A. 建立化肥廠污水處理小廠子需要多大面積
看你水量多大了,不過一般也就幾百噸/天吧,大概地上需要800平左右,主要是設備廠房,地下1500平左右,各種污水構築物。如果全地上大概要2000以上。
B. 如何選擇污水處理工藝 你知道嗎
污水處理工藝流程選擇,一般需考慮以下因素。
1.廢水水質
生活污水水質通常比較穩定,一般的處理方法包括酸化、好氧生物處理、消毒等。而工業廢水應根據具體的水質情況進行工藝流程的合理選擇。特別需要指出的是,對於採用好氧生物處理工藝處理廢水來說,要注意廢水的可生化性,通常要求COD/BOD5>0.3,如不能滿足要求,可考慮進行厭氧生物水解酸化,以提高廢水的可生化性,或是考慮採用非生物處理的物理或化學方法等。
2.污水處理程度
這是污水處理工藝流程選擇的主要依據。污水處理程度原則上取決於污水的水質特徵、處理後水的去向和污水所流入水體的自凈能力。但是目前,污水處理程度的確定主要依從國家的有關法律制度及技術政策的要求。通常環境管理部門是根據《污水綜合排放標准》及相關的行業排放標准來控制污水的排放濃度,一些經濟發展水平較高的地區還規定了更為嚴格的地方排放標准。因此,無論是何種需要處理的污水,也無論是採取何種處理工藝及處理程度,都應以處理系統的出水能夠達標為依據和前提。按照法律、法規、政策的要求預防和治理水體環境污染。
3.建設及運行費用
考慮建設與運行費用時,應以處理水達到水質標准為前提條件。在此前提下,工程建設及運行費用低的工藝流程應得到重視。此外,減少佔地面積也是降低建設費用的重要措施。
4.工程施工難易程度
工程施工的難易程度也是選擇工藝流程的影響因素之一。如地下水位高,地質條件差的地方,就不適宜選用深度大、施工難度高的處理構築物。
5.當地的自然和社會條件
當地的地形、氣候等自然條件也對廢水處理流程的選擇具有一定影響。如當地氣候寒冷,則應採用在採取適當的技術措施後,在低溫季節也能夠正常運行,並保證取得達標水質的工藝。當地的社會條件如原材料、水資源與電力供應等也是流程選擇應當考慮的因素之一。
6.污水的水量
除水質外,污水的水量也是影響因素之一。對於水量、水質變化大的污水,應首先考慮採用抗沖擊負荷能力強的工藝,或考慮設立調節池等緩沖設備以盡量減少不利影響。
7.處理過程是否產生新的矛盾
污水處理過程中應注意是否會造成二次污染問題。例如制葯廠廢水中含有大量有機物質(如苯、甲苯、溴素等),在曝氣過程中會有有機廢氣排放,對周圍大氣環境造成影響;化肥廠造氣廢水在採用沉澱、冷卻處理後循環利用,在冷卻塔尾氣中會含有氰化物,對大氣造成污染;農葯廠樂果廢水處理中,以鹼化法降解樂果,如採用石灰做鹼化劑,產生的污泥會造成二次污染;印染或染料廠廢水處理時,污泥的處置為重點考慮的問題。總之,污水處理流程的選擇應綜合考慮各項因素,進行多種方案的技術經濟比較才能得出結論。
C. 污水處理工程建設項目招投標案例分析
案例1:工程技術方案的合理性重於報價
招標內容:工程勘察設計
招標時間:2001年
工程內容:城市污水處理及再生水工程
工程規模:40000m3/d
招標形式:公開招標
簡要分析:該項目招標文件中提供的污水處理廠的進水水質(見右表),氮、磷比常規城市污水的指標高出近一倍,針對這種進水水質數據,在對現場考察時,了解到水質監測點位於一個化肥廠廠附近,水質監測是隨機進行的,不是連續監測的,不具有代表性。根據了解化肥廠的污水排放量和濃度,核算城市污水水質濃度,在招標答疑中提出,但當時招標單位與項目業主沒有明確答復,因此,編制招標文件時不能以此作為編制依據,否則會導致廢標。
在投標文件編制過程中,為響應招標文件,必須採用原進水水質數據,確定工程方案,並對工程建設投資、運行後的費用提出詳細的數據。在投標文件編制中對水質中存在的問題進行詳細的論述,提出潛在的問題,對不同水質條件下工程投資、運行費用進行了詳細的比較。在評標過程中得到全體專家的一致認可,最終以高於最低報價70%的價格中標。該項目在後續的水質監測結果驗證了原水質的氮、磷指標存在偏高的問題,在工程設計中進行相應調整,為工程節省了投資,降低了運行費用。
