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關鍵詞:有機廢氣 處理 技術研究
中圖分類號: U491 文獻標識碼: A 文章編號:
一、對目前有機廢氣處理技術的概述
目前,國內外治理有機廢氣比較普遍的方法有:吸附法、吸收法、氧化法等。
1活性炭吸附法
利用固體吸附的原理從氣相或者液相去除有害成分的過程稱為吸附操作。根據吸附機理,可以將吸附劑分為物理吸附材料和化學吸附材料。化學吸附材料通常通過疏水鍵化學吸附作用去除有機污染 物質,如用于吸附去除鄰苯二甲酸二甲酯類物質的酚醛樹脂吸附劑、BA接枝改性聚丙 烯纖維等。但是化學吸附材料通常應用于水相有機污染物質的去除,在有機廢氣方面的應用較少,可能是因為在氣一固兩相界面上有機廢氣污染物質與吸附劑之間的接觸時間太短,不利于化學吸附反應的進行,吸附效果不理想。因此在吸附法治理有機廢氣的實際應用過程中,常用的吸附劑為活性炭 、沸石等物理吸附材料,因為這些吸附劑呈現狀結構,比表面積大,物理吸附作用強,適用范圍寬。大量的研究結果表明與蜂窩狀、顆粒狀吸附材料相比,纖維狀吸附材料具備傳質速率陜的優點。因此,在選擇廢氣污染物吸附材料時可以優先選擇纖維狀材料,以提高處理效果。
2吸收法
1)液體吸收法
吸收法主要是指液體吸收法,通過廢氣與吸收劑的接觸,使其中的有害組分被吸收劑所吸收。經過解吸,將其組分除去或回收,使吸收劑再生,重復使用。廢氣處理設施中普遍使用的水噴淋裝置就是基于此原理。吸收過程分為物理吸收與化學吸收。物理吸收主要依據相似相溶原理,水是一種最常用吸收劑,可以把溶于水的有機溶劑氣體如丙酮、甲醇、煙等去除,但水溶性尚差的“三苯”物質不能被水吸收。化學吸收是基于吸收試劑上活性基團可以與有機廢氣污染成分發生的化學反應進行的吸收過程。
2)吸收法國內外研究現狀
吸收法處理有機廢氣污染物的國內外研究狀況。根據研究可以總結出以下3個結論:
國內外研究者研究了不同溶劑吸收法對各種 有機廢氣污染成分的處理效果,包括苯類(苯甲苯、二甲苯、苯乙烯)、酯類、酮類、有機烴;
吸收劑主要包括有機溶劑、表面活性劑和水,還包括新型環保型吸收劑環糊精;
(3)有機廢氣的具體成分不同,吸收劑選擇不同。
3催化氧化燃燒法
對于有毒、有害、不須回收的VOCs,氧化法是一種較徹底的處理方法。它的基本原理是VOCs與O2發生氧化反應,生成CO2:和HO2,化學方程式如下:a CXHYOZ:+bO2---,cCO2+dO2 氧化反應類似化學上的燃燒過程,但由于 VOCs的濃度太低,所以反應中不會產生可見的火焰。氧化法一般通過以下兩種方法使氧化反應能夠 順利進行:一是加熱,使含VOCs的廢氣達到氧化反應所需的溫度,即熱氧化法;二是使用催化氧化。催化氧化是指在一定壓力和常溫條件下,以金屬材料為催化劑,如Pt、Pd、Ni等,廢氣中得有機污染物與空氣、氧氣、臭氧等氧化劑進行的氧化反應。由于催化劑的存在,催化燃燒的起燃溫度約為250℃一300℃。高效催化劑是催化氧化法的關鍵核心。
4生物處理法
生物處理技術的實質是附著在濾料介質中的微生物在適宜的環境條件下,利用廢氣中的有機成分作為碳源和氮源,并將有機物分解為二氧化碳、水、無機鹽等無害或少污染的物質。生物處理技術包括生物吸收法和生物過濾法,生物處理技術具有設備簡單、運行費用低、較少形成二次污染等優點。
二、幾種主要有機廢氣處理技術比較與總結
1適用范圍比較
活性炭吸附技術一般適合于污染物濃度低于2000 mg/m3以下的有機廢氣處理,在酸性環境下的吸附效果優于堿性環境,且氣體溫度最好為常溫,若廢氣溫度過高,可選配氣體冷卻裝置來降低廢氣溫度,使之達到活性炭最佳吸附狀態。溶劑吸收法主要適用于高濃度有機廢氣或者大風量低濃度的有機廢氣處理。催化燃燒技術一般適合污染物濃度在2000~6000 mg/m3之間的有機廢氣處理,若廢氣溫度大于180℃,廢氣濃度可低于2000 mg/m3也可,但廢氣中如含有硫等有害于催化劑中毒的成分不適合該技術。
2存在問題比較
