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关键词:氯碱工业;废水;回收利用;污水处理
Abstract: With the development and progress of society, attention to recovery of chlor-alkali industry wastewater utilization has important significance for the real life. This paper introduces the relevant contents of chlor-alkali industry wastewater recycling utilization.
Key words: chlor-alkali industry; wastewater; reuse; wastewater treatment
中图分类号:S273.5 文献标识码A 文章编号
引言:目前工业取水占全国总取水量的20%,绝大多数有毒有害物质都随着工业废水排入水体,致使许多城镇的饮用水受到不同程度的污染,部分水源被迫弃用,加剧了水源的短缺。为了缓解我国水资源的供需矛盾,必须进一步加强工业节水工作,应用回收利用工业用水的新技术、新工艺、新设备。对于高耗水的工业企业尤其要改造落后的生产工艺和设备,增加废水回收利用的技改投入。
1、废水的来源
氯碱生产中的废水主要来源于蒸发、固碱、盐酸、氯氢处理、电解等工序的酸性、碱性和含盐废水等。废水排入水体后,不但会使水的渗透压增高,而且对淡水中的水生生物也有
不良影响。钙、镁离子会使水的硬度增高,给工业和生活带来不利因素。强酸或强碱流入水体后,会使H+浓度(pH值)发生变化,对水生生物产生毒害作用。
2、废水回收利用方案
2.1 各车间分段预处理、回收利用方案
1)烧碱生产过程中废水回收利用方案
在烧碱生产过程中,盐水处理、金属阳极、修槽、蒸发、氯化氢处理、液氯冷冻、次钠生产、盐酸合成工段均有工业废水排出。其中洗盐泥废水悬浮物较高,主要含NaCI,Mg(OH)2,CaCO3等,经过沉降处理后,浑浊度仍较大,一般SS在200一300mg/L,污染物主要是悬浮物和盐泥。以盐水工段盐泥废水量为40m3/h小计,由沉降池除去悬浮物,经板框压滤机过滤,
用蒸发工段送来的冷凝水洗涤,滤液回收用作化盐水,则回收水量可达35m3/h,滤饼送煤饼厂或堆放(图1)。
图1盐泥废水处理工艺流程
2)电石渣废水预处理、回收利用方案乙炔发生器排出的废水量180m3/h,经过浓缩池浓缩,上清液作为锅炉烟气洗涤水,水量为50m3/h。浓浆经过板框压滤机过滤后,滤液经冷却器冷却,一部分作乙炔发生器用水,废水量为70m3/h;另一部分作洗涤塔洗涤水后送至全厂废水处理系统进行处理,水量为40m3/h(图2)。
图2电石渣废水处理的工艺流程
3)聚氯乙烯废水预处理、回收利用方案
该车间综合废水排放量超标18.75倍,COD和BOD也有不同程度的超标。说明有大量的冷却水,设备冲洗水和离心机母液排出。我厂采用如下的技改回收利用方案:聚氯乙烯洗涤水、
母液水经母液池回收废树脂后,一部分废水回收利用作为机封用水,二次利用后送至全厂废水处理系统,排放量约为20m3/h,减少工业取水量20m3/h,另一部分废水经汽提塔回收氯乙烯单体,浆料送离心机分离后循环使用(图3)。我厂技改前的取水量为1167m3/h,循环水重复利用率为79.76%,废水排放量为858m3/h;技改后,工业取水量为573m3/h,循环水重复利用率为90%,回用水水量为240m3/h,废水回收利用率42.55%,废水最终排放量为324m3/h,废水排放率为57.459%,达到了提高废水回收利用率、减少工业水取用和废水排放量的目的。
图3聚氯乙烯车间废水处理的工艺流程
4)氯乙烯合成工段废水预处理、回收利用方案氯乙烯合成工段净制工序排放的酸性废水主要污染物是HCl和汞,监测HCl的排放浓度为3%一5%,汞排放浓度为0.01mg/L,综合废水pH值大多数偏低,由此说明有大量的稀盐酸排放,我厂通过技改引进聚氯乙烯水洗泡沫塔,采用密闭强制循环,副产盐酸工艺。增加膜式吸收塔和尾气冷却系统,稀盐酸循环吸收装置的技术改造,将尾气冷却塔的洗涤水用于膜式吸收塔作吸收液用,吸收下来的25%的稀盐酸可作工业用盐酸出售或解吸出HCl气作原料气用,以降低废水中HCl的排放浓度和汞的排放量,原需用水60m3/h,现只补充工业水3m3/h,减少用水量57m3/h(图4)。
图4合成气净制废水处理工艺流程
5)锅炉房烟气洗涤水循环利用方案
锅炉房设有麻石水膜除尘装置,洗涤水量150m3/h,主要水污染物是悬浮物,其浓度为750一900mg/L。另外还有少量的硫化物和挥发酚。这种废水悬浮物含量高,色度深,且呈酸性。有些厂家通过技改,拟采用乙炔工段的电石渣水上清液作为洗涤水补充水,由于电石渣清水偏碱性,还可以脱队烟气中部分二氧化硫。
由乙炔工段来的50m3/h电石渣水上清液和全厂废水综合处理回用水10m3/h作为洗涤水补充水,该水经沉降池沉降板框压滤机压滤,一部分用作高浊度净水器进行煤灰水分离,分离出的清水返回除尘器闭路循环使用。循环量为90m3/h,另一部分滤液水外排送至全厂废水处理系统。其排放量估计为30m3/h,过滤煤渣送砖厂使用(图5)。
图5电石渣水上清液及全厂废水综合处理回水治理锅炉烟气循环利用工艺流程
6)电石车间烟气洗涤水
有些厂家采用半密闭电石炉,且用的是焦炭,烟气中二氧化硫浓度低,电石车间设有湿式除尘器,其除尘废水20m3/h,烟气除尘废水的污染物主要含有Ca(OH)2、C、倍半化合物
R2O3、MgO和酸不溶物的悬浮物,呈碱性的特征。该厂通过技改采用全厂废水综合处理后回收作为烟气洗涤水,用聚氯乙烯车间的废稀盐酸调节PH值,洗涤水经沉降池沉淀初沉后,板框压滤机压滤,高浊度净水器进行回水分离,废水外排送至全厂废水处理系统。
2.2全厂工业废水回收利用方案工业废水排放量大,成分复杂,废水处理后回收利用难度较大,根据国内同类生产厂家的生产废水处理实例,全厂废水回收利用方案采用接触氧化法的生化技术对全厂工业废水进行处理,工业废水经过二级处理,一部分废水达到二级排放标准进行排放,另一部分废水再进行深度处理,达到回用水水质标准,进行回收利用(图6)。
图6全厂工业废水回收利用的丁艺流程
3、污水处理
对于污水的处理,主要采用了采用膜分离集成新工艺,其工艺流程分为预处理系统、超滤系统、膜浓缩系统3部分(图7)。
图7
3.1预处理系统主要目的是除去生产废水中的悬浮物、胶体、色度、浊度、有机物等妨碍后续工艺系统正常运行的杂质。
3.2 超滤系统
包括超滤装置、反洗氧化剂加药装置、压缩空气储罐和反洗泵等设备,其中主要处理装置为超滤装置。其功能对胶体、悬浮颗粒、色度、浊度、细菌、大分子有机物具有良好的分离能力,主要是保证膜浓缩系统的正常运行。
3.3 膜浓缩系统
