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0引言
随着化工行业的发展,工业废水的数量日益增多,成分也日趋复杂,对大量的工业废水如不能很好地处理,势必导致水体的严重污染,危害环境[1]。化工厂在产品加工过程中会排放出大量的有毒有害、结构复杂和生物难以降解的有机污染物质,处理过程中,存在极大的困难,并且治理成本高、过程复杂,我国工业废水综合治理问题一直未能从根本上得到解决[2]。因此高效、低成本处理化工废水的新工艺、新技术是目前研究的重点内容。
1化工废水概述
在我国工业生产迅速崛起的同时,环境污染成为行业面临的重大难题。我国大部分水源应用在了工业方面,工业废水的排放在污水排放列表中名列前茅。工业废水的排放直接或间接地影响了我国各大江河湖泊的水质,其中化工废水的排放约占全国污水排放量的一半以上。按照污染物的种类来分,化工废水主要分为3大类:有机废水、无机废水和既含有机物又含无机物的废水[3]。这些不同种类的废水却有相同的特征:①水质的成分复杂,含污染物浓度较高。化工废水中出现的最常见的污染物质是溶剂类化合物和有机高分子化合物。这类物质结构复杂,很难降解,增加了废水的COD值。②温度高。化工工艺一般是在高温下进行的,所产生的废水一般温度较高,形成水域热污染。③有毒有刺激性。工业所排放的有机物包括苯类、有机氯、硝基化合物、有机汞、多环芳烃、醛类等致癌物质,无机物含有Hg、Cd、Pb、Gr等重金属离子,这类物质对菌类有抑制作用,对人体有直接危害。④水量、水质变化大。在化工生产过程中,有的是连续生产,也有很多是间歇性生产,不同时间段所排放的废水种类、水量波动比较大。⑤水质含油污量较高。石油化工厂排放的污水加重了含油物质的含量,现很多工业生产排放的污水都有一层油类物质漂浮,加重了水质的污染程度。⑥富含营养化物质。工业废水常常会含有N、P等化合物,会造成水质富营养化,致使鱼类大量死亡,使水质中的微生物及藻类大量繁殖。⑦污染后难恢复。一般被工业废水污染过的生态水域,需要长时间恢复,对于被生物富集的重金属,即使停止污染物排放,仍很难消除污染状态。化工废水的来源主要有以下7种途径:①生产过程产生的废水。这类化工废水一般是由汽提、蒸汽蒸馏、酸(碱)洗等过程排放出来的。②清洗生产设备。化工生产所使用的设备、管道、容器等需要定期定时清洗,其残留的化工物料会随着清洗水排放,形成废水。③生产过程中原料和产品的流失。在化工生产和原料、产品运输等过程中,会有一部分物料、产品损失,再经过风暴雨雪的冲刷,形成废水。④未反应完的原料。在生产过程中,原料由于自身纯度和反应条件的限制,化学反应不完全而产生的废料、废物。对于需要经过几个步骤来完成的工艺,原料的损失会更大。这些未反应完全的原料,被循环或冲刷等过程进入水体,形成废水。⑤副产物的生成。实际生产中,难免会有很多副产品生成,虽然量不是很大,但其成分一般比较复杂,不容易处理,作为废液排放。⑥生产管道、设备等泄露。由于管道或设备密封不严,在化工生产或物料运输过程中,造成泄露,形成废液。⑦冷却水。冷却完物料,排放冷却水时会带走少量物料形成污染;在冷却时,会在水中投加水质稳定剂,形成污染;间接冷却,循环过后冷却水温度升高,形成热污染。
2化工废水主要处理技术
我国化工种类繁多,化工产品达万种之多,故化工废水的污染物质也是多种多样的。我国目前研究的处理废水的方法,主要有以下几大类:①物理法。物理法是废水处理中最简单的一种方法。主要包括沉淀法、过滤法、调节法、气浮法等。一般用于处理废水中的悬浮物及部分胶体。物理法运行成本较低,设备简单,效果稳定,管理方便,但是只能对废水进行初步预处理,对于可溶性污染物质没有净化作用。②化学法。化学法主要包括酸碱中和法、电解法、化学氧化还原法、化学沉淀法等。化学法是水处理中常用的一种方法,它利用一些化学反应,对污染物进行分解、反应、沉淀等,使其对水体的危害降低。③物理化学法。物理化学法比较常用的是萃取法、混凝沉淀法、离子交换法、膜分离法、吸附法等。是先采用物理的方式沉降一些悬浮物小颗粒、胶体类物质,再采用化学的方法消除一些可溶性污染物质。该方法是物理法和化学法的有机结合,对水处理的效果非常明显。④生物处理技术。生物法是利用微生物降解作用进行水处理的一种效率高、成本低的废水处理方法,但是它对处理的水质要求比较高,故一般与其他预处理技术联合使用。
3常用水处理方法———混凝沉降法
混凝沉降法是目前最常使用的化工废水处理方法,在很多领域都有广泛的应用。混凝剂的选择直接决定了混凝效果的好坏,从而影响到水处理的效果。现阶段最常用的混凝剂主要是铝盐、铁盐等无机混凝剂[4]。混凝剂的种类多种多样,按照混凝剂的作用机制大致可分为3类:絮凝剂、凝聚剂和助凝剂[5]。按照混凝剂的化学性质划分,可分为无机混凝剂、有机混凝剂和微生物混凝剂。目前应用最广的是高分子混凝剂,包含有聚合氯化铝、聚合硫酸铁、聚合硫酸铝铁等。高分子混凝剂比传统的无机混凝剂分子量大,用量少,且电中和能力强,它的多核结构使其具有明显的吸附作用。因此,高分子无机混凝剂的研究一直是水处理的重点课题。混凝法主要有4种作用机理:①双电层压缩。在废水中加入盐类电解质,压缩双电层,使得分子间的静电排斥作用减少,两胶体间距缩短,吸引力增大。当加入的药剂量达到一定数值时,微粒的动能就能超过静电斥能,使得离子在碰撞时就会发生凝聚、沉降[6]。②化学-架桥作用。化学-架桥作用是指混凝剂中的粒子与胶体粒子通过相互桥连作用发生碰撞时,形成胶粒-聚合物-胶粒式的化学架桥,这样就形成了絮凝体。③吸附-电中和。吸附电中和是胶粒表面电荷对异价粒子的吸附作用使其脱稳,从而发生絮凝作用。④网捕或卷扫式。当金属氧化物或金属盐作为絮凝剂时,随着加入量的增加形成沉淀,这些沉淀对水中污染物进行网捕、卷扫从而混凝沉降。在实际应用中,这4种机理一般会同时使用,只是不同水质使用的机理有主次之分。混凝剂用于处理化工废水已经有很长一段时间,现已成为工业废水处理的重要环节。混凝剂最常用于去除废水中的固体、胶体颗粒物,降低废水色度等指标,也对重金属离子及微生物有一定的消除作用。混凝剂可以自成水质预处理系统,也可以与其他处理系统组合,一起发挥去除水质中有毒有害物质的功效,为水质改善作出最大的贡献。
[参考文献]
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中图分类号:X784 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2016)12(c)-0043-02
煤炭产业一直是能源和基础产业,同时也是对生态有着巨大影响,对公众健康有着严重威胁的产业。将煤化工废水处理技术和工艺发挥出最佳效果,通过煤化工废水处理技术和工艺有效降解有毒有害物,实现煤化工废水的循环处理,达到煤化工循环经济的建设目标是当前煤炭产业的新方向。要在煤化工企业中强化废水处理技术和工艺的实际应用,探寻废水处理技术全面运用于煤化工企业的新路径,整合煤化工废水处理技术和工艺的优势和要点,打造煤化工新时期废水处理新技术体系和新工艺模式。
1 煤化工废水的主要危害
1.1 煤化工废水的有害物含量高
煤化工废水由于是产生在煤化工生产过程之中,因此,其中有机物、氰化物、重金属含量较高,应用传统技术和民用技术难于高效率处理,容易给煤化工生产和整个生态来讲构成了严重的化学危害,并会在环境中形成大范围的有毒、有害物污染,通过生态链条向上造成毒害物的积累,最终影响煤化工生产和社会公众健康,造成公共环境危机,带给煤炭产业发展上的制约和瓶颈作用。
1.2 煤化工废水处理困难
煤化工废水中有很多结构稳定、化学性质不活泼的成分,重金属离子、苯类化合物、呋喃类、酚类残余物在自然界中没有特异的降解路径和无害化处理生态链条,这导致煤化工废水处理过程中效率低下、成本过高,特别是在煤化工废水处理过程中使用的吡啶、咔唑等药剂,更会造成环境的二次污染,造成煤化工废水处理上的两难选择。
2 煤化工废水处理技术和工艺的要点
2.1 煤化工废水预处理技术
