第一篇:焦化廢水處理技術現狀及研究論文[本站推薦]
焦化廢水是指在鋼鐵工業的焦化廠、城市煤氣廠等在煉焦和煤氣生產過程中產生的廢水的統稱。其成分組要取決于原煤的性質、碳化溫度、生產工藝、煤氣凈化工藝、焦化產品回收工序和方法等因素[1]。該廢水排放量大,水質成分復雜,不僅含有大量的酚類、聯苯、吡啶、吲哚和喹啉等難降解有機污染物,還含有氰、氟、硫氰化物等有毒有害的無機物,BOD5/COD值一般在0.28~0.32之間,可生化性一般;另外,焦化廢水水量比較穩定,但水質組成波動較大[2]。焦化廢水處理技術長期以來未能取得突破性研究進展,仍然是工業廢水處理領域一大難題。國家環保部在2012年10月1日頒布實施了新的《煉焦化學工業污染物排放標準》(GB16171-2012),該標準對焦化廢水的排放提出了更加嚴格的要求:所有企業從2015年1月1日起強制執行SS≤50mg/L,COD≤80mg/L,氨氮≤10mg/L,石油類≤2.5mg/L,氰化物≤0.2mg/L的排放標準。此外,新標準中還明確了監測位置和單位基準排水量,從而避免了以往因監測位置不同和排水量不同引起的執行標準不統一;并且對處理后回用于洗煤、熄焦和高爐沖渣等的焦化廢水水質也提出了明確的規定。因此,筆者認為有必要對目前國內外焦化廢水處理的現狀做出總結,同時對今后的研究方向做一定的展望。
1焦化廢水的主要來源
煉焦一般分為土法煉焦及機械煉焦,隨著技術的發展更新及日趨嚴格的環保要求,土法煉焦已基本淘汰,目前的煉焦以大型機械煉焦為主。煉焦生產過程中主要產生三股廢水,分別為:除塵廢水、剩余氨水以及酚氰廢水。除塵廢水主要產生在運煤、備煤、出焦、濕法熄焦過程中,該股廢水的特征為懸浮固體較多,含有少量酚、氰等污染物,通常經澄清或沉淀處理后可返回至工藝中重復利用。剩余氨水主要由焦化原煤中的結合水以及化合水在冷凝器中形成的冷凝水和粗煤氣在氨水噴淋降溫時的冷卻水組成。剩余氨水中含有高濃度的氨、焦油等物質,是焦化廢水中水量最大的一股廢水,廢水量占全廠廢水總產生量的50%以上,一般需要經過蒸氨處理后再排入污水處理設施。酚氰廢水是在焦化化學產品加工過程中與物料直接接觸所產生的廢水,主要來自焦油、粗苯等加工過程的蒸汽冷凝水及粗煤氣終冷冷卻水等。酚氰廢水是焦化廢水中的重要代表性廢水,產生于不同化產加工過程中,因而廢水中污染物成分復雜,主要含有酚、氰、硫化物等。此外,煉焦過程中還會產生少量濃度較高、組分較復雜的脫硫廢液,煤氣管道水封水等廢水[3]。焦化廢水作為典型有毒難降解工業廢水,對其污染物組成和水質特性的分析是選擇高效經濟廢水污染控制技術的前提。侯紅娟[4]采用GC/MS對寶鋼焦化廢水的測定顯示,廢水中含有12類100多種有機化合物,苯酚類物質濃度最高,其次為苯胺、喹啉、萘等。張萬輝等[5]采用XAD大孔樹脂分離GC/MS測得焦化廢水中含有15類558種有機物,疏水酸性酚類及親水性苯胺、苯酚、喹啉、異喹啉對焦化廢水有機物總量的貢獻大于70%;同時對焦化工藝過程中有機污染物排放源解析表明,多環芳烴和喹啉類在焦油分離液和脫硫廢液中的濃度較高,可為焦化廢水水質處理提供參考。甲酚、甲基苯酚等酚類物質易于降解,實際工程中10h即可將濃度高達500~1000mg/L的酚類完全降解[6];喹啉、吲哚、吡啶、聯苯等在厭氧環境下降解性能較好,但在好氧環境下降解性較差,且對苯酚的生物降解抑制顯著[7];李詠梅等[8]對缺氧條件下含氮雜環化合物降解規律的研究發現,吡啶完全降解需24h,而吲哚、吡啶、異喹啉、甲基喹啉的完全降解需要50~60h。因此,對焦化廢水處理工程進行設計時,應綜合考慮廢水組分及其降解規律,基于不同的污染物種類、性質及目標,選擇經濟有效的工藝流程及運行參數。
2焦化廢水污染控制技術
2.1預處理
焦化廢水中含有酚類、氰類、焦油等化合物,這些物質均屬于有毒有害物質,在進入生化處理系統前必須最大限度削減其在廢水中的含量,以免影響生化系統的穩定性。焦化廢水的預處理一般包括沉淀法、萃取法、高級氧化法等。2.1.1沉淀法沉淀法包括混凝沉淀法和藥劑沉淀法。混凝沉淀法是向廢水中加入混凝劑并使之水解產生配合離子及氫氧化物膠體,中和廢水中某些物質表面所帶的電荷,使這些帶電物質發生凝集。王愛英[9]等在評價幾種常用絮凝劑處理效果基礎上,采用優選的絮凝劑預處理,可使焦化廢水的COD和濁度去除率分別達到22%和97%以上,有效提高了廢水的可生化性。PengLai[10]等用絮凝/零價鐵聯用技術預處理焦化廢水,COD去除率最高可達46%以上,有效降低了生化處理系統的污染物負荷、提高廢水的生物可降解性.吳克明[11]等采用混凝-氣浮法對焦化廢水的處理進行了研究。結果表明,聚合氯化鋁鐵(PAFC)+聚丙烯酰胺(PAM)處理廢水,生成的礬花大而密實,沉降速度快,出水色度低,效果較好。化學藥劑沉淀法是指向廢水中加入化學藥劑使之與廢水中的污染物發生化學反應生成沉淀物來去除廢水中污染物的方法。劉小瀾等[12]采用化學沉淀劑MgCl26H2O和Na2HPO412H2O(或MgHPO43H2O)對焦化剩余氨水進行預處理,取得了較好的效果,廢水中氨氮的去除率高達99%以上。沉淀劑與焦化廢水中的NH+4反應,生成磷酸銨鎂沉淀。在pH為8.5~9.5的條件下,投加的藥劑Mg2+∶NH4+∶PO43-(摩爾比)為1.4∶1∶0.8時,廢水氨氮的去除率達99%以上,出水氨氮的質量濃度由2000mg/L降至15mg/L。