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關鍵詞氨氮廢水 處理 技術
中圖分類號:[F287.2] 文獻標識碼:A 文章編號:
工業廢水是指工業生產過程中產生的廢水、污水和廢液,其中含有隨水流失的工業生產用料、中間產物和產品以及生產過程中產生的污染物。隨著工業的迅速發展,廢水的種類和數量迅猛增加,對水體的污染也日趨廣泛和嚴重,威脅人類的健康和安全。由此而產生的氨氮廢水也成為行業發展制約因素之一;過量氨氮排入水體將導致水體富營養化,降低水體觀賞價值,并且被氧化生成的硝酸鹽和亞硝酸鹽還會影響水生生物甚至人類的健康。因此,廢水脫氮處理受到人們的廣泛關注。近年來我國海域不斷發生赤潮,氨氮是污染的重要原因之一。因此,經濟有效的控制氨氮廢水污染也成為當前環保工作者研究的重要課題,也是企業迫切需要解決的難題。廢水中的氮常以合氮有機物、氨、硝酸鹽及亞硝酸鹽等形式存在。生物處理把大多數有機氮轉化為氨,然后可進一步轉化為硝酸鹽。目前采用的除氮工藝有生物硝化與反硝化、沸石選擇換吸附、空氣吹脫及折點氯化等四種。本文對各種氨氮廢水處理方法的優缺點進行分析匯總。
1生物硝化與反硝化(生物除氮法)
1.1生物硝化
在好氧條件下,通過亞硝酸鹽菌和硝酸鹽菌的作用,將氨氮氧化成亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮的過程,稱為生物硝化作用。在硝化過程中,1g氨氮轉化為硝酸鹽氮時需氧4.57g;硝化過程中釋放出H+,將消耗廢水中的堿度,每氧化lg氨氮,將消耗堿度(以CaCO3計) 7.lg。
影響硝化過程的主要因素有:(1)pH值 當pH值為8.0~8.4時(20℃),硝化作用速度最快。由于硝化過程中pH將下降,當廢水堿度不足時,即需投加石灰,維持pH值在7.5以上;(2)溫度 溫度高時,硝化速度快。亞硝酸鹽菌的最適宜水溫為35℃,在15℃以下其活性急劇降低,故水溫以不低于15℃為宜;(3)污泥停留時間 硝化菌的增殖速度很小,其最大比生長速率為 =0.3~0.5d-1(溫度20℃,pH8.0~8.4)。為了維持池內一定量的硝化菌群,污泥停留時間 必須大于硝化菌的最小世代時間 。在實際運行中,一般應取 >2 ,或 >2 ;(4)溶解氧 氧是生物硝化作用中的電子受體,其濃度太低將不利于硝化反應的進行。一般,在活性污泥法曝氣池中進行硝化,溶解氧應保持在2~3mg/L以上;(5)BOD負荷 硝化菌是一類自養型菌,而BOD氧化菌是異養型菌。若BOD5負荷過高,會使生長速率較高的異養型菌迅速繁殖,從而佼白養型的硝化菌得不到優勢,結果降低了硝化速率。所以為要充分進行硝化,BOD5負荷應維持在0.3kg(BOD5)/kg(SS).d以下。
1.2生物反硝化
在缺氧條件下,由于兼性脫氮菌(反硝化菌)的作用,將NO2--N和NO3--N還原成N2的過程,稱為反硝化。反硝化過程中的電子供體(氫供體)是各種各樣的有機底物(碳源)。以甲醇作碳源為例,其反應式為:
6NO3-十2CH3OH6NO2-十2CO2十4H2O
Y _ Q b Y4w ~06NO2-十3CH3OH3N2十3CO2十3H2O十60H-
水網博客 g8x I Q,E8^ p由上可見,在生物反硝化過程中,不僅可使NO3--N、NO2--N被還原,而且還可使有機物氧化分解。
