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關鍵詞:高鹽廢水;資源化處理;氯化物
腌制是用食鹽或食鹽水溶液來腌漬各種蔬菜的一種食品加工方法。腌制食品加工企業排出的廢水具有高鹽度、高有機物、高氮磷的特點[1]。由于廢水中所含的氯離子濃度過高,使細胞滲透壓升高,導致細胞因脫水引起質壁分離;同時高鹽還會破壞細胞膜和菌體內的酶,抑制了微生物的生長,使一般的生物處理工藝效果不佳。
含鹽廢水如果不經處理直接排放,不僅會使水體受到嚴重污染造成水體富營養化,影響水生生物的生長;還會引起局部土地鹽堿化,影響農作物的生長,給當地環境造成了極大的污染。同時,隨著廢水排出鹽分大量流失,造成了資源的極大浪費。因此,高鹽廢水處理技術與鹽的綜合回收利用成為了當今污水處理的熱點之一[2]。
1 含鹽廢水來源與水質特點
含鹽廢水主要來源于在生產過程中間歇排放的腌制廢水、淘洗水、脫鹽水、壓榨脫水和車間清洗廢水等混合在一起后形成的含鹽綜合廢水,其水質見表1。
由表1可知,該類廢水具有鹽度高、有機物及氮磷濃度高,溶解性有C質多,呈酸性,水質變化大的特點。
2 含鹽廢水處理工藝
目前,對于高鹽廢水的處理工藝主要包括物化處理、生物處理和物化-生物聯合處理。
物化處理可以去除廢水中的有機物和鹽度,提高廢水的可生化性。渠光華[3]等采用電化學氧化法對超高鹽榨菜腌制廢水進行預處理,在電流密度156mA/cm2、極板間距1.5cm、初始pH為4.3-5.0、電解時間120min時,COD和氨氮的去除率分別為55.74%和99.77%。劉品[4]采用Fenton氧化-活性炭吸附-膜分離技術聯合處理高鹽泡菜廢水,在pH為4、H2O2用量200mg/L、FeSO4?7H2O用量300mg/L、反應時間120min時,廢水中COD去除率為73.4%;在pH為6、溫度為15℃、活性炭用量5g/L、反應時間90min時,COD去除率為75.4%;在操作壓力0.12MPa、膜面流速2.0m/s時用100nm孔徑的陶瓷微濾膜,COD去除率為87.6%;在操作壓力1.2MPa、膜面流速0.14m/s時用2000Dal的超濾膜,COD去除率為84.9%;在操作壓力2.6MPa時用卷式反滲透膜,COD去除率為100%,脫鹽率為97.7%。
生物處理具有經濟、高效的特點,是目前最常采用的方法。生物處理多采用好氧、厭氧以及好氧與厭氧相結合的方法,通過馴化和利用嗜鹽菌在高鹽環境中去除有機物和氮磷。Dao Guan[5]等通過改變MBR中膜的孔徑大小來考察其對高鹽廢水的處理效果,當系統穩定運行時TOC和TN的去除率分別達到83.1%和63.3%。趙勝楠[6]等采用逐漸提高鹽度的方法進行硝化菌的耐鹽馴化實驗,結果表明:硝化菌的耐鹽性可由8g/L馴化提高到42g/L,其氨氮去除率在60%以上。Chai, H.[7]等利用ASBBR工藝研究生物膜密度對高鹽榨菜廢水處理效果的影響,當生物膜密度從15%增加到50%時,COD的去除率從90.5%增加到91.3%。吳綺桃[8]采用ASBBR-二級SBBR-化學除鱗組合工藝對高鹽榨菜腌制廢水進行處理,最終COD去除率為99.1%,氨氮去除率為96.4%,總氮去除率為96.7%,總磷去除率為99.9%。
物化-生物聯合處理結合了物化處理與生物處理兩者的優點,成為近年來高鹽廢水處理研究的重點。馬前[9]等利用UASB-好氧-混凝處理高鹽榨菜廢水,使COD的去除率大于90%。
3 鹽分回收技術
目前,生物處理工藝和大部分的物化處理工藝主要是以去除高鹽廢水中的有機物和氮磷為目標,通過馴化污泥或稀釋廢水來保證較好的去除效果。而廢水中氯化物的脫除很少被考慮到,鹽度去除率差,大部分的鹽隨處理后的水直接排入水體,容易造成水質惡化,甚至污染水源。除鹽常用的物化處理工藝有三效蒸發除鹽、膜分離法、焚燒法、離子交換法。丁文軍[10]等采用三效濃縮設備將含鹽廢水濃縮至飽和狀態,經結晶、離心分離等工序制得食鹽并回收利用于泡菜腌制。趙芳[11]利用反滲透膜處理泡菜廢水,在壓差達到2.4MPa、膜通量為0.100m3/m2?h時,鹽度去除率為97.5%,經反滲透膜處理的廢水可以回收循環使用。
4 總結與展望
腌制廢水中含鹽量高、有機物濃度大、氮磷元素超標,僅使用物化處理或生物處理很難使廢水達標排放。因而,物化-生物聯合處理工藝將成為今后的含鹽廢水處理的主要研究方向。
由于這類廢水中的鹽度較高,為提高資源的利用效率,應降低廢水中氯化物的含量,對鹽分進行回收綜合利用,走發展清潔生產與循環經濟的道路。
參考文獻
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關鍵詞:海水沖廁 活性污泥 含鹽污水 鹽度
1 引言
海水代用在城市生活中主要用于沖洗道路和器具、沖洗廁所、消防和游泳等方面。其中以海水沖廁應用最廣,用水量最大[1]。針對這些實踐所產生的含鹽污水的處理,國內外采用各種處理工藝進行研究Hamoda和Al Atar [2]利用完全混合式反應器研究了鹽度對活性污泥處理效率的影響;Lawton和Eggert [3]利用滴濾池研究鹽度對生物膜的影響;Mills和Wheatland [4]使用滲濾器處理含鹽生活污水;Steward [5]等用延時曝氣系統處理含鹽廢水。然而,研究的結果不很一致。為此有必要研究鹽度對活性污泥處理系統的綜合影響。
2 試驗器材與方法
采用實際生活污水,用NaCl將進水配成0、5、1015、20、25、30和35g/L等鹽度水平。試驗采用3個平行的SBR反應器,3個反應器接種等量的來自市政污水處理廠二沉池的回流污泥,分別以3個不同的進水CODcr濃度進行馴化,即人為的將進水CODcr濃度調為740mg/L(稱為高有機物濃度)、320mg/L(稱為中有機物濃度)、150mg/L(稱低有機物濃度)。然后按逐漸升高的NaCl鹽度(以下簡稱鹽度)對3個反應系統進行鹽度馴化,在每個鹽度水平馴化結束后的穩定運行期間進行試驗。研究不同鹽度馴化下活性污泥生長、有機物去除率、溶解氧濃度及出水懸浮固體濃度。試驗保證污泥濃度基本相同。充分供氣。溫度控制在(20±2)℃。
3 試驗結果與分析
3.1 鹽度對活性污泥生長的影響