該項目通過招標確定勘察設計單位,真正起到保護國家利益、提高經濟效益,保證項目質量的及作用。
污水處理廠進出水水質
污染物名稱 進水水質 出水水質
COD 500mg/L 60mg/L
BOD 5250mg/L 15mg/L
SS 240mg/L 15mg/L
TN 95mg/L 15mg/L
TP 8mg/L 0.5mg/L
NH3-N 55mg/L 5mg/L
PH 8.25 6-9
案例2:過於偏重設備報價影響工程質量
招枯唯標內容:污水處理廠設備
招標時間:2002年
工程內容:城市污水處理工程
工程規模:40000m3/d
招標形式:公開招標
簡要分析:由於招標文件對於設備分包的不合理,沒有進行資格預審,以及評標程序不夠科學,招標的最終結果導致部分設備質量較低。其主要原因分析如下:
(1)設備分多,缺少資格預指運審程序。
該項目設備分多,共分了8個機械設備包,由於沒有進行資格預審,導致30多個投標商投標,投標商的技術水平、生產能力、業績等參差不齊,在規定的評標時間內,影響專家評標的工作質量。
(2)評標程序不夠科學。
在評標過程中採用了最低投標價法,但沒有考慮技術合理是前提。採用合理最低投標價法,首先設備的技術性能必須滿足招標文件中的要求,才考慮商務合理報價最低者。
實際評標時首先選取商務報價最低的3家入圍,然後評比3家的技術文件,最終確定中標候選人。3家投標人中均存在不同程度不符合技術要求的設備,從中確定的中標者,部分設備質量無法保證。在後續的設備采購中也確實出現一些問題,有些供貨商根本不具備所要求的能力。
該項目採用最低評標價法,不是合理最低投標價唯敗梁法。中標人的投標文件中部分設備的報價,依照《中華人民共和國反不正當競爭法》規定,屬不正當競爭行為(第十一條規定,經營者以排擠競爭對手為目的,以低於成本的價格銷售商品)。因此合理最低投標價法,在評標過程必須運用合理。
案例3:對招標文件實質響
經營者以排擠競爭對手為目的,以低於成本的價格銷售商品)。因此合理最低投標價法,在評標過程必須運用合理。
D. 污水處理站怎樣處理含氰廢水
處理含氰廢水的方法
除了氯氧化法、二氧化硫-空氣氧化法、過氧化氫氧化法、酸化回收法、萃取法已獨立或幾種方法聯合使用於黃金氰化廠外,生物化學法、離子交換法、吸附法、自然凈化法在國內外也有工業應用,由於報道較少,工業實踐時間短,資料數據有限,本章僅對這些方法的原理、特點、處理效果進行簡要介紹。
一、生物化學法
1、生物法原理
生物法處理含氰廢水分兩個階段,第一階段是革蘭氏桿菌以氰化物、硫氰化物中的碳、氮為食物源,將氰化物和硫氰化物分解成碳酸鹽和氨:
微生物
Mn(CN)n(n-m)-+4H2O+O2─→Me-生物膜+2HCO3-+2NH3
對金屬氰絡物的分解順序是Zn、Ni、Cu、Fe對硫氰化物的分解與此類似,而且迅速,最佳pH值6.7~7.2。
細菌
SCN-+2.5O2+2H2O→SO42-+HCO3-+NH3
第二階段為硝化階段,利用嗜氧自養細菌把NH3分解:
細菌
NH3+1.5O2→NO2-+2H++H2O
細菌
NO2-+0.5O2→NO3-
氰化物和硫氰化物經過以上兩個階段,分解成無毒物以達到廢水處理目的。
生物化學法根據使用的設備和工藝不可又分為活性污泥法、生物過濾法、生物接觸法和生物流化床法等等,國內外利用生物化學法處理焦化、化肥廠含氰廢水的報導較多。
據報道,從1984年開始,美國霍姆斯特克(Homestake)金礦用生物法處理氰化廠廢水,英國將一種菌種固化後用於處理2500ppm的廢水,出水CN-可降低到1ppm,是今後發展的方向。
