A. 粉煤灰的作用是什麼
1、粉煤灰作農業肥料和土壤改良劑:
粉煤灰具有良好的物理化學性質,能廣泛應用於改造重粘土、生土、酸性土和鹽鹼土,彌補其酸瘦板粘的缺陷,粉煤灰中含有大量水溶性硅鈣鎂磷等農作物所必需的營養元素,故可作農業肥料用。
2、從粉煤灰中回收工業原料:
回收煤炭資源,利用浮選法在含煤炭粉煤灰的灰漿水中加入浮選葯劑,然後採用氣浮技術,使煤粒粘附於氣泡上浮與灰渣分離;回收金屬物質粉煤灰中含有Fe2O3、Al2O3、和大量稀有金屬.
分選空心微珠,空心微珠具有質量小、高強度、耐高溫和絕緣性好,可以用於塑料的理想填料,用於輕質耐火材料和高效保溫材料,用於石油化學工業,用於軍工領域,坦克剎車。
3、粉煤灰作環保材料:
利用粉煤灰可製造分子篩、絮凝劑和吸附材料等環保材料;粉煤灰還可用於處理含氟廢水、電鍍廢水與含重金屬例子廢水和含油廢水,粉煤灰中含有的Al2O3、CaO等活性組分。
能與氟生產配合物或生產對氟有絮凝作用的膠體離子,還含有沸石、莫來石、炭粒和硅膠等,具有無機離子交換特性和吸附脫色作用。
4、粉煤灰可用作生產原料:
粉煤灰是無機防火保溫板保溫板生產原料的一種,綠能無機防火保溫板的原料為70%的普通水泥,30%的粉煤灰。
5、粉煤灰可做造紙原料:
在國外,一些研究將粉煤灰作為一種新的造紙原料,並通過電子顯微鏡分析粉煤灰提高紙張抗拉強度和內部粘結強度的原理。
(1)粉煤灰與高鹽廢水擴展閱讀:
一、外觀特徵
粉煤灰外觀類似水泥,顏色在乳白色到灰黑色之間變化。粉煤灰的顏色是一項重要的質量指標,可以反映含碳量的多少和差異。在一定程度上也可以反映粉煤灰的細度,顏色越深粉煤灰粒度越細,含碳量越高。
粉煤灰就有低鈣粉煤灰和高鈣粉煤灰之分。通常高鈣粉煤灰的顏色偏黃,低鈣粉煤灰的顏色偏灰。粉煤灰顆粒呈多孔型蜂窩狀組織,比表面積較大。
具有較高的吸附活性,顆粒的粒徑范圍為0.5~300μm。並且珠壁具有多孔結構,孔隙率高達50%—80%,有很強的吸水性。
二、相關性質
1、物理性質
粉煤灰的物理性質包括密度、堆積密度、細度、比表面積、需水量等,這些性質是化學成分及礦物組成的宏觀反映。由於粉煤灰的組成波動范圍很大,這就決定了其物理性質的差異也很大。
2、化學性質
粉煤灰是一種人工火山灰質混合材料,它本身略有或沒有水硬膠凝性能,但當以粉狀及水存在時,能在常溫,特別是在水熱處理(蒸汽養護)條件下。
與氫氧化鈣或其他鹼土金屬氫氧化物發生化學反應,生成具有水硬膠凝性能的化合物,成為一種增加強度和耐久性的材料。
B. 解析農葯廢水有哪些處理方法
在我國,80%的農葯品種是有機磷農葯,該類農葯具有品種繁多,生產工藝復雜,副產物多,三廢排放量大、含鹽量高、色重、味臭、難生化等特點。以樂果廢水為例,該水味奇臭,COD 高達200000 mg /L,有機磷含量1000 ~ 18000 mg /L,含鹽量15%。目前國內有機磷生產廠家往往對該類廢水未經處理或處理不達標就向外排放,嚴重地污染了環境,因此研究並實施有機磷農葯廢水處理方法是治理農葯行業污染的重點。
1 有機磷農葯的分類、生化特點及廢水共性
1.1 有機磷農葯按化學結構大致分為
(1) 磷酸酯類,如敵百蟲、草甘膦等,該類化合物生化處理比較容易,如南通農葯廠生產的敵百蟲,久效磷等廢水直接稀釋進生化,COD 去除率可達85%左右[1]。
(2) 一硫代磷酸酯類,如甲基對硫磷、甲基嘧啶磷、丙溴磷等,該類化合物因含硫而味臭,不能被微生物降解,與可生化降解物混合,可部分降解為正磷酸。
(3) 二硫代磷酸酯類,如樂果、馬拉硫磷等,該類化合物因含多硫味特臭,不能被微生物降解,與可生化降解物混合,極少部分降解為正磷酸。
由以上可知,硫代磷酸酯類有機磷農葯是該類農葯預處理的重點和難點,只有通過預處理降解才能進一步進生化池生化。
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2.2 有機磷農葯廢水共性成分
通過對有機磷廢水的成分分析可知,廢水中95% 以上不是農葯本體,而是它們的中間體及不同階段的降解產物(圖2)中含量較多的有:
3 有機磷農葯廢水預處理的方法
近年來對有機磷廢水的處理,基本圍繞著分解和去除廢水中的有機硫、磷進行,大體可分為物理處理法和化學處理法。物理處理法包括: 吸附、萃取、氣提、絮凝沉降等方法,化學處理法包括: 氧化、還原、水解等方法。
3.1 物理處理
3.1.1 吸附
吸附是一種物質附著在另一物質表面的過程。目前採用較多的吸附劑有大孔樹脂、活性炭、粉煤灰及膨潤土。其中大孔樹脂及活性炭因價格昂貴,使用受到一定的限制,且存在活化再生的問題,而粉煤灰吸附雖效果不及前者,但處理簡便、成本低廉,可達到以廢治廢的效果、目前得到廣泛應用。如文獻報道[2]採用季銨鹽改性粉煤灰處理有機磷廢水,磷的吸附率可達97%。
