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關鍵詞:皮革廢水;廢水處理;清潔生產
Abstract: Tannery pollution, mainly from the leather production process in the discharge of sewage, the sewage volume of large, complex composition, high concentration. This paper summarizes the source, leather wastewater characteristics, and main technical processing method.
Key words: leather wastewater; wastewater treatment; clean production
中圖分類號:[TE992.2]文獻標識碼:A文章編號:
前言
制革工業廢水是一種對水源生態環境嚴重污染的廢水。它的生化需氧量高,懸浮物多,帶有色澤及臭味,并含有硫化物、鉻、植物鞣劑及酚類合成鞣劑等有害物質,是一種較難治理的工業廢水。我國制革工廠目前有500多家(不包括鄉鎮企業),以生產豬、羊、牛皮產品為主。豬皮生產占80%,每年生產豬皮6000-8000(萬張),牛皮800-900(萬張),羊皮2000-3000(萬張)。制革行業每年排放廢水7000萬噸,約占全國工業廢水總排放量的0.3%。據調查統計,目前只有30%的制革企業不同程度的簡單處理了廢水,其余的70%產生的廢水未經任何處理,自然排放。對環境造成嚴重污染,對生態帶來破壞。
1.皮革廢水的來源
皮革生產過程中產生的廢水主要來自鞣前工段(包括浸水去肉、脫毛浸灰、脫灰軟化工序)、鞣制工段(包括浸酸、鞣制工序)、整飾工段(包括復鞣、中和、染色、加脂工序)。鞣前工段是皮革污水的主要來源,污水排放量約占皮革廢水總量的60%以上,污染負荷占總排放量的70%左右;鞣制工段污水排放量約占皮革廢水總量的5%左右,整飾工段污水排放量則占30%左右。
2.皮革廢水的特點
廢水主要來源于鞣前準備,鞣制和其他濕加工工段。污染最重的是脫脂廢水、浸灰脫毛廢水、鉻鞣廢水,這3種廢水約占總廢水量的50%,但卻包含了絕大部分的污染物,各種污染物占其總量的質量分數為:CODcr80%,BOD575%,SS70%,硫化物93%,氯化鈉50%,鉻化合物95%。
制革廢水的特點表現在以下幾方面
①水質水量波動大;
②可生化性好;
③懸浮物濃度高,易腐敗,產生污染量大;
④廢水含S2-和鉻等有毒化合物。
3.皮革廢水處理技術
3.1單項處理技術
3.1.1脫脂廢水
脫脂廢液中的油脂含量、CODcr和BOD5等污染指標很高。處理方法有酸提取法、離心分離法或溶劑萃取法。廣泛使用的是酸提取法,加H2SO4調pH值至3~4進行破乳,通人蒸汽加鹽攪拌,并在40~60℃下靜置2—3h,油脂逐漸上浮形成油脂層?;厥沼椭蛇_95%,去除CODcr90%以上。一般進水油的質量濃度為8—10g/L,出水油的質量濃度小于0.1g/L?;厥蘸蟮挠椭浬疃燃庸まD化為混合脂肪酸可用于制皂。
3.1.2浸灰脫毛廢水
浸灰脫毛廢水中含蛋白質、石灰、硫化鈉、固體懸浮物,含總CODcr的28%、總S2-的93%、總SS的70%。處理方法有酸化法、化學沉淀法和氧化法。生產中多采用酸化法,在負壓條件下,加H2SO4調pH值至4—4.5,產生H2S氣體,用NaOH溶液吸收,生成硫化堿回用,廢水中析出的可溶性蛋白質經過濾、水洗、干燥變成產品。硫化物去除率可達90%以上,CODcr與SS分別降低85%和95%。其成本低廉,生產操作簡單,易于控制,并縮短生產周期。
3.1.3鉻鞣廢水
鉻鞣廢水主要污染物是重金屬Ce3+,質量濃度約為3-4g/L,pH值呈弱酸性。處理方法有堿沉淀法和直接循環利用。國內90%的制革廠采用堿沉淀法,將石灰、氫氧化鈉、氧化鎂等加入廢鉻液,反應、脫水得含鉻污泥,用硫酸溶解后可再回用到鞣制工段。反應時pH值在8.2-8.5,溫度在40℃沉淀最好,堿沉淀劑以氧化鎂效果最好,鉻回收率為99%,出水鉻的質量濃度小于1mg/L。但此法適用于大型制革廠,且回收鉻泥中的可溶性油脂、蛋白質等雜質會影響鞣制效果。