预处理是对煤化工废水进行先期处理,除去煤化工废水中影响后期净化和处理的油脂、泥沙、有害物,做到对煤化工废水先期的处理。预处理的优势在于对煤化工废水的初步分离和先期处理,这样可以方便煤化工废水得到工艺流程的保障,有效提高煤化工废水的处理和净化效果。常用的预处理技术有:隔油技术,通过隔油膜、循环装置使煤化工废水中含有的油脂做到有效收集;气浮工艺,这是通过气体注入改变煤化工废水密度的方式对废水进行先期处理,既能起到对煤化工废水预曝气的效果,同时也能够做到对煤化工废水中油脂的有效回收,形成煤化工废水的综合利用链条。
2.2 煤化工废水生化处理工艺
常见的生化处理工艺有:(1)煤化工废水生物流化床处理工艺,这是由特殊结构和生物填料组成的流化床进行煤化工废水处理的新技术,生物流化床根据设计形成生物处理煤化工废水的单元,通过单元内微生物的生长和新陈代谢形成生物功能膜层,将煤化工废水中悬浮的污染物进行处理,这种工艺具有效率高、特异性强的特点,例如:对于难处理的硝基化合物可以采用硝化菌流化床的方式,高效率降低煤化工废水中的氨氮含量。(2)煤化工废水固定化生物技术,作为煤化工废水处理技术体系来讲,固定化生物技术是煤化工废水处理领域近年来发展起来的新技术,具有高效率、低成本的优势,特别对于特定的有机毒物和高分子化合物废水,可通过选择性固定优势菌种,有针对性处理含有难降解有机毒物的废水。经过驯化的优势菌种对喹啉、异喹啉、吡啶的降解能力比普通污泥高2~5倍,而且优势菌种的降解效率较高,相关实验证明其处理8 h对吡啶等物质降解率在90%以上。
2.3 煤化工废水混凝沉淀技术
沉淀是利用化学和物理相结合的手段对煤化工废水进行复合处理,其机理是通过凝集悬浮物和颗粒物,增加凝集物的重量,在旋转、地球引力等外力影响下下实现对废水的有效净化和处理。将煤化工废水添加混凝剂,使废水中有害物质产生凝聚,形成大质量的颗粒和悬浮物,在重力的作用下实现煤化工废水的固液分离,做到对煤化工废水中有机物、小颗粒物、有害物的有效清理。应用混凝沉淀过程中要突出混凝剂的选择,要针对煤化工废水的不同成分确定聚合物、金属混凝剂、有机混凝剂的选取,有效降低煤化工废水中的有毒、有害物质含量,处理其他方法难于净化的煤化工废水。虽然混凝沉淀技术在效率和成本上存在一定的劣势,但是由于这一技术对煤化工废水的特殊成本和有害物质有着预先处理和专业处理的功能,因此,也得到了广泛应用,当前混凝沉淀技术的发展方向是对煤化工废水的安全、高效处理和净化。
2.4 煤化工废水的吸附技术
吸附是物理现象,是指以静电、凝附作用为基础,通过高分子材料、膜、颗粒碳等物质,在水溶剂的状态实现对悬浊液和溶液的净化,由于吸附作用产生条件简单,效率较高,成本较低,因此,煤化工一般将其用于废水净化和加工环节。通过综述可以将吸附看做是煤化工废水净化和处理最主要的物理方法,为了加快煤化工废水的吸附速度,提高吸附剂的吸附能力,应该重视吸附材料的选择。要选用有高溶解能力和吸附能力的原料,提高吸附剂微观表面积,避免因吸附材料选择不科学而出现二次污染。同时,要结合煤化工废水的循环和排放顺序,确定吸附剂添加的数量,避免因程序错误而造成吸附效果不明显,成本过高等问题出现。
2.5 高级氧化废水处理技术和工艺
对于稳定和污染大的煤化工废水,应该在划分种类的基础上进行净化和处理。当前高级氧化就是一个可以大力发展的技术方向。高级氧化是利用自由基HO的理化活性对煤化工废水中芳香烃、多环烃、含氮化合物进行高效率降解,通过自由基HO的应该使难于分解和污染大的有机物在催化剂、光触媒等作用下,形成二氧化碳和水,做到对煤化工废水的高效率处理。
3 煤化工废水处理技术的发展重点
未来发展和创新煤化工废水处理技术要走综合和优化的道路,要利用煤化工废水氧化处理技术的优势提高废水处理的效率,要利用煤化工废水膜处理技术解决二次污染问题,要利用煤化工废水生物处理技术有效降解有机物,要利用煤化工废水催化剂处理技术提高废水处理速度,总之通过不同技术的C合性应用,以工艺的有效优化和技术的联合,做到对煤化工废水的高效率处理。同时,煤炭产业要将煤化工废水处理过程看做是资源再生的渠道,要系统性开发煤化工废水处理物的建筑、生物、化学等各项功能和潜质,将废水利用和资源开发联系在一起,做到对煤化工废水处理技术深度而系统开发和整合,这是煤化工废水处理技术应对发展和面向未来的主要方向。
4 结语
从我国能源结构和发展特点来看,新常态发展状态下煤炭依然是重要的资源,煤化工废水处理既是煤炭产业的重要支撑工作,同时煤化工废水处理也具有远大的发展前景。要将煤化工废水处理与煤炭产业发展更为深切而系统地整合,以煤化工废水处理技术为平台建立起煤炭产业循环经济和可持续发展的新道路,建立起产业整合、生态良好、循环发展的新路径。
参考文献
[1] 孟冬冬.论当代煤化工废水处理工艺的现状及发展方向[J].中国石油和化工标准与质量,2011,31(4):44.
[2] 韩洪军,李慧强,杜茂安,等.厌氧/好氧/生物脱氨工艺处理煤化工废水[J].中国给水排水,2010,26(6):75-77.
1.1生产污水系统
本项目生产污水系统主要工艺装置的生产污水、地面冲洗水和化验分析废水。污水经管道收集后送(排)至全厂污水处理站处理,处理达到HG/T3923-2007的《循环冷却水用再生水水质标准》后再送至回用水站处理后回用。
1.2生活污水系统
本项目各装置的生活污水先经各装置化粪池处理后经管道送(排)至全厂污水处理站处理,处理达到HG/T3923-2007的《循环冷却水用回用水水质标准》后回用至循环水补充水。
1.3生产废水排水系统
生产废水排水系统主要收集循环水站、污水处理站排水、除盐水站的反渗透浓盐水及其它生产清净废水等。生产废水经管道收集后送(排)至污水处理站经深度处理后,再送至回用水处理站进行脱盐处理,最终供给循环水站作为补水。
1.4雨水排水系统
本系统收集本项目未污染的雨水,以重力流形式分散、就近排入现有雨水排水管网系统及部分新增区域的新建雨水管网,并最终排入市政雨水管网。
1.5初期污染雨水及事故消防排水收集系统
存在污染的工艺装置及罐区内设置初期雨水及事故消防排水收集系统,装置内及罐区内排水收集系统由排水沟(或围堰)、水封井和切换阀门组成,对于有污染的工艺装置区及罐区的初期雨水、事故消防排水排入水封井后,经过阀门切换至现有的事故排水管线及部分新增区域的新建事故排水管线,并最终排至现有全厂事故水池,然后分批送入污水处理站处理。
1.6事故水池
事故水池是化工企业在发生事故、检修等特殊情况下,暂时贮存排除废液的水池。现有全厂消防水事故池收集消防事故时的消防水量、污染雨水量及事故时的物料泄漏量。
2煤化工废水的处理
本项目生产、生活污水经污水处理站处理后,至回用水装置进一步处理后回用,浓水排至厂外(主要为含盐废水,此部分水还可以考虑回用于煤气化冲洗水)。
2.1废水处理机构
污水处理站是污水处理的机构,根据处理水质的不同,污水处理站分为生化处理单元和深度处理单元两部分。本污水处理站接纳并处理生产装置排出的生产污水和厂区的生活污水,处理后的污水送至回用水站作进一步除盐处理后回用。
2.2废水处理流程
2.2.1煤气化污水预处理煤气化装置排放的污水氰化物及氟化物含量较高,进生化处理前需进行脱氰除氟预处理。预处理流程如下:含氰污水调节池一级脱氰反应池二级脱氰反应池除氟反应池调节池2.2.2乙二醇合成装置污水预处理水解酸化厌氧处理综合污水调节池。
2.2.3上述预处理后的污水与其他生产、生活污水混和后,综合污水处理流程如下:综合调节池A/O生化反应池沉淀池二次絮凝沉淀曝气生物滤池深度处理单元。
2.3深度处理工艺
污水深度处理是指城市污水或工业废水经一级、二级处理后,为了达到回用水标准使污水作为水资源回用于生产的进一步水处理过程,步骤如下:废水调节池机械搅拌澄清池曝气生物滤池活性炭过滤器回用水站循环水补充水除盐水站排水、循环水站排水和污水处理站生化处理单元排水进入废水调节池调节水质及水量,然后至机械澄清池去除悬浮杂质和降低硬度。为达到效果需要在澄清器中投加适当的混凝剂和助凝剂及石灰,采用石灰软化降低废水中硬度。经澄清处理后的废水进入曝气生物滤池,进一步降低有机物含量。曝气生物滤池出水经沙滤池进一步过滤后送至回用水站进一步除盐处理。
