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[關(guān)鍵詞]膜過濾;廢水處理;應(yīng)用;研究
中圖分類號(hào):X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2017)08-0365-01
1 概述
膜分離技術(shù)由于具有常溫下操作,無相態(tài)變化,高效節(jié)能,在生產(chǎn)過程不產(chǎn)生污染等特點(diǎn),因此在飲用水凈化、工業(yè)用水處理、食品與飲料用水除菌,生物活性物質(zhì)回收與精制等方面得到應(yīng)用,井迅速推廣到紡織、化工、電力、食品、冶金、石油、機(jī)械、生物、制藥、發(fā)酵等各個(gè)領(lǐng)域。分離膜因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu),在環(huán)境保護(hù)和水資源再生方面異軍突起。在環(huán)境工程,特別是水處理方面有著廣泛的應(yīng)用前景。在中國,膜技術(shù)主要應(yīng)用在水資源領(lǐng)域,在水處理中的應(yīng)用己經(jīng)占其所有應(yīng)用的70%―80%。由于其突出的優(yōu)點(diǎn),膜技術(shù)已經(jīng)成為在水處理領(lǐng)域最先進(jìn)、最有發(fā)展前途的技術(shù)之一。
膜分離技術(shù)是當(dāng)前人類解決所面臨的能源、資源、環(huán)境等重大問題的一項(xiàng)嶄新的高科技工程技術(shù)。但是在實(shí)際工藝應(yīng)用中,濃差極化和膜污染兩大因素制約了膜濾技術(shù)的推廣與應(yīng)用。對(duì)膜濾過程的強(qiáng)化是膜技術(shù)應(yīng)用中的重要一環(huán)。由于各種流體成分的復(fù)雜性及膜材料性能各異性,至今對(duì)膜濾強(qiáng)化尚未提出一種普適性的措施。
2 廢水處理發(fā)展存在的問題
2.1 管理水平低
一直沿用舊的技術(shù),不能及時(shí)順應(yīng)潮流的發(fā)展不能更新技術(shù)是阻礙城市污水處理的重要原因,此外,我國雖然已經(jīng)擁有先進(jìn)的處理技術(shù),但對(duì)于工作人員的培養(yǎng)還相對(duì)滯后,落后的管理水平根本無法適應(yīng)新建的較高技術(shù)的污水處理廠的運(yùn)營。
為了解決這些難題,有關(guān)部門也做了相的規(guī)定,對(duì)于城市污水處理率不能小于60%而鎮(zhèn)級(jí)污水處理率要大于50%,應(yīng)用大城市與小城鎮(zhèn)雙管齊下的政策將逐步改善我國不容樂觀的污水處理現(xiàn)狀。
2.2 污水處理技術(shù)滯后
技術(shù)的不斷革新才是解決城市污水體系發(fā)展問題的硬道理。多年來,我國雖然一直致力于將國外先進(jìn)污水處理技術(shù)同我國不斷更新的技術(shù)相結(jié)合的研究中。但是,社會(huì)的不斷進(jìn)步往往又讓我們?cè)谘赜脷W美國家技術(shù)的同時(shí)存在明顯的滯后現(xiàn)象。技術(shù)和設(shè)備與當(dāng)代的歐美國家相比又有一段很長的差距。他們?cè)谖鬯幚韽S的競標(biāo)中的優(yōu)勢(shì)一般表現(xiàn)在高效節(jié)能和環(huán)保上,此外,越來越令人關(guān)心的維修方案方面他們也做得很好。我國同行業(yè)的競爭者也需要提高機(jī)械的自動(dòng)化程度。
2.3 管理機(jī)制的不健全
在對(duì)工業(yè)廢水處理過程中,需要我們用有健全的監(jiān)管機(jī)制作為保障,為廢水處理提供有利的條件。但是在現(xiàn)有的市場環(huán)境下,監(jiān)管機(jī)制還不夠健全,發(fā)展比較緩慢,尤其是行政性的干預(yù)比較嚴(yán)重,沒有一個(gè)統(tǒng)一的規(guī)章制度進(jìn)行管理和制約,對(duì)于廢水處理來講極為不利。
3 廢水處理中膜過濾技術(shù)的應(yīng)用探討
3.1 在含油廢水中的應(yīng)用
傳統(tǒng)的處理含油廢水的方式有三種。一是采用管式聚亞乙烯氟超濾膜進(jìn)行含油廢水過濾處理。該超濾膜的使用可去除97%的油脂,這是基于總懸浮固體質(zhì)量濃度和油脂質(zhì)量濃度分別小于25mg幾和50m留L時(shí)計(jì)算得出的數(shù)值3[]。二是使用定制的復(fù)合膜進(jìn)行過濾。其污染程度相對(duì)較小,截留率較高。三是使用陶瓷膜和聚偏氟乙烯膜。這兩種濾膜可以旋轉(zhuǎn),提高湍流程度,能夠有效的降低滲透通量和濃差極化,處理含油廢水效果較好。兩者比較,前者的出水水質(zhì)和耐久性明顯高于后者。
3.2 在含煤廢水中的應(yīng)用
處理含煤廢水需要依賴一定的廢水處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)由氣動(dòng)撓性閥、模式過濾器、控制裝置等組成。其廢水處理流程主要包含以下幾點(diǎn):①加藥,進(jìn)行曝氣。在該類伴有細(xì)小顆粒的廢水進(jìn)人調(diào)節(jié)池時(shí)首先應(yīng)該進(jìn)行加藥處理,曝氣或者攪拌,之后在過濾器中過濾。②過濾操作。含煤廢水到達(dá)模式過濾器后,在進(jìn)行過濾時(shí),相對(duì)較濁的液體會(huì)經(jīng)過內(nèi)部濾元,而相對(duì)較輕的液體會(huì)進(jìn)人上腔進(jìn)行適當(dāng)利用。這個(gè)過程會(huì)在濾袋的表面截留很多固體,最終形成濾餅。③進(jìn)行反沖洗,排出濾餅。反沖洗速度較快,以秒計(jì),可達(dá)到瞬時(shí)反流清洗狀態(tài),然后經(jīng)由氣動(dòng)撓性閥排出所有濾袋表面的濾餅。
3.3 在印染、紡織污水中的應(yīng)用
印染、紡織污水色度較高、鹽度較、化學(xué)需氧量較高,同時(shí)可生化性較差。采用膜過濾技術(shù)可以在去污泥、沉降、濾砂之后進(jìn)行更為細(xì)致的膜濾。這種操作可以有效的降低污水中的色度,并減少生物降解較為困難的物質(zhì)的含量。對(duì)于該類污水應(yīng)該首先進(jìn)行生物處理,然后再采取納濾過程,這樣可以使污水的色度、有機(jī)物濃度和硬度與地下水的水平相近。采用納濾處理該類污水,其循環(huán)利用率高達(dá)80%一90%之間。
3.4 井在滲瀝液處理中的應(yīng)用
滲瀝液,多在填埋城市垃圾時(shí)產(chǎn)生,其間會(huì)伴有大量的污染物,其污染濃度較高、組分變化較大、成分較為復(fù)雜,傳統(tǒng)的活性炭吸附和生化聯(lián)合方法難以高效的處理該類物質(zhì)。而采用膜過濾方法可以有效的處理這類物質(zhì)。針對(duì)該類物質(zhì),應(yīng)該采取膜過濾中的納濾和反滲透方法。反滲透膜可以對(duì)無機(jī)成分和有機(jī)成分進(jìn)行去除。產(chǎn)生的濾過液可以排放也可以進(jìn)行工藝循環(huán)使用。通過蒸發(fā)殘留液獲取固態(tài)廢物。對(duì)其進(jìn)行填埋。而預(yù)處理主要可以采用超濾或微濾方式。
3.5 在城市生活廢水處理中的應(yīng)用
處理城市生活廢水可以采用梯度氧化鋁膜管進(jìn)行污水凈化,該氧化鋁膜便于清洗,不會(huì)造成孔隙淤塞,可以將污染物截留在控制層表,截留率較高。該膜的控制層的孔徑多為0.1-O.35Lm,可以有效的截留固體懸浮物。同時(shí),也可以使用無機(jī)膜一生物反應(yīng)器處理該類污水。對(duì)該膜的清洗應(yīng)該采用化學(xué)清洗方式和物理清洗方式聯(lián)合的方式。
4 結(jié)束語
通過對(duì)膜過濾技術(shù)在廢水處理中應(yīng)用的研究分析,我們可以發(fā)現(xiàn),在當(dāng)前各種條件下,廢水處理工作中依舊存在著多方面的問題,有關(guān)人員應(yīng)該從其客觀實(shí)際需求出發(fā),研究制定最為符合實(shí)際的膜過濾技術(shù)應(yīng)用實(shí)施策略。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:煤化工;廢水處理;發(fā)展趨勢(shì);發(fā)展現(xiàn)狀
基于煤化工廢水處理發(fā)展現(xiàn)狀,要加強(qiáng)煤化工廢水可生化性技術(shù)研究,充分發(fā)揮生物脫氮技術(shù)優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)以低成本深度處理廢水的目標(biāo),提高出水水質(zhì),達(dá)到高效反滲透工藝進(jìn)水要求,力求實(shí)現(xiàn)煤化工廢水“零排放”目標(biāo)。這需要加強(qiáng)高級(jí)氧化技術(shù)與生物脫氮技術(shù)的研究。
1煤化工廢水水質(zhì)特點(diǎn)
