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关键词:乡镇卫生院;医疗废水;处理工艺
引言
乡镇卫生院医疗废水量相比综合型大医院废水量小,水质复杂性低,但与普通生活污水相比含有有害病菌,不能随意简单处理后排入市政污水管道或排放到地表水体中,因此,乡镇卫生院医疗废水必须选用适合处理水量小,运行成本可接受,同时可去除有害病菌的工艺来处理。
1项目概况
某乡镇卫生院属于昆明市下属某街道的社区卫生院,主要医疗服务对象为该社区居民。卫生院建设地点位于某经济开发区行政用地内,建设设计项目医疗废水通过卫生院内部建设废水预处理站处理达到《医疗机构水污染物排放标准》(GB18466-2005)表2中预处理标准后再从项目北侧道路上市政污水管道排出,最终进城市污水处理厂再次处理。项目投入运行后,日废水量30m3/d。项目拟建场址西侧至西北侧有一村庄,北侧有一居住小区,项目内部污水处理站建设地点为西北侧边界一带。
2医疗废水处理工艺简述
2.1国内医疗废水处理及要求
国内目前对医疗废水处理根据处理后出水水质标准有一级处理、二级处理、深度处理(三级处理)共3个级别。其中一级处理主要采用沉淀、隔栅等物理处理,主要去除废水中的部分SS;二级处理在一级处理基础上增加生化处理+消毒,一般非传染病医院医疗废水通过二级生化处理+消毒后废水水质可以达到《医疗机构水污染物排放标准》(GB18466-2005)中表2直接排放标准;三级处理在二级生化处理基础上增加深度处理+消毒系统,去除更多的SS、COD、BOD5和加强对传染性的病菌、细菌消毒灭活,三级处理主要用于传染病医院医疗废水处理。项目属于乡镇卫生院,设置就诊科室均为常规、常见病,不设传染病诊疗科室,因此,项目废水进市政污水处理厂污水管道水质达到《医疗机构水污染物排放标准》(GB18466-2005)表2中预处理标准,只需进行二级处理,不需三级处理。
2.2医疗废水处理方法
医疗废水属于有机废水,处理中主要采用二级生化处理+消毒的处理工艺,二级处理中生化处理工艺使用最广泛的工艺类型有活性污泥法、生物接触氧化法[1,2]、膜-生物反应法、曝气生物滤池法4种。四种生物处理工艺优缺点比较见表1。消毒工艺中消毒方法[3]目前主要有臭氧、液氯、二氧化氯、次氯酸钠、紫外线5种,各种消毒方式优缺点对比见表2。
3项目废水水质及处理工艺选取
项目所涉乡镇卫生院运行中每天医疗废水产生量30m3,项目废水中各主要污染物源强见表3,废水经项目内部预处理后进入附近城市污水处理厂,进污水处理厂污水管道的水质需达到《医疗机构水污染物排放标准》(GB18466-2005)表2中的预处理标准,标准值见表4,而废水一级处理仅为物理方式的沉淀、隔栅等,只能处理部分SS,因此,根据项目废水中各主要污染物产生浓度,仅通过一级处理均达不到项目出水水质要求。所以,项目废水进附近城市污水处理厂前需进行二级处理。从表1可看出,常用的医疗废水二级处理工艺中生物接触氧化、膜生物反应器均比较适合作为本项目废水二级处理工艺,而消毒方式考虑项目西侧和北侧有居民居住点,消毒方式最好使用无毒、无害的安全环保型消毒剂,从表2消毒方式优缺点分析可知,由于项目医疗废水量每天30m3,废水量不大,消毒方式选择臭氧消毒比较安全。因此,项目医疗废水处理工艺推荐采用生物接触氧化+紫外线消毒或二级膜生物反应器+紫外线消毒的处理工艺,工艺流程见图1。
4处理工艺可行性分析
(1)推荐的项目医疗废水处理工艺采用二级生物接触或膜生物反应器+紫外线消毒,该工艺处理设施占地面积小,满足了项目占地面积不大,废水处理站设施尽量占地小的要求。(2)该工艺为国内有机废水处理中常用的工艺,技术成熟可靠,目前已经成了医疗废水二级处理中的主流技术。在大城市内一些周边人群密集,占地面积小的专科医院、社区卫生服务机构实际运用后,出水水质均稳定达到《医疗机构水污染物排放标准》(GB18466-2005)表2中的直接排放标准,且优于《医疗机构水污染物排放标准》(GB18466-2005)表2中的预处理标准,即项目运行期医疗废水使用推荐的二级生物接触或膜生物反应器+紫外线消毒后,出水水质可稳定达到项目要求的出水水质标准。(3)该工艺每吨废水处理成本在1.5耀2.5元间,处理成本在可接受范围内,处理工艺产污泥低,甚至没有污泥,可减少污泥处置费用和提高了环境效益。(4)紫外线消毒可同时对废水中有害病菌和病毒进行消毒,消毒全面,而且紫外线消毒中无毒无害,满足了项目周边有村庄和住宅小区以及项目本身为环境要求高的条件,处理过程对村庄和住宅小区环境影响小,实现了环境、经济、社会效益相协调。
5结语
医疗废水处理技术目前已经较成熟,但每个项目方案选择时,必须从项目实际情况出发,做到:(1)处理后废水达标排放;(2)处理工艺要综合考虑处理运行成本、工艺效果和社会效益;(3)选择占地少、运行经济、处理功能全面、运行稳定、运行、易管理和操作、维修和维护简单,自动化高,处理后不造成二次污染的处理工艺。此外,根据前面医疗废水处理方法分析可知,对于废水成分相对简单,无传染废水的专科医院、乡镇卫生院医疗废水处理采用二级生物接触或膜生物反应器+紫外线消毒处理工艺可做到废水达标排放的同时能体现经济、环境和社会效益的相统一,但对于项目周围居民居住密集的小型医疗单位,考虑二级处理后消毒剂不能影响居民健康以及实际消毒操作中安全性、简单性以及易维护性方面出发,二级生物接触或膜生物反应器+紫外线消毒处理工艺将比其它工艺从建设投资、运行成本、运行环境效益均更优越,可以作为周围居住人群密集的小型无传染性医疗废水处理的主流技术。
参考文献:
[1]徐国胜.小型医院废水处理方案探讨[J].安徽工程科技学院学报(自然科学版),2010(04):21-24.
[2]付秋爽,惠文红,张振贤,等.乡镇卫生院污水处理工艺选择与实践[J].环境工程,2010(S1):49-51.
关键词:制革废水;生化处理;深度处理
Abstract: The biochemical plus depth treatment technology of tannery wastewater treatment are discussed, and combined with the actual situation of the project, the results show that the control process for treatment of wastewater discharge, and high treatment efficiency.