1)活性炭的吸附性與再生處理
活性炭吸附是將污染物質從氣相固定到自身,并沒有從根本上解決污染消除的問題,當多種氣態污染物同時存在時,活性炭的吸附能力大幅低于只含有一種氣態污染物時的吸附效率。而對于吸附飽和的活性炭,一般處置方式有兩種,一是廢棄,直接燒掉或填埋,這樣會造成資源浪費。二是將其再生反復使用,但活性炭的再生仍然存在一些問題,主要包括:再生過程活性炭有效部分損失較大、再生后吸附能力有一定下降,再生尾氣的二次污染等。
2)吸收液吸收效率低
液相吸收法是將污染物質從氣相到液相的物理轉移或化學轉變,氣態污染物液相噴淋吸收針對高濃度有機廢氣或者大風量低濃度的有機廢氣的治理較好,而針對低風量低濃度有機廢氣治理效率仍有待進一步提高。
3)催化劑選擇苛刻
當使用催化氧化燃燒處理有機廢氣時,某些氣體污染物燃燒氧化反應條件苛刻,必須需要高溫、高空、高水蒸氣分壓,因此選擇的催化劑必須具各高活性、高熱穩定性和高水熱穩定性,以及一定的抗中毒能力;常用的催化劑是Pd、Pt、Rh、Au等貴金屬催化劑,但這些貴金屬價格昂貴、易燒結,增加了催化氧化處理成本。
三、有機廢氣處理技術的展望
隨著對有機廢氣處理技術的研究開放力度不斷加大,除上述傳統的處理工藝技術外,一些新的技術也逐步被開發應用,為有機廢氣的治理提供了更廣闊的途徑。
1膜分離法
膜分離法是使用半滲透性的膜將VOCs從廢氣中分離出來的方法。基本機理是基于氣體中各組分透過膜的速度不同,透過膜的能力不同,因為每種組分透過膜的速度與該氣體的性質、膜的特性與膜兩邊的氣體分壓有關。
2 綜合處理技術
綜合處理技術主要是指將多個傳統處理工藝有機結合,比如吸收一解吸一變壓吸附組合工藝、吸附催化氧化技術等,這類綜合處理技術具有極強的針對性和互補性,處理效果遠遠優于單一方法。
四、結束語
通過本文的論述,對于有機廢氣處理技術的合理選擇,不論采用傳統還是新的處理技術都必須符合使用性能、范圍、等因素。因此我們在處理企業有機廢氣污染問題時,一定要結合實際情況,綜合評估各項因素。不僅有效提高有機廢氣處理效率,同時也減少了成本支出為企業帶來高額的經濟效益。
參考文獻:
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關鍵詞 有機廢氣;空氣處理;處理技術
中圖分類號X7 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2014)106-0130-02
0引言
隨著我國化工制造企業水平的不斷提升,化工企業生產過程中所排放的廢棄物尤其多,加之當前對化工企業生產經營的排放控制機制不夠健全,而且針對環保企業的監管不力,使得大量化工企業所排放的工業有機廢氣沒有經過處理排入到空氣當中,嚴重污染了大氣質量,對全球氣候及局部環境造成了嚴重影響。進而直接危及當地人們的健康,同時也給當地經濟的可持續發展造成了嚴重影響。因此,增加對有機廢氣的處理力度,加大對有機廢氣的處理技術應用有極為現實的意義。本文針對當前有機廢氣的處理技術進行了較為詳細和系統的分析,為提高有機廢氣的處理質量提供參考。
1液體吸收法
通過將吸收劑與氣體相接觸,使得氣體當中的有害分子逐步轉移到吸收劑中而將有機廢氣分離,屬于一種典型的物理化學作用過程。之后通過解析的方式將液體當中的有害分子予以去除,并將之回收起來,使得吸收劑得到重復回收、利用。從作用原理來看,可以將之分為物理方法和化學方法兩種。其中,物理方法就是利用物質相溶的原理,通常是將水作為吸收劑,并將有機廢氣當中有害的氣體予以去除,但對于部分不溶于水的有機廢氣物質,例如“三苯”等,則必須采用化學方法去除,通過溶劑與物質發生化學反應的方式予以去除。
2活性碳吸附法
液體吸收法是采用氣、液態相互轉換的方式進行的,而活性碳吸附方法則是將氣態當中的分子吸收并固定在固體表面,從而使得氣態的有機分子轉化成為固態的形式。因為活性碳的類型及來源是不同的,因此其自身的特性,例如表面積親水性、極性等也存在一定的差異,所以對應的吸附機制不同,需要針對不同的有機廢氣種類采取不同的方式。