現(xiàn)階段,煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展鏈條主要包括煤氣化、煤液化、煤炭焦化,產(chǎn)生的廢水具體包括焦化廢水、煤液化廢水、煤氣化廢水。煤化工過程會(huì)需要大量的水,主要用來進(jìn)行煤氣洗滌與冷凝等,會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的廢水,廢水中含有的污染物濃度較高,而且水質(zhì)復(fù)雜,以酚類化合物為主,為高濃度難以生物降解的工業(yè)廢水。
2煤化工廢水處理現(xiàn)狀
當(dāng)前,煤化工廢水處理多采取結(jié)合應(yīng)用各類技術(shù)的方式,因?yàn)閱蝹€(gè)處理工藝,難以達(dá)到廢水處理的標(biāo)準(zhǔn),為了實(shí)現(xiàn)零排放目標(biāo),提高廢水循環(huán)利用,所以結(jié)合工藝特性,靈活組合并且優(yōu)化,彌補(bǔ)技術(shù)缺陷?,F(xiàn)對(duì)廢水處理各階段所應(yīng)用的技術(shù),做以下論述:
2.1預(yù)處理工藝
此階段主要為了回收廢水中所含有的酚、氨類物質(zhì),降低廢水含油量,實(shí)現(xiàn)廢水初步生化,達(dá)到后續(xù)處理的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。此環(huán)節(jié)通常采取以下技術(shù):①脫酚與蒸氨組合工藝。結(jié)合運(yùn)用容積萃取脫酚以及蒸氨組合工藝,進(jìn)行預(yù)處理,通過降低pH值,便于萃取脫酚運(yùn)行,利用甲基異丁基酮,作為脫酚萃取劑,萃取效率水平在90%以上。此技術(shù)雖然具有不錯(cuò)的處理效果,但增加了有毒物質(zhì),影響著后續(xù)處理,因此還需要加強(qiáng)研究。②除油技術(shù)。經(jīng)過預(yù)處理后,可以減少煤化工廢水中的氨氮與總酚濃度,由于含有一定的油,阻礙著氧氣溶解,為了達(dá)到生物工藝進(jìn)水標(biāo)準(zhǔn),即油小于50mg/L,通常采取氣浮分離方式,利用絮凝劑實(shí)現(xiàn)除油。此方法的應(yīng)用,會(huì)降低煤化工廢水的可生化性。部分企業(yè)采取氮?dú)鈿飧〕停@得了不錯(cuò)的效果。
2.2生化處理工藝
2.2.1厭氧生物處理工藝
目前,有研究發(fā)現(xiàn)厭氧微生物,可以在共代謝基質(zhì)條件下,提高自身的分解能力。甲醇共基質(zhì)(甲醇500mg/L)厭氧處理工藝的應(yīng)用,可以去除73%左右的煤化工廢水含有的酚類化合物,利用粉末活性炭(1.0g/L)厭氧工藝,能夠去除75%左右的酚類化合物,極大程度上改善了煤化工廢水的生化性能。總的來說,厭氧工藝處理廢水中的COD與氨氮物質(zhì),其效果有限,若能夠形成以生物降解的、小分子有機(jī)物,則能夠有效提升煤化工廢水的可生化性能與好氧降解性能。
2.2.2好氧生物處理工藝
對(duì)煤化工廢水進(jìn)行厭氧處理后,出水所含的污染物,其具有不錯(cuò)的可生化性,利用好氧活性污泥工藝,對(duì)其做深層次處理,采取人工投加特殊微生物的方式,去除廢水中含有的有毒物質(zhì),能夠全面提升處理工藝的水平。某煤化工企業(yè)進(jìn)行廢水處理,采取組合工藝,從二沉池底泥內(nèi),分離長鏈烷烴降解菌,經(jīng)過富集培養(yǎng),將其加入到MBBR工藝中,處理煤制氣廢水,極大程度上提高了廢水中COD的處理效果。利用MBBR工藝,COD去除率能夠達(dá)到81%,總酚去除率能夠達(dá)到89%,氨氮去除率能夠達(dá)到94%。好氧生物膜處理工藝應(yīng)用在煤化工廢水處理中,有著不錯(cuò)的效果,同時(shí)在深度處理中,應(yīng)用此工藝,出水中氨氮與COD物質(zhì)含量也能夠達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn),系統(tǒng)運(yùn)行較為穩(wěn)定。
2.3深度處理工藝
2.3.1膜分離技術(shù)
此技術(shù)主要是借助膜的選擇性特點(diǎn),選擇性地讓組分通過,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)料液分離。按照膜孔徑大小,可以將膜分為微濾膜與超濾膜等。膜分離屬于物理過程,不會(huì)發(fā)生相的變化。利用此技術(shù),進(jìn)行氣化焦廢水處理,COD去除率能夠達(dá)到91%左右。
2.3.2高級(jí)氧化法
此方法指的是在特定反應(yīng)條件下,借助•OH的作用,降低大分子有機(jī)物,使其能夠成為低毒或者無毒小分子物質(zhì),具有較好的處理效果。按照自由基產(chǎn)生方式以及反應(yīng)條件劃分,此技術(shù)主要包括生化學(xué)氧化與電化學(xué)氧化法等。應(yīng)用高級(jí)氧化法,不僅反應(yīng)時(shí)間較短,能夠高效控制氧化反應(yīng)過程,而且實(shí)用性較強(qiáng),能夠徹底降解。利用Fenton試劑-混凝沉淀工藝法,進(jìn)行煤化工廢水處理,COD去除率能夠達(dá)到>70%,色度去除率在80%作用。應(yīng)用超臨界水氧化法,在溫度>374℃、壓力>22.1MPa的條件下,將水處于超臨界狀態(tài),利用氧分子作為氧化劑,進(jìn)行有機(jī)物氧化,能夠達(dá)到污水處理標(biāo)準(zhǔn)。
3煤化工廢水處理發(fā)展方向
現(xiàn)階段,煤化工廢水單一處理工藝比較成熟,但是難以達(dá)到零排放處理目標(biāo),多種工藝結(jié)合應(yīng)用,相互彌補(bǔ)劣勢(shì),能夠達(dá)到不錯(cuò)的效果,因此復(fù)合處理工藝是研究的主要方向。同時(shí)要注重研發(fā)性能較好的催化劑,助推高級(jí)氧化技術(shù)的發(fā)展。
4結(jié)束語
現(xiàn)階段,煤化工廢水處理技術(shù)種類較多,能夠獲得不錯(cuò)的處理效果。但煤化工行業(yè)的發(fā)展,對(duì)廢水處理的要求不斷提升,這需要加快廢水處理工藝創(chuàng)新與改進(jìn),以推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[關(guān)鍵詞]老舊熱電廠 生產(chǎn)廢水 綜合治理 廢水回用
中圖分類號(hào):X773 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2016)09-0303-02
引言
該熱電廠始建于上世紀(jì)50年代,坐落在市區(qū)邊緣,主要擔(dān)負(fù)周邊地區(qū)的生產(chǎn)用汽和冬季供暖任務(wù),社會(huì)責(zé)任重大。經(jīng)過5期擴(kuò)建,目前還在使用的機(jī)組為二、三、四、五期。沈陽熱電廠前三期項(xiàng)目投運(yùn)較早,二期機(jī)組更是已運(yùn)行31年,部分設(shè)備及工藝陳舊,在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的污廢水量較多,而該廠尚未有先進(jìn)的污水處理工藝,原有處理工藝已無法滿足現(xiàn)在日益嚴(yán)格的環(huán)保要求。
原工業(yè)廢水處理站于2002年8月投入試運(yùn)行,該系統(tǒng)主要由調(diào)節(jié)池、氣浮系統(tǒng)、過濾系統(tǒng)、加藥系統(tǒng)、污泥系統(tǒng)幾個(gè)子系統(tǒng),現(xiàn)在氣浮系統(tǒng)、過濾系統(tǒng)、污泥系統(tǒng)這幾個(gè)關(guān)鍵系統(tǒng)出現(xiàn)了連續(xù)運(yùn)行時(shí)間短或不能正常使用的問題,因此存在廢水排放不達(dá)標(biāo)的隱患;含煤廢水處理工藝落后設(shè)備老化嚴(yán)重,已經(jīng)不能滿足國家環(huán)保要求,化學(xué)排水也存在不達(dá)標(biāo)排放的問題。
綜上,本電廠進(jìn)行廢水綜合治理勢(shì)在必行。
1 全廠廢水種類及廢水量及處理思路
根據(jù)電廠提供的水量平衡資料,全廠廢水種類和數(shù)量(以采暖季統(tǒng)計(jì))如下:
根據(jù)本表顯示,目前廢水基本都簡單處理后排放或直接排放,沒有做到分類處理和分級(jí)回收,業(yè)主取用了大量的自來水和地下水,很多水都經(jīng)過簡單的換熱、冷卻、沖洗即排放,水資源回用、循環(huán)使用率不高。
且由于原廢水處理設(shè)施,含廢水集中處理站、含煤廢水、生活污水等設(shè)施均已大部分損壞,無法使用,導(dǎo)致目前的廢水大多數(shù)均為未達(dá)標(biāo)排放。
廢水綜合治理按照“節(jié)水優(yōu)先、雨污分流、分級(jí)利用、達(dá)標(biāo)排放”的原則進(jìn)行改造,廢水綜合處理按全廠統(tǒng)一考慮治理,廢水處理后充分利用。鑒于化學(xué)酸堿中和排水的和脫硫廢水水質(zhì)較差,含有高濃度離子,但是滿足國家和當(dāng)?shù)氐奈鬯C合排放標(biāo)準(zhǔn),所以酸堿中和排水和脫硫廢水經(jīng)過處理達(dá)標(biāo)后全部排放。污廢水排放從嚴(yán)執(zhí)行國家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)三級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。其他類型的廢水經(jīng)過處理后水質(zhì)較好,進(jìn)行全廠回用,均應(yīng)用于脫硫系統(tǒng),以減少新鮮工業(yè)水和地下水的用量。
