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淺談工業(yè)廢水處理新技術(shù)

時間:2022-07-23 08:38:56

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淺談工業(yè)廢水處理新技術(shù)

淺談工業(yè)廢水處理新技術(shù):工業(yè)廢水處理環(huán)境監(jiān)測論文

一、工業(yè)廢水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測問題

1、污染問題

工廠是一個生產(chǎn)作業(yè)的集中區(qū)域,其涉及到多種工業(yè)化產(chǎn)品,因而最終產(chǎn)生廢棄物類別也是多重多樣的。從環(huán)境監(jiān)測結(jié)果分析,工廠廢水可導(dǎo)致大面積水域污染,水質(zhì)惡化、污染物超標(biāo)、水生植物無法生長等,這些都是工廠周邊區(qū)域普遍存在的問題。水資源是人類社會活動不可缺少的元素,水資源污染將對社會環(huán)境、人居生活、產(chǎn)業(yè)發(fā)展等造成諸多不利影響。

2、標(biāo)準(zhǔn)問題

為了整頓工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展秩序,國家對各類生產(chǎn)區(qū)域?qū)嵤╉椖恳?guī)劃,要求工廠建立科學(xué)的環(huán)境監(jiān)測體系,幫助企業(yè)解決現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中遇到的污染問題。實(shí)際監(jiān)測發(fā)現(xiàn),廢水環(huán)境監(jiān)測缺少明確的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù),對工廠監(jiān)測內(nèi)容達(dá)不到預(yù)定標(biāo)準(zhǔn),影響了環(huán)境治理決策的有效性。目前部分國家重點(diǎn)源監(jiān)測項目與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)污染物項目不一致,如制糖、造紙、城鎮(zhèn)污水處理廠等。

制糖行業(yè)監(jiān)測項目監(jiān)測分類監(jiān)測項目重點(diǎn)污染源pH值、色度、COD、BOD5、氨氮、石油類、流量行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)污染物基本控制項目pH值、COD、BOD5、氨氮、SS、總氮、總磷、單位產(chǎn)品(糖)基準(zhǔn)排水量

3、治理問題

監(jiān)測是為了更好地治理環(huán)境,對環(huán)境監(jiān)測中發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量問題,工廠并沒有及時采取措施處理,導(dǎo)致廢水污染面積逐漸擴(kuò)大化,對新水域產(chǎn)生了更多的危害性??偨Y(jié)原因,多數(shù)工廠從運(yùn)營成本角度考慮,對環(huán)境治理未投入足夠的出污費(fèi)用,廢水問題無法從根本上得到解決。另一方面,環(huán)境監(jiān)測機(jī)構(gòu)職能不健全,現(xiàn)階段難以達(dá)到預(yù)定的監(jiān)測指標(biāo),這些都阻礙了廢水監(jiān)測與治理工作。

二、基于監(jiān)測結(jié)果的廢水處理方法

水資源是人類長期生存與發(fā)展的根本,注重水資源保護(hù)是科學(xué)發(fā)展觀要求。考慮到工業(yè)經(jīng)濟(jì)的重要性,以及工業(yè)化發(fā)展帶來的環(huán)境污染問題,必須強(qiáng)化工廠廢水治理力度,為工廠建立更加全面的廢水治理方案。當(dāng)錢,廢水治理技術(shù)包括:物理法、化學(xué)法、生物法等,可根據(jù)工廠內(nèi)設(shè)備建立針對性的監(jiān)測處理方案。

1、物理法

廢水處理方法的選擇取決于廢水中污染物的性質(zhì)、組成、狀態(tài)及對水質(zhì)的要求。一般廢水的處理方法大致可分為物理法、化學(xué)法及生物法三大類,利用物理作用處理、分離和回收廢水中的污染物,這是物理法應(yīng)用的基本原理,對工業(yè)廢水過濾起到了基本凈化作用。工廠可設(shè)計相對規(guī)模的生態(tài)綠化池,按照工廠生產(chǎn)規(guī)模定期回收廢水,通過凈化池處理后完成凈化作用。

2、化學(xué)法

利用化學(xué)反應(yīng)或物理化學(xué)作用回收可溶性廢物或膠體物質(zhì),利用化學(xué)反應(yīng)原理執(zhí)行有效的凈化處理方案,這樣可以避免廢水處理中出現(xiàn)的異常問題。例如,中和法用于中和酸性或堿性廢水;萃取法利用可溶性廢物在兩相中溶解度不同的“分配”,回收酚類、重金屬等;氧化還原法用來除去廢水中還原性或氧化性污染物,殺滅天然水體中的病原菌等。