3生物處理法
從原理上來講,有機廢氣的生物處理方式就是使用微生物的生理過程將廢氣當中的有害物質轉化成為簡單的無機物,例如CO2 、H2O和其他的物質等的一種有機廢氣處理方式。
通常,一個相對完整的有機廢氣生物處理過程包括這樣三個基本的步驟:其一,廢氣當中的有機污染物必須先與水相接觸,同時能夠迅速溶解于水中;其二,溶解在液膜當中的有機物在液態的成分濃度差作用下將逐步擴散到生物膜當中,從而被附著其上的微生物迅速吸收;其三,被微生物所吸收的有機廢棄物將在其自身的生理代謝過程中被講解,從而最終逐步轉化成為不污染環境的化合物質。
4冷凝回收法
該方法就是利用有機物質在不同溫度下其具有不同的飽和蒸汽壓這一特點,繼而使用降壓系統溫度或者提高系統壓力的方式使得蒸汽狀態中的污染有機物質通過冷凝的方式從中提取出來。通過使用冷凝處理之后,將可以使得廢氣中得到較高程度的凈化,但是其實際的操作難度較大,通常不能在室溫下的冷卻水中完成,而需要通過降低冷卻水溫度的方式才能達到,這在一定程度上增加了處理的費用和難度,因此該方法主要用于處理廢棄濃度高、溫度相對較低的場合。
5高溫及觸媒燃燒法
燃燒方法就是利用溫度明顯高于有機物燃點的溫度將有機物進行強烈的燃燒、氧化,通常可以采用直接燃燒、觸媒燃燒兩種方法。一般,直接燃燒方法主要采用溫度在650℃~850℃中的高溫容器中進行。其中,沸石濃縮轉輪焚燒法是當前廣泛被集成電路企業所采用的一種有機廢氣處理技術。當產生的有機廢氣進入到沸石轉輪中之后,通過使用沸石吸附廢氣當中大量的有機成分,從而形成相對干凈的空氣,然后將產生的干凈空氣排入到大氣中,其他的部分則繼續進入處理循環當中,這樣將有效降低處理過程中后續的處理成本。使用沸石濃縮轉輪將處于低濃度、大風量狀況下的廢氣濃縮成為高濃度、小風量的廢氣之后采用直接燃燒的方式將之轉化成為環境友好的CO2與水,從而達到去除有機廢氣的目的。在整個處理過程中,通過沸石轉輪的動態吸附與解析過程,因為不存在吸附劑飽和的問題,只需要通過適當調整轉輪的轉速、再生溫度、風量等就能夠達到較好的濃縮效果。該種方法對有機廢氣的濃縮倍數能夠達到5-20倍,去除率能夠達到90%左右。但是,采用這種直接燃燒方法所需要的燃料費用較大。
而通過采用觸媒燃燒的方式能夠將整個過程所需要的反映溫度降低,一般高出有機物燃點100℃就能夠迅速完成氧化反映。整個反應過程中所采用的觸媒類物質主要包括金屬氧化物(例如Cr2O3,CuO)和部分稀有金屬(如Pd,Ag,Au)等,通過將之覆蓋與反應體的表面,發生對應的反應:
VOC +O2(空氣)CO2+H2O
在整個過程中,通過使用觸媒燃燒的方式,能夠將廢氣溫度降低250-400℃左右,有效降低了燃燒熱量的消耗。整個觸媒焚化工藝流程相對較為簡單,圖1中對整個工藝過程中需要用到的系統組件進行了描述,主要包括預熱器、觸媒床、熱交換器、鼓風機和溫度、通風量控制單元等。
其中,觸媒床是整個工藝生產的主要設備,其反應溫度保持在250-400℃之間,這對觸媒類型的選擇尤為重要。通常,還需要考慮到觸媒的具體反映性質、造成的壓力損失、應用壽命和維修安裝方便程度等。但是,在整個反應過程中要避免下述幾點情況的發生:
圖1 觸媒焚化廢氣處理工藝流程
首先,要避免出現高溫失活的問題,通常,觸媒出口的溫度要在650℃一下,具體溫度需要根據觸媒的種類進行確認,否則將造成觸媒燒結的問題,降低觸媒的活性。
其次,避開觸媒中毒問題的,若廢氣當中包含了觸媒的毒化物質,例如有機矽化物、金屬和磷化物等,這部分物質將會使得觸媒燃燒轉化成為無機物,從而粘附在觸媒的表層,使得觸媒失去活性,反應效率下降。
再次,避免出現表面遮蔽的問題,若廢氣當中包含有諸如焦油等物質,冷凝作用將會使得其變成粘性的液態,將會覆蓋與觸媒的表面,從而影響觸媒的使用效果。
6微波催化氧化法
