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[关键词]工业废水;处理方法;循环运用 文章编号:2095-4085(2017)05-0092-02
工业活动是水污染的第二大来源,由于工业废水直接或未完全处理而排放到水生态系统中,使得区域范围内的水体中有机物、悬浮颗粒物、微污染物、营养物质(磷和氮)和重金属等污染物浓度增加,从而对人体健康造成不良影响,并使得水生物群组发生不良改变。随着经济的发展,水污染态势日益严重。随之带来水资源枯竭等严重环境问题。为了应对这一态势,在2015年4月16日,国务院印发了《水污染防治行动计划》,计划要求全面控制污染物排放,推动经济结构转型升级,着力节约保护水资源,强化科技支撑,充分发挥市场机制作用,严格环境执法监管,切实加强水环境管理,全力保障水生态环境安全。减少工业废水污染这一过程的成效取决于法定工业区允许排放的特定废水和废水处理的有效性。与市政废水处理不同,工业废水由于其污染物具有明确的定性,因此需要针对性的进行处理。
1工业废水处理现状
目前,我国的工业废水排放总量远大于环境容量。此外,由于废水处理技术水平的限制,工业废水水处理率非常低,并且呈现出西北部地区远远落后于东南部地区的情况。而目前我国以数量众多的小型废水处理厂为主。大量的小型废水处理厂也带来了一系列的环境问题。这些问题主要有4个方面:(1)污水来源具有广泛性,由于其自身存在散发和曝气过程的吹脱现象,在污水处理厂中会产生刺鼻的气味;二、格栅过滤会产生一些固体垃圾,这些垃圾的去向以及处理是个问题;三、污水处理厂的机器噪音污染严重,对周围居民生活造成影响;四、污水处理厂属于污染物大量聚集区,其散发的气味破坏生态平衡,改变了空间环境,因此会不定期爆发虫灾,极大的影响了周边居民的生活质量。
2工业废水处理方法
2.1工业废水处理程度划分
工业废水处理程度分为3个等级:一级处理为物理处理方法,主要通过筛滤、沉淀等达到对废水悬浮固体和漂浮物的去除,进而为二级处理做准备。一级废水处理后有害物质可除去30%左右。二级处理主要对废水中的胶体和呈溶解状态的有机物进行处理;三级处理是针对有机物、氮、磷等难以降解的有机物,进一步采用化学法、物理法去除某些特定污染物的一种深度处理方法。
2.2按实施方式分类
废水处理按照其对于污染物的处理作用可分为两大类方法:
(1)分离法。废水中污染物存在多样性和各异的物化特性,其分离方法也趋于多样性。根据污染物的具体存在形态进行相应的处理方法的选择。
(2)转化法。转化法可分为化学转化法和生化转化法两类。化学转化法包括中和法、氧化还原法、化学沉淀法、电化学法;生物转化法包括活性污泥法、生物膜法、厌氧生物处理法、生物塘。
3工业废水处理的技术应用
3.1处理含氰废水
在工业生产过程中必然要排放一定数量的含氰废水。活性炭用于净化废水已有相当长的历史,应用于含氰废水处理的文献报道也越来越多。
3.2活性炭处理法
对含有甲醇废水、含汞废水、含酚废水的处理,都可以采用活性炭进行处理。这三种废水的处理都是利用了活性炭对水体中污染物的强力吸附作用。研究证明使用活性炭能对这三种废水起到很好的净化作用。
3.3生物处理法
有机氧化物可以被微生物分解成无害无机稳定物。废水处理过程中,常用这一方法处理含有机物多的废水,这些废水的主要来源有制酒厂、屠宰场等。按照净化工程中使用的微生物可以将生物处理法分为三类:好氧生物处理法、厌氧生物处理法和自然生物理法。通过调查这三种方法的实际使用效果发现,利用微生物处理含有机废水的方法,具有成本低、效率高的特点。
3.4处理原则
选择废水处理组合方法的原则,遵循先易后难、先简后繁的原则。处理过程的具体顺序:先收集大体积的漂浮物与垃圾,再对胶体、悬浮固体和溶解物质进行去除。总结即为先物理法,后化学和生物法处理。下面提出几点建议措施。
(1)加大进水的预处理程度,可在初沉淀池投加絮凝剂,提高进水中颗粒性污染物质的去除效果。
(2)在废水处理池中投加特种生物菌种的方法,用来提高现有生物处理系统的能力。
(3)在废水处理池中投加载体,构成活性污泥和生物膜复合式工艺。
(4)增加反应池和沉淀池的数量。
上述方法有各自的优缺点。主要的缺点使都会增加废水处理运行的费用。此外会影响现有工艺的运行。通过对比上述4种处理措施,建议优先选用第3种处理措施。在处理池中投加载体,使部分微生物附着在载体上而被截留在处理池中,此时处理池的生物量由附着状态和悬浮状态组成,附着状态微生物为新增加的生物量,此方法可大幅提高系统的净化能力。上述方法是综合考虑经济性、可实施性提出的治理措施。目前,国内外也出现许多技术先进的处理措施。如磁分离法、臭氧氧化法、湿式氧化法、等离子体处理法、超临界水氧化法,这些先进技术处理不同种类的工业废水效果良好,但我国对这些方法的研究起步较晚,并且实际运用中满足不了经济性的要求,因此仅做了解。
1.1农药废水的特点及其处理方法