梁建華等[13]采用化學沉淀法處理高濃度氨氮廢水,研究了藥劑配比、pH值等因素對氨氮去除率的影響.在適當的條件下,可得到純凈的MAP晶體,氨氮的去除率可達98%.在溫度為100℃、加熱3h將MAP分解后,分解物重復用于脫除廢水中的氨氮,氨氮的去除率可達93%,既可大幅度降低藥品成本,又可回收廢水中的氨。2.1.2萃取法焦化廢水中的酚主要來自剩余氨水,目前多數的焦化廠采用萃取脫酚工藝進行焦化含酚廢水預處理,該方法脫酚的效率可高達95%~97%,而且可以回收酚鈉鹽,有較好的經濟效益。Jiang等[14]利用難溶于水的萃取劑與高濃度含酚焦化廢水接觸,使廢水中酚類物質與萃取劑結合,實現酚類物質的富集轉移。韋朝海[15]等人通過實驗發現,通過萃取工序可使廢水中有機污染物的總負荷減少75%~80%。2.1.3高級氧化法高級氧化法是指通過不同途徑產生具有高反應活性的羥基自由基(OH),再利用其強氧化性將水中的有機污染物降解,生成小分子物質,甚至直接轉化為二氧化碳和水的方法。周琳[16]等人研究了芬頓氧化用于焦化廢水的深度處理,實驗結果表明,Fenton試劑能有效降解焦化廢水中的COD,在原水COD為260mg/L、H2O2投加量為666mg/L、Fe2+投加量為200mg/L、溫度為298K時,COD去除率達到89.53%。劉璞[17]等人研究了臭氧催化氧化對焦化廢水的深度處理的效能,結果表明在:pH值為7~8,臭氧流量10g/h,催化劑8g,反應時間約50min,臭氧催化氧化對COD去除率達到68.63%,出水指標滿足煉焦化學工業污染物排放標準(GB16171-2012)。邵瑰瑋等[18]采用脈沖電暈放電技術對煉焦廢水和煙氣進行了綜合處理,結果表明,廢水中氰化物脫除率達90%以上,酚脫除率近70%,同時煙氣脫硫率達85%。目前報道所報道的較多的高級氧化法對焦化廢水處理的效果均較好,但處理成本較高,所以實際應用案例較少。
2.2生物處理
生物處理是通過微生物的新陳代謝作用實現污染物的分解轉化,可以有效的去除廢水中的大部分污染物成分,同時也是最為經濟的處理方式,是焦化廢水處理的主導技術。2.2.1厭氧水解酸化目前嚴格的厭氧反應在焦化廢水中的應用報道較少。在水解酸化反應過程中,廢水所含的甲酚、苯酚、二甲酚等酚類化合物,及以喹啉、吲哚為代表的含氮雜環化合物大部分得到了轉化和降解,為后續的處理提供易于氧化分析的有機底物,即提高了焦化廢水的可生化性[19]。在厭氧池內,采用投加填料的生物膜法,再輔以輕度攪拌,可提高微生物濃度及活性。邵林廣等[20]用生物膜對焦化廢水水解酸化。在4.5~5h內,BOD5/COD和BOD5值同時達到最大,隨著時間的延長,BOD5/COD和BOD5的值都相應降低。厭氧水解酸化反應器內pH值宜控制在6~8,水溫宜在20~30)℃。2.2.2生物脫氮目前,國內外焦化廢水處理脫氮工藝較多,生化處理階段采用的工藝主要有A/O、A2/O、A/O2和A2/O2。A/O工藝是生物脫氮的最基本流程,20世紀90年代已應用于寶山鋼鐵廠、安陽鋼鐵廠及臨汾鋼鐵廠,目前國內大部分焦化廢水處理工藝為A/O法,其特點是在好氧池前增加一段缺氧處理,通過前置反硝化實現生物脫氮。任源等[21]研究發現厭氧階段對廢水COD的去除率為10%~15%,大分子復雜有機物分解為有機酸、有機醇類,該過程使廢水BOD5/COD由0.3提高到0.45。A2/O工藝在A/O工藝前增設厭氧水解環節,使大分子難降解物質轉化為小分子物質,提高廢水的可生化性。何苗等[22]對焦化廢水進行厭氧酸化處理后發現,廢水可生化性提高,部分(不溶性)大分子有機物轉化為可溶性物質。邵林廣等[24]對A2/O工藝與A/O工藝對比試驗顯示,A2/O工藝的對COD、氨氮的去除效果比A2/O工藝有明顯改善,而且抗沖擊負荷能力提高。短程硝化反硝化工藝,是指將硝化過程控制在HNO2階段終止,直接進行反硝化。與A/O工藝相比,該工藝可承受的氨氮負荷高,對于C/N較低的焦化廢水處理具有重要的現實意義。薛占強等[23]采用短程硝化反硝化工藝處理焦化廢水,控制溫度為(35±1)℃、溶解氧濃度為2.0~3.0mg/L時,去除焦化廢水中大部分有機污染物的同時能實現短程硝化反硝化并有效去除氨氮。2.2.3固定化微生物技術固定化微生物(細胞)技術是指將特選的微生物游離細胞或酶通過化學或物理的手段固定在特定的載體上,使其保持活性并在適宜條件下大量增殖的方法。該技術有利于提高反應器內特殊微生物的濃度,抵抗不利環境的影響。常見的制備方法主要有吸附法、交聯法、共價結合法、包埋法等。張彬彬等[24]將篩選出的HDCMR高效復合微生物菌劑固定化于酶載體中,其密度接近于水,在池內處于流化狀態,傳質效率極高,從而使廢水的基質降解速度加快,同時大幅提高了單位體積菌群生物量,提高了系統抗氨氮沖擊負荷。孫艷等[25]在北京焦化廠廢水中分離得到1種以苯酚為唯一碳源的菌株,采用海藻酸鈉對其進行包埋固定,考察固定化細胞的性能。結果表明,固定化細胞最大反應速度和底物飽和常數均大幅提高,抗耐性明顯強于未固定化的游離懸浮相。2.2.4生物強化技術生物強化技術是指通過向傳統的生物處理系統中投加高效降解微生物,增強對難降解有機物的降解能力,提高其降解速率,并改善原有生物處理體系對難降解有機物的去除效能[26]。