1. 高浓度氨氮废水的处理现状与发展
高浓度氨氮废水对环境的危害非常大,一旦进入水体,和棚备会对环境造成严重污染,其主要表现有:(1)引起水体富营养化;(2)消耗水体中的溶解氧。氨对生物体还会造成一定的毒害作用,氨可通过皮肤、呼吸道及消化道引起中毒。氨浓度在0.1mg/L时,人可感觉到刺激作用,浓度在0.7mg/L时可能危及生命。水中的氨氮在微生物作用下转变为硝态氮和亚硝态氮,二者均为强化学致癌物质亚硝基化合物的前体物质,有致癌、致突变、致畸的性质,对人体危害十分严重。因为氨氮污染的种种危害和出水排放标准的不断提高,高浓度氨氮废水的处理受到了社会各界的重视。在高浓度氨氮废水处理技术的研究、开发和应用中涌现了一大批行之有效的处理工艺,这些脱氮技术可分为物理化学脱氮技术和生物脱氮技术两大类。
1 高浓度氨氮废水处理的现状
1.1 物理化学脱氮技术
目前我国常用的物化法脱氮技术主要和氏有吹脱法、折点加氯法、选择性离子交换法、化学沉淀法等。
1.1.1 吹脱法。吹脱法是通过向废水中加入碱调节pH值,使水中离子氨(NH4+)转为游离氨(唤毁NH3),再通入蒸汽或空气进行吹脱,将废水中氨转化为气相,从而达到去除氨氮的目的。一般采用NaOH或CaO调节废水pH,采用冷却塔作为吹脱装置。吹脱法操作灵活,占地面积小,脱氮效率高,对于处理浓度较高的氨氮废水得到了较为广泛的推广和使用。但吹脱法也存在一些问题,比如冬季(低温)氨吹脱效率不高;若以石灰调节pH,易在吹脱塔内形成水垢;逸出的氨会污染空气,形成二次污染。
1.1.2 折点加氯法。折点加氯法是向废水中投加足量氯气,使水中离子氨(NH4+)氧化成氮气的废水脱氮技术。其化学反应式为:
NH4++1.5HClO→0.5N2↑+1.5H2O+2.5H++1.5Cl-(1-1)
在折点加氯法中,余氯浓度和残留氨氮浓度与氯气、氨氮质量之比有关。最佳理论投氯量(以Cl2计)与氨氮的质量之比为7.6:1。折点加氯法对于氨氮浓度低的废水来说比较经济适用,常常作为废水深度处理的一个步骤连接在其他脱氮工艺之后。
1.1.3 化学沉淀法。化学沉淀法中应用较多的是磷酸铵镁沉淀法,它是向废水中投加磷酸盐和氧化镁,使氨形成磷酸铵镁沉淀而被去除的废水脱氮技术。其化学反应式为:
NH4++Mg2++PO43-→MgNH4PO4•6H2O↓ (1-2)
化学沉淀法工艺简单、效率高,但投加药剂量大,从而致使处理成本较高。另外,产生的磷酸铵镁容易造成二次污染。研究开发磷酸铵镁的回用和综合利用技术,对于磷酸铵镁沉淀法在高浓度氨氮废水处理工程中的应用具有重要意义。
1.2 生物脱氮技术
生物脱氮技术是利用微生物的代谢作用使废水中的氨氮转化为氮气从水体中逸出。氨氮的去除过程主要包括两个步骤:硝化作用和反硝化作用。
硝化作用。包括两个基本的反应步骤:(1)由亚硝酸菌参与的将氨氮转化为亚硝酸盐(NO2-)的反应;(2)由硝酸菌参与的将亚硝酸盐转化为硝酸盐(NO3-)的反应。硝化作用过程需要在好氧条件下进行,并且以氧作为电子受体。其反应方程式如下:
亚硝化反应:2NH4++3O2→2NO2-+2H2O+4H+ (1-3)
硝化反应:2NO2-+2O2→2NO3- (1-4)
反硝化作用。将硝化过程中产生的硝酸盐或亚硝酸盐还原成氮气的过程。反应过程中反硝化菌利用各种有机基质作为电子受体,以硝酸盐作为电子受体而进行缺氧呼吸。
硝化菌是好氧、自养菌,反硝化菌是兼性、异养菌,因此硝化反应和反硝化反应实现的环境条件不同。现行的生物脱氮工艺一般是将缺氧(厌氧)和好氧区分开,如A/O工艺和A/A/O工艺,氨氮在好氧区被亚硝化菌和硝化菌氧化成亚硝态氮和硝态氮,然后将混合液回流到前置缺氧段;在缺氧条件下,亚硝态氮和硝态氮被反硝化菌还原为氮气,达到脱氮目的。另一种工艺是后置反硝化工艺,即把反硝化反应器放在硝化反应器之后,因混合液中缺乏有机物,一般需人工投加碳源。
2 高浓度氨氮废水处理的未来发展
2.1 研究组合式的脱氮技术
物理化学脱氮技术和生物脱氮技术各自有其优势及局限性。组合式处理技术就是把两种及两种以上的处理方法结合起来对高浓度氨氮废水进行综合处理。例如,当污水中氨氮浓度较高而营养物质较少时,先对高浓度氨氮污水进行吹托,可以提高去除效率;在低浓度条件下进行吸附可以减少吸附剂的用量和再生次数,提高出水水质。也可用生物法作后续处理,通过前面的吹脱处理,降低氨氮的浓度后,可减轻氨氮对微生物的抑制作用,降低营养物的投加量,提高出水水质。
2.2 对现有处理技术进行改进研究
