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将未清洗的滤纸放入称量瓶中,开盖在103~105℃烘箱中烘干2h后移入干燥器内,冷却后称量。再将同一滤纸用蒸馏水充分洗涤,仍放入同一称量瓶中,开盖在103~105℃烘箱中烘干2h后移入干燥器内,冷却后称量。计算两者之间的差值。2.3测定结果(如表1)
2结果讨论
按照悬浮物的计算公式:以上实验数据表明,当水样体积为100mL时,未清洗的滤纸将会导致水样悬浮物相应减少。从实验结果和计算数据得知,备用滤纸一定要经蒸馏水洗涤并烘干后,才能用于悬浮物的测量,免除掉滤纸本身带入的误差。
3样品过滤完后对滤样滤纸的冲洗
中盐株化集团生产产生的废水因工业特点含有少量的-CL-、SO42-、Ca2+、Mg2+等可溶性盐,在测定悬浮物含量时,一定要考虑去除,否则,部分盐分附着在滤纸和称量瓶上,经烘干后成为盐的晶体,增大测量的悬浮物含量。另外,滤纸上截留过多的悬浮物可能夹带过多的水份,除延长干燥时间外,还可能造成过滤困难,遇此情况,可酌情少取样。滤纸上悬浮物过少,则会增大称量误差,影响测定精度,必要时可增大样品体积。一般以5~100mg悬浮物量作为量取样品体积的合适范围。辨别废水中盐分的高低,最简易办法是观察水样通过滤纸的流速。如水样不经抽滤通过滤纸速度快,溶液澄清,则其中可溶性盐相对较少;如水样不经抽滤通过滤纸速度慢,溶液里有悬浮物沉淀,则其中可溶性盐相对较多。
3.1试剂
3.1.1硝酸银溶液(约0.1mol/L)将0.17g硝酸银溶解于80mL蒸馏水中,加0.1mL硝酸,稀释至100mL,贮存于棕色瓶中,避光保存。
3.1.2氯化钡饱和溶液取适量氯化钡溶于100mL蒸馏水中,以溶液中有少许氯化钡未完全溶解为宜。
3.2实验方法
去除附着在滤纸上的可溶性盐,可在水样过滤完后,用蒸馏水对滤纸进行洗涤。每个样品至少洗涤三次。对过滤速度慢的水样滤纸应增加洗涤次数。取洗涤滤纸后的滤液分别滴加硝酸银溶液或氯化钡饱和溶液,若没有白色沉淀产生或者不变浑浊,则说明附着在滤纸上的可溶性盐已冲洗干净,此时可以取下滤纸放入原称量瓶中,移入烘箱干燥。即通过在样品过滤完后用蒸馏水洗涤滤纸来减少水样中可溶性盐带入的误差。
4备用滤纸或样品烘干后的称量时间控制
备用滤纸或样品烘干后在干燥器中放置时间长短也会对测量结果产生影响。因为滤纸或样品的吸湿性等原因,干燥器内的硅胶也不能完全阻止滤纸或样品的吸湿,在没有改变干燥剂的情况下,样品放置时间越长,称量结果相应增大,从而引起误差。对比用备用滤纸烘干后的称量时间长短,进行了一系列相应的实验。
4.1仪器烘箱,电子天平。
4.2实验方法备用滤纸烘干后,立即盖紧称量瓶盖,移入干燥器内,放置约30min使冷却至室温,称量。然后将它们重复烘干相同时间后继续放入同一干燥器中,放置一晚(期间共约18h),称量。比较两者之间的差别。
4.3测定结果(如表2)
4.4结果讨论从实验结果得知,备用滤纸烘干后在干燥器中分别放置30min和18h,两者之间的重量相差可达0.0091h,也即按悬浮物计算公式计算,当取水样体积为100mL时,引入悬浮物含量测定中的误差将高达91mg/L[SS(悬浮物,mg/L)=0.0091/100×106=91mg/L]。所以为减少放置时间过长引入的误差,备用滤纸和样品烘干后在干燥器中的放置时间应基本一致。在干燥器中冷却约30min(样品数量少时,温度下降块,应相应减少冷却时间),就须立即称量。
5实验结论
对煤制天然气废水中酚和氨的处理不仅能够减少资源的浪费,而且能够在一定程度上降低之后的处理难度。一般来说,对煤制天然气废水的预处理主要包括脱酚以及脱酸。
1.1脱酚煤制天然气废水中含有一定量的酚类物质,目前使用较多的是溶剂萃取脱酚技术,如果单一的溶剂萃取脱酚技术不能满足要求的话,可以和水蒸气脱酚法相结合。目前国内溶剂萃取脱酚技术采用的原料主要是二异丙基醚或乙酸丁酯等物质,例如如果采用鲁奇加压气化工艺进行煤制天然气的生产,那么相应的,其溶剂萃取脱酚技术使用的脱酚溶剂应该是异丙基醚。实际情况证明,采用异丙基醚对煤制天然气废水进行脱酚,脱酚后废水中酚的含量能够低于0.6g/L。