3.1.2 萃取
萃取: 採用與水不溶而能很好溶解污染物的萃取劑,使其與廢水充分接觸,利用污染物在水及溶劑中溶解度的不同,達到分離和凈化廢水的目的。使用比較多的有絡合萃取、液膜萃取。在處理丙溴磷廢水時採用TBP 與環己烷形成絡合劑萃取回收水中的氯酚,氯酚回收率可達98%。沈陽化工院採用液膜萃取含酚廢水,也達到很好的效果[3]。
3.1.3 氣提、吹脫
氣提、吹脫法是將氣體吹入廢水,使溶解性氣體或易揮發性物質變成氣體,從而凈化廢水的過程。湖南海利集團採用蒸汽氣提回收樂果硫磷酯工段廢水中的氨氮,氨氮去除率可達85%,大大提高了廢水的可生化性。
3.1.4 絮凝、沉降
絮凝沉降是採用加入絮凝劑破壞廢水懸浮顆粒的穩定性,消除顆粒間的斥力,使顆粒接觸並吸附在一起,再通過絮凝劑進行架橋及網捕,形成大顆粒從水中分離的方法。該方法因簡單,成本低廣泛應用在廢水處理中。現有絮凝劑主要有無機絮凝劑及有機絮凝劑兩大類,無機絮凝劑主要有硫酸鋁,聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵等,有機絮凝劑主要有聚丙烯醯胺和甲醛-雙氰胺類。
3.2 化學處理
3.2.1 化學氧化法
化學氧化法主要包括電催化氧化、芬頓氧化、及濕式氧化法。
(1) 電催化氧化處理技術
電催化氧化處理技術是一種高級的電化學氧化工藝,是利用外加電場作用,在特定的電化學反應器內,通過一系列設計的化學反應、電化學過程或物理過程,達到預期的去除廢水中污染物或回收有用物資的目的。在反應過程中一般是直接氧化和間接氧化同時進行。現在應用較多的電催化氧化技術是以活性碳、惰性金屬(Ag,Pt,Ti 等) 和表面塗覆PbO2,SnO2,Sb2O5等氧化膜的惰性金屬為陽極,以鐵板為陰極,通過電極的直接和間接作用,達到去除污染物、凈化水質的目的[4]。湖南海利集團將這一技術運用到硫磷酯廢水及甲基嘧啶磷的廢水處理中,COD 去除率可達45%,可生化性得到大幅的提高。
(2) 芬頓氧化法
Fenton 法是一種高級氧化工藝。通過Fe2 + 和H2O2結合生成高反應活性的羥基自由基,它可有效處理絕大多數難降解有機廢水。與其他高級氧化工藝相比,具有操作簡單、反應快速等優點。由於使用雙氧水,成本還比較高,限制了該法的廣泛應用。如李榮喜等將芬頓法運用到降解湖南天宇化工農葯有限公司的三唑磷農葯廢水,COD 去除率高達95%[5]。為提高芬頓試劑的效率,目前有報道採用UV/Fenton 及超聲(微波) /Fenton 的方法,能使COD 去除率提高10% ~ 20%[6]。
(3) 濕式氧化法
濕式氧化法簡稱WAO,是以空氣及氧氣為氧化劑將溶解及懸浮於水中的有機物或還原性無機物,在高溫高壓下進行液相氧化分解,大幅去除COD/BOD/SS 的方法。該方法氧化徹底,如處理硫磷酯廢水,能將其完全無機化,但該法對設備要求高,反應條件苛刻、設備成本高,在國內使用尚不普遍[7]。
3.2.2 化學還原法
鐵/炭微電解屬電化學還原技術,利用鐵一炭體系形成的微原電池對水中難降解污染物進行處理。微電解作用機理主要包括:(1) 鐵屑的吸附作用; (2) Fe 的還原作用; (3) 微電解產物Fe2 +、氫的還原作用; (4) Fe2 + /Fe3 + 的絮凝作用。匡蕾、揚庚等將此法用在處理有機磷農葯中間體乙基氯化物生產廢水中,處理後水的COD、硫化物、總磷的去除率分別高達90.2%、99.4%、95.0%,廢水的可生物降解性明顯提高,為進入生化創造了條件[8]。
3.2.3 水解法
有機磷農葯水解分鹼式水解、酸式水解[9]。鹼式水解機理為OH-進攻P 原子,發生Sn2取代。鹼性條件下從三酯水解成二酯容易,再繼續水解困難,因此一般停留在一級水解階段。在酸性條件下水解反應的機理一般認為首先使連酯的氧原子上質子化,然後碳原子受到攻擊發生Sn2取代反應,經不斷取代,最終水解為無機磷。化學水解法處理有機磷農葯廢水從理論上看是可行的,從實際應用看是有效的,尤其適宜處理高濃度有機磷廢水處理。如在酸性條件水解水胺硫磷,有機磷、硫化物、NH3- N 和總磷去除率均大於90%,COD 去除率達50%以上[10]。
4 結論
有機磷廢水種類很多,依結構分,共同的中間體有同樣的廢水,但因農葯縮合的另一半差異,不同的廢水要採取不同的處理方法,單獨採用任何一種方法處理高濃度有機磷農葯廢水在經重點難點貫穿於課堂討論中去,加強教學效果使學生能夠牢固掌握復合材料的一些基本概念方法,還能對大學生創新能力的培養起到重要作用。
C. 廢棄資源綜合利用業 包括哪些