微生物法進入工業化階段並非易事,自然界的菌種遠不能適應每升數毫克濃度的氰化物廢水,因此必須對菌種進行馴化,使其逐步適應,生物化學法工藝較長,包括菌種的培養,加入營養物等,其處理時間相對較長,操作條件嚴格。如溫度、廢水組成等必須嚴格控制在一定范圍內,否則,微生物的代謝作用就會受到抑制甚至死亡。設備復雜、投資很大,因此在黃金氰化廠它的應用受到了限制。但生物化學法能分解硫氰化物,使重金屬形成污泥從廢水中去除,出水水質很好,故對於排水水質要求很高、地處溫帶的氰化廠,使用生物法比較合適。
2、生物法的應用情況
國外某金礦採用生物化學法處理氰化廠含氰廢水。首先,含氰廢水通過其它廢水稀釋,氰化物含量降低到生化法要求的濃度(CN-<10.0mg/L)、溫度(10℃~18℃,必要時設空調),pH值(7~8.5)然後加入營養基(磷酸鹽和碳酸鈉),廢水的處理分兩段進行,兩段均採用Φ3.6×6m的生物轉盤,30%浸入廢水中以使細菌與廢水和空氣接觸,第一段用微生物把氰化物和硫氰化物氧化成二氧化碳、硫酸鹽和氨,同時重金屬被細菌吸附而從廢水中除去,第二段包括氨的細菌硝化作用,首先轉化為亞硝酸鹽,然後被轉化為硝酸鹽,第一段採用事先經過馴化的,微生物從工藝水中以兩種適應較高的氰化物和硫氰化物的濃度。第二段採用分離出來的普通的亞硝化細菌和硝化細菌,被附著在轉盤上的細菌的浮生物膜吸附重金屬並隨生產膜脫落而被除去,通過加入絮凝劑使液固兩相分開,清液達標排放,污泥排放尾礦庫。該處理裝置處理廢水(包括其它廢水)800m3/h,每個生物轉盤直徑3.6m,長6m。由波紋狀塑料板組成。該處理廠總投資約1000萬美元,其處理指標見表10-1。
表10-1 生物化學法處理含氰廢水效果
廢水名稱 廢水各組份含量(mg/L)
總CN- CN- SCN- Cu
處理前 3.67 2.30 61.5 0.56
處理後 0.33 0.05 0.50 0.04
3、生物化學法的特點
(一)優點
生物法處理的廢水,水質比較好,CN-、SCN-、CNO-、NH3、重金屬包括Fe(CN)64-均有較高的去除率,排水無毒,尤其是能徹底去除SCN-,是二氧化硫-空氣法、過氧化氫氧化法、酸化回收法等無法做到的。
(二)缺點
1)適應性差,僅能處理極低濃度而且濃度波動小的含氰廢水,故氰化廠廢水應稀釋數百倍才能處理,這就擴大了處理裝置的處理規模,大大增加了基建投資。
2)溫度范圍窄,寒冷地方必須有溫室才能使用。
3)只能處理澄清水,不能處理礦漿。
二、離子交換法
1950年南非開始研究使用離子交換法處理黃金行業含氰廢水。1960年蘇聯也開始研究,並在傑良諾夫斯克浮選廠處理含氰廢水並回收氰化物和金。
1970年工業裝置投入運行,取得了較好的效果,1985年加拿大的威蒂克(Witteck)科技開發公司開發了一種處理含氰廢水的離子交換法,不久又成立了一個專門推廣該技術的公司,叫Cy-tech公司,離子交換法處理進行研究,取得了許多試驗數據,並已達到了工業應用的水平。
1、離子交換法的基本原理
離子交換法就是用離子交換樹脂吸附廢水中以陰離子形式存在的各種氰化物:
R2SO4+2CN-→2R(CN)2+SO42-
R2SO4+Zn(CN)42-→R2Zn(CN)4+SO42-
R2SO4+Cu(CN)32-→R2Cu(CN)3+SO42-
2R2SO4+Fe(CN)64-→R4Fe(CN)6+2SO42-
Pb(CN)42-、Ni(CN)42-、Au(CN)2-、Ag(CN) 2-、Cu(CN)2-等的吸附與上述類似,硫氰化物陰離子在樹脂上的吸附力比CN-更大,更易被吸附在樹脂上。
R2SO4+2SCN-→2RSCN
在強鹼性陰離子交換樹脂上,黃金氰化廠廢水中主要的幾種陰離子的吸附能力如下:
Zn(CN)42->Cu(CN)32->SCN->CN->SO42-