Keywords: tannery wastewater; biochemical treatment; advanced treatment
中图分类号:X703
前言
近几年随着我国社会经济的不断发展,皮革工业也得到了迅猛发展,已成为轻工业的支柱行业。制革废水是制革企业的主要污染物,生产废水主要为鞣制废水和染色废水;据统计,我国现有制革企业近万家,年排废水量约占全国工业废水总排放量的0.3%。特点是碱性大、色度高、好氧量高、悬浮物多,并含有较多的硫化物和铬等有毒物质。在这些排放废水中,铬离子约3400t,悬浮物为12万吨,COD约18万吨,BOD约7万吨左右。制革污水处理变得日益尖锐和重要。笔者从制革废水的特点及目前废水处理中常用的处理工艺中选择最佳工艺进行制革废水进行了简单探讨。
制革废水来源及特点
皮革加工是以动物皮为原料,经化学处理和机械加工而完成的,废水来源可分为三股,分别是一、鞣前准备工段。在该工段中污水主要来源于水洗、浸水、脱毛、浸灰、脱灰、软化、脱脂等。主要污染物有三类:一是有机废物,包括泥浆、蛋白质、油脂等;二是无机废物,包括盐、硫化物、石灰、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,污染负荷占总排放量的60%左右,是制革废水的主要来源;二、鞣制工段。在该工段中,废水主要来自水洗、浸酸、鞣制。主要污染物为无机盐、重金属铬等。其废水排放量约占制革总废水量的25%左右;三、鞣后湿整饰工段。在该工段中,废水主要来自水洗、挤水、染色、加脂、喷涂 机的除尘污水等,其主要污染物为染料、油脂、有机化合物等,废水排放量约占制革总废水量的25%左右。
2、制革废水处理方法介绍
制革废水中污染物组成复杂,综合废水的方法也很多,有生化工艺和物化等方法。国内制革工业通常采用物化处理和生化处理相结合的方法。传统的制革废水处理技术是将各工序废水收集混合,采用物理、化学、生物等手段集中处理,把废水中的油脂、蛋白质和各种化工材料作为废物处理掉,浪费资源,投资高,且生皮加工过程中脱毛浸灰工段产生的高浓度含硫废水和铬鞣工段产生的废铬液,对处理废水是非常不利的。故比较合理的是“原液单独处理、综合废水统一处理”,工艺路线,将脱脂废水、浸灰脱毛废水、铬鞣废水分别进行处理并回收有价值的资源,然后与其他废水混合统一处理。但对于小型制革厂采用这种方法,工艺流程长、费用高,仍可进行集中处理。
3、制革废水处理工艺选择
随着环保要求的提高,原有的工艺已达不到最新的排放要求,需采用深度处理工艺进一步处理,选取接触氧化生化处理+Feton深度处理工艺对废水进行处理,处理后的COD、 SS 、BOD 、氨氮、Cr 、总铬、硫化物的最大日均浓度均达到《污水综合排放标准》(GB8978—1996)中的一级标准值。
(1)生化处理
制革废水的CODcr一般为3000—4000mg/L, BOD为1000—2000mg/L,属于高浓度有机废水,m(BOD5)/m(CODcr)值为0.3—0.6,适宜于进行生物处理。目前国内应用较多的有氧化沟、SBR和生物接触氧化法,应用较少的是射流曝气法、间歇式生物膜反应器(SBBR)、流化床和升流式厌氧污泥床(UASB)。要选用哪种生物处理工艺,除了考虑水质特点,还要兼顾处理水量、处理要求和场地面积等因素。从接触氧化法的运行负荷高,处理效果好,且停留时间长、稀释能力强、抗冲击负荷能力强,故在此首选生化处理采用接触氧化法,该系统是本废水处理的核心构筑物,主要是通过生物氧化降解作用去除废水中的胶体物质和溶解性有机物,同时通过活性污泥对无机物质的吸附作用也能够去除部分无机物质,使废水得到比较彻底的处理。生化处理方法较多,但工程应用证明接触氧化法工艺处理高氨氮废水也是比较实用有效的技术。接触氧化法工艺主要有以下特性:工艺流程简单,运行管理方便;处理效果稳定,出水水质好;基建费用省,运行费用低;污泥产量少,污泥性质稳定;能够承受水质、水量的冲击负荷。运用在制革废水中也是一种常用有效的方法。
(2) 深度处理
近年来,高级氧化技术用于处理难降解有机废水的研究,已获得显著的进展。高级氧化技术又称深度氧化技术,汇集了现代光、电、声、磁、材料等各相近学科的最新研究成果,有望成为有机废物尤其是难降解有机废物处理的一把杀手锏。目前,高级氧化技术主要包括化学氧化、光催化氧化、湿式氧化、超临界水氧化等,其中传统的Fenton氧化法,与其他高级氧化工艺相比,因其操作简单、反应快速、可产生絮凝等优点而倍受青睐。Fenton法在处理难降解有机污染物时具有独特的优势,是一种很有应用前景的废水处理技术。
Fenton法利用·OH来达到氧化分解有机物的目的。在H2O2和Fe2+的催化作用下生成的·OH与大多数有机物发生作用,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,同时Fe2+被氧化成Fe3+,具有混凝作用。
4、 污水处理运行效果分析
结合广东某制革公司污水处理站采用本工艺的实际运行情况调查分析,该污水处理站设计处理能力为2O00m3/d,于2008年11月建成后,投入试运行至今,该公司废水处理工程运行状况良好。根据该公司验收监测期间的现场调查,处理后的废水能够稳定达到新的排放标准。
结论
随着国家对环保问题的日益重视,制革行业将面临更加严峻的环保问题,排放标准将更加严格,如氨氮指标已列为某些地区的制革废水排放标准。因而对已成熟废水处理技术,如接触氧化技术、SBR等生化工艺及深度处理工艺以及新开发的废水处理技术,在制革废水处理上的应用研究将显得更加急迫。加紧对这些工艺及其组合工艺在制革废水处理方面的应用及研究,寻找该工艺及其组合工
艺处理制革废水的最佳条件,以及处理不同情况下的制革废水的最佳工艺,将是制革废水处理科研工作者的重要任务。
【参考文献】
吴浩汀. 制革工业废水处理技术及工程实例,第二版. 北京:化学工业出版社,2010.
卢学强,唐运平,隋峰,等.制革废水综合处理技术研究[J].城市环境与城市生态,1999,12(6):22—24.
