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化工废气的处理方法(6篇)

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化工废气的处理方法篇1

关键词:废水处理技术;新进展;应用

Abstract:thispaperintroducesthewastewatertreatmenttechnologyresearchanddevelopment,especiallyinrecentyearsappearsomenewtechnology,andprobesintothedevelopmenttrendofthetechnologyofwastewatertreatment.

Keywords:wastewatertreatmenttechnology;Thenewprogress;application

中图分类号:TU74文献标识码:A文章编号:

缺水已经成为影响我国经济发展、社会安定和环境改善的主要制约因素之一。因此,废水回用和综合利用是解决环境废染及水资源短缺的有效途径和必要手段,从而保证经济的进一步可持续发展。对于缺水城市而言,城市废水和工业废水再生利用比开发建设新水源更为重要,更符合我国贫水的客观事实,更具有深远与现实意义。

随着人类社会的发展,人们已经认识到,水不是取之不尽用之不竭的,水是有限的,而这有限的水,正遭到严重废染,这就使本来就十分匾乏的水资源更加匾乏。一方面严重缺水,另一方面又有大量废水排出,流人江河湖海废染水体。废水处理既可解决水源的严重废染,又可开发新水源,应该说这是一项事半功倍的事业。然而由于认识、体制、资金、技术的问题,废水处理迟迟不能迅速发展。

1废水处理的分类

按废水来源分类,废水一般分为生产废水处理和生活废水处理。生产废水包括工业废水、农业废水以及医疗废水等,而生活废水就是日常生活产生的废水。工业废水成分复杂,排量变化大,其性质与排量取决于工业生产的性质、工艺和规模等,不同的工业企业所排放的废水在质和量上各异。如化工、石油、造纸、纺织、印刷、食品等工业排放的废水主要含大量的有机物和其他有害物质。生活废水包括城市居民住宅排水、公共设施排水和工厂生活设施排水。生活废水中有机物含量较高,主要是由动植物蛋白、脂肪、洗涤剂、人体粪便、生活杂物等有机成分组成,其中含有许多细菌、病毒、微生物等。

废水处理被广泛应用于建筑、交通、能源、石化、环保、城市景观、医疗、餐饮等各个领域,也越来越多地走进寻常百姓的日常生活。现代废水处理技术,按处理程度划分,可分为一级、二级和三级处理。

一级处理,主要去除废水中呈悬浮状态的固体废染物质,物理处理法大部分只能完成一级处理的要求。经过一级处理的废水,BOD一般可去除30%左右,达不到排放标准。一级处理属于二级处理的预处理。

二级处理,主要去除废水中呈胶体和溶解状态的有机废染物质(BOD,COD物质),去除率可达90%以上,使有机废染物达到排放标准。

三级处理,进一步处理难降解的有机物、氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。主要方法有生物脱氮除磷法,混凝沉淀法,砂率法,活性炭吸附法,离子交换法和电渗分析法等。

2废水的处理技术

目前常用的废水处理技术有:物理法、化学法、物理化学法、生物法等,但是单纯用某一种方法处理废水,往往不能达标排放,它往往需要多种方法联合使用才能达到处理效果。

2.1物理法

常用的物理方法有:气浮法、重力沉淀法、过滤法、蒸馏法等。气浮法、重力沉淀法、过滤法是指利用物理作用,分离废水中呈悬浮状态的废染物质,去除对象是水中悬浮物质。应用的工艺有筛滤截留、重力分离、离心分离。常用的处理设备有格栅、沉淀池、过滤池、气浮装置等。

2.2化学法

化学法是按废水中废染物的主要类型,向废水中加入某些化学物质,通过化学反应,以达到净化水质目的的技术方法。现阶段化学法主要有:混凝法、中和法、铁屑内电解法、化学氧化法、电化学氧化法、焚烧法等。

2.2.1混凝法

混凝法是向水中投加一定量的混凝剂,经过脱稳、架桥等反应过程使水中呈胶体状态,难以沉降的颗粒互相聚集增大,形成粗絮体的方法,再经过沉淀或气浮,使废染物分离出来。常用混凝剂可分为无机混凝剂和有机混凝剂两类。潘碌亭、肖锦、赵建夫等以硫酸铝为主要原料制得兼具氧化和絮凝为一体的新型、高效水处理药剂COF-I,对微废染水源水、城市废水及印染废水进行了强化处理试验研究,结果表明,复合药剂COF-I对微废染水源水、城市废水及印染废水均具有良好的处理效果。最近的研究表明,有机高分子絮凝剂特别是人工合成的有机絮凝剂对染料废水有更好的脱色效果。混凝法的优点是工程投资少,处理量大,对疏水性染料脱色效率很高;缺点是需随水质变化而改变投料条件,对亲水性染料的脱色效率低,大量的泥渣脱水困难。

2.2.2中和法

中和法是用化学法去除废水中过量的酸或碱,使其pH值达到中性左右的过程称为中和。处理含酸废水时通常以碱和碱性氧化物为中和剂,而处理碱性废水则以酸或酸性氧化物作中和剂。

2.2.3铁屑内电解法

铁屑内电解法是多种机理协同作用的结果,包括Fe2+、新生态氢的还原作用、Fe(OH)2的混凝作用、活性炭的导电、吸附作用并提供微生物滋生场所、原电池微弱电流刺激微生物代谢及有机物降解。

2.2.4化学氧化法

化学氧化法是利用臭氧、H2O2、氯及其含氧化合物等氧化剂将有机废染物直接氧化的处理方法。以臭氧氧化法应用较多,臭氧氧化法对许多种难降解废水都能有效处理。化学氧化法包括臭氧氧化法、芬顿试剂氧化法、湿式空气氧化法、超临界水氧化法、焚烧法、电化学法、光化学氧化法等。近年来,高级氧化工艺(AdvancedOxidationProcesses,AOPs)因其下述特点而逐渐得到研究者的重视:(1)产生氧化能力极强的轻基自由基(•OH),能较快速、彻底的降解有机废染物直至完全矿化,无二次废染;(2)工艺灵活,既可单独处理,又可以与其它处理工艺匹配;(3)作为一种物理-化学处理过程,极易控制以满足不同处理需要。在各种高级氧化工艺中目前尤以电化学氧化法、光化学氧化法成为研究的热点。