影響反硝化的主要因素:(1)溫度 溫度對反硝化的影響比對其它廢水生物處理過程要大些。一般以維持20~40℃為宜。若在氣溫過低的冬季,可采取增加污泥停留時間、降低負荷等措施,以保持良好的反硝化效果;(2)pH值 反硝化過程的pH值控制在7.0~8.0;(3)溶解氧 氧對反硝化脫氮有抑制作用。一般在反硝化反應器內溶解氧應控制在0.5mg/L以下(活性污泥法)或1mg/L以下(生物膜法);(4)有機碳源 當廢水中含足夠的有機碳源,BOD5/TN>(3~5)時,可無需外加碳源。當廢水所含的碳、氮比低于這個比值時,就需另外投加有機碳。外加有機碳多采用甲醇。考慮到甲醇對溶解氧的額外消耗,甲醇投量一般為NO3--N的3倍。此外,還可利用微生物死亡;自溶后釋放出來的那部分有機碳,即"內碳源",但這要求污泥停留時間長或負荷率低,使微生物處于生長曲線的靜止期或衰亡期,因此池容相應增大。
生物處理法中,一般采用的A/O法、A2/O法、SBR序批處理法等對脫氮具有一定效果的工藝技術,一般處理的廢水氨氮含量不能超過300mg/L,同時,為了實現脫氮的目的,必須補充相應的碳源來配合實現氨氮的脫除,使運行費用有很大的增加,氨氮廢水來源多,排放量大,采用經濟有效的技術實現處理要求迫在眉睫。
近年來,隨著生物工程技術的發展,特別是定向分離和培育的特性微生物工程技術的飛速進步,使傳統脫氮理論受到挑戰,并在實際氨氮廢水的處理項目中被打破。生物脫氮理論上有了很多進展,新的脫氮理論在實踐上得到了很好的驗證,如: ①亞硝酸硝化/反硝化工藝。該工藝可以節省25%硝化曝氣量,節省40%的反硝化碳源,節省50%反硝化反應器容積。 ②同時硝化/反硝化工藝(SND)。好氧環境和缺氧環境同時存在的一個反應器中,由于許多新的氮生物化學菌族被鑒定出來,在菌膠團作用下,硝化/反硝化同時進行,從而實現了低碳源條件下的高效脫氮。 ③好氧反硝化 在好氧條件下,某些好氧反硝化菌能夠通過氨氮的生物作用形成氧化氮和氧化亞氮等氣態產物。 ④厭氧氨氧化 一些微生物能夠以硝酸鹽、二氧化碳和氧氣為氧化劑將氨氧化為氮氣。
2沸石選擇換吸附
沸石是一種硅鋁酸鹽,其化學組成可表示為:
(M2+,2M+)O.Al2O3.mSiO2·nH2O (m=2~10,n=0~9)
式中M2+代表Ca2+、Sr2+等二價陽離子,M+代表Na+、K+等一價陽離子,為一種弱酸型陽離子交換劑。在沸石的三維空間結構中,具有規則的孔道結構和空穴,使其具有篩分效應,交換吸附選擇性、熱穩定性及形穩定性等優良性能。天然沸石的種類很多,用于去除氨氮的主要為斜發沸石。
斜發沸石對某些陽離子的交換選擇性次序為:K+,NH4+>Na+>Ba2+>Ca2+>Mg2+。利用斜發沸石對NH4+的強選擇性,可采用交換吸附工藝去除水中氨氮。交換吸附飽和的拂石經再生可重復利用。溶液pH值對沸石除氨影響很大。當pH過高,NH4+向NH3轉化,交換吸附作用減弱;當pH過低,H+的競爭吸附作用增強,不利于NH4+的去除。通常,進水pH值以6~8為災。當處理合氨氮10~20mg/L的城市嚴水時,出水濃度可達lmg/L以下。穿透時通水容積約100~150床容。沸石的工作交換容量約0.4×10-3n-1mol/g左右。吸附銨達到飽和的沸石可用5g/L的石灰乳或飽和石灰水再生。再生液用量約為處理水量的3~5%。研究表明,石灰再生液中加入0.1mol的NaCl,可提高再生效率。針對石灰再生的結垢問題,亦有采用2%的氯化鈉溶液作再生液的,此時再生液用量較大。再生時排出的高濃度合氨廢液必須進行處理,其處理方法有:(1)空氣吹脫 吹脫的NH3或者排空,或者由量H2S04吸收作肥料;(2)蒸氣吹脫 冷凝液為1%的氨溶液,可用作肥料;(3)電解氧化(電氯化) 將氨氧化分解為N2。