农业废水对于环境的污染非常大,但是由于目前的农药品种比较多,所以农药废水的水质比较复杂,主要呈现出以下几个特点:第一,在农药废水中,污染物的种类较多,所以化学需氧量较大。第二,在农药废水中,不仅含有农药,还要其他的化学物质,毒性较大。第三,农药废水的味道非常刺鼻,会对人体的呼吸道和粘膜产生危害。第四,农药废水中的水质非常不稳定。以上种种特点决定了农药废水的污染非常严重,所以需要有效的降低废水中污染物的浓度,并且提高利用率。农药废水的处理方法有活性炭吸附法、湿式氧化法、溶剂萃取法、蒸馏法和活性污泥法等。但是,研制高效、低毒、低残留的新农药,这是农药发展方向。一些国家已禁止生产六六六等有机氯、有机汞农药,积极研究和使用微生物农药,这是一条从根本上防止农药废水污染环境的新途径。
1.2食品工业废水污染特点及其处理方法
由于在食品生产中,所采用的原料较多,所以由于食品所造成的废水中含有大量的污染物,并且水质差异很大。其中食品废水中所含有的固体污染物较多,较为常见的有菜叶、果皮、碎肉和禽羽等等,这些一般都是漂浮于废水的表面。还有一些在食品制作过程中所掺加的油脂、蛋白质和胶体物质等等,也会悬浮于废水的表面。为了调节食品的味道,还有很多的调料溶解其中,比如说酸、碱、盐和糖等等。在生产原料中,对其进行洗涤的过程中,也会有泥沙等固体物质。此外,还会一部分制毒病菌混入。总体来讲,食品工业废水中一般没有太大的毒性,基本都是悬浮物较多,这些物质经过腐烂,会对水质造成极大的影响,从而导致水中的生物大量死亡,并且影响水质,对环境造成很大的污染。食品工业废水处理除按水质特点进行适当预处理外,一般均宜采用生物处理。如对出水水质要求很高或因废水中有机物含量很高,可采用两级曝气池或两级生物滤池,或多级生物转盘或联合使用两种生物处理装置,也可采用厌氧-需氧串联的生物处理系统。
1.3造纸工业废水处理
造纸废水主要来自造纸工业生产中的制浆和抄纸两个生产过程。制浆是把植物原料中的纤维分离出来,制成浆料,再经漂白;抄纸是把浆料稀释、成型、压榨、烘干,制成纸张。这两项工艺都排出大量废水。制浆产生的废水,污染最为严重。洗浆时排出废水呈黑褐色,称为黑水,黑水中污染物浓度很高,BOD高达5~40g/L,含有大量纤维、无机盐和色素。漂白工序排出的废水也含有大量的酸碱物质。抄纸机排出的废水,称为白水,其中含有大量纤维和在生产过程中添加的填料和胶料。造纸工业废水的处理应着重于提高循环用水率,减少用水量和废水排放量,同时也应积极探索各种可靠、经济和能够充分利用废水中有用资源的处理方法。例如,浮选法可回收白水中纤维性固体物质,回收率可达95%,澄清水可回用;燃烧法可回收黑水中氢氧化纳、硫化钠、硫酸钠以及同有机物结合的其他钠盐。中和法调节废水pH值;混凝沉淀或浮选法可去除废水中悬浮固体;化学沉淀法可脱色;生物处理法可去除BOD,对牛皮纸废水较有效;湿式氧化法处理亚硫酸纸浆废水较为成功。此外,国内外也有采用反渗透、超过滤、电渗析等处理方法。
1.4印染工业废水处理
印染工业用水量大,通常每印染加工1吨纺织品耗水100-200吨,其中80%-90%以印染废水排出。常用的治理方法有回收利用和无害化处理。回收利用(:1)废水可按水质特点分别回收利用。(2)碱液回收利用,通常采用蒸发法回收。(3)染料回收。无害化处理可分:a.物理处理法有沉淀法和吸附法等。沉淀法主要去除废水中悬浮物;吸附法主要是去除废水中溶解的污染物和脱色。b.化学处理法有中和法、混凝法和氧化法等。中和法在于调节废水中的酸碱度,还可降低废水的色度;混凝法在于去除废水中分散染料和胶体物质;氧化法在于氧化废水中还原性物质,使硫化染料和还原染料沉淀下来。c.生物处理法有活性污泥、生物转盘、生物转筒和生物接触氧化法等。为了提高出水水质,达到排放标准或回收要求往往需要采用几种方法联合处理。
2结束语
【关键词】乳品工业废水;全好氧生化处理;厌氧―好氧生化处理、H/O处理工艺;气浮一水解酸化一SBR法。
乳品工业是指从事相关液体乳及乳制品生产加工的行业。在生活水平日益提高的今天,乳品工业飞速发展,已成为我国国民经济体中的重要组成部分。 而乳品废水是指炼乳、干酪、奶油、乳制清凉饮料、冰激凌以及乳制品点心生产过程中排出的废水。废水主要来自容器及设备的清洗水,主要成分含有制品原料。其中牛奶加工厂含有处理原乳0.2%,BOD20-300mg/L,污染较低,而干酪、奶油加工产废水污染程度较高,COD达3000 mg/L, BOD 全达2400 mg/L,含总氮(N)达90 mg/L,总磷(P)达16 mg/L,含油脂达200 mg/L,悬浮物达600 mg/L。虽然这些乳品废水中的主要成分无毒,但却会造成水生生物缺氧,大面积死亡,同时随着其中的酪蛋白水解会产生极其难闻的气味,并影响到水的透明度。因此,在排放前必须进行适当处理,尽可能多的减少对环境造成的危害。本文对乳品工业废水处理的几种方法进行简单介绍。