此外,國外研究出一些新型的處理鉻鞣廢水的技術。A.I.Hafez用反滲透(RO)膜技術處理鉻鞣廢水并回收鉻,研究證明,RO膜技術能夠高效得將鉻從鉻鞣廢水中分離出來,鉻的去除率高于99%,但NaCl的濃度過高會影響鉻分離。當NaCl的質量濃度低于5000mg/L,此時RO膜技術的成本低,用于小制革廠分離回收鉻比堿沉淀法要經濟。Sevgi Kocaoba使用離子交換樹脂技術去除回收鉻,找到了其回收鉻的最優條件:鉻離子的質量濃度為10mg/L,pH值為5,攪拌時間20min,樹脂數量250mg,鉻回收率在99%以上,與傳統方法相比具有操作簡單、效率高等優點。
3.2綜合廢水處理技術
制革廢水中污染物組成復雜,綜合廢水的處理方法也很多,有生化工藝和物化等方法。國內制革工業通常采用物化處理和生化處理相結合的方法,此法投資省,運行費用低,能夠穩定達標排放。
3.2.1生化處理工藝
(1)預處理系統:主要包括格柵、調節池、沉淀池、氣浮池等處理設施。制革廢水中有機物濃度和懸浮固體濃度高,預處理系統就是用來調節水量、水質;去除SS、懸浮物;削減部分污染負荷,為后續生物處理創造良好條件。
制革廢水中含有較多的柔軟劑、滲透劑和表面活性劑等高分子化合物,這些物質比較難以生物降解。P.A.Balakrishnan 等研究在生物處理前,用臭氧來氧化廢水,將這些高分子有機物轉變成低分子形式,甚至是容易消化的簡單的生物機體,從而提高生物的可降解性。一般用硫酸亞鐵或堿式氯化鋁,投加量為0.03%-0.05%,可去除CODcr與BOD5約50%,S2-70%以上,SS與色度80%以上。
(2)生物處理系統:制革廢水的ρ(CODcr)一般為3000—4000 mg/L,ρ(BOD5)為1000—2000mg/L,屬于高濃度有機廢水,m(BOD5)/m(CODcr)值為0.3—0.6,適宜于進行生物處理。目前國內應用較多的有氧化溝、SBR和生物接觸氧化法,應用較少的是射流曝氣法、間歇式生物膜反應器(SBBR)、流化床和升流式厭氧污泥床(UASB)。
目前用于處理制革廢水的比較成熟的工藝是氧化溝、SBR和生物接觸氧化法,其技術參數比較全面。制革廢水水量水質波動大,含有較高濃度的Cl-和SO42-,以及微生物難降解的有機物及鉻和硫化物帶來的毒性問題,因此生物處理工藝必須具備耐沖擊負荷,且能適應高鹽度對微生物產生的抑制作用,又能在較長時間內使難降解有機物得到降解和無機化。
3.2.2物化處理工藝
目前國內用于處理制革廢水的物化處理法有投加混凝劑、內電解等技術。用混凝劑物化處理,設備簡單、管理方便,并適合于間歇操作。此法的顯著特點是混凝沉降速度快,污泥體積小,處理廢水費用低。
內電解法對廢水的處理是基于電化學反應的氧化還原和電池反應產物的絮凝及新生絮體的吸附等的協同作用。河南省夏邑縣某皮革制品有限公司,日排放量100—120m3,采用以內電解為主的工藝,內電解塔為固定床,陽極的鐵屑填料經特殊處理后,既增加填料的活性,又防止鐵屑結塊,使運行效果更加穩定,運行中對pH值要求非常嚴格。經過1年的運行,效果良好,CODcr,BOD5,SS總的去除率分別為88%,89%和95%。此工藝特別適合間歇生產的中小型制革企業,操作簡便,運行穩定,脫色效果好,投資低,出水水質能夠穩定達到二級排放標準。
4.清潔化生產
目前,雖然皮革廢水的處理已經有許多成熟有效的工藝,但從經濟和環境的雙重角度考慮,清潔生產才是最為理想的選擇。清潔生產轉變了傳統的先污染后治理的污染控制模式,強調在生產過程中提高資源、能源轉換率,減少污染物的產生。在皮革生產過程中可采取的清潔生產技術包括高吸收鉻鞣工藝,無硫、少硫脫毛工藝,無鹽、少鹽浸酸工藝,白濕皮剖層工藝,無氨氮脫灰工藝等。
5.結語
各類皮革廢水處理技術正在不斷發展和完善,新技術越來越多地被運用于實際的廢水處理過程中。皮革廠應根據本廠廢水特征及其它實際條件,選擇效果好且經濟可行的處理技術及工藝。從經濟和環境的角度考慮,清潔化生產是最為理想的發展趨勢,也是皮革工藝可持續發展的唯一出路。
參考文獻
【1】羅建勛,李書卿,藍振川,張松林.清潔化制革研究的進展與所面臨的困難【J】.2010年全國皮革化學品會議論文集.四川大學生物質與皮革工程系.四川成都,610041
【關鍵詞】木材加工;廢水治理;治理方法;研究