1.2脱酸除了对煤制天然气废水进行脱酚以外,其预处理工艺还包括脱酸。脱酸简而言之就是对煤制天然气废水中含有的CO2、H2S等酸性物质进行分离。需要注意的是,在实际的脱酸操作中,一定要考虑到CO2、H2S等酸性分子在遇水后会出现弱电离现象,弱电离会导致煤制天然气废水的脱酸效率下降。因此,在实际的脱酸操作中,排放CO2、H2S等酸性气体时尽量做到向上排放,即将其从脱酸塔顶部进行排出,而且还要对脱酸塔顶部的温度进行控制,这样才能把部分游离的氨分子留在酚水中,将酸性气体排出。
2.生化处理技术
所谓的生化处理技术指的是通过对微生物自身存在的新陈代谢作用加以利用,对污染物进行分解并且对其进行转化,使之最后能够成为二氧化碳等物质。目前我国煤化工废水处理,普遍采用改进后的好氧生化处理技术,主要包括两方面工艺,分别是SBR技术以及PACT技术。由于煤化工废水中存在着联苯等比较难降解的有机物,这些有机物在好氧生化处理技术中难以降解,需要采用厌氧生物处理技术进行处理。此外,一些煤化工废水成分十分复杂,可采用厌氧和好氧工艺相结合的方式处理煤化工废水。
2.1SBR工艺SBR工艺的优势,简单来说就是能够保证整个生物反应器中好氧和厌氧环境不断交替。通过两者不断交替,保证整个生物反应器能够获得较为多样化的生物菌群和耐冲击负荷能力。除此之外,SBR工艺还能够保证生物反应器能够处理一些有毒或者高浓度煤制天然气的能力。以我国中部地区某煤化工业废水处理厂为例,该厂采用的就是SBR工艺。通过对整个生物反应器的相关装置(如:曝气、温度、加碱装置)进行改造,从而提升了鲁奇工艺处理煤制天然气废水的能力。
2.2好氧生物膜法相比SBR工艺,很多煤化工业废水处理厂采用更多的是好氧生物膜法。好氧生物膜法的优势在于菌群的生长方式。通过对优势菌群的筛选,可以实现对煤制天然气废水中污染物的降解,特别是对一些传统工艺降解起来较为困难的有机污染物,其效果更加明显。我国西南某煤化工业废水处理厂采用的就是好氧生物膜法,实践证明,好氧生物膜法能够有效做到对煤制天然气废水中COD、酚以及氨氮污染物的去除,而且其具有较高的缓冲能力。2.2.3深度处理技术在对煤化工废水进行生化处理后,废水中仍然存在一些少量难降解污染物,在一定程度上使色度难以达到排放标准,需要采用深度处理技术。当前主要采用方法包括了混凝沉淀法以及高级氧化法等。
3.煤化工废水处理存在的不足和展望
由于煤化工废水中含有的有机物的浓度比较低,需要采取有效措施对废水的氨氮加以去除,随着排放标准提高,需要对生化水进行深度处理。由此可见,深度处理已经成为未来十分重要的研究方向,在实际深度处理过程中技术选择有十分重要的意义。当前我国进行产业投资的一个重点就是煤制天然气,但是对于煤制天然气废水处理技术的研究还存在着不足,因此相关的人员要加强对于高浓度废水处理技术的研究力度。
4.结语
关键环节一:根据制革废水的上述水质,可以看出,其悬浮物浓度相当高。主要是动物皮屑、毛、泥砂等。首先,其处理采用以生化为主,并辅以物化处理是正确的,因其生化性较好,B/C=0.4~0.5,宜采用生化处理作为制革废水的主处理工艺。此处的物化处理是指在生化处理之前的预处理,这一点对制革工业废水处理至关重要。在无极县部分制革工业企业中,其皮革工业废水治理初始阶段,工艺设计中,忽略了预处理环节,导致运行失败。由于在生化处理单元前没有设足够停留时间的沉淀池或气浮池,使原水中的高悬浮物随同原水一并进入生化处理单元,从而严重地影响了生化处理效果。
当废水中含有较高的悬浮物时,悬浮物会隔离微生物与废水中有机污染物的接触,从而影响微生物对水中BOD的吸附和降解,进一步造成生化处理效率下降。因此,制革工业废水(包括皮革、裘皮、羊绒加工等废水)的处理,必须强化生化处理单元之前的物化预处理,这是很重要的一个处理环节。关键环节二:如前所述,皮革工业废水含盐量较高,特别是Ca2+浓度,这是皮革废水另一个特点。
