第一篇:制藥工業三廢處理技術之案例分析
制藥工業三廢處理技術之案例分析
姓名:張xx 班級:12藥劑 學號:1234567 前言:隨著我國醫藥工業的發展,制藥工業三廢已逐漸成為重要的污染源之一。制藥行業屬于精細化工,其特點就是原料藥生產品種多,生產工序多,原材料利用率低。由于上述原因,制藥工業三廢通常具有成分復雜,有機污染物種類多、含鹽量高、NH3一N濃度高、色度深等特性,比其他工業三廢處理更難處理。由于制藥工業環境保護比制藥工業起步晚,且治理污染不能給企業帶來直接的經濟效益,制藥三廢處理工藝還落后于制藥工藝。同時由于制藥三廢復雜多變的特性,現在的處理工藝還存在著諸多問題和不足之處,所以目前許多制藥三廢難以處理,或者處理成本居高不下,因此一些小型的制藥企業或多或少存在偷排三廢的現象。未將處理或處理未達標的三廢直接進入環境,將對環境造成嚴重的危害。
摘要:本文通過哈藥三廢污染具體案例分析制藥工業中三廢的處理的重要性以及所用方法,通過綜合利用,實現廢物的循環利用。
關鍵詞:制藥工業、三廢治理、環境保護、綜合利用 具體案例:哈藥總廠“三廢”污染事件
在哈爾濱哈藥集團制藥總廠附近,即使在夏天,也有人要戴口罩,居民稱空氣里臭味熏人。記者調查發現,臭味來自于緊鄰居民區的哈藥總廠,住在周邊的一些居民甚至常年不敢開窗。
在哈爾濱哈藥集團制藥總廠附近,即使在夏天,也有人要戴口罩,居民稱空氣里臭味熏人。記者調查發現,原來臭味來自于緊鄰居民區的哈藥總廠,住在周邊的一些居民甚至常年不敢開窗。
1.廢氣超過惡臭氣體排放標準
哈藥總廠位于城區上風口,它釋放的臭味影響范圍波及周邊的高校、醫院和居民區。藥廠為什么排放臭味呢?記者進入廠區后注意到,越往廠區內部,難聞的氣味就越來越濃。記者調查了解到產生臭味的主要原因是藥廠青霉素生產車間發酵過程中廢氣的高空排放,以及蛋白培養烘干過程和污水處理過程中,無全封閉的廢氣排放。廢氣排放嚴重超標,長期吸入可能導致隱性過敏,產生抗生素耐藥性,還會出現頭暈、頭痛、惡心、呼吸道以及眼睛刺激等癥狀。
2.廢水排污口色度超極限值15倍
哈爾濱城區有條河溝流經哈藥總廠,記者發現,河水在進入這個廠區之前是青白色的,但從廠區流出就變成土黃色,散發著非常刺鼻的臭味。記者在廠區深處順著河溝尋找,發現了藥廠污水排放口。排污口散發著惡臭,水是黃色的。哈藥總廠以生產青霉素和頭孢菌素類藥物為主,青霉素類的生產屬于發酵類制藥。而國家對發酵類制藥水污染物排放極限值有著明確規定,記者將排污口水樣送到具有檢測資質的相關部門進行檢測,其檢測參考值表明:哈藥總廠排污口色度為892,高出國家規定極限值60近15倍。排污口氨氮為85.075,高出國家規定極限值35兩倍多,排污口COD為1180,高出國家規定極限值120近10倍。
3.廢渣簡單焚燒后流入河溝
順著排污口沿著河溝向下游幾百米,在岸邊上就是哈藥總廠制劑廠。在廠區外,記者看到一個用磚搭建的焚燒爐,里面有大量的廢渣在燃燒,廢渣可直接排到河溝里。“車間垃圾全往這兒倒,啥都有,鹽酸、硫酸。”現場的制劑廠職工告訴記者,焚燒爐里焚燒的都是化工產品。記者發現,制劑廠即便是簡單的焚燒,有時也是不分地點,隨意進行。部分廢渣經過簡單焚燒后會流入河流之外,還有大量的廢渣就被直接傾倒在河溝邊上。
通過這一案例,我們可以看出三廢處理和環境保護密不可分,因此,要掌握三廢處理技術就越來越重要了。
制藥工業的三廢一般指制藥工業生產過程中產生的廢水、廢氣。廢渣。
一.制藥工藝中廢水的處理
制藥廢水通常屬于較難處理的高濃度有機污水之一,因制藥產品的不同、生產工藝的不同而差異很大,其特點為水質組分繁雜,污染物含量高,CODcr、氨氮、含鹽量和BODs濃度高且波動性大,廢水的BODs/CODcr差異較大,含有大量有毒、有害物質、難生物降解物質及生物抑制劑(包括一定濃度的抗生素)等,帶有氣味和顏色,懸浮物SS含量高,易產生泡沫。而且制藥廠通常是釆用間歇生產,產品的種類變化較大,造成了廢水的水質、水量及污染物的種類變化較大。1.制藥工業廢水的特點
(1)水質組分繁雜 由于醫藥產品生產的流程長、反應復雜、副產物多,反應原料常為溶劑類物質或環狀結構的?化合物,因此廢水中的污染物組分繁多復雜,增加了廢水的處理難度。
(2)污染物質含量高制藥工業生產過程中需大量使用各種化工原料,但由于反應步驟較多、原料利用率低,表面活性劑、中間代謝產物和提取分離中殘留的高濃度酸、堿、有機溶劑等,大部分隨廢水排放,往往造成廢水中的污染物質含量居高不下。該類污染物質易引起pH波動大、色度高和氣味重等不利因素,影響后續厭氧反應器中甲燒菌正常的代謝活動。
(3)CODcr濃度高 在制藥工業中,CODcr濃度在幾萬、甚至幾十萬毫克/升的廢水是經常可以見到的。這是由于原料反應不完全所造成的大量副產物和原料或是生產過程中使用的大量溶劑介質進入廢水體系中所引起的。以抗生素廢水為例,其中主要為發醉殘余基質及營養物、溶媒提取過程的萃余液、經溶媒回收后派出的蒸館繁殘液、離子交換過程排出的吸附廢液、水中不溶性抗生素的發酵濾液、染菌倒灌液等。
(4)含鹽量高 廢水中的鹽分濃度過高對微生物有明顯的抑制作用,當氯離子超過3000mmol/L時,未經馴化的微生物的活性將明顯受到抑制,嚴重影響廢水處理的效率,甚至造成污泥膨脹,微生物死亡等現象。
(5)可生化性差 制藥廢水因其特殊性,廢水的BODs/CODcr差異較大,經傳統預處理后可生化性很.難得到實質性的提高,阻礙了后續的生化處理過程。
2.常用的制藥廢水的處理方法
目前,國內對制藥廢水處理技術的研究往往是以其中最具代表性,污染最嚴重的化學制藥、生物發酵制藥等產生的高濃度、難降解有機廢水為主要研究 對象。一般情況下,制藥工業廢水分為合成藥物生產廢水、抗生素生產廢水、中成藥生產廢水、各類制劑生產過程的洗滌水和沖洗廢水常用的處理方法有物化法、生物法以及他們組合的處理方法。
(1).物化處理
根據制藥廢水的水質特點,在其處理過程中需要采用物化處理作為生化處理的預處理或后處理工序。目前應用的物化處理方法主要包括混凝、氣浮、吸附、氨吹脫、電解、離子交換和膜分離法等。
a.氧化法。采用該法能提高廢水的可生化性,同時對COD有較好的去除率。對3種抗生素廢水進行臭氧氧化處理,結果顯示,經臭氧氧化的廢水不僅BOD5/COD的比值有所提高,而且COD的去除率均為75%以上。
b.氣浮法。氣浮法通常包括充氣氣浮、溶氣氣浮、化學氣浮和電解氣浮等多種形式。新昌制藥廠采用CAF渦凹氣浮裝置對制藥廢水進行預處理,在適當藥劑配合下,COD的平均去除率在25%左右。
c.吸附法。常用的吸附劑有活性炭、活性煤、腐殖酸類、吸附樹脂等。武漢健民制藥廠采用煤灰吸附-兩級好氧生物處理工藝處理其廢水。結果顯示,吸附預處理對廢水的COD去除率達41.1%,并提高了BOD5/COD值。
d.膜分離法。膜技術包括反滲透、納濾膜和纖維膜,可回收有用物質,減少有機物的排放總量。該技術的主要特點是設備簡單、操作方便、無相變及化學變化、處理效率高和節約能源。
e.電解法。該法處理廢水具有高效、易操作等優點而得到人們的重視,同時電解法又有很好的脫色效果。采用電解法預處理核黃素上清液,COD、SS和色度的去除率分別達到71%、83%和67%。
f.混凝法。該技術被廣泛用于制藥廢水預處理及后處理過程中,如硫酸鋁和聚合硫酸鐵等用于中藥廢水等。高效混凝處理的關鍵在于恰當地選擇和投加性能優良的混凝劑。近年來混凝劑的發展方向是由低分子向聚合高分子發展,由成分功能單一型向復合型發展。