现有的高浓度氨氮废水处理工艺还有改进的潜力,应开展对现有工艺的改进研究。比如吹脱法中,可通过试验考察各个处理因素(pH值、温度、鼓风量、吹托时间等)对处理结果的影响,根据试验结果分析得到最佳工艺参数,并对现有的氨吹脱设备进行改造。磷酸铵镁沉淀法中,通过试验选定沉淀效果最好的组合药剂,确定其最佳反应条件,并对磷酸铵镁晶体中营养物质的缓释性能和磷酸铵镁的循环性能进行研究。
2.3 研究和发展新型脱氮技术
操作简便、处理性能稳定高效、运行费用低廉、能实现氨氮回收利用的处理技术是高浓度氨氮废水处理的发展方向。物理化学脱氮技术方面,国内外研究者对超声技术、电化学法、微波技术、高级氧化技术处理高浓度氨氮废水进行了研究,部分工艺已有工程实例且取得了良好的处理效果。生物脱氮技术方面,随着生物学机理的深入揭示和相关学科的发展和渗透,为高浓度氨氮废水的高效生物脱氮提供了可能的途径,发展出了一些新型的脱氮工艺,包括短程硝化反硝化工艺、同步硝化反硝化工艺和好氧反硝化工艺等。
3 结语
高浓度氨氮废水对环境具有很大的危害性。目前,针对高浓度氨氮废水的处理技术虽然众多,且各具特点,但仍存在一定的局限性。操作简便、处理性能稳定高效、运行费用低廉、能实现氨氮回收利用的处理技术是高浓度氨氮废水处理的发展方向。
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2. 造纸废水处理论文开题报告
在我们平凡的日常里,越来越多人会去使用报告,通常情况下,报告的内容含量大、篇幅较长。你知道怎样写报告才能写的好吗?下面是我为大家收集的造纸废水处理论文开题报告,仅供参考,大家一起来看看吧。
一、课题背景和意义
造纸工业是能耗高、物耗高,对环境污染严重的行业之一。造纸工业的污染问题十分严重,受到了人们普遍的关注。在世界范围内,造纸工业废水都是重要的污染源,例如日本、美国分别将造纸工业废水列为六大公害和五大公害之一。
在我国,造纸工业废水污染已成为造纸生产及相关行业能否生存和发展的关键因素。据环保统计公报数字表明,县及县以上制浆造纸和纸制品废水排放量占全国工业总排放量的11%,仅次于化学工业及钢铁工业的年排水量,居第三位,其中达标排放量仅占造纸总排放量的14%,排放废水中COD约占全国总排放量的45%。
目前我国造纸工业废水排放量及COD排放量均居我国各类工业排放量的首位[1]。近年经多方不懈努力,造纸工业废水污染防治已经取得了一定的成绩,虽然纸及纸板产量逐年增加,但排放废水中的COD却逐年降低。由此看出,造纸工业初步实现了增产减污的目标。但目前造纸行业约占排放总量50%的废水尚未进行达标处理,废水污染防治任务还相当繁重。
制浆造纸废水是指化学法制浆产生的蒸煮废液(又称黑液、红液),洗浆漂白过程中产生的中段水及抄纸工序中产生的白水,它们都对环境有着严重的污染。
一般每生产1t硫酸盐浆就有1t有机物和400kg碱类、硫化物溶解于黑液中;生产1t亚硫酸盐浆约有900kg有机物和200kg氧化物(钙、镁等)和硫化物溶于红液中。废液排入江河中不仅严重污染水源,也会造成大量的资源浪费[2]。
近年来,一些以制浆造纸为主要工艺的小型企业由于受白水困扰被迫停产或转产。随着造纸行业的发展,受原料林资源的约束,废纸作为再生纤维资源在造纸工业原料中的重要性与日俱增,我国产量名列前几位的造纸企业大部分是以废纸为原料。
废纸作为造纸原料之一,即可减轻环境污染,又可减少森林砍伐,节省原料纤维资源,缓解原料紧张局面,经济和社会效益十分显著。尽管废纸造纸废水污染物产量比化学制浆造纸减少了85%以上,但废水的COD、SS浓度仍然较高[3]。
某造纸厂主要以商品木浆为原料,生产各色特种装饰钛白印刷面纸、平衡纸系列、印花原纸系列、瓜子袋纸系列、特种长纤维纸系列、水松纸产品等各种高档特种工业印刷纸以及文化用纸,总产量为1.2万t/a,排放造纸废水约8000t/d。
目前,这些废水若未经处理就排入附近水体,将对环境造成严重污染[1~4],同时该厂生产耗水量大,如处理后进行回用,将产生巨大的经济效益废液排入江河中不仅严重污染水源,也会造成大量的资源浪费。所以对造纸废水的处理在我国也是非常重要的,其中造纸白水对环境造成的`影响,是本论文论述的主要观点。
二、国内外研究现状
2.1、造纸工艺
目前国内废纸造纸主要流程为碎浆、磨浆、筛选、打浆、造纸、烘干、卷取等[4]。简要流程如下:
图1造纸工艺流程
2.2、处理工艺
目前国内外针对白水所采用的处理工艺主要有以下几种:
2.2.1、气浮法
气浮法是白水处理中较常用的方法。白水中所含的物质为短纤维、填料、胶状物以及溶解物,它经过调节后在气浮池内与减压后的溶气水混合,进行气浮操作过程。完成分离后,清水入清水池供纸机回用,短纤维进入浆池供造纸机回用。气浮法在我国造纸企业中有较广的应用。
2.2.2、絮凝法