從圖1可以看出鹽度對活性污泥生長的影響。隨著鹽度的增加,各鹽度馴化穩定運行系統的生長曲線的適應期變長、對數增長期的生長速率變慢、減速生長期的歷時變長。適應期變長可能是由于接種到新鮮培養基上后,微生物并不能立即生長繁殖,要經過一定時間的調整和適應,以合成多種酶,并完善體內的酶系統和細胞的其它成分。而在高鹽環境下酶的合成受到限制,合成速度下降或微生物產生新的酶系統,這些都要耗費時間。盡管在對數生長期微生物處在過剩的營養狀態下,有最大的能量水平,以最大的速度生長。但對數增長期增長速率變慢,這可能由于高鹽環境下微生物一方面要抵御外在的不良環境,需要耗費能量調整自身的代謝途徑或分泌胞外多聚物抵御外界不良的環境因子的作用;另一方面,需要能量合成自身生長所需的物質。這樣造成能量的分配,使用于生長繁殖的能量相對減少,造成自身生長速率變小,世代時間變長。減速生長期歷時變長可能是由于微生物利用底物的速率下降和高鹽條件下微生物的存活率下降共同導致營養物質的剩余所致。
3.2 鹽度對系統溶解氧的影響
圖2是SBR反應器內曝氣處理期間DO隨時間的變化曲線。可以看出DO的時間曲線總體趨勢大體相同,大體上出現兩個平臺和兩個跳躍,兩個平臺和兩個跳躍交替分布。由于溶解氧濃度是供氧速率和耗氧速率的差值,所以在供氧速率相同的情況下,溶解氧濃度間接的反映了耗氧的情況。DO時間曲線的第2個平臺標志著易降解有機物降解的結束,此時微生物的內源呼吸的耗氧速率與供氧速率相等,DO出現新的平衡,進入內源呼吸期。對于第2個平臺,隨著鹽度的升高溶解氧的水平值也變低。這表明耗氧速率隨鹽度的升高而增加。由于在內源呼吸期微生物的耗氧主要用于內源呼吸,所以隨著鹽度的升高,微生物的呼吸速率加快。造成這種現象的原因可能是由于高鹽對處理微生物的抑制作用導致的呼吸作用加強的緣故。Ludzack和Noron [6]的研究表明,隨著鹽度的增長,處理系統的比耗氧速率也增長。而且,研究發現馴化的活性污泥系統的比耗氧速率高于相同鹽度下未經馴化的污泥系統。總之,在高的滲透壓條件下,微生物耗氧速率增加。耗氧速率的增加不是為了有機物的降解,而是為了能夠抵御高鹽環境所產生的阻害作用。
3.3 鹽度對有機物降解的影響
從圖3~6可以看出鹽度對有機物去除率的影響。總體上隨著鹽度的上升,有機物的去除率下降。但既使在鹽度達到35g/L的情況下,中、高有機物濃度處理系統只要馴化時間足夠長,鹽度保持穩定,去除率仍可達到70%以上。可見處理高鹽污水時,馴化活性污泥是系統處理取得成功的一個必要的因素,活性污泥只有經過一定時間的馴化才能使處理效果穩定。這一結果與楊健和王士芬使用SBR處理高含鹽石油發酵廢水得出的結論相似,但和張雨山等研究的結果不同。張雨山等用傳統活性污泥法處理含鹽污水,活性污泥雖然經過馴化,但是當海水占生活水100%時,處理失敗。這一結果的不同可能和不同反應器有關。由于采用不同的處理單元,微生物對鹽度的耐受程度也不一樣。SBR本身具有耐沖擊和存在濃度梯度的優點是一個不容忽視的原因。在高鹽馴化過程中,一方面活性污泥微生物生態進行選擇,能夠適應高鹽環境的微生物生存下來,使自身的酶系統適應惡劣環境,并將這種變異遺傳給子代,使種族得以繁殖;另一方面,高鹽馴化刺激了海鹽菌的生長。由于海洋鹽菌能夠忍耐高的鹽度,且多數為異氧型菌自身不具備合成能力,其所需的營養物質必須通過外界獲得。且隨著鹽度的升高,其營養需求也增高。但是在高鹽條件下,一方面,一些不適應高鹽環境的細菌迅速死亡溶解,使廢水中營養物質充足;另一方面,生活污水本身就具有十分豐富的營養。所以能滿足海洋菌對營養的需求。在營養充足的條件下,海洋菌生長和繁殖很快,成為高鹽條件下的優勢菌屬。馴化過程給海洋菌的充足的選擇時間。由此可見,活性污泥的馴化過程就是使代謝方式逐漸適應高鹽環境,并使耐鹽菌大量繁殖的過程。
從圖中可以看出鹽度對有機物降解速率的影響。總體上,隨著鹽度的升高,有機物降解速率下降。這一現象可由兩個原因解釋,其一可能是鹽度抑制了污水處理微生物的活性。由于鹽度的增加,鹽析作用增強,脫氫酶的活性下降,微生物本身活性受阻,新陳代謝作用減緩;其二可能是由于鹽度的增加,細胞的溶胞作用加強,細胞組分大量釋放。而細胞組分的釋放有一個延續過程,其連續釋放使降解速率相對變低,這可由圖6看出。由于圖6是基于低進水濃度有機物的降解曲線,由于進水CODcr較低,所以溶胞作用對去除的影響很容易被看到。可以看出無鹽系統CODcr在反應3h會有一個相對較小的跳躍,而含鹽系統在處理進行至2h,污水CODcr的值就有一個較大的跳躍。這是因為隨著鹽度的升高,細胞的溶胞作用也在加強的緣故。具體表現在溶胞量加大,速度變快。
由于鹽度降低了有機物的降解速率,因此高鹽條件下有機物去除率還可能和曝氣時間有關。可以看出,曝氣時間的確影響著有機物的去除效率。隨著曝氣時間的增加,有機物的去除率也在增加,但就這3個進水有機物濃度而言,超過5h,隨著曝氣時間的增加有機物的去除率升高很緩慢。就經濟考慮,通過延長曝氣時間來提高高鹽有機物的去除率是不可取的。
3.4 鹽度對ESS的影響
試驗發現無機鹽使ESS增加,如圖7。造成ESS升高的原因可能是由于:(1)高鹽污水的理化性質。由于高鹽污水是一個密度較高的分散溶液體系含多種有機物和無機物的復雜溶液體系,因此不容易沉降。(2)鹽度促進細胞的分解。在高鹽條件下,細胞很容易水解,其組分的釋放也將使出水懸浮固體濃度增高。(3)與活性污泥微生態有關。在研究中發現,隨著鹽度的升高,微生物的生態組成發生改變。一個表現為原生動物的消失。因此對ESS有很大的影響。
3.5 鹽度對污泥指數(SVI)的影響
鹽度影響污泥的沉降性,使SVI變小(圖8)。在運行中未發生污泥膨脹現象。這可能和污泥結構的改變有關。無鹽條件下,絲狀菌交織分布構成骨架,菌膠團附著其上形成絮凝體,重復上述過程形成更大的絮凝體。而隨著鹽度的增加,鏡檢發現絲狀菌的數量逐漸減少幾乎消失。這必將造成污泥構型的改變,從而改變污泥的沉降性能。
4 結論
(1)隨著鹽度的升高,活性污泥的生長受到影響。其生長曲線的變化表現在:適應期變長;對數增長期的生長速度變慢;減速生長期的歷時變長。
(2)鹽度加強了微生物的呼吸作用和細胞的溶胞作用。
(3)鹽度降低了有機物的可生物降解性和可降解程度。使有機物的去除率和降解速率下降。雖然延長曝氣時間可以提高有機物的去除效率,但是超一定時間,隨著曝氣時間的增加有機物去除率的升高緩慢。就經濟考慮,通過延長曝氣時間來提高高鹽有機物去除率的方法不可取。
(4)無機鹽使活性污泥的沉降性加強。隨著鹽度的增加,污泥指數下降。
(5)處理高鹽污水馴化活性污泥是處理系統取得成功的一個必要手段。活性污泥的馴化過程就是使微生物代謝方式逐漸適應高鹽環境,并使耐鹽菌大量繁殖的過程。
參考文獻
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ChlorideConcentrationsonTricklingFilterSlimes.SewageInd.Wastes,29.121~128.