(2).化學處理
應用化學方法時,某些試劑的過量使用容易導致水體的二次污染,因此在設計前應做好相關的實驗研究工作。化學法包括鐵炭法、化學氧化還原法(fenton試劑、H2O2、O3)、深度氧化技術等。
a.鐵炭法。工業運行表明,以Fe-C作為制藥廢水的預處理步驟,其出水的可生化性可大大提高。采用鐵炭—微電解—厭氧—好氧—氣浮聯合處理工藝處理甲紅霉素、鹽酸環丙沙星等醫藥中間體生產廢水,鐵炭法處理后COD去除率達20%。
b.Fenton試劑處理法。亞鐵鹽和H2O2的組合稱為Fenton試劑,它能有效去除傳統廢水處理技術無法去除的難降解有機物。隨著研究的深入,又把紫外光(UV)、草酸鹽(C2O42-)等引入Fen-ton試劑中,使其氧化能力大大加強。以TiO2為催化劑,9W低壓汞燈為光源,用Fenton試劑對制藥廢水進行處理,取得了脫色率100%,COD去除率92.3%的效果,且硝基苯類化合物從8.05mg/L降至0.41mg/L。
(3).生化處理
生化處理技術是目前制藥廢水廣泛采用的處理技術,包括好氧生物法、厭氧生物法、好氧—厭氧等組合方法。
a.好氧生物處理。由于制藥廢水大多是高濃度有機廢水,進行好氧生物處理時一般需對原液進行稀釋,因此動力消耗大,且廢水可生化性較差,很難直接生化處理后達標排放,所以單獨使用好氧處理的不多,一般需進行預處理。常用的好氧生物處理方法包括活性污泥法、深井曝氣法、吸附生物降解法(AB法)、接觸氧化法、序批式間歇活性污泥法(SBR法)、循環式活性污泥法(CASS法)等。
b.厭氧生物處理。目前國內外處理高濃度有機廢水主要是以厭氧法為主,但經單獨的厭氧方法處理后出水COD仍較高,一般需要進行后處理(如好氧生物處理)。目前仍需加強高效厭氧反應器的開發設計及進行深入的運行條件研究。在處理制藥廢水中應用較成功的有上流式厭氧污泥床(UASB)、厭氧復合床(UBF)、厭氧折流板反應器(ABR)、水解法等。
總之,制藥廢水水質水量波動較大,是處理難度較大的工業廢水之一。所采用的處理方法應根據具體情況進行選擇。
二.制藥工藝中廢氣的處理 1.有機廢氣吸附回收處理
有機溶劑廢氣的吸附回收方法的一個重要的應用領域是化工、石油化工和制藥工業。使用的有機溶劑,例如甲苯、苯、汽油、二氯甲烷和乙醇等一般來說都是有較大價值的,并且有足夠高的濃度,可以用相對較低的費用進行回收處理。含有有機溶劑的廢氣在生產裝置中被抽出來,在有機廢氣過濾和冷卻后,有機溶劑積聚在活性炭的孔隙中,就這樣從廢氣流中分離出來。裝置的設計可以達到純凈空氣中的溶劑濃度只有幾mg/m3。當吸附器充滿溶劑后,就用蒸汽通進去,這樣溶劑又從活性炭中被驅趕出來。蒸汽和溶劑的混合物被冷卻、冷凝并送入一個收集容器。
2.有機廢氣的生物凈化處理
生物滴流概念的進一步發展,一種具有很大表面積的惰性載體材料促使氣相和水相的密切接觸。同時通過反應器中的專用的內件及改進的廢氣輸送可以實現過濾器能力的最佳化。在廢氣的直流和循環水中進行操作。溶劑被微生物分解并且變為無害的最終產品,如二氧化碳、水和生物物質等(新陳代謝)。流出的水在反應器內部循環,以把污染的氣體的溶劑轉變為可溶的形式。
3.再生式燃燒有機廢氣處理
熱再生式燃燒裝置在700~900℃的溫度范圍工作,一般來說是3或5個爐室的結構。體積流量在10000標準m3/h以上的熱再生式燃燒裝置可以經濟地進行操作。燃燒室本身安排在爐室上方。安裝在那里的燒咀用于啟動和供給增加的能源,如果氣體混合物(由于溶劑少)而不能自熱式地點火或燃燒的話。在啟動之后的各個爐室變換地發揮各種不同的作用。其目標是:不需要添加燃料(取決于有害氣體的溶劑濃度)而實現燃燒。如果有熱量過剩,則可以用來生產蒸汽。裝置周圍可能產生的廢液可以通過啟動燒咀或附加燒咀來燒掉。如果在有害氣體中含有氯或硫之類的化合物,那么就可能需要采取進一步的有機廢氣凈化處理步驟。
三.制藥工業中廢渣的處理
廢渣不僅占用大量的土地,而且造成地表水、土壤和大氣環境的污染,必須凈化處理。化工廢渣主要有爐灰渣、電石渣、頁巖渣、無機酸渣;含油、含碳及其他可燃性物質,如罐底泥、白渣土等;報廢的催化劑、活性炭以及其他添加劑;污水處理的剩余活性污泥等。廢渣處理方法主要有化學與生物處理法、脫水法、焚燒法和填埋法等。
第二篇:硫酸 硝酸工業三廢處理
硫酸工業三廢處理
硫酸生產中的“三廢”處理硫酸廠的尾氣必須進行處理,因為煙道氣里含有大量的二氧化硫氣體,如果不加利用而排空會嚴重污染空氣。
1)尾氣吸收①用氨水吸收,再用H2SO4處理:SO2+2NH3+H2O=(NH4)2SO3(NH4)2SO3+H2SO4=(NH4)2SO4+SO2↑+H2O ②用Na2SO3溶液吸收:Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3
③用NaOH溶液吸收,再用熟石灰和O2處理;(此方法反應復雜,還可能發生其他反應)
SO2+ NaOH = NaHSO3
NaOH +NaHSO3= Na2SO3+ H2O Na2SO3+Ca(OH)2= CaSO3↓+ 2NaOH 2 CaSO3 + O2= 2CaSO4 或者一是進行第二次氧化,即直接將尾氣再次通入接觸室讓其反應;二是兩次氧化后的氣體加以凈化回收處理
2)污水處理硫酸廠廢水中含硫酸,排放入江河會造成水體污染。通常用消石灰處理:Ca(OH)2+ H2SO4=CaSO4+2H2O。生成的硫酸鈣可制建材用的石膏板。
3)廢熱利用硫酸工業三個生產階段的反應都是放熱反應,應當充分利用放出的熱量,減少能耗。第一階段黃鐵礦燃燒放出大量的熱,通常在沸騰爐處設廢熱鍋爐,產生的過熱蒸汽可用于發電,產生的電能再供應硫酸生產使用(如礦石粉碎、運輸,氣流、液流等動力用電)。第二階段二氧化硫氧化放熱可用于預熱原料氣,生產設備叫熱交換器,原料氣又將三氧化硫降溫,再送入吸收塔。
4)廢渣的利用黃鐵礦的礦渣的主要成分是Fe2O3和SiO2,可作為制造水泥的原料或用于制磚。含鐵量高的礦渣可以煉鐵。工業上在治理“三廢”的過程中,遵循變“廢”為寶的原則,充分利用資源,以達到保護環境的目的。
硝酸工業廢氣物治理
硝酸裝置最大的污染就是尾氣排放,俗稱“黃龍”,其主要有害成分是氮氧化物(N0),如NO,N0:硝酸生產排放的氮氧化物等有害物質與硝酸生產的方法及吸收操作條件的選擇有密切關系,稀硝酸吸收法
利用NO,NO 在硝酸中的溶解度比在水中大的原理,可用稀硝酸對NO 非其進行吸收。從吸收塔出來的尾氣進入尾氣吸收塔底部與稀硝酸逆流接觸,經過凈化的尾氣進入尾氣透平,回收能量后放空。吸收了NO 后的稀硝酸,返回吸收塔頂部流下,作為吸收部分液與工藝氣逆流接觸,在吸收塔底部有二次空氣引入與下流的酸逆流接觸,脫 除其中的NO .2 堿液吸收法
用堿液等溫吸收NO 制亞硝酸鈉處理硝酸尾氣,反應機理如下: No+ NO2+ H2O — — 2HNO2 2HNO2+ Na2CO3— 2NaNO2+ H2O+ CO2 2NO2+ Na2CO3一NaNO2+ NaNO3+ CO2 此方法用堿液吸收NO 時無NO放出,吸收速度快,反應較完全,當NO氧化度小于50 時,只產生亞硝酸鹽。而亞硝酸鹽在工農業、醫藥、食品等方面都有著廣泛的用途。在常壓法生產硝酸的工藝此法被廣泛用于尾氣處理。但是此法生產的亞硝酸鈉質量較低,產量也受到硝酸產量的影響。選擇性催化還原法