皮革废水的生化处理单元是采用活性污泥法还是采用生物膜法,这也是一个关键环节,在这里存在一个误区。活性污泥法常应用于市政污水处理,而生物膜法则常应用于工业废水处理,特别是生物接触氧化法。生物接触氧化处理工艺具有如下优点:(1)使水力停留时间HRT与污泥停留时间SRT完全分离,虽其水力停留时间HRT相对较短,生活污水HRT约2h~4h,但污泥停留时间SRT却很长,可以达到30d,甚至更长至60d。(2)BOD(或COD)容积负荷率比活性污泥法高得多,因此生物接触氧化法单位容积的生物量比活性污泥法大得多。一般活性污泥法VSS为3.0kg/m3~3.5kg/m3,而生物接触氧化法VSS为7kg/m3~12kg/m3,因此,其负荷率为活性污泥法的2~3倍,相应其容积占地面积生物接触氧化法要比活性污泥法小得多。(3)生物接触氧化法既适合低浓度有机废水处理也适合高浓度有机废水处理,而活性污泥法,对低浓度有机废水处理效果甚微。实践证明,当废水COD及BOD浓度较低时,COD<100mg/L,BOD<50mg/L时,微生物会因食料不足,而形不成菌胶团,只能成单体状态存在于水中。基于上述优点,生物接触氧化法在工业废水处理中得到了广泛的应用,如印染废水、焦化废水、食品废水、淀粉废水、啤酒废水等。根据上述生物接触氧化法的优点,制革工业废水采用生物接触氧化法是顺理成章的事,但运行实践证明这是一个误区。
由于皮革废水中含盐量较高,其中Ca2+含量也很高,如采用填料式生物接触氧化法,会使填料上逐渐结成矿化物垢,而且逐渐增厚,此种矿物垢对生物膜起到抑制作用。而这种矿物垢人工无法清除,从而使废水处理效果愈来愈差,甚至填料上的生物膜完全脱落。近期的两例革园区污水处理,由于上述原因而导致运行失败。综上所述,皮革废水的生化处理,应采用活性污泥法,切忌采用填料式生物膜法。
二、结论
1.制革工业废水应强化预处理,用混凝沉淀或混凝气浮法将悬浮物予以去除,以免影响生化处理效率。
UASB即为上流式厌氧污泥床,也叫厌氧水解反应器,是集沉淀、吸附和生物絮凝等物理化学过程,以及水解酸化和甲烷化过程等生物降解功能于一体的综合反应器。厌氧反应器由污泥反应区、三相分离器(气、液、固)和气室三部分组成。厌氧生物处理化学过程为水解酸化、产酸、产甲烷3个阶段。UASB厌氧反应器的基本工作原理为:首先,在底部反应区内存留大量厌氧污泥,具有良好的沉淀性能和絮凝性能的污泥在下部形成污泥层。污水从厌氧污泥层底部流入与污泥混合在以前,污泥中的微生物把废水中的有机物分解成甲烷,这是一种把污水转化为气的过程。该气体不断分离上升,最初以微小气泡的形态从污泥层中放出,在上升过程中不断合并,气泡逐渐变大,在污泥层上部由沼气的搅动形成一个污泥浓度较稀薄的污泥和水一起上升进入三相分离器。然后,气泡通过与三相分离器下部接触,分离器下部的反射板折向反射板的四周,然后穿过水层进入气室。进入到气室的甲烷用导管导出,固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区。废水中的污泥层发生絮凝,颗粒在逐渐的变大,在重力作用下沉淀到分离器的厌氧反应区。在厌氧反应器处理污水过程中,可以看出,先是在污泥反应区,通过污泥层中的微生物完成了水解酸化。厌氧水解反应器中大量微生物进行水中颗粒物质迅速截留和吸附,截留下来的物质吸附在污泥表层。在大量水解细菌、产酸菌作用下,将废水中不溶性有机物分解出来,这个过程就是产氧产酸的过程。同时在分离水分子的过程中也产生了甲烷小气泡,小气泡穿过污泥层不断上升,上升过程中形成大气泡,最后到达厌氧反应区。甲烷也是不可多得了有机气体,是可很好利用的。分离出来的有机物进行二次利用,符合资源再利用的原则。
2SBR工艺在酒精废水处理中的应用观察