(2)隔除油状有机物工序。化工废水中含有大量有机物质,这些有机物不能溶于水,常呈油状存于污水中。由于其对生物膜表面或者活性污泥颗粒表面具有很强的吸附作用,使其能够阻断好氧生物获取氧气,进而导致生物活性降低乃至完全失去活性,严重影响污水处理效果,所以必须予以去除。通过隔油池可以去除油状有机物,同时,对污水进行初步的沉淀处理,降低可沉淀物含量,从而减少后续处理的药剂用量。
(3)气浮工序。气浮的主要原理是通过气泡发生装置在污水中产生大量高分散度的细小气泡,气泡会大量吸附水中悬浮颗粒,并一同升至水面,进而分离处理。疏水性细微固体悬浮物和油类悬浮物是这阶段主要的处理对象。国内通常使气浮工艺有加压溶气气浮工艺、MAF(旋切气浮)工艺、CAF(涡凹气浮)工艺等。
(4)混凝工序。混凝工艺主要原理是,在污水中添加混凝剂,通过若干化学反应或物理变化后,水中悬浮物或者其他不易沉降的物质凝聚成大颗粒物质,从而便于分离。在实际工作中,混凝工艺通常与沉淀工艺、气浮工艺联合使用,以提高分离效果。由于需要混凝的物质种类繁多,所以实际中应用的混凝剂往往是复合性混凝剂而不是单一的混凝剂。
(5)微电解工序。微电解工艺又称之为内电解工艺,引入国内的时间还很短,主要分为铁铜法和铁碳法等,利用氧化还原反应、絮凝等方法去除水中污染物。该工艺由于能够显著提高生物可利用性、降低重铬酸盐指数和色度等,所以常用于印染废水等化工废水的处理。微电解工艺的主要原理是电化学反应。碳铸铁屑和纯铁构成的颗粒在酸性水溶液环境中,铁屑和炭粒或铜屑组成无数个微小原电池发生电化学反应,生成亚铁离子和氢原子。在铁和亚铁离子的还原作用、铁离子的混凝作用等作用的影响下,发生凝集、电中和、网捕和架桥等多种现象,污水中原本很难去除的微小颗粒凝聚成粒径比较大的颗粒,连同废水中原有的悬浮物和微电解反应产生的不溶物进一步形成更大的颗粒物,从而得以去除。这个过程非常复杂,通常还包括催化氧化反应、络合作用和电沉积作用。
2混合化工废水的生化处理工艺
(1)水解酸化工艺。水解酸化的作用是通过控制微生物将某些大分子难降解有机物转化为较易降解的小分子有机物,从而提高废水的生物利用度,为后续处理创造有利的条件。水解酸化工艺具有适应性强,耐COD负荷变化,pH适应广,启动快,运行稳定的特点,可在常温下运行。水解酸化———好氧工艺是处理混合工业废水的常用手段,只要控制适当的运行条件可以取得比较理想的处理效果。
(2)A/O工艺。A/O工艺通过串联使用缺氧环境和富氧环境,利用微生物将水中悬浮物变为有机酸,将大分子有机物分解为小分子,并将污水中的含氮有机物进行脱氮处理,从而实现COD、NH3-N、色度的全面达标,污染物含量的进一步降低,废水生物可利用性进一步提高。
(3)PACT工艺。该工艺由美国杜邦公司开发,并于1972年申请专利。其原理是利用活性炭粉末对污水中有机物的吸附作用来去除污染物。由于该工艺成本较低,操作简便高效,进而广受废水处理企业的欢迎,广泛应用于工业废水如石油化工、有机化工废水的处理。
随着经济的发展,社会在不断的进步,石油化工工艺已经变得越来越重要,但是在进行石油化工生产的过程中,会产生很多的工业废水,需要及时的对这些废水进行处理,否则就会影响着环境。石油化工中的废水比较多,这样废水中的物质就会比较复杂,导致了污染的形式也是多样化的,石油化工企业需要对相应工艺进行处理。本文就是对石油化工工艺及废水处理进行分析,为相关的研究提供借鉴。
1 石油化工工艺的流程
1.1 原油的预处理
原油就是指油田在开采之后,送入到炼油厂加工之前的石油,这种石油就是原油,原油有着较高的水分和盐分。从盐分的角度来说,这种石油的内部会有着氯化分子。这些分子导致原油加工设备被腐蚀,因为原油加工的设备中,必可避免的会用到金属设备,这样金属设备就会与原油中的氯化分子发生一系列的反应,而且会在机械的内部形成众多的有害物质,这些友有害的物质就会对石油的利用产生负面的影响。因此在原油加工的过程中,一定要对其进行预处理,减少其中的水分和盐分,从现代化石油处理工艺来说,使用比较广泛的就是将盐分相对比较低的比较新鲜的水加入到原来的原油中,这样原油在加工的过程,盐分就会减少,除此之外,还要将原来的盐分充分的溶解掉,在破乳剂的反应下,和高压的电厂进行合理的融合,这样原油中的水分就会进行汇总,也就会在原油中被分解出来。
1.2 常减压蒸馏
常减压蒸馏的方式主要就是利用物理原理中的常压和减压的蒸馏方法来对原油进行处理,这一项工艺在使用的过程中,涉及到的原理比较多,而且有很多成型的油都是利用这种方式进行加工从而得到原料的,还要使用添加剂进行精细的调制。这种工艺又被称作是一次加工。常减压蒸馏法主要就是利用原油中的柴油、石脑油和煤油中的馏分作用,这样就能够提高经济效益,也可以提高内部的承载能力,这种方法也可以减少能源的浪费。具体的方式如下:
1.2.1 对油品进行调整,这一调整是小幅度的,还要对蜡油进行充分的分剥,这样馏分就会减少,从而对油品进行了充分的加工,馏分也可以大幅度的减少,提高了氢裂化原料的质量,满足了相应的需求。
1.2.2 生产中产生的一些渣油一般是在焦化原料中使用的,有一小部分是在氢加工的过程中使用的,使用渣油还可以对相应的馏分进行改善,其中的深度也可以进行充分的调整,在原料的质量上得到了提高,装置中的原料也就会得到一定程度的改善,这样在生产的过程中,是不会受到较大的影响的。
1.3 催化以及裂化
这一项工艺使用的基础就是热裂化的加工处理,不仅仅要对原油的深度进行充分的加工,还要保证油品的质量,在这样的情况下,就要对原油进行相应的转变,具体就是要将原油转变为轻质的燃油,针对这一工艺来说,主要是分为催化剂、裂化、油催剂二次利用等方式对原油中的主要成分进行充分的分剥。这三个方面在利用的过程中是极为重要的,主要就是为了提高原油加工的深度,对经过催化和裂化所得的一些产物进行分馏处理,就可以得到液化气、重质馏分油、汽油和柴油。在进行再次加工的过程中,催化及裂化的方法占有重要的比重,从中国原油的现状来看,我国未来的重油轻质化和相应的汽油生产技术仍然离不开催化及裂化。
1.4 催化重整
催化重整工艺是在H2和催化剂存在的基础上,经过了烃类的一些重排反应,对常压蒸馏中获得的油转化为有着比较高的芳烃重整汽油的过程。重整工艺主要分为两个部分,一个是原料的预处理,另一个就是重整,催化重整在西方国家应用比较普遍,占了整个汽油池的1/3。在不同的温度下,馏分经过催化重整会产生不同的产品,80~180℃馏分的产品是高辛烷值汽油;而60~165℃馏原料油的主要产品芳香烃类如苯、甲苯、二甲苯。其反应条件是,反应温度为490~525℃,反应压力为1~2MPa。催化重整在炼油中的作用主要有3方面的功能:(1)能把辛烷值很低的直馏汽油变成80至90号的高辛烷值汽油。(2)在重整过程中的产生大量的芳烃是重要的化工原料。(3)可副产大量廉价氢气可作为炼油厂加氢操作的氢源。
2 石油化工废水处理
2.1 物理法
2.1.1 隔油法
隔油是处理石化废水的基础工序之一,该方法是通过隔油池将废水中的污染物做初步的沉淀。隔油法的隔油形式有所不同,隔油效果也不相同。研究表明,斜板隔油法的效果相对较好。
2.1.2 气浮法
在石油化工废水物理处理法中,气浮法具有高信赖度,它通过小气泡吸附废水中悬浮物,此处理方法较为科学,没有二次污染的危险,成本低廉,因此是值得认可的一种物理处理方法。
2.1.3 吸附法
吸附是通过利用固体物质多孔的特点来吸附废水中的杂质,活性炭具有较强的吸附性能因此一般选用活性炭。吸附法处理废水效果好,但其成本高且活性炭容易造成二次污染。所以吸附方法和絮凝及臭氧氧化方法结合运用。如:纤维活性炭易造成二次污染等缺陷,所以吸附方法需要和上文提到的絮凝和O3氧化方法结合运用。
2.2 化学法
絮凝技术可去除乳化油和溶解油和一些难降解的有机物而被广泛应用于石化废水的处理。絮凝是在水中加入絮凝剂使废水中胶体颗粒受到破坏,被破坏后的胶体颗粒相互碰撞和聚集,经过絮凝所形成的物质更加容易被从废水中脱离出来。在实际废水处理的操作中,通常会联合吸附和气浮等方法使用絮凝技术。