2.2.5电化学氧化法

电化学氧化法是在电解槽中,废水中的有机废染物在电极上由于发生氧化还原反应而去除,废水中废染物在电解槽的阳极失去电子被氧化外,水中的C1-,OH-等也可在阳极放电而生成Cl2和氧O2而间接地氧化破坏废染物。

2.2.6焚烧法

焚烧法是将含有高浓度有机物的废水在高温下用空气进行氧化分解,使有机物生成水、二氧化碳等无害物质而排入大气的方法。该法适用于一些浓度高、含有大量的无机盐物质和生物难降解物质,并且废染物没有回收价值而热值较高的废水,如化工、医药厂的有机废液。

2.3物理化学处理技术

物理化学处理技术是指废水中的废染物在处理过程中通过相转移的变化而达到去除目的的处理技术,常用的单元操作有离子交换法、萃取、吸附法、膜技术等。

2.3.1吸附法

在物理化学法中,应用最多的是吸附法。吸附是利用具有吸附能力的多孔性固体物质将废水中微量溶解性有机物吸附和浓集于其表面,达到净化的过程。吸附作用类型有物理吸附、化学吸附、分子吸附、离子吸附等。水处理中吸附过程往往是几种吸附作用的综合结果。常用的吸附剂有可再生吸附剂(如活性炭、离子交换纤维等)和不可再生吸附剂如各种天然矿物(膨润土、硅藻土)、工业废料(煤渣、粉煤灰)及天然废料(木屑、铁屑)等。

2.3.2蒸馏、蒸发法

蒸馏、蒸发法根据废液中各物质沸点的不同,用来回收废水废液中的有用物质。而浓缩液可作为燃料、饲料、肥料,或者进行下一步处理。

2.3.3膜分离法

膜科学技术是一门新兴的高分离、浓缩、提纯、净化技术。分离膜是一种特殊的、具有选择性透过功能的薄层物质,它能使流体内的一种或几种物质透过,而其它物质不透过,从而起到浓缩和分离纯化的作用。目前研究用于废水处理的主要是压力推动膜分离技术,包括反渗透(RO)、超滤(UF)、纳滤(NF)等。反渗透是以压力推动为动力的膜分离技术,压力差约为2~10MPa,上世纪70年代美国的J.J.Porer和C.A.Brando等人就开始将膜分离技术应用于印染废水的处理,采用反渗透法对18种染料的回收和再利用进行了试验,使用内压管式酷酸纤维膜、中空纤维聚酰胺膜、卷式醋酸纤维膜以及外压管式Zr(IV)氧化物-PAA动态膜,分离效果良好,色度去除率大于99%,COD去除率均在92%以上,透过水可重新使用。超滤是膜分离技术中应用最为广泛的膜过程之一,在我国则为生产与应用最广泛的膜品种。80年代末问世的介于超滤与反渗透之间的一种新型膜分离技术,其截留分子量在200~2000的范围内,孔径为几纳米,因此称为纳滤。由于纳滤膜表面有一层均匀的超薄脱盐层,它比反渗透膜要疏松得多,且其操作压力比反渗透低,因此,纳滤又称为疏松型反渗透或低压反渗透。膜分离法处理是一种新型分离技术,具有分离效率高、能耗低、工艺简单、操作方便、过程易控制、无废染等优点。但由于该技术需要专用设备,投资高,且膜易结垢堵塞,所以目前还未能推广。

2.4生物处理法

目前生物处理法在化工、医药有机废水处理中应用最广,并在应用中不断改进完善,但仍然存在处理构筑基建投资和占地大、管理复杂等问题。

2.4.1好氧生物处理法

生物处理法是利用微生物的生物化学作用降解有机物,这种方法具有技术比较成熟,运行较稳定等优点。

1)活性废泥法。目前作为活性废泥法主要运行方式有传统活性废泥法、完全混合废泥法、阶段曝气活性废泥法、吸附―再生活性废泥法、延时曝气活性废泥法、高负荷性废泥法、纯氧曝气活性废泥法、氧化沟、AB法工艺(吸附―生物降解)、SBR法等。向曝气池内或进水中投加铁盐的方法,被称为生物铁法。

2)生物膜法。生物膜法是与活性废泥法并列的另一种好氧生物处理法,微生物生长在面的粘膜中。它包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法、生物流化床,以生物接触氧化法应用最多。

3)复合式生物处理系统。复合式生物处理系统的研究在国外已有近20年的历史。复合生物处理系统中同时存在着附着相和悬浮相微生物,在任何时候都有一些游离的菌体附着在载体表面,同时又有一些生物膜脱离载体表面,而形成悬浮废泥,当这一过程达到平衡时,反应器中的载体表面就形成稳定状态的生物膜,这层生物膜与液相中的悬浮废泥共同发挥作用,各自发挥自己的降解优势,同时又在纵横两个方向上相互关联。

2.4.2厌氧生物处理法

亦称厌氧消化,是在厌氧条件下由多种微生物(厌氧细菌和一些兼性细菌)共同作用,使有机物分解并生成CH4和CO2的过程,一般包括水解、发酵、产氢产乙酸、产甲烷等四个阶段。

2.4.3组合生化工艺

大多数有机废水往往是厌氧后面接好氧处理单元。另外,若废水中含氮较多时,A/O法(缺氧―好氧)应用较为广泛;若废水中含磷较多时,A/O工艺(厌氧―好氧)中不设内循环时也能起到除磷作用。A2/O(厌氧―缺氧―好氧)法主要应用于废水同步脱氮除磷。兼氧水解―好氧生物处理工艺,是从厌氧-好氧生物处理发展而来的,用厌氧发酵过程中水解酸化阶段,而放弃了停留时间长的甲烷发酵阶段,不产气。该工艺在较难处理的化工、医药废水应用越来越多。