3、生物法

利用微生物的生化作用處理廢水中的有機(jī)物,要求在廢水池中設(shè)置生物過濾系統(tǒng),及時清除水中有害物質(zhì),避免廢水排放后對周圍水域產(chǎn)生污染作用。例如,生物過濾法和活性污泥法用來處理生活污水或有機(jī)生產(chǎn)廢水,使有機(jī)物轉(zhuǎn)化降解成無機(jī)鹽而得到凈化。生物法處理要注意考察工廠類型,不同工廠所用方法存在差異性,選擇合適方式進(jìn)行處理以保證凈化效果。

三、結(jié)論

我國工業(yè)經(jīng)濟(jì)集約化轉(zhuǎn)型期,必須重視環(huán)境污染問題治理與控制,水資源是環(huán)境污染急需解決的問題。針對廢水環(huán)境監(jiān)測存在的污染問題,必須進(jìn)一步強(qiáng)化環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測處理力度,為工廠現(xiàn)代化生產(chǎn)創(chuàng)造有利條件。環(huán)境監(jiān)測部門要發(fā)揮環(huán)保功能,對工廠廢水出污存在的問題提出解決方案,指導(dǎo)工廠利用物理法、化學(xué)法、生物法等,進(jìn)一步優(yōu)化工廠廢水治理水平。

作者:周子龍單位:上海申豐地質(zhì)新技術(shù)應(yīng)用研究院有限公司

淺談工業(yè)廢水處理新技術(shù):工業(yè)廢水處理新技術(shù)的經(jīng)濟(jì)和環(huán)保效益

隨著我國工業(yè)化和城市化的快速推進(jìn),工業(yè)廢水種類和數(shù)量迅猛增加,廢水排放量占全國總量40%以上,目前大量的工業(yè)廢水未能達(dá)標(biāo)排放,既影響重復(fù)利用,也一定程度污染環(huán)境?!笆濉逼陂g,國家在水環(huán)境保護(hù)方面工作力度進(jìn)一步加大,強(qiáng)化水中污染物的減排和治理,將氨氮首次納入約束性指標(biāo);并要求繼續(xù)提高污水處理率和設(shè)備負(fù)荷率。未來的幾年內(nèi),工業(yè)廢水處理將進(jìn)入攻堅階段。為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的要求,處理工藝的進(jìn)步是最重要的途徑。為了響應(yīng)國家節(jié)能減排和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的要求,我公司北京博匯特環(huán)??萍加邢薰九c德國EBV公司合作提出了一種新型的節(jié)能降耗的工業(yè)廢水處理技術(shù)—BioDopp工藝。該工藝體現(xiàn)了“高效化、集成化、智能化及減量化”的特點(diǎn)。

1BioDopp工藝簡介及其技術(shù)優(yōu)勢

1.1工藝簡介BioDopp工藝是結(jié)合了氧化溝的全液內(nèi)回流及一體化結(jié)構(gòu)理念,利用A2/O的不同功能分區(qū)形式,借助CASS工藝前置選擇區(qū)模式,輔以高效的曝氣技術(shù),通過創(chuàng)新的空氣提推技術(shù)作為源動力,將水解酸化、生物選擇區(qū)、除碳、脫氮、沉淀甚至除磷等多個功能單元結(jié)合在一起的生物處理工藝。該工藝有效節(jié)省了占地面積,縮短了工藝流程,減少了土建及管道投資,并且也大大縮短了巡檢路線,便于建成后運(yùn)營管理。BioDopp一體化結(jié)構(gòu)見圖1。BioDopp工藝的微生物馴化技術(shù)是其關(guān)鍵技術(shù),工藝中其它技術(shù)設(shè)計及運(yùn)行的宗旨是為微生物的馴化創(chuàng)造貼近自然界的生存條件。BioDopp工藝的污泥馴化,主要遵循一項原則和兩個基本點(diǎn):原則:空氣提推技術(shù)確保池內(nèi)高回流比,完成對進(jìn)水瞬間稀釋,確保整個流程內(nèi)濃度梯度負(fù)荷最小化,創(chuàng)造貼近自然態(tài)的生長環(huán)境?;军c(diǎn)1:控制污泥比增長速率及其世代時間,使其污濃盡量高,生長盡量慢?;军c(diǎn)2:借助微氧理論,控制好氧池內(nèi)溶氧不超過0.5mg/L,溶氧濃度的控制是溶氧儀連接變頻風(fēng)機(jī)PLC自控單元來自控控制。