2 廢水綜合治理具體方式
(1) 沉渣池用水改造
沉渣池用水原來為工業(yè)水,沉渣后的水直接通過廢水處理系統(tǒng)排放,水量浪費(fèi)嚴(yán)重,損耗高達(dá)87.5t/h。設(shè)計(jì)改造成閉式循環(huán),僅補(bǔ)充消耗水的量,補(bǔ)充的水量約為17.5t/h,水源可選取其余系統(tǒng)處理后的廢水,節(jié)水70t/h。具體改造措施為增加一小型的機(jī)械冷卻通風(fēng)塔,使沉渣池的水循環(huán)使用。
(2) 鍋爐排污水和轉(zhuǎn)機(jī)冷卻水可直接回收
鍋爐排污水和轉(zhuǎn)機(jī)冷卻水由于其水質(zhì)類同于工業(yè)水,原來都只是直接排放,造成水資源浪費(fèi),此部分的水可直接回收利用。合計(jì)22+30=52t/h的水。具體搞造措施為增加收集水池和收集水泵,回收至其余系統(tǒng),其中17.5t/h可用于沉渣系統(tǒng),其余34.5t/h的水回用至脫硫系統(tǒng)用水。
(3)工業(yè)廢水處理系統(tǒng)
工業(yè)廢水處理系統(tǒng)主要是處理鍋爐沖灰水、浴池用水、輸煤沖洗用水,水量小計(jì)為10+30+10=50t/h,根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)分析:換熱站排水、鍋爐沖灰水主要污染物為懸浮物,浴池排水、洗手間及衛(wèi)生清掃排水主要污染物為少量的有機(jī)物和懸浮物。幾項(xiàng)水源混合后其主要污染物應(yīng)該為懸浮物和少量的有機(jī)物。
工業(yè)廢水主要通過混凝澄清處理去除懸浮物,污泥進(jìn)行污泥脫水處理。工業(yè)廢水處理系統(tǒng)擬設(shè)置如下的處理流程:
廢水貯存池混凝反應(yīng)槽澄清器回用水池過濾回用或排放
加藥 污泥
污泥濃縮池脫水機(jī)泥餅去處置場。
設(shè)計(jì)工業(yè)廢水處理系統(tǒng)容量為50t/h。經(jīng)過處理后,可以產(chǎn)生的回用水量約為45t/h,另有5t/h的水作為系統(tǒng)內(nèi)自用水消耗掉。此45t/的水可回用至脫硫系統(tǒng)用水。
(4)生活污水處理
由于本廠為老廠,配置人員較多,生活用水量較大,約為20t/h,產(chǎn)生相應(yīng)的生活污水。原來生活污水基本未經(jīng)有效處理就直接排放,本次處理方案是增加一套20t/h的生活污水處理裝置。整套設(shè)備可實(shí)現(xiàn)無人值班、全自動(dòng)控制要求??筛鶕?jù)進(jìn)水水質(zhì)、水量的變化自動(dòng)控制系統(tǒng)的水泵、消毒等所有有關(guān)設(shè)備,使出水水質(zhì)達(dá)到要求。正常情況,排泥采用定時(shí)自控;加氯采用氯餅加氯;清水提升泵根據(jù)回用水池水位自動(dòng)控制。風(fēng)機(jī)、水泵也可連續(xù)運(yùn)行,定時(shí)自動(dòng)互換。并設(shè)有設(shè)備故障聲光報(bào)警,液位超高、過低聲光報(bào)警,低負(fù)荷自動(dòng)睡眠運(yùn)行,高負(fù)荷自動(dòng)滿負(fù)荷運(yùn)行。處理后的廢水約為20t/h,處理后可直接回用至脫硫系統(tǒng)補(bǔ)水。
(5)化學(xué)再生酸堿中和廢水處理系統(tǒng)
酸堿中和廢水主要為鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)中的再生酸堿中和的廢水。水量約為75t/h,酸堿中和廢水處理流程為加酸(堿)調(diào)節(jié)pH至6~9合格,由于其依舊含有高濃度離子,不適合回用至工業(yè)水系統(tǒng)和除鹽水處理系統(tǒng),但是也滿足排放標(biāo)準(zhǔn)??紤]本工程按照“節(jié)水優(yōu)先、雨污分流、分級(jí)利用、達(dá)標(biāo)排放”的原則,因此處理后的化學(xué)排水可全部排放。使用原有的中和池,并使用原來的中和水泵,增加一套pH監(jiān)測(cè)設(shè)備。并將信號(hào)送至原化水車間控制室監(jiān)控,根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)操作中和水泵啟停。
(6)脫硫廢水處理系統(tǒng)
脫硫廢水處理系統(tǒng)只要是由脫硫島廠家成套供貨,脫硫廢水量約為42t/h。脫硫廢水中含有的雜質(zhì)主要包括懸浮物、過飽和的亞硫酸鹽、硫酸鹽以及重金屬、COD等;其中有些是國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)中要求控制的第一類污染物。脫硫廢水中的各種重金屬離子對(duì)環(huán)境有污染性,水質(zhì)比較特殊,處理難度較大,因此,必須對(duì)脫硫廢水進(jìn)行單獨(dú)處理。
脫硫廢水凈化處理,通常采用化學(xué)方法通過氧化、混凝、沉淀及pH調(diào)整等工藝,使廢水SS、COD、重金屬離子、氟化物等有害元素降至《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值以下。
但由于該工藝僅能去除廢水中的重金屬、COD以及懸浮物,無法除去水中的高含量離子,所以不適合回收利用,故此系統(tǒng)廢水建議直接排放。
原脫硫廢水處理系統(tǒng)的裝置經(jīng)過技改,還可以適用,所以不在本次廢水綜合治理的范圍內(nèi)。
對(duì)于近期較為流行的脫硫廢水蒸發(fā)濃縮結(jié)晶零排放工藝,由于其基建成本和運(yùn)行成本均太貴昂貴,另考慮到脫硫廢水已經(jīng)處理達(dá)標(biāo)排放,故本次廢水綜合治理不考慮廢水零排放措施,采用更為經(jīng)濟(jì)合理的綜合治理措施。
(7)廠區(qū)管道改造
由于本廠為老廠,各種建筑物眾多,廠區(qū)管道錯(cuò)綜復(fù)雜,廢水綜合治理工程涉及的廢水點(diǎn)分布在全廠各個(gè)區(qū)域,需要將其分類回收、分類匯總處理,涉及廠區(qū)管道較多。廠區(qū)管道的布置需充分考慮電廠現(xiàn)有的管網(wǎng)設(shè)施情況,由于管道均為小管徑管道,布置方式采用架空保溫布置形式,不采用埋地等工作量大的布置型式。管道布置在后期會(huì)根據(jù)現(xiàn)場情況盡量利用原來的管架,局部地區(qū)采用增加小管架的方式。
3 廢水綜合治理后的情況比較
(1)水量分析
根據(jù)上述廢水綜合治理后,廢水各系統(tǒng)水量情況匯總?cè)缦拢?/p>
經(jīng)過表格分析,原排水326.5過廢水綜合治理后排水量變?yōu)?17t/h,減少排水209.5t/h。各系統(tǒng)廢水處理后均回收利用,減少脫硫系統(tǒng)和沉渣系統(tǒng)取水204.5t/h。
(2)經(jīng)濟(jì)效益分析
各系統(tǒng)改造費(fèi)用約為1138萬元,含設(shè)備、基建、安裝、調(diào)試等各種費(fèi)用。根據(jù)業(yè)主反饋的資料,取水費(fèi)用加上預(yù)處理費(fèi)用折合系統(tǒng)用水費(fèi)用為3元/噸水。排水費(fèi)用為2元/噸水。經(jīng)過廢水綜合治理后節(jié)約的取水和排水費(fèi)用為209.5×3+204.5×2=1037.5元/小時(shí)。按年運(yùn)行小時(shí)5500小時(shí)計(jì),一年節(jié)約費(fèi)用約為570萬元??紤]運(yùn)行費(fèi)用及其余綜合費(fèi)用,預(yù)估2~4年即可回收投資成本。有著非常好的經(jīng)濟(jì)效益。
4 結(jié)論及建議
廢水綜合治理工程將之前的各種廢水分類回收,分類處理回收利用。較少排水量209.5t/h,減少取水量204.5t/h,有著很好的節(jié)水效果且具有很高的經(jīng)濟(jì)效益。
另外其帶來的環(huán)保意義更是巨大。廢水綜合直流將原來直接排放的廢水分類處理后直接回收利用,充分節(jié)約了水資料,將處理后的廢水變廢為寶,充分回用,又減少了原來取水量,將電廠的生產(chǎn)水循環(huán)利用,有著很好的節(jié)水和環(huán)保意義。
針對(duì)目前國內(nèi)還存在的眾多老舊電廠,建議及時(shí)理清其全廠水利用情況,如果有類似的浪費(fèi)水資源,排水不達(dá)標(biāo)的情況,應(yīng)積極主動(dòng)地進(jìn)行技改整治工作,不但有良好的經(jīng)濟(jì)效益,更帶來豐厚的環(huán)境效益回報(bào)。符合國家目前大力提倡的環(huán)保治理可持續(xù)發(fā)展政策。
參考文獻(xiàn)
1.《給水工程》 中國建筑工業(yè)出版社 1999年 嚴(yán)煦世等 主編.