選擇性催化還原法通常利用氨為選擇性催化還原劑,氨在鉑催化劑上只是將尾氣中氮氧化物還原,基本上不與氧反應。反應如下: 4NH3+ 6NO一5N2+ 6 H2O8NH3十6NO2-7N2+ 12H2O 此反應的適宜溫度要控制在220~260。C為宜,因為溫度過高會發生其他副反應,且隨著溫度升高副反應會明顯增強。用氨作選擇性催化還原劑,轉化率可達9O 以上,但從經濟上來看,該法將NOz還原為N。,浪費了寶貴的NO 資源。
非選擇性催化還原法
含NO 的氣體,在一定溫度和催化劑作用下,與還原劑發生反應,其中NO:還原為Nz,同時還原劑與氣體中的氧反應生成水和CO。還原劑有氫、甲烷、CO等。金屬鉑、鈀可作為非選擇性催化還原的催化劑。
2H2+2NO 一2H2 O+N22H2+ O2— — 2H2O4H2+ 2NOz— — N2+ 4H2o CH4+2o2一CO2十2H2o CH4 +4NO— CO + 2N2+ 2H2O CH4 +2NO2一CO2+ N2+ 2H2O
第三篇:藥學三廢處理技術
制藥工業三廢處理技術
——案例分析
題 目:制藥廠的三廢處理簡述院 系:藥學院專 業:藥物制劑姓 名:班 級:學 號:
xxxx
12藥劑2班 1234567
目錄
1.摘要--------------1 2.哈文藥廠三廢處理案例-----------------------------3 2.1廢水----------4 2.2廢氣----------4 2.3廢渣----------5 3.三廢處理的方法簡介5 3.1制藥工藝中廢水的處理---------------------------5 3.1.1制藥工業廢水的種類------------------------5 3.1.2制藥工業廢水處理的方法--------------------6 3.2制藥工藝中廢氣的處理--------------------------8 3.2.1廢氣處理的綜述----------------------------8 3.2.2有機廢氣的處理方法-----------------------8 3.3制藥工藝中廢渣的處理--------------------------9 3.3.1廢渣的種類------------------------------9 3.3.2廢渣處理的方法--------------------------9 3.3.3廢渣處理的原則--------------------------9 4.總結-----------10 5.參考文獻--------10
制藥廠的三廢處理簡述
摘要
隨著我國醫藥工業的發展,制藥工業三廢已逐漸成為重要的污染源之一。制藥行業屬于精細化工,其特點就是原料藥生產品種多,生產工序多,原材料利用率低。由于上述原因,制藥工業三廢通常具有成分復雜,有機污染物種類多、含鹽量高、NH3一N濃度高、色度深等特性,比其他工業三廢處理更難處理。由于制藥工業環境保護比制藥工業起步晚,且治理污染不能給企業帶來直接的經濟效益,制藥三廢處理工藝還落后于制藥工藝。同時由于制藥三廢復雜多變的特性,現在的處理工藝還存在著諸多問題和不足之處,所以目前許多制藥三廢難以處理,或者處理成本居高不下,因此一些小型的制藥企業或多或少存在偷排三廢的現象。未將處理或處理未達標的三廢直接進入環境,將對環境造成嚴重的危害。本文通過哈藥三廢污染具體案例分析制藥工業中三廢的處理的重要性以及所用方法,通過綜合利用,實現廢物的循環利用。
關鍵詞:制藥工業、三廢治理、環境保護、綜合利用
Pharmaceutical factory of “three wastes” treatment
Abstract With the development of China's pharmaceutical industry, the pharmaceutical industrial “three wastes” has gradually become one of the important pollution sources.Pharmaceutical industry belongs to the fine chemical industry, its characteristic is the API production variety, production process, low utilization rate of raw materials.For these reasons, the pharmaceutical industrial “three wastes” usually has a composition is complicated, a variety of organic pollutants, high salinity and NH3 N, deep chromaticity, high concentrations of industrial “three wastes” treatment more difficult to deal with than others.Due to late thanthepharmaceutical industry, pharmaceutical industry environmental protection and pollution control can't bring direct economicbenefitspharmaceutical “three wastes” treatment technology still lags behind that of pharmaceutical technology.Due to the nature of the pharmaceutical three wastes is complicated at the same time, the process still exist many problems and deficiencies, so now many pharmaceutical waste is difficult to deal with, or processing cost is high, so some small companies are more or less exist discharges, the phenomenon of “three wastes”.Not of “three wastes” treatment or falls below directly into the environment, will cause serious harm to the environment.Specific case analysis in this article, through the medicine “three wastes” pollution in the pharmaceutical industry the importance of the “three wastes” treatment and the method, by comprehensive utilization of waste recycling.Key words: the pharmaceutical industry, three wastes treatment and environmental protection and comprehensive utilization