SBR工艺是序批式活性污泥法的简称,是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术,又称序批式活性污泥法。该操作功能改造了原有活性污泥主反应区对厌氧断出水进行好氧处理,进一步去除废水中的污染物物。运行方式相对来说比较灵活,能够适应各式不同的废水处理要求,不仅限于酒精废水的处理。它的运行周期一般包括进水期、反应期、静置期、排水期和闲置期5个基本阶段。SBR工艺需要与UASB工艺结合使用,UASB反应池的水必须进行二次处理才能达到废水排放标准。SBR工艺正好完成了UASB的这一要求,UASB的出水进入到SBR工段,这是一个好氧处理过程,在这里碳源有机物和氨氮类有机物得到了很大程度上的处理。SBR相对其他传统废水处理工艺,有生化反应速度快、处理效率高、运行灵活、操作简单的几大特点。它最大的特点就是能大量脱离氨氮类有机物,通过静止沉淀,分离出大量有机物,出水水质不仅达标还相对较好。
3UASB+SBR工艺效果显示
本文通过对该酒厂进行了实例研究,取用酒厂废水50m?/d进行研究。酒精生产过程中废水首先是洗药材产生的泥沙等悬浮物,可用沉淀的方法率先把其去除。然后投放混凝剂PAC及絮凝剂PAM,使沉淀物形成絮凝物通过斜管进入沉淀池,从而清除洗涤后产生的杂质。出水在经过石英砂过滤器进行过滤,达标排放。调节池搭配水井,收集污水,减少流量变化给污水处理系统带来的冲击,调节池设置搅拌、混合装置,为使调节池出水水质均匀,防止杂质沉淀。UASB工艺的使用,在底部反应区内存留大量厌氧污泥形成污泥层,需处理的污水从厌氧污泥层底部流入与污泥混合,污泥中的微生物分解污水中的有机物,形成沼气。沼气以微小气泡形式不断放出、上升,上升过程形成较大气泡,进入三相分离室碰到下部折射板,折向四周穿过水层进入气室,再将其用导管导出。这时固液混合液进入三相分离器的沉淀区,污泥发生絮凝在重力作用下沉降,沉淀的污泥降到厌氧反应区内,而分离后的处理水从沉淀区溢出,排出污泥床。此中设计了四座UASB反应器(并联两级),每座尺寸均为:φ3.3×6.5m。UASB反应器处理完成后进入SBR反应器,SBR反应器为间歇性进水并自流入SBR反应器,因此在SBR反应器进水前设置配水井,配水井安装自动阀门控制水量和时间。SBR反应器间歇曝气方式来运行活性污泥污水处理技术,设置鼓风机为SBR反应器供氧,使微生物好氧分解代谢有机物,降低有机物浓度达到排放标准。经过处理的污水由原来的:CODcr=18000mg/L,BOD5=10000mg/L,SS=200mg/L,经过处理为CODcr=98mg/L,BOD5=20mg/L,SS=70mg/L。通过实例研究可以表明,UASB+SBR+沉淀过滤工艺出水能够达到设计要求,满足废水排放标准。简单来讲,是一种厌氧水解+好氧的废水处理过程。厌氧水解处理过程无需曝气,运行费用少;SBR工艺操作简单,管理方便,投资省。UASB+SBR工艺对COD及BOD去除率较高,在一定程度上解决了酒精废水处理工艺中存在的设备投资大、运行费用高的问题。另外,UASB+SBR工艺不仅减少了设备投资和运行的费用,该工艺产生的沼气可满足设备自身用电需求,还将有大量剩余沼气可用于该处理厂其他用电,或是家庭用电。在处理过程中产出的大量有机物也可作为饲料供给养殖户,有机污泥也可用于农业开发。这样的处理方式,不仅使污水达到了排放标准,还产生大量有机物可二次利用。从经济学角度出发,设备成本低,而且还将产生大量有机物可再次创造收益,无疑是一个值得选择和提倡的酒精废水处理工艺。
4结语
1.1普通工业废水特点
普通工业废水量大、污染物成分复杂,不同行业产生的废水所含污染物成分区别较大,有的废水温度高,容易造成环境的热污染;有些具有明显的酸碱度;有些含有易燃、易爆、有毒物质。针对工业废水中所含的不同成分,选择不同的处理工艺,往往需要物理、化学、生物代谢等多种不同工艺组合处理。
1.2放射性废水特点
具有放射性的重金属元素是放射性废水处理的主要去除对象,而放射性核素只能通过自然衰变来降低其放射性,所有的水处理方法都不能改变其固有的放射性衰变特性。在进行放射性废水处理的时候,我们只有通过各种方法将放射性核素浓缩到较小体积的废物内,降低处理后可排放废水的放射性核素浓度。