樹脂飽和時,如果繼續處理廢水,新進入樹脂層的Zn(CN)42-就會將其它離子從樹脂上排擠下來,使它們重新進入溶液,但即使繼續進行這一過程,樹脂上已吸附的各種離子也不會全部被排擠下來,各種離子在樹脂上的吸附量根據各種離子在樹脂上的吸附能力以及在廢水中的濃度不同有一部分配比。對於強鹼性樹脂來說,這種現象十分明顯,具體表現在流出液的組成隨處理量的變化特性曲線上。各組分當被吸附力強於它的組分從樹脂上排擠下來時,其流出液濃度會出現峰值。
不同的弱鹼樹脂具有不同的吸附特性。因此,對不同離子的吸附力也有很大差別,研究用離子交換法處理含氰廢水的一個重要任務就是去選擇甚至專門合成適用於我們要處理的廢水特點的樹脂,否則樹脂處理廢水的效果或洗脫問題將難以滿足我們的需要。難以工業化應用。
2、離子交換法存在的問題及解決途徑
離子交換法存在的問題主要是樹脂的中毒問題,主要是吸附能力強於氰化物離子的硫氰化物、銅氰絡合物和鐵氰絡合物。由於上述物質吸附到樹脂上,使樹脂的洗脫變得較為復雜甚至非常困難。
(一)硫氰化物
對於大部分金氰化廠來說,廢水中含有100mg/L以上的SCN-,其中金精礦氰化廠廢水SCN-高達800mg/L以上,由於強鹼性陰離子交換樹脂對SCN-的吸附力較大,而且SCN-的濃度如此之高,使樹脂對其它應吸附而從廢水中除去的組分的吸附量大為降低,如Zn(CN)42-、Cu(CN)32-,同時,由於SCN-的飽和,會使CN-過早泄漏,導致離子交換樹脂的工作飽和容量過低。例如,當廢水中SCN-350mg/L時,其工作飽和容量(指流出液中CN-≤0.5mg/L條件)僅20倍樹脂體積,而且SCN-難以從樹脂上通過簡單的方法洗脫下來,這就限制了具有大飽和容量的強鹼性陰離子交換樹脂的應用,而弱鹼性陰離子交換樹脂飽和容量最高不過強鹼性樹脂的一半,從處理洗脫成本考慮,也不易使用,可見較高的SCN-濃度給離子交換樹脂帶來很大麻煩。如果從樹脂上不洗脫SCN-,那麼流出液CN-不能達標,即使不考慮CN-的泄漏,樹脂對其它離子的工作容量也減少。
(二)銅
盡管樹脂對Cu(CN)32-的吸附力不如Zn(CN)42-大,但它的濃度往往較高,在強鹼樹脂上的飽和容量約8~35kg/m3,甚至更高,但用酸洗脫樹脂上的氰化物時,銅並不能被洗脫下來,而是在樹脂上形成CuCN沉澱,為了洗脫強鹼樹脂上的銅,必須採用含氨洗脫液洗脫,使銅溶解,形成Cu(NH3)42-或Cu(NH3)2+而洗脫下來,這就使工藝復雜化,尤其是洗脫液的再生也不夠簡便。
(三)亞鐵氰化物離子
Fe(CN)64-盡管在樹脂上吸附量不大,但在用酸洗脫樹脂上氰化物和鋅時,會生成Zn2Fe(CN)6、Fe2Fe(CN)6、Cu2Fe(CN)6沉澱物,而使樹脂呈深綠至棕黑色,影響樹脂的再生效果,如果專門洗脫Fe(CN)64-,盡管效果好,可是,洗脫液再生等問題均使工藝變得更長,操作更復雜。
3、技術現狀
根據國產強鹼樹脂的上述特點,提出二種工藝:一是用強鹼性陰離子處理高、中濃度含氰廢水,旨在去除廢水中的Cu、Zn,廢水不達標但由於Cu、Zn的大為減少而有宜於循環使用。二是用強鹼性樹脂處理不含SCN-或SCN-濃度100mg/L以下的廢水,回收氰化物為主,處理後廢水達標外排。例如,在金精礦燒渣為原料的氰化廠用離子交換法處理貧液。把離子交換法用於這兩方面在技術和經濟上估計比用酸化回收法優越。最好的辦法是開發易洗脫再生的新型樹脂,國外的許多開發新型樹脂的報導介紹了吸附廢水中Fe(CN)64-、而且較容易被洗脫下來的樹脂,近年來,由於越來越重視三廢的回收,使人們十分重視使用離子交換法處理廢水使其達到排放標准同時使大多數氰化物得以回收並重新使用這類課題。