焦化廢水中污染物種類復雜,部分難降解污染物對微生物體系有抑制作用,生物強化技術可在不改變現有工藝規模的情況下,提高系統的整體處理能力,強化難降解污染物的降解效果,在現有生化系統基礎上引入生物強化技術是焦化廢水提標改造的一條實用思路。解宏端等[27]采用生物強化技術,向活性污泥系統中投加高效菌劑,考察其對焦化廢水處理的改善效果。在高效菌液投加比(V菌液/V焦化廢水)為0.3%、水力停留時間為15h時,系統對COD去除率為85.60%,遠高于未投菌的對照組(60.87%),表明在原有處理設施中投加高效菌液可以提高系統處理能力。彭湃[28]等以焦化廢水處理工藝中的厭氧池出水為實驗對象,添加自行研發的環保菌劑,考察其對實際焦化廢水COD去除效果,利用聚合酶鏈式反應和變性梯度凝膠電泳聯合技術(PCR-DGGE)分析添加環保菌劑前后生化系統中污泥微生物群落的變化。研究表明:通過添加環保菌劑,中試系統出水COD平均去除率比活性污泥系統提高了18%;PCR-DGGE結果顯示,經過菌劑強化后的生化系統中污泥微生物的種類更加豐富,優勢微生物由原先的14種增加到了23種。2.2.5膜分離法膜分離法是一種具有巨大潛力和實用性的廢水處理技術,其原理是以選擇性透過膜為分離介質,通過在膜兩邊施加一個推動力(如濃度差、壓力差、電位差等),使廢水中的組分選擇性的透過膜,從而達到分離凈化的目的。膜分離技術應用于廢水處理具有能耗低、效率高和工藝簡單等特點。目前,應用的膜分離技術主要有微濾、超濾、納濾和反滲透[29]。近年來,在焦化廢水深度處理領域,研究與應用較多的是超濾-反滲透的雙膜法焦化廢水處理工藝,經超濾-反滲透處理后的焦化廢水,出水符合工業循環冷卻水水質標準,可回用于凈環補充水、鍋爐軟水補給水,甚至部分替代新水。穆明明[30]等人對生化處理后的出水采用“砂慮+超濾+納濾+反滲透”工藝進行深度處理,處理后的出水遠優于《煉焦化學工業污染物排放標準》(GB16171-2012)的排放標準的要求。
3結語
焦化廢水是典型的高濃度、有毒難降解的工業廢水,通過對焦化廢水污染控制技術的研究,同時隨著《煉焦化學工業污染物排放標準》(GB16171-2012)頒布,單一的處理技術無法滿足排放標準的要求。需要深入源頭開展污染控制,大力推廣清潔生產技術,如改進焦化生產工藝、采用更為先進的生產設備等。在此基礎上進一步分析水質特征,采用適當的預處理技術,合理優化生化處理工藝,同時輔以膜或其他深度處理技術,以保證廢水達標排放或回用。
第二篇:焦化廢水處理市場和技術研究報告
中國焦化廢水處理市場和技術研究報告
焦化廢水是國內外工業廢水處理領域的難題。煤在煉焦過程中除了有75%左右變成焦炭外,還有約25%生成各種化學產品及煤氣。焦化廢水是由原煤的高溫干餾、煤氣凈化和化工產品精制過程中產生的。廢水成分復雜,其水質隨原煤組成和煉焦工藝而變化。焦化廢水中含有數十種無機和有機化合物。其中無機化合物主要是大量氨鹽、硫氰化物、硫化物、氰化物等,有機化合物除酚類外,還有單環及多環的芳香族化合物、含氮、硫、氧的雜環化合物等。總之,焦化廢水污染嚴重,是工業廢水排放中一個突出的環境問題。
《2011工業廢水處理市場和技術研究報告》系列六——《2011中國焦化廢水處理市場和技術研究報告》研究匯總了目前焦化廢水處理技術應用的狀況,搜集了全國知名工業廢水處理企業的大量案例,有助于掌握焦化廢水處理行業的市場狀況、技術應用趨勢和進展、從業企業核心競爭力等。該報告專為工業企業用戶、污水處理工程企業、污水處理設備企業、工業污水處理廠、污水處理技術研究人員、投融資研究人員、政策研究人員打造而成。
第一部分主要介紹了焦化廢水的來源、特點與水質水量,焦化廢水的危害以及我國焦化廢水的排放現狀等。
第二部分針對焦化行業市場的發展現狀進行分析,包括焦化行業運行的情況與特點、焦化行業的結構調整以及我國焦化行業的發展趨勢。
第三部分主要從焦化廢水處理行業相關的政策角度,分析了我國發展焦化行業的政策措施和目標方向、焦化行業的準入條件、焦化廢水的現行治理標準以及回用標準及焦化廢水治理工程技術規范。
第四部分主要針對焦化廢水處理技術進行具體的介紹,包括焦化廢水的物理化學處理法、生物化學處理法、化學處理法、焦化廢水處理新技術以及焦化廢水信息來源環保英才網:http:///
處理工藝等,分別從基本原理、類型、特征、工藝流程、相應的經典案例等多個方面進行了系統的梳理,并介紹了我國焦化廢水的處理工藝。
第五部分則將國內焦化廢水處理的相關從業企業(全部有案例的工程技術公司)進行了系統的統計,其中詳實的介紹了各企業的工藝流程、核心競爭力、案例匯總等,并且針對項目數、地域性、處理能力、不同工藝的應用情況等進行分析統計。
第六部分將焦化廢水處理技術的未來發展趨勢加以分析,以利于未來焦化廢水的處理和環境效益的整體把握。
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第三篇:焦化廢水處理研究現狀與進展
焦化廢水處理研究現狀與進展