2.《排水工程》中國建筑工業(yè)出版社 2000年 張自杰、林榮忱等主編.
3.《火力發(fā)電廠化學(xué)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》 DL/T5068-2006.
我國水資源緊缺、水質(zhì)污染嚴(yán)重,資源和環(huán)境壓力是社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要障礙。我國同時(shí)又是鋼鐵大國,鋼鐵工業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)之一。而鋼鐵工業(yè)是用水大戶和高污染大戶,用水量占工業(yè)用水量的20%左右,污水排放量占工業(yè)排放的量12%左右[1~3]。水資源短缺已成為制約鋼鐵企業(yè)持續(xù)發(fā)展的瓶頸,開展鋼鐵工業(yè)節(jié)水與水污染控制技術(shù)研究,提高水資源利用率已迫在眉睫。本文旨在按照鋼鐵工業(yè)的生產(chǎn)工藝流程,針對(duì)其每個(gè)環(huán)節(jié)的產(chǎn)污節(jié)點(diǎn)和主要污染物,歸納整理并提出鋼鐵工業(yè)節(jié)水及水污染控制技術(shù)方面的研究進(jìn)展,為進(jìn)一步開展鋼鐵工業(yè)水資源高效循環(huán)利用和水污染物控制削減的研究提供理論依據(jù)。
2原料場
2.1生產(chǎn)工藝、產(chǎn)污節(jié)點(diǎn)與主要水污染物組成
工藝設(shè)施有物料運(yùn)輸、貯存和卸料設(shè)施,產(chǎn)生的廢水為卸料除塵廢水和沖洗地坪廢水,主要污染物為SS。
2.2節(jié)水及水污染控制技術(shù)
產(chǎn)生的廢水經(jīng)過沉淀處理后即可回用。
3焦化
3.1生產(chǎn)工藝、產(chǎn)污節(jié)點(diǎn)與主要水污染物組成
焦化工藝是指將配比好的煤粉碎為合格煤粒,裝入焦?fàn)t炭化室高溫干餾生成焦炭,再經(jīng)熄焦、篩焦得到合格冶金焦的過程。由備煤、煉焦、化產(chǎn)(煤氣凈化及化學(xué)產(chǎn)品回收)三部分組成,所用的原料、輔料和燃料包括煤、化學(xué)品(洗油、脫硫劑、硫酸和堿)和煤氣[4]。焦化廢水主要由剩余氨水、煤氣終冷水、蒸汽冷凝分離水以及其他廢水組成,這類廢水均含有一定濃度的酚、氰和硫化物,水量不大,但成分復(fù)雜。
3.2工藝過程中的源頭控制技術(shù)
3.2.1入爐煤調(diào)濕技術(shù)(cmC)該技術(shù)適用于配煤工序,是通過加熱干燥,將入爐煤料水分控制在適宜水平。目前主要有導(dǎo)熱油煤調(diào)濕工藝、煙道氣煤調(diào)濕工藝、蒸汽煤調(diào)濕工藝。該技術(shù)可分別減少剩余氨水、蒸氨用蒸汽及焦?fàn)t加熱用煤氣量約30%。
3.2.2氣流分級(jí)分離調(diào)濕技術(shù)該技術(shù)適用于配煤工序,是集風(fēng)選破碎和煤調(diào)濕于一體的技術(shù)。該技術(shù)可增加焦?fàn)t弱粘結(jié)性煤用量,減少煤料水分,提高裝爐煤堆比重,減少廢氣和廢水排放。
3.2.3焦?fàn)t煤氣冷凝凈化技術(shù)該技術(shù)是用分階段冷凝冷卻和除塵替代傳統(tǒng)焦?fàn)t煤氣凈化工藝中用氨水噴淋荒煤氣降溫。可減少廢水排放量,降低廢水處理和后續(xù)煤氣凈化難度,回收利用余熱,還可通過深度冷凝來分離純化焦?fàn)t煤氣中的硫化氫、氰化物等雜質(zhì)。
3.2.4干法熄焦技術(shù)該技術(shù)適用于熄焦工序,是利用惰性氣體將焦炭冷卻。該技術(shù)可節(jié)約用水,減少濕法熄焦過程中排放的含酚、氫氰酸、硫化氫、氨氣的廢氣和廢水。
3.2.5低水分熄焦技術(shù)該技術(shù)適用于熄焦工序,是在專門設(shè)計(jì)的熄焦車內(nèi)通過噴嘴、凹槽或孔口噴水,將焦炭冷卻。殘余的水在熄焦系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)使用。該技術(shù)配套用于高炭化室焦?fàn)t熄焦,可一次處理單炭化室產(chǎn)出的全部焦炭,與常規(guī)濕法熄焦技術(shù)相比,可減少20%~40%耗水量,但投資略高。
3.3廢水處理技術(shù)
3.3.1預(yù)處理技術(shù)焦化廢水通常采用重力除油法、混凝沉淀法、氣浮除油法等預(yù)處理技術(shù),可將焦化廢水中的石油類污染物從100~200mg/L降低到10~50mg/L,減輕后續(xù)處理的難度和負(fù)荷。
3.3.2生化處理技術(shù)(1)普通活性污泥法處理技術(shù)。預(yù)處理后的廢水與二次沉淀池回流污泥共同進(jìn)入曝氣池,混合液推流前進(jìn),流動(dòng)過程中活性污泥中的微生物對(duì)有機(jī)物進(jìn)行吸附、絮凝和降解。當(dāng)進(jìn)水COD低于2000mg/L時(shí),COD的去除率70%~85%,出水COD300~500mg/L。該技術(shù)可有效去除酚、氰;但出水COD偏高,占地面積大,對(duì)氨氮、有毒有害有機(jī)物的去除率不高,系統(tǒng)抗沖擊負(fù)荷能力差,運(yùn)行效果不穩(wěn)定。(2)A/O(缺氧/好氧)生化處理技術(shù)。預(yù)處理后的廢水依次進(jìn)入缺氧池和好氧池,利用活性污泥降解廢水中的有機(jī)污染物。通常好氧池采用活性污泥工藝,缺氧池采用生物膜工藝。當(dāng)進(jìn)水COD低于2000mg/L時(shí),酚、氰處理去除率大于99%,COD去除率85%~90%,出水COD200~300mg/L。該技術(shù)可有效去除酚、氰;但缺氧池抗沖擊負(fù)荷能力差,出水COD濃度偏高。(3)A2/O(厭氧-缺氧/好氧)生化處理技術(shù)。A2/O工藝是在A/O工藝中缺氧池前增加一個(gè)厭氧池,利用厭氧微生物先將復(fù)雜的多環(huán)芳烴類有機(jī)物降解為小分子,提高廢水的可生化性。當(dāng)進(jìn)水COD低于2000mg/L、氨氮低于150mg/L時(shí),酚、氰去除率大于99.8%,氨氮去除率大于95%,COD去除率大于90%。該技術(shù)可有效去除酚、氰及有機(jī)污染物;但占地面積大,工藝流程長,運(yùn)行費(fèi)用較高。(4)A/O2(缺氧/好氧-好氧)生化處理技術(shù)。A/O2又稱為短流程硝化-反硝化工藝,其中A段為缺氧反硝化段,第一個(gè)O段為亞硝化段,第二個(gè)O段為硝化段。當(dāng)進(jìn)水COD低于2000mg/L、氨氮低于150mg/L時(shí),酚、氰去除率大于99.5%,氨氮去除率大于95%,COD去除率大于90%。該技術(shù)可強(qiáng)化系統(tǒng)抗沖擊負(fù)荷能力,有效去除酚、氰及有機(jī)污染物;但占地面積大,工藝流程長,運(yùn)行費(fèi)用較高。(5)O-A/O(初曝-缺氧/好氧)生化處理技術(shù)。O-A/O工藝由兩個(gè)獨(dú)立的生化處理系統(tǒng)組成,第一個(gè)生化系統(tǒng)由初曝池(O)+初沉池構(gòu)成,第二個(gè)生化系統(tǒng)由缺氧池(A)+好氧池(O)+二沉池構(gòu)成。當(dāng)進(jìn)水COD低于4500mg/L、氨氮低于650mg/L、揮發(fā)酚低于1000mg/L、氰化物低于70mg/L、BOD5/COD為0.1~0.3的情況下,出水COD100~200mg/L、氨氮5~10mg/L。該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)短程硝化-反硝化、短程硝化-厭氧氨氧化,降解有機(jī)污染物能力強(qiáng),抗毒害物質(zhì)和系統(tǒng)抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng),產(chǎn)泥量少。(6)其他生化輔助處理技術(shù)。固定化細(xì)胞技術(shù):通過化學(xué)或物理手段,將篩選分離出的適宜于降解特定廢水的高效菌種固定化,使其保持活性,以便反復(fù)利用;生物酶技術(shù):在曝氣池投加生物酶來提高活性污泥的活性和污泥濃度,從而提高現(xiàn)有裝置的處理能力;粉狀活性炭技術(shù):利用粉狀活性炭的吸附作用固定高效菌,形成大的絮體,延長有機(jī)物在處理系統(tǒng)的停留時(shí)間,強(qiáng)化處理效果。以上幾種方法運(yùn)行成本低,工藝簡單,操作方便,可作為生化處理技術(shù)的輔助措施,多用于焦化廢水現(xiàn)有生化處理工藝的改進(jìn)。