【关键词】淀粉废水;处理技术;现状分析;发展展望
当前,淀粉工业快速发展,淀粉废水处理成为了工业化进程中的重大难题。如果将这些废水直接排放,就会对水环境造成极大危害。所以,国内外学者都希望通过研究找到一种快速高效的淀粉废水处理工艺,我国的科研工作者正在寻找先进的淀粉废水处理方法,希望能够减少对环境的破坏。
1 淀粉废水处理技术的现状
去除废水中的污染物,使被处理废水的各项指标符合排放标准是淀粉废水处理的主要目的。当前常用的处理方法主要有物理法、物理化学法、化学氧化法以及生物处理法。
1.1 物理法
(1)吸附法。淀粉废水中含有淀粉颗粒和大量微纤维素,其中纤维素是有许多直链纤维分子所组成的,而且还有很多羟基,他们能够形成许多氢键,纤维素分子依靠他们胶结成束,这些胶束定向排列为网状结构,非常容易被吸附材料吸附,所以这种方法也十分简便。在实验中,我们可以用粉煤灰活化漂珠和活化煤矸石等作为吸附材料,对淀粉废水进行有效处理,而且通过验证,能够达到十分可观的效果。
(2)气浮分离法。这种方法是利用高压状态溶入大量气体水―容器水作为工作液体,通过骤然减压而释放出大量的微细气泡,这样废水中的絮凝物就会粘附其上,随着气泡的不断上升,絮凝物就会漂浮至液面,这样就能达到液固分离的目的。
(3)磁电效应法。以玉米淀粉废水处理为例子,用磁电效应配合絮凝剂工艺技术对玉米废水中的蛋白质和淀粉进行絮凝,玉米淀粉废水的一次絮凝吸出率将会达到56%以上。这种方法还能有效降低淀粉废水中的COD、BODS等,使废水达到排放的正常标准。
1.2 物理化学法
淀粉废水中含有蛋白质、糖类及其悬浮物,废水呈现比较稳定的高分散系胶体溶液,治理淀粉废水的目标要首先集中到对胶体状态的破坏上来。化学絮凝法正是通过药剂物理化学作用,对胶体进行破坏,使淀粉废水中的有机物脱离后再凝聚,最终从水分中分离出去。
絮凝沉淀法能够有效降低废水色度和浊度,对多种高分子有机物都有很好的去除作用,所以被广泛采用。目前,絮凝剂已经发展到无机高分子、有机高分子絮凝剂,而且关于微生物絮凝剂的研发也在进行中。
(1)无机絮凝剂处理法。1960年,无机絮凝剂研制成功并迅速在全世界范围内推广开来。传统的无机低分子絮凝剂腐蚀性强、稳定性差、运输和储存都十分不方便,因此逐渐被高分子絮凝剂所替代。无机高分子絮凝剂主要是聚铝和聚铁类,包含沉降速度快、除浊色效果佳,所以用无机絮凝剂处理淀粉废水效果很好。
(2)有机絮凝剂处理法。通常情况下,有机絮凝剂可以分为有机高分子絮凝剂和天然高分子絮凝剂。有机絮凝剂是利用吸附架桥作用,形成的絮体大且密实,沉降性非常好。目前采用的有机高分子絮凝剂主要是聚丙烯酰胺(PAM)及其衍生物。例如,以工业废渣为混凝剂,以PAM为絮凝剂,对玉米淀粉废水进行处理,经过处理后能够达到排放标准,而且絮凝物经过压滤脱水后可以掺进煤中做燃料,不仅达到了以废治废的目的,而且对环境没有二次污染,既节约成本又实用环保。
天然高分子絮凝剂包括纤维素、多糖和蛋白质等衍生物。与人工合成有机高分子絮凝剂相比,改性后的天然高分子絮凝剂具有安全无毒、易生物降解等优点,受到了更多人的青睐。
(3)微生物絮凝剂。微生物絮凝剂是一种高效安全的新型絮凝剂,是当前阶段絮凝剂研究的重要方向之一。此种方法在上世纪80年代,由日本苍根隆首先试验提出,但是目前来看淀粉废水处理微生物絮凝剂尚且不是特别多。这种絮凝剂是通过微生物发酵、奋力、提取而得出的一种新型的絮凝剂。微生物絮凝剂分子量较大,一个分子可以同时与几个悬浮颗粒进行结合,在适宜的环境下迅速形成网状结构而沉积,絮凝能力比较强,取得的效果也非常好。
1.3 生物处理方法
生物处理法利用微生物的新陈代谢,通过对污染物的降解,将其转化为游泳物质,从而将废水进行净化。相比于物力和化学处理法,生物处理法对有机物的讲解则比较彻底,也越来越引起了人们的重视。目前比较常用的有好氧生物处理法和厌氧生物处理法。
2 淀粉废水处理技术存在的问题
当前,虽然淀粉废水处理技术已经发展很完善了,但是由于淀粉废水排放量大、污染严重且处理难度大,以上列举的淀粉废水处理方法在实际应用中还存在一些需要解决的问题。
2.1 絮凝剂沉淀法处理效率低
絮凝沉淀法在应用过程中存在效率低下的问题,尤其是对废水中小分子有机物的去除方面,效率更低。这种方法一般不适合单独使用,往往需要和其它的方法相结合才能达到良好的效果。
2.2 气浮法操作管理复杂
气浮法的处理效率受到进料位置、进气量、气浮剂用量和液面高度的影响,所以操作管理比较复杂,而且这种方法对处理设备的性能要求很高,在使用过程中就无形中加大了成本费用。
2.3 生物处理法成本高
生物处理法虽然处理效果较好,但是该方法占地面积较大,而且能量消耗大,投资费用和运营成本都很高,而且这种方法受自然环境因素影响较大,尤其是废水水温、有毒物质更是对生物处理法产生了很大影响。
社会经济迅猛发展,带动了工业的进步。煤作为我国的动力能源,在社会生产生活中发挥着极为重要的作用,为煤化工业的发展创造了机会,煤化工产品在生产过程中对生态环境的影响也成为全社会关注的焦点。本文主要从当前煤制聚甲醛废水处理工艺现状出发,对煤制聚甲醛废水处理工艺进行深入研究。
关键词:
煤化工业;聚甲醛废水;处理工艺;现状;深入研究
煤作为我国重要的动力能源,使得煤化工业在我国得到非常迅速的发展。煤制聚甲醛是煤化工业的新兴化工产品,以甲醛为原料,在生产过程中会产生大量的高浓度废水,造成地球地表水质恶化以及水生态破坏,对煤化工企业实现可持续发展目标造成成了极为不利的影响。截止到目前为止,我国尚未研究出处理煤制聚甲醛废水的有效方法,所以,在生态环境治理背景下,找出解决处理煤制聚甲醛废水的有效方法已经成为煤化工业的重点工作,只有这样才能对煤化工业实现可持续、长远发展目标提供充分的保障,同时也会对社会经济、生态环境治理工作产生重要影响。
1当前我国煤制聚甲醛废水处理工艺现状
煤制聚甲醛以甲醛为原料生产,在生产过程中会产生大量的高浓度废水,其排放的废水呈酸性,废水中的有机成分为甲醛、三聚甲醛、二氧五环以及甲醇等,其中甲醛的浓度最高。甲醛对人体健康会产生极为不利的影响,甚至会威胁人的生命安全。含有高浓度的煤制甲醛废水排放,会对地表水形成严重污染,造成水生态破坏的问题;废水经过蒸发,会对空气质量形成不利影响。总之,煤制聚甲醛废水的排放会对人体健康和生态环境形成极为不利的影响。虽然,截止到目前为止尚未形成成熟有效的煤制聚甲醛废水处理方法,但是,煤化工企业为了走“绿色”发展之路,实现可持续发展目标,就需要将研究煤制聚甲醛废水处理方法作为工作的重点。现阶段,煤化工业常用的煤制聚甲醛废水处理方法为A/O工艺。该工艺原理是,将进水经过石灰调碱后加热,并在其催化作用下促使聚甲醛类物质发生聚合反应,并生成糖类物质。将糖类物质中和沉淀并利用反应器促使其发生化学反应,再对其进行生物接触氧化,对氧化后的废水经过二沉池作用后再排放。这种处理工艺的缺陷是,由于聚甲醛类物质浓度太高,糖化反应不完全,不能保证甲醛的去除率,将这种废水排放,会对生化系统稳定运行造成极为不利的影响。另外,煤制聚甲醛废水处理中需要对进水先升温再降温,然后进行调碱中和,在这个过程中产生的能耗和药耗大,同时对废水进行石灰调碱,会使水中的钙离子对后续生态系统的运行进行压制,不利于其危害成分的降解,难以实现煤制聚甲醛废水处理的重要目标,也难以在废水处理过程中提高经济效益。废水处理不完全又会对人体生理健康产生威胁,不利于提高其社会效益,对煤化工业实现可持续、长远发展目标造成阻碍。
