部门提供用来维持解决土壤的含盐量水平的策略低于一些农作物依靠的起点。
最近几年国内污水灌溉(下称污灌)发展得很快,因而有必要对其利弊进行一番评价。污灌可使地力耗竭的土地肥沃起来,可改良土壤的物理结构。污水经在土壤中过滤净化后,可直接用于作物,也可贮于地下以备后用。污灌可防止或大大减轻污水对河流、湖泊和海洋的污染。同时,国内也已投入大量的资金进行污水处理的灌溉,并作出了相关规定及制定了一定的标准。但对蔬菜具体有哪些影响,有哪些成分发生了变化并未明确指出。
三、工业生产盐水的灌溉
工业生产盐水的去除以及它是否可用于农业灌溉和去除盐水的植物是一个较为关注的话题,因为它对水陆生态环境产生潜在的有害的影响。更为典型的是,由于被稀释了,浓盐水被控制得到了数量较多的水生物,例如湖泊、河流和市政水管道系统的生物含盐量较低。然而,对于河流下游的使用者和自然资源利用地区而言,这将形成对含盐生物的一种危害。这种可供选择的对于含盐集中而易挥发的池塘就形成了一种危害。因为对野生动物和迁徙的候鸟来说可能产生有害元素的积累,例如硒元素和有机磷酸酯在食物链中的积累。
在没有确定数量和必要的管理措施的背景下,大部分植物的耐盐力得到提高并不能让人很好的理解。因此使用较低质量的水来灌溉并没有农业中得到发展。盐土植物已经成功地使用工业浓盐水进行灌溉,但是城市园林地区典型植物还没有得到测试。而且,农作物含盐管理技术的发展强调对每年生农作物要有最大限度的耐盐性,而园林植物并没有强调这些。随着维持物种可持续发展的目标,在园林植物灌溉中使用工业浓盐水还没有建立。这项研究测试了含盐废水对九大平常园林植物的影响,并且努力研究出最好的管理措施用于植物的含盐管理。
随着社会经济的快速发展,电能作为在社会发展中的作用越来越显著。同时电力系统也在快速的发展。电厂作为用水量较大的组织,对其产生的废水进行有效、合理的利用,对于水资源的有效利用有着重要的意义。此外,对于社会经济的可持续发展也具有十分重要的意义。本文首先对电厂所产生废水的特性进行了讨论,随后对废水的处理技术等进行了探讨。
关键词:
电厂;废水处理;回用技术
1引言
我国经济的快速发展,对原本水资源短缺的现象显得更为突出。水资源的有效利用对我国的经济发展有着重要的作用。随着科学技术的发展污水的处理技术及回用技术也在不断的改善,也是缓解水资源短缺现象的重要措施。我国的废水回用技术还处于发展阶段,相对发达国际的污水会用率较低。还需要在技术、政策法规等方面不断提高。电厂中水资源利用量较大,提高污水的回用率能够有效减少电厂企业对自然水资源的需求量,而且还能够降低对生态环境的污染负荷,是保护生态环境的有效措施[1]。
2电厂废水所具有的特殊性质
一般来说电厂产生的废水种类繁多,主要有运行过程中产生的冷却水、酸碱废水、清洗发电设施的废水、冲洗煤产生的废水,此外,还有反渗透产生的高浓度废水。其中设备冷却水只是收到热污染,水质并未有大的变化;生产技术中产生的废水相对冷却水,水量大、悬浮物含量高,水中所含污染物浓度较高,主要有石油类、挥发酚、无机盐等[2]。电厂废水进行回用是目前普遍采用的技术,可以为火电厂节约30%以上的新鲜水,同时可以减少电厂废水的排放量,降低对环境的污染。随着污水回用技术的发展,根据电厂废水的来源和污染程度,使其废水进行零排放逐渐成为一种发展趋势。
3电厂废水的处理技术
3.1膜技术处理电厂废水
3.1.1微滤—纳滤膜技术
微滤膜是含有均匀多孔的薄膜,是以静压力为过滤介质的推动力进行分离作用。其厚度一般在90μm~150μm,粒径为0.025μm~10μm,其可承受的操作压力为0.01Mpa~0.1Mpa。随着膜技术的发展在反渗透的基础上开发研制出了一种新型的过滤膜———纳滤膜。其对一价离子和小分子物质的截留性相对较差,主要针对多价离子和和大分子有机物,它的截留能力介于反渗透和超滤膜之间,膜粒径在0.1nm~lnm,承受的压力为0.5Mpa~1Mpa[3]。热电厂产生的废水量大,其主要含有的污染物质有SS、盐、有机物等。如果不将其有效合理的利用,直接排放的话,将会造成大量的水资源浪费,而且污染了周围的生态环境。可利用微滤—超滤技术对其进行处理,然后回用。首先,利用微滤膜将其中的悬浮颗粒物、有机物、氨氮、磷等去除,以及污水中的细菌数,进一步调节pH去除污水中的CO2,然后再通过纳滤膜去除盐分,即可作为回用水继续使用。
3.1.2超滤反渗透技术