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這兩個技術分別為微生物燃料電池(MFC),即利用生活廢水中自然存在的細菌發電,以及逆向電滲析(RED),也就是利用淡水和鹽水之間的鹽度梯度來發電。科研小組負責人、能源與環境研究專家布魯斯?羅根表示:“這兩個技術每個都存在優點和弊端,把它們結合在一起,取其優點,結合之后,效果更佳。”
科研小組研究指出,把生活廢水中的細菌降解,再結合淡水和海水之間的鹽度梯度來發電,優勢更加明顯。另外,廢水中蘊含有大量以有機物形式存在的能量,而這些能量是處理這些廢水所需能量的10倍之多。
“通常我們不利用這些能量,而是簡單地放任自流,浪費很多能量。”羅根表示。而生活廢水加上家畜和食品生產過程中產生的廢水所蘊含的全部能量幾乎可以維持全美水利基礎設施的運行。“我預計通過MRC技術,可為美國帶來17吉瓦的電力,要知道,一座核反應堆一年發電能力也只有1吉瓦左右。”羅根自信地說。
科研小組把MRC技術的發電原理報告發表在了日前出版的《科學》雜志上。報告顯示,在使用RED技術時,淡水和海水會被水泵壓過兩個膜片,這對膜片與帶相反電荷的電極相連,會讓正負電荷分別朝不同的方向行進,當離子朝它們各自的電極移動時,就會產生電流。但這一方法需要使用很多膜片,因此成本很高。而MFC 的技術,則是利用微生物群來分解和氧化有機物,此過程會釋放出向陽極移動的電子,而這時水中的氫離子則會通過質子交換膜并進入獨立的陰極,這樣一個從陽極到陰極的游走產生了電力。而氫離子還會與周圍的氧相結合,形成清潔的水。
科研小組把一個由幾對膜片組成的RED模塊置于一個MFC的陰極和陽極之間,以此形成MRC技術。兩者結合可獲得更高的能量密度,即RED堆會增加MFC的電流,而MFC電極之間的電壓能使RED堆使用更少的膜片進行
操作。
羅根還大膽假設,如果利用碳銨鹽溶液來代替海水發電效果會更好。把RED堆中的海水替換成碳銨鹽溶液,這不僅能提高能量密度,碳酸氫銨也能在堆內再生,使該堆成為一個封閉系統。
關鍵詞:植物 污水 灌溉
一、引言
隨著我國經濟的快速發展,資源對經濟發展的制約作用日益凸顯,發展循環經濟是建設資源節約型、環境友好型社會的重要途徑。我國水資源短缺日趨嚴重,由于各種污染導致的水質型缺水比資源性缺水狀況更加緊迫,因此通過各種形式進行生活污水的充分利用,既能減輕對現有水資源的污染,又能節約大量寶貴的水資源,達到生態效益和經濟效益雙贏的目的,同時,是實施可持續發展戰略的需要,也是發展循環經濟的重要組成部分。
應用工業和生活污水進行農業灌溉在世界各地已有近百年的歷史,美國、澳大利亞、日本和以色列等國家污水灌溉技術比較成熟。雖然污水灌溉面積在我國灌溉農田中目前所占的相對比例不大,但污水的總量在增加,污水灌溉在水資源配置中的地位愈顯重要,已經成為水資源可持續利用的主要組成部分,而與此相關的污水灌溉之理論和技術研究十分薄弱,嚴重滯后于污水灌溉農田的發展和需要。在我國的缺水地區,水源不足已成為工農業發展和提高人民生活水平的重要限制因素。盡管自1974年全國第四次污水灌溉會議以來,污水灌溉農田的面積大幅度增長,但全國僅有少數幾家農業科研院所從環保角度對污水灌溉所產生的污染行為進行了初步的調查和分析,全面系統地研究污水灌溉的理論與技術,包括不同作物、不同土壤、不同污水水質的灌溉制度;對土壤、地下水和作物本身可能產生的長期和短期的危害和污染;與污水灌溉相適應的污水處理技術等,都缺乏行之有效的理論支持和技術手段。生活污水主要來源于洗滌、洗浴、廚房、游泳館、沖廁等的排水,其中既含有植物可吸收利用的營養物質,也含有不利于環境及植物生長的各種成分,如消毒劑、洗滌劑等,通過實驗確定不同植物耐受生活污水澆灌的承受能力,以期找到合理利用污水的有效途徑。需要強調的是,我國目前大部分地區生活污水未經過有效處理而直接排放,是造成水體污染的主要原因之一,所以探索未經處理或只經簡單處理的污水利用更具有現實意義。
二、國內外的研究現狀
國外的一些國家,如以色列,日本等,都以采用處理后的污水進行灌溉。加拿大McGill大學的kaluli等人研究表明,與地面灌溉相比,地下灌溉可減少硝酸鹽淋失率達70%以上。澳大利亞開發了污水灌溉與處理相結合的污水利用系統,具有污水灌溉和污水處理的雙重功能。以色列通過使用微、噴灌技術提高污水利用率,以達到節水和防治污染的雙重目的。在美國的西部地區那兒較好質量的水處于短缺之中,雜用水致力于使用工業廢水作為不適于直接飲用的水。例如高爾夫運動場和停車場。工業產生的濃鹽水,通常是電力發電站和較大的商業區高溫冷卻下產生的副產品,是工業廢水在城市地區產生的一種簡單而又最大的種類的廢水。近年來人們致力于把這一問題與傳統的方法相關聯,在含鹽水的土地使用上,將用科學來處理,并為城市用水提供額外的水資源,但前提是必須保護表層和地下蓄水層的水質量。工業廢水在高溫冷卻下通常含有較高鹽分和各種各樣的集中物,關于反比例化學化合物用于設備突然爆裂的維持。農業部門的經驗表明含鹽水能夠成功地用于農業灌溉和確保農作物目前充足的灌溉,管理部門提供用來維持解決土壤的含鹽量水平的策略低于一些農作物依靠的起點。
最近幾年國內污水灌溉(下稱污灌)發展得很快,因而有必要對其利弊進行一番評價。污灌可使地力耗竭的土地肥沃起來,可改良土壤的物理結構。污水經在土壤中過濾凈化后,可直接用于作物,也可貯于地下以備后用。污灌可防止或大大減輕污水對河流、湖泊和海洋的污染。同時,國內也已投入大量的資金進行污水處理的灌溉,并作出了相關規定及制定了一定的標準。但對蔬菜具體有哪些影響,有哪些成分發生了變化并未明確指出。
三、工業生產鹽水的灌溉
工業生產鹽水的去除以及它是否可用于農業灌溉和去除鹽水的植物是一個較為關注的話題,因為它對水陸生態環境產生潛在的有害的影響。更為典型的是,由于被稀釋了,濃鹽水被控制得到了數量較多的水生物,例如湖泊、河流和市政水管道系統的生物含鹽量較低。然而,對于河流下游的使用者和自然資源利用地區而言,這將形成對含鹽生物的一種危害。這種可供選擇的對于含鹽集中而易揮發的池塘就形成了一種危害。因為對野生動物和遷徙的候鳥來說可能產生有害元素的積累,例如硒元素和有機磷酸酯在食物鏈中的積累。
在沒有確定數量和必要的管理措施的背景下,大部分植物的耐鹽力得到提高并不能讓人很好的理解。因此使用較低質量的水來灌溉并沒有農業中得到發展。鹽土植物已經成功地使用工業濃鹽水進行灌溉,但是城市園林地區典型植物還沒有得到測試。而且,農作物含鹽管理技術的發展強調對每年生農作物要有最大限度的耐鹽性,而園林植物并沒有強調這些。隨著維持物種可持續發展的目標,在園林植物灌溉中使用工業濃鹽水還沒有建立。這項研究測試了含鹽廢水對九大平常園林植物的影響,并且努力研究出最好的管理措施用于植物的含鹽管理。
隨著社會經濟的快速發展,電能作為在社會發展中的作用越來越顯著。同時電力系統也在快速的發展。電廠作為用水量較大的組織,對其產生的廢水進行有效、合理的利用,對于水資源的有效利用有著重要的意義。此外,對于社會經濟的可持續發展也具有十分重要的意義。本文首先對電廠所產生廢水的特性進行了討論,隨后對廢水的處理技術等進行了探討。