2煤制聚甲醛废水处理工业的优化
2.1优化糖化法
煤制聚甲醛废水处理工艺的应用实践表明,废水处理工艺还存在很多问题,其中,聚甲醛类物质浓度太高,糖化反应不完全,不能保证甲醛的去除率,是影响煤制聚甲醛废水处理质量的关键性因素。因此,在现阶段展开煤制聚甲醛废水处理工艺的深入研究活动中,必须及时优化糖化法,促使糖化法可以充分发挥其重要作用。对煤制聚甲醛废水进行深入研究发现,当甲醛浓度小于5mg/L的时候,生化系统处于稳定状态;当甲醛浓度大于5mg/L时,就会抑制生化系统中的微生物对有机物降解;而当甲醛浓度达到500mg/L时,生物耗氧过程基本终止。现阶段对糖化法的优化,即利用氧化氢和催化剂中的二价铁离子组成的氧化体系,在二价铁离子的氧化作用下,促使水分子分解,最终被氧化成为对生态环境不会形成危害的二氧化碳和水等无机物,将这种无机物废水排放就不会对地表水形成污染,也不会破坏水生态环境,有利于生态环境治理工作进一步发展,对煤化工业实现可持续发展目标具有极为重要的作用。
2.2在二沉池处理后增加混凝沉淀池
在A/O煤制聚甲醛废水处理工艺中,二沉池处理为最后的处理环节,主要目的是为了进一步提高煤制聚甲醛废水处理质量。这就需要在二沉池处理后,投加相应的混凝剂,改善水质,促使排出废水中不再含高浓度的甲醛等危害人类生理健康的元素,将处理过的废水排放出来,经过循环成为可重复使用的水资源。这样做,一方面有效提高了水资源的利用率,另一方面,对废水的处理,使其成为社会生产生活中可以利用的水资源,既可以为社会走可持续发展之路奠定坚实的基础,也可以为化工业的发展提供充分的保障。为了提高煤制聚甲醛废水处理经济效益,在确保废水处理质量的同时,可以选择同样性能的处理材料,对于混凝剂的选择就可以在聚硫酸铁和聚氯化铝中选择。其中,聚硫酸铁不同于一般的混凝剂,具有极大的分子量,非常好的吸附、凝聚沉淀性能,在煤制聚甲醛废水处理中使用这种方法,可以提高重凝性能,促使沉淀后的水质在规定pH值范围内。相比聚硫酸铁,聚氯化铝应用范围更广,适应性也更强,在煤制聚甲醛废水处理中应用这种方法,可以迅速形成较大的矾花,具有非常良好的沉淀性能,适宜的pH值也非常广泛。煤化工业在煤制聚甲醛废水处理中要提高经济效益,控制运营成本,就需要对两种处理材料进行比较,在保证废水处理的同时,选择经济性更高的处理方法。通过对聚硫酸铁和聚氯化铝的经济性比较发现,聚硫酸铁的经济性更强,因此,在煤制聚甲醛废水处理工艺中应该广泛应用聚硫酸铁,并不断优化废水处理方法,只有这样才可能实现煤制聚甲醛废水处理的重要目标。
3结束语
综上所述,在生态环境治理大环境下,要加强煤制聚甲醛废水处理工艺研究,不断优化煤制聚甲醛废水处理方法,成功解决煤制聚甲醛废水排放问题,为美化工业实现可持续发展目标奠基。
作者:王俊 李宁 单位:陕西陕化煤化工集体有限公司
关键词:煤化工;废水处理;方法;预处理;生化处理
中图分类号:TE08文献标识码: A
引言
煤化工废水来源于煤化工,企业排放废水以高浓度煤气洗涤废水为主,含有大量酚、氰、油、氨氮等有毒、有害物质且含有酚类。综合废水中 CODcr一般在 5000m g/L左右、氨氮在 200-500m g/L,废水所含有机污染物包括酚类、多环芳香族化合物及含氮、氧、硫的杂环化合物等,是一种典型的含有难降解的有机化合物的工业废水。废水中的易降解有机物主要是酚类化合物和苯类化合物;砒咯、萘、呋喃、眯唑类属于可降解类有机物;难降解的有机物主要有砒啶、咔唑、联苯、三联苯等。
一、煤化工废水的特点
在煤化工生产作业中,大量的废水会随着处理工作排出,以高浓度的煤气洗涤水为主,其中含有大量有毒有害物质,包括酚、油、氰化物、氨氮等,废水中 COD 含量约 5000m g/L,氨氮含量约 200―500m g/L。有机污染物包括多环芳香化合物,酚类和含氧、氮、硫的杂环化合物。由于含有多种化合物,因此在具体废水处理过程中,降解比较困难,其中难以降解的有机化合物包括吡啶、联苯、三联苯等。针对废水的以上特点,采取适当工艺,提高废水处理效果就显得十分重要。
二、煤化工废水处理现状
目前国内处理煤化工废水的技术主要采用生化法,生化法对废水中的苯酚类及苯类物质有较好的去除作用,但对喹啉类、吲哚类、吡啶类、咔唑类等一些难降解有机物处理效果较差,使得煤化工行业外排水 CODcr 难以达到一级标准。同时煤化工废水经生化处理后又存在色度和浊度很高的特点(因含各种生色团和助色团的有机物,如 3-甲基-1,3,6 庚三烯、5-降冰片烯-2-羧酸、2-氯-2-降冰片烯、2-羟基-苯并呋喃、苯酚、1-甲磺酰基-4-甲基苯、3-甲基苯并噻吩、萘-1,8-二胺等)。因此,要将此类煤气化废水处理后达到回用或排放标准,主要进一步降低 CODcr、氨氮、色度和浊度等指标。
三、新型煤化工废水处理技术探究
近年来,不断有新的方法和技术用于处理煤化工废水,但各有利弊。 为了实现对废水的有效处理,降低环境污染,实现废水的达标排放,满足用水需要,采用合适的方法进行处理是必须的。具体来说,处理废水的过程包括预处理、生化处理以及深度处理,从而提高处理效果,实现对废水有效利用的目的。
1、预处理方法
物化预处理:常用的方法:隔油、气浮等。过多的油类会影响后续生化处理的效果,气浮法煤化工废水预处理的作用是除去其中的油类并回收再利用,此外还起到预曝气的作用。该方法主要是除去煤化工废水中的含油物质。其作用原理是将空气通入污水中,并以微小气泡形式从水中析出成为载体,污水中相对密度接近于水的微小颗粒状的污染物质(如乳化油)黏附在气泡上,并随气泡上升至水面,从而使污水中的污染物质得以从污水中分离出来。为了提高气浮效果,有时需向污水中投加混凝剂。故通常与其它方法联合使用。
1.1 隔油法。煤化工废水,尤其是煤液化工艺排水,其中含有一定浓度的油类物质,它能粘附在菌胶团表面.严重影响生化效果。一般生物处理进水要求废水中油的质量浓度不超过50mg/L.最好控制在20m#L以下。煤化工废水中所含的油类以轻质油为主.其密度比水小,通常采用隔油法将其从水中分离出来。
1.2 气浮法。气浮法主要用于去除废水中的油类物质和悬浮颗粒物,气浮法的形式比较多,常用的气浮方法有加压气浮、曝气气浮、真空气浮以及电解气浮和生物气浮等。