3空氣吹脫 在堿性條件下(pH>10.5),廢水中的氨氮主要以NH3的形式存在。讓廢水與空氣充分接觸,則水中揮發性的NH3將由液相向氣相轉移,從而脫除水中的氨氮。吹脫塔內裝填木質或塑料板條填料,空氣流由塔的下部進入,而廢水則由塔頂落至塔底集水池。影響氨吹脫效果的主要因素有:(1)pH值 一般將pH值提高至10.8~11.5;(2)溫度 水溫降低時氨的溶解度增加,吹脫效率降低。例如,20℃時氨去除率為90~95%,而10℃時降至約75%,這為吹脫塔在冬季運行帶來困難;(3)水力負荷 水力負荷(m3/m2.h)過大,將破壞高效吹脫所需的水流狀態,而形成水幕;水力負荷過小,填料可能沒有適當濕潤,致使運行不良,形成干塔。一般水力負荷為2.5~5m3/m2.h;(4)氣水比 對于一定塔高,增加空氣流量,可提高氨去除率;但隨著空氣流量增加,壓降也增加,所以空氣流量有一限值。一般,氣/水比可取2500~5000(m3/m2); (5)填料構型與高度 由于反復濺水和形成水滴是氨吹脫的關鍵,因此填料的形狀、尺寸、間距、排列方式夠都對吹脫效果有影響。一般,填料間距40~50mm,填料高度為6~7.5m。若增加填料間距,則需更大的填料高度; (6)結垢控制 填料結垢(CaCO3)特降低吹脫塔的處理效率。控制結垢的措施有:用高壓水沖洗垢層;在進水中投加阻垢劑:采用不合或少含CO2的空氣吹脫(如尾氣吸收除氨循環使用);采用不易結垢的塑料填料代替木材等。空氣吹脫法除氨,去除率可達60~95%,流程簡單,處理效果穩定,基建費和運行費較低,可處理高濃度合氨廢水。但氣溫低時吹脫效率低,填科結垢往往嚴重干擾運行,且吹脫出的氨對環境產生二次污染。
4折點氯化
投加過量氯或次氯酸鈉(超過"折點"),使廢水中氨完全氧化為N2的方法,稱為折點氯化法,其反應可表示為:
NH4+十1.5HOCl0.5N2十1.5H2O十2.5H+十1.5Cl-
由反應式可知,到達折點的理論需氯(C12)量為7.6kg/kg(NH3-N),而實際需氯量在8~10kg/kg(NH3-N)。在pH=6~7進行反應,則投藥量可最小。接觸時間一般為0.5~2h。嚴格控制pH值和投氯量,可減少反應中生成有害的氯胺(如NCl3)和氯代有機物。折點氯化法對氨氮的去除率達90~100%,處理效果穩定,不受水溫影響,基建費用也不高。但其運行費用高;殘余氯及氯代有機物須進行后處理。
5 結語
在目前采用的四種脫氮工藝中,物理化學法由于存在運行成本高、對環境造成二次污染等問題,實際應用受到一定限制。而生物脫氮法能較為有效和徹底地除氮,且比較經濟,因而得到較多應用。由于工業廢水成分復雜,生物毒性大,為了取得很好的處理效果,必須針對不同行業和廢水性質對其成分和抑制因素進行分析,進行適當的預處理后選擇一種或幾種方法聯合的方式進行處理,才能達到理想的處理效果。
參考文獻
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關鍵詞:工業廢水、處理技術、回用技術。
Abstract: This paper describes the main features of industrial waste water and industrial wastewater treatment and reuse of the importance of research, and several important treatment and reuse technology brief.Keywords: industrial wastewater treatment technology, reuse technology.