1.2技術(shù)優(yōu)勢BioDopp工藝采用了低溶氧高污泥濃度的微生物技術(shù)、短程同步硝化反硝化的脫氮技術(shù)、大表面積曝氣微混合技術(shù)、大水力循環(huán)的一體化結(jié)構(gòu)。基于這些特點(diǎn),該工藝較傳統(tǒng)生物處理工藝有如下創(chuàng)新點(diǎn):(1)節(jié)能降耗措施的創(chuàng)新BioDopp工藝,在低溶氧(0.1~0.3mg/L)較高污泥濃度(8~122g/L)的運(yùn)行工況下,通過氣提方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的泵內(nèi)外回流方式實(shí)現(xiàn)了工藝所需的高比倍循環(huán)稀釋要求,達(dá)到了節(jié)能降耗;在滿足工藝自身曝氣需要的前提下,通過曝氣方式的創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)了污水廠的節(jié)能降耗。(2)運(yùn)行維護(hù)方面的創(chuàng)新通常污水生化處理都面臨水下設(shè)備多、維護(hù)維修難,曝氣設(shè)備堵塞、更換難等比較棘手的問題,BioDopp工藝均實(shí)現(xiàn)了突破,給予了很好的解決。BioDopp工藝采用的曝氣軟管,在設(shè)計上既有自動“清洗”的功能,又能保證在不停車、不影響生產(chǎn)的條件下,可更換或者維修。同時BioDopp池內(nèi)幾乎無機(jī)械設(shè)備,可做到方便提升更換。(3)混合液循環(huán)方式的創(chuàng)新BioDopp工藝直接用空氣提推將混合液從末端循環(huán)到進(jìn)水段,強(qiáng)化了泥水的有效混合過程,并實(shí)現(xiàn)對進(jìn)水的高倍比稀釋,減少了回流設(shè)備同時也節(jié)約了維修費(fèi)用,進(jìn)一步提高了系統(tǒng)運(yùn)行的安全和方便性。同時高倍比回流使得反應(yīng)池內(nèi)進(jìn)出污染物濃度差很小,相當(dāng)于完全混合反應(yīng)器,保證了反應(yīng)器內(nèi)微生物處于相對穩(wěn)定的生存環(huán)境中,使其充分發(fā)揮去除污染物的效能。(4)高效的曝氣系統(tǒng)BioDopp曝氣軟管高密度均布方式與打孔技術(shù)使鼓出氣泡更為均勻,其直徑更小,緩慢曲線上升的流速保證其有足夠時間與水體接觸傳質(zhì),有效增大了氧轉(zhuǎn)移效率;除此之外,曝氣管采取可提升方式,使曝氣管的檢修與維護(hù)更加簡單,易操作。(5)高速澄清器BioDopp高速澄清器是是一種泥水分離裝置,通過底部污泥高速回流使污泥不在底部沉積,借助組合填料,設(shè)計獨(dú)特的澄清漏斗和專屬填料布置方式,完成高效快速澄清。其特殊的設(shè)計結(jié)構(gòu),配以空氣提推技術(shù),即降低了回流能耗,還節(jié)省了污泥回流泵房。(6)高污泥濃度使系統(tǒng)具有優(yōu)越的抗沖擊負(fù)荷能力在低溶氧、高活性污泥濃度條件下使曝氣池有機(jī)負(fù)荷(F/M)較低,系統(tǒng)具有更加優(yōu)越的抗沖擊負(fù)荷的能力。同時由于食物不太充足,微生物增長較慢或基本不增長,甚至可能減少,更進(jìn)一步消除了剩余污泥中大部分原組織物質(zhì),那些易產(chǎn)生異臭味氣體的成分也被消除了,如此被“固化”的污泥味道聞起來像新鮮的泥土。