關鍵詞:
電廠;廢水處理;回用技術
1引言
我國經濟的快速發展,對原本水資源短缺的現象顯得更為突出。水資源的有效利用對我國的經濟發展有著重要的作用。隨著科學技術的發展污水的處理技術及回用技術也在不斷的改善,也是緩解水資源短缺現象的重要措施。我國的廢水回用技術還處于發展階段,相對發達國際的污水會用率較低。還需要在技術、政策法規等方面不斷提高。電廠中水資源利用量較大,提高污水的回用率能夠有效減少電廠企業對自然水資源的需求量,而且還能夠降低對生態環境的污染負荷,是保護生態環境的有效措施[1]。
2電廠廢水所具有的特殊性質
一般來說電廠產生的廢水種類繁多,主要有運行過程中產生的冷卻水、酸堿廢水、清洗發電設施的廢水、沖洗煤產生的廢水,此外,還有反滲透產生的高濃度廢水。其中設備冷卻水只是收到熱污染,水質并未有大的變化;生產技術中產生的廢水相對冷卻水,水量大、懸浮物含量高,水中所含污染物濃度較高,主要有石油類、揮發酚、無機鹽等[2]。電廠廢水進行回用是目前普遍采用的技術,可以為火電廠節約30%以上的新鮮水,同時可以減少電廠廢水的排放量,降低對環境的污染。隨著污水回用技術的發展,根據電廠廢水的來源和污染程度,使其廢水進行零排放逐漸成為一種發展趨勢。
3電廠廢水的處理技術
3.1膜技術處理電廠廢水
3.1.1微濾—納濾膜技術
微濾膜是含有均勻多孔的薄膜,是以靜壓力為過濾介質的推動力進行分離作用。其厚度一般在90μm~150μm,粒徑為0.025μm~10μm,其可承受的操作壓力為0.01Mpa~0.1Mpa。隨著膜技術的發展在反滲透的基礎上開發研制出了一種新型的過濾膜———納濾膜。其對一價離子和小分子物質的截留性相對較差,主要針對多價離子和和大分子有機物,它的截留能力介于反滲透和超濾膜之間,膜粒徑在0.1nm~lnm,承受的壓力為0.5Mpa~1Mpa[3]。熱電廠產生的廢水量大,其主要含有的污染物質有SS、鹽、有機物等。如果不將其有效合理的利用,直接排放的話,將會造成大量的水資源浪費,而且污染了周圍的生態環境。可利用微濾—超濾技術對其進行處理,然后回用。首先,利用微濾膜將其中的懸浮顆粒物、有機物、氨氮、磷等去除,以及污水中的細菌數,進一步調節pH去除污水中的CO2,然后再通過納濾膜去除鹽分,即可作為回用水繼續使用。
3.1.2超濾反滲透技術
超濾膜作為一種高分子膜,它受水質影響的更多,例如原水中的高分子有機物、無機鹽以及原水流速、膜壓力、溫度等。在大量的實踐中,超濾膜對原水中的凈化、分離具有非常好的效果,能夠有效的去除污水中的膠體物質、細菌、有機物等,而且出水水質穩定,水通量高等優點[4]。相比超濾膜技術,反滲透膜技術必須通過外加壓力下,進行對水溶液中的一些物質進行選擇性過濾,進而對污水進行淡化、濃縮分離。反滲透膜技術可以截留溶解性鹽和分子量大于100的有機物。具有能耗低、設備簡單、而且易于實現自動化操作等優點。在實際應用中,超濾膜技術一般作為反滲透技術的前處理,主要處理污水中大部分的有機物、氨氮、磷等,隨后通過反滲透膜進一步去除無機鹽。超濾技術作為反滲透處理的保障措施,使污水進入反滲透之前可以保證了反滲透的入水要求,保證了它的穩定運行,提高了反滲透膜的出水水質和使用壽命。超濾膜在進行污水處理時,截留了大部分的污染物質,自然更容易產生膜污染。而在實際應用中,在超濾前添加過濾裝置,先降低一部分顆粒物、有機物等;還有設置絮凝裝置,對水中可溶性有機物進一步的降低。在進入反滲透之前,還需要在添加阻垢劑、殺菌劑。其實降低了進水中的過飽和度,為后續的分離純化減少有機雜志、膠體物質等。此外,還需投加亞硫酸氧鈉以防止對反滲透膜的損壞和一些厭氧菌的繁殖。
3.1.3電驅動膜分離技術
電驅動膜技術是一種新型的膜處理技術,在電廠、化工、環保等行業具有很多應用。它是以電位差作為分離離子的驅動力,然后利用膜的選擇透過性來進行分離污水中的離子,是一種膜技術的新興應用。它的結構由陰、陽電驅動膜、隔板和電極組成,隔板隔成的通道是水流的通道,淡水經過的隔室稱為脫鹽室,而濃水通過的隔室濃縮室。而在實際應用中,常常是多個這樣的裝置重復串聯,進而構成了一個電驅動膜分離系統[5]。電驅動膜分子裝置可以有效的處理電廠廢水,對其廢水中的鹽分可以有效的分離、淡化。為了防止膜和隔室的污染,通過加氯、絮凝、過濾等方法對進水進行一個預處理,以得到更佳的處理效果。
3.2氣浮-V型濾池工藝
電廠產生的廢水經過處理主要是回用于冷卻水系統,但是需要重點解決水質的問題。首先是水中的雜質離子,其中主要是氯離子,否者將會腐蝕回用系統的管材。其次是降低生物污泥,污泥將會堵塞和腐蝕回用系統的銅管。還有污水中的硫化物。此外,在實際的應用中,電廠中回用的廢水還應投加殺菌劑[6]。經過對電廠廢水水質的研究,氣浮-V型濾池工藝能夠有效的對廢水進行處理,而且還能夠達到回用水的水質要求。該工藝流程為,收集電廠的各種廢水首先進入格柵,進入到調節池中,經過調節池的初步沉淀,再通過廢水提升泵進入氣浮池,在進入氣浮池之前投加混凝劑,使得廢水中的膠體物質和懸浮物質經過沉淀得到去除,而被氣泡帶到水面的物質由刮渣機清除。通過氣浮池的水將進入V型濾池,隨后進入中間水池、清水池,在該過程中投加磷酸鈉來調整廢水的pH值,最終經清水泵到達循環冷卻水池進行回用。該技術成熟穩定,操作簡單,投資少,可以有效的降低廢水中的各種離子、有機物等。
4電廠廢水的回用方式
4.1低含鹽量廢水的處理回用
在電廠中主要是主廠房的排水中含鹽量不高,該類廢水中含鹽量不高,較易處理。常規的處理方法是經過澄清、過濾來去除污水中的懸浮物、有機物等,隨后進入電廠的循環水系統。但是,一般廢水中會含有一部分生活污水,不能只是通過混凝氣浮、過濾的工藝。還需要進行深度處理,以降低污水中的氨氮、COD等,通過該步驟才能達到回用的目的。
4.2高禽鹽量廢水的處理回用
隨著電廠技術的發展,高鹽度水在電廠中的利用越來越少,大部分的高鹽廢水需經過深度處理才能達到利用的目的。高鹽水中含有大量的無機離子,很容易在回用系統中結垢,造成管道的損害。高鹽度水處理起來較為困難,不僅需要考慮污水中的懸浮物、有機物、膠體等,還需要降低水中的碳酸鹽和硅酸鹽等一些難容的鹽類。目前采用的處理方式主要為預處理后,利用反滲透膜技術進行深度處理,才能達到回用的要求,該工藝中很容易造成膜的污染,因此,處理成本相對較高。
5結語
我國的城市發展速度較快,但是環保基礎設施相對滯后,尤其是水資源短缺現象。而且我國的資源結構中煤炭仍然占據主要地位,火電廠也相對較多,而且水量使用較大。電廠應加強廢水的處理技術,制定明確的目標。而污水的處理技術和工藝需進行科學、嚴謹的研究和設計,根據不同類型的電廠進行符合實際情況的工藝技術,既要經濟又要合理,而且不僅要考慮當前的需要,更需認識到以后的發展。
作者:蘇穎 馬芳 肖子博 單位:山東省環境保護科學研究設計院
參考文獻
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關鍵詞:鉛鋅冶煉;廢水處理;技術分析;
一、前言