中圖分類號:[F287.2]文獻標識碼:A 文章編號:
前言
隨著中國政治經濟的迅猛發展,中國的重工業也逐漸強大起來,國家日漸富強,但同時工業廢水排放的大量有害物質對我們所生存的生態環境造成了嚴重的危害,水環境污染越來越嚴重,水體的承載能力受到嚴重的挑戰。減少和消除工業廢水中的有害物質也成為當務之急。為了解決水資源日盎緊張問題,人們在尋找新水源的同時,已把節約用水和廢水重新利用視為與尋找新水源同等重要.我國是一個淡水資源嚴重短缺和供需矛盾突出的國家.廢水的重復利用更為迫切;但是國內的工業廢水回用率與發達國家相比差距很大,1994年才達到45% ,因此節水和回用技術的研究和開發,對我國工農業的可持續發展至關重要。
工業廢水的主要特點:行業差別大,集中處理的難度很大;成分復雜,危害性很大;對水體的污染嚴重,一旦污染,恢復的難度很大。中國本來就是一個水資源缺乏的國家,所以提高工業廢水處理質量和回用廢水至關重要。這是一個艱巨的工程,為了更好的發展,為了給人類更好的生活空間,我們必須將這項研究工程進行到底。
幾種工業廢水處理技術
生物技術
生物技術是對生物或生物的成分進行改造和利用的技術。生物技術具有一定的優勢,在工業廢水處理過程中可以將不同的細菌分成不同的菌群,再根據不同的菌群采用不同的化學方法或其他的處理技術來處理廢水,最終達到凈化的結果,簡化了其他技術在凈化時的復雜性。因此生物技術得到了廣泛的應用,不僅如此,生物技術還用于污水的二級處理或深度處理。
物理化學技術
物理技術是指在工業廢水處理過程中不改變廢水中的污染物質,而是把廢水中的不同物質成分以特定的方法改變其存在形式和分布領域。主要操作單元有:水量木質調節、離心分離、重力沉降、氣浮、過濾、吹脫等等?;瘜W方法是指在污水處理過程中通過選擇性的化學變化改變了污染物質的化學本性,使其中的有害物質轉化為無害的物質,從而使廢水得以凈化,化學方法主要操作單元有:中和、化學沉淀,藥荊氧化、藥劑還原、電解等。在常規的廢水處理中,物理方法和化學方法結合使用達到的凈化效果往往更大。
物化和生化技術
對于一種完整的可靠的工藝處理過程,一般都是多個工藝扯理單元協同發揮作用,互為補充。作為一級處理單元的物化方法常作為生化處理的預先處理;減輕后段污水處理負荷n調整好水量水質防治負荷沖擊、減輕廢水的毒害性,去豫雜物等等防止對后續設備的損害:或者以氣浮、絮凝,過濾、氧化等等單元作為生化處理后的保安措施,進一步提高出水水質。
2.4 吸附離子交換技術
吸附法分為化學吸附和物理吸附,吸附技術能快捷爭對廢水中的有機物和重金屬等物質進行分離、解析、回用,作為吸附基質的主要有括性炭、多孔聚合物樹脂、沸石、磁流體、粉煤灰甚至微生物。劉峰等采用共沉淀法制得了粒徑為10nm的Fe304磁性微粒,對廢水中的Cr(VI)進行了吸附研究,在最佳實驗條件下,廢水中殘留的Cr(VI)濃度為0.2mg/L:。潘嘉芬等采用天然斜發沸石對高濃度氨氮廢水進行了實驗研究,結果表明,斜沸石吸附效率高,且吸跗劑在吸附氨氮后通過竦鹽水可以多次再生利用。胡戀等采用微生物對低濃度青鈾廢水進行處理,研究表明,微生物的細胞結構在生物吸附過程中發揮丁重要作用,靜電吸附、酶促反應、無機微沉淀是生物吸附的主要機理。離子交換是以離子交換樹脂為吸附劑,將廢水中的待分離組分,根據電荷差異,依靠庫侖力選擇性的吸附在樹脂上,然后利用臺適的洗脫荊將吸附質從樹脂上冼脫。
3.幾種工業廢水回用技術
水資源的重復利用和水資源回用工程的興起是水資源可持續發展的具體實現,極大的推動了水資源回用技術的發展,特別是工業廢水的回用,水質和回用指標不盡相同。
3.1 傳統的回用技術