包括还原剂、阻垢剂加药装置、高压泵、1#浓缩装置、2#浓缩装置等,主要是采用反渗透膜处理,以保证透过液含盐量较低,符合回用要求;设备经运行发现其出水主要指标:淡水pH=6 ~ 9,含盐量<1000mg/L,总硬度<150mg/L,用于循环水补充用水;浓水用作一次盐水化盐补充用水,从根本上解决了生产废水外排现象。
结束语:
结合氯碱企业的实际情况,对工业废水采用上述分段治理、分段达标,综合治理、综合达标的技改方案,通过环保部门验收。对于减轻江河的水体污染,保护水环境起到积极的作用。
参考文献:
关键词:石槽村 高矿化度水质 RO-75Z型反渗透装置 能量回收
中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)05(c)-0024-02
矿井污水是煤炭开采过程中涌出的地下水,经过井下巷道集中至井下调节池,通过输送泵至地面污水处理构筑物进行处理,在进行中水回用。
石槽村矿井水回收利用工程最早立项于2006年,并直接委托中煤国际工程集团武汉设计研究院进行方案设计,要求水处理设计处理能力为420 m3/h,处理后的产品水质满足生产、生活用水水质标准,考虑到矿井水含盐量高、工程投资大,同时也是作为神华宁煤集团公司的第一个高矿化井水回收利用工程,主要工艺包括:预处理工艺+脱盐处理工艺组成。
1 水质分析
石槽村矿井污水为典型的高矿化污水水质,主要水质参数见表一。
水质分析:通过《宁夏地址矿产中心水质分析报告》可以看出,石槽村矿井水位典型的矿井高矿化水质,其中主要以硫酸盐及盐酸盐的形式存在,PH偏碱性,用过滤设备容易结垢,影响过滤设备的能力,要想处理后水质达到《生活饮用水卫生标准》(5749-2006),必须进行脱盐处理。
2 工艺方案确定
2009年3月中煤国际工程武汉设计研究院派员到现场与石槽村煤矿筹建处交换关于二、三期工程合并建设的技术方案,决定在原“模块式矿井水回收利用工程初步设计”的基础上结合一期工程模块中取得的经验教训,对原方案进行优化设计,优化的内容主要包括以下几个方面:
2.1 脱盐设备除了能力
原设计二、三期设4×50 m3/h反渗透装置,能力为200 m3/h,加上一期工程的100 m3/h,水处理站总脱盐能力为300 m3/h。若矿井排水量420 m3/h,全日10080 m3/d,回收率以70%计,脱盐水量为7056 m3/d,则反渗透装置日工作需23.52 h。这是基于当时尚不知何时石槽村煤矿矿井下排水才能达到420 m3/h,故能力富裕量较小。目前石槽村矿主井以及风井的建井期排水量稳定在260~300 m3/h,副立井尚未在井下贯通,因此预计贯通后排水量很快将达到420 m3/h左右,故优化设计中将反渗透装置改为3×75 m3/h,则脱盐能力为225 m3/h,加上一期工程的100 m3/h,水处理站总脱盐能力提高到325 m3/h,全日工作21.7 h。最大脱盐能力为7800 m3/d,则有一定的富裕能力储备。
2.2 反渗透装置的能量回收问题
一期工程RO-50Z型采取一级两段,段间增压脱盐方式,段间增压1MPa维持浓水端所需的3.33 MPa压力。故浓水排放尚有余压3.28 MPa,必须有设置的截止阀进行消能,由于其压力大,闸门产生的噪声很大。在二期优化设计中,我们采用美国PEI公司生产的LPT-250型反渗透浓水专用的高级水力涡轮增压器替代原设计的段间增压泵,利用浓水排放的高压使二段进水压力提高1 MPa满足二段浓水所需压力,这样浓水排放压力降到0.2 MPa以下,消除了截止阀产生的噪声,同时可减少30 kW增压泵3台,每年可以减少电费35万元,尽管能量回收装置投资较高,但是仅用2.5年节约的电费即可收回全部投资,经济效益十分显著。
2.3 蒸发池的设置问题
原设计蒸发池位于矿井西侧,离水处理站1.5 km,蒸发池面积约21万m2,可承纳原设计一期、二期浓水量20年左右。
3 反渗透膜及透过机理
反渗透膜理论以吉布斯吸附式为依据,膜表面由于亲水性原因,能够选择吸附水分子而排斥盐分,因而在固―液界面上形成厚度为两个水分子(1纳米)的纯水层。在施加压力的作用下,纯水层的水分子便不断的通过毛细管流过反渗透膜,膜表面层具有大小不同的极细孔隙,当其中的孔隙为纯水层厚度的一倍时,为临界孔径,可达到理想的脱盐效果。
目前反渗透装置有板框、管式、卷式和中空纤维式等类型。二期方案优化后的采用RO-75Z型反渗透装置,属于管式反渗透装置,反渗透装置RO-75Z型单台产水量75 m3/h,进水量107 m3/h,浓水排放量37 m3/h,回收率70%,膜元件为海德能公司的增强型低压反渗透膜PROC-10型芳香聚酰胺复合膜,其通水量大,压力小,脱盐率高,可以满足苦咸水一次淡化的要求,共3台,同时使用,每日工作21.56 h,单台反渗透装置包括:5微米保安过滤器:ML-700型,过水能力110m3/h,1台高压泵:CR90-6+CR90-6型,Q=107 m3/h,H=220 m,电机45+45 kW,380 V,1套能量回收装置:LPT-250型,1套。由于反渗透装置的浓水压力比较高,如果直接排放将浪费大量电能,排放口还需要设置消能设施,防止建构筑物受损。采用能量回收装置将浓水的较高能量转移到一段浓水中,增加二段进水压力,替代增压泵,减少电能消耗。浓水的能量回收率在60%左右。
每套膜元件84支组合安装,每根压力容器内4个膜元件,每套设备21根压力容量,14-7制排列。一级两段段间增压脱盐,系统脱盐率98.79%。由于原水含盐量很高,硬度大,为防止在浓水端有CaCO3,BaSO4,SrSO4或CaSO4等沉淀,设计投加高效新型阻垢剂亚士兰3090,投药量3.4 mg/L。
4 反渗透装置清洗及事故预防
反渗透装置运行3个月~4个月左右须将膜元件清洗一次,去除可能附着在膜面上的有机物、细菌以及一部分矿物盐类结晶清洗剂视不同需要可采用4%~10%的EDTA溶液、pH=12的NaOH溶液、pH=2~3的HCl溶液,以及用亚硫酸氢钠及非氧化性杀菌剂唑啉酮的衍生物等,以消除污垢及生物粘泥。
浓水池:由于反渗透装置为多台并联运行,容易产生背压事故,因此在处理站场地内建设200 m3浓水池一座,反渗透的浓水管道直接排放至浓水池中,经过调蓄后再由浓水泵抽送至蒸发池。
浓水管道:由浓水池用浓水泵将浓水送至蒸发池内,浓水流量Q=130 m3/h,管长2162 m,采用DN200的聚乙烯管,以减少了氯离子对管道的腐蚀。
浓水泵:在脱盐车间内设置浓水泵2台,KQWH125-250B型,Q=138 m3/h,H=60 m,37 kW,2台,一用一备。抽取浓水池内之水,用聚乙烯管输送至蒸发池进行蒸发浓缩。
蒸发池:蒸发池面积6.5×104m2,平均水深5.0 m,池容32.5×104m3,年蒸发量17.55×104m3.
5 结语
反渗透膜在矿井水水处理的应用与实践表明:
(1)高矿化度水优选反渗透工艺,相对电渗析、离子交换、超模工艺等更符合实际需要。
(2)可节省水资源和大量的污水处理,满足西北地区的水资源缺少而浪费的意义。同时解决了生产及生活用水的难题。
(3)提高矿井水的综合利用率,有很好的经济效益,适合当前经济及社会环保的发展要求,有很好的社会效应。
参考文献
[1] 严熙世.给水工程[M].4版.中国建筑工业出版社,2005.