加拿大Witteck開發公司開發出的一種氰化物再循環工藝就是其中比較有代表性的一例,該公司為此成立了一個Cy-tech公司專門推銷這種工藝裝置。一份報導介紹,該工藝用於處理鋅粉置換工藝產生的貧液,使用強鹼性陰離子交換樹脂吸附重金屬氰化物,當流出液CN-超標時對樹脂進行酸洗,使用硫酸自下而上通過樹脂床即可使樹脂上的重金屬和氰化物被洗脫下來,其重金屬以陽離子形式存在於洗脫液中,洗脫液用類似於酸化回收法的裝置回收HCN,然後大部分洗脫液進行再生並重復用於洗脫。回收的NaCN用於氰化工段,少量洗脫液經過中和沉澱出重金屬離子後外排。據稱這種方法也可用於處理炭漿廠的尾漿,其工藝和樹脂礦漿法十分類似。Cy-tech公司認為該工藝經改進後也可消除尾礦庫排水中殘余氰化物及其它重金屬,該報導無詳細數據、資料以及樹脂的型號。
另一報導稱,這項工藝的關鍵是在廢水進入離子交換柱前,先完成一個化學反應(使游離CN-形成Zn(CN)42-),並在化學反應中應用一種催化劑,有關人士解釋說,如果沒有這個反應,廢水就不得不通過若干個交換柱提出那些無用的分子,從而增加了系統的成本和復雜性。
採用一段順流吸附裝置處理效果是CN-<0.5mg/L、各種重金屬的總和小於1mg/L,處理能力約720加侖/h,樹脂量約36加侖。
該試驗裝置大約需要處理3500加侖廢水才能使一個交換柱飽和,每隔一天對交換柱進行一次解吸,每月最大產渣量(重金屬沉澱物)也可裝入1隻45加侖的桶中,其廢水按所給數據估算重金屬總含量不大於50mg/L,估計重金屬絕大部分是鋅粉置換產生的Zn(CN)42-,該工藝裝置的投資與其它處理裝置相當。能在一年多的時間里靠回收氰化物而收回全部投資,該工藝由Cy-tech公司開始轉讓。但無工業應用的詳細報導。
我國對離子交換法處理氰化廠含氰廢水的研究主要有兩個目的,一是解決氰化—鋅粉置換工藝產生貧液的全循環問題,即從貧液中除去銅和鋅,為了達到較高的吸附容量,通常使用強鹼性陰離子交換樹脂, 當廢水中銅、鋅含量分別為140、100mg/L時,強鹼樹脂的工作吸附容量不小於15kg/m3和6.5kg/m3。飽和樹脂經酸洗回收氰化物並能洗脫部分鋅,然後用另一種洗脫劑洗脫銅,樹脂即可再生,而銅的洗脫劑需經再生方可重復使用,由於工藝較長目前尚無工業應用。
含氰廢水→過濾→離 子 交 換→(低濃度含氰廢水)返回浸出或處理
↓
(飽和樹脂)回收氰化物
↓ 再生樹脂返回使用
洗脫重金屬
重金屬回收
圖11-1離子交換法回收氰化物工藝
當然如果廢水中銅和SCN-極低時,樹脂的再生僅通過酸洗就
可完成,此條件下可保證離子交換工藝出水達標。無論是國內還是國外,其離子交換工藝原則流程大致相同,見圖11-1。
4、離子交換法的特點
(一)優點:
1)當廢水中CN-低於酸化回收法的經濟效益下限時,採用離子交換法由於氰化物和貴金屬具有較好的經濟效益,其處理效果優於酸化法,當廢水組成簡單時可排放。
2)投資小於酸化回收法
3)與酸化回收法相比,該方法葯耗、電耗小,金回收率高。
(二)缺點:
1)當廢水中SCN-含量高時,洗脫困難,樹脂的容量受到影響,處理效果變差,離子交換法的應用范圍受SCN-很大影響。
2)在洗脫氰化物過程中,很難洗脫銅,故需專門的洗脫方法和步驟,使工藝復雜化。
3)在酸洗過程中,Fe(CN)64-會在樹脂顆粒內形成重金屬沉澱物而使樹脂中毒。
4)對操作者的素質要求高。
三、吸附—回收法
前面已談過,離子交換為化學吸附,吸附力較強,故解吸困難,解吸成本高。近來,國外開發了用吸附樹脂、活性炭做吸附劑,從含氰礦漿或廢水中回收銅和氰化物的技術,已完成了半工業試驗。
1、吸附樹脂吸附—回收法
西澳大利亞一炭浸廠對液相中銅、氰化鈉濃度分別為85、158mg/L之氰尾進行了吸附─回收法半工業試驗,採用法國地質科學研究所開發的V912吸附樹脂,處理能力為10m3/d,處理後尾漿液相中游離氰化物(CN-)濃度小於0.5mg/L。飽和樹脂分兩級洗脫再返回使用,用金屬洗脫劑洗重金屬,用硫酸洗脫氰化物,洗脫液用與酸化回收法類似的方法回收氰化物。
試驗表明,當銅濃度增加時,處理成本增加較大。