2普通工业废水处理方法
为了使工业废水得到净化,一般将废水中所含的污染物分离出来,或将其转化为无害、稳定的物质。我们按照处理原则,将工业废水处理方法中物理化学法分为吸附法、离子交换法、膜分离法、汽提法、吹脱法、萃取法、蒸发法、结晶法等。离子交换法在普通工业废水处理中,主要用以回收贵重金属离子。膜分离技术在70年代后大规模应用到各个工业领域及科研中,发展非常迅速。蒸发法处理多用于酸、碱废液的回收。自然界存在种类繁多的具有氧化分解有机物能力的微生物,这些微生物具有数量巨大、分布范围广、繁殖力强等特点,被广泛应用于制革造纸、炼油化工、印染纺织、食品制药等行业的废水处理中。
3放射性废水的处理方法
放射性核素使用任何水处理方法都改变不了其固定的放射性衰变特性,其处理一般都是遵循以下两个基本原则:①将放射性废水排入水体,通过稀释和扩散达到无害水平。主要适用于极低水平的放射性废水的处理。②将放射性废水浓缩后,将其浓缩产物与人类的生活环境长期隔离,任其自然衰减。对高、中、低水平放射性废水均适用。目前国内外普遍做法是对放射性废水进行浓缩处理后贮存或固化处理。
3.1蒸发法
蒸发浓缩法具有较高的浓缩倍数和去污因子,可用于处理高、中、低放废水。尉凤珍等利用真空蒸发浓缩装置处理中低水平核放射废水,对总α和总β的去污因子能达到104量级,出水满足国内放射性废水排放标准。
3.2化学沉淀法
化学沉淀法主要通过投加合适的絮凝剂,然后与废水中的微量放射性核素发生沉淀后,将放射性核素转移并浓缩到体积量小的沉淀底泥中。在进行化学沉淀法时主要投加铝盐、铁盐、磷酸盐、苏打、石灰等,同时可投加助凝剂,如粘土、活性二氧化硅等加快凝结过程。罗明标等的试验结果显示氢氧化镁处理剂具有良好的除铀效果,特别适合酸溶浸铀后的地下低放射性含铀废水的处理。
3.3离子交换法
目前离子交换主要处理低放废水,包括有机离子和无机离子两种交换体系。此法特点是操作方便、设备简单、去除效率高且减容比高,适用于含盐量低、悬浮物含量少的水体。国内外研究都表明离子交换剂对Cs的有很高的吸附容量。
3.4膜分离技术
膜处理方法是处理放射性废水相对经济、高效、可靠的方法,此法具有出水水质好、物料无相变、低能耗、操作方便和适应性强等特点等特点,膜技术的研究比较广泛。美国、加拿大许多核电站采用反渗透和超滤工艺处理放射性废水。
3.5生物处理法
生物处理法包括植物修复法、微生物法。微生物治理低放射性废水是20世纪60年代开始研究的新工艺,国内外都有人开展研究微生物富集铀的工作。美国研究人员发现一种名为Geobactersulfurreducens的细菌能够去除地下水中溶解的铀,Geobacter能够还原金属离子,从而降低金属在水中的溶解度,使金属以固体形式沉淀下来,因此,这种细菌有可能被用于放射性金属的生物处理。生物法处理流程复杂,处理周期长,运行管理难度大,国内核电厂还未采用生物法处理放射性废水。
4放射性废水和普通工业废水处理方法比较
工业废水中污染物成分复杂多样,我们采用单一的处理方法很难达到完全净化的效果,因此需要我们寻找适合的工艺进行处理。其中废水处理工艺的组成需要遵循先易后难的原则,先除去大块垃圾和漂浮物质,然后依次去除悬浮固体、胶体物质及溶解性物质。放射性废水与普通工业废水处理的一个根本区别是:能够用物理、化学或者生物方法将普通工业废水的一些有毒物分解破坏,转化为无毒物质,例如六价铬、氰、有机磷等;而用这些方法无法破坏放射性核素,不能改变其衰变辐射的固有特性,只能靠其自然衰变来降低直至消失其放射性。物理、化学或物理化学方法一般是普通工业废水处理中的预处理或深度处理方法,主要处理方法采用生物处理法。而物理化学法是目前放射性废水处理的主要方法。有些处理方法只适用于处理普通工业废水,而较难应用于处理放射性废水。
5结论
[论文摘要]染色废水属于典型的难生化降解废水,如何低成本、高效率的对其处理,且保证出水的稳定达标,一直是许多环境保护工作者的研究目标。本文首先对国内外染色废水处理的技术和研究方向进行了综合概述,并对各类工艺进行了比较分析,归纳出一般染色废水的主要处理工艺技术路线。