絮凝法在造纸白水处理中也有应用,即利用适当的絮凝剂处理废水,可以使其中的细小纤维和其他细小固体颗粒悬浮物沉淀下来。在造纸白水的处理过程中,造纸白水先经微孔过滤处理回收纤维,降低白水中的悬浮物含量,再加入混凝剂和助凝剂,使白水中的细小纤维、填料、胶体性物质及部分溶解性有机物聚沉,处理后的澄清水可完全回用于生产或排放。
化学絮凝处理造纸白水具有投资少、工期短、处理系统运行管理简单、操作灵活、处理效果好等特点。能有效去除再生造纸废水中的SS、色度以及有机物等,得到的泥浆经过适当处理后还能用作生产箱纸板的纸浆,处理的上清液可以作为工业水循环使用,因此,其经济效益和环境效益相当显著。
2.2.3、过滤法
应用于白水处理的过滤法常见的有两种:真空过滤法和微滤法。
真空过滤法具有过滤速度快、处理量大、工艺过程稳定、占地面积小、基建费用少、运行费用低等特点,处理后的白水可直接用于造纸过程。近年来国内的一些大型造纸企业大力推广真空过滤机用于白水处理,使得白水的处理与循环回用的程度大大提高。
微滤法采用的`过滤介质为不锈钢丝 网或化纤 网,其过滤孔径的大小可根据用户的废水种类、浓度等的不同而随意选择,最小孔径当量可小于20um。其优点更在于工艺简单、占地少、投资省;过滤能力大、效率高、运行费用低、操作极其简便。
2.2.4、膜分离法
膜分离技术处理造纸白水,可以较彻底去除造纸白水中的金属离子和溶解性无机盐物质,是实现造纸零排放目标的有效措施之一。然而,膜分离法处理水量能力不大、费用较高,在用于造纸白水处理方面还处于实验室的研究阶段,距离实际生产还有很长的路要走[5]。
三、课题主要内容
1、设计流量:Q=1500m3/dKz=1.1
2、进出水水质,最后出水符合《辽宁省污水与废气排放标准》(DB21-60-89)二级标准
3、运用大学期间所学的专业知识,理论和毕业实习中学到的实践知识,对造纸生产工艺的最终出水进行处理设计。
4、污水处理工艺流程的确定5、主要构筑物设计计算
6、依据具体地形对污水处理厂进行平面布置。
7、高程布置。
8、并对建成的运行管理提出要求和建议。
9、在对造纸废水(白水)进行设计过程中,要知道造纸废水中是多种多样的,不能设想只用一种处理方法,就能把污染物取值殆尽,往往要采用多种方法组合的处理工艺系统,才能达到处理效果。应尽量选取较好的处理方法。
10、在对废水处理工程设计过程中,应尽量运用清洁生产的理念,降低废水中复杂成分,使得在后续废水处理中降低难度和提高效率。
四、课题研究 方案
废纸回收利用过程中,从工艺上分为抄纸段产生的废水称为白水。由于白水日排水量大,含有大量的软纤维和填料,悬浮物含量高,它所引起的污染令世人瞩目。目前,国内外处理造纸自水的方法主要有气浮法、絮凝沉淀法、过滤法、膜分离法等,综合各种方法的优缺点,我选择气浮法进行对造纸污水(白水)进行处理。
采用混凝气浮为主的工艺流程处理造纸废水,处理后出水SS、CODcr和BOD5的平均去除率分别达到90%、74%和80%以上,出水达到设计要求,可以直接回用于生产工艺中,并可回收纸浆。实现了生产用水的闭路循环运行,达到了废水零排放。此工艺避免了生化处理占地面积大、投资和运行费用高等缺点,并且处理费用低,运行稳定,维护简单,具有显著的环境效益。气浮法在我国处理造纸污水(白水)普遍使用,气浮法不仅经济效应低,并且处理效果非常好,占地面小,运行操作简单[6]。
结合造纸废水目水质的特点,实验拟采用采用混凝气浮+水解酸化+接触氧化的处理工艺。
五、日程安排
1、资料收集、 方案对比20xx.3.xx~20xx.3.23一周。
2、撰写开题报告、开题答辩、英文翻译20xx.3.24~20xx.3.30一周。
3、主体构筑物设计计算20xx.3.31~20xx.4.6一周。
4、附属构筑物及高程设计计算20xx.4.7~20xx.4.13一周。
5、流程图、总平面图绘制20xx.4.14~20xx.4.20一周。
6、高程图绘制20xx.4.21~20xx.4.27一周。
7、构筑物图绘制20xx.4.28~201.5.4一周。
8、构筑物图绘制20xx.5.5~20xx.5.11一周。
9、构筑物图绘制20xx.5.12~20xx.5.18一周。
10、设计说明书编制20xx.5.19~20xx.5.25一周。
11、修改设计说明书20xx.5.26~20xx.6.1一周。
12、修改图纸20xx.6.2~20xx.6.8一周。
13、毕业设计答辩20xx.6.9~20xx.6.15一周。
六、 参考文献
[1]田启平.斜 网-混凝沉淀-二段A/O组合工艺处理造纸废水的研究.浙江大学硕士学位论文.20xx,2.