以半工業試驗結果推算,建一座年處理能力100萬噸的裝置,在銅、氰化鈉濃度分別為100、300mg/L條件下,設備費為250萬加元。年回收銅122t,氰化鈉377t,年洗脫樹脂1700t次,洗脫每噸樹脂的消耗如下(單位:t):
H2SO4攭NaOH Na2S 水 動力
0.5 0.453 0.048 17.5m3 12.3kwh
2、活性炭吸附—回收法
活性炭具有吸附廢水中重金屬和氰化物的特性,這早已人所共知,國外早在十年前就有金礦試驗用來處理貧液中銅等雜質,使貧液全循環,但沒能解決洗脫再生問題。
近年來,西澳大利亞一個炭漿廠完成了用洗性炭從浸出礦漿中回收銅和氰化物的半工業試驗,採用加溫解吸法選擇性解吸銅,含銅解吸液在酸性條件下沉澱氰化銅,再把氰化銅用硫酸氧化為硫酸銅出售。酸性水中的HCN用鹼性解吸液吸收再用於解吸工藝中。
銅是氰化過程增加氰化物耗量的一個較大因素,從浸出礦漿中回收銅和氰化物不但避免了銅對浸出的影響,提高了金的浸出率,而且減少了氰化物的消耗,具有一定的經濟效益,這一技術在特定的條件下可用來做為貧液全循環工藝中的去除銅措施。
四、自然凈化法
黃金氰化廠除少數收購金精礦進行提金然後把氰渣做硫精礦出售而不設尾礦庫外,絕大部分礦山建有較大容量的尾礦庫(池)。氰化廠廢水在其內停留時間一般在1~3天,有個別尾礦庫,廢水可停留十天以上。由於曝氣、光化學反應,共沉澱和生物作用,氰化物的濃度逐漸降低,這種靠尾礦庫(池),降低氰化物含量的方法稱為自然凈化法。目前絕大部分氰化廠都把尾礦庫自然凈化法做為除氰的一種輔助手段,經廢水處理裝置處理後的廢水再經尾礦庫進行二級處理,排水氰含量進一步降低,由於這種方法沒有處理成本問題(尾礦庫的建設是為了沉降懸浮物和貯有尾礦),故對人們有很大的吸引力,甚至有些氰化廠建立了專門的自然凈化池以期使自然凈化法的處理效果更好,如何提高自然凈化法的處理效果,把目前做為輔助處理方法的自然凈化法單獨用來處理含氰廢水?這是一項很有意義的科研工作,許多科研人員都在深入研究這一課題。
1、自然凈化法的特點
由於使用自然凈化法的氰化廠不多,可靠的數據有限,其特點尚未充分暴露出來。
(一)優點
1)不使用葯劑,處理成本低。
2)與其它方法配合,可做為一級處理方法也可做為二級處理方法,可靈活使用。
3)無二次污染。
(二)缺點
1)對尾礦庫要求高,必須不滲漏,匯水面積要大。
2)受季節、氣候影響大,在寒冷地區效果差。
2、自然凈化法原理
已完成的研究表明,自然凈化法至少是曝氣、光化學反應、共沉澱和生物分解四種作用的疊加。自然,影響自然凈化法效果的因素也就是上述四種作用之影響因素的疊加。
(一)曝氣
含氰廢水與大氣接觸,大氣中的SO2、NOx、CO2就會被廢吸收,使廢崐水pH值下降。
CO2+OH-→HCO3-
SO2+OH攩-攪→HSO3-
隨著廢水pH值的下降,廢水中的氰化物趨於形成HCN:
CN-+H+→HCN(aq)
亞鐵氰化物會與重金屬離子形成沉澱物這一反應促使重金屬氰化物的解離,以Zn(CN)42-為例:
Zn(CN)42-+Fe(CN)64-+4H+→Zn2Fe(CN)6↓+4HCN(aq)
由於空氣中HCN極微,廢水中的HCN將傾向於全部逸入大氣中,從動力學角度考慮,HCN的逸出速度受如下因素影響:
1)廢水溫度,廢水溫度高,HCN蒸氣分壓高,有利於HCN逸出,而且水溫高,水的粘度小,液膜阻力減少。
2)風力,尾礦庫上方風力大,水的擾動劇烈,氣—液接觸面積增大,酸性氣體和HCN在氣相擴散速度加快,水體內HCN的液相擴散也加快,酸性氣體與水的反應加快。
3)尾礦庫匯水特性
尾礦庫匯水面積大,水層淺,使單位體積廢水與空氣接觸表面增大,風力對水體的攪動效果增大,有利於HCN的逸出和酸性氣體的吸收。
4)廢水組成
廢水中重金屬含量高時,HCN的形成和逸出由於受絡合物解離平衡的限制,速度明顯變慢。
5)廢水pH值
廢水pH值低,有利於重金屬氰絡物的解離和HCN的形成。