[2] 严熙世.排水工程[M].4版.中国建筑工业出版社,2005.
[3] 矿井(煤矿)水处理常见工艺流程,煤矿安全网.
[4] 煤矿矿井水处理,中国污水处理工程网.
【关键词】市政;污水处理;回用
随着我国近些年对环境治理的要求越来越高,随着国家环境友好型、资源节约型社会建设逐步落到实处,人们的环境保护意识也逐步增强,城市的污水处理作为一项重点工作,从技术上到成效上都有了较大突破。在发展过程中,水污染的控制和治理方法也处于不断地发展变化过程中,由最初的单一治理、污染物浓度排放达标到现在实施的综合治理,既保证了人们的生产正常进行,又在水污染的治理与污水处理回用上取得了成效。
一、市政污水处理所要达到的目标
在以往的城市污水处理中,我国的污水防治工作主要就是坚持点源治理、达标排放、三同时等,基本上所采取的治理措施是被动的治理过程,因此在实际的污水处理过程中,其治理效果不明显。在国家环保总局对我国工业废水处理设施调查结果中发现,就投资来说,有效投资只占到了不足三分之一,而对于比较好的污染治理设施的运行率、设备利用率以及污染物去除率等最高没有超过40%,这些数据都显示着市政污水治理效率低下,我国的污水处理系统存在很多问题,因此要想实现资源和经济环境的可持续发展利用,改善城市环境,那么必须加强相关各类技术的实施和创新发展应用。
二、市政污水处理主要的内容
(一)排污
污水的处理方法很多,在污水处理的过程中,通常需要根据污水的水质情况以及回收利用的水质情况,对污水处理单元进行不同的组合划分处理,通过技术经济比较来选择科学合理且经济的污水处理流程。通常污水处理厂的设计进水水质,需要在市区一定的位置选择几个代表性的排污口,定期对其水质进行监测,通过采用多次平均的方法对其测量的污水水质进行计量,从而对于其污水水质有一个准确的了解。在污水处理工艺的选择过程中,需要结合污水处理厂附近地区污水再生水情况进行工艺选择,目的就是通过对实际的污水处理厂情况进行了解,从而选择适合的污水处理工艺,满足污水回收利用水质的要求。
(二)脱氮除磷
脱氮除磷目的是为了减少或消除污水中各种有机物、无机物。其中主要步骤是脱氮,是指利用硝化细菌将氨氮氧化为硝态氮,然后再使用反硝化细菌进行反应还原硝态氮为氮气。过程中一般包括四个主要的生化反应:同化反应,将有机氮进行同化吸收,合成利于生长繁殖的成分;氨化反应,将废水中的有机氮化合物进行分解;硝化反应,将好氧自养硝化菌将氨氮氧化为硝态氮的过程;反硝化反应,指在缺氧环境中,由异养兼性厌氧的反硝化菌利用硝化反应的产物亚硝酸盐、硝酸盐作为电子受体、由污水中中有机物作为电子供体,将硝态氮转化为气态氮。
(三)污水回用
随着我国城市发展建设项目增加,我国水资源被大量的使用,因此水资源出现匮乏,那么我们就必须加强对污水的回收利用,从而有效地缓解水资源匮乏现状,相比于到城市外部去开发水资源,那么城市污水处理的回用成本相对较低,也比较方便,经过处理以后,可以将其用作工业洗涤用水、城市道路用水等,因此污水回用工程被广泛地加以实施。对于污水的处理回用,那么要结合其水质情况进行污水处理,首先需要考虑污水回用的处理用地,在污水回用处理规划过程中,必须妥善处理城市污水厂产生的大量污泥,避免出现二次污染,实现污水的有效回用。
三、市政污水处理的主要技术
随着生产技术的提高,我国从传统的单一治污方式逐渐转化为对生态环境破坏最小,经济成本最优,实施起来最方便的原则上来。因此,开发生物治污是必然选择。
生物治污工艺选择原则有以下几点:一是在常年运转中保证出水所要求的处理程度,处理效果稳定,技术成熟。二是基建投资及运行费用低,占地少,电耗省,以尽可能少的投入取得尽可能大的效益。三是运行管理方便,运转灵活,并可根据不同的进水水质调整运行方式和参数,最大限度的发挥出处理装置和构筑物的处理能力。四是便于实现处理过程的自动控制,提高管理水平。五是为节能降耗创造条件要确定适应的污泥处理工艺,特别是运走污泥综合利用的道路。
生物治污工艺主要通过三部分生化反应池。首先在厌氧池,在此池中要实现聚磷菌释磷。污水在厌氧池中与从二沉池回流汇入含磷的污泥。有机物在各种发酵细菌的作用下分解,或是被细菌自身吸收利用,有机物在细菌中分解释放细菌细胞体内的磷酸盐。在有机物被分解的过程中,污水中的 COD、BOD 浓度得以降低。另外,当二沉池中的硝态氮大量回流时,会抑制厌氧发酵菌的活动,不但抑制了磷酸盐的增长,还使进入缺氧池的碳源减少。
第二,污水进入缺氧池,由厌氧池进入缺氧池的污水主要发生硝化脱氮反应,混合液内回流比一般设置为100%、200%、300%。回流而来的硝态氮在反硝化细菌的作用下,将硝态氮还原为氮气。经过缺氧池中的生物反应,系统的总氮浓度会得以大幅度的减少或是去除,有机物进而大量的削减。
第三,好氧池―曝气池作用阶段,污水流进入好氧池―曝气池后,该池可以进行有机物去除、硝化作用、聚磷菌吸磷等多项反应,进一步的降低有机物的含量。通过好氧池―曝气池的反应后,流入沉淀池。沉淀池的功能是泥水分离,污泥的一部分回流到厌氧池,一部分进入下一个处理单元,上清液则作为处理水排放。
工艺是在A/O工艺的基础上进行的升级,对于脱氮除磷步骤来说,通过综合化的操作,可以进行有效的处理,工序简单,效率高。占地面积小,成本比A/O工艺更小。厌氧、缺氧、好氧三种作用步骤可以交替往复运行,可以有效抑制丝状菌的过量繁殖。作用过后,清液质量较好,剩余污泥含磷高,肥效好。单位污水的处理成本较低,经济效益更好。工艺对温度等要求不是太高,对于北方大部分地区都可以使用。
四、污水处理厂的规划问题
污水处理厂在进行规模、数目和厂址的选择过程中,需要进行一个远期的规划,必须对未来几年内所在地的污水情况以及污染区域进行一个准确的规划,通过考虑这些因素,从而实现一个远期的规划建造,更好地促进市政污水的处理和回收利用。以往在选择污水处理厂的地址时,通常选择在河流的下游、城市的郊区等地方,这样目的就是为了保证污水处理厂原理人群,一旦发生污染问题,也不会对周围的居民造成太大的影响,但是这种方式的选址只是考虑到污水的排放,而没有考虑到污水的回收利用,污水回收利用时需要铺设管道,那么选择偏远地区,就会造成回收利用成本大幅度增加,因此根据污水回收利用特点,要对污
水处理厂的数目和地址等选择过程中,选择适当的位置进行建造,一方面可以实现污水的有效排放,另一方面降低了城市污水处理成本,实现污水的有效回收利用。
综上所述,为了取得污水处理的最佳的污水处理效果,需要在技术与规划上多下功夫,对于技术的实践要进行不断的试验与考察,通过对污水治理的不同类型参数分析,找出污水处理效果最佳的方案。另外,污水处理也要注意不能影响地区生态环境的正常运行。
参考文献:
[1]裘燕春.市政污水处理中的问题及解决策略[J].科技风.2014(17).