[2]胡雪莲,叶新强,庞艳.生化法处理废纸再生造纸废水.环境工程.20xx.6,22(3):43~44.[3]丘旭平.非脱墨废纸造纸废水处理工艺研究及实例.造纸科学与技术.20xx,26(3):60~62.
[4]董海山.废纸造纸废水处理技术研究与治理实例. 中国造纸.20xx,25(5):34~36.[5]万金泉,王艳,张燕聪等.废纸造纸废水特点及其处理技术.造纸科学与技术.20xx,24(5):58~60.
[6]景锋,王耀新,宋文菊.聚合氯化铝和PAM处理造纸废水中白水的机理和效果.黑龙江环境通报.20xx,26(2):30~31.
3. 国内和国外污水处理有什么大的区别,比如技术、应用普及方面。
国外现状
美国是目前世界上污水处理厂最多的国家,平均5000人就有1座,其中78%为二级生物处理厂;英国共有处理厂约8000座,平均7000人1座,几乎全部是二级生物处理厂;日本城市废水处理厂约630座,平均20万人l座,但其中二级处理厂及高级处理厂占98.6%;瑞典是目前污水处理设施最普及的国家,下水道普及率99%172上,平均5000人1座污水处理厂,其中91%为二级生物处理厂。这些国家的经验表明,大力兴建有了明显改善;日本不符合环境标准水域,已从1971年的O.6%下降到1980年的0.05%;欧洲莱茵河的有机污染已基本控制,部分河段水质明显改善,鱼类复生;英国泰晤士河绝迹了100多年的鱼群又重新出现,目前已达119种。
截至上世纪70年代,发达国家基本上普及二级处理但是二级处理耗能多,运行费用高,基建投资也不低。发展中国家普遍“建不起”,或是“养不起”,因此纷纷寻求适用于本国国情的经用的高昂引起了众多的非议,据悉,美超过10亿美元,因此他们也在大力研究新技术,或改革传统的流程。
国内现状
我国城市污水处理事业开始于1921年。上海首先建立了北区污水处理厂,1926年又建了西区和东区污水厂,总处理能力为4万吨/日。近几年来随着经济的发展,水污染控制所面临的问题也愈加严重,目前不仅大、中、小城市建设污水厂,还有些郊区县也建设污水厂,几年了,上海市青浦徐泾镇、重庆市渝据2000年统计,全国城镇的污水处理率达到25%,2010年将达到50%。
然而,同先进国家相比,我国城市及机械化、自动化程度上,还都存在着技术政策》要求,城区人口达50万以上的城市,必须建立污水处理设施;在重点流域和水资源保护区,城区人口在50万以下的中小城市及村镇,应依据当地水污染控制要求,建设污水处理设施。在宪法中也有明文规定,并组建了许多工厂,许多产品已系列化了,但自动化仪表,检测仪与国外差距还很大,资金不足仍是根本性问题。
4. 木糖醇废水处理工艺国内外目前研究现状
采用颗粒污泥接种UASB厌氧反应器处理木糖醇生产废水,对废水进行预调配后,由电控柜控制间歇进水。试验结果表明:在进水COD为3~5g/L,COD容积负荷在2.70~4.64kg/(m^3·d)的范围时,有机污染物的去除率可稳定地保持在76%~88%,对厌氧出水再进行普通活性污泥法好氧后处理,出水COD可达到100mg/L以下,稳定地达到国家要求的废水一级排放标准。
5. 目前城市污水的现状及处理措施
城市污水处理工作是社会发展的一重要组成部分,选择恰当的城市污水处理工艺意义非凡。因为污水处理工艺的好坏虽不是社会发展的中心却牵动着中心的发展,虽不是保护环境的重点,却可波及到环境保护的成果。好的污水处理工艺具有投资成本低、工作效率高、操作方便简单、处理效果达标且可回用等优势。本文主要探讨当前城市污水处理的一些方法。
在我国经济快速发展的今天,环保问题,特别是城市污水处理已成为各国研究的热点。在这种经济体制下,我国城市污水处理的管理机构和管理方式等方面一直沿袭旧的经营管理模式,对污水处理设施方面的建造、设备运行和价费行使统一管理、分级领导的体制,给城市污水处理相关行业导致了很多弊端。城市污水的治理对改善城市水环境,保障城市经济发展起着关键的作用。
一、城市污水的特点
城市污水指人类生活所产生的污水,以洗涤污水和排泄物等为主。城市污水的排量和居民生活水平有关,其排量较大,平均每人每日产生污水150-400L。城市污水有区别于工业污水,但也成为了当今社会的一个主要污染源。目前,除磷技术是城市污水处理的瓶颈问题。因为污水中含有的高量氮、硫、磷等物质在厌氧细菌作用下,极易生恶臭物质污染环境。此外,污水中还含有大量的病原菌、病毒和寄生虫卵等微生物,以及糖类、脂肪、蛋白质等有机物,和一系列金属物和盐类物质。