1.3 脱氨。煤气化废水中含有高浓度的氨氮以及微量高毒性的氰化物.对微生物产生抑制作用,目前主要采用蒸汽汽提一蒸氨法去除氨类。在碱性条件下,废水中的氨氮以游离氨的形式存在。当大量蒸汽与废水接触时。游离氨被吹脱出来。析出的可溶性气体通过吸收器,氨被磷酸溶液吸收,再将此富氨溶液送人汽提器,使磷酸溶液再生,并回收氨。采用隔油一气浮一脱酚一蒸氨预处理工艺,经预处理后。煤气化废水中氨氮的质量浓度由11 159降为195 mg/L,去除率达到了98.3%。
2、生化处理方法
预处理之后进行生化处理,一般将缺氧生物法、好氧生物法结合起来使用,该方法就是常见的 A/O 工艺。废水中含有杂环、多环类化合物,采用好氧生物法处理后,废水的 COD 指标难以稳定达标。为了解决这种工艺存在的不足,经过探索与实践,人们在处理废水中还探索出以下几种工艺。
2.1 PACT 法,即在活性污泥曝气池中加入适量活性炭粉末,发挥其溶解氧、有机物吸附等作用,为微生物生长提供食物,加快对有机物氧化分解,达到除去废水中的杂质,提高废水处理效果的目的。
2.2 厌氧生物法,在进行废水处理中,为了提高处理效果,将上流式厌氧污泥床工艺运用到处理工作中。反应器底部设置污泥层,废水自下而上通过反应器,通过该流程的处理,大部分有机物被转化为 CO2和 CH 4,从而达到处理污水的目的。
2.3 流动床生物膜法,在同一处理单元中将活性污泥法和生物膜法结合使用,将特殊载体填料加入活性污泥池中,微生物附着在悬浮填料表面生长,形成微生物膜层,提高降解效率,实现对污水的有效处理。第四、曝气生物滤池法,该方法集生物膜法和活性污泥法的优点于一体,实现了物理过滤和生化反应在同一反应池完成,简化了流程,方便操作,增强了人们对废水处理的满意度。
3、深度处理方法
经过生化处理后,废水的COD含量、氨氮浓度得到大大降低,然而,难以降解的有机物仍然没有得到有效处理,废水浊度、COD 指标无法达到排放标准,需要对其进行进一步的处理。具体方法有以下几种。
3.1 固定化生物技术。该技术先进、高效,能够选择固定优势菌种,可以有针对性的处理含有难以降解的有机物废水,提高处理效果,满足达标排放要求。
3.2 混凝沉淀法。在进行废水处理过程中,为了提高处理水平,加强沉淀效果,需要采用相应的混凝剂,例如,铝盐、铁盐、聚铁、聚铝等,并调节好 PH 值。通过采取这些措施,在混凝剂的作用下,废水中的悬浮物能够加快聚集、沉淀,实现固液分离。将废水中的悬浮有机物除去,降低废水浊度,达到更好的处理效果。
3.3 吸附法。固体表面有吸附溶剂、胶质的能力,废水通过比表面积很大的吸附剂时,污染物会被吸附到固体颗粒。该方法处理效果好,但存在不足与缺陷,例如,吸附剂使用量大,费用高,容易导致二次污染等。
3.4 高级氧化技术:由于煤化工废水中的酚类、多环芳烃、含氮有机物等难降解的有机物占多数,严重影响了后续生化处理的效果。高级氧化技术中的催化氧化法可以应用在煤化工废水处理工艺的前段,去除部分 COD 和增强废水的可生化性,因此该技术在后续的深度处理单元中应用可以获得更好的经济性和降解效果。
三、煤化工废水处理的方法选择
为实现更好的废水处理效果,必须选择合适的处理方法。运用生物氧化法进行废水处理,出水中含有少量难以降解的有机化合物,导致 COD 含量偏高,不能满足达标排放的要求。运用吸附法则可以降低 COD 含量,但会出现吸附剂再生及二次污染等问题。因此,为了达到更好的处理效果,必须注重对相关技术措施的结合。将缺氧/好氧法与 BAF 法联合使用,能够取得良好的废水处理效果,该方法也是煤化工厂废水处理的主要工艺,得到很多处理厂的认可,运用效果良好。另外,混凝沉淀法与超滤、反渗透双膜处理技术结合使用,能够实现深度处理的目的,达到对废水进行回收利用的目的。
结束语
总而言之,由于环保政策将逐渐落实,人们环保意识在不断提高,化工废水处理压力在不断增大。因此,根据废水的特性,随着科学技术的发展,不断寻找高效、价格合适、环保等更优的技术,将废水处理后的指标进一步提高,不仅利国利民,而且会更好的服务于生产,意义重大。
参考文献
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关键词:水产养殖;废水;处理;探析
了解水产养殖废水与农业废水、工业废水和生活废水的区别是有效处理水产养殖废水的前提,同时还应考虑水产养殖区生物种群的类别和生理特性,水产养殖区给排水系统的设计和与周边生态环境的联系等,科学排废,循环利用,注重生态,变废为宝,是生态水产养殖工程废水处理的理想状态。
一、水产养殖废水的来源和危害分析
一般理论认为,水产养殖过程中,所谓的废水主要来源于大量的动物粪便、死亡动植物尸体、饵料残渣、渔用肥料,以及消毒剂、杀菌剂、杀寄生虫剂等药物进入水体后,养殖水体中的有机物、氮、磷、氨等大量积累,加剧了水体的富营养化程度。其主要危害是恶化养殖水体,毒害鱼类,引起病毒爆发及流行,导致鱼类和虾类生长缓慢,甚至死亡。
另有水产养殖专家认为,养殖水域污染源以及由此而产生的富营养化主要来自养殖过程中的氮、磷等有机物的积累,这点与传统理论是一致的。但针对一些缓流浅水草型湖泊的沿湖养殖区,在生活污水和渔业自身污染的共同作用下,由污染物所滋生的种类繁多的致病微生物已经对养殖业造成了严重的损害。近几年来发现并流行的暴发性鱼虾病害,不仅给水产养殖产业造成重大经济损失,而且通过食物链对人体的健康带来严重隐患。另外我国水产养殖以直接排污的池塘养殖为主,基础设施老化严重,自然生态系统中的食物链在养殖过程中频遭破坏,残饵、排泄物、死亡残体等大量有机物失去了被其它生物利用的机会,养殖水域生态功能退化,病害日趋严重。如不对养殖废水进行生态处理和循环利用,那么以消耗自然资源(水资源)、污染环境为代价的水产养殖业,在今后生态文明生产浪潮的冲击下是难以立足的。传统水产养殖模式的高消耗、高污染,使得水产养殖须转向以低消耗、低排放、高效率为基本特征的可持续发展的循环型的水产养殖模式。
回归水产养殖废水本身,水产养殖水污染有其独特的特点,即潜在污染物含量低、一次排水量大、与常见陆源污水存在差异,处理难度大大增加。养殖废水中氮磷营养成分、溶解性有机物、悬浮物和病原体是处理的重点。
二、多种水产养殖废水处理思路和方法简介
目前广泛流行的处理水产养殖废水的思路大致分三个方向,分别是物理法、化学法和生物法。三种方法在特定的环境下皆有所发挥。