超滤膜作为一种高分子膜,它受水质影响的更多,例如原水中的高分子有机物、无机盐以及原水流速、膜压力、温度等。在大量的实践中,超滤膜对原水中的净化、分离具有非常好的效果,能够有效的去除污水中的胶体物质、细菌、有机物等,而且出水水质稳定,水通量高等优点[4]。相比超滤膜技术,反渗透膜技术必须通过外加压力下,进行对水溶液中的一些物质进行选择性过滤,进而对污水进行淡化、浓缩分离。反渗透膜技术可以截留溶解性盐和分子量大于100的有机物。具有能耗低、设备简单、而且易于实现自动化操作等优点。在实际应用中,超滤膜技术一般作为反渗透技术的前处理,主要处理污水中大部分的有机物、氨氮、磷等,随后通过反渗透膜进一步去除无机盐。超滤技术作为反渗透处理的保障措施,使污水进入反渗透之前可以保证了反渗透的入水要求,保证了它的稳定运行,提高了反渗透膜的出水水质和使用寿命。超滤膜在进行污水处理时,截留了大部分的污染物质,自然更容易产生膜污染。而在实际应用中,在超滤前添加过滤装置,先降低一部分颗粒物、有机物等;还有设置絮凝装置,对水中可溶性有机物进一步的降低。在进入反渗透之前,还需要在添加阻垢剂、杀菌剂。其实降低了进水中的过饱和度,为后续的分离纯化减少有机杂志、胶体物质等。此外,还需投加亚硫酸氧钠以防止对反渗透膜的损坏和一些厌氧菌的繁殖。
3.1.3电驱动膜分离技术
电驱动膜技术是一种新型的膜处理技术,在电厂、化工、环保等行业具有很多应用。它是以电位差作为分离离子的驱动力,然后利用膜的选择透过性来进行分离污水中的离子,是一种膜技术的新兴应用。它的结构由阴、阳电驱动膜、隔板和电极组成,隔板隔成的通道是水流的通道,淡水经过的隔室称为脱盐室,而浓水通过的隔室浓缩室。而在实际应用中,常常是多个这样的装置重复串联,进而构成了一个电驱动膜分离系统[5]。电驱动膜分子装置可以有效的处理电厂废水,对其废水中的盐分可以有效的分离、淡化。为了防止膜和隔室的污染,通过加氯、絮凝、过滤等方法对进水进行一个预处理,以得到更佳的处理效果。
3.2气浮-V型滤池工艺
电厂产生的废水经过处理主要是回用于冷却水系统,但是需要重点解决水质的问题。首先是水中的杂质离子,其中主要是氯离子,否者将会腐蚀回用系统的管材。其次是降低生物污泥,污泥将会堵塞和腐蚀回用系统的铜管。还有污水中的硫化物。此外,在实际的应用中,电厂中回用的废水还应投加杀菌剂[6]。经过对电厂废水水质的研究,气浮-V型滤池工艺能够有效的对废水进行处理,而且还能够达到回用水的水质要求。该工艺流程为,收集电厂的各种废水首先进入格栅,进入到调节池中,经过调节池的初步沉淀,再通过废水提升泵进入气浮池,在进入气浮池之前投加混凝剂,使得废水中的胶体物质和悬浮物质经过沉淀得到去除,而被气泡带到水面的物质由刮渣机清除。通过气浮池的水将进入V型滤池,随后进入中间水池、清水池,在该过程中投加磷酸钠来调整废水的pH值,最终经清水泵到达循环冷却水池进行回用。该技术成熟稳定,操作简单,投资少,可以有效的降低废水中的各种离子、有机物等。
4电厂废水的回用方式
4.1低含盐量废水的处理回用
在电厂中主要是主厂房的排水中含盐量不高,该类废水中含盐量不高,较易处理。常规的处理方法是经过澄清、过滤来去除污水中的悬浮物、有机物等,随后进入电厂的循环水系统。但是,一般废水中会含有一部分生活污水,不能只是通过混凝气浮、过滤的工艺。还需要进行深度处理,以降低污水中的氨氮、COD等,通过该步骤才能达到回用的目的。
4.2高禽盐量废水的处理回用
随着电厂技术的发展,高盐度水在电厂中的利用越来越少,大部分的高盐废水需经过深度处理才能达到利用的目的。高盐水中含有大量的无机离子,很容易在回用系统中结垢,造成管道的损害。高盐度水处理起来较为困难,不仅需要考虑污水中的悬浮物、有机物、胶体等,还需要降低水中的碳酸盐和硅酸盐等一些难容的盐类。目前采用的处理方式主要为预处理后,利用反渗透膜技术进行深度处理,才能达到回用的要求,该工艺中很容易造成膜的污染,因此,处理成本相对较高。
5结语
我国的城市发展速度较快,但是环保基础设施相对滞后,尤其是水资源短缺现象。而且我国的资源结构中煤炭仍然占据主要地位,火电厂也相对较多,而且水量使用较大。电厂应加强废水的处理技术,制定明确的目标。而污水的处理技术和工艺需进行科学、严谨的研究和设计,根据不同类型的电厂进行符合实际情况的工艺技术,既要经济又要合理,而且不仅要考虑当前的需要,更需认识到以后的发展。
作者:苏颖 马芳 肖子博 单位:山东省环境保护科学研究设计院
参考文献
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[4]张静.关于火电厂废水处理技术的思考[J].资源节约与环保,2015,10(3):67-71.