具體案例:哈藥總廠“三廢”污染事件
在哈爾濱哈藥集團制藥總廠附近,即使在夏天,也有人要戴口罩,居民稱空氣里臭味熏人。記者調查發現,臭味來自于緊鄰居民區的哈藥總廠,住在周邊的一些居民甚至常年不敢開窗。1.廢水排污口色度超極限值15倍
哈爾濱城區有條河溝流經哈藥總廠,記者發現,河水在進入這個廠區之前是青白色的,但從廠區流出就變成土黃色,散發著非常刺鼻的臭味。記者在廠區深處順著河溝尋找,發現了藥廠污水排放口。排污口散發著惡臭,水是黃色的。哈藥總廠以生產青霉素和頭孢菌素類藥物為主,青霉素類的生產屬于發酵類制藥。而國家對發酵類制藥水污染物排放極限值有著明確規定,記者將排污口水樣送到具有檢測資質的相關部門進行檢測,其檢測參考值表明:哈藥總廠排污口色度為892,高出國家規定極限值60近15倍。排污口氨氮為85.075,高出國家規定極限值35兩倍多,排污口COD為1180,高出國家規定極限值120近10倍。2.廢氣超過惡臭氣體排放標準
哈藥總廠位于城區上風口,它釋放的臭味影響范圍波及周邊的高校、醫院和居民區。藥廠為什么排放臭味呢?記者進入廠區后注意到,越往廠區內部,難聞的氣味就越來越濃。記者調查了解到產生臭味的主要原因是藥廠青霉素生產車間發酵過程中廢氣的高空排放,以及蛋白培養烘干過程和污水處理過程中,無全封閉的廢氣排放。廢氣排放嚴重超標,長期吸入可能導致隱性過敏,產生抗生素耐藥性,還會出現頭暈、頭痛、惡心、呼吸道以及眼睛刺激等癥狀。3.廢渣 廢渣簡單焚燒后流入河溝順著排污口沿著河溝向下游幾百米,在岸邊上就是哈藥總廠制劑廠。在廠區外,記者看到一個用磚搭建的焚燒爐,里面有大量的廢渣在燃燒,廢渣可直接排到河溝里。“車間垃圾全往這兒倒,啥都有,鹽酸、硫酸。”現場的制劑廠職工告訴記者,焚燒爐里焚燒的都是化工產品。記者發現,制劑廠即便是簡單的焚燒,有時也是不分地點,隨意進行。部分廢渣經過簡單焚燒后會流入河流之外,還有大量的廢渣就被直接傾倒在河溝邊上。
制藥工業的三廢一般指制藥工業生產過程中產生的廢水、廢氣、廢渣,接下來就簡單講一下三廢處理的具體方法。
一. 制藥工藝中廢水的處理
從含義上來講,制藥廢水是指在藥物生產的過程中,因為工序的要求需要使用大量的水資源,而在工序過程中需要分泌出來部分有害藥物,此時會與水分充分融合,由此產生大量的只要廢水。因制藥產品的不同、生產工藝的不同而差異很大, 通常情況下,可以將其分為:抗生素生產廢水;合成藥物生產廢水;中成藥生產廢水和其他洗滌沖洗廢水等四種。其特點為水質組分繁雜,污染物含量高,廢水的BODs/CODcr差異較大,含有大量有毒、有害物質、難生物降解物質及生物抑制劑(包括一定濃度的抗生素)等,帶有氣味和顏色,懸浮物SS含量高,易產生泡沫。而且制藥廠通常是釆用間歇生產,產品的種類變化較大,造成了廢水的水質、水量及污染物的種類變化較大。基于這樣的特定,在廢水處理的難度也不斷提高,已經成為制藥企業發展過程中的難題。
1.制藥工業廢水主要包括以下四種
1.1抗菌素廢水主要包括發酵廢水、酸堿廢水、有機溶劑及洗滌廢水等,其中發酵廢水的有機物濃度較高,COD達幾萬mg/L,而且廢水中的殘余抗生素對微生物具有抑制作用,使生物處理效率降低。此外,該類廢水懸浮物含量高、色度高。
1.2合成藥物生產廢水:有機物濃度中等,COD在1000mg/L左右,可生化性一般,有的較差,常含有氨氮、油類及一些金屬離子,如鉻、銅、鉛等。這些有毒物質不僅污染環境,而且增加生物處理的難度。
1.3中成藥生產廢水:廢水主要來自原料的洗滌水、原藥煎汁和沖洗水,COD數千mg/L,可生化性尚佳。d.各類制劑生產過程的洗滌水和沖洗廢水。
2.常用的制藥廢水的處理方法
目前,國內對制藥廢水處理技術的研究往往是以其中最具代表性,污染最嚴重的化學制藥、生物發酵制藥等產生的高濃度、難降解有機廢水為主要研究對象。一般情況下,制藥工業廢水分為合成藥物生產廢水、抗生素生產廢水、中成藥生產廢水、各類制劑生產過程的洗滌水和沖洗廢水常用的處理方法有物化法、生物法以及他們組合的處理方法。2.1物化處理
根據制藥廢水的水質特點,在其處理過程中需要采用物化處理作為生化處理的預處理或后處理工序。目前應用的物化處理方法主要包括混凝、氣浮、吸附、氨吹脫、電解、離子交換和膜分離法等。2.1.1.氧化法。采用該法能提高廢水的可生化性,同時對COD有較好的去除率。對3種抗生素廢水進行臭氧氧化處理,結果顯示,經臭氧氧化的廢水不僅BOD5/COD的比值有所提高,而且COD的去除率均為75%以上。
2.1.2氣浮法。氣浮法通常包括充氣氣浮、溶氣氣浮、化學氣浮和電解氣浮等多種形式。新昌制藥廠采用CAF渦凹氣浮裝置對制藥廢水進行預處理,在適當藥劑配合下,COD的平均去除率在25%左右。2.1.3吸附法。常用的吸附劑有活性炭、活性煤、腐殖酸類、吸附樹脂等。武漢健民制藥廠采用煤灰吸附-兩級好氧生物處理工藝處理其廢水。結果顯示,吸附預處理對廢水的COD去除率達41.1%,并提高了BOD5/COD值。2.1.4膜分離法。膜技術包括反滲透、納濾膜和纖維膜,可回收有用物質,減少有機物的排放總量。該技術的主要特點是設備簡單、操作方便、無相變及化學變化、處理效率高和節約能源。
2.1.5.電解法。該法處理廢水具有高效、易操作等優點而得到人們的重視,同時電解法又有很好的脫色效果。采用電解法預處理核黃素上清液,COD、SS和色度的去除率分別達到71%、83%和67%。
2.1.6.混凝法。該技術被廣泛用于制藥廢水預處理及后處理過程中,如硫酸鋁和聚合硫酸鐵等用于中藥廢水等。高效混凝處理的關鍵在于恰當地選擇和投加性能優良的混凝劑。近年來混凝劑的發展方向是由低分子向聚合高分子發展,由成分功能單一型向復合型發展。2.2化學處理
應用化學方法時,某些試劑的過量使用容易導致水體的二次污染,因此在設計前應做好相關的實驗研究工作。化學法包括鐵炭法、化學氧化還原法(fenton試劑、H2O2、O3)、深度氧化技術等。
2.2.1.鐵炭法。工業運行表明,以Fe-C作為制藥廢水的預處理步驟,其出水的可生化性可大大提高。采用鐵炭—微電解—厭氧—好氧—氣浮聯合處理工藝處理甲紅霉素、鹽酸環丙沙星等醫藥中間體生產廢水,鐵炭法處理后COD去除率達20%。
2.2.2.Fenton試劑處理法。亞鐵鹽和H2O2的組合稱為Fenton試劑,它能有效去除傳統廢水處理技術無法去除的難降解有機物。隨著研究的深入,又把紫外光(UV)、草酸鹽(C2O42-)等引入Fen-ton試劑中,使其氧化能力大大加強。以TiO2為催化劑,9W低壓汞燈為光源,用Fenton試劑對制藥廢水進行處理,取得了脫色率100%,COD去除率92.3%的效果,且硝基苯類化合物從8.05mg/L降至0.41mg/L.2.3生化處理
生化處理技術是目前制藥廢水廣泛采用的處理技術。由于制藥廢水中有機物濃度很高,所以一般需要用厭氧和好氧相結合的方法才能取得好的處理效果。好氧生物處理有普通活性污泥法、序列間歇式活性污泥法(SBR法)、生物接觸氧化法等。厭氧處理中常用工藝有升流式厭氧污泥床(UASB)、厭氧流化床、厭氧折流板反應器等.總之,制藥廢水水質水量波動較大,是處理難度較大的工業廢水之一。所采用的處理方法應根據具體情況進行選擇。二.制藥工藝中廢氣的處理