一、全好氧生化处理
全好氧生化处理是指利用好氧微生物(包括兼性微生物)在有氧气存在的条件下利用生物代谢来降解有害有机物,使其达到稳定、无害化的处理方法。好氧(兼性)微生物在水中以水中需要降解的有机污染物为养料来进行耗氧代谢,在其体内经过一系列复杂的生化反应,按照生物链逐级释放能量,最终,稳定在较低的能量位置的无机物上,从而满足无害化的要求。此方法有其优点,但也有其缺点。
由于蛋白质成分广泛存在于乳品工业废水中,而存在于废水中的好氧(兼性)微生物较少,其降解速率更加缓慢,如果不能保证降解时间充足,蛋白质及一部分蛋白质降解的中间体会残留在水中,导致出水无法达标。综上所述,利用全好氧生化处理技术,会对能源造成极大浪费,而且对设备占地面积要求极高,并且,该方法处理结束后只能达到生物硝化后的成果,无法完成生物反硝化、无法实现现实意义上的脱氮。
二、厌氧―好氧生化处理
厌氧―好氧生化处理法是指同时利用厌氧微生物和好氧微生物(兼性微生物),先使乳品工业废水经过厌氧微生物的第一步降解,将厌氧出水排入含有好氧(兼性)微生物的设备中,好氧(兼性)微生物利用废水中剩余的有机物作为养料,利用生物代谢来降解有害有机物,使其最终稳定,且达到无害化的处理方法。
而这一方法的缺点与全好氧生化处理方法的缺点也是不谋而合,采用厌氧―好氧生化处理技术时,厌氧出水的BOD5/CODCr 比值与全厌氧生化处理相比会有所下降,导致厌氧出水中含有因生物降解速率较缓慢而产生的生物降解的中间物质,如果后续好氧处理中水利停留时间不能保证充足,或没有生物除氮的设施和工程措施,依旧难以达到国家出水的CODCr标准。
三、用水解―好氧生化 (H/O工艺) 处理乳品工业废水
该技术中对乳品工业废水中的主要污染有机物的生物降解径路
(1)乳糖 乳糖是一种低聚合物 ,其结构简式为(C6H10O5)x,而乳糖的聚合度 x是2,也就是说,乳糖为二糖类物质。在H/O处理工艺流程中,首先利用兼性微生物的生物代谢过程,在缺氧的条件下,将二类糖类物质――乳糖,转化为单糖,因为该阶段处于无氧阶段,因此降解产生的单糖(即葡萄糖)会进行糖类的酵解作用,从而分解成两分子的丙酮酸,(即1 ×c6 2C3),至此,完成了糖类的初步降解。而要实现完全降解,则必须要在有氧条件下才能完成。即充足的氧气,使丙酮酸进入三羧酸的循环过程,从而实现了彻底的氧化。
(2)脂肪 因为脂肪的降解也发生在细胞外,所以就需要酶的协助作用,利用脂肪水解酶将脂肪水解,水解产物为甘油和相应的脂肪酸。而甘油的彻底降解过程则类似于糖类降解过程中的一部分,转化成丙酮酸。水解产物中的脂肪酸和丙酮酸进行进一步的降解,同样需要在有氧条件下完成,在氧气充足的条件下,利用微生物的代谢过程丙酮酸进入三羧酸循环过程,从而达到完全氧化。
H/O 工艺处理流程
进水 调节池水解池预曝池H/O 池沉淀池 出水
H/O 工艺序贯式生物反应模式
H/O工艺序贯式生物反应主要是由三个主要的池子构成,即,水解池,水解池、预曝池和H/ O 池 (而H/O池内分则兼氧 H 段和好氧 O 段)。 水解池需要在无氧条件下进行运作,需要严格控制水力停留时间,要将其控制在水解―酸化这一阶段。该池子的主要目的是将大分子有机污染物进行小分子处理,并使有机物中的氮氨化,并且释放出氮氨。预曝池则需要在氧气充足的条件下进行操作,计算其充氧量是该过程的重要工作之一,在计算时既要考虑到碳源在氧化时所需要的氧气量,又要加入发生硝化反应时所需的氧气量。该池子的主要作用是将水解池产生的小分子碳进行氧化和完成生物的硝化反应,实现对氮氨的合理降解,使其转化为NO3-。H/O 池则是由兼氧 H 段和好氧O 段两部分组成。H段是为了完成生物的反硝化过程,使NO3-转化为氮素释放出去;而在O 段则是使已经变为小分子的有机碳得到彻底降解。
四、气浮一水解酸化一SBR处理法
气浮一水解酸化一SBR处理法是讲乳品工业废水 首先流经格栅井 ,目的是去除一些较大的杂质和漂浮物 ,然后自流进入由原调节池 改造的中和池中,在该池中调节水质,使其中和,然后进入新调 节池,目的是对水量进行均衡调节,然后经过提升泵提升进入气浮机 ,利用气浮机,吸附和网捕乳品工业废水中的SS和胶体类物质以及绝大部分的油类物质,将其送入水处理剂中,在表面形成一种絮体,利用刮板机将其去除,有效的完成了固液体的分离。然后将气浮出水流入水解酸化池内进 行酸化处理 ,将难分解的大分子物水解为小分子易降解的物质,从而减轻后续步骤中处理设备的压力,和提高其处理能力。然后将水解酸化出水自然流进入到SBR池 中,利用好氧生物的自然新陈代谢进行讲解处理,由 SBR池处理后的出水达标排放。而沉淀池中污泥可以回流到水解酸化池 ,收集剩余污泥与 SBR污泥 、气浮渣将其污泥池,利用污泥提升泵将所有收集起来的污泥送入离心机中,在其中对其进行脱水减容的处理,将脱水后的泥饼进行外运,而滤液和冲洗排水则可以重新流回到中和池中。