焦化廢水是煉焦、煤氣在高溫干餾、凈化及副產品回收過程中,產生含有揮發酚、多環芳烴及氧、硫、氮等雜環化合物的工業廢水,是一種高CODcr、高酚值、高氨氮且很難處理的一種工業有機廢水。其主要來源有三個: ①剩余氨水,它是在煤干餾及煤氣冷卻中產生出來的廢水,其水量占焦化廢水總量的一半以上,是焦化廢水的主要來源; ②煤氣凈化過程中產生出來的廢水,如煤氣終冷水和粗苯分離水等;③在焦油、粗苯等精制過程中及其它場合產生的廢水。氨氮和COD是焦化廢水的主要污染物。氨氮是導致水體富營養化的重要因素,當含有大量氨氮的污水進入湖泊時,會加快藻類和微生物的繁殖生長,造成水體缺氧,使水質惡化變臭。我國是焦炭生產和消費大國,2011年全國焦炭的產量達
4.28億噸,同比增長11.78 %。傳統廢水處理工藝對氨氮的去除率極低,全國有80%以上的焦化企業存在著廢水氨氮和COD排放不達標的狀況。20世紀90年代以后,國家頒布《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)和《鋼鐵工業水污染物排放標準》(GB13456-1992)中,對焦化工業排放廢水中的氨氮和COD提出了更高要求(見表1)[1]。如果焦化廢水未得到很好的治理,將會對環境造成嚴重的污染。
表1 氨氮、COD的排放標準
氨氮/(mg/L)
一級二級 25 三級-一級 100 COD/(mg/L)二級 200 三級 1000
1.焦化廢水處理技術
焦化廢水的水質很差,要達到排放或者回用標準,目前常用的是物理化學工藝、生物處理工藝還有一些廢水處理新技術。
1.1物理化學工藝
1.1.1混凝法
化學混凝法主要的作用是去除水中微小懸浮物和膠體雜質。焦化廢水經過生化處理后會殘留一些微小的固體懸浮物,造成COD和色度不能達到國家或地方規定的排放標準。采用混凝沉淀方法進行后續處理,可有效的降低COD和色度,從而實現焦化廢水處理指標全面達標[1]。該法處理費用低,既可以間歇使用也可以連續使用。陳勁松[2]等人對焦化廢水生化處理二沉池出水進行氧化處理后投加一定量的混凝劑,焦化廢水COD去除率為70.6%,出水水質達到
GB8978-1996《國家污水綜合排放標準》一級排放標準,此工藝生產成本低,易于工業化。
1.1.2吸附法
吸附法處理廢水,就是利用多孔性吸附劑吸附廢水中的一種或幾種溶質,使廢水得到凈化。常用吸附劑有粉煤灰、活性炭、磺化煤、礦渣、硅藻土等。
(1)粉煤灰吸附
粉煤灰主要成分是二氧化硅和硅酸鹽。粉煤灰含有多孔玻璃體、多孔碳粒、呈多孔性蜂窩狀組織,比表面積較大,一般在2500~5000cm2/g,同時還具有活性基團,具有較高的吸附活性。粉煤灰具有顯著地去除COD和脫色效果,其主要成分二氧化硅和具有弱酸性的氧化鋁可以與有機物羥基氧上的孤電子形成很強的化學鍵,發生物化吸附。
周靜[3]等人對焦化廢水中的氨氮的深度處理進行了一系列研究,考察了pH值、藥劑投加量、吸附時間等因素對處理效果的影響。采用粉煤灰-石灰體系作吸附劑,試驗結果表明:調節廢水pH值為5,每100ml廢水中加入粒徑為100目以上的粉煤灰15g,生石灰0.25g,吸附時間為1h,處理后焦化廢水中的NH3-N可達到污水綜合排放標準GB8978-96中的二級排放標準。
(2)活性炭吸附
活性炭吸附對有機物質的去除能力比化學氧化法好,但活性炭價格昂貴且填料塔需經常再生,給生產運行和管理帶來一定的困難。
滕濟林[4]等研究了褐煤活性炭吸附處理焦化廢水的性能,以河南某氣化廠的焦化廢水為吸附原水進行了靜態和動態試驗。試驗表明,用褐煤活性炭吸附焦化廢水酚的去除率可達92%以上,吸附容量為21.38mg/g。白玉興[5]等用焦炭一活性炭雙級吸附法深度處理濟南鋼鐵公司某焦化廠的生化車間出水,其結果表明,本法對COD 和懸浮物的去除效果較好,對硬度、氨氮的去除率較低。
1.1.3光催化氧化法
光催化氧化法是一種新興的高級氧化技術,通過光激發半導體催化劑產生光電子和光生空穴,進而與吸附在催化劑表面上的物質發生化學反應的過程,對酚類和其他有機物都有較高的去除率[1]。其工藝結構簡單、操作條件容易控制、氧化能力強、無二次污染。劉紅[6]等人以TiO2為催化劑,H2O2為氧化劑,在紫外
光照射下采用多相光催化氧化法對焦化廢水進行處理,結果表明該法可使焦化廠二沉池廢水COD從350.3mg/L降至53.1mg/L,COD去除率可達84.8%。光催化氧化法德缺點是光浪費嚴重,效率相對較低,反應后從水中除去TiO2費用較高。
1.2生物處理工藝
1.2.1SBR工藝
SBR工藝是一種生物降解和除氮脫磷于一體的間歇運行的廢水處理工藝,一切過程都在一個設有曝氣或攪拌裝置的反應池內進行,分為流入、反應、沉淀、排水和閑置五個階段。我國于20世紀80年代中期開始對SBR工藝進行研究,到現在應用已經比較廣泛,昆明、天津、廣州等地的污水處理廠都采用次工藝進行污水處理。李春杰[7]等采用SMSBR工藝處理焦化廢水,使出水COD達到新的排放標準(<100 mg/L),并提高了脫氮效率。
1.2.2活性污泥法
生物絮凝體及污泥與廢水中的有機物充分接觸,溶解性的有機物被細胞吸收和吸附,并氧化為最終產物(主要是CO2),非溶解性有機物先被轉化為溶解性有機物,然后被代謝和利用。該法最早用于生活污水的處理,經過長期對微生物的馴化和培養,成功用于處理焦化廢水。活性污泥法存在污泥結構細碎,絮凝性能低,污泥活性弱,生長緩慢,抗沖擊能力差等缺點。同時進水污染物濃度的變化對曝氣池微生物生長影響較大,操作運行不夠穩定,運行裝置復雜,占用體積大。
1.2.3A /O法(厭氧一好氧)