关键词:铅锌冶炼;废水处理;技术分析;
一、前言
铅锌冶炼行业所产生的废水多数由锌、铅、铜、汞等多种重金属所组成的工业废水,其危害程度非常治理难度要求高,对自然环境的危害非常严重,铅锌冶炼废水中的汞、铅重金属物质具有明显的生物毒性,少量浓度即可对人体造成危害。铅锌冶炼废水通过微生物体质的转化,所产生的毒性更加的强烈。如甲基汞就。就是铅锌等有害重金属在生物体质中聚集,然后再由食物链进入到人体,造成人体的慢性中毒。日本“水俣病”以及神通川流域的“痛痛病”就是重金属废水肆意排放,所造成的重金属污染疾病。同时,铅锌冶炼废水多数呈酸性,废水中金属成分复杂,给冶炼废水的治理带来了很大的治理难度[1]。
二、 铅锌冶炼废水排放现状
从目前国内铅冶炼行业的技术现状可以知道,所采用的技术多数为烧结机―鼓风炉炼铅工艺,但是由于烟气中二氧化硫的含量程度相对较少,很难达到制酸的要求,烧结烟气的基本方法是采用石灰水进行喷淋后再排空的办法,石灰水可以在工作中循环使用,只需要补充所消耗的水分及石灰乳即可,在整个过程中没有多余的废水向外排放。同时采用氧气底吹―鼓风炉还原冶炼工艺的企业,通过烟气达到制酸的手段,烟气净化洗涤废水经处理后可以用于废渣的冲洗,基本上也不会向外平排放。这种废水不向外面排放的办法,对外界的污染较小。
锌冶炼行业过程中,通常将沸腾的炉烟用于制酸,净化系统在运行的过程中就会产生污染酸,另外电锌生产线各个工序的洗涤布以及电解锌洗板、地面冲洗都会产生相应的废水,在工艺过程当中溶液膨胀也会产生废水向外排出。从锌冶炼的生产工艺可以分析得知,锌冶炼的废水成分中含有诸多的铅锌汞铜等重金属有害位置,最主要是其中还含有相应的硫酸成分,可以归纳总结为“重金属酸性工业废水”这种废水的处理方式是经过处理后收集相关物质再次重复利用,或者是单纯的向外排放[2]。
三、铅锌冶炼废水处理方法
1、传统处理工艺的方法
(1)石灰中和沉淀法;这种方法是当前酸性处理金属工业废水的运用较为广泛的工艺方法。其原理是在废水中加入相应的石灰乳,使重金属成为氢氧化物沉淀,再通过过滤和分离的办法,将水分和沉淀物分离开来,这种中和沉淀的办法在应用上相对简单,且中和剂来源相对广泛,使用价格也比较低廉,在工艺操作上也便捷简单,在去除重金属离子的同时还能起到中和硫酸的效果,是一项应用十分广泛的处理手段。但是这种方法所产生的后遗症是会产生大量的沉渣废弃物,对自然环境以后可能造成二次污染。
(2)硫化法;硫化法是废水处理过程中投入相应的硫化剂,从而使得重金属离子与硫形成相应的硫化物沉淀,从而实现了去除的目的。一般来说,硫化物沉淀物非常的细小,在实际的操作过程中很难通过沉或者是过滤的办法加以去除。所以在操作上,主要是以辅的手段进行废水的处理,在处理方式上多数变现为废水二段或者三段处理,对废水排放的达标程度有一定意义。另外,硫化法在操作过程中,容易产生有害气体,所有在使用上智能是在碱性或者是中性情况下才能达到最优的使用效果,因此所需的成本相对较高。
(3)铁氧体沉淀法;铁氧体沉淀法,是通过向废水中加入铁盐,使废水中的金属离子形成铁氧体晶体粒子沉淀析出,从而达到废水净化的过程。这种工艺是日本一家电气公司研究出来的,优点是净化效果好,不足是所需成本相对较高,能耗大[3]。
2、处理新工艺
(1)膜分离技术;膜分离技术是铅锌冶炼工业废水处理较为先进的工艺技术。通国出相应的调查,离子交换与水渗析法的成本比较高,而且操作复杂,在操作使用上难以实现含盐量较高的铅锌冶炼的废水处理工作。而反渗透膜处理技术是目前工业用水脱盐处理的最好办法,其主要手段是通过水具有高分子半透膜作为介质,当两侧分别为盐水和普通水时,两者之间的水质浓度不同,纯净水将向盐水处扩散,当两者之间到达渗透平衡点时,含盐度较高的压面高于纯水液面时,二者之间所产生的压差可以称其为渗透压,这样盐水测水上方施加了大于渗透的机械压,这种克服质量的浓度的逆向迁移被称作为反渗透,正是利用这样的原理实现水的脱离。
(2)生物法;从废水治理的角度分析可知,化学法、物理化学法以及生物法都可以治理和回收废水中的重金属,然而各种方法所需的技术水准以及经济成本各不相同,所以在使用上有着很大的局限性。在铅锌冶炼废水处理过程中,采用生物法处理废水中的重金属,所需的经济成本相对较低,而且在操作上易于管理,没有二次污染的,对于提高和改善环境有着积极的作用。同时,通过基因工程、分子生物等科学技术,能够使得生物具有更强的吸附、絮凝以及整治修复的能力,所以说生物法在废水处理的上有着更为广阔的发展前景。
以株治集F和中南大学近两年的生物制剂法为例;两个部门在实验上进行了小试验、中试验以及工业试验多次的实验分析,得出的结论是生物制剂对废水中的金属离子有着很好的脱离效果。研究所得出的数据结论分别为净化水中锌离子为0.21-1.98ml,所体现的均值为0.691mg/L,铅离子质量浓度为0.083-0.71mg/L均值为0.279mg/L,铜离子质量浓度为0.011mg-0.071mg/L均值为0.04mg/L,汞的质量浓度为0.02mg/L以下,净化水中的砷含量为0.005-0.1mg/L,平均浓度为0.018ml/L,以上例子所取得的数据分析可知,这种生物制剂的运用方法,对污水处理的手段上,都取得了较好的处理效果,进而在废水排污的过程中,有效的保护了自然环境[4]。
四、 结束语
铅锌冶炼废水处理技术,是一项难度、任务重的重要工作,不论是对自然环境还是对社会经济的发展,都有着非常重大的积极意义。因此,相关部门应该从根本上重视起来,在创新铅锌冶炼技术的基础上,不断的吸收和借鉴其他国家的先进工艺,从根本上降低冶炼废水中的金属含量,降低二次污染,在保护自然环境的前提下推动冶炼技术和社会经济的发展。
参考文献:
[1]李琛,夏强,戴宝成等.海泡石改性及在铅锌废水处理中的应用研究[J].电镀与精饰,2015,37(1):19-26.