二、城市污水处理的重要性和迫切性
我国淡水资源十分紧缺,人均拥有量为2300立方米,仅相当于世界人均拥有水平的1/4。更不为乐观的是我国的城镇污水:自1997年起,居民污水排放量首次超越了工业污水排放量(城市污水排放量占总排放量的45%),开始位居污水治理工作的首位。从而我国全面加强了城市污水的治理工作;1999年,城市污水污染负荷超过了工业废水污染负荷,我国水污染控制重点也从工业污染转变成了城市污水污染。到 2003 年,全国废水排放总量为 460 亿吨,其中城市生活污水排放量占污水排放总量的53.8%,为247.6亿吨;废水化学需氧量(COD)排放总量1333万吨,其中生活污水占总量的61.6%,为821.7万吨。如此醒目的数字说明了我国水污染的严峻形式,以及城市污水的严重所在。
据有关资料统计,我国的生活污水大多未经处理就直接排人江河湖海,比例高达80%。400亿立方米的年排污量,污染了全国1/3以上的水域。专家指出,水污染无疑加重了水资源带姿的紧缺程度,更为严重的是直接威胁到人类的生存环境及饮用水安全和工农业发展的进度。目前,城市污水已慢慢侵蚀人类的生存环蠢羡绝境,成为仅次于洪水、干旱等自然灾害的污染。而我国城市水污染之所以如此严峻,其主要原因是污水处理率低,导致污水未经处理直接排放到河流,由此,加强污水处理力度迫在眉睫。
三、污水处理常用方法探讨
1.活性污泥法 活性污泥法具有处理能力高,出水水质好的优点,也是目前全球采用最为广泛的处理城市生活污水的途径。该方法是在人工充氧条件下,对污水和各种微生物群体进行连续混合培养,形成活性污泥。利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用,来分解并去除污水中的有机污染物。活性污泥法的主要组成部分有曝气池、沉淀池、污泥回流和剩余污泥派渣排放系统组成。具体流程为:①曝气池作为一个生物反应器,容纳废水和回流的活性污泥形成的混合液;再通过曝气设备充入空气,使氧溶人混合液,产生好氧代谢反应;同时保证混合液得到足够的搅拌处于悬浮状态,使废水中的有机物、氧气同微生物能充分接触反应。②混合液进入沉淀池后,悬浮固体经沉淀后和水分离,就有净化水流出沉淀池。同时沉淀池中的污泥回流(称为回流污泥)进曝气池,确保曝气池内保持一定的悬浮固体浓度和微生物浓度。此外,在曝气池中的生化反应引起微生物的增殖,微生物流经沉淀池时又被消除,来达到维持活性污泥系统的稳定运行的环境。活性污泥除了有氧化和分解有机物的能力外,还要有良好的凝聚和沉降性能,以使活性污泥能从混合液中分离出来,得到澄清的出水。
3.生物膜法 生物膜法也是污水生物处理的常用办法。该方法的工作原理为通过去除废水中的溶解性有机污染物来达到净化的目的。生物膜法的适用对象主要为中小规模的的污水处理系统,在南方运用更为广泛。具体流程为:污水和附着在介质“滤料”表面的微生物形成的生物膜接触反应后,生物膜中的微生物会溶解去除有机污染物,将其转化为水、二氧化碳等物质,有机物消失达到净化的目的。
3.氧化法 据氧化剂的种类及反应器的类型,可将氧化法分为化学氧化法、催化氧化法、(催化)湿式氧化法,光催化氧化法、超临界氧化法几个种类。目前,氧化法处理污水采用率较高,且前景较为广阔,但其中的化学氧化法操作简单,但运行成本高且效果不佳,因此,采用率普遍不高。
4.氧化塘处理技术 氧化塘处理技术,是指污水中的有机污染物通过在塘中生长的微生物的代谢作用被氧化分解,达到净化效果的一种污水处理技术。该技术投资小、构造简单、运行维护管理方便、净化效果好、节省能耗,在国内外城镇污水处理领域被广泛应用。
然而,污水处理在实际建设和运营中有着很多障碍,比如资金问题。因为与污水处理是一项侧重于环境效益和社会效益的工程,因此资金问题往往成为了效果的瓶颈。总的说来,城市生活污水处理研究和应用领域,目前普遍存在以下问题:①传统的活性污泥法,往往运行费用高,设备不能满足高效低耗的要求,且易出现污泥膨胀现象;②现随着污水排放标准的不断严格,污水中氮、磷等营养物质的排放要求逐步提高。而可以去除氮、磷物质的工艺就是活性污泥法了;但是活性污泥法只有形成多级反应池,通过增加内循环来达到脱氮除磷的目的,这样运行管理就更加复杂且各项费用也会大幅度提高;③目前城市污水的处理多以集中处理为主,庞大的污水收集系统的投资远远超过污水处理厂本身的投资。因此,如何使城市污水处理工艺朝着低能耗、高效率、少剩余污泥量、最方便的操作管理,以及实现磷回收和处理水回用等可持续的方向发展,已成为目前水处理技术研究和应用领域共同关注的问题。