A/O工藝是充分利用微生物的反硝化和硝化作用進行脫氮。利用水中有機物和回流污泥作為碳源,污泥在缺氧和好氧之間往復循環,污泥中既有硝化菌,也有反硝化菌。硝化菌是在好氧條件下發揮作用,在缺氧條件下受到抑制,而反硝化菌則正好相反[8]。彭宗勝[9]等對馬鞍山鋼鐵股份有限公司排出的焦化廢水在原有基礎上進行A/O法改造,使出水COD和氨氮都得到了有效控制,完全達到國家現行排放標準。
1.2.4A2/O法(厭氧一缺氧一好氧)
A2/O法是在A/O法流程前加一個厭氧段,廢水中難以降解的芳香族有機物在厭氧段開環變為鏈狀化合物,鏈長化合物開鏈為鏈短化合物。A2/O法提高了
廢水的可生化性,為缺氧段提供了較好的碳源。李捍東[10]等將投菌法與A2/O工藝結合,對石家莊焦化廠焦化廢水進行處理了研究。結果表明:通過對焦化廢水進行GC-MS分析,選擇出焦化廢水中含量較高的難降解物質,然后進行單一碳源優勢菌培養,獲得優勢菌群。優勢菌群投加于工藝的好氧段。整個中試過程分為污泥的培養及馴化階段,穩定運行階段及沖擊恢復階段。經過半年的實驗,整套工藝具有較好的穩定性及抗沖擊能力。對未經稀釋的焦化廢水的CODcr平均去除率為94.2%,氨氮平均去除率為85.6%。
1.3其他廢水處理新技術
1.3.1催化濕式氧化
催化濕式氧化是在高溫、高壓下,利用氧化劑將廢水中的有機物氧化成二氧化碳和水,達到去除污染物的目的。付迎春[11]等人以過渡金屬氧化物CuO為主火星組分,通過對MnO2的復合和摻入電子助劑CeO2的考察,研制出適用于催化濕式氧化處理氨氮廢水的復合催化劑。試驗表明,新型催化劑可使氨氮去除率達到98%,經處理后的廢水達到國家二級排放標準。
1.3.2Fenton試劑技術
亞鐵離子與H2O2組合形成的Fenton試劑在處理一些難降解有機物方面有一定的優越性。趙曉亮[12]等人以實際焦化廢水經A2/O工藝處理后的出水為研究對象,考察了Fenton試劑氧化法深度處理焦化廢水的效果和影響因素。結果表明,出水COD和色度等指標均可達到《城市污水再生利用工業用水水質》的要求。
1.3.3固定化細胞技術
固定化細胞技術是國際上從20實際60年代后期開始迅速發展的一項技術,它是通過化學或物理手段將游離的微生物固定在載體上使其高度密集,并使其保持活性,反復利用,可去除氮和高濃度有機物或某些難降解物質[1]。徐英[13]采用固定化微生物小球技術結合厭氧—好氧工藝處理焦化廢水,結果表明,經固定化微生物厭氧酸化24h、好氧曝氣24h后,出水COD為132.1mg/L,氨氮為24mg/L,達到國家GB8978-1996二級排放標準。
1.3.4超臨界水氧化法
超臨界水氧化技術是由Modell提出的一種能夠徹底破壞有機物結構的新型氧化技術。其原理是在超臨界狀態下,將廢水中所含的有機物用氧化劑迅速分解
成水、二氧化碳等簡單無害的小分子化合物。劉彥華[14]等人采用采用超臨界水氧化技術對焦化廠焦化原水進行試驗研究,處理后的水氨氮、COD和色度均達到或低于國家一級排放標準。
2.結語與展望
焦化廢水處理技術在近幾年內發展很快,在傳統的物理化學法、生物處理法的基礎上又研究出來了很多新技術、新工藝,但焦化廢水是一種很難處理的高濃度有機廢水,所以其處理技術仍有廣闊的發展空間。
(1)在將來的焦化廢水處理方法中生化法仍將是主要技術手段,因為它處理量大、成本低、無二次污染。
(2)高級氧化法能高效快速地將有機物氧化為二氧化碳、水以及其他低分子無機化合物,去除率高,氧化速度快,無二次污染。雖然運行成本相對較高,但隨著我國經濟發展對環境的要求日益嚴格,所以仍然具有廣泛的應用前景。
(3)多種處理工藝相互組合聯用也是焦化廢水處理技術的發展方向。
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第四篇:肉類加工廢水處理現狀及技術對策
肉類加工廢水處理現狀及技術對策
廖金明、陳洋
摘要;闡述了肉類加工廢水的水質水量特性,對該類廢水處理的技術,主要有淺層曝氣工藝、生物吸附—再生工、射流曝氣工、延時曝氣工、氧化溝工穩定塘工藝、升流式厭氧污泥床(UASB、水力循環厭氧接觸池、厭氧濾池、厭氧接觸工藝等等,再對肉類加工的技術提出一些建議。
關鍵詞:肉類加工廢水;處理技術;建議
Present situation and technical countermeasures of meat processing wastewater treatment
Liao Jinming, Chen Yang,Abstract;expounds the water quantity and quality characteristics of meat processing wastewater, to this kind
of wastewater
treatment technology, mainly shallow aeration
aeration, extended pond process, upflow tank, anaerobic anaerobic process, biological anaerobic sludge
adsorption regeneration technology, jet
ditch engineering stabilization