2.3 生物法
厌氧法是在指无氧的条件下,通过微生物的协调作用将有机物分解成CO2和甲烷。由于石油化工废水的COD浓度较高且可生化性能差,通常对其厌氧预处理以提高废水在后续处理的生化性能。厌氧法具有操作简便、造价低、污泥产量少等优点,其缺点是操作不够稳定、处理的时间较长。常用的厌氧处理技术有升流式厌氧污泥床、厌氧附着膜膨胀床、厌氧固定膜反应器等方法。
3 结论
近几年来随着科学技术的进步,石油化工工艺技术和设备技术也的不断发展和完善,本文重点结合石油化工加工工艺的特点对石化废水的处理技术进行详细的概述,目的是促进石化企业的可持续发展,为石化工艺技术发展和石化废水的处理提供建议。
参考文献
当前,在我国国内的许多化工工业园区里面,入驻其中的企业通常规模不大,并且主要集中在农药、医药以及燃料等领域,这些企业排放的是非常典型的有机有毒并且降解难度非常大的一种工业废水,这些工业废水可生化性低、水量和水质变化大、有毒物含量大、盐度和氨氮含量高、色度深并且酸度大,导致其水质异常复杂,处理难度非常大。
二、混合化工废水特点及其处理工艺
1.混合化工废水的特点
混合化工废水的特点主要表现在以下四个方面:首先,汇入污水处理厂的污水主要是化工企业排放的工业废水,接纳的生活污水量非常至少,但是化工污水的接纳总量非常大。其次,接纳的化工污水水质波动和接纳污水量波动比较大。再次,污水进入污水处理厂之前均经过了预处理,但是污水的成分复杂,并且有机物含量以及有毒物质含量非常高,可生物化性不高。最后,经过化工企业预处理之后的接管废水的各种主要指标(例如COD等)虽然已经满足了接管标准,但是由于污水盐度高、氨氮高、色度深,后续处理的难度比较高。
2.混合化工废水的处理工艺
第一,混合化工废水的物化处理工艺。(1)首先,水质均化和水量调节。因为污水处理厂接纳的化工污水水质波动和接纳污水量波动比较大,不利于污水处理设备(特别是生化处理设备)功能的正常发挥,甚至有可能导致污水处理设备的损坏。水质和水量的波动会增大污水处理过程参数的控制难度,降低处理效果的稳定性,因此,必须要进行水质均化和水量调节处理。通常的措施是,在化工污水进入污水处理厂之前,必须要将其汇入到调节池当中,调节池的主要功能是进行水质均化和水量调节处理,为后续的污水处理提供保证。(2)其次,隔除油状有机物。化工废水当中含有数量较多的非水溶性油状有机污染物,这些油状有机物能够强力地吸附在生物膜的表面或者活性污泥颗粒表面,隔绝好氧生物获得氧气的途径,进而使其降低活性乃至失去活性,影响污水处理效果。处理方法是,利用隔油池去除油状有机物,同时,也可以让污水在隔油池当中进行初步的沉淀处理,去除某些可沉淀物,降低后续处理的药剂用量。(3)再次,气浮工艺。气浮的主要原理是利用某种气泡发生设备使污水池中产生大量的高度分散的微小气泡,污水当中的悬浮物会被黏贴吸附到气泡当中,并伴随着气泡上升至水面,随后进而分离处理。分离的对象主要是疏水性细微固体悬浮物和油类悬浮物。加压溶气气浮工艺属于气浮处理方式当中的传统工艺,而MAF(旋切气浮)工艺、CAF(涡凹气浮)工艺作为崭新的气浮工艺也获得了广泛地应用。(4)第四,混凝工艺。混凝工艺主要内容是,将某种特殊物质加入到污水当中,该物质经过一定的化学作用或者物理作用之后,促使污水当中的悬浮物或者其他不易沉降的物质成为较大的颗粒进而实现分离。在处理混合化工废水时,混凝工艺通常要和沉淀工艺、气浮工艺联用,为了提高混凝效果,在混凝剂的选择方面通常选择复合混凝剂而不是单纯选择单一的混凝剂。(5)最后,微电解工艺。微电解工艺又称之为内电解工艺。该工艺的兴起时间不长,主要分为铁铜法和铁碳法等,主要用来进行化工污水的预处理。该工艺可以提高可生化性、去除CODCr、脱色,因此非常适用于印染废水等化工废水。该工艺的主要原理是电化学作用,FeC和纯铁构成的铁刨花在含有酸性电解质的水溶液中,铁屑和炭粒或铜屑之间形成无数个微小原电池发生电化学反应生成Fe2+和[H],铁和新生的Fe2+的还原作用,铁离子的混凝作用,即通过凝集、电中和、网捕和架桥等作用使水中比较细小的颗粒凝集成粒径比较大的颗粒,并吸附凝聚废水中原有的悬浮物和微电解反应产生的不溶物。另外还包括催化氧化反应、络合作用和电沉积作用。
第二,混合化工废水的生化处理工艺。(1)首先,水解酸化工艺。水解酸化即把厌氧反应控制在酸化阶段,将某些大分子难降解有机物转化为较易降解的小分子有机物,改善废水的可生化性,为后续处理创造有利的条件。水解酸化可在常温下运行,适应性强,耐COD负荷变化,pH适应广,启动快,运行稳定。水解酸化一好氧工艺用于混合工业废水,只要控制适当的运行条件可以取得比较理想的处理效果。(2)其次,A/O工艺。A/O工艺处理吉化混合化工废水的试验研究显示,选择适当的A段、O段的HRT,控制碱度、溶解氧、回流比等条件,可实现COD、NH3-N、色度的全面达标,并使TN得到一定程度的去除,为吉化混合化工废水的生化处理提供了可行的技术路线。(3)PACT工艺。向活性污泥系统中投加粉末活性炭即为PACT工艺该技术由杜邦(Du Pont)公司开发,并于1972年申请专利。该法因其在经济性和处理效率方面的优势广泛地应用于工业废水如石油化工、有机化工废水的处理。
三、结束语
由于入驻工业园区的中小型化工企业居多,要求每一个企业单独引进污水处理设备处理工业废水,不仅会严重增加企业的经济负担,而且会造成严重的资源浪费;借助于工业园区内部化工企业位置集中的优势,工业废水经过厂家的预处理之后排放至工业园区的污水处理厂进行集中处理,这种污水处理模式不仅可以在一定程度上减轻企业的经济负担,还能够保证污水处理的效果,因而成为目前比较主流的污水处理模式。但是由于不同的化工企业排放的污水水质存在着较大差异,有害物质不仅含量多而且种类复杂,如果单纯采用传统的生化处理和物化处理,则污水处理效果不尽如人意。开展混合化工废水处理工艺的相关研究,对于促进混合污水处理工艺的发展和改进而言意义重大。
参考文献
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[2]丁春生,李达钱. 化工废水处理技术与发展[J]. 浙江工业大学学报,2005,(06):225-226.
关键词:SBR工艺 污泥浓度化工废水
中图分类号:[TE992.2] 文献标识码:A
0引言
安徽华业化工公司为一家生产精细化工产品(丙位内酯等产品)的企业,生产过程中采用的主要原料为脂肪醇(C4~C9)、丙烯酸及催化剂(二叔丁基过氧化物)。废水主要包括工业废水和生活污水2部分。根据实地考察的情况,选择在厂区内建设一个小型的污水处理场,设计处理规模为日处理废水量80立方米。
一、设计要求
1、污水处理规模
考虑到以后工厂效益增大,人员增加故设计池子有所考虑:
污水进水量确定:250m3/d
污水处理水量确定: 300m3/d分三个周期运行。
2、设计依据及处理程度
安徽华业化工有限公司提供的废水水质监测报告和现场资料,综合废水具有一定的可生化性,废水处理主体工艺选择生物处理工艺,本方案中,由于废水水量不大,故选择续批式活性污泥工艺(SBR工艺),该工艺集废水处理、污泥沉淀于一体,具有处理效果好、占地面积小的优点。生化处理工艺之前,采用隔油工艺去除废水中的浮油。废水经生化处理工艺之后,部分悬浮物和难以生化降解的有机物在砂滤和活性炭吸附工艺中去除,从而出水达标排放(也可回用)。处理过程中产生的污泥经浓缩、压滤脱水后外运处置。
3、设计参数
1)本工程设计污泥负荷为0.3kg BOD5/(kgMLSS.d)
2)废水水质及处理要求和工艺(以厂方提供的原始数据为标准)
3)该厂的废水处理工艺流程简单,平面布置紧凑,占地面积小。
4)主要构筑物和设备
(1)主要构筑物
A、细格栅 主要用来拦截SS等较大的颗粒悬浮物质,间隙为10mm,倾角为60度,人工操作。
B、隔油池 用来去除废水中的油脂,并且回收利用,采用砖混结构,与调节池相连,尺寸大小为2×2×4.2(H)m.