关键字:热泵技术 循环冷却水 废热回收利用
Abstract: with the improvement of people's living standard, stability, reliability and economy of power supply put forward higher requirements. The current our country electric power industry are mainly coal-fired thermal power, condensing steam turbine power belongs to the main form of coal-fired power generation, its output accounts for about 80% of the total generating capacity. However in this type of power plant, the heat energy utilization rate is very low, caused serious waste of energy and brings environmental pollution problems. Taking heat pump technology for circulating cooling water waste heat recycling, improve energy utilization. Based on the analysis of heat pump technology for circulating cooling water waste heat recycling, on the basis of feasibility analysis, studied the working principle and design scheme. By practical application, the heat pump technology for circulating cooling water waste heat recovery and utilization of comprehensive benefit of probing.
Key words: circulating cooling water waste heat recycling heat pump technology
中图分类号:TS734+.9 文献标识码:A
在燃煤发电厂中多应用凝汽式汽轮发电,其热能利用率较低,超过一半以上的热量随着循环冷却水及冷却塔被驱散到大气环境中。因循环冷却水温度多在20-40℃之间,低于50℃,属于低品位热源。很多发电厂对这部分热量缺乏回收利用的意识,导致能量浪费的同时,带来了环境污染等问题。提出应用热泵技术,提高低品位能量品位,扩大循环冷却水废热适用范围,从而进一步提高其利用率,节约能源,保护环境,实现经济与生态效益。
一、热泵技术在循环冷却水废热回收利用中的可行性分析
因火电厂循环冷却水废热温度较低,属于低品位热能,直接应用的可行性较低,且利用效率不高,为此,提出应用热泵技术,进行低品位热能品位提高,从而扩大废热应用范围,进一步提高废热回收利用效率。随着科学技术的不断发展,热泵技术的应用越发广泛,并出现了众多类型,如地源热泵、空气源热泵、太阳能热泵、污水源热泵、工业余热热泵等。因热源存在着特殊性,导致热泵设备在应用中仍存在着一定问题,如地源热泵对地温影响,空气源热泵蒸发器结霜,污染源热泵设备腐蚀等。
火电厂循环冷却水水质较好,其流量及温度相对稳定,应用热泵技术进行冷却水废热回收利用,存在着较多优势,其优势主要表现在以下几个方面:第一,节省投资,位于地面,在安装换热器及管路时不需要进行深竖井开凿;第二,存在的问题较少,相对空气源热泵,循环冷却水热泵其蒸发器不会出现结霜问题,且转热性能较好,启动时间较短,循环水质较好,不存在腐蚀设备等问题;第三,提高发电功率,通过循环冷却水回收利用,可以降低凝汽器进入温度,进一步增加凝汽器真空度,有利于提高汽轮机发电功率。
虽然火电厂循环冷却水能够作为热泵低位热源,但热泵出水温度较低限制着热泵应用的范围的进一步扩大。一般来说,热泵出水温度多为60℃,超高温热泵其出水温度能够达到85℃。
二、热泵技术在循环冷却水废热回收利用中的工作原理及设计
针对热泵技术在循环冷却水中的回收与利用,有学者提出通过热泵回收废热,并应用于供热系统中。但在综合分析研究后发现,热泵供热温度普遍偏低,难以满足大规模供热系统要求,如将其应用于供热系统中,将会增加供热系统运行成本,难以实现供热的经济效益。在分析火电厂生产特征及回收利用问题的基础上,提出通过热泵技术,将电厂中循环冷却水携带废热低位能量进行回收,将循环冷却水废热回收后应用于凝汽器冷凝水预热环节,实现循环冷却水废热不间断回收与利用,实现其综合效益。
(一)热泵在循环冷却水废热回收利用中的工作原理
热泵属于一种能量提升装置,可以将热量由低温环境向高温环境进行输送。在火电厂中应用热泵回收技术,其工作原理为:应用热泵设备,在消耗电能或高温蒸汽等高位能的基础上,吸收循环冷却水中存在的低位热能,并将低位废热与高位能融合在一起,经过热力循环系统,将热能输送到高温环境中,从而实现废热回收利用。一般通过供热系数作为评价热泵机组工作性能的指标,如电动压缩式热泵其供热系数普遍在3-5之间。
(二)热泵在循环冷却水废热回收利用的方案设计
通过热泵技术,将电厂中循环冷却水携带废热低位能量进行回收,将循环冷却水废热回收后应用于凝汽器冷凝水预热环节,实现循环冷却水废热不间断回收与利用。基于以上设计理念,热泵在循环冷却水废热回收利用的方案设计具体下图:
图1:热泵在循环冷却水废热回收利用的方案设计示意图(热泵部分为图中压缩机、热换器、节流阀,箭头为介质流向)
在火电厂中,其汽轮发电机组常规循环冷却水系统主要是由积水池、循环水泵、凝汽器、冷却塔等组成。热泵废热回收系统则是由热泵压缩机、换热器、节流阀等构成。在上图中,换热器1为蒸发器,其主要功能为吸热。换热器2作用则与冷凝器作用相当。将循环冷却水直接引入到换热器1中,经过处理后,水进入到积水池或凝汽器,凝结水则经过热泵换热器2进行加热处理,然后输送给电厂锅炉房,从而实现热泵在循环冷却水中的废热回收与利用,实现了良好的综合效益。
三、热泵技术在循环冷却水废热回收利用中的综合效益分析
如在某企业中应用的是300MW机组,为实现废热回收利用,进行热泵技术的设计并应用,热泵应用的是电动压缩式热泵,其供热系数为3.5。通过热泵技术的应用,提高了冷凝器放热热量,节省了大量煤炭应用量,降低了企业运行成本,为企业实现了经济效益。因每降低一吨煤燃烧,则会减少440kg二氧化碳排放,减少灰渣及烟尘排放,从而实现了废热回收利用的环境效益。
四、结语
电力需求的不断增加,为保障电力供应的稳定性及可靠性,对电力企业发电量提出了更高要求。在我国发电结构中,燃煤发电是其主要形式。然而燃煤发电需要消耗大量的煤炭,并带来严重的污染问题。在燃煤发电厂中,其热能利用率较低,尤其是循环冷却水的回收与利用率较低。提出应用热泵技术,提高循环冷却水废热回收利用率。本文在分析热泵技术在循环冷却水废热回收利用中的可行性的基础上,对热泵技术在循环冷却水废热回收利用中的工作原理及设计方案进行了研究,并结合案例,证明了热泵技术的应用,可以为企业实现良好的经济效益及环境效益。
参考文献:
[1]张鹏飞. 水源热泵回收电厂循环冷却水废热进行集中供热的探讨[J]. 科技风,2011,01:253.
[2]牛永胜,王建学. 煤矿电厂辅机冷却水废热回收利用试验研究[J]. 煤炭科学技术,2012,09:125-128.
【关键词】实验教学环境教育绿色化学污水处理
化学学科是对学生进行环保教育的重要学科之一,化学课堂教学更是对学生进行环保教育的主阵地,特别是化学实验教学,是对学生进行环保教育最直观有效的途径。
化学实验会使用到许多对环境有害的化学物质,也会排放出有害气体,产生污水,对实验后的化学物质进行处理和尽量减少有害气体、污水的排放是化学实验教学中对学生进行环境教育的主要途径。高中化学新课程将“通过实验学化学”作为线索,新增了很多化学实验,通过化学实验教学使学生体验科学探究的过程,进一步激发学习化学的兴趣,进一步强化科学探究的意识,从而促进学生学习方式的转变,培养学生的创新精神和实践能力,同时也强调化学实验教学同时也肩负着对青年学生进行环境教育的重任。经实践摸索,笔者认为主要应该从以下几方面加强对青年学生进行环境教育。
一、引导学生树立绿色化学理念。绿色化学是人类和自然和谐相处的化学,它的目标是研究和寻找能充分利用的无毒害原料,最大限度地节约能源,在化工生产各个环节都实现净化和无污染的反应。其具体内涵主要体现在5个“R”上,即减量(Reduction)、重复使用(Reuse)、回收(Recycling)、再生(Regeneration)、拒用(Rejection)。在化学实验教学中如何落实“绿色化学”的理念呢?
