目前对脱硫废水的处理方法主要为常规的化学沉淀法,此废水处理方法难以去除废水中的氯离子、硫酸根离子。目前,多数钢铁企业中脱硫废水经化学沉淀方法处理后用于湿式冲渣或稀释外排等。但这些处理方法存在一定的问题,易造成二次污染,不能彻底脱除脱硫废水中的污染物。
湿法脱硫废水处理后应满足《钢铁工业水污染物排放标准》(GB13456—2012)中直接排放标准,但此类废水污染因子多且浓度高。目前针对该类湿法脱硫废水处理装置运行状况普遍不佳,实际生产中较难达到这一标准,废水中富集大量的悬浮物、氯离子、氨氮、硫酸根离子及COD等复杂因子,脱硫废水具有很强的腐蚀性,使得其难以循环利用。如何经济有效地处理,并回用此类湿法脱硫废水,这一问题亟待解决。
3、湿法脱硫废水零排放技术
3.1 脱硫废水预处理工艺
湿法脱硫废水零排放预处理工艺主要去除废水中的悬浮物、钙镁硬度
目前,我国造纸废水主要采用两级处理工艺,即一级物化加二级生化处理工艺。随着制浆造纸工业废水污染物排放标准的不断提升,简单的二级处理已经不能满足新标准的要求。制浆造纸废水必须进行的深度处理。当前,已存在多种制浆造纸废水的深度处理方
1、树脂吸附法原理
在当前常用的工业有机化工废水处理中,树脂吸附法其实是一种物理处理方法,它并不是通过树脂与废水中的有机物发生化学反应来消除有害物质,而是利用有机物易溶于树脂的特性来将有害有机物吸附到树脂表面,常见的苯类有机物、酚类有机物和硝基有机物都易溶于树脂,可以结合不同的废水类型,选用不同的树脂对废水进行处理。树脂通常是指受热后有软化或熔融范围,软化时在外力作用下有流动倾向,常温下是固态、半固态,有时也可以是液态的有机聚合物。广义上的定义,可以作为塑料制品加工原料的任何高分子化合物都称为树脂。树脂的范围较广,对于有机化工废水的处理范围也较广,适用性较高。
2、树脂吸附法在有机化工废水处理中的应用实践
由于树脂吸附法对于有机化工废水的处理效率较高,并且在处理之后可以对废弃的溶液进行回收再生产化工产品,实现资源的循环使用,变废为宝,这就使得树脂吸附法在工业废水处理中应用广泛。对于常见的各种类型的化工废水处理,其具体实践应用如下:
(1)对酚类废水的处理在工业生产过程中,排放的有机化工废水包含的酚类有机物常见的有单苯环酚类有机物和多苯环酚类有机物。
①单苯环结构酚类
由于不同的单苯环酚类有机物其组成也各不相同,其处理方式也不尽相同。各种单苯环酚类有机物的具体吸附处理过程如下:
A.磺化碱熔法生产苯酚的工业废水。
对此废水应使用NKA树脂与H-103树脂的处理方法进行处理。根据结果显示树脂的吸附能力为150~250g/L,后废水当中酚类的浓度在0.5mg/L以下,对酚类的吸附效率竟为99.99%。当利用稀碱液进行处理时,对苯酚的脱附能力是95%,对COD的除去能力是70%。经过对比后发现树脂吸附法对此类废水的处理效果非常好,可大量应用在对磺化碱熔法生产苯酚所产生的含酚废水中。
B.在工业生产过程中,如果应用了异丙苯氧化法,那么在反应后就会形成含有苯酚的工业废水,对于这种废水的处理可以采用CHA-101树脂进行处理,苯酚可以快速吸附到此类树脂上,对于苯酚的吸附效果超过了95%,处理废水的效率较高。
C.对于工业排放中含有过氧化二异丙苯的废水,对此类废水进行净化时,要选用NKA树脂进行吸附,经相关试验测定,吸附之后酚类有害有机物的含量下降到排放标准以下,可以适用于化工废水的处理中。