2工程實(shí)例

2.1大唐國際多倫煤氣化廢水處理工程大唐國際發(fā)電股份有限公司多倫年產(chǎn)46萬噸煤基烯烴項目為世界上最大的煤化工工程化項目。其污水處理站主要處理全廠生活污水,化工區(qū)煤氣化裝置、甲醇裝置、丙烯裝置和聚丙烯裝置的生產(chǎn)污水,裝置沖洗排水和污染區(qū)內(nèi)的初期雨水。經(jīng)處理后澄清水作化工區(qū)循環(huán)水系統(tǒng)補(bǔ)水,總體實(shí)現(xiàn)零排放。(1)設(shè)計規(guī)模:7200m3/d(2)主要工藝流程:來水——破氰除氟系統(tǒng)——BioDopp生化反應(yīng)池——多介質(zhì)過濾和活性炭吸附——循環(huán)水回用(3)進(jìn)出水水質(zhì)為:(4)項目運(yùn)行評價大唐國際多倫煤化工項目作為國內(nèi)最大的煤化工項目之一,全廠為了達(dá)到“零排放”的目的,采用以BioDopp生化系統(tǒng)為主體工藝處理廠內(nèi)各類污水,輔以多介質(zhì)過濾和活性炭吸附深度處理,使排放污水達(dá)到循環(huán)冷卻水系統(tǒng)補(bǔ)充水標(biāo)準(zhǔn),作為循環(huán)水補(bǔ)充水進(jìn)行回用,不僅降低了企業(yè)的排放總量,還達(dá)到了節(jié)約用水、節(jié)能降耗的效果。所有有機(jī)污水在廠內(nèi)污水處理站集中處理達(dá)標(biāo)后作為循環(huán)水補(bǔ)充水,不僅降低了企業(yè)的排放總量,還達(dá)到了節(jié)約用水的效果。BioDopp生化系統(tǒng)總運(yùn)行成本1.82元/噸,其中直接運(yùn)行成本是0.91元/噸,直接成本包括電費(fèi)、藥費(fèi)、人工及維修(電費(fèi)0.58元/噸,藥劑0.15元/噸,人工0.10元/噸,維修0.08元/噸)。BioDopp生物池的建設(shè),有效節(jié)約了占地,可將運(yùn)行成本降低40%,最大限度的提高了運(yùn)行穩(wěn)定性。