木材加工行業的發展越加迅速,木材加工廢水的產生數量的就越多,治理工作就越困難。為了降低木材加工廢水對環境的污染,減少廢水污染源,業內人士提出廢水治理建議,指出木材加工企業在生產、加工木材的同時,要做好相應的加工廢水治理,采取有效手段減少廢水排放量,切實保護水源。下面,筆者結合我國木材加工廢水治理現狀,對木材加工行業廢水的治理的方法做詳細討論,具體如下。
一、木材加工行業概述
木材加工行業,顧名思義,實際意思指專門加工、生產木材的工業,在最近幾年時間內得到了快速的發展。木材具有很好的實用價值和美觀價值,能在建筑施工和建筑裝飾中加以應用,提升建筑的實用性和美觀性。從材料性質上來看,木材具有很高的節能環保效益,且存在再生特性,能為人類生存、發展提供可持續生長資源,所以能在國民經濟增長中占據重要地位。木材加工行業的興起與木材的價值、木材在國民經濟中的地位有直接關系。木材經過加工、處理之后,最終得到的材料既能保持木材的本身特性,又能衍生出新的功能作用,比如木雕工藝,文體用品等等。
要強調的是,木材加工屬于工業的一種,實際生產中會產生大量的工業廢水,如果處理不好,勢必對環境造成影響。所以在木材加工、處理以及生產過程中,一定要做好工業廢水治理,科學制定出一套實際可行的廢水治理方案,以此來減少廢水污染,保護水源,保護環境。
二、國內木材加工廢水治理現狀分析
為探討木材加工廢水的治理方式,本文以某膠合板企業為例,結合該企業的產品生產實際,對生產過程中產生的工業廢水及廢水治理方法進行分析。
1、木材加工廢水的來源
膠合板企業的產品生產過程中會排放出大量污水、廢水,這對水源的污染極為嚴重。分析膠合板的生產工藝流程,發現該產品的生產必須經過以下幾個環節,即木段剝皮、蒸煮、干燥和沖洗、調膠與涂膠、設備沖洗。在這一系列生產工序中,任意一道工序在執行時都需要使用水,利用水作溶劑、稀釋劑、載運體等等,等到工序完成之后,使用過的水會直接排出,導致水污染。這便是木材加工廢水的主要來源。
2、木材加工廢水的特點分析
以膠合板的生產為例,現對膠合板生產過程中的水質排放情況進行分析,詳細可見圖1。
三、木材加工廢水的治理意義與面臨的問題
首先,木材加工廢水的治理意義在于環保。木材加工廢水屬于工業廢水的一種,并且已經成為了工業廢水污染的主要來源,必須采取有效措施對其進行治理,防止其對水源產生破壞,污染地球生態。另,木材加工廢水治理是木材加工行業實現可持續性發展的重要手段,必須在木材加工、生產中加以重視。
其次,國內現階段的木材加工廢水治理面臨一系列難題,如廢水有機物含量過高、木質素含量過高等,這些問題嚴重影響著廢水治理的有效性。如何降低木材加工廢水中的有機物含量,溶出木質素,增強廢水可化性現已成為木材加工廢水治理中的主要難題。
四、木材加工廢水治理技術
1、混凝氣浮工藝
混凝法是目前工業廢水處理常用的方法,作用對象主要是水中微小懸浮物和膠體物質,通過投加化學藥劑產生的凝聚和絮凝作用,使膠體脫穩形成沉淀而去除。它能有效地脫除80%的懸浮物和65%}96%的膠體物質,有效地降低水中的CODcr成分及去除水中的細菌和病菌等,因而在水處理領域中得到了廣泛的應用。
2、酸化水解生物膜
水解酸化具有以下優點:1)對于工業廢水,它可以提高難降解廢水的可生化性,為后續工藝提供良好的處理條件,對于生活污水的處理作用主要是將原水中的非溶解態有機物截留并逐步轉化為溶解態的有機物;2)在一定程度上降低有機污染物的量;3)在水解酸化一好氧處理工藝中,改善了系統的抗沖擊負荷能力,有利于整個系統的穩定運行。
水解酸化和厭氧有著明顯的區別:1)控制溫度不同,厭氧過程需要嚴格控制溫度,而酸化水解則可以在常溫下運行;2)PH值控制不同,在厭氧消化系統中,一般控制pH值在6.8-7.2;3)水解酸化是在產酸菌的作用下將有機物分解為有機酸,水解的產物仍是有機物,在此階段水的pH值將降低。而厭氧是在厭氧菌作用下將酸、醇等物質進一步分解為甲烷和水等簡單無機物,在此階段廢水pH值將有一定的回升。通過顯微鏡觀察水中是否有甲烷菌等厭氧菌的存在,便能夠判斷反應進行到了哪個階段。
3、膜生物反應器
MBR工藝中分離膜的使用,徹底改變了CAS工藝中泥水分離的操作模式,主要表現在:
(1)極大提高了泥水分離效果,而這種分離效果是CAS工藝中二沉池無法比擬的。借助于膜材料的微孔特性,不僅可將混合液中的MLSS等不溶性固體完全截留在生物反應器內,同時可將混合液中的游離微生物及蛋白質等大分子有機物加以有效截留,從而可保持其持續而穩定的優質處理出水。