3.3.3深度處理技術(shù)焦化廢水深度處理技術(shù)是指采用物化法將生化法處理后的出水進(jìn)一步處理,降低廢水中的污染物濃度,通常采用混凝沉淀法、吸附過濾法等,膜分離技術(shù)、催化氧化技術(shù)、高級(jí)氧化技術(shù)可進(jìn)一步去除焦化廢水中的懸浮物和有機(jī)污染物。(1)混凝沉淀法。向廢水中投加混凝劑和絮凝劑,與廢水中污染物形成大顆粒絮狀體,經(jīng)沉淀與水分離。(2)吸附過濾法。采用活性炭、褐煤、木屑等多孔物質(zhì)將廢水中的有機(jī)物和懸浮物吸附脫除。粉煤灰是燃煤電廠粉煤燃燒排放的廢棄物,其主要組分為Al2O3、SiO2、CaO、Fe2O3,用它處理焦化廢水具有成本低廉、以廢治廢的特點(diǎn)。天然多孔礦物內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)的形式多樣,將它與焦化廢水混合或讓廢水通過礦物濾床,廢水中的有機(jī)污染物及無機(jī)物等即被吸附在多孔礦物中得以去除,天然多孔礦物還具有分布廣泛、價(jià)格低廉、可循環(huán)利用等優(yōu)點(diǎn),因此在焦化廢水處理等環(huán)境凈化領(lǐng)域具有非常廣闊的應(yīng)用前景。(3)膜分離法廢水處理技術(shù)。膜分離法是利用天然或人工合成膜,以濃度差、壓力差及電位差等為推動(dòng)力,對(duì)二組分以上的溶質(zhì)和溶劑進(jìn)行分離提純和富集的方法。常見的膜分離法包括微濾、超濾和反滲透。該技術(shù)分離效率高,出水水質(zhì)好,易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,但膜的清洗難度大,投資和運(yùn)行費(fèi)用較高。采用超濾-反滲透膜法處理后的焦化廢水出水可作為間接冷卻循環(huán)水補(bǔ)充水。(4)催化氧化法廢水處理技術(shù)。催化氧化技術(shù)是在一定溫度、壓力和催化劑的作用下,將焦化廢水中的有機(jī)污染物氧化,轉(zhuǎn)化為氮?dú)夂投趸?,催化劑主要采用過渡金屬及其氧化物或酶。尤其是多相催化氧化技術(shù),目前研究較多的有CuO、MnO2和K2O三種負(fù)載型催化劑,能夠克服均相催化氧化法催化劑難以回收、藥劑費(fèi)高、引入雜質(zhì)等問題,又無酶催化氧化法處理成本高、條件要求苛刻的缺點(diǎn),在酚氰廢水處理方面取得了滿意的效果。該技術(shù)處理效率高,氧化速度快,但處理量小。(5)臭氧氧化法廢水處理技術(shù)。臭氧具有極強(qiáng)的氧化性,能與許多有機(jī)物或官能團(tuán)發(fā)生反應(yīng),將復(fù)雜的有機(jī)物轉(zhuǎn)化成為簡單有機(jī)物,使污染物的極性、生物降解性和毒性等發(fā)生改變,多余的O3可自行分解為O2。用臭氧氧化法處理焦化廢水可以同時(shí)脫除廢水中的酚、氰化物及其他有機(jī)物。臭氧具有可就地生產(chǎn)使用、原料易得、使用方便、不產(chǎn)生二次污染的優(yōu)點(diǎn),但是在低劑量和短時(shí)間內(nèi)臭氧不可能完全礦化污染物,且分解生成的中間產(chǎn)物會(huì)阻止臭氧的進(jìn)一步氧化。另外,單純臭氧氧化處理焦化廢水的效率低,處理成本高,因此采用臭氧與其他處理方法聯(lián)合的形式具有較好的應(yīng)用前景。具體形式包括:O3+生化、O3+絮凝+膜處理、O3+氣浮、O3+活性炭吸附等。(6)Fenton試劑氧化法廢水處理技術(shù)。Fenton試劑是指H2O2與催化劑Fe2+構(gòu)成的氧化體系,H2O2和Fe-SO4按照一定的比例混合得到氧化性極強(qiáng)的藥劑,處理廢水時(shí)不僅有氧化作用而且有混凝作用,對(duì)COD、色度、濁度有較高的去除率,處理焦化廢水具有良好的應(yīng)用前景[5]。(7)微電解法廢水處理技術(shù)。微電解法是利用金屬腐蝕原理,發(fā)生原電池反應(yīng)。常見的是鐵碳微電解,即以Fe、C形成原電池對(duì)廢水進(jìn)行處理的工藝。當(dāng)鐵和碳浸入電解質(zhì)溶液中時(shí),由于Fe和C之間的電極電位差,會(huì)形成無數(shù)的微電池系統(tǒng),陽極反應(yīng)產(chǎn)生的二價(jià)鐵離子有較強(qiáng)的還原能力,使部分難降解環(huán)狀和長鏈有機(jī)物分解成小分子有機(jī)物而提高可生化性。二價(jià)鐵離子進(jìn)一步氧化成三價(jià)鐵離子,其水合物具有較強(qiáng)的吸附絮凝活性,從而進(jìn)一步降低廢水色度,同時(shí)去除部分有機(jī)物使廢水得到凈化。微電解裝置使用壽命長,操作維護(hù)也很方便,但會(huì)引起板結(jié)問題,需定期人工處理。(8)光催化氧化法廢水處理技術(shù)。光催化氧化法是一種新興的廢水處理技術(shù),其氧化機(jī)理為:電子~空穴對(duì)通過與空氣或水中的O2和H2O作用生成HO•,HO•具有極強(qiáng)的氧化性,可以將廢水中的有機(jī)物完全降解為無污染的小分子無機(jī)物。光催化材料具有無損失、無二次污染、可重復(fù)利用、對(duì)幾乎所有的有機(jī)污染物都可實(shí)現(xiàn)完全降解的優(yōu)點(diǎn),因而受到各國學(xué)者的普遍重視,是目前環(huán)保和材料領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。
4燒結(jié)(球團(tuán))
4.1生產(chǎn)工藝、產(chǎn)污節(jié)點(diǎn)與主要水污染物組成
燒結(jié)與球團(tuán)是鋼鐵冶煉行業(yè)中提煉鐵礦石的兩種常用工藝。生產(chǎn)廢水來自:(1)濕式除塵設(shè)備排水。主要污染物為SS,濃度一般為3000~5000mg/L;(2)沖洗地坪排水和沖洗膠帶廢水。主要污染物為SS。(3)設(shè)備間接冷卻水。其水溫升高,水質(zhì)未受污染,經(jīng)冷卻和水質(zhì)穩(wěn)定處理后即可回用。
4.2節(jié)水及水污染控制技術(shù)
這些廢水一般經(jīng)過沉淀、冷卻處理后即可回用,對(duì)回用水要求較高時(shí),可采用混凝沉淀、過濾后再回用,處理后廢水完全能夠滿足生產(chǎn)要求。
5煉鐵
5.1生產(chǎn)工藝、產(chǎn)污節(jié)點(diǎn)與主要水污染物組成