C、调节池 用于调节水质和水量,一般SBR工艺不设调节池,但由于生产车间污水为间歇排放废水,不均匀系数较大,与SBR运行程序不匹配,为减少水质、水量的波动对生物处理效果的影响,故SBR反应器前设置调节沉淀池,分2格,分格定期清理。采用钢筋混凝土结构,尺寸大小为7×6×4.2(H)m,有效容积为159.6立方米。
D、SBR反应池 SBR反应池是该工程的主体构筑物,采用钢筋混凝土结构,尺寸大小为8×6×4.2(H)m,有效容积为182.4 m3主要考虑出水方便,采用半地下试,排水比为0.6,工作周期为8h,SBR系统运行周期时间分配为进水1.5h,反应4h,沉淀1h,滗水1h,闲置0.5h。
E、污泥浓缩装置
F、污泥干化场 尺寸为7*6m
(2)主要设备
A、采用低噪声-回转试鼓风曝气机,风量为5.41-5.11m3/min,曝气器采用膜片式微孔曝气器安装在SBR反应池内(每平方米2个),其充氧效率可达到3.4kg/(kw.h),氧的利用率为27%~38%。
B、 出泥设备采用自吸试螺杆泵一台,流量为9m3/h.
C、滗水器 采用铁路系统自行研制开发的机械滗水器,属于丝杠套筒式,主要组件为浮筒、丝杠、可扰动软管等。实际应用表明,该设备具有排水均匀、性能稳定、价格低廉等优点。
D、PLC自行控制系统 污水处理系统中所有电器设备的控制系统采用集中控制与现场手动控制相结合的方法。
二、工程选址
在工程选址时,一般应考虑以下原则:
1、厂址应选在地质条件较好的地方,地基较好,承载能力较大,地下水位较低,便于施工。
2、 处理厂应尽量少占土地和不占良田,同时要考虑今后有适当的发展余地。
3、要考虑周围环境已生条件。污水处理厂应设置在离人居住和工作较远的地方,以免影响人的休息和正常生活。
4、处理厂应放在靠近电源的地方,并考虑排水、排泥的方便。
5、处理厂应选择在不受洪水威胁的地方,否则,应考虑防洪措施。
6、本工程选址按实际情况决定。
三、工艺方案比较与选择
1、工艺方案选择原则
作为工业企业基础设施的重要组成部分和水污染控制的关键环节,企业污水处理厂的建设和运行意义重大。由于企业污水处理厂的建设和运行不但耗资较大,而且受多种因素的制约和影响,其中处理工艺方案的优化选择对确保处理厂的运行性能和降低费用最为关键,因此有必要根据确定的标准和一般原则,从整体优化的观念出发,结合设计规模、污水水质特性以及当地的实际条件和要求,选择切实可行且经济合理的处理工艺方案,经全面比较后优选出最佳的总体工艺方案和实施方式。
结合该企业实际情况,在水质净化工程工艺方案确定中,将遵循以下原则:
1)技术成熟,处理效果稳定,保证出水水质达到国家规定的排放要求。
2)基建投资和运行费用低,以尽可能少的投入来取得尽可能多的效益。
3)运行管理方便,并可根据不同的进水水质和出水水质要求调整运行方式和工艺参数,最大限度地发挥处理装置和处理构筑物的处理能力。
4)选定工艺的技术及设备先进、可靠、成熟。
5)便于实现工艺过程的合理自动控制,提高管理水平,降低劳动强度和人工费用。
6)尽可能与地域功能区相协调。
2、污水处理工艺分析
根据《室外排水设计规范》(GBJ14-87(1997年版)),城市污水处理厂的处理效率一般情况见表2。
由此可见,采用一级处理就可以达到该企业的污水处理要求,否则,基建费用和运行费用都会过高,这在一个小型的污水处理厂是没有必要的。
1)SS的去除
生活污水中SS主要来源于人类活动过程中的排泄物和洗涤渣,工业废水中的SS主要来自生产过程中随污水带出的颗粒。SS可分为挥发性有机的VSS和无机NVSS两种,一般来说可生化性BOD5应随污水的SS可沉部分在进入生化反应池前予以沉淀去除,即可保证生化反应池的良好运行条件,又能达到省能的目的。
2)BOD5的去除
与SS一样,生活污水中的BOD5量也是在人类生活活动过程中产生,其与生活水平和生活习惯有关。污水中的BOD5由溶解性、胶体及颗粒性组成。
污水中BOD5的去除主要是靠微生物的吸附作用和代谢作用,然后对污泥和水进行分离来完成的。
3)COD的去除
COD由两部分组成,可以通过微生物生物降解的被称之为CODB,不能被微生物降解只能用化学方法去除的为CODNB,其中CODB以CODcr计时,CODB相当于1.72BOD5当量,所以可从污水中的BOD5与CODCr的比值分析出污水的可生化性能,当BOD5与CODCr的比值大于等于0.45时,污水被认为易生化,当比值小于0.45时,污水被认为不易生化。
可生化的CODB随BOD5的去除而去除,如污水中CODNB过高时为达到排放标准,除进行生化处理外还应辅以化学、物理或其他方法去除。
3、其它污水处理工艺与SBR工艺的比较
1)几种基本工艺简介
(1)传统活性污泥法
活性污泥法是成熟的使用最广泛的生物处理应用技术,它以污水中含有的污染物作为营养源,通过曝气,利用微生物的代谢作用使污染物降解,该技术主要设施有曝气池、二次沉淀池、曝气系统以及污泥回流系统等,主要用于有机废水生物降解、城市污水及工业废水处理。活性污泥法的主要设施是生化反应器或曝气池
(2)稳定塘
稳定塘净化污水的原理与自然水域的自净机理十分相似,污水在塘内滞留的过程中,水中的有机物通过好氧微生物的代谢活动被氧化,或经过厌氧微生物的分解而达到稳定化的目的。好氧微生物代谢所需的溶解氧由塘表面的大气复氧作用及藻类的光合作用提供,也可通过人工曝气供氧。稳定塘生态系统由生物及非生物两部分构成。稳定塘生态系统的生物部分主要有细菌、藻类、原生动物、后生动物、水生植物及高等水生动物。
(3)人工快渗系统
该工艺采用预处理的作用主要是降低污水中的SS,以便提高渗池的渗滤速度,防止堵塞。污水通过渗池过程中产生综合的物理、化学和生物反应使污染物得以去除,其中主要是生物化学反应。清水收集系统的功能是收集经过快渗系统处理的清洁水以供回用,因此可以作为水资源化的一种方式。
4、污泥处理工艺方案论证
1)污泥处理要求
在污水处理过程中,产生大量的污泥,其数量约占处理水量的0.3~0.5%(以含水率97%计),污泥中含有大量的有害有毒物质,如寄生虫卵、病原微生物、细菌、合成有机物及重金属离子等,有用物质如植物营养物质、有机物及水份等。因此污泥需要急时处理与处置,以便达到如下目的:
A、使河水质净化工程能够正常运行,确保污水稳定处理;
B使有害物质得到妥善处理或利用;
C、使容易腐化发臭的有机物得到稳定处理;
D、使有用物质得到综合利用。
2)污泥处理的主要方法及特点
污泥处理的一般方法与流程的选择决定于当地条件、环境保护要求、投资情况、运行费用及维护管理等多种因素,可供选择的方法大致有污泥浓缩、污泥厌氧消化、污泥好氧消化、污泥干化与脱水、污泥堆肥等。
中图分类号:X78 文献标识码:A
0. 前言
我国的化工产业已逐步脱离了单一发展的模式,逐步地向工业园区的方向发展。尤其是最近十几年间,越来越多的化工园区被建成并投入使用,这也使得我国的化工领域出现了快速发展的局面。而在化工园区逐步推广的过程中,对于污染的处理,成了约束其成长的重大问题。化工园区中所包含的企业有染料行业、医药行业、农药行业等多个化工类相关行业,涉及的废水所包含的有害物质种类也繁多。通常,均有相对较高的酸性、较深的色泽、氨氮含量也相对大、盐浓度也很大以及生化性能相对差等特点。在处理的过程中因其毒性大、不易降解且有机质多等因素而会出现不小的困难。在园区中相关化工企业产生的废水,首先在工厂里进行一定的预处理,在符合相应的要求之后,再排放到废水处理厂,进而采取集中处理的方法。因为不同的化工企业,所排放的废水具有差异性的化学组成,并且所含有的有毒有害物质较多。采用一般的废水处理手段不易取得较好的效果,很难符合相关的排放标准要求。因此,探索并研制适宜的、高效的、经济的废水处理工艺,对于化工废水的处理来说尤为重要。
1. 化工废水所具有的特点
我国大多数的化工区均处在一些靠近江河以及海边的位置,并且和人们居住地相隔较远,同时化工企业所属行业复杂。所以,其废水的处理通常拥有下面的特征:
(1)在所接收的废水中,大多数是化工生产的废水,而一些生活所产生的废水相对较少。同时,废水量的数目相对来说很大。
(2)化工处理的废水,在水质方面以及重量方面不具有稳定性。
(3)废水处理虽然均是化工企业已先期处理完,也符合相应的要求。但其中所含有的物质繁多,还拥有大量的有毒害以及不易降解的物质,具有相对较差的可生化性能。
(4)在废水处理所涉及的废水中,一般情况下水中的COD指标可以符合相关要求,不过其具有相对较深的色泽、氨氮含量相对多、所含盐的浓度大,对于其在处理过程造成不小的困难。