廢氣處理指的是針對工業場所、工廠車間產生的廢氣在對外排放前進行預處理,以達到國家廢氣對外排放的標準的工作。一般廢氣處理包括了有機廢氣處理、粉塵廢氣處理、酸堿廢氣處理、異味廢氣處理和空氣殺菌消毒凈化等方面.一般制藥工業廢氣多為有機廢氣,下面介紹有機廢氣的處理。1.有機廢氣吸附回收處理
有機溶劑廢氣的吸附回收方法的一個重要的應用領域是化工、石油化工和制藥工業。使用的有機溶劑,例如甲苯、苯、汽油、二氯甲烷和乙醇等一般來說都是有較大價值的,并且有足夠高的濃度,可以用相對較低的費用進行回收處理。2.有機廢氣的生物凈化處理
生物滴流概念的進一步發展,一種具有很大表面積的惰性載體材料促使氣相和水相的密切接觸。同時通過反應器中的專用的內件及改進的廢氣輸送可以實現過濾器能力的最佳化。在廢氣的直流和循環水中進行操作。溶劑被微生物分解并且變為無害的最終產品,如二氧化碳、水和生物物質等(新陳代謝)。流出的水在反應器內部循環,以把污染的氣體的溶劑轉變為可溶的形式。3.再生式燃燒有機廢氣處理
熱再生式燃燒裝置在700~900℃的溫度范圍工作,一般來說是3或5個爐室的結構。體積流量在10000標準m3/h以上的熱再生式燃燒裝置可以經濟地進行操作。裝置周圍可能產生的廢液可以通過啟動燒咀或附加燒咀來燒掉。如果在有害氣體中含有氯或硫之類的化合物,那么就可能需要采取進一步的有機廢氣凈化處理步驟。三.制藥工業中廢渣的處理
1.廢渣的特點:廢渣不僅占用大量的土地,而且造成地表水、土壤和大氣環境的污染,必須凈化處理。化工廢渣主要有爐灰渣、電石渣、頁巖渣、無機酸渣;含油、含碳及其他可燃性物質,如罐底泥、白渣土等;報廢的催化劑、活性炭以及其他添加劑;污水處理的剩余活性污泥等。2.廢渣處理方法
主要有化學與生物處理法、脫水法、焚燒法和填埋法等。3.廢渣處理的原則:
① 采用新工藝、新技術、新設備,最大限度地利用原料資源,使生產過程中不產生廢渣;
② 采取積極的回收和綜合利用措旆,就地處理并避免二次污染;
③ 無法處理的廢渣,采用焚燒、填埋等無害化處理方法,以避免和減少廢渣的污染。
4.廢渣也是二次再生資源,根據廢渣的種類、性質回收其中的有用物質和能量,實現綜合利用。
例如,從石油化工的固體廢棄物中回收有機物、鹽共;從含貴重金屬的廢催化劑中回收貴重金屬;從含酚類的廢渣中回收酚共化合物;硫酸生產產生的酸渣,經焙燒可循環使用;含有難以回收的可燃性物質的固體廢渣,可通過燃燒回收其中的能量;含有土壤所需元素的廢渣,處理后可生產土壤改良劑、調節劑等;污水處理廠剩余的活性污泥,可生產有機肥料;將有用物質回收、有害物質除去之后的廢渣,如爐渣、電右渣等,可作為建筑、道路和填筑材料。
總結:中國制藥工業的發展越來越引起世界矚目,然而不容忽視的是,中國承接國際產業轉移也相應地加大了自身的能源消耗總量,制藥生產過程的環境污染加劇,對人類健康的危害也日益普遍和嚴重,其中特別是生產過程中排出的有機物質,大多都是結構復雜,有毒有害的和生物難以降解的物質。因此,制藥工業三廢處理難度很大,是目前三廢處理技術方面的研究重點和熱點。我相信我們大家一起努力,制藥工業嚴格把握三廢處理的規定,做到零污染,協調人類與環境的關系,有意識地保護它,就能創造出適合于人類生活、工作的環境。References(參考文獻)
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[4]寧平,孫佩石,何少先,吳曉明 《西南地區火電廠廢氣廢渣綜合治理研究》昆明工學院
第四篇:氯堿工業中三廢的處理
氯堿工業中三廢的處理
摘要:氯堿工業是重要的化學工業,其在國民經濟中起著重要的作用。氯堿工業在生產過程中的三廢問題嚴重,合理處置廢氣污染物對環境及產業效益都有良好的影響。本文著重于氯堿工業中廢棄物污染物的處理和綜合利用。
關鍵詞:氯堿工業 廢棄物處理 綜合利用
一、前言
氯堿行業是基本化工原材料工業,在國民經濟中占有重要地位,其主要產品燒堿、氯氣和氫氣廣泛應用于輕工、化工、紡織、建材、農業、電子、國防、軍工、冶金和食品加工等國民經濟的各個部門。基本化工原料的“三酸二堿”中,氯堿工業就占據了燒堿和鹽酸兩種[1]。其主要原料為含汞和非汞原鹽,產生的廢棄物包括燃煤灰渣、廢電石渣、廢鹽泥、含汞廢活性炭、吸附器活性炭和廢催化荊、水處理廢污泥及鹽泥污水和廢氣等,直接排放將對環境產生較大的不利影響[2]。
二、氯堿工業的發展
2.1氯堿工業的發展現狀
水銀電解法生產燒堿是以流動的水銀層作為陰極,在直流電作用下使電解質溶液的陽離子成為金屬析出,與水銀形成汞齊,而與陽極的產物分開。產品氫氧化鈉與氫氣以及排出的廢氣、廢水、廢渣中均有少量水銀。我國化工部于1996年出臺了《關于化工發展的指導意見》,明確要盡快淘汰汞法醋酸和水銀法燒堿,并得到有效實施,因此我國于“十五”初期已徹底淘汰水銀法燒堿,“十五”后期淘汰了汞法醋酸[3]。雖然水銀電解生產燒堿工藝和汞法醋酸已被淘汰,由于汞的使用和管理不善,已對外部環境造成了汞污染,其排放的汞污染物依然存在于環境中,對當地河流、土壤、植物甚至地下水等生態環境產生不利影響[3]。
我國氯堿工業于1995-2001年第一輪高速增長期,此時離子膜法得到推廣,開始摒棄水銀電解法。進入2l世紀,由于世界及我國經濟的發展,我國正逐步成為世界工廠,由此帶來對基礎化工原材料的巨大需求,推動著我國氯堿工業的快速發展,2002~2010年第二輪高速增長期[4]。
目前國內的氯堿生產企業大約有200多家,至2003年底,國內燒堿綜合生產能力可達1100萬t/a 左右,位居世界第二,平均規模也擴展到了5.5 萬t/a,21世紀前三年,我國的累計燒堿產量就達到了939.38萬t,與之前相比增長了14.24%,在這之中,離子膜燒堿產量占到了全國總產量的33.5%約315萬t[5],氯堿工業飛速發展。
目前我國各氯堿企業擁有氯產品200余種,主要品種70多個。無機氯產品主要有液氯、鹽酸、氯化鋇、氯磺酸、漂粉精、次氯酸鈉、三氯化鐵、三氯化鋁等10余個品種;有機氯產品主要有聚氯乙烯、甲烷氯化物、氯化苯、氯化石蠟和環氧氯乙烷、環氧氯丙烷、氯乙酸、氯丁橡膠、氯化芐、氯化聚乙烯、三氯乙烯、四氯乙烯、1,1,1.三氯乙烷、二氯乙烷、三聚氯氰、ADC發泡劑等30多種;另外還有20余種農藥產品[6]。
2002年我國近70家PVC生產企業產量約為360萬t。1995~2001年消費平均增長19.4%,而產量年均增長13.6%。據統計,2001年電石法PVC比例達53%,2002年達57%,近幾年還將有所上升[7]。
2.2我國對工業污染物控制排放
我國化工部于1996年出臺了《關于化工發展的指導意見》,明確要盡快淘汰汞法醋酸和水銀法燒堿,并得到有效實施,因此我國于“十五”初期已徹底淘汰水銀法燒堿,“十五”后期淘汰了汞法醋酸[2]。
經歷了兩個高速增長期,我國不斷對氯堿工業的工藝改進和發展模式的改進,摒棄了對環境污染嚴重的工藝,淘汰了對環境治理不達標的小型企業。我國經歷了幾次工業污染物排放標準的修訂,目前我國對水污染物直排要求石棉不超過10ppm、總汞小于0.001ppm、氯化物不超過400ppm等等[8]。
當前隨著經濟市場對氯堿的需求發生變化,很多不被重視的氯堿生產廢料也被氯堿企業作為寶貝.充分地利用氯堿產品的廢料,提高資源的利用率已經成為大多數的氯堿生產企業的共識。專家指出,我國的氯堿生產企業的能源利用率相對發達國家來說較低[9]。
三、廢氣污染物的處理和綜合利用
3.1鹽泥的處理與綜合利用