廢棄資源綜合利用主要是指在礦產資源開采過程中對共生、伴生礦進行綜合開發與合理利用;對生產過程中產生的廢渣、廢水(液)、廢氣、余熱余壓等進行回收和合理利用;對社會生產和消費過程中產生的各種廢物進行回收和再生利用。
回收的產品:
1、煤系伴生的高嶺岩(土)、鋁釩土、耐火粘土、膨潤土、硅藻土、玄武岩、輝綠岩、大理石,花崗石、硫鐵礦、硫精礦、瓦斯氣、褐煤蠟、腐植酸及腐質酸鹽類、石膏、石墨、天然焦及其加工利用的產品;
2、黑色金屬礦山和黃金礦山回收的硫鐵礦、銅、鈷、硫、螢石、磷、釩、錳、氟精礦、稀土精礦、鈦精礦;
3、有色金屬礦山回收的主要金屬以外的硫精礦、硫鐵礦、鐵精礦、螢石精礦及各種精礦和金屬,以及利用回收的殘礦、難選礦及低品位礦生產的精礦和金屬;
4、利用黑色、有色金屬和非金屬及其尾礦回收的鐵精礦、銅精礦、鉛精礦、鋅精礦、鎢精礦、鉍精礦、錫精礦、銻精礦、砷精礦、鈷精礦、綠柱石、長石粉、螢石、硫精礦、稀土精礦、鋰雲母;
5、黑色金屬冶煉(企業)回收的銅、鈷、鉛、鋅、釩、鈦、鈮、稀土,有色金屬冶煉(企業)回收的主要金屬以外的各種金屬及硫酸;
6、磷、鉀、硫等化學礦開采過程中回收的鈉、鎂、鋰等副產品;
7、利用采礦和選礦廢渣(包括廢石、尾礦、碎屑、粉末、粉塵、污泥)生產的金屬、非金屬產品和建材產品;
8、原油、天然氣生產過程中回收提取的輕烴、氦氣、硫磺及利用伴生鹵水生產的精製鹽、固鹽、液鹼、鹽酸、氯化石臘和稀有金屬。
《廢棄資源綜合利用業環境管理體系實施指南》的意義價值
《廢棄資源綜合利用業環境管理體系實施指南》(GB/T 29750-2013)更好地應用於回收加工行業的環境管理工作中,圍繞回收加工企業環境因素、環境影響、污染物治理技術、主要設施設備及運行控制的特點;
建立回收加工業收集、運輸、貯存、拆解和處理全過程管理和控制的環境管理體系要求是非常必要的,這無疑將大力提升中國回收加工行業的環境管理水平,更好地提高自然資源利用效率,實現修舊利廢、物盡其用。
實現科學回收、高效收集、合理安全處置,避免環境風險;積極推動廢舊物資的無害化、資源化處理產業的健康發展;助推資源節約型、環境友好型社會建設,經濟社會的可持續發展,循環經濟。
D. 怎樣處理廢水脫色的問題
色度超標的原因
色度也是衡量水體干凈與否的一個重要指標,對正常的河流中:水體中的植物如藻類需要陽光進行光合作用,產出氧氣可供應給動物。同時植物也是生物(當然是食草的咯)的糧食。色度高,光進不去,植物不能光合作用。久而久之,該地段水體中的植物死去,破壞該地段生態,如食物鏈。另外工廠排放的廢棄廢水對河流污水色度也產生很大影響,污水色度高還有一個原因鐵、銅還有一些重金屬污染都也可能導致色度偏高,對人們的生活用水產生很大影響。
降低色度的方法
一、粉煤灰吸附法
粉煤灰吸附法分為物理過程和化學過程。物理吸附過程是指粉煤灰與吸附質間通過分子間陰歷產生吸附作用。這一作用取決於粉煤灰的多孔性和表面積,表面積越大,吸附效率約高約好。化學吸附是指粉煤灰表面存在大量的鋁、鐵、硅等活性點,能與吸附質通過某種化學作用發生結合,行程離子交換和離子對的吸附,另一方面,粉煤灰中的
一些成分還能與廢水中的有害物質發生吸附、絮凝沉澱協同作用而使得廢水可以得到凈化。
缺點:去除率不算太高
二、電化學氧化還原法
電化學法的實質就是直接或間接利用點解作用,把水中的污染物去除,或者把有毒物質變成無毒或者低毒物質。電解槽陽極可分為可溶性陽極與不溶性陽極兩類,不溶性陽極大多數是用鉑或者石墨製成的。由於電化學氧化還原法反應徹底,去除率還是比較高的。
缺點:操作時候危險,通電成本過高,維護成本過高。
三、生物法
生物法是利用微生物酶來氧化或還原染料分子,破壞其不飽和鍵及發色基團,從而達到處理目的的一種廢水處理方法。由於生物法操作簡單,運行費用低,無二次污染等有點,尤其是在印染廢水的處理中得到了廣泛的應用。生物法的缺點在於微生物對營養物質、溫度等條件有一定的要求,傳統的生物法難以適應類似與印染廢水的水質波動大、染料種類多、毒性高的特點,同同時還存在佔地面積大、一次性投入大、對色度去除率低鄧特點。
缺點:佔地面積大、去除率低、適應水質波動的能力差。
四、化學法
絮凝沉澱法,是新一代的無機高分子絮凝劑,是一種多核絡合物,在水處理過程中具有吸附力強、絮凝體形成速度快、礬花密實、沉降速度快、過濾性能好、使用PH值范圍廣、對低溫高濁度原水處理效果特好的特點,而且還能去除水中的少量有機物、懸浮物、重金屬、硫化物及致癌物,、脫色除油、除臭除菌效果顯著。廣泛應用於生活飲用水、工業污水、環保污水處理等,具有投加使用方便。處理後水質優良,處理成本低等特點。使用是用原液稀釋成10%的溶液,結合少量的PAM和PAC加入廢水工藝的攪拌池中,待沉澱完成後,即可達標!