3废水处理技术的新进展

近年来下列最新的处理方法已经处于实验室阶段或已应用于实践。

3.1磁分离法

通过向废水中投加磁种和混凝剂,利用磁种的剩磁,在混凝剂同时作用下,使废水中的颗粒物相互吸引而聚结长大,加速悬浮物的分离,然后用磁分离器除去有机废染物。

3.2超声波气振法

通过控制超声波的频率和饱和气体,降解分离废水中有机物质。超声波处理废水是基于超声波能在溶液中产生局部高温、高压、高剪切力,诱使水分子和染料分子裂解成自由基,引发各种反应,促进絮凝。清华大学陶媛、胡棋昊、王黎明等针对实际印染废水高浓度、高毒性、高COD值的特点,采用探头式功率超声发生器和自制平板超声发生器降解多种高浓度染料废水,结果表明,降低超声辐射声强及增大辐射有效面积可降解染料并增大处理废水的体积。但是单独使用超声波气振法降解结构复杂的染料废水仍难以达到工业应用水平。

3.3高能物理法

当高能粒子束轰击水溶液时,水分子发生激发和电离,生成离子、激发分子、次级电子,这些辐射产物在向周围介质扩散前会相互作用产生反应能力极强的物质HO•、H2O2、HO2•与有机物质发生作用而使其分解。早在80年代Getoff

等用电离辐射技术(γ-辐射、X射线、电子束)对废水中的多种烷类物质(含染料)进行了降解研究,但因其产生高能粒子的装置昂贵,技术要求高,能耗较大,难以投入实际运行。

3.4光催化氧化技术。

利用光激发氧化将O2、H2O2等氧化剂与光辐射相结合,所用光主要为紫外光,包括UV-O2,UV-H2O2等工艺,可以用于处理医药化工废水中的CHCl3,CCl4、多氯联苯等难降解物质。

除了上述的最新的处理方法外,还有超临界法、高效菌、酶生物处理技术、生物吸附降解技术在一定的范围内得到了应用和发展。

4展望

我国目前一般的工业有机废水大多通过组合传统工艺进行处理,但对有毒难生化降解的有机废水如印染、制药、农药等废水的处理,由于技术和经济之类的原因至今仍缺乏有效而经济的治理对策。研究开发费用低且无二次废染的新型废水处理技术,成为环保领域内一个亟待解决的重要课题。高级氧化工艺逐渐受到人们的青睐,这些氧化技术,如前面提到的光催化氧化、电催化氧化、超临界氧化、湿式氧化和低温等离子体化学法等新技术在难降解有机工业废水处理方面的研究十分活跃,有些已进入工业试验阶段。尤其电催化高级氧化技术、光催化氧化以及两者的协同效应的研究正成为该领域研究的热点,代表废水处理技术的研究方向,有望在不久的将来在技术上有所突破,并在工业中得到应用。

参考文献:

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[4]许保玖,龙腾跃.当代给水与废水处理原理.北京:高等教育出版社,2000

[5]王国华,任鹤云.工业废水处理工程设计与实例.北京:化学工业出版社,2000

[6]马承愚,彭英利.高浓度难降解有机废水的治理与控制.化学工业出版社,2006

[7]郭明远,杨牛珍.纳滤膜分离活性染料溶液的研究[J].水处理技术,1996(2):97-99.

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[9]陶媛,胡棋昊,王黎明,等.超声技术降解染料废水的实验研究[J].高电压技术,2002,28(120):47-56.

化工废气的处理方法篇2

关键词:工艺品;挥发性有机废气;处理工艺

DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.14.031

0引言

仙居县位于浙江东南部,其工艺美术行业拥有工艺品企业723家,是全国最大的工艺品出口基地县,荣获“中国工艺礼品之都”和“中国工艺礼品城”称号[1]。工艺品制作过程中大部分产品需要喷漆,在喷漆过程中会产生漆雾及挥发性有机废气。本文就针对工艺品行业水性漆废气处理提出了初步设计方案,供业主及有关部门决策用。

1设计参数和依据

1.1污染源分析

根据调查,企业工艺品喷漆主要使用水性漆、硝基漆、聚氨酯漆(PU漆)。按基料的品种来分析水性木器漆大致有以下几类:丙烯酸酯型、聚氨酯分散体、水性氨酯油等[2]。本文针对生产工艺使用水性漆的企业进行设计,其油漆废气主要污染物为非甲烷总烃等。

1.2设计参数和设计排放标准

本文确定设计处理风量为10000Nm3/h,废气非甲烷总烃浓度120-200mg/m3。U气排放执行《大气污染物综合排放标准》(GB16297-96)表2中的二级标准,具体见表1所示。

1.3设计原则

遵守有关的法律法规、标准规范;必须保证设备的处理能力和有效达标排放;针对有机废气产生的特点,选择先进性、可靠性强的技术,降低废气处理投资和运行成本;设备选型和材质方面考虑污染物的腐蚀及耐用性的新材料。

2有机废气处理工艺设计

2.1有机废气处理工艺介绍

目前处理有机废气的方法种类繁多,特点各异,因此相应采用的治理方法也各不相同,常用的有冷凝法、吸收法、燃烧法、催化燃烧法、活性炭吸附法、光催化氧化法、低温等离子法、生物法等[3];常用有机废气处理工艺比较如表2所示。

2.2水性漆废气处理工艺选择

考虑废气处理设施的直接投资、运行费用、长期稳定运行等因素,针对废气处理风量大、有机物浓度较低等特点,结合同行业中的成功实践经验,本文推出节约型和先进型两种治理方案。处理流程如下:

2.3水性漆废气处理工艺说明

水性漆废气(节约型)处理工艺:喷漆废气在风机负压下经收集管道进入漆雾过滤器,在过滤器中废气以2.0m/s左右的缓慢速度通过和过滤器中过滤网和过滤棉碰撞、接触过程中截留废气中的漆粉和漆雾后进入活性炭吸附装置,经过合理的布风,废气以0.5m/s左右风速通过吸附床内的活性炭层的过流断面,活性炭和废气中有机分子相互吸引产生物理吸附从而净化废气,处理后废气再经排空管高空达标排放。

水性漆废气(先进型)处理工艺:喷漆废气在风机动力下经收集管道进入漆雾过滤器,在过滤器中废气以2.0m/s左右的缓慢速度通过和过滤器中过滤网和过滤棉碰撞、接触过程中截留废气中的漆粉和漆雾后进入光催化装置,通过三重处理净化废气中的大部分有机污染物,废气进入活性炭吸附装置,经过合理的布风,废气以0.5m/s左右风速通过吸附床内的活性炭层的过流断面,活性炭和废气中有机分子相互吸引产生物理吸附从而净化废气,处理后废气再经排空管高空达标排放。

3主要技术经济指标

水性漆废气(节约型)处理工艺和水性漆废气(先进型)处理工艺的主要技术经济指标如表3所示。

4结论

本研究通过对仙居县工艺美术行业的工艺品企业的废气特征分析,结合同行业中的成功实践经验提出了水性漆废气节约型和先进型两种废气处理工艺,并对主要技术经济指标作了比较,供业主及有关部门决策用。

参考文献:

[1]仙居文化志[M].仙居县文化广电新闻出版局.

[2]郭淑静,张秀梅.国内外涂料助剂品种手册(精第二版)[K].2005,04,05(11):1-5.

化工废气的处理方法篇3

关键词:植物油脂;油脂废水;预处理技术

中图分类号:X703

植物油脂生产中所产生的油脂废水,其成分中含有乳化油、溶解性油、有磷脂、皂脚等物质,如果这些废水不经过任何处理就排放,将会给大自然的水资源造成很严重的污染。对于植物油脂废水的处理工艺有很多种,本文将对这些处理工艺做简单的介绍,希望能对同行人士有所帮助。

1植物油脂废水简介

植物油脂废水,主要是指植物油脂生产企业排放出来的蒸煮废水、水洗废水、冲地面废水、脱色、脱水、脱臭的真空蒸汽喷射装置冷凝器排出的含油含酸废水和废酸废碱水。有机物和乳化油等油脂的含量极高、金属和有毒物质含量低是植物油脂废水的特点,此特点使得油脂废水比较适合生化处理。我国目前存在的植物油脂企业大多为中小型,油脂废水的排放多为间歇排放,水质水量的波动较大,PH值也不稳定,给生化处理过程带来了一定难度。

2油脂厂废水预处理技术

2.1隔油

隔油池一般有三种型式:平流、平行板、倾斜板,其工作原理是利用油脂废水中悬浮物与水的不同比重而对其分离,属于依靠比重自然浮上分离装置。隔油池主要去除废水中上浮分散油,可能除去的最小油滴粒径为100-150μm。通常进入隔油池的废水,油的含量比较高,油粒径越大,利用隔油池处理的效果就越好。虽然隔油池对分散油的去除效果非常好,但是对乳化油的处理效果就相对较差,所以要向油脂废水中投入破乳剂,将乳化油转变为分散油再进行处理,就可达到理想的效果。

2.2气浮

气浮与隔油的最大区别是,隔油是依靠自然上浮,而气浮则是利用微气泡,实行强制上浮。气泡所起到的作用是粘附在油滴上,由于气泡比重远远小于水的比重,所以有很大的浮力,使油滴迅速上浮,从而实现废水中油脂与水的分离。气浮也有三种型式:溶气气浮、电解气浮和机械碎气气浮。三种方式中电解气浮的设备最为简单,操作容易,在不需充气和加混凝剂的情况下,去除废水中乳化油和分散油的效率就可高达90%,但是电解气浮需耗用较大的电量,再加上电极材料等的原因,使得电解气浮多是停留在试验研究阶段,未能得到大的实际应用。机械碎气气浮在电能消耗上比另外两种方式都要低,并且设备投资资金也相对较低,但是目前在植物油脂废水处理中应用的很少。植物油脂厂中目前采用的废水预处理方式多为溶气气浮。植物油脂厂采用气浮技术进行油脂废水预处理,还必须注意以下几点:

a.选用合理气浮工艺;植物油废水气浮工艺一般选用处理后废水部分回流加压溶气气浮工艺较为合适;b.选取合理的PH值;进水PH值试验表明,PH=7时单位体积内微气泡个数最多,平均粒径最小,气浮效率最高,所以在废水进入气浮前要进行中和处理,使PH为7;c.选择合理的释放器类型;当植物油脂废水预处理选择气浮方式时,为了达到理想的处理效果,要选用高效且不易被油粒和悬浮物堵塞的释放器;d.加入适当的破乳剂;油脂废水中的乳化油,自身带有负电荷,并且化学性能非常稳定,因此要在油脂废水中放入适当的破乳剂,将乳化油破解,以实现理想的气浮效果。

2.3混凝破乳

混凝破乳常采用的工艺方法是盐析法,此法的作用原理为,将盐类电解质放入到植物油脂废水当中,使油滴与废水面的电层被压缩,从而实现预处理效果。常用的盐析剂有钙、镁、钠的氯化物及钙、镁硫酸盐。单靠使用盐析法对油脂废水预处理,常遇到的问题是需使用大量盐析剂,聚析以及沉降分离的时间都很长,设备占地面积大等,为了改善上述问题,很多植物油脂生产企业在研究尝试使用铝、铁盐混凝剂破乳,对铝、铁盐的使用出使得以上提到的问题被有效解决外,还可以使增宽最优PH值。

