废气处理范例(3篇)
时间:2024-04-02
时间:2024-04-02
关键词:煤气化;废水;处理;研究
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.06.029
0引言
煤炭是我国的主要能源来源,在我国的整体能源结构中占据很大的一部分,随着我国经济水平的提高、工业化的发展、家用汽车的普及,我们对于石油的依赖也不断扩大,我国本身就是一个石油资源匮乏的国家,加上近年来世界范围的石油能源紧缺等因素,都使得我们需要重视对于煤炭的进一步开发和深度利用。新型煤化工产业的兴起使得我们对于煤炭的进一步利用取得了很大的发展,我国对于煤化工产业也十分重视,对于减少我国对于石油资源的依赖,促进国家工业经济发展具有十分重要的意义。煤气化技术是新型煤化工产业的重要技术,利用煤气化技术不仅可以生产天然气这种清洁能源,还可以进一步加工生产得到甲醇、烯烃、化肥等工业产品。然而煤气化技术对于水资源的利用较大,我国的煤气化项目大多分布于水资源匮乏地区,除此之外,煤气化产生的废水也给环境污染带来及极大挑战。为实现环境友好型社会及实现煤气化工业的进一步发展,我们需要加大对于煤气化废水处理的研究,提高废水排放标准,这样不仅能够实现环境保护,也能够促进企业创新及提升核心竞争力。
1煤气化废水的成分特点
煤气化废水是在工业生产加工过程中对于煤气的生产和洗涤过程中产生的,煤气化过程中产生的废弃物多溶解于洗涤水、蒸汽分流等分离水中,这些都是煤气化废水的形成来源。煤气化废水是一种很难在自然界中通过生物降解的废水,其中含有较多的固体颗粒物和有毒有害物质,其成分一般较为复杂,不仅含有稠环芳烃、萘、呋喃等酚类有机化合物,还含有硫化物、各种无机盐等无机化合物。成分的复杂性也给废水的加工处理带来了很大的难度,且不同煤气化工艺产生的废水都具有较大的差异性,因此对于煤气化废水的处理和利用情况较为复杂。
2煤气化废水的处理技术
国内外现阶段主要的煤气化废水处理技术是生物化学法,这种方法具有废水的处理量大、去除的污染成分范围较广等优点,处理后的废水符合一般的废水排放要求。但是随着人们对于环境保护意识的加强,对于废水的排放标准也不断提高。现阶段对于煤气化废水的研究主要集中在三个阶段,预处理、生化处理、深度处理。
2.1预处理技术
由于煤气化废水成分的复杂性,含有酚类、氨类等物质,所以需要经过预处理和生化处理来消除高污染物质,减轻深度处理的难度,提高废水排放的质量。
预处理主要针对废水中的酚类、氨、油类等污染物,预处理过程中对于废水中不同成分会采用不同的方法。对于酚类污染物的处理常采用水蒸汽脱酚法、溶剂萃取脱酚法这两种。水蒸汽脱酚法较为简单,将废水中挥发性酚类经过蒸汽直接分离成含酚蒸汽再利用钠碱溶液吸收形成酚钠盐溶液后,通过酸中和进行提纯回收。而溶剂萃取法则是利用萃取剂的高分配系数使酚转移到萃取剂中,实现酚的分离。由于废水中氨浓度一般较高,目前常用的技术是水蒸汽提纯对废水中的氨进行分离,可溶性的含氨蒸汽通过含有磷酸铵溶液的吸收器与其他气体进行分离回收。对于废水中的油类物质常采用隔油池分离法和气浮法进行分离。
2.2生化处理技术
现阶段对于煤气化废水的生化处理常用的工艺有厌氧-缺氧-好氧组合工艺(A-A/O)和序批式活性污泥法(SBR)。A-A/O这一工艺脱氮效率较高,既能起到生物选择器的作用,改善污泥的沉降性能,也能通过产生的碱度对硝化过程中的碱消耗进行一定的补偿。但是A-A/O工艺也具有一定的局限性,如需要分别设置混合液回流系统和污泥回流系统,对于动力的消耗较大。SBR是一种通过间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术,主要是利用时间分割的操作方式来替代空间分割的操作方式,实现稳态生化反应。主要的特点是运行的有序性和间歇性。这一工艺通过净化池内厌氧好氧的交替式变换来达到较好的净化效果;且净化池内的处理水还能够对煤气化废水有一定的缓冲稀释作用,有较好的耐冲击负荷;整个工艺操作简单成本较低。
2.3深度处理技术
深度处理是煤气化废水的最后处理阶段,主要针对废水中难降解的有机物及悬浮物以达到排放标准。常用的方法有吸附法和臭氧氧化深度处理法。吸附法主要是利用多孔性固态相的物质对废水中污染物进行吸附分离。常用的吸附剂有活性炭、焦炭等,经过催化氧化后可以实现对废水中重金属离子等处理。臭氧氧化法可以对煤气化废水中的有机胺、杂环化合物、烷基苯磺酸钠等化合物进行分解。这一工艺的优点是操作简单,反应过程较快,但是处理需要消耗较多的电能。
3总结
随着新型煤化工产业的发展,煤气化技术的推广使用,我们对于煤气化废水的处理方式也会不断的进步和深入。当前的处理技术大多存在一定的限制性,我们仍需要进行研究来提高废水的处理技术,以实现保护环境、促进经济及工业发展、减少进口能源依赖的目的。
参考文献:
[1]张军.煤气化废水深度处理技术的试验研究[J].华北电力大学,2012.