(2)MBR工藝中分離膜的使用,幾乎可徹底將污泥及其他不溶性物質截留在生物反應器中,而使其水力停留時間HRT與污泥停留時間SRT實現完全的分離,并由此使其呈現出一系列與其他活性污泥工藝不同的運行特點。
關鍵詞 糠醛生產;廢水污染源;廢氣、廢水的治理;預防和減輕不良環境影響的措施
中圖分類號:X703 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7597(2014)10-0147-01
糠醛(Furfural)又名呋喃甲醛,是重要的雜環類有機化合物。純品是無色液體,有特殊香味;密度1.1598;折射率1.5261;熔點-38.7℃;沸點161.7℃。工業品是褐色液體,用于制合成樹脂、電絕緣材料、清漆、呋喃西林等,并用作防腐劑和香煙香料等。它也是優良的溶劑,可用于精煉石油、精制油、提煉油脂和溶解硝酸纖維素等。
糠醛經催化氫化制成糠醇,用于有機合成、合成纖維、橡膠、農藥等,也可用于制造樹脂、火箭燃料和溶劑;糠醛經氧化制成糠酸,用作防腐劑、殺菌劑和制作香料;糠醛經縮聚制成糠醛樹脂,用于制造耐腐蝕的塑料、涂料、膠泥和膠粘劑等。
在生產糠醛的過程中產生大量的廢水、廢氣,對環境造成污染,所以對其生產排出的廢氣、廢水必須在進行處理后才能排放。
1 糠醛生產
糠醛水解后的廢渣經特殊的排渣裝置排放后,去鍋爐房作燃料使用;鍋爐為專用鍋爐,不需要煤、油等燃料,只用廢渣作燃料就可以滿足整個系統的蒸汽需求。醛氣經冷凝后進粗餾塔蒸餾,粗餾氣經冷凝后進醛水分離器,其富水相回流進粗塔再次復蒸;醛液進中和罐加堿中和酸后進粗醛,醛液由塔底自流進精餾塔,精餾塔二次蒸汽冷凝后進精醛罐,檢驗合格后計量灌裝;精餾后的廢液(醛飴)由塔底排出。整個脫水、精餾過程都是在真空狀態下進行的。
2 廢水污染源
廢水污染源主要包括蒸餾塔廢水、軟水制備廢水、鍋爐煙氣除塵水、精制釜清洗水、冷卻池排污水、軟水制備廢水和生活污水。其中蒸餾塔廢水、軟水制備廢水、鍋爐煙氣除塵水等均可做到綜合利用,工程排水主要為精制釜清洗水、冷卻池排污水、軟水制備廢水和生活污水。
3 糠醛生產廢水的治理
對糠醛產生的廢水治理方法,主要有三大類,分別為物理法、物理化學法和生化法。其中物理法的工藝流程為:蒸發濃縮焚燒法、蒸餾濃縮回收法?;瘜W法的工藝流程為:電滲析萃取精餾工藝。生化法有好氧處理工藝(SBR反應器、接觸氧化反應器等),厭氧處理工藝(上流式厭氧反應器、過濾式厭氧反應器等)。
阜新的興雅娟等提出了治理糠醛廢水的技術方案,實現了糠醛廢水的零排放。
為了使廢水中的懸浮物和膠質得到凈化,把糠醛廢水經微孔濾料過濾,經換熱器、貯水池使廢水溫度低于30℃,再經內裝微孔濾料及碳纖維的過濾器過濾。經過預處理的廢水,進入相轉移柱,于是廢水中的醋酸、糠醛等其他有機物被截留在轉移柱上,排出水為中性凈化水,再經活性炭柱吸附,得到澄清透明的軟化水,用作鍋爐給水的補充水,水質達到鍋爐給水標準。用稀氨水解析達到飽和的轉移柱。醋酸及其他有機液與氨水反應,生成有機酸銨。
4 糠醛生產廢氣監測
表1 某糠醛廠廢氣處理設施處理效率
處理
設施 二氧化硫 煙塵濃度
一周期 二周期 三周期 一周期 二周期 三周期
1#處理設施 67% 67% 70% 86% 83% 83%
2#處理設施 75% 67% 75% 83% 86% 85%
3#處理設施 75% 75% 70% 83% 82% 82%
5 糠醛生產廢氣的治理
廢氣污染源主要為玉米芯篩分破碎粉塵、水解鍋廢氣、蒸餾精制不凝尾氣、糠醛渣棚廢氣、鍋爐煙氣以及硫酸儲罐、配酸、排渣時無組織排放廢氣。玉米芯篩分破碎粉塵采用旋風+布袋除塵器處理后由排氣筒排放;水解鍋廢氣排氣筒排放;蒸餾精制不凝尾氣收集后送入鍋爐燃燒;對糠醛的廢氣治理應采用專業廠家生產的燃糠醛渣鍋爐技術,并配備除塵脫硫設施。經大于40 m高煙囪排放??啡┰飶U氣由堿液噴淋+活性炭吸附后由排氣筒排放;鍋爐煙氣采用以雙層旋流板塔為主體的雙堿法脫硫除塵系統處理后由大于40 m高排氣筒排放。對于硫酸儲罐、配酸、排渣時無組織排放廢氣,采取加強管理,減少跑冒滴漏。另外,生產過程精餾塔產生的無組織排放的含“醛廢氣”,經集氣罩收集引風機引出進入冷凝器處理,再循環至初餾塔。