该工艺处理乳品工业废水其优点为,工艺十分简单,对场地要求小,占地面积小,节省资金, 而且其出水水质十分稳定。出水基本能达到国家排放标准。
随着人们生活水平的日益提高,乳品产业的蓬勃发展。按照国家环境保护 “十一五”计划的总体要求和国家发改委的工作部署,乳品工业废水的排放已经是一个不容小觑的环境问题。对于乳品工业废水的进一步优化处理仍需要我们的不断探讨和研究,我们仍需为更好的保护环境贡献力量。
参考文献:
[1]蔡晶.乳品工业废水处理[J].世界环境 2002(5)
分析了烟草工业废水的来源及特点,归纳了目前常见的烟草工业废水处理工艺,分别介绍了多级联合处理法和深度处理法的内容、特点及应用,提出烟草废水处理工艺的改进方向,为烟草行业的节能减排工作提供一定的理论支持。
关键词:烟草工业;废水污染;处理工艺;耦合
烟草废水主要是造纸法生产烟草薄片过程中的排放物,其作为烟草行业主要污染源具有排放量大、浓度和色度高、成分种类多且波动性大的特点,不仅会对破坏水质环境,还会影响人体健康。因此,研究并选取合适有效的废水处理工艺方法,使排放废水达到国家标准(GB8978-2002)要求,成为烟草行业亟待解决的问题。考虑到造纸法生产烟草的过程与纸浆生产过程类似,因此烟草废水处理一般参考纸厂废水的工艺,主要有物理、化学、生物相互搭配的多级联合处理,此外还有包括光催化氧化、Fenton氧化和电化学氧化等在内的深度氧化技术。针对以上处理工艺,目前国内外已经开展了大量实验研究及生产实践,并取得了一定成果。本文在分析烟草薄片废水来源及特点的基础之上,归纳出多级联合处理和两大类处理工艺,分别介绍了各自具体处理方法及优缺点,并围绕环境友好且资源节约这一目标,提出烟草废水处理工艺的改进方向。
1烟草工业废水来源及特点
由于造纸法生产烟草薄片具有利用率高、焦油量少、物理性能好等优点,因而成为目前广泛研究的生产技术。造纸法在清洗浸泡、萃取浓缩和打浆抄造环节会产生大量的高浓度工业废水,一般每生产1t烟草薄片会产生50m3~70m3高浓废水。废水污染物种类多、含量高且成分波动较大。此外,烟草薄片废水不仅包含烟叶、纤维素等悬浮物,具有制浆废水多悬浮物、富营养污染等共性,而且富含烟碱(尼古丁)、高分子有机酸、酯类等溶解性有机化合物,兼具色度高、微生物毒性高等特点。因此烟草废水环境危害大,急需发展先进废水处理工艺技术。
2烟草工业废水的处理工艺
2.1多级联合处理法
常见的多级联合处理法涉及物理、化学和生物法之间的联合。物理法包括沉降法和溶解空气浮选法,主要针对悬浮物,工序简单,但不能去掉有机物,如芬兰部分造纸厂发现使用沉降法能够净化掉初级澄清池中超过80%残渣等悬浮物。化学法一般指化学混凝脱色法,是采用无机盐或高分子絮凝剂促进废水中的胶体凝结沉淀,特点是成本低,效率高,稳定性好,但需要根据水质选择适应性强的絮凝剂。生物法主要包括好氧和厌氧接触处理,通过微生物将大分子有机物分解,特点是成本适中,自动化程度高,但对特征污染物如尼古丁等转化效果不佳,抗水质波动性差等。实际应用中一般结合物理、生物和化学三种方法进行废水处理,常见的物化法有“过滤+混凝”、“格栅+混凝+气浮”等。生物法一般也结合化学法同时使用,如李友明等采用“混凝+厌氧+好氧+AOPs”耦合工艺处理废水,得到厌氧阶段废水化学需氧量(chemicaloxygendemand,COD)去除率达到80%以上,好氧阶段COD去除率介于48%~70%之间。我国废水处理方式普遍采用三级流程,首先通过沉降法或溶解空气浮选法筛掉悬浮物;然后采用厌氧或好氧生化处理;最后进行化学混凝处理。
2.2AOPs法
多级联合处理法存在工序衔接要求高、运行费用较高、出水色度较高、微生物转化效率易受水质波动影响等问题,因此一般还需要AOPs法进行补充。AOPs是在声、光、电、催化剂等因素作用下,将有机污染物氧化或完全矿化为小分子化合物如CO2和H2等,该方法因降解效率高,对环境友好,普适性强等特点已受到国内外广泛研究。常用AOPs法。目前应用最为普遍的深度处理法为隶属化学氧化类的Fen-ton法。如Catalkaya等通过测定可吸附有机卤代物、有机碳总量和色度等指标的去除率,比较了Fenton、光催化Fenton、H2O2/UV、O3/H2O2和O3等深度氧化方法对纸浆废水的处理效果,得知Fen-ton法表现出最佳处理效果。
3结语
国内外关于烟草废水处理工艺的研究目前较少,主要是参考造纸工业废水的处理工艺,考虑到烟草废水中存在较多特征有机污染物如焦油、尼古丁等,且成分波动较大,因此不存在一种公认最佳的处理工艺,只能在兼顾环境友好和资源节约的目标下,根据具体水质、环境及企业自身情况进行合理选择,以达到国家标准的排放要求。
参考文献
[1]吴晖,向菲,官钰希.烟草废水处理工艺技术研究[J].山西建筑,2012(07):129-130.
[2]许日鹏,苏文强段继生.烟草薄片的开发与应用[J].上海造纸,2008(06):46-49.