2.2中石油吉化丙烯腈污水處理站改造工程該項目屬擴(kuò)容提標(biāo)改造項目,廢水中由于含有丙烯腈、氫氰酸、丙酮氰醇及甲甲脂等劇毒高難降解化學(xué)物質(zhì),曾用傳統(tǒng)工藝改造過三次,都出現(xiàn)出水CODCr較高,出水氨氮較進(jìn)水高的現(xiàn)象,這是含氰廢水的特點(diǎn)。采用BioDopp工藝進(jìn)行技改后,同樣占地面積處理水量翻倍,管理維護(hù)非常簡便。實(shí)現(xiàn)了劇毒廢水無害化治理,解決了含氰廢水脫氮的難題,在國內(nèi)乃至世界范圍內(nèi)填補(bǔ)了空白。(1)設(shè)計規(guī)模:4800m3/d(2)改造工藝:將已建的1#、2#、3#SBR污水處理池進(jìn)行改造,將1#、2#SBR池改造為BioDoppA池,將3#SBR池改造為BioDoppB池。(3)進(jìn)出水水質(zhì)為:以下,而BioDopp池出水基本穩(wěn)定在50mg/L~200mg/L,由于出水指標(biāo)偏低,目前吉化海特部分高濃廢水通過丙烯腈出水稀釋后達(dá)標(biāo)排放至吉化污水處理廠。氨氮的硝化為含氰廢水的處理難點(diǎn),因為廢水中含有大量的劇毒物質(zhì)—氰化物,氰化物對硝化菌的生長存在巨大的抑制作用,而對于BioDopp工藝來講,大比例循環(huán)稀釋系統(tǒng)使得池內(nèi)負(fù)荷相對均勻,可將梯度負(fù)荷降到最低,再加上其獨(dú)特的馴化方式,使硝化菌能夠在此相對穩(wěn)衡的環(huán)境下生長,大量的菌株聚合在一起,形成協(xié)同效應(yīng),所以能適應(yīng)一定濃度的CN-環(huán)境。吉化要求出水氨氮需控制在45mg/L以下,BioDopp池出水可將氨氮穩(wěn)定在20mg/L以下。CN-進(jìn)水基本在5mg/L以下,出水要求控制在0.5mg/L以下,而BioDopp工藝出水CN-可降解到0.01mg/L以下,使有毒廢水無害化。該項目不僅對含氰廢水處理效果好,而且成本較低,能耗及藥耗均較其他工藝低。其總成本為1.94元/噸,其中直接運(yùn)行成本是0.99元/噸,直接成本包括電費(fèi)、藥費(fèi)、人工及維修(電費(fèi)0.23元/噸,藥劑0.25元/噸,人工0.21元/噸,維修0.30元/噸)。《BioDopp工藝處理含氰廢水的應(yīng)用及研究》已在國內(nèi)最權(quán)威的工程類國家核心期刊發(fā)表。BioDopp工藝為含氰廢水采用生化法治理打開了局面。(4)項目運(yùn)行評價項目自建成以來,運(yùn)行良好,由于池內(nèi)控制點(diǎn)只有DO和pH值兩個控制點(diǎn),且DO信號為PLC變頻自控調(diào)節(jié),故管理非常簡便。曝氣系統(tǒng)因為具備自清洗的特點(diǎn),所以不會堵塞,建成五年多以來,曝氣均勻,氧利用率高,動力效率一直較為恒定處于高位。吉林石化公司要求出水COD需滿足300mg/L煤化工行業(yè)污水治理呈現(xiàn)兩高兩難態(tài)勢,即污水排放量大,處理難度大,污染濃度高,運(yùn)行成本高。河南省煤氣(集團(tuán))有限責(zé)任公司義馬氣化廠響應(yīng)國家節(jié)能減排號召,結(jié)合廠內(nèi)現(xiàn)有以SBR生化處理為主工藝的污水處理站運(yùn)行成本相對較高,處理效果不夠穩(wěn)定,二期改造占地有限等局面,最終將一座SBR改造為BioDopp生化工藝。該工藝較傳統(tǒng)工藝節(jié)省一半占地,節(jié)約一半能耗,管理維護(hù)更加簡單。(1)設(shè)計規(guī)模:840m3/d(2)改造工藝:將已建的SBRA池改造為BioDopp池。(3)進(jìn)出水水質(zhì)見表3。(4)項目運(yùn)行評價項目自建成以來,運(yùn)行良好,即便是在原水水質(zhì)波動很大的情況下,出水水質(zhì)都基本穩(wěn)定,可見BioDopp工藝的抗沖擊、可恢復(fù)性很強(qiáng)。而且各出水指標(biāo)明顯優(yōu)于原SBR工藝,運(yùn)行管理方便,節(jié)省了大量的藥劑消耗和人工費(fèi)用。該項目直接運(yùn)行費(fèi)用為3.03元/噸,遠(yuǎn)低于原廠SBR的8.25元/噸。而且每處理一噸魯奇加壓氣化廢水能夠減少COD排放約5kg、氨氮約0.2kg、總氮約0.2kg、酚類物質(zhì)約1.0kg,其他需控制污染物1.5kg,并能夠得到同等體積的可回用水。BioDopp工藝在真正實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排的同時還為煤氣化行業(yè)污水處理提供了一條成熟可靠、投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、適用性強(qiáng)的技術(shù)。BioDopp技術(shù)依據(jù)自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和微生物技術(shù),建立了短流程脫氮體系、實(shí)現(xiàn)了高效徹底的生化降解效果,大大節(jié)約了運(yùn)行成本,在河南煤化工引起了轟動,目前已依托河南煤化工在河南省科技廳獲得科技成果,在魯奇爐和BGL爐廢水領(lǐng)域已被認(rèn)定為河南省重點(diǎn)推介技術(shù)。

3經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益評價這里以河南煤化工義馬氣化廠污水處理站改造工程為例,對BioDopp工藝的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和該工藝的社會環(huán)保效益進(jìn)行分析。