第一,减量——药品减量、洗涤用水减量。减少排污首先要把握两个“减量”。(一)减少药品使用量。化学实验所用药品的量以能达到实验效果的最少量为最佳,即应大力推广“微型实验”。现行教材中给定的药品用量大多数是偏多的,减量势在必行。如苏教版(以下所举例均为苏教版)化学必修1第51页活动与探究[实验4]“向一只烧杯中加入50mL0.5mol/L碳酸钠溶液”,改为“向一只50mL烧杯中加入30mL0.5mol/L碳酸钠溶液”;必修1第53页活动与探究实验“50mL0.1mol/L盐酸、醋酸溶液、氢氧化钠溶液和氨水”都改为30mL,效果同样明显。对于学生活动与探究实验使用的试管绝大多数都可改用10mL、5mL的小试管。(二)减少洗涤用水量。长期以来,人们以水为净,洗得越净越好,很少考虑洗脏了多少水,污染了多少水。化学实验完毕,所用玻璃仪器都要洗净以备下次再用,往往没有将反应器中的药液倒尽就用水冲洗,这样大量的化学药品随水一起冲走,增加了用水量。为减少洗涤用水量,将试管中的药液先倒净后再水洗,洗分初洗和清洗,初洗用最少量的水,洗涤后的水收集处理,不直接进入下水道排放。这样不仅节约用水,进入下水道的化学药品量也大大减少,也达到了减少污染水源的目的。
第二,重复使用。现实生活中许多物质可以回收利用,如我国金属产品三分之一以上的原料来自再生资源,化学实验取用的药品也可以重复使用,如:化学必修2第30至31页活动与探究[实验1]和[实验2]分别取出5mL12%、4%的过氧化氢做对比实验,[实验3]的实验完全可以利用前两实验的药品而不用再取药品。其次,初洗用水可以重复使用,多支试管用一盆水洗,既提高了水的利用率,也进一步减少了用水量。
第三,回收利用。化学实验完毕的很多药品可以回收利用,如化学必修1第68页活动与探究实验中的浓硝酸、浓硫酸,第19页、46页萃取后的四氯化碳;化学必修2第30页活动与探究[实验2]用过的MnO2,第35页活动与探究[实验2]氢氧化钡晶体和氯化铵晶体反应后的固体都可回收再供其它实验使用。这样不仅节约了药品,也减少了会对环境造成污染的有害物质的排放。
第四,拒用。对一些会对学生造成损害的实验物质应该“拒用”,这里的拒用不是放弃不做该实验,而是通过研究改进实验方案(研究改进实验方案还有一个前提就是良好的实验效果),减少对环境有害物的产生,或者是对有害物质进行处理以达到减少对环境伤害的目的。如化学必修2第44页观察与思考实验电解饱和氯化铜溶液,该实验要验证电解池两极电解的产物,阴极产生红色的铜,现象很明显,但阳极产生的氯气黄绿色观察不明显且产生的氯气对人体有害,通过研究把阳极进行改进:用一支下端截去的小试管套住阳极,试管口用导气管把电解产生的气体导出检验后通入到氢氧化钠溶液吸收,这样既能在小试管中观察产生的气体颜色又能把对环境有害物进行处理;另外,高中化学新课程苏教版安排的有些学生活动与探究实验并不适宜学生做,譬如必修1第42至43页活动与探究[实验1]和[实验4]学生直接使用氯气等实验、必修2第63页活动与探究[实验1、2]就应该改为观察与思考实验。
二、化学实验过程中努力做到有害气体“零排放”。化学实验过程中经常会产生Cl2、SO2、NO2、NO、CO等对环境有害气体,实验过程中无论是学生探究还是教师演示都必须对尾气进行吸收处理,不直接排放。第一,设计联合装置,使反应在全封闭和可控制的条件下进行。如必修1第42页观察与思考实验设计联合装置,按照制取Cl2除HCl(饱和食盐水)干燥(浓硫酸)漂白实验(干有色纸)漂白实验(湿有色纸)收集Cl2集气瓶尾气吸收(氢氧化钠溶液)设计联合装置使实验在封闭体系中进行;再如第88页SO2性质,按照制取SO2漂白实验(品红溶液)性质实验(氯化钡溶液)性质实验(滴有H2O2氯化钡溶液)尾气吸收(氢氧化钠溶液);第100页NO2、NO制取与性质设计如下图的联合装置进行,能有效防止有毒气体NO2、NO的排放,减少环境污染。
第二,化学实验中还应尽量减少有害气体的生成,如必修1第92页观察与思考[实验3]中的铜片改用可抽动的螺旋状的铜丝,当实验结束时向上抽动铜丝,使其离开浓硫酸,防止继续反应生成SO2。
通过设计联合装置,不仅能防止有害气体排放,培养学生的环境意识,而且有利于学生对化学知识的系统掌握,进一步培养学生的综合运用化学知识的能力。通过教师引导学生设计联合装置时,培养学生的创新精神和实践能力。
三、引导学生对化学实验产生的污水进行处理。我国有关环境保护法律中明确规定:预防为主,谁污染谁治理,强化环境管理。但是,长期以来,学校化学实验室的污水没有经过任何处理便沿着一条条暗管排入江河,无形中造成更多水体污染。学校作为培养未来接班人的殿堂,一边大力宣讲环境保护的重要性,保护我们赖以生存的家园,号召广大学生同破坏环境的行为作斗争。另一边又在不自觉地污染着环境,确实存在自相矛盾、处境尴尬的事实。学校应从自身践行保护环境,对教育学生更具说服力。与其领着学生走出校门走马观花参观工厂的污水处理情况,不如引导学生亲自参入污水处理的实践行动。进一步体现科学探究的过程,体现重视探究性学习培养探究的能力的态度。
关键词垃圾填埋场安全运行;沼气收集;回收利用
中图分类号:X705 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2014)12-0166-01
城市生活垃圾处理主要有卫生填埋、生物堆肥、焚烧发电等,而卫生填埋处理生活垃圾是目前我国采取的最普遍的处理方式。垃圾经填埋以后,经过厌氧发酵,会产生以甲烷和二氧化碳为主、少量硫化氢等的填埋气,也称沼气。如果不及时采取适当的办法将其采集排放,填埋气体就会在填埋场内横向、纵向迁移,或不断积累,当甲烷达到一定程度时,遇明火就会发生爆炸和火灾,排放到空气中的甲烷会加剧全球气候变暖,少量的有毒气体会危害人们身体健康。
另一方面,填埋气是一种可回收利用的能源,甲烷含量约50%,是天然气热值的一半。因此综合利用垃圾填埋气,用其发电、提纯做汽车燃料等,申请清洁发展机制(CDM)交易,既能取得良好经济效益,又能实现环保、增加当地就业、税收等社会效益。
1青岛市小涧西垃圾填埋场现状
青岛市小涧西固体废弃物综合处置场位于河套街道办小涧西村北1.7千米,占地面积65.88公顷,填埋场库区为26.88公顷。填埋场具有国际先进的防渗系统、污水收集处理系统、填埋气体收集利用系统等,是中环协评定的国家一级无害化处理场。工程于2000年开工建设,2002年5月投入运行,设计日处理量为1500吨,总库容量为710万m3,项目总投资2.4亿元,主要担负青岛市主城区的生活垃圾处理任务,目前已累计填埋垃圾量约为1015万吨,已填埋库容600万m3。在垃圾焚烧发电厂一期工程项目运行之前,填埋场日处理量约为3000吨,焚烧厂运行之后,日处理量约为1000吨(包括焚烧厂飞灰35吨),剩余使用年限大约为5年。是建设部首批认定的一级无害化填埋场之一。