[2]蒋芹.煤气化废水处理技术现状及发展趋势[J].能源环境保护,2014.
关键词:含油废水;电凝聚气浮;处理
中图分类号:TK223文献标识码:A
含油废水的来源非常广,且含油废水的含量也是各类工业生产的废水含量首位。含油废水主要来自于工业石油加工、提炼、运输以及存储,也有机械制造过程中产生的冷却液和金属轧制水乳化油废水。本文针对含油废水处理相关技术进行研究,主要分析了电凝聚气浮技术,为含油废水处理提供重要借鉴。
1.含油废水处理现状
含油废水危害主要表现在油类物质漂浮在水面,并且还会形成一层薄膜,其可以阻止空气中氧分难以融入水中,水中的溶解氧减少会导致水体中浮游生物缺氧而死亡。含油废水有碍植物的光合作用,进而影响水体的自净,甚至会造成水质变臭。含油废水中的油渍和分解产物中有一些有毒物质,对各种生物的致死浓度变低。另外,低于致死浓度的含油水被用于灌溉而被生物吸收,废油元素通过食物链进入到人体内,必将严重危害人体的健康。含油废水中含油大量的铁、铜以及其他的金属离子,尤其是在高温环境下废水中的油污会加速变质。我国大多数废水处理实际上均存在于不同等级的渔业水体之中,而此类水体中石油产品的极限允许浓度为0.05mg/L,但是很多水体中的排入前石油产品的含量会经常超标。含油废水的最高允许值的浓度国家规定为10mg/L,很多国家将浓度规定在5mg/L~20mg/L范围内。
2.含油废水处理工艺
(1)电凝聚气浮处理原理
电凝聚气浮技术目前主要有电解气浮、电解凝聚、电解氧化和电解还原等工作机理。含油废水中含有不同的污染物成分,电凝聚气浮技术的作用原理也会发生巨大差异。含油废水中含有一些可溶性有机物和细菌,可以通过电解氧化和电解还原作用机理来祛除。电凝聚气浮技术处理废油水在电解中产生絮凝剂和气体,在电解过程中电极的作用表现在两个方面。电解过程中由于电子通过电极向外电路传递,故,氧化还原反应均在电O表面进行。一般而言,电极反应由多个过程串联而成,反应离子或者反应物向电极的表面迁移,反应离子或者反应物在电极表面吸附,电极表面得到或者失去电子并生产电化学反应。
(2)电凝聚气浮技术影响因素
电凝聚气浮技术对于含油废水处理,其处理效率受到了多种影响因素的制约,其中主要有电流密度、pH值、电解时间以及其他方面的影响因素。电凝聚气浮技术中的电流密度增加会使得电解产生的离子增加,同时也会产生氢氧化合物和多核羟基络合物。含油废水的pH过高或者过低将会直接影响电凝聚气浮的处理效率。pH主要会影响电解质产物的形态,若pH过高则会引起电解效率降低,pH过低则会影响水质,一般情况下含油废水的pH接近中性。电凝聚气浮技术在电解含油废水的时候,电解的时间较短,且极板上的金属离子也较少,将会严重影响废水的处理效率。随着电解的时间增长,电凝聚气浮系统处于最佳状态,则电解时间太长含油废水的胶体稳定性下降,从而引起材料和能源消耗增加。总之,影响含油废水处理时,采用电凝聚气浮技术还有静止停留时间、电导率,处理过程中必须要控制这些影响因素,尽可能对这些影响因素进行控制。
3.电凝聚气浮技术在废水处理中的应用
(1)电凝聚气浮技术在含油废水中的应用
水环境油类污染物众多,其主要来自于石油化工、冶炼以及焦化等行业,石油类氢化物浮于水面将会极大影响空气和水体界面交换。油类在水体中严重会破坏生态平衡,油类污染物氧化作用增加促使水体恶化加速。针对含油废水处理对于环境可以有效保护水资源和维持生态平衡,以促进区域经济发展。
(2)电凝聚气浮在印染废水中的应用
纺织行业中染色和加工成品阶段会出现大量的废水,废水中含有很多杂环化合物和芳烃,且带有显色基团。电凝聚气浮技术处理印染废水的脱水率相当高,电凝聚气浮技术的适应色谱范围相当广,所有经过处理工艺废水废水处理均可以达到排放标准。