3.1.1含汞鹽泥的處理 氧化熔出法:將符臺飽和鹽水的含汞泥漿加入次氯酸納并在溫度為50一55℃,pH值為11—12條件下反應40一50min,不溶性汞轉化為可溶性汞,過濾后的清鹽水加入精鹽水系統中,在電解槽陰極上還原為金屬汞。處理后鹽泥含汞量約100mg/kg。
氯化—硫化—焙燒法:把鹽酸加入洗鹽后的含汞泥漿中,然后通入氯氣,使沉淀的汞轉化為可溶性汞化合物。沉降分離后的清液用亞硫酸鈉除去游離氯,加硫化鈉使汞離子變為硫化汞,沉降分離出含汞25%一30%的黑色沉淀物。沉淀物自然干燥后在800℃焙燒爐內蒸出汞,冷卻回收得到金屬汞,回收率約80%。3.1.2非汞鹽泥的綜合利用
用鹽泥廢料制取塑料橡膠填料,將濕基鹽泥烘干后,再進行粉磨和風選分級,其成品粒度小于50微米。如做填充塑料板材、管材、異型材和膠板、膠管等。用鹽泥生產沉淀硫酸鋇的,將廢料鹽泥為主要原料并加入溶劑A和溶劑B,經過制漿、溶解、反應、分離、洗滌等工藝過程制得膏狀硫酸鋇。用純堿廢鹽泥制備碳酸鎂聯產碳酸鈣和硫酸鈉的方法,其主要技術方案為:純堿廢鹽泥經過洗滌、沉降、抽濾,濾液進入碳化塔進行碳化,再經抽濾、加熱分解、沉淀、離心得到輕質碳酸鎂;上述沉淀濾餅調和成乳液再與碳酸鈣反應,反應物再抽濾,得到濾餅經洗滌、干燥、粉碎、包裝得到碳酸鈣產品;而濾液經蒸餾、冷卻、粉碎得到粉狀硫酸鈉產品。用鹽泥制備鍋爐煙氣脫硫劑,在鹽泥中加入質量分數30%—35%的生石灰,攪拌均勻后進行干燥。將鹽泥(70%-80%)與六亞甲基四胺(10%-15%)、四硼酸鈉(5%-15%)均勻回合后,粉碎至100—200目,即得鍋爐煙氣脫硫劑。利用氯堿廠廢棄鹽泥制備氟離子吸附劑,將氯堿廠廢棄鹽泥與丙烯酸等共聚,過硫酸鉀作引發劑,制得了吸附率為86%~89%的F-吸附劑,用于處理超標含氟污水。
3.2廢石棉隔膜的處理
以前各國普遍采用封箱方法處理石棉污染問題,即將石棉“禁錮”在混凝土中。但是,這種方法仍然不能保證石棉纖維不會因混凝土崩解而釋放出來。
法國史耐德集團研制出開發處理石棉的新技術,有效地解決了石棉建材的回收處理問題。這種新技術是將石棉加熱至1600一1900℃的高溫,使其化學性質趨于穩定,然后,再用惰性物質和石棉融合,經冷卻后再壓碎。這樣,石棉就變成了非常穩定的“玻璃”粉末。專家指出,這些玻璃粉末不但不會發生石棉纖維污染問題,而且還可以作為修建道路的材料,是目前較理想的石棉回收處理方法。
3.3電石渣(漿)的處理利用
對電石渣漿采用自然沉降法和機械分離法固液分離。自然沉降法是靠濕電石漿中固體顆粒的自身重力進行沉降,對除去較大的顆粒較為有效。濕電石渣漿排出后,一般先匯集于渣地,除去塊狀雜質,然后用泥漿泵送至沉降池進行沉淀,排去上面的清液(仍屬廢水,需回用),下層的濃漿送入加工區。該法占地面積大,勞動環境差,對環境污染嚴重,且清液中固體含量偏高,清液回用困難。機械分離法,用濃縮機、離心機、真空過濾機和板框壓濾機等機械分離法來分離電石渣。濃縮機分離液中,固相含水在60%~70%,廢渣無法自然堆放,多用于濕法水泥生產,投資較大。離心機分離法是利用懸浮顆粒和廢水的質量不同,在高速旋轉時所受的離心力大小也不同,干電石渣(質量大者)被甩到外圈,廢水留在內圈,并通過不同的出口被分別導走。雖然離心機轉速高,分離效率也高,但設備復雜,造價較貴。壓濾機是近年來出現的新型高效脫水設備,與真空過濾機相比具有數倍過濾能力,因而不僅生產能力大、濾餅水分低、濾液清潔,而且具有占地面積小、操作環境相對較好、濾渣可外運等特點。
干電石渣可制成石灰作為電石的生產原料;與煤渣等煅燒生產電石渣水泥;作普通建筑材;,根據化學的成分分析及應用試驗證明,干電石渣經研粉后,完全可以在建筑工程中代替石灰生產普通混合砌筑沙漿和內墻抹灰沙漿。生產輕質磚,以濃縮的廢電石廢渣(含水39.6%)為主要原料,摻入少量的水泥,與經過破碎的煤渣(粒徑<20mm)、碎石料按電石廢渣:水泥:碎石:煤=3.2:1.1:3.2:2.5的比例攪拌均勻,經砌塊成型機加壓成型,自然養護28天左右,可出廠銷售。作防水涂料的主要填料,先用表面處理劑(如“脂肪皂-含硅醇鍵表面活性劑”的混合表面活性劑)對電石渣去味、改性,將其變成一種流水材料,再以改性電石渣為主要填料,加入一定的成膜物質、成膜輔劑和顏料,可以制備防水性能良好的涂料。
3.4廢水的處理回用
3.4.1中和酸性廢水
該過程主要是將化工區各廠排出的酸性廢水(主要為鹽酸、硫酸和有機酸廢水)與堿性廢水進行中和,剩余的酸度用電石渣中和,為二級生化處理提供必要的進水條件。目前中和處理應用較為廣泛。3.4.2廢水經過二次處理循環利用
廢水的再利用主要是用于電石反應生產乙炔。乙炔發生器中電石反應對水質要求不高,電石渣漿廢水進行二級沉淀處理去除其中的懸浮物后可作為電石反應用水。首先將乙炔發生器產生的渣漿廢水排放到渣漿收集他,再用泥漿泵輸送到渣漿沉淀地,在池中進行沉淀處理。上部清液經溢流進入豎流式二級沉淀池中,進行充分沉淀,使廢水中Ca(OH)2微粒再次沉降,清液溢流入集水池,用清水泵送入乙炔發生器,與冷卻塔廢水混合后,在乙炔發生器戶與電石進行反應,使高pH值、高 S2-、高COD廢水得以閉路循環使用。3.4.3 鹵代烴殘液的處理
通常作為溶劑的鹵代烴都作回收回用處理,但如果廢水中的氯代烴濃度較高,則應先進行解毒減荷預處理,經過物化預處理后廢水中的鹵代烴濃度一般可以降到10mg/L左右,為后續的生化處理創造了條件。實用的工業方法有:
混凝沉淀法:絕大部分鹵代烴在水中的溶解度很小,可用FeCl3作混凝劑,再用石灰乳將pH調到9,可以除去大部分液態水不溶性鹵烴。
堿性水解法:含氯仿廢水不但難以生化降解,而且毒性也大,為此也可采用堿性水解法把氯仿水解成甲酸鹽來解毒。在pH>12.5,溫度控制在95~100℃下加熱1h,水中氯仿幾乎全部水解。此法尤其適用于處理高濃度的含鹵代烴廢水。
金屬還原法:利用金屬(Fe、Zn等)或雙金屬(如Pd/Fe、Cu/Fe、Ni/Fe等)及含鐵化合物(如FeS、氧化鐵、綠銹等)的還原作用,脫除鹵代脂肪烴分子中的鹵原子,對氯苯則因去除了氯原子而形成毒性較小的環己醇。其動力學過程受控于溶液的pH(偏酸性)和金屬的表面積與活性(如用銅等來激活)等。由于該方法常需引入Pd、Cu、Ni等,甚至鹽作催化劑、激活劑,以保持快速持久的效果,所以在進入生化處理系統之前,還得去除這些溶入水體中的金屬離子。另外,這些催化劑、激活劑的使用需要付出成本。
電化學法:采用微電解膨松床或電解絮凝進行陰極脫鹵解毒,然后由電解過程溶出的Fe2+混凝沉淀處理也可去除相當數量的污染物,鹵代烴的總脫氯/去除率可達80%以上,并可改善廢水的可生化性。由于在陰極還原,以及溶出的Fe2+有還原性,所以脫下來的氯其形態為Cl,這有利于降低廢水的毒性。
-[R-X]+2e+H2O →[R-H]+X-+OH-
吸附法:廢水中的工業鹵烴可用吸附法去除,吸附劑有活性炭和大孔樹脂等。吸附劑須要解吸再生,并且通常應該回收鹵烴。這種方法操作較復雜、能耗高,比較適用于具有回收價值的鹵代烴處理。另外,沸石、膨潤土、磷石膏、珍珠巖等也可作吸附劑,它們改性后吸附量還可進一步提高。纖維、紙張,聚氨酯泡沫塑料,甚至剩余生化污泥也可吸附鹵烴化合物,吸附后再作焚燒處理。
3.5廢氣處理
工業對于廢氣的處理有燃燒法、吸附法等。對于氯堿工業的廢氣,先進行吸附把能用的回收制備成副產物,如氯堿工業中經常涉及到的漂白劑等,也用與重復生產,比如鹽酸,鹽酸的回收桶通常對設備的腐蝕比較嚴重。
四、結語