小涧西垃圾填埋场沼气利用工程于2008年建设,装机容量为三台1063 kW颜巴赫内燃发电机组,以及一台1500 m3/h火炬一台。由于气体收集技术不足以及与填埋运行缺乏有机结合,气量不足,仅少量燃烧火炬,一直到2010年7月正式并网发电,2011年3月起实现三台机组满负荷运行。
2填埋场安全规范运行是保证沼气收集的前提
1)先进管理体系,是安全填埋的制度保证。小涧西填埋场先后通过了ISO9001、ISO14001和OHSAS18001质量、环境和职业健康安全三体系认证,其中,涉及ISO9001的,主要有填埋场的设计和填埋作业工艺规范;涉及ISO14001的,主要是填埋场重要环境因素的管理措施;涉及OHSAS18001的,是填埋场危险源的识别、评价,对重大危险源的控制措施和管理手段。并制定了《小涧西填埋场作业方案与管理规程》。
2)规范填埋作业是填埋场安全运行的关键,也是保证沼气收集量的关键。实际运行过程中,填埋场作业方考虑成本等因素,往往采取不压实或部分压实,减薄覆盖土层等办法。只有严格履行双方合同,严格按照相关标准作业,是保证尽可能多的收集填埋气,实现客观经济效益的前提。小涧西垃圾填埋场采取了土覆盖和膜覆盖相结合的办法,更好地帮助了沼气回收利用。
3)渗沥液的处理。2003年10月,填埋场配套污水处理厂运行,日处理规模是200吨/日,由于小涧西填埋场实际垃圾处理量比设计填埋量翻了一番,日处理量200吨的原污水处理厂不能满足生产需要。因此,2009年进行了扩容改造,设计处理能力为:900m3/d,采用MBR+反渗透工艺。工程于2011年10月正式投入运行。处理标准执行《城镇污水处理厂综合排放标准》(GB18918-2002)一级标准中A标准,出水排至距离厂区3.5公里处的桃源河下游。
3不断完善的沼气收集技术是填埋场安全运行的有力保障
沼气收集系统主要由气井(有竖井和横井)、抽气管路、气体处理系统组成。
1)气井结构:小涧西填埋场主要采用横井结构。主要有井内集气段和井头密封段两个部分组成。其中井内集气段为碎石包裹的PE多孔管,井头密封段为粘土包裹的无孔PE管。井头接入气体收集系统,中间加阀门进行单井的控制。
2)气体收集系统:所有的气体回收井通过支管连接再汇总至总管,气体收集系统应考虑冷凝水排放装量和检测取样口,整个气体收集系统设计为负压操作。如下图。
3)气井密封:气井密封不严会导致空气抽入气井的垃圾体内,不仅影响收集的气体质量也会破坏垃圾体的厌氧环境。当井内的PE管和碎石均放置完毕后,进行垃圾回填时要将垃圾压实,气井上部垃圾层厚不小于3 m,表面用粘土密封,井头部位的粘土也要压实。
4)施工的关键点:该填埋气收集井的最大特点在于气水同向,填埋气可以通过负压将其抽走,但渗滤液的外排则需要保证一定的坡度3%~4%,让其自流至气井最低点(井头),如无法保证坡度,气井在施工完毕后将出现,无法正常使用或使用时间降低的情况。
5)气体处理系统:一是设置过滤器,出去沼气中的灰尘杂质等,二是根据含硫情况决定是否增设脱硫装置,三是利用制冷机去掉大部分水分。
6)涧西垃圾场建设的填埋气收集横井,根据所抽检的气井情况看,其单井产气量均大于150 m3/h(受抽气试验装置最大流量限制)。下表是小涧西填埋气收集横井,单井抽气试验的数据汇总:
4结束语
垃圾填埋场导入先进管理体系,严格执行作业规范,采用土覆盖和膜覆盖等创新方式,既能保证填埋场的安全运行,又为垃圾填埋气的回收利用创造了良好的条件;同时,不断创新、提高气体收集技术,提升垃圾填埋气利用率,也为填埋场的安全运行提供了有力保障,二者相辅相成。
参考文献
[1]生活垃圾卫生填埋技术规范介绍[J].环境卫生工程,2005.
[2]张小余.天水市垃圾填埋场渗滤液减量控制及处理方案设计[D].兰州大学,2012.
近几年来,公司始终把节约能源和资源综合利用工作放在企业发展的首位,对生产过程中产生的废渣、废气、废水和余热等进行综合利用或循环使用,大力发展循环经济,资源综合利用和清洁文明生产水平大大提高。
1.1加强节能管理,完善企业管理网络
为加强节能管理,公司从健全机制入手,建立健全节能管理机构,明确专门人员负责节能工作,各基层单位设立节能管理员。公司成立了节能工作领导小组,定期监督和检查各单位节能降耗工作情况,把节能管理同节支降耗、行业对标管理结合起来,定期召开例会进行分析对比,通过对比找差距,制定措施限期达标。形成了分级管理、职责明确、行为规范的能源管理运行网络。
1.2围绕“三废”做好回收利用工作
(1)建立炉渣、集尘器灰及白煤沫综合利用模式公司现有27台造气炉,对造气炉产生的炉渣通过人工挑选的方法,将含炭量高的炉渣返回造气炉再利用,剩余炉渣经过破渣粉碎机与集尘器灰按比例送入循环流化床锅炉燃烧生产蒸汽。进厂无烟煤加工产生的煤沫,通过煤球生产线造成煤球用于造气,达到降低消耗、降低原料成本、增加企业经济效益的目的。
(2)采用源头治理清污分流与末端处理相结合的方式,实现水的回收利用一是采用闭路循环技术,减少洗涤冷却水的使用量,实现含氰、酚污水和含煤灰污水的零排放。二是采用清洁生产工艺,从源头上减少水的使用量和污水产生量,将生产过程中产生的废水进行清水和污水的分流,清水达标直接排放或回收,污水进终端污水处理装置进行处理。三是加强工艺冷凝水、废液的回收。尿素装置产生的解吸废液,采用深度水解技术处理,回收其中的氨和尿素后,废液作为造气夹套补水。
(3)实现了废气的回收利用实现合成氨生产过程中“四气回收”。一是回收吹风气。利用造气吹风气的氢气和一氧化碳等可燃气体及吹风气的显热,配上变压吸附后排出的废气,通过吹风气回收装置生产高压蒸汽,先送热电厂发电后再返回生产系统。二是回收氨合成及氨储槽驰放气,通过等压回收和蒸氨装置回收液氨,再利用PSA回收装置回收驰放气中的H2,返回合成氨系统,废气送造气吹风气装置。三是回收脱碳闪蒸气。公司投资400万元,建设了一套10000Nm3/h的变压吸附提氢装置,将脱碳闪蒸气中的氢气回收利用作为合成氨的原料气。四是回收铜洗再生气。铜洗再生气含有一氧化碳、二氧化碳、氢气等对合成氨生产非常有效的气体,峄化公司杜绝了该气体对空排放,对环境造成污染,全部回收返回气柜循环利用。