E. 火電廠廢水及廢水處理
火電廠廢水及廢水處理具體內容是什麼,下面中達咨詢為大家解答。
1、火電廠廢水的特點和分類
1.1廢水的特點
與化工、造紙等工業廢水相比,火電廠的廢水有以下特點:水質水量差異很大,劃分的廢水的種類較多;廢水中的污染成分以無機物為主,有機污染物主要是油;間斷性排水較多。
1.2廢水的分類
同一類廢水可以採用同一類處理工藝實現回用。所以合理的分類是廢水綜合利用的基礎,根據火電廠各類廢水的水質水量特點,以處理回用為目標,可以將火電廠的廢水分為以下幾類:
1.2.1含鹽濃度較低的廢水。這類廢水包括機組雜排水、工業冷卻水系統排水、生活污水等。在使用過程中鹽的含量不會明顯的升高,廢水處理不考慮脫鹽,廢水處理成本低。處理後的水質可以達到或接近工業水的水質標准,可以替代新鮮水源。該類廢水是電廠中回用比例較高的廢水。
1.2.2含鹽濃度較高的廢水。水在使用過程中因為濃縮或者加入了酸、鹼和鹽而使含鹽的濃度提高很多,回用需要脫鹽。如反滲透濃排水、離子交換設備再生廢水、循環水排污水等。這種廢水可以直接用於沖灰、除渣和煤場噴淋。回用必須進行脫鹽處理,因脫鹽成本較高,目前該類廢水回收利用率較低。
1.2.3簡單處理可回用的廢水。包括含煤廢水、沖灰除渣廢水。這類廢水懸浮物很高,處理工藝以沉澱為主,目的是除去水中的懸浮物。含煤廢水的懸浮成分主要是煤粉,沖灰除渣廢水則主要是灰粒。由於組分比較特殊,通常不與其他廢水混合處理,而是單獨處理後循環使用。
1.2.4不能回用的極差的廢水。這些廢水所含的成分比較復雜,處理成本很高,但水量較小,一般單獨處理後達標排放。例如脫硫廢水。還有一些間斷廢水,如化學清洗廢水、空預器煙氣側沖洗廢水等都經過處理後達標排放。
2、火電廠廢水處理
2.1火電廠沖灰水處理
沖灰水是火電廠主要污水之一,沖灰水中超出標準的主要指標是pH值、懸浮物、含鹽量和氟等,個別電廠還有重金屬和砷等。沖灰水處理的思路一是減少水的用量,二是廢水處理再利用或達標排放。如何處理,發電廠根據環保和經濟的雙重效果來抉擇。具體的一些處理的方法是:
2.1.1濃縮水力除灰。濃縮水力除灰是將原灰水比1:(15—20)降至1:5左右,灰水比例應根據全廠水量平衡及灰場水量平衡綜合考慮來確定。實際生產中就是在不影響產量和其他指標的前提下降低灰廠的用水量。濃縮水力除灰既減少廠區水補給量,又減少了水的排放量。可謂是經濟環保雙贏的好方法。
2.1.2沖灰水中懸浮物去除。沖灰水的懸浮物含量主要與灰場(沉澱池)大小等因素有關。解決沖灰水中懸浮物超標,應重點考慮沖灰廢水在沉澱池中有足夠的沉澱時間。
2.1.3沖灰水pH值超標治理。沖灰廢水的pH值與煤質、沖灰水的水質、除塵方式及沖灰系統有關。國外一般採用加酸、爐煙CO2處理(降低pH)和直流冷卻排水中和等方法。爐煙CO2的處理既減少了CO2向大氣的排放又降低了沖灰廢水的pH值。爐煙CO2處理的化學反應原理:
CO2+H2O=H2CO3 H2CO3=H++HCO3- H++OH-=H2O
2.1.4沖灰水中氟處理;一般用鈣鹽沉澱法和粉煤灰法等,鈣鹽沉澱法處理時要加入氫氧化鈣和氯化鈣,處理後的pH值達到9~12,且氟濃度仍>30mg/L,達不到廢水綜合排放標准,還需要加酸降低pH值。粉煤灰處理含氟廢水,具有工藝簡單、以廢治廢,氟的去除率達90%上。鈣鹽沉澱法的離子反應原理:
Ca(OH)2=Ca2++2OH- CaCl2=Ca2++2Cl- 2F-+Ca2+=CaF2↓
H++OH-=H2O
3、火電廠脫硫廢水處理
3.1中和
中和處理的主要包括兩個方面:一是發生酸鹼中和反應,調整pH在6—9之間。二是沉澱部分重金屬,使鋅、銅、鎳等重金屬鹽生成氫氧化物沉澱。常用的鹼性中和劑有石灰、石灰石、苛性鈉,酸性中和劑是碳酸鈣等。反應原理:
H++OH-=H2O CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O
CaO+H2O=Ca(OH)2 Ca(OH)2=Ca2++2OH-
NaOH=Na++OH- Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓
Zn2++2OH-=Zn(OH)2↓ Ni2++2OH-=Ni(OH)2↓
3.2化學沉澱
廢水中的重金屬離子、鹼土金屬常用氫氧化物和硫化物沉澱法去除,常用的葯劑分別為石灰和硫化鈉。離子反應原理:
CaO+H2O=Ca(OH)2 Ca(OH)2=Ca2++2OH-
Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓ Zn2++2OH-=Zn(OH)2↓
Na2S=2Na++S2- Cu2++S2-=CuS↓
Zn2++S2-=ZnS↓ Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓
3.3混凝澄清處理
經過化學沉澱處理後的廢水中,含有許多微小的懸浮物和膠體物質,必須加入混凝劑使之凝聚成大顆粒而沉降下來。常用的混凝劑有硫酸鋁、聚合氯化鋁、三氯化鐵、硫酸亞鐵等;常用的助凝劑有石灰、高分子絮凝劑等。形成混凝劑的有關化學反應原理:
Al2(SO4)3=2Al3++3SO42- AlCl3=Al3++3Cl-
FeCl3=Fe3++3Cl- FeSO4=Fe2++SO42-
Fe2++3H2O=Fe(OH)3↓+3H+ Al3++3H2O=Al(OH)3↓+3H+
Fe3++3H2O=Fe(OH)3↓+3H+ Fe2++3H2O=Fe(OH)2↓+3H+
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3↓
4、火電廠化學廢水、含油廢水處理
4.1化學廢水處理
4.1.1酸鹼廢水處理:先將酸性廢水(或鹼性廢水)排人中和池,然後再將鹼性廢水(或酸性廢水)排人,攪拌中和,使pH值達到6—9後排放。離子反應原理:
H++OH-=H2O
4.1.2無機廢水處理:主要污染物為酸或鹼、懸浮物、溶解鹽等。酸或鹼可採用中和法處理,濃度較高時,可回收利用。懸浮物或膠體可採用沉澱、混凝等方法去除。溶解鹽主要靠吸附、離子交換、電滲析等方法除去。
4.1.3有機廢水處理:是鍋爐有機酸洗的廢水,利用蒸發池進行蒸發處理。
4.2含油廢水處理
含油廢水處理有多種處理方法,下面介紹期中的一種——沉澱法。
該法採用薄層沉澱組件的聚結裝置,這種裝置克服了聚結過濾器每單位體積的分離表面大的缺點,主要優點是當薄板間隙或管徑和傾斜角度選擇合理時,漂浮的和沉降的微粒能自行排走而不需任何強制清理。
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F. 分析火力發電廠(燃煤)對環境有哪些方面污染相應應該採取什麼措施防止、減輕污染
1、 粉塵。
它是隨著煙氣進入大氣的微小固體污染物,它包括燃料燃燒後的飛灰和未燃燒的完全炭粒,分飄塵和降塵二種,以飄塵的有害最大。治理的方法是採用各種的除塵設備來消除煙塵。較好的有水膜除塵,除塵率70-80%;電除塵的除塵率最高,可達到並保持在99.9%.
2、 二氧化硫。
這是燃料中的硫燃燒後生成的污染物,隨著煙氣排入大氣,是形成酸雨的主要物質之一。目前我國的火力發電廠二氧化硫排放基本上處於失控狀態,將是制約電力發展的主要因素。防治二氧化硫的措施有燃燒前燃料的脫硫、燃燒中(爐內噴鈣或者硫化床)脫硫和燃燒後的(煙氣)脫硫。
3、 粉煤灰
它包括燃燒後的煤灰、爐渣、和收集的飛灰。是電廠排放量最大的一種固體污染物。粉煤灰目前以灰場貯存為主,浪費土地資源,並隨其擴散、遷移、積累而污染水、土壤環境。但粉煤灰可以用來填充山溝、低窪地和礦井等,在其上面覆蓋土地造田可防治二次污染。另外,粉煤灰也是十分寶貴的資源。可以回收利用,可做建築材料、築路、肥料等,用途廣泛。
4、 熱污染
它是指火電廠部不採用冷卻塔的直接水系統的溫排水。(如建在海邊的珠海、沙角電廠沒有冷卻塔。連州電廠有,除了煙囪之外的四個高高的塔就是。經常有冒著水蒸氣,所以有人誤以為也是煙囪)這類電廠的熱量50%排入水中,會破壞水生物的正常溫度環境,影響其生存和繁殖。冷卻塔的作用就是把水冷卻到一定的溫度,進行再利用,從而減少了對水資源的依賴。
5、 噪音
這一污染主要是針對電廠的工人。隨著自動化水平的提高。工人基本上不用在現場長期工作,故影響較少。此外,還有沖灰水的污染,隨著電廠實現了廢水的零排放,故影響較小。
G. 燃煤電廠高鹽脫硫廢水固化基礎實驗
實驗將模擬高鹽水與水泥、粉煤灰和河砂拌合,製得固化體,養護至特定齡期後,對其抗壓強度和結合氯離子能力進行檢測。
通過控制單變數的方法,實驗探究了不同組分材料的配比對固化體的抗壓強度和結合氯離子能力的影響,並利用XRD對固化體粉末進行了產物表徵。