2.4生物预处理

2.4.1活性污泥法

活性污泥法处理油脂废水的原理是,在有氧条件下,向油脂废水中连续的通入空气,使得大量好氧性微生物能够连续、循环生长,此类微生物具有超强的吸附能力,并且在生长中可降解油脂废水中的油粒和悬浮物,转化为自身的有机成分,从而实现水油分离,达到废水预处理的效果。为提高溶解氧的浓度,常采用渐进曝气法、深井曝气法。

2.4.2生物膜法

生物膜法与活性污泥法类似,都是一种好氧性生物预处理工艺。但是在型式上与活性污泥法还是有所区别,活性污泥法主要利用的是以菌胶团为主的微生物群进行废水预处理,而生物膜法是利用附着生长于某些固体物表面的微生物(即生物膜)实现废水预处理,其附着的固体介质被称作滤料或载体。生物膜法对油脂废水预处理的工作原理是,生物膜首先附着在载体上,由好氧微生物将其分解,之后进入到厌气层进行厌气分解,随着新生物膜的生长,老化的生物膜会被流动的水层冲掉,重复此过程就可以对油脂废水进行预处理。生物膜法具有以下特点:(1)对水量、水质、水温的变化有极强的适应能力;(2)处理效果显著;(3)污泥量小且易于固液分离;(4)节省费用。

2.4.3水解法

生物水解法是对油脂废水厌氧预处理工艺,主要用于处理浓度较高的油脂废水。生物水解法能够去除油脂废水中的有机负荷,该工艺将有机物的厌氧分解中的水解、酸化、酸性减退,甲烷化阶段始终控制在水解、酸化段,利用水解菌和产酸菌将废水中的大分子、难降解的有机物降解为小分子有机物。对油脂废水预处理时,在水解池中加入以光合细菌为主的高效降解菌和产酸菌,将油脂废水中长链脂肪酸类大分子有机物分解成小分子挥发性脂肪酸。目前该工艺已被广泛应用于植物油脂废水的预处理。

化工废气的处理方法篇4

[关键词]:含氰废水处理方法原理

1.含氰废水处理方法

据不完全统计,处理含氰废水的方法有二十余种,可分为三大类型:破坏氰化物、转化氰化物为低毒物和回收氰化物。破坏氰化物的方法有碱性氯化法、二氧化硫―空气氧化法、过氧化氢氧化法、活性炭催化分解法、臭氧氧化法、电解法、高温分解法、吹脱曝气法、微生物分解法、自然净化法。转化氰化物为低毒物的方法有内电解法、铁盐沉淀法、多硫化物法。回收氰化物的方法有酸化回收法、离子交换法、电渗析法、乳化液膜法、铜盐或锌盐沉淀法、废水或贫液循环法。这些方法有些已经用于工业生产,有些还处于试验室研究阶段。

2.黄金行业处理含氰废水主要方法分析

我国黄金行业使用的处理含氰废水的方法主要有碱性氯化法、活性炭催化分解法、自然净化法和酸化回收法,近几年开始使用二氧化硫―空气氧化法。

2.1碱性氯化法

2.1.1碱性氯化法的原理

利用氯的强氧化性氧化氰化物,使其分解为低毒物或无毒物的方法叫做碱性氯化法。氯与氰化物的化学反应视氯加入量的不同有两种结果,当控制反应条件尤其是加氯量一定时,氰化物仅被氧化成氰酸盐,称氰化物的局部氧化或不完全氧化:CN-+ClO-+H2O=CNCl+2OH-

生成的CNCl在碱性条件下水解:CNCl+2OH-=CNO-+Cl-+H2O

当加氯量增加时,生成的氰酸盐又被氧化为无毒的氮气和碳酸盐,称为氰化物的完全氧化,该反应是在局部氧化的基础上完成的:

2CNO-+3ClO-+H2O=2HCO3-+N2+3Cl-

通过调节反应pH值在9~11,使废水中氰化物降低到0.5mg/L,把反应控制在氰化物不完全氧化阶段,称之为碱性氯化法一级处理工艺,我国黄金行业几乎全部采用这种工艺。

2.1.2碱性氯化法的优点

1)碱性氯化法是一种成熟的方法,在工艺设备等方面都积累了丰富的经验,且投资少,工艺、设备简单,易操作。

2)采用碱性氯化法处理后,氰化物可降低到0.5mg/L甚至更低。氰酸盐能进一步水解,生成无毒物。

2.1.3结论

碱性氯化法可用于四方金矿尾矿库含氰废水的处理。

2.2活性炭催化分解法

2.2.1活性炭催化分解法的原理

活性炭对氰化物有很强的吸附能力,尽管活性炭能吸附氰化物,但活性炭法除氰主要有三种途径:氧化、水解和吹脱,根据条件不同,可以主要由一种或两种除氰途径起作用。

2.2.2氰化物在活性炭上的氧化

当活性炭同时与废水和空气接触时,空气中的氧就会吸附在活性炭上,比水中溶解氧高数千倍,氧化学吸附在活性炭表面上,形成过氧化物和羟基酸官能团,构成活性表面。

活性炭

O2+2H2O+2e──H2O2+2OH-

由于活性炭吸附氧的过程产生了H2O2,而且活性炭上氰化物浓度比废水中氰化物浓度高很多,在炭表面上发生过氧化氢氧化氰化物的反应,H2O2可将氰化物氧化为氰酸盐。

2.2.3氰化物在活性炭上的水解

吸附在活性炭上的氰化物在氧不足的条件下发生水解反应生成甲酸铵:HCN+H2O=HCONH2,这一反应的发生在水溶液中并不明显,但活性炭的作用使这一反应的速度明显加快,生成的甲酸铵在加热时分解出CO和NH3。

2.2.4活性炭的填料作用

如果不考虑活性炭的内在特点,仅把它做为一种填料,由于活性炭的亲水性比其它填料好很多,活性炭所构成的填料塔是一个良好的HCN吹脱塔,向废水中充入气体时,HCN就会从液相逸入气相而被气流带走。