[2]徐文裕李蘅,张静等.铅锌多金属矿选矿废水处理初步研究[J].矿产与地质,2015,(5):675-677,687.
关键词:海水养殖;废水处理技术;海洋污染
中图分类号:S967 文献标识码:A DOI:10.11974/nyyjs.20170533215
现今,全世界范围内重要的蛋白质来源之一就是海水养殖。由于海水养殖的规模和难度的增加,使得它的发展越来越规模化和工业化。而它产生废水的排放量增加又使得海水养殖具有了水量大、强度高以及难处理的这些特性。当许多的养殖废水排入大海后进入了大海的水体,就会进一步导致海水中的营养盐成分的增加,使得藻类等发生异常的繁殖现象,还会带来赤潮频发的现象,更进一步地带来水中生物多样性的破坏,从而产生严重的海洋污染问题。
现今,在我国许多的沿海地区都存在着海水养殖,在这些地区也因此出现了不同程度的水质变化,由此规模化海水养殖产生的环境问题也不断地显现出来。所以,保护海洋环境,探讨规模化海水养殖废水处理技术刻不容缓。文章讲述了我国现今海水养殖产业的发展状况并对其进行分析,接着分析了海水养殖产业产生废水的特点和目前国内外是如何处理海水养殖废水,在之前分析的基础上,展望下未来的海水养殖产业的发展状况,以希望为今后我国海水养殖产业的健康稳定发展提供有效的建议和意见。
1 分析目前我国海水养殖产业的发展情况
我国作为海水养殖产业的大国,其海水水产养殖代替了传统的渔业资源。在20世纪80年代,海水养殖进行了飞速的发展,慢慢地发展成规模化和工业化,2012年的时候全社会渔业经济的发展都已经达到了总产值12321.88亿元。在最近几年以来,我国的水产总产量更是占据了世界总产量30%以上,跃居世界的首位。世界上最大的水产品生产国和出口国产生,即中国。海水养殖能够保障我国粮食的安全,还能够满足人民的对于自身身体营养的需求,能够在人们的膳食结构上得到一定的改变,进一步使得人们生活水平的不断提升,因此国家将海洋渔业资源的开发利用上升到了一定的战略地位。但是,海水养殖业不断的规模化和工业化发展,使得产生大量的废水排放,从而也产生了处理废水排放和废水处理的问题,大量的废水排放也会进一步对养殖水体和邻近海域的污染带来更加严重的效果,甚至对海洋环境质量和海洋渔业资源开发利用的可持续性发展带来严重的威胁。因为现今经济的不断发展以及以往历史的欠缺,使得我国关于这方面的研究技术相对地滞后,在其废水处理技术上几乎是空白,由于缺乏相应的管理对策使得海水养殖的海域甚至是整个近海海域的水体都发生了严重的水质恶化现象,以及还会频繁地发生赤潮、病害等严重的污染事件,也会导致养殖所需的用水资源的缺乏,进一步导致渔业的产量下降以及渔业的质量下降,从而给我国的经济发展带来巨大的损失。在2009年时我国就有因为海洋污染等的渔业灾情而造成严重的经济损失。所以,探讨海水养殖废水处理技术,发展环境友好的养殖技术成为了现今海水养殖产业发展要解决的重大问题。
2 海水养殖产生废水的水质与水量的特性
剩余的饵料、生物的代谢产物以及化学药品和治疗剂等这些都是海水养殖废水产生的主要污染物。其中在养殖的过程中所投放的过量的饵料则是污染产生的重要因素,因为投放的过量使得饵料不能够完全被水体中的养殖生物所利用,那么剩余的饵料就会以溶于水或渐渐沉于海底的形式存在,最终通过以少胜多的积累使得海洋水体不断地污染。
海水养殖产生的废水的水质和水量一般都具有4个特点,具体分析如下:具有排放量很大但是所造成的种类污染就比较少。海水养殖废水的污染物浓度比工业废水和生活废水的都低,但是它的溶解氧气的能力比工业废水和生活污水的高,而碳氧的能力比微生物的最优碳氧比还低。在海水循环养殖系统的过程中,因为养殖所产生的废水的碳氧比低,还有它的溶解氧的浓度高的因素能够将养殖的固体废弃物作为自己的碳源,利用废水水解与反硝化从而使脱氧和有机碳源得到补充,最后使得废水的净化能力得到增强。海水养殖废水中污染物的组成和海水的盐度效应以及离子强度效应与经常见到的陆源污水比较,那么它的处理技术的难度和复杂度都会得到增加。由于废水处理技术要求高的原因使得要全面考虑到处理后的废水可以回收利用,所以一定要将污染物的指标和溶解氧的浓度等都控制到位。
3 目前国内外的研究状况
3.1 国外