微波空氣凈化方法就是從傳統的填料吸附—解析技術逐步發展起來的,是一種將傳統的解吸方式轉化成為微波解吸的方法。通過使用微波能有效減少了對能量的消耗,同時還縮短了整個解吸的周期,使得吸附劑在通過二十多次的重復解吸之后依然具有較好的吸附能力。當前,該方法在水處理當中有相對成功的應用,而且針對有機廢氣的應用,國外業有小規模的成功應用,但是國內還處于初級階段。
7結論
為了提高有機廢氣的處理力度,必須加強對傳統有機廢氣的處理力度,通過提高有機廢氣處理效率的方式來節約處理成本。通過加大新技術的研發力度,并通過在工業應用中的拓展。針對成分相對復雜的有機廢氣,可以聯合多種工藝方式進行綜合處理,將其中的有機廢氣處理掉,保證生態環境的穩定。
化學反應器中的肥料制造過程中往往是不能夠達到反應溫度,因為反應不充分,往往產生較多的廢物和氣體。這樣的生產方式不能滿足生產和生活的需要,化學反應是不充分的,引起最大的化學產品的生產問題,以及較低的化學反應產率。因為反應不完全嚴重使化學品的生產效率降低,造成能源和資源的巨大浪費。化學工程在化工生產過程中,整個項目的連續性較差,因此,可能會影響處理正在進行化學反應進展,所以化學工程生產鏈的整體,是一個很大的整體生產工程。
目前的化學品制造工序中,不適合的化學品的制造過程,其中有一些生產的主要問題是非常明顯的。化學制造過程中,有必要對這些問題采取合理的解決措施,以改善化工生產。最新生產的化學品,需要有效提高化學生產過程的完全反應率,以減少生產過程中所造成的污染。首先,化學品的制造方法中,可提高反應的環境和反應條件進行。為了減少廢物的產生,提高了生產效率,實現高效率的生產,化學反應的條件是最重要的生產條件。因此,提高化學品生產的效率,在制造過程中要滿足化學反應條件。必須有足夠的催化劑和反應條件下,要達到化學反應的標準,以確保生產化學品的制造進一步的提高生產效率,并減少化工生產中產出的廢物。化學廢物包括廢水,廢渣和廢氣。確保這些廢物直接排入環境不形成污染,可以選擇相對綠色安全的化學品。其次,化學品制造過程中,盡可能的改善生產環境,并提供一個管理系統和廢物的處理程序。
目前,化學工業生產中形成的廢物直接排放到自然環境絕對含有重金屬和有毒物質。此外,在許多情況下,包含應被視為需要進行適當的廢氣處理。廢水排放,是一般使用化學合成的化學過程所形成的。減輕其廢水的有害影響,主要是通過使用沉淀這一種化學反應,最基本的原則,原理是用沉淀的方法在廢水中得到重金屬。此外,廢氣處理裝置的一個裝置,例如,為了確保釋放到空氣中的安全,廢氣通過除塵過濾器和有毒氣體,進行廢氣處理中,應嚴格按照國家規定的標準實施。最后,對化學生產過程中的反應機理與反應條件進行了分析,化學工程實踐中,在化學制造工藝技術方面的技術進行討論,是一種有效的方式。化學制造是最簡單的環節,因為它更適合于化學品生產。當然,在不同的環境中,化學反應是隨機變化的,化學生產方法與制造原料不同會導致化學反應的不同。采用好的化學原料與好的化學反應方法能夠有效的提高生產效率,實現綠色的生產。總之,對化工生產技術進行改進,能夠進一步的開發出非常積極的化學生產,完善當前化學生產鏈。
上述分析是化學化工生產率提高的探索問題,化學工程和化學品制造過程。注重環境保護和節能減排的要求下,必須增加化學生產過程中,生產的化學品生產效率。不能夠以犧牲的自然環境為代價,進行大量的化學品生產。化農是中國的主導產業,環境是農業發展和人類生存的基礎,化工環保在化工整體行業的發展起到非常重要的作用,目前已經產生了較為合理的綠色生產,進一步實現化工生產的產業化發展。在化工生產過程中,旨在改善生產效率,提高生產技術得到高產率的化學物質,符合要求的節能環保理念在化學品的制造過程中得到充分的重視。優化化工生產技術,以真實的達到保護環境和能源節約目標的,開發一種化學品后處理的綠色工藝。從根本上解決了合理的化工產品的生產問題,以最大限度地提高化學品的制造過程中的生產效率。
關鍵詞:化學實驗室;環境保護;處理方法
中圖分類號:X3
1.引言