煉鐵是指將金屬鐵從含鐵礦物(主要為鐵的氧化物)中提煉出來的工藝過程,主要有高爐法,直接還原法,熔融還原法,等離子法。生產(chǎn)廢水來自:(1)高爐煤氣洗滌水。水量大,是鋼鐵企業(yè)主要工業(yè)廢水之一,主要污染物為SS,濃度1000~3000mg/L,此外還有含少量酚、氰、Zn、Pb和硫化物,水溫高(40~55℃),硬度>180mg/L(以CaCO3計(jì)),pH也偏高(7.8~8.3);(2)爐渣?;?。廢水中的污染物成分為隨煉鐵用的原、燃料成分而異,主要污染物為SS,濃度200~300mg/L;(3)高爐、熱風(fēng)爐間接冷卻水。水溫升高。
5.2工藝過程中的源頭控制技術(shù)
5.2.1高爐串級(jí)供水技術(shù)用高爐本體凈循環(huán)系統(tǒng)的排污水作為高爐煤氣洗滌濁循環(huán)系統(tǒng)的補(bǔ)充水,高爐煤氣洗滌濁循環(huán)系統(tǒng)的排污水作為高爐沖渣循環(huán)系統(tǒng)的補(bǔ)充水。
5.2.2高爐渣轉(zhuǎn)鼓濕法?;夹g(shù)高爐渣轉(zhuǎn)鼓濕法?;に嚨膰嵲乃?m3,僅為水淬渣法的8~1/10。如采用該處理工藝,裝置的流程短、工作環(huán)境好、產(chǎn)出的渣粒均勻并可直接使用,經(jīng)濟(jì)效益顯著。
5.3廢水處理技術(shù)
5.3.1高爐煤氣洗滌水水中含有酚、氰等有毒物質(zhì),同時(shí)懸浮物、水溫、硬度、pH高,可造成系統(tǒng)主要設(shè)備結(jié)垢。我國大部分企業(yè)都是采用沉淀池沉淀,一部分循環(huán)使用,一部分外排,目前已應(yīng)用的高爐煤氣洗滌水防止系統(tǒng)結(jié)垢方法有軟化法、酸化法和化學(xué)藥劑法。(1)石灰-碳化法。石灰-碳化法是在系統(tǒng)中通入石灰將水質(zhì)軟化,然后再進(jìn)行碳化。軟化是使重碳酸鹽轉(zhuǎn)化為碳酸鹽或氫氧化物沉淀,除掉水中暫時(shí)硬度,碳化是利用高爐煤氣中的CO2與循環(huán)水中易結(jié)垢的物質(zhì)CaCO3反應(yīng)生成溶解度大的Ca(HCO3)2。該方法的缺點(diǎn)是,勞動(dòng)強(qiáng)度大,設(shè)備不易維護(hù),現(xiàn)場環(huán)境差,指標(biāo)控制難度大[6]。(2)酸化法。酸化法是在高爐煤氣洗滌水的循環(huán)系統(tǒng)中加入定量的硫酸或鹽酸,使水中溶解度小的碳酸鹽硬度轉(zhuǎn)化為溶解度大的非碳酸鹽硬度,這種方法可以有效地控制碳酸鹽硬度,阻止結(jié)垢,而且工藝簡單,運(yùn)行費(fèi)用低,對(duì)酸的質(zhì)量沒有嚴(yán)格要求,但是對(duì)加酸的設(shè)備和管道等的腐蝕比較嚴(yán)重,且排污量大,設(shè)備維護(hù)困難。(3)化學(xué)藥劑法?;瘜W(xué)藥劑法是在高爐煤氣洗滌水中投加由有機(jī)磷酸鹽和聚羧酸組成的復(fù)合阻垢分散劑。它與水中多種金屬離子反應(yīng)生成一種可溶性的穩(wěn)定螯合物或絡(luò)合物,從而起到了阻垢分散作用?;瘜W(xué)藥劑法水處理成本較高,但阻垢效果較好。
5.3.2爐渣粒化水爐渣?;锤郀t沖渣所產(chǎn)生的廢水。隨著高爐向大型化發(fā)展,渣量大,用水量也大,通常采用循環(huán)給水系統(tǒng)。目前水渣處理方法一般有英巴法、環(huán)保英巴法、底濾法、嘉恒法、沉淀池法等。(1)英巴法。高爐渣通過沖制箱將熔渣水淬?;伤?jīng)渣溝流入水渣槽內(nèi),然后進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓過濾器,濾出的渣輸送到成品槽內(nèi)。濾后的水進(jìn)入集水槽中,集水槽底部設(shè)底流泵,將沉于集水槽底部的渣再送到渣溝中去。集水槽中的水通過頂部的溢流溝進(jìn)入熱水池內(nèi),然后經(jīng)?;厮媒M加壓送到冷卻塔中進(jìn)行降溫處理。冷卻后的水集中在塔下冷水池內(nèi),用?;┧媒M加壓送至沖制箱再循環(huán)使用。由于所有的渣均在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)被分離,沒有浮渣產(chǎn)生,不必再設(shè)沉淀設(shè)施,工作效率高,水渣質(zhì)量好,容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。但是英巴法不能處理含鐵高的熔渣,水系統(tǒng)較復(fù)雜,懸浮物較高,設(shè)備造價(jià)較高[7]。(2)環(huán)保英巴法。在英巴法的基礎(chǔ)上增加了冷凝裝置,實(shí)現(xiàn)對(duì)該區(qū)域所有蒸汽進(jìn)行冷凝回收,使得硫化物的散發(fā)量減少到零,但是依然具有水系統(tǒng)復(fù)雜,設(shè)備多,,投資高的缺點(diǎn)。(3)底濾法。鐵口下渣在主鐵溝中與鐵水分離后經(jīng)沖制器將熔渣?;ㄟ^水渣溝流入渣濾池內(nèi),然后進(jìn)入熱水池,經(jīng)熱水泵加壓送到冷卻塔降溫處理。冷卻后的水集中在冷水池內(nèi),用泵加壓送到?jīng)_制箱再循環(huán)使用。過濾后的水懸浮物含量很少,且在渣濾過程中,可以暫時(shí)降低水的硬度。沖渣水管道可以采用普通鋼管,但濾池占地面積大,一般都要幾個(gè)濾池輪換作業(yè),且難以自動(dòng)控制。水渣質(zhì)量較好,但含水率較高。(4)嘉恒法。高爐熔渣從高爐排出,經(jīng)熔渣溝進(jìn)入?;鳎涣;啓C(jī)械破碎,同時(shí)高壓水射流冷卻和水淬作用形成顆粒水渣,渣水混合物進(jìn)入脫水器,脫水后的成品渣運(yùn)往水渣堆場。濾后的水經(jīng)過二級(jí)沉淀池沉淀后,上清液溢流至凈化水池,用泵加壓送至?;喬幯h(huán)使用。沉淀池底部的渣由抓斗吊車抓到渣池貯存,脫水后運(yùn)走,作業(yè)率100%,安全可靠;結(jié)構(gòu)緊湊,占地面積小;能耗低;自動(dòng)、半自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn),勞動(dòng)強(qiáng)度低;成品渣質(zhì)量好,含水量低。沉淀池內(nèi)循環(huán)水水溫約80℃,造成一定熱污染。(5)沉淀過濾法。沖渣水經(jīng)高爐前多孔噴嘴噴出沖渣,渣水混合物通過渣溝進(jìn)入平流沉渣池,大部分渣沉淀,沉渣池的出水經(jīng)分配渠進(jìn)入過濾池。過濾后的水經(jīng)加壓泵送往沖渣高位水池降溫冷卻,冷卻后的水自流至高爐出渣口的沖點(diǎn),供高爐沖渣循環(huán)使用。沉積于沉渣池內(nèi)的水渣,于貯渣池內(nèi)堆放脫水。經(jīng)沉淀過濾后的水懸浮物含量很少,沖渣水管道可以采用普通鋼管,水泵可選擇清水型泵,但沉淀池、濾池、貯渣池占地面積大。水渣質(zhì)量較好,但含水率較高。
6煉鋼
6.1生產(chǎn)工藝、產(chǎn)污節(jié)點(diǎn)與主要水污染物組成
煉鋼是指把生鐵放到煉鋼爐內(nèi)按一定工藝熔煉,控制碳含量,消除有害元素,保留或增加益元素,獲得最佳性能即得到鋼。生產(chǎn)廢水來自:(1)設(shè)備間接冷卻廢水。水質(zhì)一般未受污染;(2)設(shè)備和產(chǎn)品的直接冷卻水。主要污染物為氧化鐵皮和油脂;(3)濕式除塵廢水。主要污染物為SS,另外還有熱污染。電爐煉鋼一般采用干法除塵,無除塵廢水產(chǎn)生。
6.2節(jié)水及水污染控制技術(shù)