一種比較成熟的生物技術就是土地回用技術.即把工業廢水的二級處理水用于土地灌溉.使土地成為一個大的生化處理池.工業廢水處理水通過土地的凈化.經過大自然的水循環系統再重復利用。這種土地回用技木在1938年已用于美國的德克薩斯州。據Crawford和Fnmk報道.利用工業處理水及污泥的混音物喂養試驗性動物(牛和豬).經過6個月未見疾病傳播,這種喂養動物的方法也是一種有效的生物回用技術。Hamor等描述了用生物處理盛干旱氣候下回收生括污水和工業廢水用于土地灌溉。Puskas和EBcn利用兼性、高效率的氧化塘生物技術回用污承取得了很好的效果。代樹貴、于舉現等人提出了穩定塘生物技術處理石化、紡織和輕工業的廢水回用于農業,在天津地區已成功推廣應用。但是,這種回用技術有很大的局限性,它要求工業廢水處理水不含有毒物質,或者不舍對生物特別是人體有害的物質。
3.2 以膜技術為代表的新型水回用技術
膜技術是采用混凝一砂濾、活性炭吸附和反滲透處理工藝來進行工業廢水處理的技術。處理后回用水的TDS
4.結語
隨著科學技術的發展,工業廢水處理和回用技術日漸精湛,但是工業廢水成分復雜,且針對性較強,還是有很多不如意的地方。但是隨著人們對水資源缺乏認識的深入和對水回用的重視,隨著科學技術的進步,將會有越來越多的高科技人才投入到工業廢水和回用技術項目研究當中,廢水處理和回用技術肯定會越來越高。
參考文獻:
1 胡成南等 我國燃煤工韭鍋爐脫硫除生技術瑰狀與發展 中國環保產業,1997(8):15
工業有機廢水就是以有機污染物為主的廢水,其排放易造成排放水體污染。有機工業廢水主要含有碳水化合物、蛋白質、油脂、木質素等有機物質。有機工業廢水水質有以下特點:(1)有機物濃度高,可生化性較低;(2)成分復雜。一般含有硫化物、氮化物、重金屬和有毒有機物;(3)有色度及異味;(4)具有強酸強堿性。
1.1氧化溝在食品加工廢水中的應用
四川某食品公司由于原廢水處理設備處理食品加工廢水無法達到排放標準,故進行了重建。重建后利用水解酸化———一體化氧化溝工藝處理該廠食品加工廢水及部分生活污水。設計進水水質:COD為1350~2000mg/L,BOD為800~1300mg/L,SS為200~600mg/L,NH4+-N為50~100mg/L。進行一段時間運行后出水水質穩定并且達到《污水綜合排放標準》(GB8978-96)一級標準,對于生產車間水質及水量的波動有很好的抵抗能力,建設時投資費用低,運行低耗。某高新技術工業園區污水廠利用厭氧濾池及氧化溝做為主體生化處理工藝。該工業園廢水中含有食品廢水,而這一套生物處理工藝在進水達到設計要求情況下出水水質均能達到一級A標準。
1.2氧化溝在造紙廢水中的應用
山東某紙業有限公司所排放的廢水主要為打漿、洗漿及抄造工段的廢水,這些廢水含有大量難降解有機物質,并含有機氯化物,易對排放水體的水體功能造成影響。該廠廢水COD為2500mg/L,BOD5為750mg/L,SS為1600mg/L。通過混凝沉淀/水解酸化/卡魯塞爾氧化溝工藝處理后該廠出水水質達到了《造紙工業水污染物排放標準》(GB3544—2001)中麥草制漿標準的要求,運行費用及成本費用低[7]。夏昊盛紙業有限公司也利用改良氧化溝工藝對其造紙中段廢水進行處理。該公司主要利用了水解酸化/供氣式低壓射流曝氣改良氧化溝/混凝砂濾工藝進行處理,出水達到廢水排放及回用標準。部分深度處理的出水滿足生產車間用水水質要求。該公司證實了氧化溝工藝的可行性。四川某造紙廠運用Carrousel氧化溝作為其廢液治理工程主體工藝,處理來堿回收車間、機漿車間和化學漿車間的廢水。經過一年的運行,出水水質達標并且穩定。證明Carrousel氧化溝工藝處理造紙中段廢水是可行的。同時還有利用氧化溝工藝和深度處理聯用[10]、內循環(IC)反應器-表面曝氣氧化溝-Fenton氧化法工藝等氧化溝聯用工藝處理造紙廢水。
1.3氧化溝在淀粉生產廢水中的應用
西安某大型淀粉生產廠排放的廢水主要來源于玉米浸泡水、黃醬水皮渣水和工藝水。該廠廢水具有濃度高、成分復雜、水質水量波動大,但生化性能好的特點。該廠利用混凝氣浮/UASB一體化氧化溝進行處理。一體化氧化溝經過2個多月的調試運行后出水水質達到《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)的二級排放標準(COD≤150mg/L,BOD5≤30mg/L)。該工程占地面積為2100m2,總投資為456萬元;該工藝投資成本為1520元/m3,運行費用為0.68元/m3。淀粉生產廢水多采用氧化溝與其他工藝聯用。常利用厭氧折流板反應器與氧化溝工藝聯用。