濕法煙氣脫硫是用水或鈣鹽溶液作吸收劑吸收煙氣中二氧化硫的方法。濕法脫硫根據使用的吸收劑不同分為石灰石―石膏法、鈉法、氧化鎂法、氨和催化氧化法,如氨法就是用氨(NH3H2O)為吸收劑吸收煙氣中的SO2,其濕灰(中間產物)為亞硫酸銨(NH4)2SO3和亞硫酸氫銨(NH4HSO3),采用不同方法處理濕灰,還可回收亞硫酸銨(NH4HSO3)、石膏和單體硫等副產物。另外還可采用干法煙氣脫硫,就是用固體吸收劑(或吸附劑)吸收(或吸附)煙氣中SO2的方法。
6 預防和減輕不良環境影響的對策和措施
塔底廢水及設備清洗廢水經換熱器加熱后生成蒸汽,直接用于生產不外排,生活污水采用化糞池處理,上清液不定期地抽出用于附近農田灌溉,鍋爐排污水及循環冷卻水排污水直接排放;鍋爐煙氣采用高效濕式脫硫除塵技術處理,工藝廢氣產生的部位主要是分醛罐和原液貯罐,廢氣中的污染物主要有甲酸、甲醇、二乙酮等,冷凝回收后送至鍋爐房燒掉,粉塵采用旋風和布袋兩級除塵,經由高排氣筒排入到大氣中;對放渣間進行封閉處理以減小放炮噪聲;糠醛渣、醛泥當作燃料燒掉,燃燒后的灰需要運送到指定的垃圾場填埋。
7 結論
通過對糠醛生產廢水的治理,可以實現對廢水的無害化和資源化;對糠醛生產廢氣的治理,可以有效脫硫除塵,大大降低對環境的污染。
參考文獻
關鍵詞:電鍍混排;廢水治理;正交試驗;工藝
中圖分類號: X78111文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2016)04(c)-0000-00
1 概述
電鍍在生產過程中排出的廢水含有鉻、鎳、銅、鎘等多種重金屬,并且含有氰廢水和酸堿廢水,是最難處理的工業廢水之一。電鍍廢水中的配位體常見NH3、CN-、EDTA、檸檬酸、酒石酸等等,作為電解質溶液其電離平衡常數較溶解平衡常數要大得多,也就是其存在狀態會更為穩定。因此,需要確定最佳工藝參數,以使重金屬濃度達到排放標準,并重點設計處理含重金屬廢水的優化工藝,作為工程改造和調試的依據。
2 廢水水質水量:該水站處理6個車間的排放水,總設計2000m3/d,其中分為六股水,有含鉻廢水,含鎳廢水,綜合廢水,含氰廢水,混排廢水和前處理廢水,分別對應車間鍍件的工藝要求和排放需求。
3 處理工藝與原理
3.1工藝流程:根據廢水水質水量統計處理可以看出電鍍工藝、鍍種以及鍍液的不同,其中的污染物也比較復雜水中主要污染物是重金屬離子,如銅、鎳、鉻等;其次為氰化物、酸堿類物質,另外,在電鍍前處理拋光除油等工序中清洗下來的塵土與油脂等物質也進入了電鍍廢水,電鍍廢水的成分就變得尤其復雜。針對電鍍廢水這一特性,對廢水進行分類收集與分類處理。
工藝混排廢水與反滲透濃水預處理工藝出水經pH調整后進入A-A-O-A-O 系統,去除有機物并脫氮除磷,后進入斜管沉淀池實現泥水分離,出水經臭氧進一步氧化,分解部分難生化降解有機物,出水再進入曝氣生物濾池去除氨氮及有機物。
3.2正交試驗分析:為了考察不同的雙氧水投加量、濃度比以及pH值、亞鐵投加量對銅去除率的影響。進而尋找最佳的反應條件,并確定各因素的影響順序。
通過分析確定了銅去除率最大時的各單因素的參數,于是在各個最佳單因素參數附近選擇一個水平范圍。雙氧水的投加量在0.3-0.45mg/L之間變化時,銅離子的濃度逐漸降低,出于對處理效果和經濟效益的綜合考慮,正交試驗取銅離子濃度降低階段時的雙氧水投加量水平值為0.3g/L,0.375g/L,0.45g/L。當濃度比為1/4時,銅離子的去除率達到最高,正交試驗取最佳值附近的水平值,其濃度比為1/3,1/4和1/5。原水pH值在2-6之間遞增時,銅離子濃度先降低后升高,當pH為3.0時銅去除率最高,取pH值的水平值為2.0,3.0,4.0。亞鐵投加量對溶液中銅離子含量的影響表現為,當亞鐵投加量增加時,銅離子濃度降低,但當亞鐵投加量增大時,銅離子濃度降低緩慢,考慮到各方面因素,正交試驗亞鐵投加量取5 mmol?L-1,10 mmol?L-1和15 mmol?L-1三個點進行。
3.3響應面法分析:在本文當中將雙氧水投加量、濃度比以及PH值作為三個因素,具體結合前面的實驗得知,不同的因素具有幾個不同的水平。本文主要選擇最佳水平左右各一個因素作為響應面法處理,并將每一種選擇的水平進行分級。例如雙氧水投加量三個水平為:0.3g/L、0.375g/L、0.45g/L;濃度比三個水平為:1/3、1/4、1/5;PH值三個水平為:2、3、4。