一些外国学者渐渐地意识到海水养殖废水处理的重要性,于是率先开始了对它的研究。目前的处理技术主要是运用国际上的循环水养殖系统来对其进行废水处理。这个系统是通过沉淀、过滤及生物处理技术等来将过程中的废水产生进行有效地处理,进一步使得废水中的污染物去掉,从而达到水质的循环与利用。这个系统能够使养殖废水所造成的污染排放得到避免,还能够较好的控制养殖的所需水质,这个是我国目前所需的,也是必需的。除了这个,还开发了一种光反应器,它能够在海洋水产养殖废水中得到有效地处理。还有一些在大型藻类和浮游藻类来净化海水达到效果的研究也有很多。通过养殖大型的海藻使得海藻与养殖对象能够产生共养的效果,用海藻生物量的控制来帮助降低水中营养物质的浓度。在处理养殖废水中一些耐盐的植物和水生的蕨类植物也能够帮助达到所要的结果。通过在集约化或者封闭式的养殖系统中种养这些植物可以帮助吸收和过滤掉营养盐,进一步净化水质而这些植物的所具有的经济价值也能够使养殖者的收入得到进一步的增加。
3.2 国内
我国国内的海水养殖废水处理的研究还处于初级阶段,仅仅是对一些具体治理工程开展相关的研究应用。因为海水盐度效应使得养殖废水处理技术的难度得到增加,所以我国仅仅针对海水养殖废水处理技术的专有技术很少。现在常规的物理和化学和生化工艺处理 都是最主要的处理方法,这些都是为了帮助养殖废水中COD的降低,以及悬浮物和氨氮浓度的降低,最后的部分实现可循环。人工的湿地在除去废水中悬浮物、氮、磷酸盐及其他微量元素等方面有着很大的功效,它能够对海水养殖废水产生环境、生态和经济这些的效益。人工湿地除去污染物是通过系统内的基质和利用植物的根系的拦截系统作用忆系统内微生物代谢等来实现目的。所以,面对国外的一些处理海水养殖废水的相关经验与技术,我们要积极的学习利用到自己身上来使得我国的海水养殖废水处理得到更好的完善与发展。
4 结尾
由于我国经济的不断发展,人口的不断增加,以及人民生活质量的不断提高,使得国家越来越重视食品的安全,人民的身体健康和国家的生态建设,因此,国家在海水养殖业发展的要求也渐渐变高,要求海水养殖业的发展渐渐由单一的规模变为环境友好和生态可持续性的发展。但是,现实中我国的海水养殖废水处理及其排放控制面临的现状非常的残酷,尤其是处理技术的严重落后已经是制约海洋资源开发的一个重要难题。
在以后我国的海水养殖废水处理技术可以包含以下方面:政策性保险要包含海水养殖。通过推进政策性农业保险来使得海水养殖具有相应的保费财政的补贴;要学习借鉴国外的经验,以此结合我国的实际状况发展成为属于我国的海水养殖废水处理技术。
参考文献
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关键词 溶氧分析仪;工业污水;应用
中图分类号X703 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2012)80-0177-02
污水中氧的含量影响到活化泥浆的方法处理污水,通过溶氧分析仪可以找到最适合的净化污水的方法。
1 工业污水处理的方法
生物处理法,顾名思义就是依靠微生物的代谢活动来净化污水中有毒有害物质的方法。其原理是:利用活性污泥或者生物膜上的微生物,通过这些微生物的自身代谢活动,将工业废水中的有毒有害的有机物等物质作为代谢的能源物质,最终转化为无毒无害的CO2和水,从而达到净化工业废水的目的。生物处理法主要分为好氧生物处理法和厌氧生物处理法,其分类标准是根据参与降解的微生物的种类不同分类的。
1.1 应用好氧生物进行废水处理的方法
好氧生物处理法是指以好氧微生物为主要参与者,在有充分的游离氧的环境中,有机污染物被好氧微生物降解,从而使污染物变为无毒无害物质的方法。好氧微生物以有机污染物作为主要能源物质,通过好氧代谢将有机污染物降解。好氧生物处理法的应用范围比较广泛,排出的废弃生活用水,含有有机废物的工业用水是其主要处理的对象。比如,处理印染所产生的废水,经好氧生物法处理后可以使 COD(化学需氧量)、 BOD(生化需氧量)、 SS(固体悬浮物)、 NH3-N、色度的去除率分别达到93.6%、93.9%、90.4%%、68.0%、87.5%。通过这种成熟高效的处理方法,这种方法的技术成熟,运行效果良好,并能使工业废水稳定的达标排放。