2氧化溝在無機工業廢水中的應用
2.1氧化溝在煉油廢水中的應用
由于煉量的提高和原油性質的改變,廢水污染物濃度及水質成分變化大,滄州煉油廠廢水處理廠對現有流程進行了局部調整,并增加了氧化溝以實現對煉油廢水處理達標。改造后的運行效果達到預期,各指標均達到排放標準,為以后應用提供了運行基礎。石家莊煉油廠污水處理場原設計處理能力為500t/h。生化處理設施為合建式表面曝氣池。由于原油性質的改變造成污染物負荷增大且波動較大,不能保證達標排放。增建了一座處理量為500t/h的Orbal氧化溝為二級生化處理設施。對COD和氨氮去除能力大幅度提高。基礎建設費用低,抗沖擊負荷能力強。
2.2氧化溝在制革廢水中的應用
制革廢水與一般廢水相比含有大量的鹽類、含鉻物質及硫化物。故制革廢水具有沖擊負荷大、含鹽量高、有毒性等特點。丁紹蘭等對于氧化溝的水力停留時間(HRT)、進水pH、活性污泥濃度等運行參數進行優化后,處理制革廢水,處理效果良好,COD、氨氮去除率分別達到94%和85%,并且運行穩定。某羊皮革生產公司利用缺氧池與氧化溝聯合工藝處理生產中產生的生產廢水。運行一段時間后發現COD及硫化物處理效果好,可以達到《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)一級標準。有廠區利用氣浮/氧化溝/人工濕地工藝處理制革廢水工程運行結果表明,COD去除率97.5%,氨氮去除率90%,出水達到了污水綜合排放標準(GB8978-1996)中的一級排放標準,同時工藝操作簡單,運行成本低,運行穩定可靠。
3結論
分析了煙草工業廢水的來源及特點,歸納了目前常見的煙草工業廢水處理工藝,分別介紹了多級聯合處理法和深度處理法的內容、特點及應用,提出煙草廢水處理工藝的改進方向,為煙草行業的節能減排工作提供一定的理論支持。
關鍵詞:煙草工業;廢水污染;處理工藝;耦合
煙草廢水主要是造紙法生產煙草薄片過程中的排放物,其作為煙草行業主要污染源具有排放量大、濃度和色度高、成分種類多且波動性大的特點,不僅會對破壞水質環境,還會影響人體健康。因此,研究并選取合適有效的廢水處理工藝方法,使排放廢水達到國家標準(GB8978-2002)要求,成為煙草行業亟待解決的問題??紤]到造紙法生產煙草的過程與紙漿生產過程類似,因此煙草廢水處理一般參考紙廠廢水的工藝,主要有物理、化學、生物相互搭配的多級聯合處理,此外還有包括光催化氧化、Fenton氧化和電化學氧化等在內的深度氧化技術。針對以上處理工藝,目前國內外已經開展了大量實驗研究及生產實踐,并取得了一定成果。本文在分析煙草薄片廢水來源及特點的基礎之上,歸納出多級聯合處理和兩大類處理工藝,分別介紹了各自具體處理方法及優缺點,并圍繞環境友好且資源節約這一目標,提出煙草廢水處理工藝的改進方向。
1煙草工業廢水來源及特點
由于造紙法生產煙草薄片具有利用率高、焦油量少、物理性能好等優點,因而成為目前廣泛研究的生產技術。造紙法在清洗浸泡、萃取濃縮和打漿抄造環節會產生大量的高濃度工業廢水,一般每生產1t煙草薄片會產生50m3~70m3高濃廢水。廢水污染物種類多、含量高且成分波動較大。此外,煙草薄片廢水不僅包含煙葉、纖維素等懸浮物,具有制漿廢水多懸浮物、富營養污染等共性,而且富含煙堿(尼古丁)、高分子有機酸、酯類等溶解性有機化合物,兼具色度高、微生物毒性高等特點。因此煙草廢水環境危害大,急需發展先進廢水處理工藝技術。
2煙草工業廢水的處理工藝
2.1多級聯合處理法