一、研究背景和意义
纺织工业是我国的传统支柱工业之一,也是出口创汇较多的行业之一,目前我国占有15%左右的国际市场份额,是世界上最大的纺织品出口国。经过多年建设,纺织工业基本成为一个门类较齐全、布局较合理、原料和设备基本立足于国内、生产技术达到一定水平的工业部门。产业综合发展能力不断增强,已形成棉、毛、丝、麻、化纤、服装、纺织机械等行业较为完整的系列体系。
纺织工业按加工的原料、产品的品种和产品的加工用途等不同,主要分为上游、中游、下游三类产业,纺织工业的上游产业主要指各类纤维生产和加工,如天然纤维的棉花、羊毛和各类化学纤维等生产领域;中游产业指纺纱、织布、染色等生产领域;下游产业主要指服装加工等生产领域。
染色行业作为纺织工业中的中游行业,在纺织工业中起到承上启下的作用,即将各类纤维加工制造的坯布,通过染色和印花工艺生产出各类带色彩和图案的织物。在染色业中,棉纺染色业是最大的行业。染色行业作为湿法加工行业,其生产过程中用水量较大,据不完全统计。我国染色废水排放量约为每天300万~400万立方米,染色厂每加工100米织物,产生废水量3~5立方米。而且,染色废水成份复杂,含有的多种有机染料难降解,色度深,对环境造成非常严重的威胁。
随着工业化的不断深入,全球性的环境污染日益破坏着地球生物圈几亿年来形成的生态平衡,并对人类自身的生存环境存在威胁。由于逐渐加重的环境压力,世界各国纷纷制定严格的环保法律、法规和各项有力的措施,我国作为世界大国,对环境保护也越来越重视,并向国际社会全球性环境保护公约作出了自己的承诺。
二、废水处理方法分类
根据使用技术措施的作用原理和去除对象,废水处理法可分为物理处理法、化学处理法和生物处理法三类。具体如下:
1.废水的物理处理法
利用物理作用进行废水处理,主要目的是分离去除废水中不溶性的悬浮颗粒物。主要工艺有:
(1)格栅和筛网格栅是一组平行金属栅条制成的有一定间隔的框架。把它竖直或倾斜放置在废水渠道上,用来去除废水里粗大的悬浮物和漂浮物,以免后面装置堵塞。筛网是穿孔滤板或金属网制成的过滤设备,用以去除较细小的悬浮物。
(2)沉淀法利用重力作用,使废水中比水重的固体物质下沉,与废水分离。主要用于(a)在尘砂池中除去无机砂粒(b)在初见沉淀中去除比水重的悬浮状有机物(c)在二次沉淀中去除生物处理出水中的生物污泥(d)在混凝工艺以后去除混凝形成的絮状物(e)在污泥浓缩池中分离污泥中的水分,浓缩污泥。此法简单易行而且效果好。
(3)气浮法在废水中通入空气,产生细小气泡,附着在细微颗粒污染物上,形成密度小于水的浮体,上浮到水面。主要用来分离密度与水接近或比水小,靠重力无法沉淀的细微颗粒污染物。
(4)离心分离利用离心作用,使质量不同的悬浮物和水体分离。分离设备有施流分离器和离心机。
2.废水的化学处理法
(1)酸性废水的中和处理
酸性废水处理可以用投药中和法、天然水体及土壤碱度中和法、碱性废水和废渣中和法等。药剂有石灰乳、苛性钠、石灰石、大理石、白云石等。他的优点是:可处理任何浓度、任何性质的酸性废水。废水中允许有较多的悬浮物,对水质水量的波动适用性强,中和剂利用率高,过程容易调节。缺点:劳动条件差、设备多、投资大、泥渣多且脱水难。天然水体及土壤碱度中和法采用时要慎重,应从长远利益出发,允许排入水体的酸性废水量应根据水体或土体的中和能力来确定。
(2)碱性废水和废渣中和法
投酸中和法可用药剂:硫酸、盐酸、及压缩二氧化碳(用二氧化碳做中和剂,由于PH值低于6,因此不需要PH值控制装置)酸性废水及废气中和法如烟道气中有高达24%的二氧化碳,可用来中和碱性废水。其优点可把废水处理与烟道气除尘结合起来,缺点是处理后的废水中硫化物、色度和耗氧量均有显著增加。清洗由污泥消化获得的沼气(含25%—35%的二氧化碳气体)的水也可用于中和碱废水。
3.生物处理法
利用微生物可以把有机物氧化分解为稳定的无机物的这一功能,经常采用一定人工措施大量繁殖微生物。
(1)好氧生物处理法