隨著社會的發展,人們對生活和工作環境的要求越來越高,對周圍的環境污染控制越來越嚴格。而化學實驗室作為大量各種化學物品使用和反應的場所,其在實驗過程可能產生許多污染物,包括一些有劇毒或能致癌的有機和無機的廢氣、廢液和固體廢棄物。如果不對這些廢棄物進行處理直接排放到環境中去就會污染環境,危害人類身體健康。
2.化學實驗室環境污染的主要來源
2.1 化學實驗室廢氣主要來源
由于化學實驗室所承擔的實驗項目的特殊性,化學實驗室空氣中含有常用HCL、H2SO4、HNO3等強酸所散發的酸霧溶液,碘化鈉、碘化鉀等碘鹽造成的碘蒸氣污染,有機溶劑如苯、醚、酮、氯化烷烴等揮發性有毒蒸氣等。
2.2 化學實驗室廢液主要來源
根據廢液中所含主要污染物性質,可以分為有機、無機、及含病原微生物實驗室廢液三大類。無機廢液主要含有重金屬、重金屬絡合物、酸堿、氰化物、硫化物、鹵素離子以及其他無機離子等。有機廢液含有常用的有機溶劑、有機酸、醚類、多氯聯苯、有機磷化合物、酚類、石油類、油脂類物質等。
2.3 化學實驗室固體廢棄物主要來源
實驗室產生的固體廢棄物包括殘留固體試劑、沉淀絮凝所產生的沉淀殘渣、消耗或破損的實驗用品、殘留或失效的化學試劑。另外,還有實驗室常用濾紙等。這些固體廢棄物成分復雜。
3.化學實驗室污染物的處理方法
3.1 廢氣的處理
由于各類化學實驗室的工作性質不同,產生的有害氣體的類型也不同。目前針對無機類化學物產生的廢氣處理方法可分為兩大類:第一類處理方法的原理相同,主要靠水霧或水幕來捕捉含微粒,氣液分離后所排放的氣體中有害物的含量降到國家環保允許排放標準,對于酸性或堿性較強的氣體,用適當的堿或酸進行吸收。對于含酸或堿類物質的廢液,如濃度較大時,可利用廢酸或廢堿相互中和,再用pH試紙檢驗,若廢液的pH值在5.8~8.6之間,如此廢液中不含其它有害物質,則可加水稀釋至含鹽濃度在5%以下排出。第二類處理方法的原理為干式吸收法,主要靠具有較強吸附性能的吸附介質在與廢氣接觸的過程中,利用其強大的吸附功能截住廢氣中的各種有害物,使排放氣體中的有害物的含量降到國家環保允許排放標準。
3.2 廢液的處理
3.2.1 廢液的收集和存放
各實驗室可根據廢液的化學特性,將廢液分類貯存在統一規定的密閉容器中,然后定期收集起來,統一進行處理。在收集廢液時注意以下事項:(1)下面所列的廢液不能互相混合
①過氧化物與有機物;②氰化物、硫化物、次氯酸鹽與酸;③鹽酸、氫氟酸等揮發性酸與不揮發性酸;④濃硫酸、磺酸、羥基酸、聚磷酸等酸類與其它的酸;⑤銨鹽、揮發性胺與堿。
(2)要選擇沒有破損及不會被廢液腐蝕的容器進行收集。將所收集的廢液的成份及含量,貼上明顯的標簽,并置于安全的地點保存。特別是毒性大的廢液,尤其要十分注意。(3)對硫醇、胺等會發出臭味的廢液和會發生氰、磷化氫等有毒氣體的廢液,以及易燃性大的二硫化碳之類廢液,要先做適當的防止泄漏處理,并應盡快進行消焚。
3.2.2 實驗室廢夜處理的具體方法
首先談一下無機類實驗廢液的處理方法,實驗室中經常有大量的廢酸液。廢液可先過濾,濾液加堿中和,調至pH=6—8后就可排出,少量濾渣可埋于地下。較多的廢鉻酸洗液,可以用高錳酸鉀氧化法使其再生,還可使用。少量的廢鉻酸洗液可加入廢堿液或石灰使其生Cr(OH)3沉淀,埋于地下即可。氰化物是劇毒物質,少量的含氰廢液可加入NaOH調至pH=10以上,再加入幾克高錳酸鉀使CN—氧化分解。量大的含氰廢液堿液氯化法處理,先用堿調至pH=10以上,再加入次氯酸鈉,使CN—氧化成氰酸鹽,并進一步分解為CO2和N2。含汞鹽廢液應先調pH至8—10后加適當過量的Na2S,使生成HgS沉淀,并加FeSO4與過量S2—生成FeS沉淀,從而吸附HgS共沉淀下來。少量殘渣可埋于地下,大量殘渣可用焙燒法回收汞。含重金屬離子的廢液,最有效和最經濟的方法是加堿或加Na2S把重金屬離子變成難溶性的氫氧化物或硫化物而沉積下來。