常見的多級聯合處理法涉及物理、化學和生物法之間的聯合。物理法包括沉降法和溶解空氣浮選法,主要針對懸浮物,工序簡單,但不能去掉有機物,如芬蘭部分造紙廠發現使用沉降法能夠凈化掉初級澄清池中超過80%殘渣等懸浮物。化學法一般指化學混凝脫色法,是采用無機鹽或高分子絮凝劑促進廢水中的膠體凝結沉淀,特點是成本低,效率高,穩定性好,但需要根據水質選擇適應性強的絮凝劑。生物法主要包括好氧和厭氧接觸處理,通過微生物將大分子有機物分解,特點是成本適中,自動化程度高,但對特征污染物如尼古丁等轉化效果不佳,抗水質波動性差等。實際應用中一般結合物理、生物和化學三種方法進行廢水處理,常見的物化法有“過濾+混凝”、“格柵+混凝+氣浮”等。生物法一般也結合化學法同時使用,如李友明等采用“混凝+厭氧+好氧+AOPs”耦合工藝處理廢水,得到厭氧階段廢水化學需氧量(chemicaloxygendemand,COD)去除率達到80%以上,好氧階段COD去除率介于48%~70%之間。我國廢水處理方式普遍采用三級流程,首先通過沉降法或溶解空氣浮選法篩掉懸浮物;然后采用厭氧或好氧生化處理;最后進行化學混凝處理。
2.2AOPs法
多級聯合處理法存在工序銜接要求高、運行費用較高、出水色度較高、微生物轉化效率易受水質波動影響等問題,因此一般還需要AOPs法進行補充。AOPs是在聲、光、電、催化劑等因素作用下,將有機污染物氧化或完全礦化為小分子化合物如CO2和H2等,該方法因降解效率高,對環境友好,普適性強等特點已受到國內外廣泛研究。常用AOPs法。目前應用最為普遍的深度處理法為隸屬化學氧化類的Fen-ton法。如Catalkaya等通過測定可吸附有機鹵代物、有機碳總量和色度等指標的去除率,比較了Fenton、光催化Fenton、H2O2/UV、O3/H2O2和O3等深度氧化方法對紙漿廢水的處理效果,得知Fen-ton法表現出最佳處理效果。
3結語
國內外關于煙草廢水處理工藝的研究目前較少,主要是參考造紙工業廢水的處理工藝,考慮到煙草廢水中存在較多特征有機污染物如焦油、尼古丁等,且成分波動較大,因此不存在一種公認最佳的處理工藝,只能在兼顧環境友好和資源節約的目標下,根據具體水質、環境及企業自身情況進行合理選擇,以達到國家標準的排放要求。
參考文獻
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關鍵詞:工業廢水 處理 技術 進展
中圖分類號:X703 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2013)07(a)-0119-01
我國平均每年河水排放量約349億立方米,工業廢水排放量逐年增加,浪費水資源的同時加劇了水源的污染,所以工業廢水的處理與回收勢在必行。目前我國很多城市水資源短缺情況嚴重,一定程度上制約了我國經濟和社會的發展。工業廢水的處理和回收已經引起了人們的高度重視。
1 我國工業廢水的主要處理和回收方法
我國是一個淡水資源嚴重短缺和供需矛盾突出的國家,加強工業廢水的凈化處理是節約水源,減少污染然和維持社會可持續發展的重要手段。以下簡單介紹工業廢水的處理和回收方法。
1.1 廢水處理方法
(1)物理法。
利用物理法去除廢水中的污染物是比較常見的方法,目前常用的方法主要有重力分離法(適用于雜質密度較大的廢水)、浮力分離法(適用于分離親水性不同的雜質)、體積分離法(適用于分離體積較大的雜質)等,這些方法不改變廢水的化學性質,把廢水中的不同物質成分以特定的方法改變其存在形式和分布領域。利用物理原理,分離廢水中的有害物質、調節水質、減少水資源的污染。
(2)化學法。
與物理法處理工業廢水有所不同,化學法利用的是化學反應去除水中污染物,不僅改變了雜質的物理性質,還改變了雜質的化學性質,對污染的根源做進一步處理。較為常用的化學法為氧化還原法(將有毒物質轉化為無毒)和電解法(分解重金屬離子)。
(3)物理化學法。
物理化學法是物理作用與化學作用的綜合,其廢水處理效果非常明顯。常用的物理化學法有電解法和離子交換法,對廢水中的重金屬離子進行回收,凈化水質。但是由于其處理費用較高,目前尚未獲得全面的推廣使用。
(4)生物法。
生物法處理工業廢水是一項很有發展前景的技術,生物處理方法是工業廢水處理的發展趨勢,它是利用微生物的生命活動來轉化廢水中的污染物,對生物成分進行改造和利用,生物技術還用于污水的二級處理或深度處理。生物技術與其他技術相比,凈化過程簡單,工藝流程和運行容易掌控。