1.2 应用厌氧生物进行废水处理的方法
厌氧生物处理法是指在缺少氧气的情况下,水中游离氧的含量极低甚至没有游离氧的存在,这时候需要厌氧微生物通过代谢活动来降解有机污染物的方法。 在实际应用中,甲醇废水通过两相分段厌氧法处理,在最优的条件下COD的去除率可以达到92.3%。煤化工的废水采用厌氧-好氧-生物脱氨-混凝沉淀的工艺流程处理后,经过调试运行测得 COD的去除率可以达到95.7%,氨氮得去除率可以达到87%,处理后的排出水质量经检测可到达规定要求的排出标准。生物处理法具在处理有机污染物方面具有成本低、效率高、出水质量好、污泥的沉降性能好等优点,但生物处理法也有对污水的水质要求很高、运行过程也相对复杂、适用地区限制大等缺点。
2 关于溶氧分析仪工作的原理
溶氧含量测定有以下3种方法:
1)化学分析测量和自动比色分析;
2)顺磁法测量;
3)电化学法测量。
溶氧分析仪能够在断电等突况下进行工作,如DOG-2008型溶解氧仪表是一种用于测试和控制溶解氧的精密仪表,一个隐藏在内部的微型计算机可以储存、计算和补偿有关测定溶解氧值的所有参数,比如溶解氧压力特性、盐度特性和探棒的斜率偏差等等。在AC电源切断或者电源线路发生故障时,继续使用该仪表,对校正和设定点的数值的保存的影响不大。
目前,电化学法测量在工业废水处理中的应用比较广泛,其主要针对水中溶氧量的检测。溶于水的氧,水的温度、水表面的总压、分压以及水中溶解的盐类是其溶解度关键因素。大气的压力越高,水溶解氧的能力就越大,亨利定律认为气体的溶解度与其分压成正比。
我们以 COS4氧量测量传感器为例来了解电化学法测量技术,传感器由阴极(Pt)、带电流的反电极(Ag)和无电流的参比电极(Ag)组成,传感器表面覆盖一层隔离层膜,当电极被浸没在电解质中时,电极和电解质与被测量的液体隔离层膜分开,只有溶解的气体才能渗透隔离层膜。通过这种设计,传感器得到了很好的保护,电解质的溢出现象得到了控制,外来物质被保护隔离层挡在了外边,保证了电解质的干净和无污染,防止被毒化的情况。若施加极化电压于反电极和阴极之间,氧就会通过拆入到电解质中的部件的隔离层膜扩散到电解液中,随后阴极上带有过剩电子的 O2就会被还原成氢氧根离子[OH-]。处在阴极的氧分子会输放出4个电子,而在阳极的氯化银分子会在电饱和的情况下接受4个电子中的1个,这样在正负两极发生了电子的流动,故形成了电流:
4Ag+4Cl-=4AgCl+4e-
一般情况下被测污水的氧分压与形成电流的大小成正比,这种关系体现在机器上就是:由于传感器上的电阻会产生温度,这种温度信号被传感器识别后,将其递呈给变送器。同时,传感器中存有含氧量,氧分压以及它们与温度之间关系等的相关公式,通过公式作出标准曲线,按照标准曲线给出的信息可以获得水中含氧量的信息,这些信息经分析后以标准信号的形式输出。
COS4溶氧传感器在3分钟内即可达到最终测量值的90%,如果想达到最终测量值的99%,仅需要9分钟的时间;最低流速要求为0.5cm/s,也可以放宽。
3 溶解氧分析仪在污水处理上的优点
溶氧仪的标准周期一般为3~4个月,周期比较长。而且操作简单,安装方便,适用范围广泛。专一性强,对其他物质敏感度较低。经济、实用 ,可以监测隔离层膜和电解质的使用情况。使用周期长,一到三年换一次隔离层膜和电解质即可。
4 安装和维护溶氧分析仪应注意的事项
安装:溶氧分析仪最好使用原厂的支架,可以很好的调节深度,采用浸入式安装,调节钢绳的长度可以调节仪器传感器的深度,注意保证进入管的密封。
维护:溶解氧的探头应每周用水清洗,动作要轻柔,发现覆膜损坏需要及时更换,电解液受污染也要及时更换;污水中,隔离层膜会在含有 H2S、 NH3、苯或酚等成份的污水中会损害较大,这种环境下必须经常更换膜头,以保证溶氧分析仪的正常使用。
5 结论
本文通过讲解工业污水生物处理法来阐述污水中氧的含量对污水处理的影响来说明溶氧分析仪在工业污水处理上的应用,溶氧分析仪的应用原理,溶氧分析仪的优点以及安装和维护事项。
参考文献
[1]俞宁,李纯茂.高效好氧生物处理印染废水的方法与实践[J].工业水处理,2009,29(5):87-89.