鉛鋅冶煉行業所產生的廢水多數由鋅、鉛、銅、汞等多種重金屬所組成的工業廢水,其危害程度非常治理難度要求高,對自然環境的危害非常嚴重,鉛鋅冶煉廢水中的汞、鉛重金屬物質具有明顯的生物毒性,少量濃度即可對人體造成危害。鉛鋅冶煉廢水通過微生物體質的轉化,所產生的毒性更加的強烈。如甲基汞就。就是鉛鋅等有害重金屬在生物體質中聚集,然后再由食物鏈進入到人體,造成人體的慢性中毒。日本“水俁病”以及神通川流域的“痛痛病”就是重金屬廢水肆意排放,所造成的重金屬污染疾病。同時,鉛鋅冶煉廢水多數呈酸性,廢水中金屬成分復雜,給冶煉廢水的治理帶來了很大的治理難度[1]。
二、 鉛鋅冶煉廢水排放現狀
從目前國內鉛冶煉行業的技術現狀可以知道,所采用的技術多數為燒結機―鼓風爐煉鉛工藝,但是由于煙氣中二氧化硫的含量程度相對較少,很難達到制酸的要求,燒結煙氣的基本方法是采用石灰水進行噴淋后再排空的辦法,石灰水可以在工作中循環使用,只需要補充所消耗的水分及石灰乳即可,在整個過程中沒有多余的廢水向外排放。同時采用氧氣底吹―鼓風爐還原冶煉工藝的企業,通過煙氣達到制酸的手段,煙氣凈化洗滌廢水經處理后可以用于廢渣的沖洗,基本上也不會向外平排放。這種廢水不向外面排放的辦法,對外界的污染較小。
鋅冶煉行業過程中,通常將沸騰的爐煙用于制酸,凈化系統在運行的過程中就會產生污染酸,另外電鋅生產線各個工序的洗滌布以及電解鋅洗板、地面沖洗都會產生相應的廢水,在工藝過程當中溶液膨脹也會產生廢水向外排出。從鋅冶煉的生產工藝可以分析得知,鋅冶煉的廢水成分中含有諸多的鉛鋅汞銅等重金屬有害位置,最主要是其中還含有相應的硫酸成分,可以歸納總結為“重金屬酸性工業廢水”這種廢水的處理方式是經過處理后收集相關物質再次重復利用,或者是單純的向外排放[2]。
三、鉛鋅冶煉廢水處理方法
1、傳統處理工藝的方法
(1)石灰中和沉淀法;這種方法是當前酸性處理金屬工業廢水的運用較為廣泛的工藝方法。其原理是在廢水中加入相應的石灰乳,使重金屬成為氫氧化物沉淀,再通過過濾和分離的辦法,將水分和沉淀物分離開來,這種中和沉淀的辦法在應用上相對簡單,且中和劑來源相對廣泛,使用價格也比較低廉,在工藝操作上也便捷簡單,在去除重金屬離子的同時還能起到中和硫酸的效果,是一項應用十分廣泛的處理手段。但是這種方法所產生的后遺癥是會產生大量的沉渣廢棄物,對自然環境以后可能造成二次污染。
(2)硫化法;硫化法是廢水處理過程中投入相應的硫化劑,從而使得重金屬離子與硫形成相應的硫化物沉淀,從而實現了去除的目的。一般來說,硫化物沉淀物非常的細小,在實際的操作過程中很難通過沉或者是過濾的辦法加以去除。所以在操作上,主要是以輔的手段進行廢水的處理,在處理方式上多數變現為廢水二段或者三段處理,對廢水排放的達標程度有一定意義。另外,硫化法在操作過程中,容易產生有害氣體,所有在使用上智能是在堿性或者是中性情況下才能達到最優的使用效果,因此所需的成本相對較高。
(3)鐵氧體沉淀法;鐵氧體沉淀法,是通過向廢水中加入鐵鹽,使廢水中的金屬離子形成鐵氧體晶體粒子沉淀析出,從而達到廢水凈化的過程。這種工藝是日本一家電氣公司研究出來的,優點是凈化效果好,不足是所需成本相對較高,能耗大[3]。
2、處理新工藝
(1)膜分離技術;膜分離技術是鉛鋅冶煉工業廢水處理較為先進的工藝技術。通國出相應的調查,離子交換與水滲析法的成本比較高,而且操作復雜,在操作使用上難以實現含鹽量較高的鉛鋅冶煉的廢水處理工作。而反滲透膜處理技術是目前工業用水脫鹽處理的最好辦法,其主要手段是通過水具有高分子半透膜作為介質,當兩側分別為鹽水和普通水時,兩者之間的水質濃度不同,純凈水將向鹽水處擴散,當兩者之間到達滲透平衡點時,含鹽度較高的壓面高于純水液面時,二者之間所產生的壓差可以稱其為滲透壓,這樣鹽水測水上方施加了大于滲透的機械壓,這種克服質量的濃度的逆向遷移被稱作為反滲透,正是利用這樣的原理實現水的脫離。
(2)生物法;從廢水治理的角度分析可知,化學法、物理化學法以及生物法都可以治理和回收廢水中的重金屬,然而各種方法所需的技術水準以及經濟成本各不相同,所以在使用上有著很大的局限性。在鉛鋅冶煉廢水處理過程中,采用生物法處理廢水中的重金屬,所需的經濟成本相對較低,而且在操作上易于管理,沒有二次污染的,對于提高和改善環境有著積極的作用。同時,通過基因工程、分子生物等科學技術,能夠使得生物具有更強的吸附、絮凝以及整治修復的能力,所以說生物法在廢水處理的上有著更為廣闊的發展前景。
以株治集F和中南大學近兩年的生物制劑法為例;兩個部門在實驗上進行了小試驗、中試驗以及工業試驗多次的實驗分析,得出的結論是生物制劑對廢水中的金屬離子有著很好的脫離效果。研究所得出的數據結論分別為凈化水中鋅離子為0.21-1.98ml,所體現的均值為0.691mg/L,鉛離子質量濃度為0.083-0.71mg/L均值為0.279mg/L,銅離子質量濃度為0.011mg-0.071mg/L均值為0.04mg/L,汞的質量濃度為0.02mg/L以下,凈化水中的砷含量為0.005-0.1mg/L,平均濃度為0.018ml/L,以上例子所取得的數據分析可知,這種生物制劑的運用方法,對污水處理的手段上,都取得了較好的處理效果,進而在廢水排污的過程中,有效的保護了自然環境[4]。
四、 結束語
鉛鋅冶煉廢水處理技術,是一項難度、任務重的重要工作,不論是對自然環境還是對社會經濟的發展,都有著非常重大的積極意義。因此,相關部門應該從根本上重視起來,在創新鉛鋅冶煉技術的基礎上,不斷的吸收和借鑒其他國家的先進工藝,從根本上降低冶煉廢水中的金屬含量,降低二次污染,在保護自然環境的前提下推動冶煉技術和社會經濟的發展。
參考文獻:
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關鍵詞:海水養殖;廢水處理技術;海洋污染
中圖分類號:S967 文獻標識碼:A DOI:10.11974/nyyjs.20170533215
現今,全世界范圍內重要的蛋白質來源之一就是海水養殖。由于海水養殖的規模和難度的增加,使得它的發展越來越規模化和工業化。而它產生廢水的排放量增加又使得海水養殖具有了水量大、強度高以及難處理的這些特性。當許多的養殖廢水排入大海后進入了大海的水體,就會進一步導致海水中的營養鹽成分的增加,使得藻類等發生異常的繁殖現象,還會帶來赤潮頻發的現象,更進一步地帶來水中生物多樣性的破壞,從而產生嚴重的海洋污染問題。
現今,在我國許多的沿海地區都存在著海水養殖,在這些地區也因此出現了不同程度的水質變化,由此規模化海水養殖產生的環境問題也不斷地顯現出來。所以,保護海洋環境,探討規模化海水養殖廢水處理技術刻不容緩。文章講述了我國現今海水養殖產業的發展狀況并對其進行分析,接著分析了海水養殖產業產生廢水的特點和目前國內外是如何處理海水養殖廢水,在之前分析的基礎上,展望下未來的海水養殖產業的發展狀況,以希望為今后我國海水養殖產業的健康穩定發展提供有效的建議和意見。
1 分析目前我國海水養殖產業的發展情況