D.要对含有单硝基和多硝基酚类的废水进行处理,需要应用H-103树脂进行吸附,这种树脂可以将99%的酚类有害物质吸附在表面,显著降低废水中酚类的含量,避免工业废水对于水资源的污染。
②多苯环结构
A.萘酚类的废水。
在生产2-萘酚合成吐氏酸时会产出带有2-萘酚的废水,对次废水的处理方法应使用CHA-111树脂法,此方法可以吸收99%的2-萘酚,使2-萘酚得到了有效的回收。
B.双酚A的废液。
很多企业都会将硫酸作为催化剂,并使用苯酚和丙酮缩合的方法来生产双酚A,这就会导致酸性较强的含酚废水出现,此废水的酚类含量可达到7.0g/L。对此类废水的处理应使用H-103树脂法,可去除掉95%的酚以及70%的COD。
(2)对羧(磺)酸类化合物废水的处理
①在进行工业废水的处理时,对于废水中含有水杨酸的废水,同样可以应用H-103树脂进行处理,这种树脂可以将废水中的水杨酸净化到5%以下,结合前文的内容我们可以知道H-103树脂还可以有效净化酚类有机物,H-103树脂在有机化工废水中的应用较为广泛。
②对含有山梨酸的工业废水进行处理时,通常可以采用H-103树脂进行吸附,在吸附处理的加上乙醇溶液,可以将山梨酸溶解到乙醇溶液中,这种废水溶液还能用于工业有机物的生产,实现化学资源的循环利用。
(3)对氮有机化合物废水的处理
在化工生产中,经常会生产一些含氮的有机化合物,如果氮元素在反应中不够彻底,就会产生含有氮的有机化合物,这种有机物危害较大,在对其进行处理时,一定要注意处理的效率和质量。
①苯胺类的废水在化工生产中,如果废水中含有苯胺类有机物,那么一定要重视这种有机物的处理,苯胺类有机物毒性较大,处理较为复杂,一定要确保其排放量降低到0才可排入到排水系统中。要应用树脂多次吸附,终使用化学方法消除苯胺类有机物,确保废水中不含此类物质。
②硝基物的废水对于含有硝基有机物的废水进行处理时,可以采用CHA111树脂进行处理,这种树脂对于硝基物的净化度较高,可以达到99%的去除率。
3、树脂吸附法对有机化工废水处理的发展及前景
结合上文的内容我们可以知道,树脂吸附法对于有机化工废水的处理适用范围较广,可以对多种类型的有机物进行吸附处理,并且有些吸附过程还能循环利用废水,实现变废为宝,符合当前的可持续发展理念。目前,我国化工有机废水处理的技术较多,在应用树脂吸附法时技术人员研究也比较深入,对比了各种处理方法,对树脂吸附法也进行了优化。为了提升树脂吸附法的处理效率,将传统的单级吸附发展成两级吸附,这种吸附方式的效率显著提升,并且吸附的适用范围更广。为了推进树脂吸附法在化工有机废水中处理的应用,当前人们在不断研发新的数值类型,旨在解决一些较难吸附的有害有机物,能不断扩大树脂吸附法的应用范围。结合我国目前的可持续发展理念,树脂吸附法在有机化工废水的处理中操作简单,也不会产生二次污染,并且其处理过程还能循环利用废液,实现化工元素的循环使用,这种吸附处理方法更加适合当前的化工废水处理行业,有着较好的应用前景,业内人员一定要深入研究,研发出适用性更强的树脂类型来净化不同的有害有机物。
法,传统的深度处理技术如采用物理技术的混凝处理和吸附处理,采用生化处理方式的生物处理技术,以及膜分离处理技术和氧化处理技术。其中生物处理技术有处理成本低,不产生二次污染,效果稳定,耐受性高等众多优点,但随着标准的不断提高,传统的厌氧法和好氧法已经无法实现高标准排放,并且反应时间较长,对于制浆造纸废水深度处理中生物处理技术的革新与突破应需的研究。