(3)电凝聚气浮技术在垃圾填埋场中的应用
垃圾场中的渗滤液组成非常复杂,且有机物的浓度较高,常规的生物处理技术将难以达到排放标准。采用电凝聚气浮技术工艺处理垃圾渗滤液可以有效去除废水中的大分子有机物,以此来减少后续处理负担。
(4)电凝聚气浮技术在造纸行业废水处理的应用
造纸行业中会产生非常多的污染量,造纸行业的工业污染量已经达到了我国十大工业污染量之首。很多造纸行业采用电凝聚气浮技术处理废水,分析废水处理的各种影响因素。采用电凝聚气浮技术在造纸行业中废水处理率相当高,此法在造纸中段废水处理率达到了92%。
(5)电凝聚气浮技术在含磷废水处理的应用
磷作为自然界维系生命的主要元素,其也是构成生物体并且还会和新陈代谢中必不可少的元素。水体中的磷含量超出了20mg/L,就会导致水体富营养化,从而造成水体中藻类植物大量繁殖,并且藻体会逐渐分解使得水体产生霉味。通过电凝聚气浮技术可以达到除磷效果,并且此技术确立了磷浓度、电解时间和电解耗能之间的关系。
结语
含油废水处理采用电凝聚气浮技术已经成为了当前工业废水处理的重要方式,随着科学技术不断进步,人们在含油废水处理上已经取得了巨大进展。气浮涉及气、液、固三相体系运动的物理化学过程,应充分应用胶体表面化学和使用现代先进实验仪器分析研究气浮过程的热力学、动力学及相关机理。通过本文的研究,可以进一步认识电凝聚气浮技术在处理含油废水中的应用,为污水处理提供重要借鉴。
参考文献
关键词:苯有机废气复方液吸收法
低浓度苯类有机废气常产生于印刷、油漆喷涂及制鞋业等生产过程中,其污染物主要从油墨、油漆、粘鞋剂及其溶剂中挥发出来形成。这一类污染物主要包括苯、甲苯、二甲苯等。国内、外的研究业已证实,这类污染物具有致癌作用,对人体健康会造成严重危害[1~3]。我国已明确规定该类污染物在车间内的最高允许浓度,同时也制定了严格的排放标准[4],因而对该类有机废气必须进行有效的控制与治理。本文将探讨低浓度苯类有机废气的处理方法,并结合工程实例研究一种低廉、有效、易行的复方液吸收法。
1处理方法研究
20世纪70年代以来,我国对苯类有机废气的处理已进行了许多研究,并取得了大量的成果。迄今比较成熟且较常用的有催化燃烧法、活性炭吸附法、微生物处理法及吸收法等[5~8]。催化燃烧法是利用催化剂使有害气体中的可燃组分在较低的温度下氧化分解成CO2和H2O并释放热量。但在运行过程中,催化剂容易发生劣化现象,处理效率降低,而且在处理过程中,需对废气进行预处理。整套系统投资费用高,运行费用也高,在选用中受到了相应的限制。
活性炭吸附法是利用活性炭内部的微孔,将废气中的一种或几种组分浓集在固体表面,从而与其它组分分开。其处理效率取决于活性炭的吸附值及其填充量。该处理方法需有活性炭再生装置,如锅炉、压缩空气等,因而一次性投资较大,运行费用相对较高,操作、管理也比较复杂,在设计选用时受到了相应的限制。
微生物处理法是以微生物悬浮液作为喷淋液,将废气中的有害成分洗涤至悬浮液中,在微生物作用下进一步降解,达到处理目的。该方法由于微生物的生长需要大量的营养,因而需要不断添加营养物及通入一定的氧气保证微生物的进一步生长,所以微生物处理法对操作要求较高,使用不便。
吸收法是以液体为吸收剂,通过洗涤吸收装置使废气中的有害成分被液体吸收,从而达到净化废气的目的。该处理方法投资费用较少,运行成本也较低,因而在一些中小型企业中的应用比较广泛。
本文主要研究在中小型企业中应用比较广泛的吸收法。采用吸收法处理低浓度苯类有机废气的关键是吸收液的选择。在20世纪80年代多采用轻柴油作为吸收液,其处理效率一般在70%左右[1]。随着排放标准日益严格和环境质量标准的提高,上述吸收效率已难于满足其处理要求。本文在此基础上进行了试验研究,提出一种复方液吸收法,解决了吸收效率低这一难题。复方液吸收法的工艺特点和关键在于复方液的成分选择与配方,以及复方液的最佳使用环境条件。该复方液以水和无苯柴油作为主配方,添加MOA助剂及磷苯二甲酸二丁酯,并调节吸收液至弱碱。