综上所述,城市污水处理是一个迫在眉睫的问题,目前越来越多的受到人们的关注。但目前遇到的最到的问题是技术的改良和污水处理实际落实的问题。还希望城市污水厂和相关部门提高技术水平和管理水平,投资进行新技术的研究,保护好人们赖以生存的宝贵的水资源环境。
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6. 印染废水国内外研究现状
基于印染废水排放的现状与特点,介绍了国内外在印染废水处理方面的研究现状与发展状况。着重分析了其物化处理法以及生物处理法。研究了单一处理印染废水方法得优缺点,提出多种方法联合作用是目前发展趋势。
0 .引言
纺织工业是中国重要的传统工业之一。在工业废水中,印染废水所占的比例较大,国内印染企业每年排放污水6.5×10 8t,占整个纺织工业废水排放量的80%。印染工业是中国主要的工业污染之一和排污大户,是治理难度较大的工业废水之一。因其有机物含量高、成分复杂、色度深、水质变化大而成为国内外公认的难处理的工业废水之一。随着染料工业的迅速发展,目前使用的染料已达数万种。PVA浆料、人造丝皂化物以及大量新型助剂的广泛应用,使大量难降解的有机化合物进入废水,印染废水向着抗氧化、抗生物降解的方向发展,从而增加了废水处理的难度及其处理费用。
1.国内外研究现状
纺织印染工业是最大的污染源和水资源消耗者之一。印染废水主要来源于印染加工的预处理(又叫漂炼,含退浆、煮炼、漂白、丝光等操作)、染色、印花、整理四道工序,预处理工序分别排出退浆、煮炼、漂白和丝光等四股废水,而染色、印花、整理等工序则分别排出染色废水、印花废水和整理废水。印染废水的水质随采用的纤维种类、染料和浆料的不同而水质变化很大。一般印染废水pH值为6~10,COD为400 mg/L~1 800mg/L,BOD5为150 mg/L~600 mg/L,SS为100 mg/L~200 mg/L,色度100倍~400倍。印染废水一般呈碱性,废水有机污染物较高,色度高,可生化性较差。印染过程排放大量废水,严重的污染着环境,处理与净化难度大 。
针对上述印染废水存在的问题,为了提高废水的可生化性,为后续好氧处理创造良好的条件,提高处理效果,近年来,在面临上述问题的情况下,提出了几种处理新工艺:a)厌氧一好氧一生物炭吸附;b)水解酸化一生物接触氧化一沉淀一气浮。厌氧法对染料中的偶氮基、蒽醌基、三苯甲烷基都可降解,对印染废水厌氧或酸化处理可使原水中的难降解的大分子有机物开环或断链,使其转化为容易被生化降解的简单结构的小分子有机物,提高废水的可生化性,为后续好氧处理创造良好的条件,提高好氧处理效率。上述工艺逐渐在国内外得到应用。
2.印染废水处理方法
2.1物化处理法
有机染料化学性质稳定、难以降解的化学品,一般的物化处理法,达不到对含染料废水进行有效脱色的目的。至今所报道的较为有效的物化法,主要有辐射法、吸附一萃取法、磁分离法、混凝沉降法和氧化法。
a)辐射法—— 近年来,辐射法处理染料废水得到了较大发展。Solpan等采用β射线辐射法对活性染料进行脱色和降解研究。Momani等采用远紫外光解法进行了研究,但结果显示,这种技术只能作为废水生物处理的一个预处理手段 ;
b)吸附萃取法——20世纪70年代以来,工业废水处理中,吸附法主要应用预处理和深度处理,活性炭和树脂等是常用的吸附剂,但其缺点是成本高,需要再生。因此,改进成本的关键是低成本吸附剂的研制,这方面近年来已取得了较大进展。Sanghi等认为一些生物可降解的、低成本的甚至是废弃物都是有效的吸附剂。阎存仙研究了粉煤灰对各种染料的脱色能力。Qodah采用页岩油灰处理活性染料废水,效果良好;
c)混凝沉降法——混凝沉降是处理染料废水常用的方法之一,是迄今为止属于工艺上比较成熟、处理效果比较稳定的染料废水处理方法。目前得到普遍认可的混凝机理由压缩双层、电中和、桥联作用和网捕作用。
2.2 生物处理法
生物处理法分为好氧法、厌氧法和缺氧法。近年来,采用厌氧法处理印染废水越来越多的收到人们的关注。一些研究表明,好氧法和厌氧法由于能够优势互补,当它们同时应用,许多不能或难以氧化的有机染料,在不同程度上是能够部分厌氧降解的。w等采用厌氧/好氧共代谢原理,研制了一个分6步走的序列氧化一还原批反应器。