6.2.1工藝過程中的源頭控制技術(shù)(1)轉(zhuǎn)爐煤氣干法除塵技術(shù)。與傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)爐煤氣濕法除塵工藝(OG)相比,具有除塵效率高、節(jié)水效果好、能源消耗和運(yùn)行費(fèi)用低、使用壽命長、維護(hù)維修少的優(yōu)點(diǎn),特別是在降低新水消耗、能源消耗方面具有顯著優(yōu)勢(shì),可將轉(zhuǎn)爐煤氣含塵量降到15mg/m3以下,大幅度降低粉塵排放,同時(shí)還可實(shí)現(xiàn)污水零排放。目前得到廣泛應(yīng)用的轉(zhuǎn)爐煤氣干法除塵技術(shù)主要有魯奇的LT法、奧鋼聯(lián)的DDS法和德國西馬克推出的第二代干式電除塵法[8]。
6.2.2廢水處理技術(shù)轉(zhuǎn)爐、精煉爐系統(tǒng)設(shè)備間接冷卻水經(jīng)降溫處理以后循環(huán)使用,少量排水可以全部用作轉(zhuǎn)爐煤氣洗滌系統(tǒng)或連鑄濁循環(huán)系統(tǒng)的補(bǔ)充水。煤氣洗滌廢水中的SS通常采用沉淀池去除后全部循環(huán)使用。連鑄坯冷卻、鋼坯火焰清理設(shè)備冷卻等產(chǎn)生的廢水含有大量氧化鐵皮和少量的油脂,經(jīng)沉淀、過濾、降溫、除油和水質(zhì)穩(wěn)定后循環(huán)使用;可采用化學(xué)除油代替過去的高梯度磁過濾器和高速過濾器,采用高效水質(zhì)穩(wěn)定藥劑和加藥系統(tǒng)自動(dòng)化,提高了水循環(huán)系統(tǒng)的濃縮倍數(shù)、大大節(jié)約了新水用量。
7軋鋼
7.1生產(chǎn)工藝、產(chǎn)污節(jié)點(diǎn)與主要水污染物組成
在旋轉(zhuǎn)的軋輥間改變鋼錠,鋼坯形狀的壓力加工過程叫軋鋼,按軋制溫度不同可分為熱軋與冷軋。熱軋廢水為直接接觸物料和設(shè)備產(chǎn)生的冷卻水,主要來自供軋機(jī)支撐輥、卷取機(jī)、除鱗、輥道冷卻和沖鐵皮等。污水主要含氧化鐵皮和油。冷軋廢水的成分復(fù)雜,除含有酸、堿、油、乳化液和少量機(jī)械雜質(zhì)外,還含有大量的金屬鹽類,其中主要是鐵鹽,此外,還有少量的重金屬離子和有機(jī)成分。
7.2節(jié)水及水污染控制技術(shù)
目前軋鋼廠生產(chǎn)廢水均設(shè)有各類處理系統(tǒng),包括生產(chǎn)冷卻和沖鐵皮污水處理系統(tǒng)、含油及乳化液廢水處理系統(tǒng)、含鉻廢水處理系統(tǒng)、含酸堿廢水處理系統(tǒng)。生產(chǎn)冷卻和沖鐵皮污水處理系統(tǒng)通過旋流沉淀池對(duì)氧化鐵皮和油污進(jìn)行初處理,通過平流沉淀池進(jìn)行再處理,過濾、冷卻后供循環(huán)使用;含油及乳化液廢水處理系統(tǒng)將所有各機(jī)組排出的含油廢水及廢乳化液進(jìn)行分離,處理后的含油廢水進(jìn)入酸堿廢水處理系統(tǒng);含鉻廢水處理系統(tǒng)經(jīng)兩級(jí)還原,待出水中Cr6+<0.5mg/L,調(diào)整pH送入酸堿廢水處理系統(tǒng);酸堿廢水處理系統(tǒng)將工藝段排出的酸堿廢水、過濾器反洗水、處理后的含油、含鉻廢水等經(jīng)二次中和、曝氣、絮凝澄清后調(diào)整pH、過濾器過濾后循環(huán)使用。
8全廠性節(jié)水措施
8.1串級(jí)供水技術(shù)
串級(jí)供水技術(shù)的基本原理是利用不同用戶對(duì)水溫、水質(zhì)的不同要求,實(shí)行串聯(lián)供水。包括在一個(gè)循環(huán)系統(tǒng)中進(jìn)行串級(jí)供水和在不同循環(huán)系統(tǒng)中進(jìn)行串級(jí)供水。采用串級(jí)供水技術(shù)可以減少水處理構(gòu)筑物、節(jié)省占地、節(jié)約能源、減少或消除污染。
8.2建立節(jié)水型供水系統(tǒng)和采用節(jié)水型水處理設(shè)備
節(jié)水型供水系統(tǒng)包括循環(huán)供水系統(tǒng)、串級(jí)供水系統(tǒng)和廢水凈化回用供水系統(tǒng);節(jié)水型水處理設(shè)備主要有密閉循環(huán)間接冷卻水降溫設(shè)備、膜處理設(shè)備、高效油水分離及過濾設(shè)備和低飄水率冷卻塔設(shè)備等。
8.3污水分質(zhì)處理
鋼鐵企業(yè)廢水處理要針對(duì)不同的水質(zhì),采取不同的水處理技術(shù),處理后的水回用到不同的用戶,以實(shí)現(xiàn)水資源最大限度的合理利用。對(duì)不同生產(chǎn)工序產(chǎn)生的廢水進(jìn)行處理,鋼鐵企業(yè)內(nèi)部應(yīng)建立多個(gè)規(guī)模小、管路短的廢水處理設(shè)施,才能實(shí)現(xiàn)對(duì)不同種類廢水分而治之,雖然一次性投資可能要大些,但是節(jié)水效果好,可進(jìn)一步提高水的重復(fù)利用率和濃縮倍數(shù)。
8.4開發(fā)利用非常規(guī)水源
海水的利用途徑主要是直接利用和海水淡化。海水直接利用.就是以海水直接替代淡水作為工業(yè)用水或生活用水。海水淡化方法主要有多級(jí)閃蒸(MSF)、多效蒸發(fā)(MED)、壓汽蒸餾(VC)、反滲透(RO)和電滲析(ED)等。當(dāng)前,中國海水直接利用和海水淡化已是成熟工藝,在天津、大連、青島等沿海城市的電力、石油、化工等行業(yè)均有成功應(yīng)用的實(shí)例。但與常規(guī)水處理工藝相比,海水淡化所需成本很高。鋼鐵企業(yè)對(duì)雨水的利用主要是通過建設(shè)雨水收集系統(tǒng),將一定匯水面積上的雨水收集起來,經(jīng)處理后回用。鋼鐵企業(yè)建立雨水收集系統(tǒng)投資少、處理費(fèi)用較低,帶來較好的經(jīng)濟(jì)效益。北方地區(qū)雨水量偏少,只能作為補(bǔ)充水源,可以與污水利用相結(jié)合。但對(duì)于長江以南地區(qū),雨水充沛,利用雨水后節(jié)水效果顯著。
8.5改造消除不合理失水點(diǎn)
開展全廠性水平衡測(cè)試,對(duì)各系統(tǒng)的管網(wǎng)進(jìn)行現(xiàn)場確認(rèn)。按確認(rèn)結(jié)果組織測(cè)試,形成水平衡測(cè)試報(bào)告,找出不合理的用水點(diǎn),包括溢流、漏水等現(xiàn)象,為系統(tǒng)改造指明方向。加大不合理用水點(diǎn)的改造力度,對(duì)失水點(diǎn)采取返回系統(tǒng)循環(huán)、封堵及其它水替代等措施,降低水資源消耗。
9結(jié)語
關(guān)鍵詞:煤制水廢氣;預(yù)處理;生化處理;水廢氣;深化處理
引言:“富煤,貧油,少氣”三個(gè)詞語可以用來描述中國的現(xiàn)狀,中國的煤炭經(jīng)銷和能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)改革正在進(jìn)行。中國正在加快能源結(jié)構(gòu)調(diào)整,加大對(duì)重點(diǎn)提供清潔能源,煤炭和天然氣轉(zhuǎn)化中國能源供應(yīng)的發(fā)展,天然氣能源的發(fā)展成為一個(gè)嚴(yán)肅的話題。近年來,煤化工產(chǎn)業(yè)中煤制天然氣項(xiàng)目,尤其得到了快速發(fā)展。但是,煤和天然氣工業(yè)是一個(gè)對(duì)水的需求要求較高的工業(yè),大部分污水和廢水產(chǎn)生非常復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng),以及對(duì)人體中含有有害的污染物,如苯酚,塑料等,它們對(duì)環(huán)境的污染非常嚴(yán)重。中國的能源和水是反向分布的,水資源短缺影響煤化工項(xiàng)目的分布,生態(tài)環(huán)境異常脆弱,水環(huán)境容量是非常有限的。因此,煤制氣廢水的處理效率以及高效回收,,是保障煤制氣行業(yè)快速發(fā)展的關(guān)鍵因素。