常规物理处理技术主要包括过滤、中和、吸附、沉淀、曝气等处理方法,是废水处理工艺的重要组成部分,主要去除海水养殖废水中的悬浮物(TSS)和部分化学耗氧量(COD)、BOD,但对可溶性有机物、无机物及总N、P等的去除效果不佳。处理后出水的污染物粒径一般小于50纳米,对于工厂化养殖废水的外排和循环利用处理、机械过滤和泡沫分离技术处理效果较好。由于养殖废水中的剩余残饵和养殖生物排泄物等大部分以悬浮态大颗粒形式存在,因此采用物理过滤技术去除是最为快捷、经济的方法。常用的过滤设备有机械过滤器、压力过滤器、砂滤器等。在实际处理工程中,机械过滤器(微滤机)是应用较多、过滤效果较好的方式。用砂滤器能很好地去除TSS,但是去除N和P效果不佳。沸石石英砂反应器,兼有过滤和吸附功能,利用沸石的吸附作用,除去多种污染物;生物过滤器,采用在沸石上生长反硝化细菌,对海水养殖废水进行处理,尤其对海水养殖废水中的粪便及残饵有良好的去除效果。
化学方法处理水产养殖废水主要采用凝聚、中和、络合和消毒的思路。具体来讲,凝聚是使用一些化学试剂,使水中微小颗粒及胶体凝聚成较大絮凝体,加速沉淀,净化水质。通常凝絮剂对海水的处理效果较差,对内陆淡水湖泊水体效果较好。中和是通过改变水体过高或过低的pH值,利用常用生石灰等调节水体的pH值,使水呈中性或弱碱性,还能增加水中的钙含量,改良水质,杀灭病原体。新砌的水泥池往往水中pH值过高,不利于水产动物的生长,常用草酸、醋酸、稀盐酸等弱酸中合处理。络合最常用的是EDTA-Na2,可清除水体中含量过高的重金属离子。对于一些重金敏感的鱼、虾等,其苗种培育用水必须经EDTA-Na2预 处理后方可使用。最后,应用化学消毒剂与水中有毒物质发生氧化还原反应,降低或消除其毒性,杀灭有害微生物。目前市场上常用的消毒剂是卤素制剂、臭氧、高锰酸钾、过氧化氢和季铵盐等。
自然界存在大量以有机物为食物的微生物。它们具有将有机物氧化分解成无机物的巨大能力。养殖用水和废水的生物处理就是利用微生物这种能力来处理水中的有机物,因此必须为微生物在水中创造一个良好的生活环境,使微生物在这个环境中将水中的有机污染物氧化分解,从而使水得到净化。这是生物处理水产养殖废水的原理。具体的方法中,最典型的应该是植物吸附,植物主要通过其茎、叶和根系吸收利用、富集、吸附和固定水产养殖水体污染物, 以及为微生物提供栖息地来实现消除或降低养殖水体的污染,比如藻类,藻类细胞壁是主要由多糖、蛋白质和脂肪组成的网状结构,带一定的负电荷,且有较大的表面积与粘性。藻类在生长繁殖过程中能富集和吸收大量的有机物、无机物和重金属,并在富积有机物的同时发生代谢降解。大型海藻具有食用、药用、易采集的特点而被广泛用于水产养殖废水的净化处理。另外,光和细菌、人工湿地也是常见的生物处理水产养殖废水的生物方法,篇幅所限,笔者在此就不一一赘述了。
三、结语
面对现在越来越规模化、集约化和高密度化的水产养殖现状,针对养殖区实际情况的物理方法、化学方法和生物方法相结合的综合治理才是最科学的废水处理方案。我国是世界最大的水产品输出国和消费国,对水产养殖废水处理方法的研发和创造是大势所趋,同时也需要各界人士的广泛关注。
参考文献:
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1.1物化处理
物化处理法主要包括萃取法、蒸馏蒸发法、混凝、气浮、吸附等。这些技术主要处于实验室研究阶段,并且相应的研究对废水中某些污染物质具有较好去除效果,这些定向性去除功能也限制了它们的工业应用。杜慧玲等和拜耳公司的研究表明萃取法对促进剂废水定有机物达到较好的去除效果,但是没有改变废水的含盐量,并且萃取剂用量大,带来二次污染等。蒸馏蒸发能著降低废水中的无机盐和有机物含量,但该方法消耗能量大,运行费用高,适合处理高含盐量同时水量较小的废水。絮凝试验表明常规絮凝剂直接处理高浓度促进剂废水效果都很差,硅藻土复配混凝剂虽然明显改善了混凝预处理促进剂废水的效果,但是这种混凝剂较难制得。吸附法对于常规生物和化学氧化都难以氧化降解的溶解性有机物的去除效果较好。研究发现常用吸附剂活性炭对低COD浓度的废水吸附效果较好,且由于价格昂贵,对高浓度的废水作预处理不经济,一般作为后续处理控制出水指标。
1.2化学处理
化学处理方法主要包括化学沉淀、化学氧化和微电解等。化学氧化通常是以氧化剂对废水中的有机污染物进行氧化降解和去除的方法。常用的几种氧化剂有Fenton试剂、氯氧化剂以及臭氧等。研究发现这些氧化剂对COD的去除能力不高,并且试剂的投加量较大,运行费用很高,而且臭氧氧化后会产生大量副产物。铁碳微电解工艺简单,可达到”以废治废”的目的。但是该方法的缺点是反应前后均需要调节pH,反应后产生大量铁泥需要处置,导致处理成本较高。因此,铁碳微电解一般与其他处理技术如混凝、Fenton氧化等联用,提高处理效率同时降低处理成本。
1.3生化法
生物处理方法是有机废水传统的处理方法,也是最经济的处理方法。但是绝大多数促进剂废水难以直接用常规生化法进行处理,特别是高盐、高氨氮以及含高毒性有机物的废水,仍然是生化处理技术应用的瓶颈。国内外研究发现投加特殊菌种可以提高传统生化法对难降解有机物的去除效果,高效优势菌技术成为生化处理促进剂废水研究的热点,即分离和筛选出适应性强的具有特殊降解功能的微生物菌种,并富集和驯化获得高效优势菌用于废水处理。高效优势菌技术对含有毒性较高的M盐废水的研究表明,高效优势菌技术处理效果优于常规生化处理。由于促进剂废水的高含盐量,耐盐菌的培养和驯化成为人们关注的热点。
2促进剂废水处理建议
2.1促进剂废水及处理概况
2.1.1废水水质
某工业园区橡胶促进剂厂主要生产CZ、NS、DZ、TMTD、D五种促进剂产品,生产废水主要是母液废水和水洗废水,产生的混合废水主要含有生产原料以及微量的副产物、中间产物和产物等,成分结构复杂,属高浓度难降解有机废水。
2.1.2废水处理概况
废水处理工艺实际运行状况如下:
(1)pH调节池:加工业硫酸调节pH至3左右,以达到芬顿试剂反应的适宜pH值,同时达到酸析沉淀去除部分有机物的效果;
(2)芬顿氧化系统:27.5%H2O2投加量为8L/m3,20%FeSO4投加量为50L/m3,降低废水COD,提高废水可生化性;
(3)絮凝沉淀池:加碱调至pH至9,再投加PAC和PAM,去除废水中微小悬浮有机物,降低色度;
(4)水解酸化池:停留时间为12h,池内有组合填料;
(5)生物接触池+MBR:总停留时间为24h,池内也装有组合填料。目前,废水处理工艺系统只对易于处理的NS废水进行处理,而其他几股废水(CZ、DZ、D、TMTD)只能外运处置。为达到生化系统的进水含盐量要求,采用生活污水和循环排污水进行均质调节以降低废水的含盐量。均质后混合废水约600m3/d(NS废水约占1/2),COD在2100mg/L左右,生化处理出水基本能达到工业园区废水三级排放标准(COD<500mg/L)。
2.1.3现状废水处理分析
废水处理工艺系统中物化和生化处理的效率均不高。此外,该废水处理还存在以下问题:
(1)芬顿系统中硫酸亚铁投加量过大,影响混凝沉淀效果,增加芬顿处理出水色度,增加处理成本。