根據Box-Behnken響應曲面法對去除率的提取工藝進行優化,結果設計17組試驗。應用Design-Expert.8.05b軟件分析數據,得到了多元二次回歸模型方程如下所示:
R1=-80.41350+4.48115A+0.53330B+0.60420C+8.00000E-003AB-1.45000E-0034AC-5.5000E-004BC-0.074240A2―0.017840B2-4.48500E-003C2
方程式中R1為去除率,A為雙氧水投加量,B為PH值,C為濃度比。
應用響應面法得到的數據如下:
結合上述的響應面法的結果可知,去除率最高的為第5組實驗,這一組實驗結合其實驗提取的水平為選擇雙氧水投加量為0.45g/L,選擇濃度比為1/4,選擇PH值為3,與前文正交試驗結果一致,提取的效率達到了90.12%。
4 工程調試與處理效果
4.1 工程調試和運行:該處理系統經過調試后,運行效果良好。處理后排放口主要污染物出水水質為:pH為6.8~8.5,COD
4.2效益分析:本區廢水處理運行費用包括人工費、藥劑費、電費等,經折算后人工費為0.313元/m3,藥劑費為13.726元/m3,電費為2.816元/m3。廢水處理總的運行費用為16.855元/m3。
結論
本工程考慮了電鍍園各電鍍企業鍍種與電鍍工藝的復雜性,將各企業的廢水按含鎳廢水、含鉻廢水、綜合廢水、含氰廢水、前處理廢水、混排廢水進行分類收集,保證了各種污染物都得到了有效處理。
參考文獻
[1]張長路,樓海婷,高航.表面處理電鍍廢水設計方案技術研究[J].山西建筑,2013,39(5):103-105.
[關鍵詞]樟腦廢水治理途徑
1前言
建陽青松化工有限公司是一家專業從事林產品生產和加工的企業之一,其主導產品為合成樟腦。該廠工藝廢水日排放量為1000t,COD為800~1500mg/l,有時高達5000mg/l以上(表1),外觀污濁、氣味難聞。該廠的廢水主要來源于樟腦的合成過程,由異構、脂化、水解、脫氫及催化劑等工序產生,各車間廢水的污染因子和濃度不盡相同,污染物成份復雜,廢水中富含松節油(萜烯類混合物)、苯類化合物、樟腦及各種有機中間體等半溶性和水溶性有機污染物,水量和濃度沖擊負荷較大。該類廢水具有含油濃度高、懸浮物濃度大、COD值較高的特點,且含有多類難降解物質和對生化處理有抑制作用或毒性的物質,可生化性極差,屬較難處理的有機廢水之一。
表1廢水水質情況
名稱 水量(m3/d) COD(mg/l) BOD(mg/l) SS(mg/l) pH 石油類(mg/l) 備注
樟腦廢水 1000 800~5000 150~800 300~1000 8~10 1000 間歇排放
2處理機理
2.1 多級除油(脂)
樟腦廢水中含有相當數量流失的油品,如原料油和重油等。這類油品在廢水中以浮油、乳化油和半乳化油等形式存在。該類廢水的排放,既浪費原料,又造成嚴重的環境污染。因此,該部分油品應盡可能回收利用,以減輕污染負荷,降低治理成本,提高后續處理的穩定性。
2.1.1隔油池
廢水通過自然靜置,相對密度小于1、粒徑較大的油品雜質上浮至水面,與水分離,相對密度大于1的雜質則沉于池底。因此,隔油池又是沉淀池,但以隔油為主。隔油池以采用普通平流式隔油池或平行板式隔油池為宜,浮油由池尾集油器收集回用。
2.1.2加壓溶氣氣浮
氣浮分離技術是將空氣與水在一定的壓力條件下混合,使氣體極大限度地溶入水中,然后把所形成的壓力溶氣水通過專用的溶氣釋放器釋放,從而將溶解于水中的空氣以極細微的氣泡形式釋放出來,氣泡與水中的懸浮物充分接觸、粘附,并在浮力作用下上浮至水面,形成浮渣,通過刮渣機刮除,從而達到凈水和回收油品的目的。
該部分以二級加壓溶氣氣浮工藝為主,其中一級仍以回收油品為主要目的,二級輔以一定量的混凝劑和助劑以進一步提高氣浮分離效率。
通過上述多級除油(脂),污水中95%以上的油(脂)可得到有效地去除和回收,懸浮物基本除盡,COD可降至300~500mg/l,處理效果顯著。但出水水質離達標排放還有一定差距,廢水的可生化性有待提高,因此必須作進一步處理。
2.2 鐵/碳電化學反應
在酸性氣條件下,污水溶液中能形成較好的還原條件,污水中的金屬鐵和焦碳可發生電化學反應,生成的鐵、新生態的Fe-2和原子H都具備很強的還原能力,而產生的二價鐵離子具有純度高、活性強、混凝性好的特點。
陽極(Fe):Fe-2e Fe-2
陰極(C):酸性條件:2H++2e2(H) H2