3.1經(jīng)濟(jì)效益評價

3.1.1技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析在義馬氣化廠改造工程中,BioDopp工藝噸水電耗約為1.6~2.0kW?h/t,相對于傳統(tǒng)工藝約噸水電耗2.4~4.2kWh/t,可實(shí)現(xiàn)能耗節(jié)省約33.3%~52.4%。BioDopp技術(shù)的立足點(diǎn)就是節(jié)能、高效,該技術(shù)依靠先進(jìn)的曝氣方式和工藝流程大大降低了對電能消耗,比如軟管曝氣、空氣提推的設(shè)計。通過物料衡算可知BioDopp工藝節(jié)能主要體現(xiàn)在系統(tǒng)脫氮形式上,大部分通過短程硝化的形式得到去除。這就比其他活性污泥工藝有一定的節(jié)能優(yōu)勢。其他活性污泥全程脫氮的硝化過程反應(yīng)式為:NH4++3/2O2NO2-+2H++H2ONO2-+1/2O2NO3-而短程硝化將硝化控制在亞硝化階段,則節(jié)省25%O2。且BioDopp工藝一直維持在低氧條件下,最高溶氧不超過0.45mg/L,與傳統(tǒng)工藝曝氣區(qū)大于2.0mg/L相比,本工藝節(jié)能成果顯著。與常規(guī)活性污泥法相比,節(jié)省O2的量為:1-0.45/2×(1-57.77%×25%)=80.75%鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)電耗一般占全廠電耗的40~50%(計算取45%),曝氣池是二級生物處理廠耗能最大的構(gòu)筑物。則至少能節(jié)省費(fèi)用:45%×80.75%=36.34%。與義馬氣化廠SBR生化系統(tǒng)(噸水耗電6.2kW?h)相比,BioDopp工藝每年可節(jié)省費(fèi)用至少為:35×24×(6.2-2.0)×0.6×365=772.63萬元/年另外,短程脫氮過程中反硝化直接由亞硝酸鹽開始,則節(jié)省62.5%碳源,同時提高了反硝化速率。BioDopp工藝與常規(guī)活性污泥法相比,節(jié)省脫氮碳源為57.77%×62.5%=36.11%,反硝化速率提高47.36%,反應(yīng)器容積也相應(yīng)縮小,節(jié)省了占地面積和土建費(fèi)用。由于BioDopp工藝實(shí)現(xiàn)了短程同步脫氮,硝化過程中消耗堿度和反硝化過程產(chǎn)生堿度的大部分過程均在曝氣區(qū)中發(fā)生,兩者中和能夠有效地保持反應(yīng)器中pH值穩(wěn)定,同時可以降低硝酸鹽氮濃度以減少速澄區(qū)污泥漂浮及回流污泥對厭氧釋磷的影響。

3.1.2經(jīng)濟(jì)效益分析(1)BioDopp工藝與廠內(nèi)SBR工藝直接運(yùn)行費(fèi)用比較見表4。(2)BioDopp工藝在義馬氣化廠污水改造過程中的經(jīng)濟(jì)指標(biāo):①節(jié)省占地30~50%,節(jié)省一定土建投資及征地費(fèi)用;②節(jié)省供氧量40%,節(jié)省碳源25%以上,能耗及藥耗總和節(jié)省超過50%;③系統(tǒng)剩余污泥量減少40%以上,且運(yùn)行時無臭味。(3)BioDopp工藝與其他常見氣化廢水處理生化工藝相比較,其經(jīng)濟(jì)性能有較大優(yōu)勢,具體表現(xiàn)如圖2。

3.2社會和環(huán)保效益評價

本改造工程運(yùn)行結(jié)果展示出良好的社會與環(huán)保效益,改造工程工藝應(yīng)義馬氣化廠“節(jié)能減排”的目的而設(shè)計,其處理結(jié)果完全達(dá)到義馬氣化廠的要求。義馬氣化廠屬于“九五”國家重點(diǎn)項目,并多次擴(kuò)建,是國內(nèi)煤氣化行業(yè)的標(biāo)桿企業(yè),其節(jié)能減排目標(biāo)的提前順利完成不僅顯示了其作為一個大型國有企業(yè)的社會職責(zé),而且在集團(tuán)內(nèi)部樹立了標(biāo)桿作用,同時為行業(yè)企業(yè)做出了良好榜樣作用。應(yīng)用BioDopp工藝流程每處理一噸Lurgi碎煤加壓氣化污水能夠減少COD排放約5kg、氨氮約0.2kg、總氮約0.2kg、酚類物質(zhì)約1.0kg,其他需控制污染物1.5kg,并能夠得到同等體積的可回用水;同時使用BioDopp工藝流程來處理Lurgi碎煤加壓氣化污水,比同等工藝噸水處理能耗低2~4kW?h,間接減少二氧化碳排放當(dāng)量為1.2~2.5kg/t,如果同時計算藥耗與其他費(fèi)用,可間接減少二氧化碳排放當(dāng)量為2~4kg/t,真正地實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排的要求。綜上,BioDopp工藝流程簡單,占地小,運(yùn)行成本低,而且出水水質(zhì)有保證,甚至可以達(dá)到回用水標(biāo)準(zhǔn)。這不僅降低了工業(yè)大戶的用水成本,而且避免了周邊水體受污染,使居民能夠安心用水。既響應(yīng)了國家節(jié)能減排和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的政策方針,又達(dá)到了經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的和諧統(tǒng)一。