和諧社會能源問題和環境問題備受關注,化工企業必然朝著節能減排綠色產業發展,合理的處理和利用工業廢棄物對于社會和企業都有深遠的的影響。氯堿產業涉及范圍廣,作為化工的基礎產業其污染物的控制和利用應更加關注和加強。
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第五篇:鋼鐵廠的工業三廢處理
鋼鐵廠的工業廢氣、廢水的處理
一,綱要
1.鋼鐵廠的生產流程中產生的污染物
2.廢氣處理:根據冶金過程從礦廠煙塵到高爐煤氣處理方法
3.廢水處理:將冶金廢水分類,對每一類的處理方法 二,關鍵字
廢氣、廢氣的飛危害和處理方法 處理原理 工藝選取
三,正文
近十年來,鋼鐵工業得到迅速發展,對環境的污染也越來越嚴重,冶金工業的所制造的環境問題也日益引起人們的重視。冶金企業污染物具有排放量大/成分復雜的特點,治理的技術難度很大。這不僅需要國家有關環境保護政策的和法規的保證,更需要環境工程技術的支撐。
工業的對環境的污染物可以分為三類:廢氣、廢水、固體廢棄物,這三類污染物從不同 的角度和程度污染我們周圍的環境。在冶金生產中不同的工藝過程生產出的污染物也是不同的,因此我們在處理冶金工業對環境污染問題時首先要知道各個生產工業過程所產生的廢棄物有哪些,再去尋找處理污染物的方法。
現代鋼鐵冶金最大一部分是采用的火法冶金的方法冶煉鋼鐵。火法冶金是在高溫下從冶金原料提取或精煉金屬的冶煉工藝,是物理化學原理在高溫化學反應中的應用。在火法冶金中天然礦石或人工精煉礦中的部分或者全部礦物在高溫下經過經過一系列物理化學變化,生成另一種新形態的化合物或者單質,分別富集在氣體、液體或固體產物中,達到所要提取的金屬與脈石級其他雜質分離的目的。實現火法冶金過程所需的熱能通常是依靠燃料燃燒來供給,也有依靠過程中的化學反應來供給。火法冶金一般包括三大過程:原料的制備、熔煉吹煉、精煉。其中進行的化學反應則有熱分解、還原、氧化、等等。過程中的產物出金屬或金屬化合物以外,還有爐渣、煙氣和煙塵。
現代煉鋼的過程也是如此,煉鋼的步驟可以概述為:首先選礦,然后將鐵礦石燒結成適合高爐冶煉的燒結礦,將優質的燒結礦跟焦炭等加入高爐內,在高爐里還原鐵礦石得到鐵水,然后鐵水經過預處理送到煉鋼廠,鐵水在煉鋼廠的轉爐內脫碳、磷、硫等有害元素跟雜質,然后將優質的鋼水連鑄,連軋得到我們需要的鋼鐵產品。在這過程中,選礦跟燒結以粉塵為主要污染源;高爐煉鐵以高爐煤氣的氣態污染物為主;連鑄跟連軋以冷卻水為主要污染物;同時在這過程中還有很多的礦渣、煉鐵渣、煉鋼渣的固體廢棄物以及運輸途中的煙塵污染。這些污染物如果不加以處理而直接排放到環境中,對環境的損害是不可估計的。同時這些污染物中也有很多有價元素以及一些可回收的資源直接排放也是一種對資源的浪費。
廢氣處理
人的生命和空氣的健康息息相關。空氣里的物質直接進入人體,對人體產生有益的幫助,人的生命物質就會健康,反之,就會生病。空氣中的有害物質是致使人體得病的主要根源。人每天都要吸收大量的空氣,這些空氣里的物質會對人體產生很強的刺激。空氣健康,就會對人體產生有益的幫助,空氣如果不健康,人的生命就會受到威脅。空氣是人的生命因子。人類要知道保護空氣的健康,就是保護生命。空氣的健康是人類生存的保障,沒有健康的空氣,人類就死亡了。
冶金過程的廢氣的主要污染物有:含二氧化硫煙氣、含氟煙氣、含塵煤氣、含氮氧化物煙氣等。冶金的廢氣的排放量大,污染面廣;溫度高,成分復雜,粉塵顆粒細,吸附力強;廢氣中具有高的回收價值。這些特點使得我們在處理廢氣時要特別注意廢氣的處理方法。冶金廢氣流量大,而且多為含塵煙氣,因此在凈化冶金廢氣時,應首先進行除塵作業。冶金廢氣中還有大量的有毒污染物若這些污染物直接排放就會污染大氣,同時煙氣中有很多的有價金屬進入的煙塵中,現代的冶金技術已將收塵納入生產過程中,如果沒有完善的高效除塵方法,現在的冶金技術的發展降收到很大的影響。選礦廠是冶金粉塵產出最高的地方,對于破碎系統和皮帶運輸系統采用密閉抽塵和凈化措施相結合的的方法來控制廢氣中的顆粒物的含量,對于儲存和運輸等做作業時,采用濕式作業來減少粉塵的產量,濕式作業可以使用的方法有:噴水降塵噴水點可以覆蓋在整個料場,可以起到抑制揚塵的作用;在混合料堆上用尼龍網或者秸稈編織簾覆蓋。這些方法都只是在簡單的解決了煙塵問題遇到大風,大雨的天氣很難起到實質性的作用。現代的除塵的方法是使用揚塵抑制劑噴灑在料堆表面。對于其他生產過程中產生的煙氣由于其中不僅含有粉塵還有其他的有害氣體我們需要在除塵后有進一步的操作。就不能僅僅這簡單的除塵我們需要更科學的方法,對這類煙塵有兩種除塵方法干式與濕式,干式要求整個作業過程都是在煙氣溫度大于露點條件下進行的,常用的干式收塵設備有降塵室、旋風除塵器、布袋收塵器和電除塵器等;濕式適用于含濕量大的含塵煙氣,多為南方冶金企業使用,常用的濕式除塵設備有水膜旋風收塵器、自激式收塵器和文氏管等,由于整個作業都處于濕式狀態下因此對設備管道的腐蝕比較嚴重,需要定期檢修,并且收下的煙塵呈漿狀有廢水的產生,后續的廢水處理也要跟上。
處理完廢氣中的粉塵只是簡單的處理煙氣中的顆粒物,其中的有毒物質以及一些有價元素的回收并不能解決,因此后續的處理要從根本上把冶金廢氣處理掉,需要對其成分的分析并加以處理。根據其物化性質的不同,采用冷凝、吸附、催化轉化等方法進行進化處理。冷凝凈化法是一種回收高濃度的有機蒸氣和硫、磷等有效的凈化方法,利用不同物質在同一溫度下有不同的飽和蒸氣壓以及同一物質在不同溫度有不同的飽和蒸氣壓這一性質將混合氣體冷卻或者加壓,使其中某種或幾種污染物降凝成液體或固體,從而從混合氣體中分離出來,同時還能回收廢氣中的某些有價成分。把經過一級凈化的廢氣通過吸附法再凈化,吸附法是利用吸附劑凈化廢氣中低濃度的污染物質。吸附使廢氣與多孔性固體(吸附劑)接觸,使其中污染物(吸附質)吸附在固體表面上而從氣流中分離出來。當吸附質在氣相中的濃度低于吸附質的平衡濃度時,或者更容易被吸附的物質達到吸附劑表面時,原來的吸附質會從吸附質表面上脫離而進入氣相,會出現脫附現象,吸附質失效,因此吸附質的選擇應該滿足比表面積和孔隙率大、吸附能力強、選擇性好、粒度均勻、具有良好的機械強度、化學穩定性和熱穩定性、使用壽命長、易于再生、制造簡單、成本低廉的優點,常常用的吸附質有活性、硅膠活性氧化鋁等等。最后一步是催化轉化,利用催化劑的催化作用把剩余在廢氣中的污染物轉化成無害的化合物。
冶金廢氣凈化處理的有些產品同時也具有很高利用價值。選礦廠凈化出的泥漿脫水后可以成為燒結礦和球團礦的原料,提高了高爐煉鋼的金屬收得率。高爐煤氣的經過分離出來的一氧化碳、氫氣、甲烷等簡單的有機物能作為燃料,分離出來的甲烷、氮化物同時能夠作為化工原料生產甲酸鈉和合成氨。高溫的蒸汽能夠被其他蒸汽用戶(RH真空爐或自備電廠)使用。火法冶金蒸汽中含有大量的二氧化硫,二氧化硫回收后能夠制酸。這是工業制酸的一個重要的來源。
冶金廢氣的綜合利用處理利國利民,也能為鋼鐵廠產生可觀的經濟價值,可能在短期里投資不能得到快速的回報,綜合考慮長久的利益以及不可估算的生態環境的價值,這份投資還是很值得的。大氣也是不可再生資源,地球上任何物種的生存都需要大氣的維持。人可以一天不吃飯不喝水,但是不能不呼吸。
廢水的處理
水是生命之源是人類生產生活不可缺少的生命要素,古文明的發展都是從水邊發展起來的可見水對人生存的重要性。