2.2.5活性炭催化分解法的优点

1)能回收废水中的微量金银,具有较好的经济效益。

2)投资小、成本低,工艺设备简单,易于操作、管理。

2.2.6结论

活性炭催化分解法适用于四方金矿尾矿库含氰废水的处理,四方金矿尾矿库回水处理系统采用活性炭法中的催化水解法,该方法不需要向吸附塔内通入空气,工艺简单,易于操作、管理。更重要的是,该工艺可回收废水中的微量金,具有较好的经济效益。

2.3自然净化法

2.3.1自然净化法的原理

研究表明,自然净化法至少是曝气、光化学反应、共沉淀作用和生物分解四种作用的叠加。

2.3.1.1曝气

含氰废水与大气接触,大气中的SO2、NOx、CO2就会被废水吸收,使废水pH值下降:CO2+OH-HCO3-,SO2+OH-HSO3-

随着废水pH值的下降,废水中的氰化物趋于形成HCN:CN-+H+HCN

由于空气中HCN极微,废水中的HCN将倾向于全部逸入大气中。

2.3.1.2光化学反应

亚铁氰化物和铁氰化物离子在光照下分解出游离氰化物,分解出的游离氰化物不断地被氧化、水解以及逸入空气中,达到了降低废水中氰化物浓度的目的。

2.3.1.3共沉淀作用

废水中亚铁氰化物还会形成Zn2Fe(CN)6、Pb2Fe(CN)6之类的沉淀,与Cu(OH)2、Fe(OH)3、CaCO3、CaSO4等凝聚在一起,沉于水底从而达到了去除重金属和氰化物的效果。

2.3.1.4生物化学反应

当尾矿库废水氰化物浓度很低时,废水中破坏氰化物的微生物将逐渐繁殖起来,并以氰化物为碳、氮源,把氰化物分解成碳酸盐和硝酸盐。

2.3.2结论

尾矿库除贮存尾矿外,兼具自然净化之功效。

2.4酸化回收法与二氧化硫―空气氧化法

酸化回收法只适用于处理高浓度含氰废水(1000~3000mg/L),当氰化物浓度低时,处理成本高于回收价值,而四方金矿尾矿库含氰废水总氰化物浓度低于40mg/L,因此该方法不适用。采用二氧化硫―空气氧化法处理含氰废水后COD增加,还需进行二次处理才能排放,该方法同样不适用。对于上述两种方法的原理在此不做分析。

3.四方金矿尾矿库含氰废水处理现状

四方金矿尾矿库含氰废水在库内自然沉淀澄清,尾矿澄清水及渗流水通过库内溢流涵洞及排渗系统排至坝前回水池,经活性炭吸附池、吸附塔过滤吸附后,全部输送至生产系统循环利用,不外排,事故状态下需外排时,则引入外排废水搅拌槽加漂白粉搅拌处理,再经过沉淀池,使外排废水中的CN-、pH、SS、COD等指标达到允许排放标准后外排。因此,四方金矿尾矿库含氰废水处理方法包括:废水循环法、活性炭催化分解法、碱性氯化法与自然净化法。

4.几点建议

四方金矿尾矿澄清水及渗流水正常情况下全部回用于生产系统,回水处理系统目前运行良好,为了在事故状态下保证达标排放的同时,最大限度地降低外排水CN-浓度,特提出以下几点建议:

1)从反应动力学角度研究,在碱性氯化法工艺中采用的是全返混式反应器,为了使CN-浓度降低到0.5mg/L以下甚至更低,在总反应时间或搅拌槽有效容积一定的条件下,采用几个小体积搅拌槽串联比采用一个大容积的搅拌槽处理效果好得多。由于氯氧化氰化物的反应速度较快,反应器数量超过3台无多大意义。因此,可设置两个搅拌槽,事故状态下,二者串联使用,只在第一个搅拌槽投加漂白粉,第二个搅拌槽无需投加,以便使反应进行完全。

化工废气的处理方法篇5

石油工业废水中包含一种油类污染物,油类污染物是一种混合物,混合物中包括了苯类物质,萘和蒽以及多环芳烃,所以最终混合物其实一种碳氢化合物。油类污染物如果被排入到水体当中,会在水体上面形成一种分子膜[1]。分子膜会降低水的溶解氧含量,最终生成二氧化碳并转化成碳酸,增强水体的酸性,水的浊度也因为这一个原因而增加了。油类污染物中的油膜粘附会导致水生动物的死亡,破坏水体生态环境。针对石油工业废水中的油类污染物可以采用不同的方法,选择的时候可以根据具体的情况来选择,使得最终的处理效果达到最好。石油工业废水中的油类污染物中处理的方法有重力沉降法以及隔油法,这两种方法都是属于物理法。除了物理法之外还有化学方法,例如絮凝法、强氧化法[2]。除了化学处理方法和物理处理方法之外还有物化法和生物法,不同的方法会对油类污染物的处理起到不同的效果。油类污染物中的浮油、分散油、乳化油以及溶解油。这些可以浮在水面上的油,主要可以利用油和水之间的密度差来去除,由于水和油具有密度差,所以利用水中的重力将着一些油类物质沉降出来,当然还可以采用相对方便的隔油法。针对废水中的微小油珠具有的特性完成油类污染物的处理。由于微小油珠的表面上有一层活性剂,而且是由疏水固体包围着的,所以会形成一种乳化油,这种乳化油可能会悬浮在废水中,而且还会保持一种稳定状态。采取的方法要适应这几种特性,因此絮凝法的应用价值就体现了。絮凝法的关键是絮凝剂,絮凝剂研究是最多的。目前研究最多而且应用最多的是有机高分子絮凝剂,因为这种絮凝剂通过很少的量就可以达到很好的油类污染物质处理效果。