4結(jié)論

多個工業(yè)廢水處理工程實(shí)例的成功運(yùn)行證明了BioDopp工藝本身的價值和優(yōu)越性,在當(dāng)前處理出水要求高、節(jié)能減排任務(wù)重的條件下,BioDopp工藝是一種極具推廣價值的創(chuàng)新工藝,具體表現(xiàn)為:(1)BioDopp工藝實(shí)現(xiàn)了短程同步脫氮,同時保證去除有機(jī)污染物和脫氮效果,出水指標(biāo)相比其它傳統(tǒng)工藝大幅度降低,這歸因于一體化生物池內(nèi)獨(dú)一無二的生物和生化反應(yīng)的控制參數(shù)。(2)BioDopp工藝節(jié)省一半占地、能為客戶節(jié)約大量的寶貴的土地資源;其處理流程短,管理相當(dāng)簡單;(3)BioDopp工藝節(jié)省能耗、抗沖擊能力強(qiáng)、系統(tǒng)恢復(fù)快;(4)BioDopp工藝僅有一個核心溶解氧控制點(diǎn),并且是變頻PLC聯(lián)動控制,自動化程度高,維護(hù)管理簡單。(5)BioDopp工藝可實(shí)現(xiàn)不停車更換曝氣管,使用壽命至少是其它曝氣系統(tǒng)的2到5倍。操作維護(hù)量少,維護(hù)維修非常方便。(6)BioDopp工藝所需人工較少,可節(jié)約一定的人力成本。(7)BioDopp工藝污泥齡長,剩余污泥排放量少,大幅降低污水勞動強(qiáng)度。

淺談工業(yè)廢水處理新技術(shù):煙草工業(yè)廢水處理工藝研究

摘要:

分析了煙草工業(yè)廢水的來源及特點(diǎn),歸納了目前常見的煙草工業(yè)廢水處理工藝,分別介紹了多級聯(lián)合處理法和深度處理法的內(nèi)容、特點(diǎn)及應(yīng)用,提出煙草廢水處理工藝的改進(jìn)方向,為煙草行業(yè)的節(jié)能減排工作提供一定的理論支持。

關(guān)鍵詞:煙草工業(yè);廢水污染;處理工藝;耦合

煙草廢水主要是造紙法生產(chǎn)煙草薄片過程中的排放物,其作為煙草行業(yè)主要污染源具有排放量大、濃度和色度高、成分種類多且波動性大的特點(diǎn),不僅會對破壞水質(zhì)環(huán)境,還會影響人體健康。因此,研究并選取合適有效的廢水處理工藝方法,使排放廢水達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-2002)要求,成為煙草行業(yè)亟待解決的問題??紤]到造紙法生產(chǎn)煙草的過程與紙漿生產(chǎn)過程類似,因此煙草廢水處理一般參考紙廠廢水的工藝,主要有物理、化學(xué)、生物相互搭配的多級聯(lián)合處理,此外還有包括光催化氧化、Fenton氧化和電化學(xué)氧化等在內(nèi)的深度氧化技術(shù)。針對以上處理工藝,目前國內(nèi)外已經(jīng)開展了大量實(shí)驗研究及生產(chǎn)實(shí)踐,并取得了一定成果。本文在分析煙草薄片廢水來源及特點(diǎn)的基礎(chǔ)之上,歸納出多級聯(lián)合處理和兩大類處理工藝,分別介紹了各自具體處理方法及優(yōu)缺點(diǎn),并圍繞環(huán)境友好且資源節(jié)約這一目標(biāo),提出煙草廢水處理工藝的改進(jìn)方向。

1煙草工業(yè)廢水來源及特點(diǎn)