(2)水解酸化后为单纯的好氧处理,生化处理的有机负荷低。
(3)生产废水的含氮量较高,但是现状处理工艺没有脱氮能力。
2.2废水处理改造思路
为了更好利用现有工艺系统解决厂区废水处理问题,根据厂区废水及处理现状,提出分质处理、统筹治理改造思路。对厂区生产废水处理的整体改造思路包括两个方面。(1)对特殊水质废水,如含盐量与COD浓度都很高的DZ废水和硫酸盐与氨氮含量都很高的D废水,进行相应的分质预处理。(2)对现有废水处理工艺系统进行优化升级,以保证混合生产废水经改造后工艺系统处理后能达标排放,达到处理整个厂区废水的目的,避免繁琐昂贵的外运处置。
2.2.1分质预处理
各促进剂生产废水的水质特点,确定DZ和D两股废水需要进行分质预处理。
(1)DZ废水。由于DZ废水含盐量和COD浓度均很高,采用多效蒸发进行脱盐效果较好,同时能显著降低COD。而废水水量(67m3/d)较小,处理成本相对不高。
(2)D废水。常用的降低硫酸盐浓度的方法有蒸发、膜分离、离子交换、化学沉淀等方法。由于D废水量较大,且所含硫酸盐浓度很高,蒸发处理成本太高。废水中含有粘附性强的树脂状物质,膜分离技术不适用于处理此类废水。因此,采用化学沉淀与吹脱法相结合作为预处理。在废水中投加石灰,沉淀后的废水再经吹脱,以降低废水的氨氮浓度。
2.2.2原工艺系统改造
现有工艺处理系统分为预处理、生化处理和深度处理三个部分,对其各部分进行相应的优化升级,以提高系统的有机处理能力和处理效率,保证生化系统的良好运行和处理出水达标排放。
(1)预处理。在原Fenton氧化法基础上增加微电解处理,即采用微电解-Fenton联合预处理混合废水,显著提高COD的去除能力和废水可生化性。同时,联合工艺可以有效改善单独Fenton氧化处理时药剂投加量大、运行成本高的缺点。微电解-Fenton工艺中产生的Fe3+比投加的絮凝剂效果更好,可节省絮凝剂的投加。改进后的工艺无需增加复杂设备,且对环境友好。
(2)生化处理。针对生化处理系统存在的问题,将原水解酸化+好氧改为厌氧/缺氧/好氧工艺,提高系统的有处理机负荷,增加系统的脱氮能力。增加的缺氧段可进一步降解有机物,提高废水可生化性。由于经分质预处理后混合废水含盐量仍较高,可考虑在生化处理系统中引进耐盐菌种,提高生化系统的处理效果。
(3)深度处理。生化处理出水有机物含量不高,但所含有机物大多为难生化降解的,甚至是难以氧化降解的,故采用活性炭吸附作为深度处理保证处理后废水达标排放,是一种较好的选择。
3结论
促进剂废水的处理一直是工业废水处理领域中的难题之一,本文对现有促进剂废水的处理技术进行了总结,发现该类废水的处理主要存在以下难点:
(1)高含盐量,废水中含有的大量无机盐对传统生化处理带来限制,现有物化除盐技术如蒸发和蒸馏及膜技术等,处理费用太高。
分析了烟草工业废水的来源及特点,归纳了目前常见的烟草工业废水处理工艺,分别介绍了多级联合处理法和深度处理法的内容、特点及应用,提出烟草废水处理工艺的改进方向,为烟草行业的节能减排工作提供一定的理论支持。
关键词:烟草工业;废水污染;处理工艺;耦合
烟草废水主要是造纸法生产烟草薄片过程中的排放物,其作为烟草行业主要污染源具有排放量大、浓度和色度高、成分种类多且波动性大的特点,不仅会对破坏水质环境,还会影响人体健康。因此,研究并选取合适有效的废水处理工艺方法,使排放废水达到国家标准(GB8978-2002)要求,成为烟草行业亟待解决的问题。考虑到造纸法生产烟草的过程与纸浆生产过程类似,因此烟草废水处理一般参考纸厂废水的工艺,主要有物理、化学、生物相互搭配的多级联合处理,此外还有包括光催化氧化、Fenton氧化和电化学氧化等在内的深度氧化技术。针对以上处理工艺,目前国内外已经开展了大量实验研究及生产实践,并取得了一定成果。本文在分析烟草薄片废水来源及特点的基础之上,归纳出多级联合处理和两大类处理工艺,分别介绍了各自具体处理方法及优缺点,并围绕环境友好且资源节约这一目标,提出烟草废水处理工艺的改进方向。
1烟草工业废水来源及特点
由于造纸法生产烟草薄片具有利用率高、焦油量少、物理性能好等优点,因而成为目前广泛研究的生产技术。造纸法在清洗浸泡、萃取浓缩和打浆抄造环节会产生大量的高浓度工业废水,一般每生产1t烟草薄片会产生50m3~70m3高浓废水。废水污染物种类多、含量高且成分波动较大。此外,烟草薄片废水不仅包含烟叶、纤维素等悬浮物,具有制浆废水多悬浮物、富营养污染等共性,而且富含烟碱(尼古丁)、高分子有机酸、酯类等溶解性有机化合物,兼具色度高、微生物毒性高等特点。因此烟草废水环境危害大,急需发展先进废水处理工艺技术。
2烟草工业废水的处理工艺
2.1多级联合处理法
常见的多级联合处理法涉及物理、化学和生物法之间的联合。物理法包括沉降法和溶解空气浮选法,主要针对悬浮物,工序简单,但不能去掉有机物,如芬兰部分造纸厂发现使用沉降法能够净化掉初级澄清池中超过80%残渣等悬浮物。化学法一般指化学混凝脱色法,是采用无机盐或高分子絮凝剂促进废水中的胶体凝结沉淀,特点是成本低,效率高,稳定性好,但需要根据水质选择适应性强的絮凝剂。生物法主要包括好氧和厌氧接触处理,通过微生物将大分子有机物分解,特点是成本适中,自动化程度高,但对特征污染物如尼古丁等转化效果不佳,抗水质波动性差等。实际应用中一般结合物理、生物和化学三种方法进行废水处理,常见的物化法有“过滤+混凝”、“格栅+混凝+气浮”等。生物法一般也结合化学法同时使用,如李友明等采用“混凝+厌氧+好氧+AOPs”耦合工艺处理废水,得到厌氧阶段废水化学需氧量(chemicaloxygendemand,COD)去除率达到80%以上,好氧阶段COD去除率介于48%~70%之间。我国废水处理方式普遍采用三级流程,首先通过沉降法或溶解空气浮选法筛掉悬浮物;然后采用厌氧或好氧生化处理;最后进行化学混凝处理。
2.2AOPs法
多级联合处理法存在工序衔接要求高、运行费用较高、出水色度较高、微生物转化效率易受水质波动影响等问题,因此一般还需要AOPs法进行补充。AOPs是在声、光、电、催化剂等因素作用下,将有机污染物氧化或完全矿化为小分子化合物如CO2和H2等,该方法因降解效率高,对环境友好,普适性强等特点已受到国内外广泛研究。常用AOPs法。目前应用最为普遍的深度处理法为隶属化学氧化类的Fen-ton法。如Catalkaya等通过测定可吸附有机卤代物、有机碳总量和色度等指标的去除率,比较了Fenton、光催化Fenton、H2O2/UV、O3/H2O2和O3等深度氧化方法对纸浆废水的处理效果,得知Fen-ton法表现出最佳处理效果。
3结语
国内外关于烟草废水处理工艺的研究目前较少,主要是参考造纸工业废水的处理工艺,考虑到烟草废水中存在较多特征有机污染物如焦油、尼古丁等,且成分波动较大,因此不存在一种公认最佳的处理工艺,只能在兼顾环境友好和资源节约的目标下,根据具体水质、环境及企业自身情况进行合理选择,以达到国家标准的排放要求。