应用好氧微生物,在有氧环境下,把废水中的有机物分解成二氧化碳和水的方法,主要处理工艺有:活性污泥法、生物滤池、生物转盘、生物接触氧化等,这种方法处理效率高,应用面广。
(2)厌氧生物处理法
应用兼性厌氧菌和专性厌氧菌在无氧条件下降解有机污染物,最后生成二氧化碳、甲烷等物质的方法。主要用于有机污泥、高浓度有机工业废水的处理。如啤酒厂、屠宰厂。
(3)自然生物处理法
应用在自然条件下生长,繁殖的微生物处理废水的方法。工艺简单,建设费用和运行成本都比较低,但其净化功能受自然条件的限制,处理技术有稳定塘和土地处理法。
三、染色污水处理系统的工艺设计
在染色污水处理系统的工艺设计中往往遇到以下问题:(1)工程设计人员大都是仅仅了解废水水质的情况下,根据自己的工程经验和直觉进行设计,这样往往造成工程缺陷,使建成的处理系统处理废水不能达标排放;(2)在有些设计中,因为对出水的达标要求严格,使设计出的工艺建设费用和运行费用偏高;(3)在许多现有的处理系统中,由于所要处理的水质发生改变,原有工艺不能针对目前的水质进行有效的处理。以上的这些都涉及到污水处理系统的优化改造和优化管理运行问题。
如何优化污水处理工艺,降低污水处理成本,提高污水处理效果,对于污水处理有着极其重要的意义。必须指出的是,染色废水处理系统的优化改造是一个非常错综复杂的问题,从目的上它不仅要基于污水水质分析,按照技术和经济的要求,在条件允许的范围内,利用各种方法,找出最佳的设计工艺方案,并在设计工况条件下,找出最佳的设施组合和最佳工艺参数,而且还要在污水的成份和水量一定幅度变动的情况下,找出相应的优化运行措施和最少运行成本。而在各染色废水水质各异、水量大小不一的实际工况下,要求得到一个能严格意义上普遍性的染色废水优化处理系统是不可能的,某一污水处理系统可能对某企业的废水处理是最优,但它对其他的染色厂可能就并不能做到最优,因此本论文对染色废水处理系统优化研究只是为提出一个系统优化改造和优化运行的概念和思路,并不是要提出一个能对所有染色废水有最优处理效果的处理系统。
四、系统工艺改造的总体思路
污水处理厂废水的水质为含有一定量难生物降解物质和颜色的有机废水,各染色子行业排放的废水所含污染物质不同,其相应的治理工艺流程也不同。对染色废水处理,工程上一般用物化法和生化法或两种方法相结合的处理方法。物化处理有见效快、水力停留时间短的优势,但其处理费用高、污泥产量大、污泥处理困难、存在二次污染的隐患。虽然臭氧氧化、活性碳吸附、电解等方法有较好的脱色效果,但它们较高的运行费用却使厂家无法承受。但前述的几种方法都具有稳定性好的特点。生物处理因具有处理成本较低,并能大幅度去处有机污染物和一定色度的特性使得染色废水治理采用生物治理作为主要治理单元己成为共识。但结合园区污水处理厂目前的运行现状及操作工人素质,为确保污水处理厂处理出水的稳定达标排放,因此改造扩建工艺的设计思想以强化物化处理的原则,以生物处理工艺为重心,尽量提高强化生物处理的作用。鉴于污水处理厂接受的染色废水综合性废水,是典型的难生化降解的有机废水,水质性质有其特殊性,而且各有关企业生产废水排放的水质水量的不稳定性,以及污水处理厂的运行成本及运行负荷。因此必须要有针对性的废水处理工艺,才能达到较好的处理效果。在选择处理工艺前,应在分析废水水质及其组成及对废水所要求的处理程度的基础上,确定各单元处理方法和改造工艺流程,以验证改造工艺的有效性。
五、结论
印染生产废水可生化性差,原污水处理系统又存在着设计、施工不尽合理,管理水平落后等缺陷,从而造成了处理出水污染指标达不到排放标准,运行成本高等后果。染色废水处理系统的优化改造本身就是一个非常错综复杂的问题,而作为集中式染色废水处理厂的优化就更加困难了。从目的上它不仅要在污水水质分析的基础上,按照技术和经济的要求,在条件允许的范围内,利用各种方法,找出最佳的设计工艺方案。并在设计工况条件下,找出最佳的设施组合和最佳工艺参数,而且,还要在污水的成份和水量大幅度变动的情况下,找出相应的优化运行措施和最少的运行成本。但由于客观条件的诸多限制,并且各种印染废水水质各异,水量大小不一的设计情况下,要求得到一个能严格意义上普遍性的染色废水优化方法十分困难,某一污水处理系统可能对某一区域内的废水处理是最优的,但它对其他的企业可能就并不能做到最优。因此,在加强技术创新和知识创新的同时也要为保护我们仅有的水资源提高人类意识,转变观念,为创造一个更好的环境多做努力。