1.2 回收方法
(1)傳統的回用技術
工業廢水的二級處理是節約水源的有效方法,工業廢水通過土地的凈化和大自然的水循環系統重復利用。利用生物技術(土地回用技術),把工業廢水用于農業土地灌溉,使土地成為一個生化處理池,實現工業廢水的循環利用。值得注意的是,土地回用技術所回收的工業廢水不能含有有毒物質。
(2)以膜技術為代表的新型水回用技術。
膜技術采用混凝砂濾、活性炭和反滲透工藝處理工業廢水。反滲透工藝去除的雜質主要是無機鹽、殘余有機雜質,達到循環利用的目的,反滲透工藝中,壓力的大小和處理方法的選擇非常關鍵。反滲透工藝利用醋酸纖維素膜和芳香聚酰胺膜作為半透膜。此外,電滲析技術也是比較常用的膜技術,適用于發酵、造紙工業廢水中酸堿的回收和脫鹽處理。
2 工業廢水處理及回用過程中存在的問題
我國工業廢水的凈化處理和回收技術雖然取得了一定進展,但是仍然存在在許多問題,亟待解決。很多企業只是對廢水進行常規的處理,達到排放標準后直接排放,沒有回收利用,達標的廢水中非重金屬離子和可溶解性鹽類的雜質較高,對它們的二次利用非常有限。
2.1 污水分流不徹底
我國工業廢水中的污染物種類越來越復雜,在廢水處理過程中存在很大困難。通常將廢水分為含氟廢水、含鉻廢水和綜合廢水,這種分類存在許多不合理性,如重金屬不能有效回收,不同的污染物性質不同,沒有針對性的治理措施會導致額外的藥劑消耗,增加處理費用。
2.2 堿使用量大
利用化學沉淀法處理工業廢水時,由于廢水中重金屬含量大,如果不經過回收處理而直接加堿沉淀,則需加入大量的堿中和廢水中的酸,并使金屬沉淀;而且很多企業廢水處理過工程由人工操作,不能準確的控制藥劑的添加量,所以經常出現減的使用量過大情況,浪費藥劑。
2.3 污水處理工藝沒有針對性,處理成本高,中水回用率低
受工業廢水處理技術的限制,國內企業的污水處理成本普遍較高。為了滿足環保要求,廢水達標排放,企業投入大量資金、人力和物力,許多企業廢水處理工藝不合理,浪費藥劑,工作效率不高。雖然廢水處理存在經濟效益,但是高成本的資金投入使得經濟效益并不樂觀,企業也就沒有了處理污水的動力。所以企業要加強改進污水處理工藝,做到分開治理、分類回收、嚴格工藝。
3 污水處理與回用改進措施及發展趨勢
3.1 廢水分流收集、分類處理
工業廢水的處理應做到分流收集、分質處理,根據污水的水質特點進行分類,在對不同類別的水質采取不同的處理工藝,例如對廢水中的金、銀、鎳等貴重的重金屬采用單獨處理,回收再利用,降低重金屬超標的可能性,又為企業創造價值。
3.2 提高自動化水平
提高企業廢水處理的自動化水平,不僅能夠節省勞動力、提高效率,還能減少人為操作導致的問題,確保工藝參數穩定、實現高水平、高效率的污水處理。廢水處理站的加藥及控制系統可采用儀表自動化控制,設定好系統中各儀表的參數,實現電腦操控。
3.3 廢酸單獨回收處理
工業廢水中的廢酸要單獨處理并回收,通過添加一定量的酸活化劑,過濾掉廢酸中的重金屬和油污,則酸可以實現二次利用。這樣不僅減少了堿的使用量,還節省了新酸的用量,從而節省了處理費用。
3.4 改進廢水處理及回用工藝
污水的處理方法多種多樣,企業要有針對性地根據水質特點采取有效的治理措施,目前常用的方法有吸附法、反滲透法、離子交換法、電絮凝法、超濾等,對于有機工業廢水,生化技術是未來污水處理的發展趨勢,不僅能夠降低有機物含量,節省費用,還能滿足廢水排放標準。
4 結語
在水資源日益匱乏的今天,節約用水和廢水重新利用與尋找新水源同等重要,企業必須根據自身的實際情況加強對工業廢水的處理,對存在的問題進行分析并提出解決措施;采取行之有效的策略和對策,加強技術創新和改革,將更多的技術應用在工業廢水處理水的回用上,降低廢水處理成本,達到環境效益與經濟效益的雙贏。
參考文獻
[1] 胡洪營,趙文玉,吳乾元.工業廢水污染治理途徑與技術研究發展需求[J].環境科學研究,2010(7):15-17.