关键词:工业废水;废水处理;分类分质
中图分类号: X703 文献标识码: A 文章编号:
印制电路板PrintedCircuitBoard(PCB):在绝缘基材上,按预定设计形从点到点间连接导线及印制元件的印制板。
印制电路板是基础电子元件产品之一,随着电子信息产业发展,印制电路产业也随着不段发展。我国印制电路板(PCB)行业产量从2003年到2006年四年中平均以26.27%年增长率高速增长,目前全球四分之一以上的电路板都在中国生产,2006年在中国大陆生产的电路板已达13000万平方米,大约45.5万吨。印制电路板制造工艺流程长,包括机械加工、光化学成像、电镀与表面处理等,在制造过程中需采用多种原材料,涉及金属、高分子树脂、化学溶液等,同时加工过程又消耗大量水资源、产生多种污染物。2006年PCB排放废水总量达到2.78亿吨。鉴于印制电路板行业能源消耗大,废弃物产多、有污染重的电镀工序等特点,印制电路板行业一直是各地市环保局关注的重点,各主管单位也逐步制定了相关的环保法规,印制电路板行业面临的环保压力越来越严峻。下文以某PCB工业园,分析印制电路板(PCB) 工业废水处理工艺。
一、 分水系统
根据工业园废水中污染物种类以及处理工艺需求,可将废水分为:磨板废水、电镀清洗水、一般清洗水、络合废水、含镍废水、一般有机清洗水、高浓有机废液等几大类型。
磨板废水主要含磨板过程中产生的铜粉、火山灰等,经简单处理后超滤,出水直接回用到生产线。电镀清洗水主要来自于电镀线的清洗水,成分主要为硫酸铜,经RO处理后可回用生产线。一般清洗水为工序清洗水,不含络合物,重金属主要含铜,COD一般在30~50mg/L,经过RO处理后可回用于相对应的生产线。有机清洗水主要来源为显影去膜后水洗水,COD在600--1000 mg/L。络合废水主要是来自化学镀和酸性、碱性蚀刻线,含有络合剂,能和废水中铜形成稳定的络合铜,含一定量的有机物。有机废液主要来自显影、脱膜、膨胀等工序,含高浓度有机物。含镍废水是指镀镍工序的水洗水。废酸液来自各酸性除油等工序,含浓酸和高浓度铜离子,并含一定浓度有机物。含氰废水主要来自氰化镀银、镀金等工序,含银氰络合物、金氰络合物、氰化物等。生活污水主要来自企业卫生间、宿舍楼的生活污水和隔油后的食堂厨房污水。具体水质水量见表1。
表1废水水量分配表及水质情况
本工程排放标准执行 《城镇污水污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级标准B标准和 《广东省地方水污染物排放限值》(DB44/26—2001)第二时段一级标准中的严的指标。具体指标见表2。
表2 排水标准
1. 工艺流程
1 .l 污水处理工艺流程框图
图1 工艺流程图
1.2 流程说明
1.2.1 综合废水为电镀铜废水和一般清洗水,每天排放量为6300m3,污染物以铜离子为主,浓度小于30mg/L,COD在30~80mg/L之间。废水由泵提升至pH调整池,投加NaOH调节pH至碱性,反应生成氢氧化铜沉淀物,添加少量混凝剂和絮凝剂,使废水中氢氧化物沉淀物形成大颗粒絮体而沉淀下来。沉淀池上清夜进入pH调整池Ⅲ加酸调至中性后进入生化系统进一步降低COD。
1.2.2 络合废水每天排放量为1080m3,包括沉铜清洗废水,酸、碱性蚀刻清洗水等。主要含有EDTA、NH 等,通过在酸性条件下投加铁盐和破络剂,屏蔽或破坏络合物,释放出Cu ,然后混凝沉淀去除;沉淀后的清水再进行生物处理去除COD。
1.2.3 镍、氰废水每天排放量为450m3,由于氰化物主要来源于镀镍、金等生产线,并且氰化物会增加镍的处理难度,因此将含氰废水与含镍废水合并处理,以减少处理系统的投资。
镍氰废水采用二级氯碱法破氰,原理如下:
一级不完全氧化段
CN一+CIO一+H2OCNCl一+2OH—
CNCI一+2OH一CNO一+Cl+H2O (pH=7~8,ORP=350~400)
二级完全氧化段
CNO一+3OC1一十H2O 2CO2+N2+3C1一+2OH一(pH=10~11,ORP=600~650)
破氰处理后的废水调节pH至11左右可以生成稳定的氢氧化镍沉淀,沉淀清液排入综合废水系统处理。
1.2.4 有机废液每天排放量为180m3,废酸每天90m3。有机废液COD很高,但其能在酸性条件下形成固态物析出。因此利用废酸对有机废液进行酸析处理,捞去固体后再对清夜进行混凝沉淀处理,随后排入有机废水处理系统处理。
1.2.5 有机废水水量为900m3/d,含有少量络合铜,必须进行破络除铜处理。破络采用铁盐“屏蔽”部分络合剂,释放出游离性Cu2+,游离铜离子在碱性条件下反应生成不溶物性沉淀物而被去除。经过处理后的有机废水再进入生化处理系统进一步去除COD。
1.2.6 生化系统设置水解酸化池,将大分子有机物分解为小分子有机物,提高废水的可生化性。预处理后的综合废水和含镍氰废水COD浓度较低,因此直接进入生化缺氧段。生活污水连同预处理后的有机废水进入A—O工艺进行除磷脱氮。
2. 主要构筑物及设计参数
主要构筑物及设计参数列于表3中。
表3 主要构筑物参数表
3. 环保验收结果
该工程于2010年9月开始施工建设,2011年3年建成完工,6月投产试机。该工程自投入使用后,运行稳定,处理效果较好,并于2012年3月经市环境保护局验收通过。处理效果见表4。
表4处理效果一览表
备注 L表示监测结果低于方法检出限
4. 经济分析
4.1 运行直接成本
4.1.1人工费:定员22人,平均工资2500元/人。折算为处理每吨废水人工费0.153元。
4.1.2 水费和电费:运行总功率为7774 Kw,按0.6元/度电计,即处理每吨电费为0.39元。运行水耗为230吨/天,按2.5元/吨计,即处理每吨水费为0.05元。