[参考文献]
1.模型建立。用国家时间序列数据代替截面数据和版面数据,更好地判别工业废水污染真实EKC的存在,也更具实际意义。为了论证上海废水排放与经济发展之间是否存在环境库兹涅茨特征,采用人均GDP衡量经济的发展水平,建立计量经济模型进行验证。描述库兹涅茨模型通常有线性函数、二次多项式、三次多项式、对数函数和指数函数等。常用的3种模型假设为二次函数、三次函数以及对数函数关系计量模型分别为。为了避免伪回归问题的产生,在对变量回归之前采用DF检验对变量先进行了单位根检验,结果显示变量在差分之前对应的DF检验统计值的绝对值小于5%的临界值,在对变量取一阶差分之后变量对应的DF检验统计值的绝对值大于5%的临界值,表明一阶差分后这个序列不含显著的白噪声。依据上海1991—2012年工业废水排放和人均GDP的数据,分别进行曲线回归模拟。由回归结果知,前两种模型的回归拟合度R2为0.9745,而对数函数模型的拟合度R2达到0.9782,三种结果的拟合结果差异较小,其中对数函数的拟合结果最优。同时,F检验值显示这些指标的回归方程总体上也是显著的。由上分析,选择对数函数对本研究是最优的,因此本文采用对数函数关系对上海经济增长与工业废水排放的动态关系进行分析。
2.结果分析。依据上海市1991—2012年工业废水排放和人均收入GDP数据进行回归分析,得结果(如图2所示),x1、x2、x3分别表示lnx.(lnx)2.(lnx)3;则lny=0.228(lnx)3-7.021(lnx)2+71.297(lnx)-236.419。b1>0,b2<0且b3>0,满足废水排放程度曲线呈“N”型曲线的条件。N型曲线存在两部分的上升趋势,一个下降拐点和一个上升拐点。2010年,上海市工业废水排放量处于“N”型的下降部分并接近于上升拐点位置。在1991—2010年间,废水排放量表现为高位回落,但在2010—2012年又出现低位反弹的波动特征。说明工业化进程中,尽管存在某些调控机制,使得污染出现阶段性的下降,但整体上工业化依然加重了环境污染。依据理论,上海的经济越发达,其带来的废水排放水平将会持续上升,上海工业废水排放量与经济发展呈现明显的不协调趋势,将会加重上海市水资源问题,影响未来的经济发展与人民生活水平的提高。据上海“十二五”经济发展规划,按照模型模拟结果,2015年上海工业废水排放量将会上升。也就是说,上海城市化和工业化的加快发展将会带来水污染的迅速增加。减少环境污染,发展战略性新兴产业,实现由第二产业向第三产业的转型也成为了上海市“十二五”的重大目标之一。
二、结论及政策建议
1991—2001年上海市工业化进程缓慢,2001年到2012年上海市工业产业快速发展,在2001年废水排放量有所上升,而后在监管和调控下又回复下降趋势。总体上,上海市的工业废水排放量在波动中呈下降趋势,上海市的废水处理能力也在逐渐增强。根据上海市的经济发展情况,对1991—2012年上海市工业废水排放增长和经济增长之间的关系进行模拟,结果显示1991—2012年两者为“N”型曲线关系。目前上海市人均GDP靠近转折点水平,因此,如果积极强化污染调控机制,工业废水排放水平将有望降低。对影响上海市EKC模型特征的因素进行有效分析,分析了上海市经济行业结构,工业发展仍然是上海建设的一大重要目标。在上海发展的过程中,要加强战略性产业的建设,着力提高产业自主创新能力和国际竞争力,提升自主品牌价值,积极推动产业向绿色低碳、清洁安全方向发展。促进电子信息制造业转型升级,优化钢铁、石化产业,提升都市产业能级,鼓励企业在设计、市场营销等环节融入科技、创意、时尚和环保元素,大力发展高附加值、个性化、节能环保型产品。