1、制浆造纸废水的产生与特性
1.1 废水的产生
制浆造纸过程需要大量的生产用水,蒸煮药剂使用过程、漂白剂使用过程、填料及其反应生成物过程中产生的废水都属于制浆造纸废水。制浆蒸煮过程产生的蒸煮废液、制浆中段过程(洗涤、筛选、漂白及打浆)产生的中段废水和抄造过程产生的的纸机白水是废水的主要来源。由于蒸煮过程需要使用大量的辅料药剂,蒸煮废水产生的污染严重,占据整个造纸工业污染的90%。
1.1.1 蒸煮废液
在蒸煮过程中会产生含有多种化学物质的高浓度废液:采用碱法制浆产生的蒸煮废液因呈现黑色被称为黑液,采用亚硫酸盐法产生的蒸煮废液因呈现红色被称为红液。目前,多数造纸厂使用碱法蒸煮制浆工艺,产生的黑液的主要成分有:木素﹑聚戊糖﹑总碱,所含BOD和COD的浓度高。
1.1.2 中段废水
浆料经蒸煮、黑液提取后在筛选、洗涤和漂白过程中排出的废水称为中段废水,以可溶性CODCr为主。其特征是废水pH值为7~9,BOD5为400~1000mg/L,CODCr为1200~3000mg/L,SS为500~1500mg/L。成分与制浆废水相近,但浓度低,颜色一般呈黄色,占造纸工业污染排放总量的8%~9%,含有较高浓度的木素、纤维素和树脂酸盐等较难生物降解的物质成分,而这些有机物含有大量的发色基团,色度非常高、臭味重,由于漂白过程会产生有机氯化物,排入外环境会对人体的健康造成危害。
1.2 制浆造纸废水特性
、重金属、氟化物、胶体硅垢等,并为后续处理工艺提供合格的水质条件。主要的预处理工艺有双碱法、一级/二级澄清沉淀、砂滤/活性炭过滤、超滤、管式微滤、板框压滤、电絮凝、钠离子软化树脂软化、纳滤等。具体工艺路线应根据具体脱硫废水水质和水量、后续处理工艺的进水水质要求、建设场地条件、运行费用等因素综合考虑进行不同工艺的比选。
3.2 脱硫废水除氨氮工艺
3.2.1 氨氮脱除工艺概述
钢铁企业脱硫废水因受上游脱硝工艺段喷氨工艺影响,脱硫脱硝废水中含有一定量的无机氨氮成分,经试验研究,该类废水中的氨氮含量为100~1000mg/L。由于湿法脱硫废水水量小,含盐量高,废水中有机物成分较少,不适宜采用生化法处理,经考察、试验研究和依据现场运行条件,可采用气态膜法脱氨氮和汽提脱氨氮技术。
3.2.2 气态膜法
脱氨氮气态膜法脱氨氮主要使用高效的微孔疏水膜组件,把碱性氨氮废水与酸性吸收液分隔开,以氨氮在膜两侧的蒸气压差为驱动力,无需使用空气吹脱。可将废水中氨氮100—10000mg/L脱除至20mg/L以下,得到高度浓缩和纯化的铵盐(硫酸铵、氯化铵、xiaosuanan、磷酸氢铵等),或采用可逆吸收剂处理得到氨水。气态膜分离过程具有传质推动力大、传质面积大、能耗低、无二次污染等优点,但对预处理悬浮物及钙镁硬度的去除效率要求严格。
3.2.3 汽提脱氨氮
汽提脱氨氮主要分为负压脱氨和正压脱氨,汽提脱氨氮主要针对高浓度氨氮废水进行汽提及精馏,达到废水脱氨目的,回收浓度≥15%浓氨水。主要反应设备为汽提脱氨塔和氨水吸收塔。废水进入汽提脱氨塔前先经废水预热器换热,废水预热器后采用碱液调节pH值至11.5以上,进人汽提脱氨塔。汽提脱氨塔自下而上分为汽提段、精馏段。在汽提脱氨塔汽提段内,含氨废水自上而下流动,与来自塔底的逆流蒸汽直接接触,废水中的氨被脱除。在精馏段内氨气及水蒸汽与来自塔顶回流的浓氨水逆流接触,氨浓度提高,水分减少,从塔顶进入塔顶冷凝器。