HCN全部從水中逸出需要較長時間,其道理與酸化回收相似,在1m深的水層條件下,表層氰化物濃度為0.5mg/L時,底層氰化物濃度15mg/L,可見HCN逸出之難度。
在曝氣過程中,空氣中的氧不斷地溶於廢水中,其傳質速率也受液相擴散阻力的影響,表層溶解氧濃度高,底部濃度低,溶解氧進入液相後,與氰化物發生氧化反應:
2Cu(CN)2-+0.5O2+3H2O+2H+→2Cu(OH)2↓+4HCN
2CN-+O2→2CNO-
CNO-+2H2O→CO32-+NH4+
含氰廢水在尾礦庫內,還會發生水解反應,生成甲酸銨,廢水溫度越高,反應速度越快:
HCN+H2O=HCO-ONH4
這些反應的總和就是曝氣的效果,為了提高曝氣效果,必須提高廢水溫度,廢水與空氣的接觸表面積,增大水體的攪動程度,這樣才能保證HCN迅速逸入空氣而氧迅速溶解於廢水中並和氰化物反應,曝氣法受季節地域影響較大。
(二)光化學反應
廢水中的各種氰化物在陽光紫外線的照射下,發生如下反應:
Fe(CN)64-+H2O→Fe(CN)53-·H2O+CN-
4Fe(CN)64-+O2+2H2O→4Fe(CN)63-+4OH-
4Fe(CN)64-+12H2O→4Fe(OH)3↓+12HCN+12CN-
亞鐵氰化物和鐵氰化物離子在光照下分解出遊離氰化物,文獻介紹在3~5小時的光照時間里,60%~70%的鐵氰化物分解、80%~90%的亞鐵氰化物分解。由於分解出的氰化物不會很快地被氧化,因而會造成水體氰化物含量增高,這就是地表水水質指標中要求用總氰濃度的原因之一。
分解出的游離氰化物不斷地被氧化,水解以及逸入空氣中,達到了降低廢水中氰化物濃度的目的。
逸入空氣中的HCN,在陽光紫外線作用下,與氧發生反應。
HCN+0.5O2→HCNO
夏季,反應時間約10分鍾,冬季約1小時,從這點看,HCN的逸出不會影響大氣的質量,許多焦化廠利用曝氣法處理含氰廢水,其氰化物揮發量比黃金行業多,而且大部分工廠位於城市,並未聞發生污染事故。
光化學反應與氣溫和光照強度有關,因此,夏季除氰效果遠比冬季好。
(三)共沉澱作用
廢水中亞鐵氰化物還會形成Zn2Fe(CN)6、Pb2Fe(CN)6之類的沉澱,與Cu(OH)2、Fe(OH)3、CaCO3、CaSO4等凝聚在一起,沉於水底從而達到了去除重金屬和氰化物的效果,沉澱效果受pH值和廢崐水組成的制約,pH值低時效果好。
(四)生物化學反應
當尾礦庫廢水氰化物濃度很低時,廢水中的破壞氰化物的微生物將逐漸繁殖起來,並以氰化物為碳、氮源,把氰化物分解成碳酸鹽和硝酸鹽。
生物化學作用受廢水組成和溫度影響,如果氰化物濃度高達100mg/L,那麼微生物就會中毒死亡,如果溫度低於10℃,則微生物不能繁殖,生化反應也不能進行。
綜上所述,自然凈化法的效果受地理位置(南、北方、高原、平原)、天氣(陰、晴、氣溫、風力)、尾礦庫(匯水面積、水深、水流速度)微生物,廢水組成(pH、氰化物濃度、重金屬濃度)廢水在尾礦庫內停留時間等諸因素的影響。至崐於上述因素對曝氣、光化學反應,共沉澱以及生化反應的影響程度,以及這四種除氰途徑哪個作用大,目前尚無定量的數據可供參考。某研究所提出的氰化物自凈數學模型如下:
C=C0e-kt
其中,k為常數,單位:小時;t為自然凈化時間(小時),C、C0分別為某時某刻氰化物濃度和原始氰化物濃度。當溫度在10~30℃范圍內時,式中k值在0.005~0.01范圍,由於k值僅反應了溫度,沒有反應其它眾多的因素,故無多大應用價值。
正因為自然凈化法受許多因素制約,其處理效果並不穩定,如果進入尾礦庫的崐廢水氰化物濃度低(<10mg/L)、廢水在尾礦庫停留時間長,排水有可能達標,大部分氰化廠把尾礦庫做為二級處理設施。然而近年來,由於氰化物處理費用增高,一些氰化廠正探索用尾礦庫做為氰化物的一級處理設施。
3、自然凈化法的實踐