冶金工業廢水可以分為以下類型:懸浮物(包括含油)工業廢水,主要是濕法除塵水、煤氣洗滌水、鑄軋鋼廢水等;含無機溶物工業廢水,以含有重金屬離子、酸、堿為主的廢水;含有有機物工業廢水,包括煉焦廢水、化工廢水等;冷卻廢水。
由于冶金廢水溫度高于常溫,廢水中含有懸浮物(油類和污泥)和溶解化學物質,所以廢水的處理步驟包括廢水冷卻、去懸浮物、溶解物質提取等。根據不同污染物質的特征,發展了各種不同的廢水處理方法,這些方法我可按其作用原理劃分為四大類:物理處理法,主要通過物理作用如重力作用、離心力作用、過濾作用、浮力作用等,以分離、回收水中不溶解的呈懸浮狀態污染物質(包括油膜和油珠)的廢水處理法;化學處理法,通過化學反應和傳質作用來分離、去除水中呈溶解、膠體狀態的污染物質或將其轉化為無害物質的廢水處理方法;物理化學法,利用物理化學作用除去廢水中的污染物質,主要有吸附分離法、萃取法、氣提法和吹脫法等;生物化學處理法,通過微生物的代謝作用,是廢水中呈溶液、膠體、以及微細懸浮狀態的有機性污染物轉化為穩定、無害的物質的廢水處理方法。下面我們根據廢水類型選擇合適的處理的方法。
懸浮物(包括含油)廢水的處理根據其的廢水特性,可以采用自然沉降、混凝沉淀、過濾等方法凈化。自然沉降是根據重力作用將廢水的懸浮物沉降進化廢水的方法,在重力作用下,廢水中比重大于1的懸浮物下沉,使其從廢水中去除,可以分離廢水中的原有的懸浮固體如泥沙、鐵屑、焦粉等。重力沉降根據廢水的中可沉物質的濃度高低和絮凝性的強弱可以用以不同的沉降方法:自由沉降,是一種無絮凝性傾向或者弱絮凝傾向的固體顆粒在洗溶液中沉降,由于懸浮物固體濃度低,而且顆粒間不發生黏合,因此在沉降過程中顆粒的形狀、粒徑和比重都保持不變,各自獨立地完成沉降過程,自由沉降作為顆粒在泥沙池及初次沉淀池池內的初次沉淀;絮凝沉降,一種絮凝性顆粒在稀懸浮液中的沉降,雖然廢水中的懸浮固體濃度也不高,但在沉降過程中課顆粒之間相互黏合成較大的絮體,因而顆粒的物理性質和沉降速度不斷變化,絮凝沉淀作為初次沉淀后期沉淀以及二次沉淀池的初次沉淀;成層沉降,當廢水中的懸浮物濃度較高,顆粒彼此靠得很近時,每個顆粒的沉降都受到周圍顆粒的作用力的干擾,氮顆粒之間相對位置不變,成為一個整體的覆蓋層共同下沉,成層沉降作為二次沉淀池中的后期沉降;壓縮,廢水中的懸浮物固體濃度很高時,顆粒之間便相互接觸,彼此支撐,在上層顆粒的重力作用下,下層顆粒間隙中的水被擠出界面,顆粒相對位置發生變化,顆粒群被壓縮,作為沉淀的最后步炒作。過濾法包括過濾跟反洗兩個階段,過濾就是截留污染物,反洗就是把污染物從濾料層中洗去,使之恢復過濾能力,以供不斷循環利用。
處理含無機溶解物的工業廢水的處理選用物理化學法處理。物理化學法主要有吸附法和離子交換法。吸附法主要是用于處理低濃度工業廢水,利用多孔性固體吸附劑的表面吸附廢水中一種或多種污染物溶質的方法。常用的吸附劑有活性炭、沸石、硅藻土、焦炭、木炭、礦渣、爐渣、礬土,以及大孔徑吸附樹脂等。其中活性炭是應用最廣泛的,經過活性炭處理過的廢水可以不含色度、氣味、泡沫和其他有機物,能達到水質排放標準和回收利用的要求。在廢水處理過程中,吸附發生在液-固兩相界面上,吸附劑要使其表面能減少,只有通過表面力的減少達到,也就是溶質能降低吸附劑的表面張力,因而能被吸附劑吸附。吸附工藝主要有如下三種:固定床吸附,把吸附劑填充在吸附柱(或塔)中,廢水通過吸附柱(或塔)而使其中的溶質吸附到吸附劑上;移動吸附床,廢水從吸附柱底部進入,處理后的水由柱頂排出,在此過程中要不斷更換其中的吸附劑;流化床,流化床的吸附劑在柱內呈膨脹和懸浮狀態,廢水從多段吸附塔底部流入,與裝在各段的吸附劑接觸,同時再生后的吸附劑沖最上段通過溢流管往下流動,廢水廢水依次與飽和的吸附劑新的吸附劑接觸,最后達到出水水質要求。吸附劑在使用時要注意對吸附劑的定期更換才能達到良好的吸附要求,同時可以用一些特殊的辦法將被吸附的物質從活性炭的空隙中除去以達到對吸附介質的循環利用。離子交換法是利用離子交換劑的交換基團同廢水中的金屬離子進行交換反應,將金屬離子置換到交換劑上予以除去。常用的離子交換劑有無機離子交換劑如沸石、磷酸鋯,有機離子交換劑如各種人工合成的樹脂。常用的離子交換劑是人工合成樹脂,樹脂是一種高分子聚合物,其骨架有高分子電解質和橫鍵交聯物質組成的空間網狀結構,其上面結合著許多能進行交換的基團,酸性基團能交換廢水中的陽離子(交換反應為Na2R+M2+==MR+2Na+或者H2R+M2+==MR+2H+),堿性基團能交換廢水中的陰離子(交換反應為R(OH)2+A2+==RA+2OH-)。
處理有機物工業廢水,這種廢水耗氧且有毒,應采用物化與生化相結合的方法凈化。生化法是生物化學法的簡稱,利用自然界大量存在的各種微生物來分解廢水中的有機物和某些無機毒物(如氰化氫、硫化氫等),通過生物化學過程使之轉化為較為穩定的、無毒的無機物,從而使廢水得到凈化。生化法常用的微生物有細菌、真菌、原生動物、后生動物、藻類,這些微生物大量聚集在活性污泥中。活性污泥是是一個培養基在有溶解氧的條件下,連續培養活性污泥,再利用其吸附凝聚和氧化分解作用凈化污水中的有機污染物。生化法廢水處理實際可以看做是一個微生物的連續培養過程,即不斷的給微生物供給食物使微生物數量不斷增加。掌握微生物的處理規律是有效地進行廢水生化處理的關鍵其生長期可以分為如下四個階段:一,適應期,細菌適應新環境的時期,菌體逐漸增大,不分裂或者少分裂,也有不適應新環境而死亡的,故細菌總數沒有打的增加略有減少;二,對數期,這個時期的細菌已適應了新環境,細菌所需食料非常充足,細菌活力強,新陳代謝十分旺盛,分裂繁殖速度很快,細菌的個體數一幾何數量級增加;三,平衡期,在這個期間細胞總數達到最大值,但由于培養基中食料逐漸消耗,代謝產物逐漸積累并對細菌產生抑制和有害作用,以致細菌開始死亡,雖然也有新分裂的細菌產生,但細菌總數基本不變,呈現出一個動態平衡;四,衰老期,這個時期培養基中食物已經消耗盡代謝產物中的大量積累,對細菌的毒害也原來越大,結果造成細菌大量死亡,此時細菌總數不斷減少。
冷卻水占冶金工業總用水量的三分之二以上,直接排放或以低循環率利用都會造成對受納水體的熱污染,也會產生危害。冷卻水主要是連鑄過程中使用到,對于冷卻水的處理我們要分凈循環水和濁循環水。凈循環水主要是結晶器、設備間接冷卻等用水,用后的水溫度升高,水質沒有收到污染主要是對循環水進行降溫、控制濃縮率和水質的穩定。濁循環水主要來之設備和鑄坯噴淋冷、切割渣粒化及沖氧化鐵皮用水,用后水溫升高,水質收到污染,水中還有大量的氧化鐵皮顆粒和少量油類。除沖氧化鐵皮用水(水質、水溫要求低),只經一級沉淀即可循環使用外,其余水一般經二級沉淀、過濾、除油、冷卻后循環使用。(凈循環、濁循環系統流程圖見附)
國家在倡導企業的節能減排,冶金企業作為國民生產企業的根本,也是占國家企業比重巨大的行業,我們更應該做好節能減排的任務。
多年的實踐證明,人類改造自然、發展生產,必須同時注意自然界的“報復”,注意發展生產給包括人類在內的整個生態系統所帶來的影響,而不能超過一某一限度。隨著生產力的發展和工農業生產的發展的現代化,保護和改善環境就成為勞動力再生產的必要條件。發達的資本主義國家已走過的道路早就證明,沒有一個清潔的環境也就沒有現代化。我國是發展中的社會主義國家,如果不注重環境保護,甚至造成了環境的嚴重污染和退化,則不只與我們發展生產力的根本目的不相符合,而且還會危害社會主義現代化建設本身。
四,附:
五,參考資料
《冶金環境工程》
《冶金環境保護及三廢治理技術》