由于造紙法生產(chǎn)煙草薄片具有利用率高、焦油量少、物理性能好等優(yōu)點(diǎn),因而成為目前廣泛研究的生產(chǎn)技術(shù)。造紙法在清洗浸泡、萃取濃縮和打漿抄造環(huán)節(jié)會產(chǎn)生大量的高濃度工業(yè)廢水,一般每生產(chǎn)1t煙草薄片會產(chǎn)生50m3~70m3高濃廢水。廢水污染物種類多、含量高且成分波動較大。此外,煙草薄片廢水不僅包含煙葉、纖維素等懸浮物,具有制漿廢水多懸浮物、富營養(yǎng)污染等共性,而且富含煙堿(尼古丁)、高分子有機(jī)酸、酯類等溶解性有機(jī)化合物,兼具色度高、微生物毒性高等特點(diǎn)。因此煙草廢水環(huán)境危害大,急需發(fā)展先進(jìn)廢水處理工藝技術(shù)。

2煙草工業(yè)廢水的處理工藝

2.1多級聯(lián)合處理法

常見的多級聯(lián)合處理法涉及物理、化學(xué)和生物法之間的聯(lián)合。物理法包括沉降法和溶解空氣浮選法,主要針對懸浮物,工序簡單,但不能去掉有機(jī)物,如芬蘭部分造紙廠發(fā)現(xiàn)使用沉降法能夠凈化掉初級澄清池中超過80%殘渣等懸浮物?;瘜W(xué)法一般指化學(xué)混凝脫色法,是采用無機(jī)鹽或高分子絮凝劑促進(jìn)廢水中的膠體凝結(jié)沉淀,特點(diǎn)是成本低,效率高,穩(wěn)定性好,但需要根據(jù)水質(zhì)選擇適應(yīng)性強(qiáng)的絮凝劑。生物法主要包括好氧和厭氧接觸處理,通過微生物將大分子有機(jī)物分解,特點(diǎn)是成本適中,自動化程度高,但對特征污染物如尼古丁等轉(zhuǎn)化效果不佳,抗水質(zhì)波動性差等。實(shí)際應(yīng)用中一般結(jié)合物理、生物和化學(xué)三種方法進(jìn)行廢水處理,常見的物化法有“過濾+混凝”、“格柵+混凝+氣浮”等。生物法一般也結(jié)合化學(xué)法同時使用,如李友明等采用“混凝+厭氧+好氧+AOPs”耦合工藝處理廢水,得到厭氧階段廢水化學(xué)需氧量(chemicaloxygendemand,COD)去除率達(dá)到80%以上,好氧階段COD去除率介于48%~70%之間。我國廢水處理方式普遍采用三級流程,首先通過沉降法或溶解空氣浮選法篩掉懸浮物;然后采用厭氧或好氧生化處理;最后進(jìn)行化學(xué)混凝處理。

2.2AOPs法

多級聯(lián)合處理法存在工序銜接要求高、運(yùn)行費(fèi)用較高、出水色度較高、微生物轉(zhuǎn)化效率易受水質(zhì)波動影響等問題,因此一般還需要AOPs法進(jìn)行補(bǔ)充。AOPs是在聲、光、電、催化劑等因素作用下,將有機(jī)污染物氧化或完全礦化為小分子化合物如CO2和H2等,該方法因降解效率高,對環(huán)境友好,普適性強(qiáng)等特點(diǎn)已受到國內(nèi)外廣泛研究。常用AOPs法。目前應(yīng)用最為普遍的深度處理法為隸屬化學(xué)氧化類的Fen-ton法。如Catalkaya等通過測定可吸附有機(jī)鹵代物、有機(jī)碳總量和色度等指標(biāo)的去除率,比較了Fenton、光催化Fenton、H2O2/UV、O3/H2O2和O3等深度氧化方法對紙漿廢水的處理效果,得知Fen-ton法表現(xiàn)出最佳處理效果。

3結(jié)語

國內(nèi)外關(guān)于煙草廢水處理工藝的研究目前較少,主要是參考造紙工業(yè)廢水的處理工藝,考慮到煙草廢水中存在較多特征有機(jī)污染物如焦油、尼古丁等,且成分波動較大,因此不存在一種公認(rèn)最佳的處理工藝,只能在兼顧環(huán)境友好和資源節(jié)約的目標(biāo)下,根據(jù)具體水質(zhì)、環(huán)境及企業(yè)自身情況進(jìn)行合理選擇,以達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)的排放要求。

作者:曹盼 單位:九江縣環(huán)境保護(hù)局