复方液吸收法处理低浓度苯类有机废气,其处理效率明显好于传统的吸收液,使低浓度苯类废气的净化处理效率由70%左右提高到85%以上。
2应用实例
2.1方案确定
桂林市塑料彩印包装厂是一家专业从事塑料膜彩印的企业,在其生产过程中,油墨及油墨稀释剂中以甲苯为主的有机污染物挥发出来严重污染车间内外环境。对厂家提供的数据进行分析,甲苯最大产生量为0.9kg/h。经多方调查分析和研究,确认该项目属以甲苯为主的低浓度有机废气处理工程,决定采用复方液吸收法进行处理,处理工艺流程如图1所示。
图1复方液吸收法处理低浓度苯类有机废气工艺流程
由图1可知,印刷机生产过程产生的有机废气经设置于印刷机座上部的组合伞形罩捕集(3组),经并联风管和阀门,汇主风管后进入吸收塔进行吸收处理,净化后气体经风机烟囱排空。
2.2主要设备及工艺参数
该工艺在设计时,欲使车间空气中有害成分的浓度小于最高允许浓度,以通风最不利条件确定通风量Q=6000m3/h,用静压平衡法计算确定主风管D=320mm[8,9]。系统复方液循环使用,循环使用周期为90d,系统吸收液用量为7.5m3/h。吸收塔型号为WFL-03,离心风机为4-68型No.4.5A。
2.3处理成本与治理效果
2.3.1处理成本
该套有机废气处理系统总投资10.2万元,系统运行费用由人工费、电费及复方液费用构成,平均日处理费用为45元。
2.3.2治理效果
该套处理系统正常运转后,车间有机废气浓度明显降低,大大净化了车间空气,改善了工人的工作环境。处理后的废气,经桂林市环境监测站实地采样检测,甲苯的浓度远低于国家规定的排放标准[4],净化效率达87.5%。具体检测结果见表1所列。
表1桂林市塑料彩印包装厂废气处理结果
废气车间质量浓度(mg/m3)排放质量浓度(mg/m3)净化率(%)
处理前处理后卫生标准处理前处理后国家标准
甲苯200.798.210098.212.34087.5
异丙醇431.2285.4300
醋酸丁酯429.9284.2300
3结束语
采用复方液吸收法处理低浓度苯类有机废气具有显着的效果。对于风量较大,浓度较低的有机废气,如印刷、油漆喷涂及制鞋业等尤为适合。该项技术具有投资省、运行成本低、净化效率高,易操作等诸多优点,环境、经济、社会效益显着,有很好的推广应用价值。
[参考文献]
[1]国家城市环境污染控制工程技术研究中心,北京市环境保护科学研究院.三废处理工程技术手册(废气卷)[M].北京:化学工业出版社,2000.158-160.
[2]EdwardC.VOCcontrol:Currentpracticesandfuturetrends[J].ChemEngProgress,1993,89(7):20-26.
[3]KumarKS.Captureordestorytoxicairpollutants[J].ChemEng,1993,100(6):12-17.
[4]GB16297-1996,大气污染物综合排放标准[S].
[5]闫勇.有机废气中VOC的回收方法[J].化工环保,1997,17(6):332-335.
[6]吴玉祥,冯孝善.有机废气的生物处理[J].环境污染与防治,1992,14(4):20-23.
[7]DouglasS.Biofiltertreatmentofethanolvapors[J].EnvironmentalProgress,1994,13(3):167-173.
热门推荐