結果表明:在水泥配比為1.08時固化體的抗壓強度最高,粉煤灰配比大於0.25後固化體的抗壓強度提升明顯,模擬高鹽水配比越大,固化體的抗壓強度越低,河砂量對固化體的抗壓強度影響小。
實驗中製得的固化體在養護28天後,其抗壓強度值在30MPa以上,能達到《混凝土路緣石》標准中路緣石的最低抗壓強度要求。隨著水泥配比的增大,固化體的結合氯離子能力增大21.7%,且受水泥水化所需水量的限制,其增大趨勢漸緩;由於粉煤灰在水化過程中的產物與氯離子生成的s鹽量較少,隨著粉煤灰配比的增大,固化體的結合氯離子能力僅增大4.9%。XRD的結果驗證了水泥固化過程中s鹽的存在。
石灰石/石膏濕法脫硫工藝作為當前燃煤電廠主流脫硫技術,具有脫硫效率高,技術成熟,運行穩定等優點,但為了防止循環漿液系統氯離子等元素的過度富集,脫硫系統需要定期外排一定量的脫硫廢水。脫硫廢水具備以下特點:
1)水質受多種因素影響,且易隨工況及煤種變化而變化;
2)pH在4.5-6.5之間,呈弱酸性,氯離子含量高;
3)以石膏顆粒、二氧化硅、鐵鋁化合物為主要成分的懸浮物含量較高;
4)總溶解性固體含量較高,且變化范圍大,一般在30000-60000mg/L,Ca2+和Mg2+等硬度離子含量高;
5)汞、鉛、砷等重金屬第Ⅰ類污染物超標。因此,脫硫廢水處理倍受業內關注。
隨著《水污染防治行動計劃》(又稱為「水十條」)和《火電廠污染防治可行技術指南》的先後發布,脫硫廢水零排放成為燃煤電廠環保的重中之重。目前常用的處理工藝是神咐碧傳統化學沉澱方法,脫硫廢水經過中和沉澱、沉降、絮凝以及濃縮澄清過程,大部分懸浮物和重金屬離子會被去除,這一工藝能滿足廢水行業排放標准(DL/T997-2006),但無法去除遷移性較強的氯離子等可溶性鹽分,對硒離子去除效果也不佳,無法實現真正的脫硫廢水零排放。
以蒸發結晶和蒸發技術為主的零排放技術是當前脫硫廢水處理領域的研究熱點。蒸發結晶技術工藝復雜,運行成本高,通過簡單預處理後得到的混鹽無利用價值,採用分鹽工藝能得到純度較高的結晶鹽,但會進一步加大運行成本;低溫煙道蒸發以及旁路煙道蒸發技術增加飛灰中含塵量,將處理壓力轉移至電除塵器,粉煤灰中鹽分過高會影響水泥品質。
本研究涉及一種脫硫廢水煙氣濃縮減量及水泥化固定工藝。如圖1所示,在電除塵器後設置帶有液柱噴管系統的煙氣濃縮塔,利用電除塵器後10%-15%的熱煙氣與脫硫廢水液柱循環換熱,實現脫硫廢水5-10倍的減量濃縮。濃縮後的高鹽廢水與水泥、粉煤灰等膠凝材料經混合攪拌機攪拌後進入成型設備,隨後轉入恆定溫度及濕度的養護室中進行養護,根據性能可將養護後的固化體用作混凝土或路緣石等材料。
圖1脫硫廢水煙氣濃縮及水泥化固定工藝圖
上述工藝的有益效果為:
1)充分利用電除塵器後煙氣,與脫硫廢水接觸進行傳質傳熱,達到脫硫廢水濃縮減量的效果,是對電廠余熱資源的充分利用;
2)液柱噴管系統能減少噴淋層設置造成的噴嘴堵塞問題;
3)脫硫塔前煙氣含濕量增加,大幅度減少脫硫系統的工藝補充水;
4)水泥固定脫硫廢水中的鹽分和重金屬離子,將流動性的脫硫廢水轉化為物化性能穩定,不易彌散的固化體,有效避免二次污染;
5)充分利用電廠副產品粉煤灰。
水泥固化技術具有工藝簡單,原材料簡單易獲取,固化體性能穩定的優簡神點,被廣泛應用於放射性廢物、重金屬污染廢水及污泥等廢棄物處理領域。但固化技術用於脫硫廢水處理的研究較少,且主要利用粉煤灰的火山灰反應來實現固化穩定化,考慮到脫硫廢水水量巨大,固化體中水泥摻入少甚至不摻入,因此,製得的固化體抗壓強度性能差,一般只能作填埋處置。Renew等研究了同時固化脫硫廢水濃縮液和粉煤灰後的重金屬浸出性能,水泥占總混合物的10%,用量較少,所得固化體重金屬離子浸出率較低。
然而,對於固化穩定化脫硫廢水後固化體的氯離子遷移問題,還鮮有研究。在混凝土行業中,氯離子引起的鋼筋銹蝕是鋼筋混凝土耐久性能下降的主要原因,氯離子在水泥基材料中主游舉要存在三種形式:
1)與水泥中C3A相化學結合形成Friedel』s鹽;
2)被物理吸附在水化產物C-S-H凝膠上;
3)游離在孔溶液中。
其中,化學結合和物理吸附形式的氯離子統稱為結合氯離子,孔溶液中的游離氯稱為自由氯離子。自由氯離子會造成鋼筋銹蝕,可用結合氯離子能力來評價混凝土中氯離子存在形式。因此,考慮到固化體的用途,實驗利用模擬高鹽水與水泥、粉煤灰等材料拌合製得固化體,同時探究了水泥,粉煤灰等不同組分材料對固化體抗壓強度及結合氯離子能力的影響。