2硫化物污染物的处理技术与应用

如果石油工业废水中含有很高量的硫化物,水的颜色呈现出墨绿色,而且这种水会发出硫化氢的恶臭味,这是硫化物与水发生了化学反应而形成的。除了这几个特征之外,如果废水中含有了硫化物污染物的时候,水还会有很大的腐蚀性,会将水中的氧气大量消耗。针对含有硫化物污染物废水处理的方式主要有两种,一种是氧化法,另外一种是水蒸气提法。这两种方法各有各的特色,能够对废水的处理起到一定的效果。氧化法包括了空气氧化法,还有光催化氧化法以及电化学氧化法。从这三种氧化法来看,光催化的利用效率最高,而且不会产生有毒物质[3]。但是从光催化剂的价格来看,不太适合现在石油工业的发展水平,成本太高,推广应用价值不大。电化学氧化物的具有简单易操作的方法,而且成本也不高,但是在实际的操作当中需要经过很复杂的过程,需要充分的实验条件和材料以及相应的介质,所以无法大范围推广使用。另外一种湿式空气氧化法,则是合理应用空气中分子氧的作用来达到处理硫化物污染物的目的。分子氧会在高温高压条件下发生液相氧化,可以将废水中含有硫化物的分子氧化成无机硫酸根,可以有效地去除废水中硫化氢的臭味。这种方式需要压力以及温度,而且对于这两个条件的要求并不是非常高,在实践中的应用价值比较大。这种方式针对有毒有害污染物具有很好的效果,不仅如此还会处理高难度的有机污染物[4]。水蒸气气提法在实践中的应用也可以对硫化物污染物进行处理,进而提高石油工业废水的处理。

3氨氮污染物的处理技术与应用

如果废水中含有大量的氨氮污染物,会导致水体发生富营养化,因此也会影响是水体生态环境,进而破坏自然生态系统。针对氨氮污染物的处理方式是离子交换法和生物脱氧法。离子交换法针对氨氮污染物的处理主要是一种深度处理,而且在这当中主要是利用铵离子的作用,通过交换实验装置完成石油工业废水中氨氮污染物的处理。生物脱氮法能够更加彻底地处理氨氮污染物,主要就是利用微生物的作用,就是其中的反硝化菌的作用,可以很好地将水中的氮去除。然后通过硝化以及反硝化的作用转化分子氮,使其最终进入到大气当中。随着现代科学技术的发展和进步,生物脱氮活性方法应用的非常多,而且细致了很多,在去除石油工业废水中氨氮污染物上面有了很好的效果,对于现代石油工业的发展具有积极作用,同时也会令现代环境污染问题得到缓解。

4酸碱污染物的处理技术与应用

针对石油工业废水中的酸碱污染物的处理,首先需要考虑是不是可以采取回收利用的方法,当然回收利用的方法有几种,每一种都会为石油工业废水的处理带去好处。如果在石油废水中的酸碱污染物浓度不高,属于低浓度范围的话,可以采用中和法预处理,然后结合以废治废的方式。处理的过程中需要注意的是选择碱废水,还是根据具体的情况选择加药性质的中和法。就我国目前的情况来看,由于目前针对酸碱污染物的处理还缺乏相应的技术和设施设备,所以要考虑到中和曝气池问题,因为我国目前中和曝气池的设计还尚未达到国际水平,缺乏科学性和合理性,尤其是中和曝气池的容积以及曝气装置等方面的研究都还相对浅显,所以需要积极加以完善。

5有机污染物的处理技术与应用

石油工业废水中的有机污染物的处理技术关系到了吸附、吹脱以及生物降解等等内容。通过吸附去除的方式处理石油工业废水的时候要考虑到石油废水的具体情况,以及处理废水的设施设备,也就是基础设施。石油工业废水中含有大量的有机污染物质,这些物质成分复杂而且均具有很高的毒性,对于水资源以及生态系统都会形成威胁。所以要加以处理,可以采用生物处理技术,但是这种处理方法容易转化出具有毒性而且无法降解的副产物。针对那些非常不容易讲解,而且具有很明显的毒性的有机污染物,需要采取的处理技术是物化处理方法,即采用电化学气浮絮凝法,同时还可以结合不同有机污染物质的毒性,以及其他方面的特征,使用树脂吸附或者是活性炭吸附的方式。当然针对有机污染物质的处理同样可以采用湿式空气氧化法,而且在实践中也会应用过氧化氢来完成石油工业废水有机污染物质的处理。针对石油工业废水中的那些具有高浓度而且含油性的有机废液来讲,则需要选择焚烧法完成处理目标。

6结语

石油工业的发展和进步为其工业废水的处理提供了有利的条件。我国目前环境污染问题严重,处理石油工业废水成为解决环境问题的一个重要的渠道。从源头控制水的使用,降低废水的排量,做好分级控制工作,逐渐提高我国石油工业废水处理的水平。今后的发展中要不断改进并优化石油工业废水处理技术,在其中融入清洁生产的方式提高石油工业废水的处理质量。

参考文献

[1]钟敏,宋黎明,王子,蔡蕊,邵飞.石油工业废水处理技术及应用概述[J].科学技术与工程,2013,(34):10244-10249.

[2]叶光辉,刘永辉.石油工业废水处理技术研究进展[J].广州化工,2015,(05):55-57.

[3]赵贺.石油化工废水处理技术应用研究进展[J].化工管理,2014,(20):251.