4.1.3 药剂费:废水处理过程中投加用PAM、PAC、酸、碱、铁盐、营养盐、重捕剂等,根据调试运行总结,每吨水药剂费用为4.533元。
直接运行费用为:4.973元/吨水
4.2工程投资
工程总投资约3418.25万元,废水站占地面积1.4万m2,即工程吨水投资2848.54元,吨水占地面积1.17m2。
4.3设计总结
关键词:工业废水处理;膜技术;应用
中图分类号: O434 文献标识码: A
引言
现代社会的发展以自然环境的利用为前提,因此对环境的破坏是必然的。工业经济的发展以及城市的建设,人口基数不断的增加,因而工业生产以及人们生活所排放的污水量也随之增加,污水的排放对于水体污染的程度较为严重,这种现象在发展中国家的程度较为严重。因此当前这类问题已经成为了我国环保部门乃至整个社会需要予以重视的问题。
1、污水处理的重要性
水的重要性毋庸置疑。随着城市的工业化,我国目前正面临着水资源短缺及污染严重的问题。我国是世界上较为严重缺水的国家,在全国大约一半的城市有缺水现象,再加上水污染的恶化和水资源短缺,更是雪上加霜,国内的河流和湖泊被污染,75%的湖泊发生富营养化,90%城市水污染严重,南方地区城市总缺水量的60%~70%是由水质污染造成的。专家指出, 水污染对饮用水安全和人们的身体健康构成直接的威胁,影响工农业生产和农作物安全生产,进一步加剧了水资源的短缺,造成的经济损失约为 GNP 的1.5%~3%,水污染成为不亚于洪灾、旱灾的严重灾难。
2、膜技术介绍
膜技术是近些年来发展起来的一种全新技术,这项技术主要是利用现代生物工程技术来培养发酵不同功能的活性菌并制成生物膜,投放到污染水体中对富营养元素进行分解转化,从而达到污水处理目的。
膜分离的过程实际上就是通过选择性透过膜来分离介质,这种分离过程中是在外力推动下来实现混合物的分离、提纯和浓缩的。在膜技术中的膜种类是多样的,既可以是固相膜又可以是气相膜,但大部分是固相膜。固相膜本身根据所驱动力的不同又可以分为电驱动膜、压力驱动膜以及热驱动膜等多种形式的。
膜分离技术在污水处理过程中也很少需要维护,操作起来也非常简便。膜分离装置是比较简单的,不需要改变生产线。从这点来看膜分离技术是具有成本优势的。
3、膜技术的应用现状分析
与传统的分离过程,如过滤、蒸馏、结晶等分离技术相比,膜分离技术具有能耗低、分离效率高、设备简单、无污染、无相变等优点。膜分离技术以其显著的优势,在液体分离,尤其是工业废水分离中有着十分广阔的应用前景。
膜分离技术的一个重要应用是在饮用水水质净化上。膜技术可以除去饮用水中的悬浮物、细菌、病毒等有害物质。微滤去除悬浮物、细菌、病毒等大分子;超滤、纳滤可以去除部分硬度,重金属、农药等有毒化合物,反渗析技术可以去除大部分已知杂质;电渗析可以去除水中的氟化物;膜接触器可以去除挥发性有害物质。
在工业用水中,反渗透水处理技术成为超纯水、纯水制备的方法,被广泛应用于化工、制药、电子、电器等多个领域,离子交换树脂膜技术的出现将极大地促进工业用水分离中反渗透技术的进步和发展。
工业废水处理是膜技术又一个十分重要的应用领域。随着工业技术的进一步发展,大量工业工厂应运而生。这些工厂在生产制造中会产生大量的工业废水,其中含有大量的有害物质,如果不进行处理就排放,会对环境和人们的生活造成污染。较早进行工业废水处理的国家是美国,PPG公司优先采用电极涂层超滤技术来处理工业废水,之后,超滤膜电泳分离技术广泛应用于汽车行业的清洁生产。
4、膜技术在处理工业废水中的应用
4.1、膜技术在含重金属废水中的应用
在金属加工过程中,会产生大量的冲洗水,这些废水中含有大量的金属离子,而多数企业在处理过程中通常是将废水中含有多余的金属离子去除。这样就会达到污水处理的要求,并合理回收有效物质,膜技术的应用符合了污水处理的要求,经过相关实验可以看出,在含有大量的金属离子的水中进过超滤处理后,重金属的含有量在百分之九十九以上。利用反渗透膜技术进行金属污水处理,当水中的离子浓度达到340mg/L时,去除率可以达到百分之九十九。通过相关可以看出利用膜分离技术消除污水中的中金属比传统处理方法效果更好,操作更简单。
4.2、膜技术在在染料废水处理的应用
在染料行业中纳滤技术主要应用在染料废水的浓缩以及粗制染料的脱盐这两方面。通常情况下水溶性染料的相对分子质量是在300到1500之间的,纳滤技术正好适用于上述区间。在经过膜分离技术处理后的染料溶液时可以直接制成高附加值、高浓度以及低盐的液体染料产品。此外还可以制成固体粉状染料产品。应用纳滤技术能够截留大分子,从而达到分离目的。染料废水在经过处理之后将会变成两种水:浓缩浓液以及膜的淡水。淡水是可以回收当做生产用水的,浓液中也是含有有用成分的,对于这些有用成分可以当作原料。这对于降低成本是有重要意义。
4.3、膜技术在造纸废水中的应用
造纸厂在生产中产生大量的污水,运用传统的处理方法不能有效的去除其中残留的杂质和污染物,运用膜处理技术处理造纸过程中产生的污水,首先要经过沉淀处理,在进行过滤,并保持滤膜孔径的直径在0.1um,经过过滤处理之后固体悬浮物会明显下降。最后经过超滤膜,超滤膜的孔径在保持在0.04um左右,这样有机物可以被过滤掉,经过相关处理,废水中的溶液去除率可以达到百分之九十七,提高了相应的回收率,在进行超滤处理时,由于选用的膜处理的孔径不同,所以废液处理的效果也不同。通过相应的实验可以看出在一二级的作用处的漂白的效果最明显。
4.4、反渗透在工业废水处理中的应用
当下,反渗透主要用于处理橡胶工业废水、高浓度有机废水及海水的淡化。