(4)搞好锅炉污泥掺烧试点公司自从污水处理厂投用以来,每天可产生约8吨污泥。该污泥由有机残片、细菌体、无机颗粒和胶体等组成非均质体,是典型的有机污泥,有机物含量60%~80%,颗粒细(0.02~0.2mm),密度小(1002~1006kg/m3),呈胶体结构,是一种亲水性污泥,容易管道输送,但脱水性能差。根据环保等有关部门要求,污泥不能出厂,只能堆放在厂区内,随着污泥量的增加,可以堆放污泥的地方越来越少,污泥处置问题已成为一大难题。公司DMF工程投产后,污水处理厂每天产生污泥可达12吨以上,污泥处置问题将更加严峻。为了确保污水处理厂正常运行,同时也为DMF项目的顺利投产提供一个可靠保障,在对上述方案进行论证、比选后,我们提出了结合当前生产实际,依托公司自备电厂循环流化床锅炉,通过技术改造,将脱水污泥按比例掺杂在煤块中进行焚烧的处置思路,这样既不用建造单独的干化焚烧系统,又不需配置单独的运行管理人员。实现污泥的无害化、减量化、资源化,从根本上达到环保,节省费用的目的。该方法是目前污泥处置最彻底、快捷和经济的方法,它能使有机物全部碳化,可最大限度地减少污泥体积,同时将污泥中的能量转换为热能,变废为宝,使污泥得到充分的利用。
2依靠科技进步,进行技术改造
近年来,公司始终坚持清洁生产的原则,在搞好发展的同时认真抓好环境保护工作,环保节能项目投入逐年增加。一是投资1500多万元用于治理工业废水,先后建设改造了尿素深度水解、造气污水处理、连续熔硫、脱硫液过滤回收、蒸氨回收项目等装置,大大降低了废水中氨氮、COD、硫化物等污染物的排放浓度。二是投资1400多万元,用于实施清洁生产和持续清洁生产,并于2006年1月11日通过了山东省环保局组织的清洁生产审核验收。目前第二轮清洁生产正在接受山东省经信委的审核验收。三是投资200万元建设了蒸氨回收项目。该技术是将等压回收产生的氨水采用蒸馏的办法,将氨水提浓至99%以上,转化为液态氨送至尿素车间生产尿素。处理后排水氨氮小于100mg/L,大量降低了废水中的氨氮含量。四是投资350万元新上溴化锂制冷机组,利用尿素系统低位热能进行制冷,冷却半水煤气,节约了大量能源。五是投资5000万元新上了一座装置规模为500m3/h的污水处理及回用工程,实现生产污水资源化。采用二段A/O及曝气生物滤池、二氧化氯消毒、臭氧生物炭装置深度处理工艺,处理后污水COD≤30mg/L、NH3-N≤10mg/L。六是投资900万元完成了利用反渗透技术建设的中水回用装置,实现了污水零排放。
关键词:酞菁蓝 铜酞菁 氯化钙 工艺 方案
一、目前BGS车间生产状况
1.氯化钙与铜酞菁的投料比例以及生产量
一球磨机投粗品铜酞菁18kg,无水氯化钙40kg,每40球磨机集中为一批,每天大约生产4批球磨料。
2.BGS的生产工艺概述
将40球磨料集中为一批,在集中罐中加水稀释至流水状,然后用泵输送至酸煮釜,加入盐酸,然后升温至70℃左右,酸煮5小时,再进行压滤脱水,漂洗3小时;转入打浆釜进入碱煮釜,碱煮时间为4小时,然后压滤脱水,漂洗时间为9小时,进入烘干程序,烘干时间大约为24小时。
3.BGS产品质量
BGS产品色力一般为100%±2%,其中以98%、99%占70%,色力102%以上比较少,也会出现98%以下的色力。
4.BGS生产情况分析
4.1产品生产周期长,从球磨到烘干出料大约需要45小时。
4.2生产周期长,引起单位产品的单耗增大。
4.3原料的浪费比较高,一天按生产4批料计算,那么一天直接浪费8吨氯化钙。
4.4由于氯化钙的直接浪费,导致污水处理量(难度)增大,增加的污水处理成本。
4.5产品质量不稳定,优秀品质不突出。
二、结论
1.产品直接生产成本浪费大,回收利用率为零。
2.产品生产周期长,对能耗、设备折旧、人力资源造成浪费,增加了生产成本。
3.加强管理,革新设备,缩短压滤漂洗时间和烘干时间,赢得产量,直接降低生产成本。
三、进行分离铁屑回收氯化钙技改后分析
1.氯化钙进行回收,将直接降低BGS产品成本。
2.回收氯化钙后,污水处理费用将降低,缓解一定环保压力。
3.分离铁屑对产品质量有一定提高(分析),可以尝试缩短生产周期。
四、分离铁屑、回收氯化钙实验情况
1.分离铁屑回收氯化钙实验
1.1实验数据
1.2说明分析
1.2.1实验过程中,直接在称量好的球磨料加入一定量水,然后搅拌至物料全部均匀,静止,铁屑全部沉于底部,将上层物料和水层一起抽滤(水层和物料分层不明显,颜色均一化),抽干后用清水洗涤1~2遍,回收滤液,底部铁屑分离。
1.2.2实验一,对含水氯化钙进行了抽滤,然后再烘干等步骤,故浪费大,收率低。
1.2.3浓缩后的氯化钙含有一定结晶水,回收结晶水氯化钙按照4水计。
1.2.4含结晶水氯化钙到无水氯化钙,烘干温度需要260℃以上。
1.2.5实验二、三回收的氯化钙均为直接浓缩后的含结晶水氯化钙,蒸馏温度达到150℃左右。
1.2.6加水后氯化钙的水溶液浓度为16.2%;回收水的体积>80%以上。
1.3结论
1.3.1加水量:溶解球磨粗品中氯化钙时,水的用量为物料质量的2~3倍,漂洗水与物料质量同等。
1.3.2氯化钙(折干)回收率>80% 。
1.3.3铁屑在静止中沉淀于底部,有利于分离回收。
2.分离铁屑回收氯化钙后产品质量实验
2.1实验数据
2.2说明分析
2.2.1是分离铁屑回收氯化钙后BGS质量与车间现有工艺生产质量比较。
2.2.2比较过程热水漂洗与冷水漂洗的质量比较(只有碱过滤用热水漂洗)。
2.2.3分离铁屑回收氯化钙的质量比现有工艺的质量要有所提高,提高幅度,实验显示为5%左右。
2.2.4热水漂洗比冷水漂洗质量有提高,实验显示为1%左右。
2.2.5分离铁屑回收氯化钙后,如将酸煮时间缩短3小时,产品质量明显下降。
2.3结论
2.3.1分离铁屑回收氯化钙技改对BGS质量有明显改进。
2.3.2用热水漂洗有利于产品质量的提高(考虑蒸汽冷凝水的回收)。
2.3.3技改后缩短酸煮时间对产品质量有一定影响。
五、分离铁屑回收氯化钙工艺方案选择
方案一
⑴将球磨好的铜酞菁集中一釜,放入定量水,搅拌,静止,通过真空将水层和物料抽至中转槽中,(集中釜中留有一定体积的物料,当铁屑有一定体积时,集中回收)。
⑵由中转槽输出泵将物料至压滤机压滤,再计量一定水漂洗,回收母液。
⑶滤饼加入盐酸进行酸煮,然后压滤漂洗至干。
⑷滤饼进行碱煮,压滤漂洗至干。
⑸BGS产品进入烘箱干燥,后计量入库。
氯化钙回收
⑴将上述回收母液,储存中间槽,再有中间槽输送泵至三效浓缩装置,进行水蒸馏浓缩,回收结晶水氯化钙。
⑵蒸馏出的含结晶水氯化钙由专业厂家进行烘干成无水氯化钙。(其加工成本及运输价格协商成交)
方案二
⑴将球磨物料集中一釜,加入定量水,搅拌、静止,通过真空将水层和物料抽至酸煮釜,