2. 化工废水的物化处理对策探析
现阶段,通常对于化工废水所采取的物化处理手段包括隔油处理手段、气浮处理手段、吸附处理手段、电解处理手段等等,这些处理手段也能够在一些深度处理工艺中所应用。通常化工园区所涉及的废水总数相对较多,而一些物化手段,例如吸附手段、电解手段等只适合在相对数量小的废水处理厂使用。因此,对于园区的化工废水处理不太适应。
2.1 均质与调节技术
对于化工园区废水来说,其废水成分以及数量相对不稳定。而正是由于以上的变化,使得一些处理装置,尤其是生化装置无法充分地展现出应有的效率,也极易导致一些不良结果的出现。如果用同一种处理装置,所处理的废水成分以及数量越不稳定,会使处理过程不易管控,也无法达到理想效果;而是相反,如果所处理的废水成分以及数量相对稳定,会使处理过程容易管控,就可以达到较为理想的效果。基于此,我们通常会安装相应的调节池,以便对废水成分实施净化处理,也达到控制废水数量的目的,这样可以有效地确保废水的处理过程得以管控。调节池具有以下功能:
(1)能有效地改善系统对于有机质的缓冲作用,避免生化环节出现较大的水质波动。
(2)降低废水处理中废水的数量,预防废水组成有较大的变动,更利于后续废水处理中相关药剂的使用量控制。
(3)当个别的化工企业出现排放超标的情况,能避免一些较高有害物含量的废水流入其系统中,因此,对于调节池要进行科学、适宜的安装,这样才能够提升废水处理系统的整体效率,减少设备成本投入以及系统运行成本投入。
2.2 隔油技术
在所排放的化工废水里面,通常都包含大量的油性污染物质,这些油性物质一般会吸附于物理以及生物膜之上,导致一些好氧型的微生物不能得到充足的氧气,导致微生物的活性大大降低,从而严重地破坏了生物处理效果。因此,应当通过相应的技术手段将这些油性物质除掉,而隔油技术因此被应用。在隔油池中也能够完成废水的初始沉淀过程,以达到使废水中较粗颗粒沉淀去除的目的,使废水的下一步处理工艺所使用的药剂数量有所降低。
2.3 气浮技术
所谓的气浮指的是通过采取极为分散的一些细微气泡,使之转化成废水里有害悬浮物的载体,让这些有害物质和细微气泡一起上浮至水表层,达到废水分离的效果。其可以将一些油类和一些疏水性的悬浮颗粒加以分离。之前大多会采取加压溶气的方法,而目前涡凹气浮技术已被逐步地推广与使用。如果废水没有采取相应的隔油措施,就会导致在后续过程中,一些油类污染物的处理效果不明显。另外涡凹气浮技术对于废水中的硫化物也拥有非常显著的处理效果。
2.4 混凝技术
所谓的混凝废水处理技术,指的是将特定的化学物质添加至沸水中,在物理或者化学作用之下,让一些难沉降及难过滤的有害物质,凝聚形成相对大的颗粒,以便于分离的技术。在化工废水中,一般处理流程均是将混凝和气浮技术一并使用,也被称为混凝气浮技术。由于不同的混凝剂所针对的有害物质有所差异。所以,在化工废水处理过程中,运用复合混凝剂的手段能够取得更为理想的效果。
2.5 内电解技术
内电解技术也被叫做微电解技术。内电解技术又可以分为铁碳法以及铁铜法。在现阶段开始被大量地应用在化工废水处理过程中,可以有效地处理化工废水,明显的去除废水中的色泽以及保证废水的COD值,改善化工废水的可生化性能。内电解采取电化学的手段,采用的铁刨花包含了纯的铁以及FeC成分,当废水呈现一定的酸性时,在铁与碳或者铜间就能够组成很多的小型原电池,从而经过电化学作用,而生成铁离子与氢离子。形成的铁离子具有较强的还原性,而且铁离子还具有较好凝聚效果,在凝聚、中和、网捕等作用下,让废水里相对微小的颗粒聚集,而转化为相对大的颗粒。同时,还能对化工废水里一些悬浮成分进行吸附,从而形成较大的不溶物,从而形成沉淀,达到净化废水的目的。
3. 化工废水的生化处理对策探讨
在对化工废水进行生化处理过程中,通常采取厌氧技术与好氧技术。而厌氧技术又含有完全厌氧技术和不完全厌氧技术。一般所采取的完全厌氧技术包含IC、EGSB等技术。而不完全厌氧技术包含水解酸化技术以及兼氧技术。现阶段对于化工废水处理中IC技术水解酸化技术的推广与应用相对广泛。好氧技术包括活性污泥技术、A/O技术以及 A2/O技术等。而化工废水中,如果属于较不易降解的化工废水,通常会采取厌氧技术与好氧技术并用的方式。
3.1 水解酸化技术
所谓的水解酸化技术,是指将厌氧的反应过程调节于酸化阶段内,使化工废水中含有的不易降解大分子物质被分解成相对较小的物质,从而使化工废水的可生化性能得以提升,以便于对化工废水的进一步处理。采用此技术,能够在正常的温度条件下完成,具有相对强的适应能力,同时也可以适应COD变化较大的化工废水处理,对于废水所具有的pH值要求不高,处理效率快,系统具有相对大的稳定度。另外,如果将水解酸化技术与好氧技术同时使用,如果能使废水处理条件保持适宜,能够达到更好的效果。
3.2 A/O技术
对于化工废水处理来说,具有相对高的COD值、氨氮浓度以及较深的色泽,并且一般也会包含数量巨大的有毒物质、不易降解有机物等。而采取A/O生化处理技术,对于处理过程中的A段以及O断HRT采取适宜值,调节好废水处理的酸碱程度、废水的溶氧量以及回流比例相关因素,能够明显改善化工废水中的COD值、氨氮含量以及色泽等,使化工废水可以达到相应的排放标准,是现阶段最新发展并被逐步推广应用的技术之一。
3.3 PACT技术
将具有活性的粉状炭颗粒,投放至活性污泥废水处理设备中的处理工艺又被叫做PACT技术。在西方发达国家也被称作是AS-PAC技术。此技术是杜邦公司首先研制并使用的,采用PACT技术,可以有效地节约化工废水处理的成本投入,并且还拥有相对较为理想的处理效果。因此,近年来被大量地用在化工废水的处理工艺中。采取PACT技术要比单一采用活性污泥技术具有更大的优势,这是由于微生物进行氧化作用和废水中的有机物含量有密切关联,而加入粉末状的活性炭之后,其能够吸附大量的废水中有机物质,而使其表面的有机物含量显著增加。同时,也会使微生物的氧化作用更为完全。另外,活性碳与活性污泥都保留在曝气池中,也在一定程度上等于延长了污泥龄的时长,使废水中一些不易被降解的物质获取了更加大的降解几率。
结语
通过上述的分析,指出对化工废水处理中所采取的技术对策。而我们应当认识到,不是所有的技术手段均对化工废水有着理想的处理效果。这是由于化工废水通常在组成以及数量上存在极大的不稳定性,并且在废水前期预处理中,已将一些能被降解的物质大量处理完毕,而对于一些不易被降解的物质相对含量会较大。所以,在进行化工废水处理的过程中,一定要根据不同化工废水的实际情况,来采取相应的技术手段,制定科学合理的策略,以实现对化工废水处理的最佳效果。
引言
石油化工一般是指采用一定的方法将原油与天然气加工制成所需要的石油产品、工业原料及生活用品等的化学工业。石油化工产业的生产过程一般都需要高温、高压的生产条件,且其生产过程多数都和水直接或者间接地接触,从而使水质受污染而产生化工废水。因此,做好石油化工的废水处理问题是解决环境污染问题的一个有效的途径。
1 石油化工废水的特点及存在问题
油田开采期不断地加长,特别是在中后期,原油的含水量会越来越高,目前我国大部分的原油含水率都将近80%,采油废水的总体产生量约为4吨/年,其已经成为了常见的含油污水源之一。石油废水中的油类物质一般是以分子形式溶解于水中的,然而其在水中的溶解度是极低的,一般每升只有几毫克,从而使得石油物质在水表面形成油膜,进而阻碍空气进入水中。此外,石油化工工业所产生的废水中还含有很多的苯物质,这使得石油废水具有较强的毒性,若将其大量排放便会产生较为严重的污染和危害,这也是石油化工废水的一大特点。鉴于上述特点及石油化工废水处理的发展,我国石油废水处理存在以下几个问题。
1.1 水污染源较为复杂,处理难度大
石油化工产品的生产过程较复杂,且废水中含有的油、酚、氰、氮等有机物较多,具有腐蚀性及其它的特殊性,如生产过程会产生的氯碱污水及PTA污水,其中含较多的有机物,使得废水的水量、水温及水质有较大的波动范围,进而使得污水在处理过程中设备及材料容易受到冲击而不能正常平稳地运行。
1.2 相关部门对废水排放的控制指标过于低下
石油化工废水处理装置外的废水一级控制指标范围太大,使得指标过于低下,在进入处理装置之后部分物质的二级指标含量过高,从而使得部分装置中的污水处理因冲击负荷影响而不能正常地运行。
1.3 相关部门或工程项目对污水处理的前期工作不够重视