关键词:电镀废水;治理技术;进展Abstract: The liberation of the early national electroplating factory only has a dozen. Electroplating process is simple and backward, electroplating wastewater basically untreated discharged into the city sewer flows into streams and rivers, causing pollution to the surrounding environment, but the quantity is little, the harm is not serious. Since the founding of new China, the electroplating industry in China developed rapidly with the development of industry and agriculture. According to incomplete statistics, the national electroplating factories has been developed to about 1 employees, about 400000 people, about 4000000000 of m3 per year from electroplating wastewater. The government attaches great importance to environmental issues, countries in the formulation of environmental law, the government and enterprises to invest in wastewater treatment project for hundreds of million yuan, has made great achievements in electroplating wastewater treatment. But there are a few electroplating factory point of electroplating wastewater treatment is still unsatisfactory, some understanding, some technical problems, but also some management problems, so that the effect of electroplating wastewater discharge is not compliance.
Keywords: electroplating wastewater; treatment technology; progress
中图分类号:{X829}文献标识码:A 文章编号:
1.电镀废水治理
电镀工业的发展对我国工农业发展起了促进作用,不但提高产品及其设备防护和装饰性能,而且为国防尖端开发了新的功能材料,提高了国防综合水平。电镀工业发展已为我国建设事业立了大功,这是有目共睹的。可是电镀工业在加工过程选用了数百种化工材料,这些材料随着清洗水向外排放,造成对环境污染,其危害如下。
首先,水体受污染。废水将危及水生动植物生长,影响水产养殖,造成大幅度减产甚至鱼虾绝迹。严重的臭味熏天,影响旅游和周围居民正常生活。
其次,农用水源受污染。废水将破坏农田土壤,毁坏庄稼,有害有毒的化工材料被农作物吸收后,转移进入动物和人体内,将引起疾病或死亡。
最后,饮用水源受污染。废水中含有氰、砷、铅及其它有毒的化工材料污染水源,在人体内不断累积,轻者造成慢性中毒,重者引起死亡。废水中含有铬、镍等重金属在人体内达到一定浓度时会引起癌病,最后亦导致死亡。
2.治理技术
目前在生产实际中获得比较广泛应用的方法有:含铬废水处理用硫酸亚铁法,亚硫酸氢钠法,电解法,离子交换法,表面活性剂法,活性炭吸附法,铁氧体法,铁粉过滤法,焦炭一铁屑法,电渗析法,反渗透法等;含氰废水处理用碱性氧化法,电解法,离子交换法等;含铬、铜废水多采用离子交换法等,对于多种金属离子的混合废水,采用气浮法。而基于这次实验是选用絮凝剂。所以只介绍化学法。
化学法处理电镀废水,是一种历史悠久和应用广泛的方法。该法具有投资少、处理成本低、操作容易掌握等特点,能承受大水量和高浓度负荷冲击,可适用各类电镀废水治理。但化学法的最大不足之处,是生产用水不能节约回用,二次污染的隐患依然存在,且占用场地较多。
2.1化学沉淀法
化学沉淀法是传统而实用的电镀废水处理技术,通过向废水中投加如氢氧化钠、碳酸盐、硫化物、氨基甲酸盐、苯甲酸盐等沉淀剂,使重金属被沉淀而除去。该法处理成本低,管理方便,加上砂滤能使出水水质澄清,达标排放,不失为既经济又有效的一种方法。工业上处理电镀混合废水使用中和沉淀法是经济而实用的,出水可达标排放。在含铬废水典型处理的方法中,以钡盐、铅盐等的沉淀法较为成熟。曾一度在我国上海、苏州、沈阳等大中城市广泛应用。天津某厂含铅废水用磷酸钠化学沉淀法处理,出水可达国家排放标准。为从电镀废水中回收银还可选择沉淀氯化银法。一般化学沉淀法处理废水的问题是达不到深度处理的效果,须配合使用各种高分子絮凝剂等,而且处理效率低,沉渣量大,易造成二次污染。
2.2.1 中和沉淀法