我國作為海水養殖產業的大國,其海水水產養殖代替了傳統的漁業資源。在20世紀80年代,海水養殖進行了飛速的發展,慢慢地發展成規模化和工業化,2012年的時候全社會漁業經濟的發展都已經達到了總產值12321.88億元。在最近幾年以來,我國的水產總產量更是占據了世界總產量30%以上,躍居世界的首位。世界上最大的水產品生產國和出口國產生,即中國。海水養殖能夠保障我國糧食的安全,還能夠滿足人民的對于自身身體營養的需求,能夠在人們的膳食結構上得到一定的改變,進一步使得人們生活水平的不斷提升,因此國家將海洋漁業資源的開發利用上升到了一定的戰略地位。但是,海水養殖業不斷的規模化和工業化發展,使得產生大量的廢水排放,從而也產生了處理廢水排放和廢水處理的問題,大量的廢水排放也會進一步對養殖水體和鄰近海域的污染帶來更加嚴重的效果,甚至對海洋環境質量和海洋漁業資源開發利用的可持續性發展帶來嚴重的威脅。因為現今經濟的不斷發展以及以往歷史的欠缺,使得我國關于這方面的研究技術相對地滯后,在其廢水處理技術上幾乎是空白,由于缺乏相應的管理對策使得海水養殖的海域甚至是整個近海海域的水體都發生了嚴重的水質惡化現象,以及還會頻繁地發生赤潮、病害等嚴重的污染事件,也會導致養殖所需的用水資源的缺乏,進一步導致漁業的產量下降以及漁業的質量下降,從而給我國的經濟發展帶來巨大的損失。在2009年時我國就有因為海洋污染等的漁業災情而造成嚴重的經濟損失。所以,探討海水養殖廢水處理技術,發展環境友好的養殖技術成為了現今海水養殖產業發展要解決的重大問題。
2 海水養殖產生廢水的水質與水量的特性
剩余的餌料、生物的代謝產物以及化學藥品和治療劑等這些都是海水養殖廢水產生的主要污染物。其中在養殖的過程中所投放的過量的餌料則是污染產生的重要因素,因為投放的過量使得餌料不能夠完全被水體中的養殖生物所利用,那么剩余的餌料就會以溶于水或漸漸沉于海底的形式存在,最終通過以少勝多的積累使得海洋水體不斷地污染。
海水養殖產生的廢水的水質和水量一般都具有4個特點,具體分析如下:具有排放量很大但是所造成的種類污染就比較少。海水養殖廢水的污染物濃度比工業廢水和生活廢水的都低,但是它的溶解氧氣的能力比工業廢水和生活污水的高,而碳氧的能力比微生物的最優碳氧比還低。在海水循環養殖系統的過程中,因為養殖所產生的廢水的碳氧比低,還有它的溶解氧的濃度高的因素能夠將養殖的固體廢棄物作為自己的碳源,利用廢水水解與反硝化從而使脫氧和有機碳源得到補充,最后使得廢水的凈化能力得到增強。海水養殖廢水中污染物的組成和海水的鹽度效應以及離子強度效應與經常見到的陸源污水比較,那么它的處理技術的難度和復雜度都會得到增加。由于廢水處理技術要求高的原因使得要全面考慮到處理后的廢水可以回收利用,所以一定要將污染物的指標和溶解氧的濃度等都控制到位。
3 目前國內外的研究狀況
3.1 國外
一些外國學者漸漸地意識到海水養殖廢水處理的重要性,于是率先開始了對它的研究。目前的處理技術主要是運用國際上的循環水養殖系統來對其進行廢水處理。這個系統是通過沉淀、過濾及生物處理技術等來將過程中的廢水產生進行有效地處理,進一步使得廢水中的污染物去掉,從而達到水質的循環與利用。這個系統能夠使養殖廢水所造成的污染排放得到避免,還能夠較好的控制養殖的所需水質,這個是我國目前所需的,也是必需的。除了這個,還開發了一種光反應器,它能夠在海洋水產養殖廢水中得到有效地處理。還有一些在大型藻類和浮游藻類來凈化海水達到效果的研究也有很多。通過養殖大型的海藻使得海藻與養殖對象能夠產生共養的效果,用海藻生物量的控制來幫助降低水中營養物質的濃度。在處理養殖廢水中一些耐鹽的植物和水生的蕨類植物也能夠幫助達到所要的結果。通過在集約化或者封閉式的養殖系統中種養這些植物可以幫助吸收和過濾掉營養鹽,進一步凈化水質而這些植物的所具有的經濟價值也能夠使養殖者的收入得到進一步的增加。
3.2 國內
我國國內的海水養殖廢水處理的研究還處于初級階段,僅僅是對一些具體治理工程開展相關的研究應用。因為海水鹽度效應使得養殖廢水處理技術的難度得到增加,所以我國僅僅針對海水養殖廢水處理技術的專有技術很少。現在常規的物理和化學和生化工藝處理 都是最主要的處理方法,這些都是為了幫助養殖廢水中COD的降低,以及懸浮物和氨氮濃度的降低,最后的部分實現可循環。人工的濕地在除去廢水中懸浮物、氮、磷酸鹽及其他微量元素等方面有著很大的功效,它能夠對海水養殖廢水產生環境、生態和經濟這些的效益。人工濕地除去污染物是通過系統內的基質和利用植物的根系的攔截系統作用憶系統內微生物代謝等來實現目的。所以,面對國外的一些處理海水養殖廢水的相關經驗與技術,我們要積極的學習利用到自己身上來使得我國的海水養殖廢水處理得到更好的完善與發展。
4 結尾
由于我國經濟的不斷發展,人口的不斷增加,以及人民生活質量的不斷提高,使得國家越來越重視食品的安全,人民的身體健康和國家的生態建設,因此,國家在海水養殖業發展的要求也漸漸變高,要求海水養殖業的發展漸漸由單一的規模變為環境友好和生態可持續性的發展。但是,現實中我國的海水養殖廢水處理及其排放控制面臨的現狀非常的殘酷,尤其是處理技術的嚴重落后已經是制約海洋資源開發的一個重要難題。
在以后我國的海水養殖廢水處理技術可以包含以下方面:政策性保險要包含海水養殖。通過推進政策性農業保險來使得海水養殖具有相應的保費財政的補貼;要學習借鑒國外的經驗,以此結合我國的實際狀況發展成為屬于我國的海水養殖廢水處理技術。
參考文獻
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關鍵詞 溶氧分析儀;工業污水;應用
中圖分類號X703 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2012)80-0177-02
污水中氧的含量影響到活化泥漿的方法處理污水,通過溶氧分析儀可以找到最適合的凈化污水的方法。
1 工業污水處理的方法
生物處理法,顧名思義就是依靠微生物的代謝活動來凈化污水中有毒有害物質的方法。其原理是:利用活性污泥或者生物膜上的微生物,通過這些微生物的自身代謝活動,將工業廢水中的有毒有害的有機物等物質作為代謝的能源物質,最終轉化為無毒無害的CO2和水,從而達到凈化工業廢水的目的。生物處理法主要分為好氧生物處理法和厭氧生物處理法,其分類標準是根據參與降解的微生物的種類不同分類的。
1.1 應用好氧生物進行廢水處理的方法
好氧生物處理法是指以好氧微生物為主要參與者,在有充分的游離氧的環境中,有機污染物被好氧微生物降解,從而使污染物變為無毒無害物質的方法。好氧微生物以有機污染物作為主要能源物質,通過好氧代謝將有機污染物降解。好氧生物處理法的應用范圍比較廣泛,排出的廢棄生活用水,含有有機廢物的工業用水是其主要處理的對象。比如,處理印染所產生的廢水,經好氧生物法處理后可以使 COD(化學需氧量)、 BOD(生化需氧量)、 SS(固體懸浮物)、 NH3-N、色度的去除率分別達到93.6%、93.9%、90.4%%、68.0%、87.5%。通過這種成熟高效的處理方法,這種方法的技術成熟,運行效果良好,并能使工業廢水穩定的達標排放。
1.2 應用厭氧生物進行廢水處理的方法