在进行一个建设项目时,其环境影响评价工作常常做的不够好,滞后于项目的可行性评估等环节,进而使得污染源分析工作或者才去的治理措施不能够指导工程的施工,必然会导致治理措施与处理效果不适应,便会使得工程项目的工程费用加大或工期延后。
2 石油化工废水处理的对策及新技术分析
石油化工废水的处理是一项具有重要意义的工程,在我国环境污染日益严重的境况下,加强对废水处理的实施和监控是非常有必要的。本文认为加强石油化工废水处理可以从以下几个方面着手进行。
2.1 强化领导化管理,树立石油化工废水处理严峻性和重要性的意识
首先,领导干部及上层部门要积极改变“重油轻水”的思想观念,努力增强全体员工节约用水、控制水污染及保护水资源的理念和思想。其次,在加强理念培养的基础上,不断强化对废水处理的科学管理,建立一套合理可行的石油化工废水排放指标体系,并将其作为装置生产的重要考核项目,将废水处理与经济责任制相结合,促进废水处理的落实。
2.2 石油化工废水的治理工作应该从源头抓起,做到预防、处理相结合
石油化工废水是经过石油炼制装置产生后排到外界的,若要想从源头做好废水的处理工作,那就需要我们引进或研发新型的石油装置,使得其在石油工艺过程之后产生的废水符合有关的一级指标,这样在后期的处理过程中就会更加有效。因此,我们还要尽量提高石油生产装置的污染物排放控制水平,除了引进新型设备之外,我们可以在设备排放口安置在线监测仪表等,实时监测废水的各项指标,以便于加强对污染物的排放处理。此外,在排放废水中还应当注意“三废”物质的排放,降低其排放量甚至是不排,或者采取一定的回收措施减少最终的排放量。
2.3 积极开发、应用新型技术,提高废水处理的效果
石油化工废水中含有较高浓度的有机物废水,例如含氨氮污水、丙烯污水等。目前,我国应用与石油化工废水处理上的技术主要有物理技术、化学技术以及部分生物技术等,如厌氧生物处理技术等,但是有些时候这些传统的技术已经不能满足废水处理指标的要求,因此我们需要积极研发新的技术和方法,尽量采取无副作用的技术方法对废水进行处理,这就要求我们加强对研发队伍的培训和技术支持,积极采用有效的处理技术,同时积极开发新型技术。目前一些较为有效的技术主要有如下几个:
(1)生化法。其主要是利用微生物的新陈代谢来降解污水中的有机物,通过将有机物转化为新生物细胞或者简单的无机物,而使有机物被去除。生化法对于去除有机污染物来说可以算是一种较为成熟的方法,在处理石油废水方面有很好的发展前景。
(2)高级氧化技术。这是一种近些年新兴的技术,它一般是利用化学或物理方法将污水里的有机物氧化成为无机物,或氧化成易降解的简单有机物,其常见的技术有化学氧化、催化氧化及生物氧化等。这种方法可以在较短的时间内对有机物产生较为明显的破坏作用。
3 总结
石油化工废水的构成成分比较复杂,其中的污染物不易降解而且浓度较高,也会对环境产生较严重的污染,很多时候单一的处理技术已不能满足需求,因此我们可以将多种方法相结合以达到好的处理效果。在未来,石油化工废水的处理技术会朝着经济、高效、节能的方向不断发展,我们需要进一步研发新型的废水处理技术,加强废水处理的管理。但同时,我们也需要石油化工行业的积极配合,自身积极做到清洁生产、资源再利用等,这有利于石油化工行业从源头上加强对污水的处理。
参考文献:
化工生产中产生的化工废水水质成分比较复杂,副产物较多,由于反应原料通常为溶剂类物质或环状结构的化合物,大大增加了废水的处理难度。由于原料反应不完全和生产中使用的大量溶剂介质进入了废水体系,废水中污染物含量高。另外,化工废水中的有毒有害物质较多,如卤素化合物、硝基化合物等。
二、废水处理方法分类
从使用技术、措施原理和作用对象等几个方面上看,化工生产中产生的废水处理方法可以分为物理、化学、生物三类处理法。
1.物理处理法
顾名思义,就是进行废水处理时,使用物理的方法,这样做的主要目的是把废水中存在的不溶性悬浮颗粒物分离去除出去。在使用物理处理法时,可以使用格栅和筛网去除细小悬浮物,还可以用沉淀的方式去除废水中的无机砂粒、比水重的悬浮有机物等,还可以用气浮的方式来分离密度和水接近或者比水小的细微颗粒。
2.化学处理法
化学处理法是一种常见的处理方法。它主要是指对酸碱废水、重金属废水的处理。酸碱废水的处理包括对酸性废水的处理和碱性废水的处理。其中,酸性废水处理包括投药中和法、天然水体以及土壤的碱度中和法等几种方法。碱性废水处理包括投酸中和法、酸性废水以及废气中和法。
3.生物处理法
生物处理法应用比较广泛,它的原理是利用微生物把有机物进行氧化、分解,使其成为稳定无机物的原理。生物处理法具体包括好氧生物、厌氧生物、自然生物处理法三种形式。
三、化工废水的处理技术
1.膜分离法
膜分离法在废水处理过程中的具有一定的优势,用这种方法处理时不引入其他杂质,能够实现大分子和小分子物质的分离,因此,在大分子原料回收过程中常常被使用。目前,膜分离法常用的有微滤、纳滤、超滤和反渗透等技术。然而,膜造价高、寿命短、易受污染和结垢堵塞,所以该技术工程在应用推广时有难度。相信随着膜生产技术的发展,膜技术将应用的越来越广泛。
2.电催化氧化法
作为处理有毒难生物降解污染物的新型有效技术,电催化高级氧化法因其具有处理效率高、操作简便、与环境兼容等优点,引起了研究者的注意。其工作原理是在常温常压下,通过有催化活性的电极反应,直接或间接产生羟基自由基,从而使难生物降解的有机物转化为可生物降解的有机物,或使难生物降解的有机物“燃烧”而生成二氧化碳和水。虽然该方法优势明显,但受电极材料限制,该工艺降解有机物时能耗高,很难实现工业化。
3.臭氧氧化法
作为强氧化剂的臭氧能与废水中大多数有机物、微生物迅速产生化学反应,除去废水中的酚、氰等污染物,同时还能起到脱色、除臭、杀菌的作用。而且,臭氧在水中很快就分解为氧,不会造成二次污染,操作起来也十分方便。这种方法的确点就是投资高、电耗大、处理成本高。如果操作不当,还会对周围生物造成危害。因此,这种方法还仅仅在废水的深度处理方面应用。
4.磁分离技术
废水中经常会存在非磁性或弱磁性的颗粒,近年来发展的磁分离技术就可以派上用场。磁分离技术主要有直接磁分离法、间接磁分离法和微生物―磁分离法。目前研究的磁性化技术,主要包括磁性团聚技术、铁盐共沉技术、铁粉法、铁氧体法等,不过,磁分离技术目前还处在实验室研究阶段,工程实践中未能广泛应用。
5.铁炭微电解处理技术
铁炭微电解法又称内电解法、铁屑过滤法,它利用Fe/C原电池反应原理对废水进行处理。这种处理技术是电化学的氧化还原、电化学电对对絮体的电富集作用、以及电化学反应产物的凝聚、新生絮体的吸附和床层过滤等作用的综合效应,其中主要是氧化还原和电附集及凝聚作用。
该技术优点颇多,如适用范围广、处理效果好、使用寿命长、成本低廉以及操作维护方便等,而且该技术使用废铁屑做为原料,也不消耗电力资源。目前,该技术已经广泛应用于印染、制药、重金属、石油化工等废水处理中,均取得了良好的效果。
6.固定化微生物技术
该技术是生物工程领域中的新技术,从上世纪80年代起,这项技术开始应用于处理有毒难降解的工业废水,取得了显著的效果。
与常规生物方法处理中出现的难降解有机废水等现象,固定化微生物技术利用褐藻酸钙等天然凝胶及聚丙烯酰胺、聚乙烯醇等高分子材料作为载体,有目的地筛选一些特殊的优势菌种,将其固定在载体上。该技术将细胞固定后,提高了反应器内微生物数量,从而提高了处理效率,同时可使反应器小型化,易于固液分离,是很有潜力的技术。该技术在废水处理中的应用取得了相当大的进展,今后,进一步开发新型性能优良的固定化载体,使这项技术尽快实现实用化和工业化。
7.废水循环利用
该方法是将高浓度的焦化废水脱酚,净化除去固体沉淀和轻质焦油后,送往焦炉熄焦,实现酚水闭路循环。通过这种方式,减少了排污,降低了运行等费用。
四、结语
随着化工行业的发展,企业产生的废水量日益增多,废水的成分也越来越复杂。将这些废水处理好,既保护了环境,同时也有益于化工行业健康的发展。这就要求处理工艺的设计者,不能从简单地套用别人的工艺和设备,而是应该根据自身情况,有针对性地设计实施切实有效的处理方案,对症下药,对号入座。
目前,我国对化工废水处理工艺的研究取得了一定的进展,有些技术处在试验阶段,试验成功后,即将其运用到实际的工作中。但是,我们不能满足于现状,相关人员应当意识到,我们的废水处理技术仍然存在诸多问题,应当不断钻研技术,把我国化工生产中的废水处理技术提高到一个新层次、新高度。
参考文献:
[1]毛悌和 化工废水处理技术[M]. 北京:化学工业出版社,2000.