1實驗部分
1.1固化膠凝材料
礦渣硅酸鹽水泥(425#);普通建築用河砂;粉煤灰,取自華北地區某熱電廠;模擬高鹽水,實驗室配製的Cl-濃度為30000mg/L的NaCl溶液;脫硫廢水,某電廠經三聯箱處理後的脫硫廢水,熱濃縮後測得其Cl-濃度為30692mg/L。
1.2實驗方法
(1)固化體制備將水泥、河砂和粉煤灰按一定配比拌合,加入適量模擬高鹽水或脫硫廢水攪拌均勻後轉移至40mm×40mm×40mm的六聯立方體試模,靜置24h成型後置於飽和Ca(OH)2溶液中養護;
(2)抗壓強度檢測固化體養護至規定齡期後,對其進行抗壓強度試驗。恆應力壓力試驗機(河北昌吉儀器有限公司,DYE-300B)以恆定速度移動,當固化體達到最大承受力時,機器停止,通過最大承受力計算抗壓強度;
(3)結合氯離子能力檢測取養護至28d齡期的固化體粉末,分別用去離子水和硝酸浸泡,利用佛爾哈德法測得硝酸溶液中的氯離子濃度,可求得到單位質量漿體中總氯離子量Pt(mg/g);利用莫爾法測得水溶液中氯離子濃度,可求得單位質量漿體中自由氯離子量Pf(mg/g)。結合氯離子量Pb=總氯離子量Pt-自由氯離子量Pf。結合氯離子能力:
2實驗結果與分析
2.1組分材料對固化體抗壓強度的影響
抗壓強度是固化體的重要性能,也是固化體再利用的一個重要指標,為了研究各組分材料對固化體抗壓強度的影響,實驗選用水泥,粉煤灰,高鹽水以及河砂作為固化材料,分別設計了水泥量組,粉煤灰量組,高鹽水量組以及河砂量組。通過改變單一材料的摻入量,來探究各材料對固化體抗壓強度的影響,各組固化體配合比見表1。
表1各組固化體配合比
固化體養護至7d,14d,28d齡期後,對其進行抗壓強度檢測,3個平行樣品作為一組,選擇每組檢測的平均值作為該齡期下固化體抗壓強度值。
(1)水泥量對固化體抗壓強度的影響
圖2為水泥配比在0.92,1.00,1.08以及1.17時,四組固化體在不同齡期的抗壓強度變化趨勢圖。
圖2水泥量對固化體抗壓強度的影響趨勢圖
由圖2可以看出,7d和28d的固化體抗壓強度值隨水泥量增加呈現先增大後減小的趨勢,且都在配比為1.08時達到最大值,但7d抗壓強度總體變化幅度小,28d抗壓強度變化幅度大;14d固化體抗壓強度一直隨水泥量增大而增大,但上升趨勢越來越小,這說明水泥量的增加對固化體前期抗壓強度影響小,對後期抗壓強度影響大。
結合總體趨勢,水泥配比低時固化體在3個齡期的抗壓強度都很小,而配比過高會影響抗壓強度,這是由於在高鹽水量一定的條件下,水泥量的增加意味著水灰比的下降,在高鹽水量能滿足水化要求時,增加的水泥能充分水化,水泥漿內水化產物增多,漿體內毛細孔隙少,膠凝體積增加,因而抗壓強度高。隨著水泥量逐漸增加,高鹽水量不足以提供水泥漿充分水化所需水量時,多餘的水泥使得固化體內未結合的顆粒增多,漿體內毛細孔隙增加,抗壓強度下降。當水泥配比為1.08時,固化體抗壓強度性能最佳。
(2)粉煤灰量對固化體抗壓強度的影響
圖3為粉煤灰配比在0.15,0.20,0.25以及0.30時,四組固化體在不同齡期的抗壓強度變化趨勢圖。
由圖3可以看出,7d固化體抗壓強度隨粉煤灰量增加先增大後減小,說明粉煤灰量過高會影響固化體早期抗壓強度;14d和28d固化體抗壓強度僅在粉煤灰比例大於0.25後有明顯提升,配比低時抗壓強度變化小。
圖3粉煤灰量對固化體抗壓強度的影響趨勢圖
粉煤灰摻量過高會削弱固化體前期抗壓強度,提升後期抗壓強度。這是由於摻入粉煤灰的水泥拌水後,水泥在數量上和能量上占優勢,因而先發生水泥熟料的水化,釋放出Ca(OH)2等水化產物,與粉煤灰中的活性成分SiO2和Al2O3反應。
而粉煤灰中玻璃體結構穩定,表面緻密性較強,前期與Ca(OH)2的火山灰反應緩慢,未反應的粉煤灰使漿體內孔隙增多,固化體強度下降;隨著養護齡期的增加,粉煤灰的水化逐漸佔主導作用,粉煤灰本身存在的形態效應,活性效應以及微集料效應相互影響,粉煤灰表面會生成大量的水化硅酸鈣凝膠體,可以作為膠凝材料的一部分起到提高抗壓強度的作用。
(3)高鹽水量對固化體抗壓強度的影響
圖4為高鹽水量配比在0.62,0.67,0.72以及0.77時,四組固化體在不同齡期的抗壓強度變化趨勢圖。
圖4高鹽水量對固化體抗壓強度的影響趨勢圖