厭氧生物處理法是指在缺少氧氣的情況下,水中游離氧的含量極低甚至沒有游離氧的存在,這時候需要厭氧微生物通過代謝活動來降解有機污染物的方法。 在實際應用中,甲醇廢水通過兩相分段厭氧法處理,在最優的條件下COD的去除率可以達到92.3%。煤化工的廢水采用厭氧-好氧-生物脫氨-混凝沉淀的工藝流程處理后,經過調試運行測得 COD的去除率可以達到95.7%,氨氮得去除率可以達到87%,處理后的排出水質量經檢測可到達規定要求的排出標準。生物處理法具在處理有機污染物方面具有成本低、效率高、出水質量好、污泥的沉降性能好等優點,但生物處理法也有對污水的水質要求很高、運行過程也相對復雜、適用地區限制大等缺點。
2 關于溶氧分析儀工作的原理
溶氧含量測定有以下3種方法:
1)化學分析測量和自動比色分析;
2)順磁法測量;
3)電化學法測量。
溶氧分析儀能夠在斷電等突況下進行工作,如DOG-2008型溶解氧儀表是一種用于測試和控制溶解氧的精密儀表,一個隱藏在內部的微型計算機可以儲存、計算和補償有關測定溶解氧值的所有參數,比如溶解氧壓力特性、鹽度特性和探棒的斜率偏差等等。在AC電源切斷或者電源線路發生故障時,繼續使用該儀表,對校正和設定點的數值的保存的影響不大。
目前,電化學法測量在工業廢水處理中的應用比較廣泛,其主要針對水中溶氧量的檢測。溶于水的氧,水的溫度、水表面的總壓、分壓以及水中溶解的鹽類是其溶解度關鍵因素。大氣的壓力越高,水溶解氧的能力就越大,亨利定律認為氣體的溶解度與其分壓成正比。
我們以 COS4氧量測量傳感器為例來了解電化學法測量技術,傳感器由陰極(Pt)、帶電流的反電極(Ag)和無電流的參比電極(Ag)組成,傳感器表面覆蓋一層隔離層膜,當電極被浸沒在電解質中時,電極和電解質與被測量的液體隔離層膜分開,只有溶解的氣體才能滲透隔離層膜。通過這種設計,傳感器得到了很好的保護,電解質的溢出現象得到了控制,外來物質被保護隔離層擋在了外邊,保證了電解質的干凈和無污染,防止被毒化的情況。若施加極化電壓于反電極和陰極之間,氧就會通過拆入到電解質中的部件的隔離層膜擴散到電解液中,隨后陰極上帶有過剩電子的 O2就會被還原成氫氧根離子[OH-]。處在陰極的氧分子會輸放出4個電子,而在陽極的氯化銀分子會在電飽和的情況下接受4個電子中的1個,這樣在正負兩極發生了電子的流動,故形成了電流:
4Ag+4Cl-=4AgCl+4e-
一般情況下被測污水的氧分壓與形成電流的大小成正比,這種關系體現在機器上就是:由于傳感器上的電阻會產生溫度,這種溫度信號被傳感器識別后,將其遞呈給變送器。同時,傳感器中存有含氧量,氧分壓以及它們與溫度之間關系等的相關公式,通過公式作出標準曲線,按照標準曲線給出的信息可以獲得水中含氧量的信息,這些信息經分析后以標準信號的形式輸出。
COS4溶氧傳感器在3分鐘內即可達到最終測量值的90%,如果想達到最終測量值的99%,僅需要9分鐘的時間;最低流速要求為0.5cm/s,也可以放寬。
3 溶解氧分析儀在污水處理上的優點
溶氧儀的標準周期一般為3~4個月,周期比較長。而且操作簡單,安裝方便,適用范圍廣泛。專一性強,對其他物質敏感度較低。經濟、實用 ,可以監測隔離層膜和電解質的使用情況。使用周期長,一到三年換一次隔離層膜和電解質即可。
4 安裝和維護溶氧分析儀應注意的事項
安裝:溶氧分析儀最好使用原廠的支架,可以很好的調節深度,采用浸入式安裝,調節鋼繩的長度可以調節儀器傳感器的深度,注意保證進入管的密封。
維護:溶解氧的探頭應每周用水清洗,動作要輕柔,發現覆膜損壞需要及時更換,電解液受污染也要及時更換;污水中,隔離層膜會在含有 H2S、 NH3、苯或酚等成份的污水中會損害較大,這種環境下必須經常更換膜頭,以保證溶氧分析儀的正常使用。
5 結論
本文通過講解工業污水生物處理法來闡述污水中氧的含量對污水處理的影響來說明溶氧分析儀在工業污水處理上的應用,溶氧分析儀的應用原理,溶氧分析儀的優點以及安裝和維護事項。
參考文獻
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關鍵詞:電鍍廢水;治理技術;進展Abstract: The liberation of the early national electroplating factory only has a dozen. Electroplating process is simple and backward, electroplating wastewater basically untreated discharged into the city sewer flows into streams and rivers, causing pollution to the surrounding environment, but the quantity is little, the harm is not serious. Since the founding of new China, the electroplating industry in China developed rapidly with the development of industry and agriculture. According to incomplete statistics, the national electroplating factories has been developed to about 1 employees, about 400000 people, about 4000000000 of m3 per year from electroplating wastewater. The government attaches great importance to environmental issues, countries in the formulation of environmental law, the government and enterprises to invest in wastewater treatment project for hundreds of million yuan, has made great achievements in electroplating wastewater treatment. But there are a few electroplating factory point of electroplating wastewater treatment is still unsatisfactory, some understanding, some technical problems, but also some management problems, so that the effect of electroplating wastewater discharge is not compliance.