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关键词:线路板,高浓度废水,处理
中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:
PCB生产过程中的每个工序均会产生浓度较低的用于洗涤等的废水以及浓度高的污染废液。印制板生产过程中电镀、成像等工序形成的含有铅或镍等具有剧毒的第一类污染物;含有氟化物、悬浮物(ss)、化学需氧量(COD)、铜、酸,碱等第二类污染物。未经处理就排放的污水中含有多种有毒的甚至是剧毒的污染物,其对人类生产生活以及自然环境造成严重危害,它们不仅污染江河湖海,还会对地下水资源造成严重污染,导致PCB行业的环保问题日益突出。当前常用的处理工艺对这类高浓度废水的处理成效不是很理想,行业废水污染问题十分突出,PCB行业废水处理难以达标。所以研究印制电路板(PCB)生产废水处理的各种工艺对于处理好PCB废水的环境污染问题、降低运行成本、工程投资以及实现达标排放均具有极其重要的意义。
1.国内外PCB高浓度废水的传统处理工艺及其利弊
(1)酸化+混凝法
酸化+混凝法主要是先利用酸将废水的pH值调节到一定值,从而使废水析出很多浮渣,然后再采用混凝剂、絮凝剂沉降废水中的有机物。这种方法是目前油墨废水处理方法中比较常用的,但是此法也具有一定的局限,它并不能真正除去废水中的有机污染物,比如有毒有害的物质及难降解的有机物,而且不能很大提高废水的可生化性,容易造成二次污染。此法在控制污染物的总体浓度方面有一定效果,而在去除有机物的总量方面效果甚微。
(2)生物处理法
生物处理法是将具有特定功能的微生物投入到生物处理体系里面,以改善处理成效的一种高浓度废水处理工艺技术。通常采用接触氧化法来对高浓度PCB油墨废水进行处理,进入到生化槽中的废水的CODcr必须不超过1000mg/L,所以通常都要将PCB油墨废水进行稀释或预处理,经过生化处理之后的CODcr可以小于200mg/L。不过此法生化处理需要进行曝气充氧,动力消耗比较大,处理费用也昂贵,水处理耗时漫长。
(3)过滤-吸附法
过滤-吸附法是先对废水进行预处理,然后经泵注入过滤器,废水经由过滤器处理之后能够除去大多数油墨以及悬浮物,过滤出来的水进入到活性碳吸附设备中,通过活性炭的分解以及吸附作用,可以获得很优异的处理效果。不过所使用的活性炭容易饱和,运行成本比较高,处理效率比较低。而且废水中的油墨粘性比较大,容易粘附在设备或者管路上,设备故障发生率高,所以此工艺不便利用。
(4)化学沉淀法
化学沉淀法指的是根据各种物质在水里面溶解度的各不相同,往废水中加入Na2S、CaO、PFS等化学药品,该药品和水里面的有害物质进行化学反应,再通过混凝、沉淀以及过滤等过程进行固液分离,消除有害物质。化学沉淀法属于处理PCB高浓废水工艺中较为成熟的方法。化学沉淀法的优点在于其工艺简单、沉降脱水性能好、费用较低、运行管理方便以及技术成熟。不过因为不同重金属离子沉淀时的最佳pH值不一样,处理之后出水通常不能达到国家的排放标准。另外一个缺点是形成的污泥如果不加以妥善处理,就会形成二次污染。
(5)离子交换法
离子交换法是指借助于离子交换剂同高浓废水中的离子发生交换反应而除去高浓废水中的有害离子的一种工艺方法。根据废水中含有的不同的阴阳离子,选择使用不同的离子交换树脂。该处理工艺在废水处理领域的应用比较广泛,特别是在电镀工业废水处理过程中。处理之后的废水能够回收利用,并且还能够回收贵重金属,所以通常用来处理含有金,银,铜,铬,镍等重金属的高浓度废水。采用离子交换工艺处理PCB高浓废水,对于金属离子的去除率比较高,出水的水质比较好,并且设备比较简易,容易操控。不过PCB高浓废水中包含有强氧化剂以及很多种有机物,会使得树脂快速地污染以及劣化,大面积地失去离子交换能力,造成离子交换法处理废水工艺的成本很高。
(6)电解法
电解法处理工艺是在有高浓废水流经的电解槽里面通入电流,使得废水里面的阴离子向阳极移动而被氧化,阳离子向阴极移动而被还原,使得重金属形成不溶于水的沉淀,从而使废水得以净化。电解法作为比较成熟的水处理工艺技术,以前通常用于处理含氰和铬的电镀废水,当前已经应用于处理高浓度的PCB废水过程中,并且通过电解将重金属加以回收利用。电解法的优势在于具备很多功能,方便综合处理;电解法可以和生物学方法相互结合起来使用;电解反应能够避免形成二次污染物;设备比较简易,容易实现自动控制。不过这种工艺存在处理成本高、电极板消耗多以及耗电量大的弊端。
2.新型的高浓度废水处理工艺
线路板行业高浓度废水主要划分为:浓碱废液、浓酸废液、络合(铜氨)废水、高浓有机废水等.络合(铜氨)废水的处理工艺采取“破络一混凝—沉淀”的工艺流程。在pH=4的酸性环境下,高浓废水曝气搅拌,加入一定量的铁丝以及硫酸亚铁盐,随之废水中就会发生繁琐的置换反应、铁氧体反应以及微电解反应,使得铜等重金属可以从络合物(螫合物)中解离出来,并且经由混凝沉淀过程除去,通过此工艺处理之后废水中的铜离子浓度减少到1-3mg/L,出水排入到活性污泥池中,与经过物化厌氧处理之后的高浓度有机废水混合之后再加以处理。高浓度有机废水使用“物化一生化”相互结合的工艺进行处理,首先进行“酸析—气浮一混凝—沉淀”过程,废水预处理之后再采用改良型活性污泥法进行处理,其出水CODcr可以降到300mg/L以下,C0Dcr的去除率达到70-80%,再将低浓度的清洗废水混入其中。综合(清洗)废水使用“pH调整-混凝-沉淀-砂滤一离子交换”的工艺进行处理,此工艺处理之后的铜离子浓度减少到0.1- 0.5mg/L,去除率可以达到99%,CODcr降低到20-50mg/L。此工艺排放出来的水的每项指标都能达到国家污水综合排放的一级排放标准。该工艺形成了一定的社会效益、经济效益以及环境效益。CODcr,BOD5,铜,镍,氨氮等排放量可以大大降低,从而降低了环境污染程度。污泥中包含一定量的铜,卖给有资质的处理公司能够取得一定的经济效益。经过深度处理之后的废水,可以回收用于生产车间以及绿化、洗地、冲厕等,降低了企业的生产成本。
总结
通过文中提到的各种高浓度废水处理方法的对比研究,新型处理工艺处理线路板废水,其处理成本相对线路板企业现有的废水处理工艺要低一些,加入的药剂量和形成的污泥量也比较少,处理效果比较好,出水比较清透,CODcr浓度和铜离子浓度均符合污染物排放标准,并且在工艺优化方面也更加简单一些.
参考文献
[1]林金堵.我国PCB工业必须走清洁生产和可持续发展的道路.印制电路信息,2005,(8):5-10.
[2]朱萍,古国榜.从印刷电路板废料中回收金和铜的研究.稀有金属,2002,26(3):214-216.