一、煤制氣廢水出處及處理難度
煤氣化廢水源于聚焦在氣化工藝中的洗滌水,洗氣水,蒸汽分流水等,其中普遍的污染物包括氨氮、酚類、氰化物,石油類、硫化物等有毒有害的物質(zhì),對(duì)生化處理來說,對(duì)有機(jī)污染物進(jìn)行完全降解是不容易實(shí)現(xiàn)的,所以說它是常見的高濃度,高污染,難以降解的廢水。
目前,殼牌氣化工藝、德古士氣化工藝、魯奇氣化工藝是我國國內(nèi)普遍使用的三種煤氣化技術(shù)?!棒斊妗惫に囀且环N碎煤加壓氣化技術(shù),因氣化的溫度相對(duì)較低的原因,復(fù)雜的廢水成分因素,較高的污染程度影響,尤其是高COD(高達(dá)約5 000 mg / L)、高氨氮(約300~400 mg / L)、高石油類是其本身的特點(diǎn)。所以應(yīng)用受到了局限?!皻づ啤惫に嚥捎玫姆勖夯腋邷貧饣夹g(shù),較低的廢水的有機(jī)污染程度,高氨氮(約300 mg / L)、高氰化物(約50 mg / L)成為其重要的特點(diǎn);水煤漿高溫氣化技術(shù)是在“德古士”工藝中廣泛采用的,特點(diǎn)是較高的氨氮濃度(約500 mg / L),相比較而言不算高的有機(jī)污染程度;以魯奇工藝以廢水最復(fù)雜、處理難度較大成為三種工藝中難度最大的一種方法。
二、物化預(yù)處理技術(shù)
三種先進(jìn)的氣化技術(shù)被廣泛應(yīng)用于我國――殼牌氣化工藝、德古士氣化工藝、魯奇氣化工藝。魯奇氣化過程的廢水,是產(chǎn)生最復(fù)雜的。典型的魯奇煤制氣廢水中揮發(fā)酚含量大約在2900~3900mg / L之間,氨氮含量為3000~9000 mg / L,L,非揮發(fā)酚含量為1600~3600 mg / L。在大程度的降低了預(yù)處理廢水的處理難度之后,回收煤制氣廢水中胺類和酚類可以被節(jié)約下來。除去油類,以及有脫酚、脫酸、蒸氨是煤制氣廢水物化預(yù)處理采用的措施。
1.脫酚
揮發(fā)酚和非揮發(fā)酚的含量在煤制氣廢水中的含量不少,如果只采用水蒸氣脫酚法難以減少廢水中非揮發(fā)酚的含量。要避免易造成吸附飽和以及再生困難等問題需要認(rèn)識(shí)到吸附脫酚法難以實(shí)現(xiàn)對(duì)酚的特定吸附的事實(shí)。以溶劑萃取脫酚法為主,根據(jù)實(shí)際情況考慮結(jié)合水蒸氣脫酚法等,可以實(shí)現(xiàn),使酚回收工藝達(dá)到更高效的脫酚效果的目標(biāo)。甲基異丁基酮(MIBK)對(duì)煤制氣廢水的脫酚效果與二異丙基醚相比遜色了許多,我們MIBK作萃取劑后可以讓總酚的萃取效率升到至93%左右,把出水的總酚質(zhì)量濃度下降到400 mg / L以下是MIBK作萃取劑的一大特點(diǎn)。
采用MIBK作萃取劑可以使總酚的萃取效率升到至93%,把出水的總酚的質(zhì)量濃度下降到400 mg / L以下是MIBK作萃取劑的一大特點(diǎn)。
在我們的調(diào)研中我們了發(fā)現(xiàn)河南義馬氣化廠是用魯奇加壓氣化工藝生產(chǎn)的城市煤氣,其在萃取脫酚時(shí)采用二異丙基醚萃取劑時(shí),非揮發(fā)酚的去除率一般不低于90%和65%。隨著對(duì)酚回收的工段萃取劑的態(tài)度越來越受到重視,我們關(guān)于煤制氣廢水的排放相關(guān)的要求也得到了提高。
2.蒸氨
國內(nèi)外煤制氣廢水脫氨工藝主要是利用汽提一蒸氨的方法。魯奇植物肥料氣動(dòng)氣化過程中,未脫酚蒸氨廢水的含酚廢水氨蒸氣為2300-7200毫克/升,除去苯酚萃取和蒸發(fā)氨,氨去除率之前的基礎(chǔ)上的98%。哈爾濱煤化工煤龍有限公司使用氨堿汽提工藝,在水中的氨含量為8500毫克/升上,氨的流出物可以降低到300毫克/升,以本人的觀點(diǎn),氨和水蒸汽的萃取不應(yīng)脫酚,應(yīng)與所需的生物處理工藝相結(jié)合,隨后做出最好的標(biāo)準(zhǔn)煤氣化廢水排放的操作以及實(shí)施基礎(chǔ)。
三、生物處理技術(shù)
在20世紀(jì)七八十年代,關(guān)于傳統(tǒng)活性污泥工藝處理煤氣廢水出現(xiàn)了大量的研究,其中美國的學(xué)者Gallagher和Mayert研究中試規(guī)模的活性污泥工藝處理煤制氣廢水的效能,去除煤制氣廢水中有機(jī)污染物時(shí)使用活性污泥工藝被證明是一種有效的途徑,并且較強(qiáng)的穩(wěn)定性和良好的出水水質(zhì)。國內(nèi)學(xué)者也有過有關(guān)硅藻土對(duì)煤制氣廢水好氧生物降解的性能的影響的相關(guān)研究,研究表明,提高系統(tǒng)內(nèi)生物量和污泥的沉降性能的有效方法是在活性污泥工藝中加入硅藻土。
1.深度處理技術(shù)
混凝沉淀、吸附法、高級(jí)氧化法及膜處理技術(shù)是國內(nèi)外普遍使用的深度處理技術(shù)。
向廢水中投加混凝藥劑,可以用來使廢水中難降解有機(jī)物改變其穩(wěn)定狀態(tài),這是因?yàn)樵诿褐茪鈴U水中,難降解有機(jī)物多呈膠體和懸浮狀態(tài)的,在相互之間的分子引力作用下,其中的污染物凝聚成大絮體或顆粒沉淀后得到分離,深度分離技術(shù)的應(yīng)用相當(dāng)?shù)钠毡椤?/p>
吸附法
我們?yōu)榱搜芯棵褐茪鈴U水的吸附的效果,采用了大孔徑吸附樹脂、超高交聯(lián)樹脂和絡(luò)合吸附樹脂進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn)。同時(shí)煤制氣廢水生化水處理的重要性在固定床吸附工藝中得到體現(xiàn)。
膜處理技術(shù)
浸沒式的超濾和反滲透的組合工藝處理煤制氣廢水的研究者馬孟成果頗豐,將膜技術(shù)應(yīng)用在對(duì)煤制氣廢水處理上的主要代表有膜生物反應(yīng)器(MBR)和反滲透工藝兩種的工藝。
高級(jí)氧化法
臭氧氧化法、催化濕式氧化法、電催化氧化法及其它方法是應(yīng)用在煤制氣廢水處理中的高級(jí)的氧化技術(shù)。趙振業(yè)在研究了二氧化氯的投加量和反應(yīng)時(shí)間對(duì)煤制氣廢水中酚類物質(zhì)去除的影響之后,發(fā)現(xiàn)了廢水中酚類物質(zhì)大體上去掉且沒有氯代有機(jī)物生成的現(xiàn)象。為后來者提供了堅(jiān)實(shí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。
結(jié)語:
近年來,煤制氣廢水處理技術(shù)成為了煤制氣項(xiàng)目發(fā)展的不易突破的瓶頸,國內(nèi)外實(shí)際應(yīng)用的處理技術(shù)效果不盡人意。面對(duì)現(xiàn)在煤化工廢水的處理產(chǎn)業(yè),關(guān)鍵問題體現(xiàn)在四方面(1)預(yù)處理不同工段的廢水。(2)針對(duì)廢水來水的水質(zhì)和水量,加強(qiáng)控制和監(jiān)管。(3)開發(fā)高效催化劑 (4)以強(qiáng)化生物處理和深度處理為目的來開發(fā)和集成新的工藝。
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