cycles contact blanket(UASB, water stress aerationtechnology industry, oxidation filter, anaerobic contact process and so on, then the meat processing technology and puts forward some suggestions.Keywords: meat processing wastewater;treatment technology;suggestion
肉類加工廢水是一種污染物濃度較高,可生化性好的有機廢水。目前,該類廢水的處理一般采用生化處理為主,物化處理為輔的組合工藝。但在廢水處理過程中,由于生產工藝、污染物種類及濃度、排放要求、地域(南北方)等方面的不同,加之各類廢水處理工藝及各種組合工藝的適用性不同,因此即使相似水質的廢水也不宜采用完全相同的處理工藝。目前,一些該類企業由于采用不適合的廢水處理工藝,造成廢水雖經處理但仍難以達標排放,從而污染水環境。隨著環保意識的加強,對水環境質量要求的提高,廢水處理技術的細化和不斷深入,對廢水處理程度的要求也相應提高。因此,了解該類廢水的處理現狀,分析解決實際處理過程中存在的問題,將有效避免該類廢水對水環境造成污染。1 肉類加工廢水的特性
1.1 廢水水量
肉類加工廢水來源于屠宰車間,主要包括:屠宰前的沖洗廢水;燙毛、剖解、胴體的廢水;清洗內臟的廢水;沖洗車間地板、設備的廢水;沖洗圈欄的廢水。
屠宰及肉類加工廢水的水量與對象、數量、生產工藝、生產管理水平有關。一般情況,生產規模越大,生產工藝越先進、企業的生產管理水平越高,屠宰加工單位產品的廢水產生量越小。同時,由于該類企業生產一般都有明顯的季節性(淡旺季),生產本身的特點是非連續的,因此廢水量年變化和日變化均較大,即水量不均勻。1.2 廢水水質
肉類加工廢水中含有大量的血污、油脂和油塊、毛、肉屑、骨屑、內臟雜物、未消化的食料和糞便等污染物,帶有令人不適的血紅色和使人厭惡的血腥味,成分復雜,是一種典型的帶菌有機廢水。屠宰廢水,其主要含有高濃度含氮化合物、懸浮物、溶解性固體、油脂和蛋白質,包括血液、油脂、碎肉、食物殘渣、毛、糞便和泥沙等,還含有多種危害人體健康的細菌,如糞便大腸菌群、糞便鏈球菌、葡萄球菌、布魯氏桿菌、細螺旋桿菌、梭狀芽胞桿菌、志賀氏菌和沙門氏菌等、屠宰廢水的BOD在800~1 500 mg/L左右,色度約500倍,外觀呈暗紅色。肉類加工廢水的水質由于受加工對象、生產工藝、用水量、廢物清除方法等的影響,變動范圍較大。即使是同一加工廠,不同時刻的廢水濃度差異也會很大,國內與國外的肉類加工廠廢水的濃度相差也較大。一般說來,國外肉類加工廢水的濃度要大于國內肉類加工廢水的濃度。主要是國外設備較先進,用水量較少和去污的方法不同所致。2 國內外肉類加工廢水處理技術
目前,我國用于肉類加工廢水的處理技術有很多,根據處理程度的不同,分為預處理工藝、二級處理工藝、深度處理工藝。針對該類廢水的高懸浮物、高油脂的水質特點,通常采取格柵、隔油、絮凝氣浮/沉淀等物化法作為預處理工藝;針對其高COD、BOD、氨氮值,通常采取好氧、厭氧、或二者組合的生化法作為二級處理工藝;針對該類廢水排放標準的要求,確定是否采用曝氣生物濾池(BAF)、混凝沉淀、過濾、吸附等深度處理及具體的工藝方法。
(1)淺層曝氣工藝
該工藝的提出是基于液體曝氣吸氧作用的研究。空氣鼓入液體后要經歷氣泡形成、上升和破裂三個階段,氣泡形成階段的氧吸收量是最大的。當氣泡升至水面破裂時,液體從空氣中吸收的氧,也要比也要比氣泡上升過程中所吸收的氣量大。即使延長氣泡與液體的接觸時間,吸收的氧量也很有限。因此,淺層曝氣把一般設置在池底的曝氣裝置提高到水面以下800mm左右,則所需風壓降低,風量加大。實際上是利用縮短氣泡上升的距離所節省的能量來增加空氣量,達到利用較高的氧轉移速率來提高處理效果的目的。
(2)生物吸附—再生工藝
活性污泥對污水的凈化主要經歷吸附和氧化兩個階段。吸附階段,污水由于活性污泥的吸附而得到凈化。吸附作用進行的十分迅速,一般可在30min內完成。氧化階段,微生物繼續分解、氧化前一階段被吸附的有機物,同時,繼續吸附前階段未吸附的殘余雜質。這一階段進行得相當緩慢。物吸附—再生工藝就是利用了這一原理。吸附階段和再生階段可以在兩個池子中進行,也可以在一個池子的兩個部分進行。
(3)射流曝氣工藝
微生物對廢水中底物的代謝可分為底物吸附到細胞表面、底物向細胞內運輸和底物在細胞內代謝三步。吸附過程一般進行得很快,活性污泥細胞內酶的作用使細胞內底物的代謝速度遠遠大于底物從細胞表面向細胞內部運輸的速度,因此,底物由水中向細胞內的轉移是控制活性污泥代謝有機廢物的限速步驟。在射流曝氣中,廢水、污泥和由射流造成的負壓所吸入的空氣同時通過射流器,廢水、污泥和空氣同時被劇烈剪切、粉碎,大大增加了他們之間的接觸面積。
這一方面加速了底物向細胞內的傳遞速度,提高了污泥代謝有機物的速率;另一方面,活性污泥顆粒既可以吸收溶于廢水中的氧,又可以通過與微氣泡的接觸從微氣泡中直接吸收氧,大大提高了氧的利用率。
由于射流提高了活性污泥代謝有機物的速率,也加快了吸附飽和的污泥活性的恢復,從而促進了污水中有機物的去除。
(4)延時曝氣工藝