酸性充氧條件:O2+4H++4e2H2O
上述電化學反應可有效破壞溶液中分散的膠體雜質的穩定體系,膠體粒子向相反電荷的電極移動,沉積或吸附在電極上,再通過沉淀可達到去除污水中懸浮態和膠體態的有機污染物的目的,極大地提高廢水的可生化性能。
2.3 生化處理
生化處理是去除污水中溶解性有機物、降低COD的有效途徑,具有操作管理簡便、運行穩定、費用低廉等特點。
生化處理首先利用運行能耗極低的前置兼氧工藝,通過兼氧微生物良好的水解酸化作用,可將污水中的大分子、難降解的有機物分解為小分子有機物,如有機酸和醇類等。同時可調節污水的營養比,進一步提高廢水的可生化性。后段生化處理以抗沖擊負荷能力較強、運行靈活的SBR(改良)工藝為主,利用微生物的新陳代謝作用,在好氧條件下,將污水中有機物分解成二氧化碳和水。
3設計工藝流程
3.1 工藝流程(見圖1)
圖1處理工藝流程示意圖
3.2 工藝流程介紹
廢水經廠區排污管網收集,匯集于格柵隔油池內,經池前格柵攔截去除粒徑較大的懸浮物后,通過自然靜置浮上法去除浮油;出水自流進入預調節池,通過預氣作用,對廢水進行水質均衡和預氧化。
由一級污水提升泵將廢水提升至二級氣浮系統,進行污水的深度除油。氣浮采用加壓溶氣氣浮工藝,一級氣浮以回收油品為主,二級氣浮通過調整pH至適當范圍(9~10)、投加絮凝劑(聚合硫酸鐵),以進一步提高除油效率。兩級氣浮的聯合使用,可最大限度地提高除油效率,油(脂)的去除率可達到95%以上,COD的去除率可達50%~75%。
氣浮出水加入濃硫酸調整pH至3~5后,溢流進入鐵/碳反應器,在有氧和酸性條件下進行電化學反應,出水補充適量助凝劑(石灰乳)調節pH至中性,并經沉淀池靜置沉降,出水自流進入緩沖水池,沉渣排入污泥池。通過這一過程,廢水的COD可得到進一步的降解,同時可改善廢水的可生化性。
由二級污水提升泵將緩沖池廢水提升至生化反應系統,在前置厭氧池中進行水解酸化作用,同時補充適量的氮、磷等營養物質,使污水營養均衡。在好氧生化階段,好氧微生物將廢水中有機污染物徹底降解,并在該階段內進行泥水分離,上清液由專用、高效潷水器定時定量排放,剩余污泥排入污泥池。
4工程結果和討論
4.1 處理效果
樟腦生產廢水經上述工藝處理后,各項指標均可達到設計的預期目標,見表2。大量流失的原料可得到有效的回收利用(回收率可達95%以上),COD去除率可達95%以上,出水清澈透明。
表2廢水處理效果一覽表
名稱 COD(mg/l) BOD(mg/l) SS(mg/l) pH 石油類(mg/l)
進水 出水 進水 出水 進水 出水 進水 出水 進水 出水
格柵隔油池 1000 700 350 / 700 350 8~9 8~9 1000 700
二級氣浮 450 / 70 6~7 50
鐵/碳反應 300 / 50 7~8 25
生化反應 50 16 35 6~9 3.5
去除率(%) 95 97 95 99
排放標準 100 20 70 6-9 5
4.2 樟腦廢水含有大量以浮油、分散油和乳化油等形式存在的原料和產品中間體,因此除油效果的優劣是該類廢水治理能否成功的關鍵。氣浮分離技術是一種非常適合于處理該類廢水的水處理工藝,該工藝不僅可有效地去除污水中比重和水相近的懸浮物質,同時還可去除水中的膠體物質,降低COD等各種污染指標。與其它工藝相比,氣浮分離技術具有投資省、占地小、操作維護簡單、運行費低廉的特點,且便于廢棄物的回收和利用。
4.3 藥劑的選擇
根據實驗室小試結果和工藝調試經驗可知,氣浮混凝沉降過程中選用聚合硫酸鐵為混凝劑效果最佳。采用有氧(空氣)混合攪拌,在堿性條件下,可加速Fe2+離子的氧化、形成吸附能力極佳的膠核,從而提高氣浮效果。中和劑以熟石灰(Ca(OH)2)為佳,其不僅價廉易得,還可作為混凝反應的助凝劑,使用時配制成5%-10%的石灰乳,由計量泵定量投加,每噸水投藥量約為9克。
4.4 各部分pH調整,采用在線pH計自控運行,可避免人為因素造成的影響,最大限度地發揮處理工藝的效益。
5結語
該工程的運用是成功的,工藝的選擇是合理的,各項出水指標均可達到《污水綜合排放標準》中要求,具有投資省、運行維護方便、自動化程度高、出水水質穩定等特點,整個系統工程經濟技術指標較合理。
參考文獻:
[1] 丁振森等.松香和松節油生產林產化學工業手冊[M]. 北京:中國林業出版社,1980.