a)活性污泥法——活性污泥法是目前使用最多的一种方法,有推流式活性污泥法、表面曝气池等。活性污泥法具有投资相对较低、效果较好等优点同;
b)厌氧、好氧顺序处理法——如果纺织废水在厌氧反应器预处理后进行好氧处理,色度、AOX(吸附性有机卤素化合物)和重金属的去除都比仅采用好氧法好,因为一些降解更适宜发生在厌氧(或还原)条件下,而其他一些阶段则适宜在好氧(氧化)条件下进行。二者结合可以取得好的效果。厌氧条件下,偶氮染料的偶氮键断裂产生胺,但胺在厌氧条件下不能降解,只能在好氧条件下降解。为了创造厌氧条件反应器可采用如UASB反应器。实验室规模的厌氧/好氧反应器:脱色率96%,COD去除率90%。某些情况下,厌氧生物反应器中的生物可被一些化合物如蒽醌染料抑制,如发生此类问题,可在厌氧反应器中加入颗粒活性碳解毒;
c)氧化沟——A.C.J.KooT等设计出一种低有机负荷曝气系统,其耐冲击负荷,产生污泥量少,操作简便,BOD5、COD去除率分别为95%~98%和90%~95%,且投资费用低;
d)膜生物反应器——生物反应器是近年来发展起来的一种新型的处理技术。然而,由于膜易堵塞且制造费用高,这种技术要在水处理领域全面推广还有一定困难。不过,随着材料科学的发展,膜制造技术的进步会大大提高膜的质量,降低膜的制造成本,再加上工艺的改进,膜生物反应器的应用范围将越来越广。
2.3 物化一生化法
采用单一的物化法或生物处理法处理有机染料废水,虽然有其各自的优点,但缺点也很明显,研究人员开始尝试将物化法和生化法联合起来,目前已取得了良好的效果。许玉东针对毛巾厂印染废水的水质特点(水量小、污染物含量高、浓度波动幅度大、偏碱性、色度高和难生化),采用厌氧折流板反应池一生物接触氧化池一 昆凝沉淀一沙滤池处理工艺进行处理后,排放水质可达一级标准。卢平等在传统处理工艺的基础上,采用水解酸化一接触氧化法处理印染废水,试验表明,该工艺流程简单,处理效果好,出水水质稳定。
3 .结语
综上所述,目前单一的处理工艺很难达到要求,需对不同处理工艺进行优化组合。因此,对废水处理系统来说,开发不同工艺的有效组合,研究高效、经济、节能的反应器将是印染废水处理工艺研究的主要内容和发展方向。尤其是对于严重缺水省份,自然降水很少,随着工业农业的发展,用水量越来越大,由于超采地下水,使地下水水位逐年下降。水资源的减少,已经成为制约城市社会经济发展的重要因素。印染行业是用水大户,因此,搞好印染行业的废水处理和节水工作,减少用水量和废水排放量,提高废水循环利用率具有十分重要的意义。
7. 有色金属冶炼废水处理研究
摘要:基于对有色金属冶炼废水处理的研究现状和发展趋势的研究,首先,阐述有色金属冶炼废水处理的研究现状。然后,分析有色金属冶炼废水来源、性质以及对人体、农作物生长、公路桥梁的危害性等进行阐述。最后,分析有色金属冶炼废水处理未来发展趋势,会逐渐朝着化学沉淀技术、膜分离技术以及生物技术方向发展。
关键词:有色金属;冶炼;废水处理
在有色金属行业当中,有色金属冶炼属于高污染行业,通常体现在重金属废水污染。在最近几年当中,有色金属污染事件时有发生,所以我国针对这一问题给予高度重视与关注,并且出台相应的治理政策与治理方式。有色金属冶炼废水处理,是人们目前面临的一个重要问题。在进行有色金属冶炼废水处理时,需要结合废水特点等,研发出切实可行的治理方式。所以,本文将针对有色金属冶炼废水处理的研究现状和发展趋势等内容进行相应阐述。
1有色金属冶炼废水处理的研究现状
在社会经济不断发展背景下,人们的生活质量与生活水平正在不断提升,所以,人们的思想道德素质等正在逐步提高。环保意识与生态保护意识已经在人们的内心深处形成,所以,有色金属冶炼废水造成的污染以及处理问题受到越来越多人的关注与重视[1]。无论是社会市场的企业,还是学校,针对有色金属冶炼废水进行一系列的研究工作。在有色金属冶炼废水研究过程中,人们提出不同的解决方式与处理办含棚李法。并且进行相应的实验,同时取得良好效果。
2有色金属冶炼废水基本概述
(1)来源与性质。有色金属冶炼废水的来源与性质,主要有以下几点内容:第一,各类酸性冷凝液、吸收液等。其中包含的类型有很多,例如,制酸系统废酸、硫酸电除雾冲洗液、电解吸收液等。此类废水当中不仅含有浓度较高的重金属污染物,而且酸性较强[2]。第二,冲渣水。火法冶炼过程中会产生许多熔融态炉渣,针对此类熔融态炉渣需要进行水淬冷却,在这一过程中产生废水就是冲渣水。冲渣水不仅含有重金属污染物、炉渣微粒,而且废水温度较高。第三,烟气净化废水。在对冶炼烟气进行洗涤时,产生废水被称为烟气净化废水,在废水当中含有许多重金属污染物与悬浮物。