(1)反渗透在处理橡胶工业废水中的应用。反渗透对无机盐具有很高的去除率,而橡胶工业废水成分中含量最多的恰恰就是无机盐。利用反渗透对橡胶工业废水进行处理有利于废水的资源回收,减少了橡胶废水对环境的影响。
(2)反渗透在有机废水处理中的应用。可以利用反渗透对有机物90%的去除率,对废水中的有机物进行滤除,回收有机物得到无害的工业用水。另外,反渗透在海水淡化中的应用也越来越普遍。
我国的淡水资源短缺,然而,我国的海洋覆盖率很大,而海水与淡水的最大区别在于海水含盐量较高。如果能将海水的盐分降低到人可以使用的程度,再经过一系列的处理就可以供人们使用。我国已经投入四个海水淡化工程,通过多次反渗透将海水进行逐步的淡化,将苦咸水变成使用水,为解决我国食用水短缺现象提供了可能。
5、膜技术的应用前景
当前膜技术中在经过30多年的发展滞后,在污染治理、结构调整以及技术进步等方面取得了巨大的成绩,膜分离技术中的微滤、超滤、电渗析、气体分离、无机膜等技术得到了广泛应用。
但是需要我们注意的是由于膜技术本身是一种新兴技术,这项技术要想实现长远发展在未来的发展中就必须要解决好三个问题:选择性问题、产值问题以及通量稳定性问题。所谓选择性问题指的是在实际生产过程中药进一步加强对高分子膜材料和无机膜材料的开发、对于高效电解质膜、仿生膜以及分子识别型膜的研究要达到专一化、智能化以及高效化的目标。膜通量的稳定性和产值比问题主要是集中在渗透过程中的防污染和膜过程强化方面。正是因为这些问题的存在会影响到铜梁稳定性以及产值比。在今后研究过程中必须要加强这方面的研究,要综合考虑各方面因素、选择合适的膜材、合理设计膜组件此外还需要进行周密的工艺流程设计。
结束语
使用膜技术进行工业废水处理,能够避免对环境的污染,而且在很大程度上提高企业的经济效益,促进社会的发展。
参考文献
关键词:制革废水 生化处理 活性污泥法 SBR法
制革工业废水是一种对水源生态环境严重污染的废水。它的生化需氧量高,悬浮物多,带有色泽及臭味,并含有硫化物、铬、植物鞣剂及酚类合成鞣剂等有害物质,是一种较难治理的工业废水。我国制革工厂目前有500多家(不包括乡镇企业),以生产猪、羊、牛皮产品为主。猪皮生产占80%,每年生产猪皮6000-8000(万张),牛皮800-900(万张),羊皮2000-3000(万张)。制革行业每年排放废水7000万吨,约占全国工业废水总排放量的0.3%。据调查统计,目前只有30%的制革企业不同程度的简单处理了废水,其余的70%产生的废水未经任何处理,自然排放。对环境造成严重污染,对生态带来破坏[9]。
制革工艺主要包括腌制、浸灰(回软、脱脂、脱毛)、鞣制、以及后整理工序。大多数的废物和污染物是在湿加工过程(浸灰、鞣制)产生。我国大多数制革厂采用石灰脱毛和铬鞣技术,少数制革厂采用酶脱毛和铬鞣技术。
制革废水的处理方法,可归纳为物理方法、化学方法和生物处理方法。文献中介绍的生化处理方法适用于大中型制革厂的废水治理。本文比较了几种常用的生化法在处理制革废水中的应用,建议采用SBR法作为处理制革废水的工艺,具有其实用性和先进性。
一、制革工业废水的产生及特点
制革工业排放的废水特点是有机污染浓度高,悬浮物质多,水量大,废水成份复杂,其中含有有毒物质硫与铬。按照生产工艺过程制革工业废水由七部分组成:高浓度氯化物的原皮洗涤水和酸浸水、含石灰,硫化钠的强碱性脱毛浸灰废水、含三价铬的兰色铬鞣废水、含丹宁和没食子酸的茶褐色植鞣废水、含油脂及其皂化物的脱脂废水、加脂染色废水、各工段冲洗废水。其中,以脱脂废水,脱毛浸灰废水、铬鞣废水污染最为严重。
1.脱脂废水:我国猪皮生产占制革生产的80%,在猪皮生产的脱脂废水中,油脂含量高达10000(mg/L),CODcr20000(mg/L)。油脂废水占总废水4%,但油脂废水的耗氧负荷却占到总负荷的30-40%。
2.脱水浸灰废水:脱毛浸灰废水是硫化物的污染源。废水CODcr20000-40000(mg/L),BOD54000(mg/L),硫化钠1200-1500(mg/L),pH为12,脱毛浸灰废水占总废水的10%,而耗氧负荷占总负荷40%。
3.铬鞣废水:铬鞣废水是三价铬的污染源。铬鞣过程,铬盐的附着率60%-70%,即有30%-40%的铬盐进入废水。铬鞣度水Cr3+3000-4000(mg/L),CODcr10000(mg/L),BOD52000mg/l。
制革厂的各路废水集中后,称为制革综合废水。综合废水也是高浓度的有机废水,水质一般为pH=8-10,SS2000-3000(mg/L),BOD5500-2000(mg/L),Cr3+60-100(mg/L)。S2-100-200(mg/L),C1-200(mg/L)。
二、几种常用制革工业废水生化处理方式及特点
制革废水经过适当预处理废水中的硫化物、铬等对生化有抑制物质均可以降至要求以内,BOD/COD值约在0.35~0.40左右,生物降解性较好。因此生物处理技术广泛用于制革废水处理。
1.传统活性污泥法:活性污泥法创建于1917年,是利用河川自净原理的人工强化高效处理工艺,已成为有机性污水生物处理的主体。在制革废水的处理中,活性污泥法的应用是相当普遍的,如西德的Wam制革污水处理厂、Lonis Sonwe-izer皮革厂,日本“室”皮革株式会社,国内北京东风制革厂、常州皮革厂、哈尔滨制革厂等采用活性污泥法,该法对生化需氧量去除率在90%以上,化学需氧量在60%-80%之间。色度在50%-90%之间,硫化物在85%-98%之间。传统活性物泥法处理效率高,适用于处理要求高二水质相对稳定的污水,但它要求进水浓度尤其是有抑制物浓度不能高,而制革废水中的硫化物及铬在超过一定浓度时对生化有抑制,同时它不适应冲击负荷,需要高的动力和基建费用。[7]