延時曝氣活性污泥法的特征是負荷低(0.2kgBOD5/(kgMLSS·d))、曝氣時間長(1d以上)、微生物的生長處于內源呼吸代謝階段。因此,該工藝基本上沒有污泥外排,管理方便,有機物和氮的去除率也都較高。國內現有的用于處理肉類加工廢水的延時曝氣系統主要為卡魯塞爾曝氣工藝。
(5)氧化溝工藝
氧化溝工藝實質上也屬于延時曝氣工藝,只是在曝氣池的結構上與一般延時曝氣不同,常采用溝形曝氣池(一般為環形溝)。
其曝氣時間一般也都較長,多超過1~2天。(6)穩定塘工藝
穩定塘工藝可分為好氧塘、兼性塘、厭氧塘和生物塘。厭氧塘和兼性塘一般與好氧塘串聯使用,而好氧塘和生物塘可單獨使用。
(7)厭氧接觸工藝
又稱厭氧活性污泥法,通過將由出水帶出的污泥進行沉淀與回流,對傳統消化池的進行改進。這一改進大大提高了厭氧消化池的負荷能力和處理效率。
(8)升流式厭氧污泥床(UASB)是一種新型厭氧消化反應器,具有結構緊湊、簡單、無需攪拌裝置、負荷能力高、處理效果好和操作管理簡便等優點。
其技術的關鍵在于布水系統、氣—固—液三相分離器和集水系統的設計。(9)水力循環厭氧接觸池
靠進水經噴嘴在喉管部分射流所產生的抽吸作用,促使反應器沉淀區中的厭氧污泥循環回流,經喉管在混合室與進水混合,完成廢水與厭氧污泥的接觸。廢水中的有機物之后在接觸室被污泥分解。由接觸室進入沉淀區的混合液中的污泥,由于重力的作用產生沉降,靠進水射流造成的負壓循環回流。
(10)厭氧濾池
厭氧濾池實際上是通過在厭氧反應器中設置可供微生物附著的介質的途徑來增加反應器中厭氧微生物的數量,以達到提高裝置負荷能力和處理效果的目的。厭氧濾池具有較高的耐沖擊負荷能力,結構較簡單、運行操作方便。但是由于厭氧濾池使用了填料,易發生堵塞。國內應用于工程實例的主要處理工藝包括:格柵-隔油-預曝氣調節-ABR-DAT-IAT-消毒工[1]、格柵-隔油沉淀-調節-氣浮-UASB-接觸氧化-二沉-消毒工藝、格柵-隔油-調節-厭氧
[3]
[2]-接觸氧化-斜板沉淀工藝[4]、格柵-調節-氣浮-厭氧-一級曝氣生物濾池-二級曝氣生物濾池-[5]消毒工藝、浮渣-格柵=隔油沉淀-曝氣調節-一段SBR-二段SBR工藝等。
國外近年來對于屠宰污水治理主要是在組合工藝研究方面,包括Weihua Cao等采用ABR+UV/H O 組合工藝,在進水TOC 973.3 mg/L時,TOC去除率達95%以上。Bazrafshan Edris
[7]
[6]等采用化學絮凝+電絮凝組合工藝處理宰牛廢水,COD、BOD 去除率可達99%以上。Del Pozo等采用一體式厭氧-好氧固定膜反應器處理屠宰廢水,在有機負荷0.77 kgCOD/(m·d),氮負荷0.084kgN/(m·d)時,總有機物去除率達93%,氮去除率達67%。Del Nery等 對一家滿負荷運行的禽類屠宰污水處理廠的運行性能進行評價,該廠采用旋轉格柵-均質池-溶氣氣浮DAF-UASB工藝,經過4年的運行,出水總有機物去除率達90%,但營養元素仍需要加深度處理進一步去除。存在問題
3.1 無廢水處理設施,直接排放
企業沒有廢水處理設施,廢水直接排放。最終去向是周圍水體,該類廢水如果不經處理直接排至周圍水體,水質超GB13457—92二級標準近20倍,必將嚴重污染周圍地表水、地下水,同時該類廢水的色度和氣味,也將給周圍生活的人們帶來感官上的不良影響。如果直接排入城市污水處理廠,水質超GB13457—92三級標準3~4倍,過高的污染負荷也將影響受納廢水處理廠的正常運行。這些企業的普遍特點是生產規模小,間歇排水,廠址位于遠離市政管網的郊縣地區。
3.2 有廢水處理設施,不能正常運轉
雖然擁有廢水處理設施,但由于選用處理工藝的適用性、企業規模、生產特點及資金等方面的限制,導致不能正常運轉,廢水超標排放。這些企業的普遍特點是廢水處理工藝相對簡單,針對性差,采用沉淀作為物化處理工藝,不能在預處理階段很好的將廢水中的懸浮物、油脂去除,導致后續生化處理負荷過高,而后續生化處理設施容積不夠,沒有能力將預處理出水中的高污染物處理至達標,而且缺少脫氮除磷工能;企業生產規模相對較小,間歇排水,廢水均質均量不完全,導致生化處理工藝的沖擊負荷過高,不能連續穩定運行;廠址位于遠離市政管網的郊縣地區,廢水處理設施的運行、維護和管理缺少專業人員,不規范。
[8]3.3 有廢水處理設施,運行費用高
廢水連續排放的企業建有廢水處理站,采用氣浮+多級生物接觸氧化/SBR(+活性炭)的工藝。這些廢水處理站工藝設計合理、維護管理規范、運行效果較好,但工程運轉費用高,噸水處理費用高達3元以上,在一定程度上也限制了處理設施正常運行。技術對策
(1)改變屠宰工藝,盡量少排廢水,尤其是血液百分之百回收。
(2)對于清洗內臟產生的廢水,修建一個防滲漏的貯水池,定期將廢水運至城市污水處理廠或鄉鎮污水處理廠集中處理。貯水池內的沉積物定期清理,可脫水發酵后做農家肥回田使用。(3)有排水管網且周圍有鄉鎮廢水處理廠(多為生態人工濕地)的也可以采用人工格柵-隔油沉淀-強化氣浮的一級強化工藝。
(4)集中兩種或多種優勢工藝合理組合與集成,不僅可以獲得良好穩定運行的效果,又能夠減少運行成本、減少占地。
(5)建議預處理工藝采用粗、細格柵-刮渣撇油平流沉淀池-高效氣浮除去懸浮物和沉渣。(6)建議二級處理工藝采用厭氧與好氧相結合,厭氧工藝可選擇水解酸化降低COD和改變水污染物可生化性,好氧工藝可有多種選擇,根據企業場地限制及運行管理要求選擇合適的工藝,可選擇SBR或A O或生物接觸氧化工藝,SBR工藝可減少占地面積,對于企業場地有限制的情況下可選擇此工藝,A O工藝和生物接觸氧化工藝需后接二沉池,占地面積較大,但是運行管理較SBR工藝簡便。