[2]杨元林,周云巍高浓度焦化废水处理工艺探讨[J]. 机械管理开发,2001,(4):23-25.
随着经济建设速度的加快,我国企业也得到了巨大的发展。但在发展的同时,由于对环境保护工作重视程度不够,导致我国现在出现了较多的环境问题。其中,氟化工污水问题引起了人们广泛的关注。本文将对氟化工废水处理工艺进行论述,分析氟化工废水的处理技术和未来发展趋势,希望为解决我国水污染问题提供帮助。
1氟化工废水处理工艺和水质分析概述
1.1污水处理技术概述
污水处理技术主要分为三个等级,一级污水处理主要指的是消除污水中的固体漂浮物,通常的处理方法是将污水中较大的固体漂浮物采用物理的方法去除。二级处理技术指的是对污水中有机污染物的去除,这些污染物通常指的是处在有机溶解状态的污染物。通过适当的处理方法,例如生物处理法可以将污水污染率降低90%左右。三级处理技术则是指通过采用进一步的溶解技术对污水进行处理,从而使污水达到养护排放标准。污水处理的目的是处理后实现回收利用。目前,我国的污水处理技术还有待发展,一些特殊类型的污水处理上还没有积累起足够的经验,在一定程度上增加了污水处理难度。
1.2氟化工废水处理工艺
在对氟化工废水处理的时候,要根据实际情况分析污水的水质,确定科学的设计参数,同时对污水的水质特征进行详细分析,最终做出符合实际情况的预测。在对氟化工废水处理工艺机械设计的时候,一般实际规模在200m3/h左右,如果发现污水的水质比较复杂,那么还要通过动态实验来进行进一步的分析。在一些污染程度较高的水质中,采用生物分解法可以减少所用的能力,达到较好的处理效果。同时,生物处理的成本较低,并且通过回收再利用的手段可以有效增加生物分解的次数,是目前氟化工废水中比较好的方法。
1.3污水水质的分析
在对氟化工废水进行处理的时候,要确保水质达到工业污水的处理标准。技术人员要对氟化工废水工厂污水分别对比,进而对相关水质进行分析,对比的指标包括氟含量、COD和其余污染物质的含量,从而为进一步的处理提供实际依据。在实际的污水处理中,要根据污水水质的实际情况对污水进行技术处理。
2氟化工废水处理技术分析
2.1氟化工废水处理的工艺流程
根据研究发现,在氟化工废水处理的过程中,每种废水污染物的含量都较低,这在一定程度上也给污水处理的全面性提出了要求。根据要求,氟化工废水在处理之后要能够达到循环再利用的要求。目前,在我国相关的工厂废水处理工作中,在对排放污水进行一级处理之后污水的COD值一般可以下降到75mg/L左右,企业在对污水进行混凝土沉淀后,基本可以达到循环再利用的要求。但当水质产生波动的时候,要注意污染出水的COD值可能达到100mg/L左右。如果采取相同的污水处理办法就很可能达不到相应的循环再利用要求。此时应该采取第二级的方法来对氟化工废水进行处理。其中,采用浓度较高的BAF生化池余量的处理方法能够取得很好的效果,确保水质更加稳定。
2.2含氟废水处理技术的重点
在工厂的工业废水和生活污水中都可能有含氟废水。在对氟化工废水处理的时候,一般的技术都是通过机械来对处理池进行操作,通过不同的方法来对水中的氟污染进行分解和吸收,从而保证处理后污水的循环再利用。在污水处理中,有时由于水质的不稳定,会导致污水在受到冲击力的影响后发生较大的波动,这时可以通过安装对应的调口阀门来保证污水的平稳。同时,为了保证污水出水直流的效果,可以安装相应的调节器。在污水流动的过程中,通过温度的变化,减少污水流动过程中的温度聚集,从而实现氟和水的有效分离。在对氟化工废水处理的时候要注意测量其BOD/COD的数值,如果该数值大于0.5,则证明污水的生化性比较理性,此时考虑采用A/O生物处理法进行污水处理,这种方法不需要复杂的操作流程,经济成本较低,并且具有很好的处理效果,是目前污水处理方法中比较成熟的一种。
2.3氟化工废水处理技术方法
目前,具体的氟化工废水处理技术主要包括机械分离法、生物吸收法、生化池处理法、气浮法等。这些处理方法的特点比较明显,在实际工作中要根据具体的客观条件选择合适的处理方法。机械分离法就是通过机械对污水中的氟和水进行分离操作,是一级污水处理方法,技术原理是根据水和氟的密度以及形态的不同,将污水流经对应的隔离池,从而促使水氟分离。生物吸收法主要是通过在生物池中对污水的处理,通过生物的吸收和分解从而对废水进行第二级的污水处理。经过生物处理的废水可以得到进一步的净化。气浮法的应用不是特别广泛,其主要通过在水中注入大量的气泡,通过气泡上浮的过程促使氟水分离。随着微生物技术的发展,生化池技术也开始应用到对氟化工废水的处理中,当废水中的微生物增加时,会以废水中的有机物作为自己的养料,随着吸收、氧化、分解等过程,有机物会再次变成无机物。在这一过程中,微生物不仅得到了生存必须的养分,也同时完成了废水净化的工作。
3氟化工废水处理技术的发展趋势
3.1物理处理技术趋势
在传统的物理污水处理技术中,对于氟化工废水的处理主要采取的就是氟氧磁分离法。这种方法是通过在废水中加入混凝剂和磁种,在污水中混凝剂起到促进作用,促使污水中较大的颗粒聚到仪器,形成更大的颗粒,从而可以采用更好的方法去除水中的杂质。
3.2化学处理技术趋势
氟化工废水的化学处理技术主要通过臭氧来实现,该技术目前也得到了一定的普及。但相对来说臭氧装置的成本较高,特别是处理含氟浓度较高废水的时候,缺乏经济性。未来化学处理技术的发展趋势主要是超临界法。通过一定的技术使废水处于超临界的状态,此时在废水中加入氧化剂,促进废水的氧化作用,从而达到氟化工废水循环再利用的目的。但是目前由于材料的原因,这种处理技术还不能得到很好的运用。
3.3生物处理技术趋势
在氟化工废水处理中,生物处理技术日趋成熟。目前较多的应用方法包括厌氧技术法、生物膜法、酶生物处理等。其中厌氧技术主要通过微生物的吸收降解实现,具有一定的经济性。酶生物处理法通过在废水中投入化学酶,催化污水中的芳烃物质发生沉淀,从而达到净化的效果。
4结语
氟化工废水的有效处理对解决我国水污染问题具有重大意义。目前,氟化工废水处理技术的种类较多,主要分为物理处理技术、化学处理技术和生物处理技术。在实际的污水处理工作中,技术人员要根据氟化工废水的实际情况进行分析,通过选择科学合理的方法来处理氟化工废水,从而达到废水能够循环再利用的目的,为我国的可持续发展做出贡献。
作者:盛国臣 单位:湖北瓮福蓝天化工有限公司