對于有機類的實驗廢液總的來說盡量回收溶劑,在對實驗沒有妨礙的情況下,把它反復使用。具體的處理方法:(1)焚燒法,將可燃性物質的廢液,置于燃燒爐中燃燒。如果數量很少,可把它裝入鐵制或瓷制容器,選擇室外安全的地方把它燃燒。并且,必須監視至燒完為止。對難于燃燒的物質,可把它與可燃性物質混合燃燒,產生NO2、SO2或HCl之類有害氣體的廢液,必須用配備有洗滌器的焚燒爐燃燒。(2)溶劑萃取法,對含水的低濃度廢液,用與水不相混合的正已烷之類揮發性溶劑進行萃取,分離出溶劑層后,把它進行焚燒。(3)氧化分解法,在含水的低濃度有機類廢液中,對其易氧化分解的廢液,用H2O2、KMnO4、NaOCl、H2SO4+HNO3、HNO3+HClO4、H2SO4+HClO4及廢鉻酸混合液等物質,將其氧化分解。然后,按上述無機類實驗廢液的處理方法加以處理。
3.3 固體廢棄物的處理
在廢液收集桶的桶口部位都放置了一個小的塑料籃,當學生把廢液帶著廢渣倒入收集桶時,這個小塑料籃就會把一些廢紙和廢渣攔在籃上。在學生實驗過程中,實驗室也會提供專門的回收杯等用來回收實驗廢渣或多余產品等。玻璃廢渣、廢瓶、或有毒廢渣集中存放后由學校統一收集。有些回收產品等可以再利用。
參考文獻
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【關鍵詞】醫院建筑 污水站 設計參數 處理工藝
【Abstract】Hospital wastewater composition is very complex; Sewage treatment must be guaranteed a certain standard. Three A-level general hospital new daily processing capacity of 1800t / h in the sewage treatment plant, Required to deal with advanced technology, reliable, easy operation and management of the treated effluent quality standards, the overall layout of the reasonable cost of processing low, the paper design of a full range of its presentation and analysis.
【Key words】hospital building; sewage treatment; Design parameters; Disposal process
引 言
醫院污水的水質不同于生活污水,其成分非常復雜,含有多種藥物比如:消毒劑,來自化驗、檢驗、手術各科室的重金屬,有機試劑等,還含有多種病菌病毒以及寄生蟲卵,他們在環境中具有一定的適應力,有的甚至在污水中存活時間較長,若未經處理即排入水體或用于灌溉,將會嚴重污染環境,影響人民身體健康。故針對醫院污水處理,國家專門出臺各種規范規定保證醫院污水處理達到一定標準,現針對某醫院進行簡單介紹。
某市第一醫院是一所三級甲等綜合醫院,現有有病床800床,原有一座污水處理站,處理量450t/h,主要受納該醫院各個病房、科室所派出的生活污水。隨著醫院建設發展速度,與該醫院新的外科病房樓相配套,醫院興建一座日處理能力1800t/h的污水處理站。并要求處理工藝先進可靠、運行管理方便、處理后出水水質達標、整體布局合理、處理成本低等原則要求。現介紹和分析其方案如下:
一、設計基本參數
根據《醫院污水處理設計規范》(CECS07-2004)規定每病床污染物的排污量可按下列數值選用:BOD560g/床.d,CODcr100~150g/床.d,懸浮物50~100 g/床.d等,經計算床位產生的污水水質如下:
根據計算表格,取上限值作為設計進水水質設計參數:
故:pH:6~9;COD≤300mg/L;BOD≤150mg/L;SS≤120 mg/L;糞大腸桿菌總數≤3*108個/L。
2.出水水質標準
根據醫院規劃要求,該醫院污水經處理后排入城市污水管道,故廢水排放標準執行《醫療機構污染物排放標準》(GB18466-2005)中的表2綜合醫療機構和吉他醫療機構水污染排放限制作為本項目的預處理標準,即:
pH:6~9;COD≤250mg/L;BOD≤100mg/L;SS≤60 mg/L;糞大腸桿菌總數≤5000MPN/L;腸道致病菌:不得檢出。
二.污水處理工藝選擇
本工程的污水來源主要為醫院病房、門診排水,污水先經過化糞池處理設備,然后進入醫院污水處理站。與一般的生活污水比較,醫院污水具有人均排水量較大,細菌、病菌等病原微生物含量較高,但有機物含量較底的特點:本項目處理后的污水排入建有二級城市污水處理廠的市政管網,故排放要求比較低。因此,項目采用了 “機械格柵+預曝氣調節池+絮凝沉淀池+消毒池”的一級強化處理工藝,其中利用機械格柵去除污水中較大的無機懸浮物:利用絮凝沉淀池去除污水中的大部分懸浮物及一部分有機物(BOD、COD):消毒則用于殺滅廢水中的細菌、大腸桿菌。
1.機械格柵
主要是去除廢水中的漂浮物及大塊雜物,以免堵塞水泵影響后續系統的正常運行。通過機械格柵自控運行,可定期清運并存儲廢水中被攔截的柵渣,以備統一消毒外運進行專業化處理。
2.預曝氣調節池
醫院污水水質、水量都非常不均勻,每日8時左右出現排水高峰期,其小時最大耗水量可達到日水量的1/7,且污水最高污染濃度往往存耗水量最高時段出現,所以要設置足夠容量的調節池,以滿足后續處理構筑物的連續穩定運行,本次設計中調節池內設置預曝氣.防止懸浮物沉淀。
3、絮凝沉淀池
通過加藥絮凝,使廢水中較小懸浮顆粒物變成較大顆粒物質,從而令其從廢水中分離出來,以有效去除污水中的懸浮物,使污水中的COD、BOD得到進一步的去除。該方法是一級處理工藝強化處理工藝中最有效的一種處理工藝。
4.ClO2消毒處理
二氧化氯作為消毒劑,具有廣譜的消毒效果;作為強氧化劑,它所氧化的產物中無氧代有機副產物。相比之下液氯或其他氯制劑的氯化消毒會形成氯代衍生物,這些氯化有機物具有潛在的致癌作用,在自然界中難以生物降解。因此,二氧化氯是一種具有競爭力的消毒劑。
二氧化氯是一種黃綠色至紅色氣體,其味道比氯氣味刺激性大,其顏色取決于濃度,在水中的溶解度與水溫的倒數成線性關系,最大溶解度為2900 g/L,當濃縮加壓時二氧化氯不穩定,故不能加壓貯存。研究證實二氧化氯對大腸桿菌、細菌、芽孢、病毒及藻類均有很好的殺滅作用。其殺滅微生物機理認為是:二氧化氯對細胞壁有較好的吸附和透過作用,可有效地氧化細胞內疏基的酶、抑制微生物蛋白質的合成。二氧化氯的殺菌能力和在水中的穩定性均優于氯。其殺菌的有效性順序為03>Cl02>Cl2>氯胺;在水中穩定性為氯胺>ClO2>Cl2>O3。另外水質污染的輕重對ClO2的消毒效果影響比較小。
水中PH值對二氧化氯消毒大腸桿菌的效果影響也不大,但是高pH值條件下去除作用增大。當水中PH值為6.5時,0.5mg/L的二氧化氯和0.5mg/L的氯均在60s內去除99%的大腸植桿菌。但是,當水中pH值接近8.5時,前者比后者更有效,如劑量為0.25mg/L時,對99%的大腸植菌去除率,二氧化氯只需15s,而氯需要5min才能達到要求。低劑量的二氧化氯還具有很強的殺滅蠕蟲功能,比氯要有效得多。
三.污水站產生廢氣的處理
1.廢氣成份
污水處理站產生之廢氣一般以有機物如氨類CH3NH2(CH3)N、糞臭素C8H5NHCH3、二胺NH2(CH2)4NH2-NH2(CH2)5 NH2以及簡單無機物如CO2、N2、H2S為主。對于本項目,其廢氣成份中除含大量病原體因子外,主要為氨類CH3NH2(CH3)N、糞臭素C8H5NHCH3、二胺NH2(CH2)4NH2-NH2(CH2)5 NH2,以及無機氣態物如CO2等,由于主體工藝未設置二級處理工藝,所以N2、H2S產量極少。
2.廢氣處理工藝的確定
廢氣處理經歷了從最初的采用水洗法,到初步發展為效果較好的微生物除臭法。常用的方法有以下幾種:水清洗和化學藥荊法(化學吸收法)、吸附除臭消毒法、燃燒法、氧化法、土壤除臭法等幾類。
(1)水清洗和化學藥劑法(化學吸收法)是通過化學藥劑(主要是堿液或酸液)吸收廢氣中的酸性或堿性污染物.