2.氧化沟:氧化沟法是活性污泥法的一种变种。氧化沟处理制革废水,处理效果稳定,操作管理简单,运行成本较低,日益受到人们的重视, 氧化沟有多种池型:CARROUSEL型、Orbel型、双沟型、三沟型。江苏南京制革厂、浙江海宁制革厂、湖北十堰制革厂等均采用氧化沟技术,该法对有机物去除率BOD5在95%以上,CODcr在95%,硫化物在99%-100%,悬浮固体75%左右,石油类99%以上。[7]
3.接触氧化:接触氧化法是介于活性污泥法与生物膜法之间的生物处理方法。接触氧化法具有较强的耐冲击负荷能力,污泥生成量少,无污泥膨胀,易维护管理,如设计不当,容易产生堵塞。广东江门制革厂,扬州制革厂,采用此法。该法对有机物去除率BOD5在95%左右,COD在92%左右。硫化物在98%左右。[7]
4.双层生物滤池:双层生物滤池是新开发的一种生物处理技术,它省去生物处理过程中必不可少的二次沉淀池。该法结构简单,高负荷运行。江苏吴江制革厂采用此法。该法对各种污染物的去除率:悬浮固体95%,生化需氧量98%,化学需氧量90%,三价铬96%以上,硫化物96%。[7]
四、SBR法在制革污水处理中的应用
SBR法全称为间隙式活性污泥法(Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process),是在单一的反应器中,按时间顺序进行进水、反应(曝气)、沉淀、出水、待机(闲置)等基本操作,从污水流入开始到待机时间结束为一个周期,这种周期周而复始,从而达到污水处理的目的。
1、SBR生化处理法特点[4]
1)构筑物少,可省去初沉池;无二沉池和污泥回流系统。与其它生化处理法相
比,基建和运行费用低,维护管理方便;
2)SBR的进水工序均化了污水逐时变化的水质、水量,一般不需设置调节池;
3)SBR工艺在时间上是理想的推流过程,在空间上是完全混合式,因此耐冲击负荷;
4)污泥的SVI值较低,一般不会发生污泥膨胀;
5)运行方式灵活,可同时实现对氮磷的去除;
6)SBR工艺的沉淀过程是在静止的状态下进行,处理水质优于连续式活性污泥法;
7)运行操作、参数控制易实施自动化管理。
2.SBR法应用于制革废水处理的工程实践
江山制革厂是专业生产猪皮革的企业,2000年生产猪皮近300万张,是江山市重点骨干企业。企业于2000年4月委托我院对原有污水处理设施进行重新设计、改造和调试工作。经多方调查研究,总结国内外制革污水处理的成功经验,利用企业已有污水处理设施,对系统进行重新设计,设计处理能力3000m3/d,处理进水CODCr为2600mg/L,生化处理系统主体采用SBR法,。于2001年8月由衢州市环境保护局主持通过验收。
1)处理系统流程
前工段制革废水先经机械格栅除去碎皮毛、皮屑等杂物后,与后工段染色废水混合后,进入初沉池,除去大量的麸糠等悬浮物后自流入预曝调节池进行水质水量调节,并脱除一部分的硫化物。然后经一级加药气浮装置除去大部分悬浮物、总铬后进入SBR池进行好氧生化处理,通过好氧细菌的新陈代谢作用除去大部分有机污染物后,出水经滗水器达标排放。
2)SBR反应池工艺参数
SBR反应池平面尺寸30×16×4.5m,分成2格,总深4.5米,有效水深4m,有效容积3840m3,停留时间30h;配TSE150型罗茨风机两台,单台风量:36.3m3/min·台,风压:5mH2O;反应池底布置ZH-80微孔曝气管200套,风量:3~4m3/m.h,服务面积:~0.5m2/套;设SHB-500型滗水器两台,单台滗水量500m3/h,有效滗水深度1m,最大滗水深度1.2m,堰口长3m;单池运行周期8h,周期进水量500 m3/周期,进水约4h,分曝气6h,沉淀1h,排水闲置1h。控制SV%在25%~30%左右,SVI100左右,DO为2~4mg/L左右。由于企业要求,SBR池采用手动方式运行。
3)处理效果
系统设计进水CODCr2600 mg/L,硫化物80mg/L,总铬80mg/L,实际平均进水
CODCr4040 mg/L,硫化物51.5mg/L,总铬28.59mg/L,最高时CODCr6580 mg/L,硫化物173mg/L,总铬85.5mg/L;SBR反应器设计进水CODCr800~900 mg/L,实际平均进水CODCr2240mg/L,最高达3350mg/L。调试完成后,系统运行稳定,出水各项指标均达到GB8978-96《污水综合排放标准》二级标准要求,处理效果高,对CODCr、S2-、SS、总铬的去除率分别为93.3%、99.0%、90.3%、99.4%。
4)技术经济指标
在不计折旧、管理费用下处理每吨水直接费用为1.02元/m3,处理吨水用电0.96度/m3。扣除预处理可节省费用每吨水直接费用为0.8元/m3,处理吨水用电0.8度/m3。
五、结论
1.与其它生化处理方法相比,SBR法具有生化处理的一般优点;
2.SBR法适用于制革废水处理;,
3.应用SBR法处理制革污水,可以节约工程基建投资,降低处理费用,同时易于实现自动控制,方便维护管理;
参考文献
1.成都大学等编《制革化学及工艺学》轻工出版社,1982
2.江山恒昌皮革有限公司污水处理工程竣工验收及报告
3.哈尔滨建筑工程学院主编《排水工程》下册,中国建筑工业出版社,1994
4.孙力平等主编《污水处理新工艺与设计计算实例》,科学出版社,2001.5
5.吴浩汀著《南京制革厂的污水处理技术[1990]》、《浙江江富邦皮革有限公司废水处理工程[1994]》、《浙江海宁制革总厂废水处理工程[1998]》
6.M.Bosnic, J.Buljan与R.P.Daniels《制革污水中污染物分析及各国排放标准》2000.11
7.刘立伟《制革工业废水治理技术现状分析》1992