在含重金属的废水中加入碱进行中和反应,使重金属生成不溶于水的氢氧化物沉淀形式加以分离。中和沉淀法操作简单,是常用的处理废水方法。实践证明在操作中需要注意以下几点[1]:(1)中和沉淀后,废水中若pH值高,需要中和处理后才可排放;(2)废水中常常有多种重金属共存,当废水中含有Zn、Pb、Sn、Al等两性金属时,pH值偏高,可能有再溶解倾向,因此要严格控制pH值,实行分段沉淀;(3)废水中有些阴离子如:卤素、氰根、腐植质等有可能与重金属形成络合物,因此要在中和之前需经过预处理;(4)有些颗粒小,不易沉淀,则需加入絮凝剂辅助沉淀生成。
2.2.2硫化物沉淀法
加入硫化物沉淀剂使废水中重金属离子生成硫化物沉淀除去的方法。与中和沉淀法相比,硫化物沉淀法的优点是:重金属硫化物溶解度比其氢氧化物的溶解度更低,而且反应的pH值在7~9之间,处理后的废水一般不用中和。硫化物沉淀法的缺点是:硫化物沉淀物颗粒小,易形成胶体;硫化物沉淀剂本身在水中残留,遇酸生成硫化氢气体,产生二次污染。为了防止二次污染问题,英国学者研究出了改进的硫化物沉淀法,即在需处理的废水中有选择性的加入硫化物离子和另一重金属离子(该重金属的硫化物离子平衡浓度比需要除去的重金属污染物质的硫化物的平衡浓度高)。由于加进去的重金属的硫化物比废水中的重金属的硫化物更易溶解,这样废水中原有的重金属离子就比添加进去的重金属离子先分离出来,同时防止有害气体硫化氢生成和硫化物离子残留问题。
2.2.3螯合沉淀法
加入螯合沉淀剂(如DTCR)使其发生螯合沉淀。该方法有出水稳定达标效果好,适用条件广,无二次污染,污泥含水率低,污泥便于回收,同时设备要求简单,实施方便等特点。缺点在于价格偏高。
2.4 氧化-还原法(置换法)
用氧化-还原反应治理电镀废水,操作简单,工艺成熟,可以处理和回收电镀废液中的金、银、镍、铬等,其中工业上以化学还原法除铬比较成熟。具体地讲,工业上化学还原法处理电镀含铬废水的方法,有硫酸亚铁-石灰法、亚硫酸盐法、二氧化硫法、亚铁盐法、硫化碱法等。其中亚硫酸盐法处理量大,综合利用方便,在国内外应用最广。如,六价铬质量浓度为140 mg/L的某种电镀废水,用亚硫酸氢钠进行处理,出水Cr3+质量浓度可降为0.7~1.0mg/L。另采用二氧化硫作还原剂处理高浓度大流量的含铬废水,国内已有工程实例。亚铁盐还原沉淀法也是治理含铬电镀废水的经典方法,被许多厂家采用。如某五金厂电镀废水:六价铬质量浓度为100 mg/L,Ni2+50 mg/L,pH=4~6,经该法处理后出水达排放标准。目前英、美等国应用水合肼对镀铬漂洗水进行槽内还原,反应速度快,处理效果好。
2.5 铁氧体法
铁氧体技术是电镀废水处理中的另一项工艺,是根据生产铁氧体的原理发展起来的处理方法。该法形成的污泥有较高的化学稳定性,容易进行固液分离和脱水处理。铁氧体法处理重金属废水,能一次脱除多种金属离子,特别适用于重金属混合电镀废水的一次处理。我国大连、沈阳、上海的某些电镀厂已应用铁氧体法数十年,处理后的废水,镉、铜、锌均可达到国家污水综合排放标准中的一级标准]。铁氧体法处理含铬废水是硫酸亚铁还原法的演变和发展,在工程上已比较成熟。其典型工艺有间歇式和连续式,在我国工业中均应用较多。总之,铁氧体法具有设备简单、操作方便、不产生二次污染之优点,可收到化害为利、变废为宝的效益。但是该法能耗高,污泥量大,处理后出水盐度高,不能处理含汞和络合物等的废水。另外,铁氧体的回用还存在问题,影响推广。从近几十年的实践及当前国内外电镀废水治理技术发展趋势来看,化学法处理电镀废水,已有多年的使用经验,技术上较为成熟,国内外电镀废水有80%左右采用化学法处理。化学法仍是目前国内外应用最广泛的电镀废水处理技术。
3.我国电镀废水处理进展
综观我国电镀废水的处理进展,大致可分为以下五个阶段:20世纪50年代末,我国电镀废水的治理刚刚起步,主要着眼于废水的化学法处理技术,处理的主要对象为氰化物和六价铬;第二阶段,即20世纪60年代至70年代中期,电镀三废污染的问题开始引起重视,人们开始注意酸碱废水和其它重金属离子废水的治理,并研究了各种处理方法,但仍处于单纯的防害排放阶段;第三阶段,即20世纪70年代中期至80年代初,大多数镀种的废水都已有了比较有效的处理方法,离子交换法、薄膜蒸发浓缩法等在全国范围内大量推广使用,反渗透法、电渗析法等也已进入工业化使用,废水中有用物质的回收和水的重复利用技术也有了长足的进展;第四阶段,即20世纪80年代至90年代,开始研究从根本上控制污染的技术,以防为主,源头治理,各种多元组合技术已逐步取代单元处理技术,电镀废水的综合防治技术的研究亦取得了可喜的成果;第五阶段,20世纪90年代至今,随着电镀工业迅速发展和环保要求的不断提高,电镀废水治理由工艺改革、回收利用和闭路循环进一步向综合防治方向发展,已经进入了综合防治与总量控制阶段,多元化组合处理和自动控制相结合的资源回用技术成为电镀废水治理的发展主流。
4.结语
1)在最佳投加量下,加PAM后,COD,重金属,SS均比投加前有所增大。铁离子在处理铜,铬等金属离子时,比PAC,PAM效果要好。而处理锌离子时则相反。PAC+PAM的混合使用使污泥大大的减少了。PAM的污泥转化系数最低,即说明只要加很少的量,就能达到最佳值。聚合硫酸铁加PAM时污泥转化系数最高。聚合硫酸铁的使用效果最好。产生的污泥最少。
2) 同一种絮凝剂还加入PAM之后,各种指标均高于加前。聚合硫酸铁与PAM的复合使用产生的污泥差值最大。
3) 当使用硫酸化铁做絮凝剂时,pH等于8~9的时候,SS的量达到最高,污泥转化系数最大。
4)即最佳实验条件为使用聚合硫酸铁与PAM复合使用,产生的污泥转化系数最小,pH范围为8~9。
参考文献
孟祥和,胡国飞.重金属废水处理[M].化学工业出版社,2000