(7)根據出水標準,如出水直排或回用可加深度處理工藝,如企業地處鄉鎮有較大的用地面積,可選擇運行費用較低、運行管理簡便的氧化塘、人工濕地工藝;如企業受場地限制又出水要求嚴格可選擇BAF工藝。
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第五篇:脫硫廢水處理裝置運行現狀及建議論文
摘要:本文從濕法脫硫技術的角度出發,對當前我國電力企業在廢水處理裝置運行方面普遍存在的問題進行了詳細的闡述與分析,重點提出了相關的優化建設,希望可以起到參考作用。
關鍵詞:優化;運行現狀;廢水處理裝置
隨著我國現代化建設的不斷發展,電力企業所提供的電力服務無論在模式上還是在質量都有了比較大的進步,而在環境方面的工作也取得了明顯的進步。其中廢水處理裝置對于電力工業污水的處理起到了十分關鍵的作用。對于電力企業來說,需要綜合運用各種方法對污水處理裝置進行深層次的優化,最大程度上提高廢水處理裝置有脫硫方面的工作性能。
1、主要的脫硫廢水處理工藝概述
當前我國電力企業所廣泛采用的脫硫廢水處理工藝主要為物化法,這種工藝方法基礎傳統的脫硫廢水處理技術,并對傳統的技術進行縮放處理。需要進行脫硫處理的廢水具有呈現酸性狀態,該狀態下的廢水所含有的金屬離子,其溶解性相對較好。因此,對脫硫廢水采用的主要處理方式為化學法,必要情況下也會結合機械法對部分可沉淀物質尤其是對重金屬物質進行過濾處理,除重金屬物質外,可以通過物理過濾而去除的固體物質還包含硫酸鹽、亞硫酸鹽以及氟化物等。另外,還需要對污水自身的PH值進行有效的調節,使電力企業所排放的污水能夠在與相關法律法規的具體要求保持一致。當前我國常用的金屬分離法為沉淀分離,采用這種處理方法能夠對溶解度比較小、化學性活潑的金屬物質進行處理。
因此,在具體的處理過程中通常將具有充分可溶性的氫氧化物投入于污水中,能夠生成相應的氫氧化物并對污水中的重金屬物質起到良好的分離作用。在污水酸堿度不同的狀態下,金屬氫氧化物會體現出不同的溶度積,這就需要在對污水進行處理的過程中重要對污水的酸堿度進行嚴格的控制。在處理脫硫廢水的過程中,需要將污水酸堿度嚴格控制在弱堿性狀態,使鉻、銅、鐵等金屬或重金屬物質轉化為氫氧化物,所生成的氫氧化物自身溶解性比較差,可以經過一段時間的靜置被沉淀下來。當前我國廣泛通過重金屬離子與酸堿度調節來形成氫氧化物,在對氫氧化物進行沉淀處理的過程中,所使用的化學藥物主要為氫氧化鈣與氫氧化鈉。其中氫氧化鈉價格相對低廉,市場供應量比較大,而氫氧化鈣的獲取途徑則相對復雜,首先電力企業需要在市場中購入大量的石灰粉,再對石灰粉進行一系列的處理,生成硫酸鈣、亞硫酸鈣以及氟化鈣等沉淀物,以分離硫酸鹽、亞硫酸鹽以及氟化物等物質。通過氫氧化鈣能夠在助凝劑或絮凝劑的幫助下對污水中的氯化鈣起到深沉作用,對其中的氯離子進行分享。
因此,通過氫氧化鈣既能夠對污水中的酸堿度進行調節,也可以消除污水中的氯離子。對于銅與汞等重金屬元素來說,通常需要加入如硫化鈉等可溶性硫化物,可以生成硫化銅與硫化汞等深沉物,溶解度小是這兩種沉淀物的主要特點。需要注意的是,采用硫化鈉對污水進行處理的過程中,操作人員需要做好各項保護工作,硫化鈉本身就有一定的毒性。為了克服硫化鈉的毒性,部分電廠開始使用TMT15溶液對污水中的重金屬元素進行處理,采用FeClSO4作為混凝劑,用氯化氫對污水酸堿度進行中和,用聚丙烯酰胺作為混凝劑。采用這種工藝技術所需要投入的藥物在采購上比較困難,但是各項具體操作比較單位,對于操作人員基本上不會造成傷害。
通過上述藥物對污水進行處理,需要事先性污水反應槽分為三部分,分別為絮凝槽、反應槽與酸堿度調整槽,并且三種槽相互連通,分別完成混凝、沉淀反應和酸堿度調整。其中澄清器對深沉前級設備中的膠體轉化為絮體,而絮體沉降性較差、絮體密度也相對較小,澄清器停留時間較長并且上升流速比較低。澄清池以間斷排泥方式進行排泥處理,通過泥查泵將泥渣排出。
2、國外其他處理方式
2.1離子交換法處理脫硫廢水
以離子交換理論通過大孔巰基對樹脂材料中的汞離子進行吸附,能夠對污水中的汞離子起到消除作用;利用活性炭對—CO、—OH與—COOH進行還原、催化氧化和化學吸附,同時也能夠對重金屬進行吸附。活性炭吸附法在工藝操作方面非常復雜,通常適用于規模比較大的污水處理工作。
2.2電絮凝法處理脫硫廢水
電絮凝技術是當前我國一種比較新興的處理方法,可以與濕法脫硫技術結合起來使用。電絮凝基本于電化學反應理念,可溶性電極可以在電流的催化下被溶解。由于部分離子自身帶有電荷在污水中釋放出電子。污水中的離子在電離作用反應下結合氫氧根離子,所產生的化合物能夠對污水中的膠體起到絮凝作用。對于污水重金屬處理工作來說,電絮凝技術比較適用,同時也具有處理效果好、設備布置緊湊等方面的優點。但該技術的缺點則體現在氯離子處理效果不佳并且工藝相對復雜。目前該技術在重金屬處理與含油污水的處理得到廣泛的應用。
3、結語
當前我國工業與民用電力的供應壓力不斷增加,對于煤炭發電企業來說,一方面需要提高電力服務質量,另一方面也需要綜合運用各種手段對電力能源生產所產生的汗水進行妥善的處理,避免對周圍環境造成嚴重的污染。