由圖4可以看出,在7d、14d以及28d三個齡期,固化體抗壓強度都隨著高鹽水量的增加而減小,且在14d以及28d齡期時抗壓強度的減小趨勢越來越明顯。在水泥量一定的條件下,高鹽水量增加會導致漿體內水量過大,超過水泥充分水化所需的水量,多餘的水分會在水泥凝結硬化過程中蒸發,在漿體內部留下氣孔,影響固化體的抗壓強度,且提供的水量越大,可蒸發的水量越大,固化體抗壓強度減少的越明顯。
(4)河砂量對固化體抗壓強度的影響
圖5為河砂量配比在0.62,0.67,0.72以及0.77時,四組固化體在不同齡期的抗壓強度變化趨勢圖。
由圖5可以看出,在7d、14d和28d三個齡期固化體抗壓強度隨河砂量的增大總體變化不大,分別在21MPa、30MPa和36MPa左右波動。因此,河砂量的增加對固化體抗壓強度影響較小,這是由於河砂在漿體內中主要起骨架或填充作用,不發生明顯的化學反應。
圖5河砂量對固化體抗壓強度的影響趨勢圖
由圖2-圖5中各組固化體抗壓強度數據可知,固化體28d齡期抗壓強度絕大部分在30MPa以上,而這符合《混凝土路緣石》(JC/T899-2016)標准中路緣石最低抗壓強度要求。因此,水泥固化工藝製得的固化體能滿足標准中抗壓強度要求。
2.2組分材料對固化體結合氯離子能力的影響
結合氯離子能力能直觀反映固化體中化學反應和物理吸附的氯離子能力,是評價鋼筋混凝土鋼筋銹蝕的重要指標。為了研究組分材料對固化體結合氯離子能力的影響,在實驗3.1中選擇水泥量組以及粉煤灰量組固化體,測定其28d齡期下的結合氯離子能力。
(1)水泥量對固化體結合氯離子能力的影響
圖6為水泥配比在0.92,1.00,1.08以及1.17時,四組固化體在28d齡期時結合氯離子能力的變化趨勢圖。
圖6水泥量對固化體結合氯離子能力影響趨勢圖(28d)
由圖6可知,28d齡期時固化體結合氯離子能力隨水泥配比的增大而增強,但增強幅度越來越小,說明水泥量對固化體結合氯離子能力的提升效果是有限的。水泥配比從0.92增大至1.08,結合氯離子能力由0.668增大為0.813,增大了21.7%。這與固化體水化過程有關,水泥用量增大,水化產物隨之增多,對氯離子的化學結合和物理吸附能力增強,因此結合氯離子能力增強,但受水化水量限制,水泥量過高時提升效果有限。
(2)粉煤灰量對固化體結合氯離子能力的影響
圖7為粉煤灰配比在0.15,0.20,0.25以及0.30時,四組固化體在28d齡期時結合氯離子能力的變化趨勢圖。
從圖7的總體趨勢可以看出,28d齡期時固化體結合氯離子能力隨粉煤灰配比的增大而增強,但增強幅度小,粉煤灰配比從0.15提高至0.30時,結合氯離子能力從0.733增大至0.769,僅增大了4.9%。這是因為粉煤灰在水泥水化過程形成的鹼性環境中會生成少量水化鋁酸鈣,可以與氯離子反應生成Fredel』s鹽,但生成量較少。
圖7粉煤灰量對固化體結合氯離子能力影響趨勢圖(28d)
2.3不同水樣製得的固化體XRD分析
利用模擬高鹽水與濃縮脫硫廢水分別製得固化體,養護至28d後對其粉末進行XRD衍射分析,結果如圖8所示。
由XRD衍射圖可知,除了常見的水泥水化產物SiO2和Ca(OH)2,兩種水樣製得的固化體中還存在Friedel』s鹽,這證明模擬高鹽水以及濃縮脫硫廢水中的氯離子與水泥中的C3A相確實發生反應生成了Friedel』s鹽,說明水泥固化過程中生成的Friedel』s鹽起到了重要作用。
圖8不同水樣製得的固化體XRD圖
3結論
(1)本文提出了一種脫硫廢水煙氣濃縮減量及水泥化固定工藝,將煙氣濃縮後的脫硫廢水與水泥、粉煤灰等材料拌合後製得固化體,從而實現污染物的水泥化固定;
(2)固化體抗壓強度隨養護齡期增加而提高,水泥配比為1.08時抗壓強度達到最高值,粉煤灰配比大於0.25後對抗壓強度提升明顯,高鹽水配比越大,抗壓強度越低,河砂量對固化體抗壓強度影響小;
(3)水泥配比從0.92增大至1.08,結合氯離子能力增大21.7%,粉煤灰配比從0.15提高至0.30時,結合氯離子能力僅增大了4.9%;
(4)XRD的結果驗證了水泥固化過程中Friedel』s鹽的存在。
相信經過以上的介紹,大家對燃煤電廠高鹽脫硫廢水固化基礎實驗也是有了一定的認識。歡迎登陸中達咨詢,查詢更多相關信息。
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