(2)吸附除臭消毒法最常使用的是活性炭吸附及紫外線消毒工藝。該工藝利用活性炭優良的吸附能力以及紫外線廣譜抗菌、滅菌的能力,可以高效吸附廢氣中的硫、醇、酚等成份,同時殺滅廢氣中的各種病原體因子。該法主要用于醫療類廢氣方面的處理。
(3)燃燒法分為直接燃燒和觸媒燃燒兩種,根據廢氣特點,一般溫度在650℃,接觸時間在0.3~0.5s時,廢氣中的某些污染物會直接燃燒從而達到除臭目的。
(4)氧化法是利用某些強氧化性物質的氧化性,使廢氣中還原性物質被氧化從而達到除臭目的,如臭氧、CIO2溶液等。
(5)土壤廢氣處理系統是將廢氣收集后,通過管道布氣擴散于土壤中。廢氣在通過土壤的過程中受土壤顆粒表面吸附作用,致臭物質被截留。土壤以天然土、腐植土為宜。
由于本污水站廢氣為醫療類污水產生的廢氣,除了異味因子外,廢氣中還含有各種病原體因子,因此選用“吸附除臭消毒法”來處理污水站產生的廢氣。該方法除臭消毒效果好,運行費用低,特別適合醫療類小型污水處理站中廢氣的有效處理。該工藝中消毒除臭同時進行為一體化廢氣處理工藝,廢氣經凈化處理后由管道引入高空達標排放。
四.污水站產生污泥的處理
1.污泥的產量
本工程設計水量為Qh=75m3/h,進水SS濃度120mg/L,出水SS濃度60mg/L,則站內污泥產生量約為1.8m3/d(含水率94%)。
2.污泥處理工藝的確定
醫院污泥消毒的目的是殺滅致病菌,避免二次污染。污泥消毒處理的方法有
(1)投加石灰的方法:
(2)投加漂泊粉的方法:
(3)有條件的地方采用紫外線輻照消毒。
加石灰會增加污泥的產生量,并造成污泥最終處置費用的增加;漂泊粉需要人工投加,而且操作環境較差:紫外線消毒運行費用高。
本項目最終采用二氧化氯消毒完全能達到和投加漂泊粉一樣的
效果,而且自動投加,運行管理簡單。
本項目按設計規范一級強化處理后污水消毒ClO2的投加量為30~50mg/L,污泥消毒除臭按10~20mg/m3設計。消毒劑用量見下表。
根據表格所列,本項目ClO2發生器選用4000g/h
五.工藝流程
1.工藝流程圖
2.工藝流程簡介
醫院各病房、門診所派出的污水經過化糞池后由管道匯流至格柵集水池,以割除肺水腫的漂浮物及相關雜物,防止相關雜物堵塞后續處理的管道和設備,格柵集水池出水,經過提升泵升至地下預曝氣調節池,對污水進行均值均量調節。調節池池底部設有穿孔曝氣管,進行曝氣攪拌,以防止懸浮物沉淀,從而引起厭氧發臭甚至pH下降。
污水經調節池調節后由提升泵提升到絮凝沉淀池,通過加藥絮凝,使污水中較小顆粒污泥變成較大顆粒污泥并從污水中分離出來,然后經平流沉淀池進行泥水分離,從而使污水得以凈化。沉淀池污泥排入污泥池,進行重力濃縮,然后定期往污泥池投加二氧化氯進行消毒后由具有相應資質的單位或者部門定期抽吸外運,進行最終處置。
平流沉淀池出水自流進消毒池進行消毒處理。根據本項目情況,消毒處理后的水排入水池后通過動力自控提升排入市政管網達到達標排放。
污水處理站地下污水處理廢氣經專用管道收集,并經吸附除臭消毒處理后引入高空達標排放。
六.項目投資情況
1.初步投資
2.運行費用分析
電費:污水處理站安裝總功率89.71kw,經常運轉功率43.064kw,每方水處理成本為0.55×43.064×24/1800=0.31元/m3。
人工費:污水站定員3人兼職,每方污水人工費為:
600×3/30/1800=0.033元/m3。
藥劑費:處理單位廢水消毒費為0.15元/m3(包括污水、污泥的消毒);處理單位廢水絮凝藥劑費為0.05元/m3;系統處理藥劑費為0.2元/m3。
自來水:本工程用水點為藥劑配制、分析用水,用水量為8m3/d。
8×3/1800=0.013元/m3
污泥外運處置費:5m3吸糞車120元/次,經計算每天產生1.8/5×120/1800=0.024/m3。
合計:直接運行費用預計為:電費+人工費+藥劑費+自來水+污泥外運處置費=0.58元/m3。
以上電費、水費、人工費等均按照當地標準選取。
結 語
以上為本項目污水處理站部分總結,希望通過本文使讀者在概念上對醫院污水處理站達到一定程度的了解,能為今后建設、管理,施工過程中起到一定的幫助作用。 CODcr:所謂化學需氧量(COD),是在一定的條件下,采用一定的強氧化劑處理水樣時,所消耗的氧化劑量。它是表示水中還原性物質多少的一個指標。水中的還原性物質有各種有機物、亞硝酸鹽、硫化物、亞鐵鹽等,但主要的是有機物。
BOD5:所謂生化需氧量(BOD)是在有氧的條件下,由于微生物的作用,水中能分解的有機物質完全氧化分解時所消耗氧的量稱為生物化學需氧量簡稱生化需氧量。目前規定在20℃下,培養5天作為測定生化需氧量的標準。這時候測得的生化需氧量就稱為五日生化需氧量,用BOD5表示。
SS:水質中的懸浮物, 水質中懸浮物指水樣通過孔徑為0.45μm的濾膜截留在濾膜上并于103~105℃ 烘干至恒重的固體物質,是衡量水體水質污染程度的重要指標之一。
注 釋