(2)危害。有色金属冶炼废水的危害主要体现在以下几点当中:第一,在有色金属冶炼废水当中,重金属在其中占据主要组成部分,并且含量相对较高。此类重金属污染物可能会在农作物、土壤当中等逐渐聚集,然后利用食物链传递,对人们的身体健康等造成影响。第二,有色金属冶炼废水除了对人类健康造成影响外,还会对农作物以及水产物等造成危害,会导致其死亡。第三,在有色金属冶炼期间,会进行相应的制酸流程,在这一过程中会产生许多污酸废水。如果污酸废水在没有经过处理后就进行排放,那么不仅会对生物造成伤害,对桥梁、堤坝的安全性与稳定性将会产生影响。
3有色金属冶炼废水处理发展趋势
通过上文可以得知,有色金属冶炼废水会对人们的身体健康、生物生长以及公路桥梁等造成影响。如果不对其进行有效处理,那么将会对整个社会稳定产生威胁。所以,在未来有色金属冶炼废水处理可以朝着以下几点方向发展并完善:
(1)化学沉淀法。化学沉淀法主要是将化学药品投入到有色金属冶炼废水当中,从而与废水当中的物质进行反应,形成难溶盐并沉淀到水底。化学沉淀法通常情况下会被分为三种类型,分别是中和沉淀法、钡盐沉淀法以及硫化物沉淀法。中和沉淀法是应用较为广泛的一种有色金属冶炼废水处理方式,中和沉淀法主要是将有色金属冶炼废水中的酸性转化为碱性,然后利用沉淀剂与金属离子发生反应,形成不同于废水的固体并沉淀到水底。通常情况下使用的沉淀试剂是石灰沉淀剂、氢氧化钠沉淀剂。如果和薯在将石灰沉淀剂应用在有色金属冶炼废水处理时,可以将废水当中含有量超过1000ml/L的金属离子进行去除。中和沉淀法对所需设备设施的要求相对较低,所以,可以更好应用在有色金属冶炼废水谈迟处理当中。钡盐沉淀法以及硫化物沉淀法相较于中和沉淀法而言存在一定不足,并且对相应的设备设施等需要相对较高,会花费更多成本。所以,在未来有色金属冶炼废水处理当中,可以对钡盐沉淀法以及硫化物沉淀法进行创新与完善,这样更多的废水将会得到处理,减小对生态环境的污染与影响。
(2)膜分离法。膜分离法主要是对特殊材质的半透膜进行充分利用,受到外界压力的物理影响,促使溶质与溶剂的浓缩,并使其分离。膜分离法不仅能够在有色金属冶炼废水处理当中实现分离与浓缩的同步进行,而且分离效果较好,在日常维护以及操作当中更加容易进行[5]。除此之外,分离出的重金属可以进行二次利用,所以,可以将膜分离法应用在有色金属冶炼废水处理当中。常见的膜分离法有反渗透法、微滤、纳滤等形式。但是膜分离法对设备要求较高,同时在运行过程中膜容易造成设备的堵塞,所以,在未来需要对膜分离法的缺点进行进一步完善,使技术得到不断优化。
(3)生物法。生物法应用在有色金属冶炼废水处理当中,主要是通过生物繁衍的方式或者生物体方式,对有色金属冶炼废水当中的重金属离子进行吸附,通过该种方式将有色金属冶炼废水当中重金属物质去除。但是该种方法在吸附过程中,会吸附相应的细菌或者真菌,吸取效果相对较差。生物法处理有色金属冶炼废水的方式,存在以下几个优势:第一,可以在不同的环境当中进行吸附,适应能力较强。第二,具有较强选择性,在对有色金属冶炼废水中的重金属进行处理时,不会受到碱金属离子影响。第三,操作起来较为方便。操作步骤较少并且再生能力较强,可以多次使用[6]。但是,在未来有色金属冶炼废水处理当中,需要对生物法吸附时会同时吸附真菌或者细菌的这一问题进行改善,这样才能保证生物法充分发挥自身最大作用与价值,对有色金属冶炼废水进行有效处理,实现有色金属冶炼行业的更好发展。
4结语
综上所述,有色金属冶炼废水处理问题,是我国目前较为关注且重视的一个问题。因为如果有色金属冶炼废水没有经过处理,排放在环境当中,那么不仅会对人们的健康造成影响,还会对社会的稳定产生威胁。所以,有关部门需要加大监管力度,针对有色金属冶炼废水处理问题制定相应的管理政策,促使各个工业在产生有色金属冶炼废水后,能够及时对其进行处理。与此同时,针对随意排放的企业等,需要给予严厉的惩罚,使其认识到有色金属冶炼废水处理的重要作用。除此之外,随着科学技术的不断发展,需要对相应的有色金属冶炼废水处理技术与处理方法进行完善。
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