[2] 林秀蘭.林產化學工業的廢水治理.林產工業污染及防治[M]. 廈門:廈門大學出版社,2001.
關鍵詞:塑膠電鍍廢水 分流治理 酸化--氧化反應 迷宮沉降池
1 引言
隨著人類生活水平的提高及工業的高速發展,塑膠材料得到廣泛的應用。在某些使用條件下,有時需在塑膠件表面鍍覆一層金屬物質(如銅、鎳、鉻等金屬),以增強塑膠件的耐磨性、導電性或美觀性等。鑒于塑膠材料不導電的特性,其主要以化學鍍為主。
如以深圳某塑膠電鍍廠為例:該廠專業從事塑膠制品的電鍍。其生產工藝如下:塑膠件除油水洗酸洗水洗粗化沉鈀水洗鍍焦銅水洗化學鍍鎳水洗化學鍍銅水洗電鍍酸銅、酸鎳水洗鍍鉻成品。
各種IMC載休的性能比較
適用于廢水處理的理想的IMC載體應該是對生物無毒,傳質性能良好,機械強度高,壽命長,固定操作容易,且價格便宜。對按圖1制備的瓊脂、明膠、海藻酸鈣(簡稱SA)、聚乙烯醇(簡稱PVA)和丙烯酞餒(簡稱ACRM)5種凝膠作為IMC載體時的機械強度、傳質性能等比較結果如下:1)在5種包埋劑中,瓊脂機械強度極差,無實際工程應用價值;2)ACRM凝膠中未聚合的單體對生物有毒,且在聚合過程中發熱,對細菌殺傷大;傳質性能較差,IMC小球內的微生物增殖不好;固定操作不易;3)明膠強度較低,內部結構密實,傳質性能較差;4)SA凝膠和PVA凝膠,機械強度較好;電鏡觀察表明內部呈多孔結構,對生物的毒性小,固定操作容易。5種IMC載體的各性能比較見表2。對SA凝膠和PVA凝膠進一步的研究表明:PVA凝膠的機械強度優于SA凝膠,但SA凝膠的傳質性能比PVA凝膠好。將兩種IMC小球置于紅墨水中,30min時,紅墨水沿半徑5.Omm的PVA小球徑向僅擴散進入0.6mm~0.8mm,而SA小球幾乎全部變紅。在穩定性方面,SA凝膠易在PO2溶液中溶解,pH>10時,容易破碎;而PVA性能受pH變化影響甚微,但PVA由于交聯不徹底,有小量TOC溶出。通過用Na2:CO3:事先將硼酸溶液的pH調到6.7左右,再進行交聯,可減少TOC溶出,并可增加高溫時凝膠強度的穩定性。綜合以上結果,目前較為合適的IMC載體為PVA,但需對傳質性能進一步改善。
IMC處理洗衣粉廢水效果
隨著運行時間及LAS降解速率增加,運行到第八天,降解速率達最大,在進水LAS濃度40mg/L時,在3h內就可將LAS降解97.8%。當進水LAS濃度升高為70mg/L時,LAS的降解速率并沒有因為其濃度的提高而降低很多。但隨著運行時間的增加,PVA小球的活性有所下降。運行到20天,3h的LAS去除率只有81%。這可能是由于LAS降解產物中有不利于LAS降解菌生長的物質產生,積累到一定量時,導致PVA小球活性下降。采用低濃度LAS進水對PVA小球進行活化培養,可恢復PVA小球的活性,反復使用。半連續試驗進行了幾個月,結果表明PVA小球一直保持了良好的強度,沒有破碎。