⑵按照生产工艺要求补加一定量水,加入盐酸,进行酸煮,压滤,一定量水漂洗,回收酸水和初始漂洗水,再漂洗至中性。
⑶滤饼进行碱煮,压滤漂洗至干。
⑷BGS产品进入烘箱干燥,后计量入库。
氯化钙回收
⑴将上述回收母液,储存中间槽,再有中间槽输送泵至三效浓缩装置,进行水蒸馏浓缩,回收结晶水氯化钙。⑵蒸馏出的含结晶水氯化钙由专业厂家进行烘干成无水氯化钙。(其加工成本及运输价格协商成交)
两种方案的比较
⑴两种方案均需要增加氯化钙回收三效浓缩系统。
⑵两种方案分离铁屑方法一样,在回收氯化钙溶液上有区别:
①方案一每批物料需要多压滤一次,员工劳动强度增加,同时可以需要增加压滤设备。
②方案二劳动强度没有变化,也不需要增加压滤设备,但回收的氯化钙溶液为酸性,在蒸馏过程中对设备的腐蚀性强,同时酸性溶液中将铜酞菁中的杂质带入回收氯化钙中,造成氯化钙的循环周期使用带来产品质量影响。
结论:综合以上,从产品的品质考虑,方案一是合适技改方法。
六、技改方案的主要建设内容及工艺流程简介
1.主要建设内容
1.1本次技术改进主要是充分利用原有设备进行技改,回收氯化钙,降低生产成本。
1.2本次技改需要分离铁屑,加水后的球磨料进入酸煮釜有原来的泵输送改为真空吸收。
1.3本次技改加定量水溶解氯化钙,并要对氯化钙水溶液进行回收,需要增加加水后水料的中转罐、压滤机和氯化钙水溶液储存中转罐。
1.4本次技改需要增加三效浓缩系统,对氯化钙水溶液进行蒸馏浓缩,回收氯化钙。
1.5本次技改需要联系结晶水氯化钙烘干厂家,将含结晶水氯化钙进行烘干加工处理。
2.工艺流程简介
球磨——加水——搅拌——静置——抽吸至中间槽——压滤漂洗①——酸煮——压滤漂洗——碱煮——压滤漂洗——烘干——包装入库压滤漂洗①——母液至储存中转罐——三效浓缩——干燥加工
七、结论
1.回收氯化钙由利于降低BGS成本。
2.回收氯化钙可以降低污水含盐量,降低处理费用,缓解环保压力。
关键词:城市;市政排水;规划设计
1前言
本工程是针对乌鲁木齐市新市区的城北新区进行专项排水规划,作为乌鲁木齐市城市规划的一部分,本工程规划符合国家政策和建设方针,以保障乌鲁木齐市及周边人口、经济、资源的可持续发展为指导思想,立足于城市用水与城市发展的协调统一,遵循一定的工作原则与步骤,合理预测污水水量、水质、做到因地制宜,统一规划,近远期规划有效结合,实现促进城市建设进步的目标。
2工程背景
乌鲁木齐市中心城北分区位于乌鲁木齐的北部,北分区大部分区域属于乌鲁木齐高新区,高新区发展迅速,拥有新能源、新材料、装备制造、煤炭及石油化工、生物医药等五大特色产业,北分区发展以创新型、战略型、服务型产业为主,主要包括依托产业集聚配套关联的高新技术产业;依托空港口岸临空经济发展的商贸物流业;为产业配套提升提供保障的生产业。近期鼓励发展产业以商贸物流产业中的航空服务、物流业、国际贸易,高新技术产业中的新材料、新能源、生物医药,生产业中的教育培训、文化创意、研发设计等产业为主。
3排水规划
乌鲁木齐市老城区部分区域为合流制,目前建成区已建了部分雨水管道,排水系统尚不完善,雨水主要通过地面漫流排入城市防洪渠系或污水管道,属不完全分流制,城北新区等其余新建及改扩建城市道路下均铺设有雨水管道,实行雨污分流制。本工程旨在提高污水处理效率,充分回收利用雨水资源,合理统筹尾水排放,因此城北新区规划排水体制为:新建的区域要求建设分流制管道;在道路改扩建时如有条件可将合流制管道改造成分流制管道或根据规划增设雨水管道,无条件改造的道路可保留合流制,在规划期逐步改造成分流制。
4污水量预测与规划
预测方法:根据《城市排水工程规划规范》(GB50318—2000)和《城市给水工程规划规范》(GB50282—98),城市污水量由城市生活污水和工业废水量组成,城市污水量宜根据城市综合用水量(平均日)乘以城市污水排放系数确定。规划需水量:通过城市单位人口综合用水量指标法、单位建设用地综合用水量、单位用地用水量指标法分别对乌鲁木齐中心城北分区需水量的预测比较,考虑乌鲁木齐中心城北分区水资源缺乏的具体情况及城市经济建设的快发展需求,且乌鲁木齐中心城北分区采用分质供水,道路广场、绿化及工业的50%用水采用再生水,最终确定乌鲁木齐中心城北分区规划近期2020年城市需水量为31万m3/d,远期2030年城市需水量为47万m3/d。规划污水量:根据《城市排水工程规划规范》(GB50318-2000),污水量包括生活污水量和工业废水量两部分。城市分类污水排放系数可根据城市居住、公共设施和分类工业用地的布局等因素综合确定,本次规划设计生活污水量和工业废水量均采用70%的污水排放系数,通过各分区需水量的预测,及污水排放系数的确定,规划确定本专项规划范围内规划污水量规模:近期2020年污水量为8.4万m3/d;远期2030年污水量为12.4万m3/d。
5污水管渠设计
5.1排水管材选择。污水管道是城市地下永久藏工程设施,管材选用要具有很高的安全性和可靠性同时还要兼顾经济性原则,现在市面上常见的污水管道管材有钢筋混凝土排水管、HDPE双壁波纹管、玻璃钢管,本次规划结合乌鲁木齐市本地实际情况,在同样能保证排水安全性的前提条件下,同时考虑工程的投资成本,本工程排水管道材料建议de315~de600管径采用HDPE双壁波纹排水管,环刚度8KN/m2,d800~d1600管径采用钢筋混凝土管。5.2管道埋深。根据乌鲁木齐市气象特征及地形特点,保证排水安全前提下,本次设计排水管道埋深为:排水主干管,截流干管是排水系统的主要部分,充分考虑安全性又不可埋设太深而造成工程费用增大,本工程设计其埋设深度为2.0m~4.5m。汇水支干管及排水接户管其安全性容易保证,其埋设深度不易过深,设计为2.0m~3.0m之间。5.3检查井设置。本工程规划d1600排水管道采用2000×1100矩形钢筋混凝土检查井,d1200排水管道采用1500×1100矩形钢筋混凝土检查井,d800~d1000排水管道采用φ1500圆形钢筋混凝土检查井,de600排水管道采用φ1250圆形钢筋混凝土检查井,de315~de500排水管道采用φ1000圆形钢筋混凝土检查井。检查井外壁均做防水、防腐处理。5.4污水处理厂。规划近期在城北新区西北侧新建一座污水处理厂,处理乌鲁木齐市城北新区规划范围内收集至该厂的污水,污水厂设计污水处理规模:近期2020年污水量8万m3/d;远期2030年污水量11.5万m3/d。对于污泥的处理,本工程的污水厂主要是接收城市生活污水,污泥泥质稳定,符合土地利用标准,可应用于城北新区的绿地建设,长期规划污泥处理采取“好氧堆肥土地利用”技术实现循环利用的可持续发展。
6结语