Keywords: electroplating wastewater; treatment technology; progress
中圖分類號:{X829}文獻標識碼:A 文章編號:
1.電鍍廢水治理
電鍍工業的發展對我國工農業發展起了促進作用,不但提高產品及其設備防護和裝飾性能,而且為國防尖端開發了新的功能材料,提高了國防綜合水平。電鍍工業發展已為我國建設事業立了大功,這是有目共睹的。可是電鍍工業在加工過程選用了數百種化工材料,這些材料隨著清洗水向外排放,造成對環境污染,其危害如下。
首先,水體受污染。廢水將危及水生動植物生長,影響水產養殖,造成大幅度減產甚至魚蝦絕跡。嚴重的臭味熏天,影響旅游和周圍居民正常生活。
其次,農用水源受污染。廢水將破壞農田土壤,毀壞莊稼,有害有毒的化工材料被農作物吸收后,轉移進入動物和人體內,將引起疾病或死亡。
最后,飲用水源受污染。廢水中含有氰、砷、鉛及其它有毒的化工材料污染水源,在人體內不斷累積,輕者造成慢性中毒,重者引起死亡。廢水中含有鉻、鎳等重金屬在人體內達到一定濃度時會引起癌病,最后亦導致死亡。
2.治理技術
目前在生產實際中獲得比較廣泛應用的方法有:含鉻廢水處理用硫酸亞鐵法,亞硫酸氫鈉法,電解法,離子交換法,表面活性劑法,活性炭吸附法,鐵氧體法,鐵粉過濾法,焦炭一鐵屑法,電滲析法,反滲透法等;含氰廢水處理用堿性氧化法,電解法,離子交換法等;含鉻、銅廢水多采用離子交換法等,對于多種金屬離子的混合廢水,采用氣浮法。而基于這次實驗是選用絮凝劑。所以只介紹化學法。
化學法處理電鍍廢水,是一種歷史悠久和應用廣泛的方法。該法具有投資少、處理成本低、操作容易掌握等特點,能承受大水量和高濃度負荷沖擊,可適用各類電鍍廢水治理。但化學法的最大不足之處,是生產用水不能節約回用,二次污染的隱患依然存在,且占用場地較多。
2.1化學沉淀法
化學沉淀法是傳統而實用的電鍍廢水處理技術,通過向廢水中投加如氫氧化鈉、碳酸鹽、硫化物、氨基甲酸鹽、苯甲酸鹽等沉淀劑,使重金屬被沉淀而除去。該法處理成本低,管理方便,加上砂濾能使出水水質澄清,達標排放,不失為既經濟又有效的一種方法。工業上處理電鍍混合廢水使用中和沉淀法是經濟而實用的,出水可達標排放。在含鉻廢水典型處理的方法中,以鋇鹽、鉛鹽等的沉淀法較為成熟。曾一度在我國上海、蘇州、沈陽等大中城市廣泛應用。天津某廠含鉛廢水用磷酸鈉化學沉淀法處理,出水可達國家排放標準。為從電鍍廢水中回收銀還可選擇沉淀氯化銀法。一般化學沉淀法處理廢水的問題是達不到深度處理的效果,須配合使用各種高分子絮凝劑等,而且處理效率低,沉渣量大,易造成二次污染。
2.2.1 中和沉淀法
在含重金屬的廢水中加入堿進行中和反應,使重金屬生成不溶于水的氫氧化物沉淀形式加以分離。中和沉淀法操作簡單,是常用的處理廢水方法。實踐證明在操作中需要注意以下幾點[1]:(1)中和沉淀后,廢水中若pH值高,需要中和處理后才可排放;(2)廢水中常常有多種重金屬共存,當廢水中含有Zn、Pb、Sn、Al等兩性金屬時,pH值偏高,可能有再溶解傾向,因此要嚴格控制pH值,實行分段沉淀;(3)廢水中有些陰離子如:鹵素、氰根、腐植質等有可能與重金屬形成絡合物,因此要在中和之前需經過預處理;(4)有些顆粒小,不易沉淀,則需加入絮凝劑輔助沉淀生成。
2.2.2硫化物沉淀法
加入硫化物沉淀劑使廢水中重金屬離子生成硫化物沉淀除去的方法。與中和沉淀法相比,硫化物沉淀法的優點是:重金屬硫化物溶解度比其氫氧化物的溶解度更低,而且反應的pH值在7~9之間,處理后的廢水一般不用中和。硫化物沉淀法的缺點是:硫化物沉淀物顆粒小,易形成膠體;硫化物沉淀劑本身在水中殘留,遇酸生成硫化氫氣體,產生二次污染。為了防止二次污染問題,英國學者研究出了改進的硫化物沉淀法,即在需處理的廢水中有選擇性的加入硫化物離子和另一重金屬離子(該重金屬的硫化物離子平衡濃度比需要除去的重金屬污染物質的硫化物的平衡濃度高)。由于加進去的重金屬的硫化物比廢水中的重金屬的硫化物更易溶解,這樣廢水中原有的重金屬離子就比添加進去的重金屬離子先分離出來,同時防止有害氣體硫化氫生成和硫化物離子殘留問題。
2.2.3螯合沉淀法
加入螯合沉淀劑(如DTCR)使其發生螯合沉淀。該方法有出水穩定達標效果好,適用條件廣,無二次污染,污泥含水率低,污泥便于回收,同時設備要求簡單,實施方便等特點。缺點在于價格偏高。
2.4 氧化-還原法(置換法)
用氧化-還原反應治理電鍍廢水,操作簡單,工藝成熟,可以處理和回收電鍍廢液中的金、銀、鎳、鉻等,其中工業上以化學還原法除鉻比較成熟。具體地講,工業上化學還原法處理電鍍含鉻廢水的方法,有硫酸亞鐵-石灰法、亞硫酸鹽法、二氧化硫法、亞鐵鹽法、硫化堿法等。其中亞硫酸鹽法處理量大,綜合利用方便,在國內外應用最廣。如,六價鉻質量濃度為140 mg/L的某種電鍍廢水,用亞硫酸氫鈉進行處理,出水Cr3+質量濃度可降為0.7~1.0mg/L。另采用二氧化硫作還原劑處理高濃度大流量的含鉻廢水,國內已有工程實例。亞鐵鹽還原沉淀法也是治理含鉻電鍍廢水的經典方法,被許多廠家采用。如某五金廠電鍍廢水:六價鉻質量濃度為100 mg/L,Ni2+50 mg/L,pH=4~6,經該法處理后出水達排放標準。目前英、美等國應用水合肼對鍍鉻漂洗水進行槽內還原,反應速度快,處理效果好。
2.5 鐵氧體法
鐵氧體技術是電鍍廢水處理中的另一項工藝,是根據生產鐵氧體的原理發展起來的處理方法。該法形成的污泥有較高的化學穩定性,容易進行固液分離和脫水處理。鐵氧體法處理重金屬廢水,能一次脫除多種金屬離子,特別適用于重金屬混合電鍍廢水的一次處理。我國大連、沈陽、上海的某些電鍍廠已應用鐵氧體法數十年,處理后的廢水,鎘、銅、鋅均可達到國家污水綜合排放標準中的一級標準]。鐵氧體法處理含鉻廢水是硫酸亞鐵還原法的演變和發展,在工程上已比較成熟。其典型工藝有間歇式和連續式,在我國工業中均應用較多。總之,鐵氧體法具有設備簡單、操作方便、不產生二次污染之優點,可收到化害為利、變廢為寶的效益。但是該法能耗高,污泥量大,處理后出水鹽度高,不能處理含汞和絡合物等的廢水。另外,鐵氧體的回用還存在問題,影響推廣。從近幾十年的實踐及當前國內外電鍍廢水治理技術發展趨勢來看,化學法處理電鍍廢水,已有多年的使用經驗,技術上較為成熟,國內外電鍍廢水有80%左右采用化學法處理。化學法仍是目前國內外應用最廣泛的電鍍廢水處理技術。
3.我國電鍍廢水處理進展
綜觀我國電鍍廢水的處理進展,大致可分為以下五個階段:20世紀50年代末,我國電鍍廢水的治理剛剛起步,主要著眼于廢水的化學法處理技術,處理的主要對象為氰化物和六價鉻;第二階段,即20世紀60年代至70年代中期,電鍍三廢污染的問題開始引起重視,人們開始注意酸堿廢水和其它重金屬離子廢水的治理,并研究了各種處理方法,但仍處于單純的防害排放階段;第三階段,即20世紀70年代中期至80年代初,大多數鍍種的廢水都已有了比較有效的處理方法,離子交換法、薄膜蒸發濃縮法等在全國范圍內大量推廣使用,反滲透法、電滲析法等也已進入工業化使用,廢水中有用物質的回收和水的重復利用技術也有了長足的進展;第四階段,即20世紀80年代至90年代,開始研究從根本上控制污染的技術,以防為主,源頭治理,各種多元組合技術已逐步取代單元處理技術,電鍍廢水的綜合防治技術的研究亦取得了可喜的成果;第五階段,20世紀90年代至今,隨著電鍍工業迅速發展和環保要求的不斷提高,電鍍廢水治理由工藝改革、回收利用和閉路循環進一步向綜合防治方向發展,已經進入了綜合防治與總量控制階段,多元化組合處理和自動控制相結合的資源回用技術成為電鍍廢水治理的發展主流。
4.結語
1)在最佳投加量下,加PAM后,COD,重金屬,SS均比投加前有所增大。鐵離子在處理銅,鉻等金屬離子時,比PAC,PAM效果要好。而處理鋅離子時則相反。PAC+PAM的混合使用使污泥大大的減少了。PAM的污泥轉化系數最低,即說明只要加很少的量,就能達到最佳值。聚合硫酸鐵加PAM時污泥轉化系數最高。聚合硫酸鐵的使用效果最好。產生的污泥最少。
2) 同一種絮凝劑還加入PAM之后,各種指標均高于加前。聚合硫酸鐵與PAM的復合使用產生的污泥差值最大。
3) 當使用硫酸化鐵做絮凝劑時,pH等于8~9的時候,SS的量達到最高,污泥轉化系數最大。
4)即最佳實驗條件為使用聚合硫酸鐵與PAM復合使用,產生的污泥轉化系數最小,pH范圍為8~9。
參考文獻
孟祥和,胡國飛.重金屬廢水處理[M].化學工業出版社,2000