化工废气的处理方法篇6

【关键词】恶臭污染物;生物滤池;活性炭吸附法

1污水处理厂废气现状

石化企业污水处理场排放的污染物,不符合国家环保法规要求的排放标准限值。随着环保法律法规的进一步健全和完善,对石化企业排放的有毒有害气体要求更严,目的是改善污水处理场周围的空气质量,进而有效地保护职工及周围居民的身体健康。

2废气处理方法废气的处理方法

主要有燃烧法、碱洗法、活性炭吸附法、生物处理法等。

2.1燃烧法

燃烧法又分为直接燃烧和催化燃烧法。直接燃烧即有机物在600~800℃的高温下氧化,生成CO2和H2O,从而净化废气。此方法的优点是净化效率高,除臭较为彻底,但是处理成本高,适合与垃圾焚烧等配套使用。催化燃烧法是利用催化剂在200~400℃的温度下氧化分解,解决高温燃烧带来的困难。此方法适用于高浓度有机废气,非甲烷总烃含量不低3000mg/L的废气可采用催化燃烧法处理,但是此方法对催化剂技术要求高。

2.2碱洗法碱洗法的原理

为利用吸收液的物理、化学特性去除废气中的恶臭物质。碱洗法对含有较高浓度的硫化氢、有机硫、氨等废气的除臭有较好的效果,但是会造成二次污染。

2.3活性炭吸附法

活性炭吸附法是利用活性炭等对具有强吸附能力的物质去除恶臭物质。此法吸附效率高,吸附容量大。低浓度废气可采用此方法。但它的缺点是,使用一段时间后,会丧失工作能力,要对其进行再生或更换,这会提高运行成本。

2.4生物处理法

生物处理法的原理是利用微生物吸附降解功能达到除臭目的。生物处理法以工艺简单、运行费用低、去除率高等优点而发展迅速,在美、德、日本、荷兰等国多采用此法。隔油、浮选设施、储罐及生物处理单元产生的混合废气,可采用生物处理法处理。

3工程案例介绍

3.1工程概况

某石化企业曝气塘是炼油污水处理场污水外排和适度处理回用前的最后一道处理设施,采用交叉曝气结合氧化沟工艺,曝气塘由两台各90Nm3/min鼓风机负责鼓风曝气。进入曝气塘的污水虽然部分已经过污水场内的A/O系统处理,但来自企业家属区的生活污水则是直接进曝气塘处理,在微生物处理过程中,仍然挥发出大量恶臭物质。本工程利用已建有的恶臭气体收集、输送系统,通过废气处理装置进行对恶臭气体进行除臭处理。废气处理装置采用生物滤池法,设计规模12000Nm3/h。废气量按曝气池上方的气体空间×换气次数取值,曝气塘上方的气体空间约为12000m3,换气次数取1次/h。

3.2工艺原理

生物滤池除臭主要针对H2S、NH3、甲硫醇等恶臭物质,工艺原理主要有以下三个阶段:

(1)水溶渗透,废气中污染物从气相转移到液相或固体表面液膜。

(2)生物吸收,液相或固体表面液膜的污染物质被微生物吸附、吸收。

(3)生物降解,微生物将进入其细胞的污染物作为营养物分解,从而除去污染物。

含硫的恶臭成分可被氧化分解成为S、SO32-、SO42-;含氮的恶臭成分则被氧化分解成NH4+、NO2-、NO3-。

3.3工艺流程

3.4主要工艺设备

3.4.1离心风机玻璃钢

离心风机2台,一用一备,风量为12000Nm3/h。废气先后进入预洗池、生物滤池,处理后通过排气筒排放。离心风机采用低噪声离心风机,运行噪声低于85dB(A)。

3.4.2预洗池(加湿系统)

废气除臭装置前端设置预洗池,其作用是洗掉废气中的大颗粒灰尘,同时除去废气中可溶解于水的成分,并将废气加湿。预洗池规格为2×3×2.4m。预洗池配有循环喷淋系统及循环水泵、循环水箱,主要用于去除废气中固体污染物、调节空气的湿度和温度。喷淋系统所喷的水成雾状,能覆盖整个预洗池。循环水箱规格为0.8×0.8×0.8m;循环水泵流量为10m3/h,扬程为38m,功率为4kW[1]。

3.4.3生物滤池

生物滤池的填料采用以火山岩和活性炭混合的填料。混合填料不易腐烂,具有良好的保湿型和透气性。填料分层安装,生物填料高度约0.7m,活性炭填料高度约0.65m。在后续运行过程中无需添加任何营养液。生物滤池规格为12×3×2.4m,填料总高1.35m,表面负荷为340m3/m2•h,停留15s。生物滤池内的支撑架及填料支撑板采用具有良好通透性的玻璃钢格栅板,耐腐蚀且具有良好的刚度及强度。滤池顶部设有喷淋系统,根据情况间歇性喷淋,为微生物提供适宜的环境。喷淋系统配有喷淋水箱及喷淋水泵,喷淋水箱规格为0.8m×0.8m×0.8m;喷淋水泵流量为3m3/h,扬程为38m,功率为3kW。滤池底部设有气体分布及排水系统。

3.4.4排气筒

经过生物滤池处理的废气通过排气筒排放,排气筒高度为15m。排气筒直径为DN1000。排气筒3.5m高处设置采样口,便于采样分析。3.4.5除臭效果本工程已建成投入运行,为检测其运行效果,根据《大气污染物综合排放标准》、《恶臭污染物排放标准》,分别对处理前后的废气进行了检测。所有检测项目都符合《大气污染物综合排放标准》、《恶臭污染物排放标准》的要求,该废气除臭装置效果良好。

4结论

从本文案例中出除臭的显著效果及国内外对生物除臭的广泛应用可以得出几下几点:

(1)相对于传统的处理废气的方法,生物处理法的优点是:维护管理方便,经济节能,没有二次污染,对人类健康和生态的影响较少。

(2)实际生产中产生的废气,多为成分复杂的混合废气,需要多种微生物分别降解。因此,培育出优势高效的菌种是非常具有意义的。

(3)生物滤池所用填料是影响处理效果的关键因素,所以在选择填料时要充分考虑其比表面积、强度、通透性等问题。

(4)运用在石化企业的废气除臭装置,废气允许处理浓度及去除率应具有一定的弹性,需充分考虑在装置大检修或非正常工况下,废气浓度的大幅度增加。

参考文献