某全泥氰化廠尾礦庫建在較厚(2~5m),黃土層的溝內,廢水無滲入地下水的可能,該地區乾燥少雨,年蒸發水量大於降雨量,故尾礦庫無排水,氰化物在尾礦庫內自然凈化,不再採用其它方法處理,節省了大量葯劑、費用,降低了選礦成本。
某全泥氰化廠尾礦庫不滲漏,含氰化物尾礦漿直接排入尾礦庫,經自然凈化再進行二級處理,使其達標排放,由於二級處理的是澄清水,而且氰化物濃度有較大的降低,故處理成本大幅度下降,處理效果好。
某浮選—氰化—鋅粉置換工藝裝置,其貧液用酸化回收法處理後,殘氰在5~20mg/L經浮選廢水(漿)稀釋後,氰化物含量在0.5~2范圍,進入尾礦庫自然凈化,外排水CN-<0.5mg/L。
某氰化廠採用酸化回收法處理貧液,其酸性廢水含氰5~10mg/L,在2m深的廢水池內,經20天的自然凈化,氰化物降低到0.5mg/L。
E. 磷肥生產企業的污水處理技術、鍋爐水質處理技術
川化是我國第一個五年計劃期間建設的第一家國產化中型化肥廠, 經過近50年的建設與發展,已成為以生產化肥為主的綜合性特大型化工企業,主要裝置生產能力為年產合成氨600kt、尿素1000kt、三聚氰胺 100kt,其中尿素生產能力分別由不同工藝和規模的3套裝置構成。
1廢水處理技術
1.1大型尿素裝置引進的大型尿素裝置具有C02轉化率高(72%),成品質量好(縮二脲含量低於0.3%)的特點。其尿液加工採用結晶造粒工藝,生產過程中產生的廢水由涼水塔處理,造成噸尿素氨耗增加5kg,同時對大氣造成污染。在2004年初進行的改造中,選用日本東洋工程公司ACES工藝,採用CO2氣提並保留中壓段,將結晶造粒工藝改為蒸發造粒工藝,增建廢水處理裝置,其流程如圖1所示:
來自工藝冷凝液槽的廢水經解吸給料泵加壓與解吸塔下段底部出液換熱後,送至解吸塔上段頂部;解吸了大部分氨和二氧化碳的解吸液從解吸塔上段底部出來,經水解塔給料泵加壓與水解塔出液換熱後送至水解塔。
水解塔操作壓力為2.4MPa、溫度210℃,其溫度通過調節進水解塔的蒸汽量來控制。在水解塔中,廢水中的尿素完全水解為氨和二氧化碳,回收熱量後的水解液進人解吸塔下段頂部,水解塔出氣進人水解塔上段中部。在解吸塔下段底部通人低壓蒸汽(副產,壓力0.54MPa)汽提殘余的氨和二氧化碳,解吸塔的操作壓力為0.41MPa、溫度l53℃。
解吸塔頂部出氣進人低壓分解塔精鎦段下部回收熱量,同時降低了出口氣相中的水含量。經過處理後,解吸塔底出口液相含氨和尿素均低於3X10-6,經解吸液換熱器回收熱量和冷卻器冷卻至45℃以後,外送至界區。
與其它廢水處理技術相比,ACES解吸水解工藝的主要特點為:
( 1 ) 水解塔採用隔板將其分隔為大、小室,大室採用並流水解,小室採用逆流水解,因而可確保較高的水解效果。
( 2 ) 解吸塔出口氣相進人低壓分解塔回收熱量,降低了出口氣相中含水量;低壓分解保留二氧化碳氣提,有利於系統水平衡,簡化了解吸塔的操作,避免了迴流,同時降低了投資與消耗。
1.2中型尿素裝置
限於當時的設計水平和化肥市場形勢, 為降低投資和減少運行費用, 中型尿素裝置在設計中未設置廢水處理裝置, 生產過程中產生的廢水直接外售。隨著市場的變化,廢水銷售受阻,於20世紀80年代初增設廢水處理裝置(解吸裝置)。但隨著環保要求的13益嚴格,該廢水處理裝置已不能滿足要求,因而在2001年結合另一裝置廢水處理的要求,決定在中型尿素裝置界區內新建27rfl/h廢水處理裝置。經過對多種廢水處理裝置的考察和綜合比較後,最終決定採用的單塔水解氣提技術,其流程如圖2所示。
來自廢水槽的廢水經給料泵加壓並與水解氣提塔底部出液換熱後,送至水解氣提塔第41層塔板上,逐層溢流下降。廢水中的尿素水解與所產生氣體的氣提同時進行,所需要的熱量 由塔底加人的1.3MPa蒸汽提供。
水解氣提塔出口氣相進人塔頂冷凝器冷凝回收,水解氣提塔出口液相經換熱器回收熱量後送出界區。水解氣提塔的操作壓力為1.05MPa、溫度l88℃,出口液相中氨、尿素含量小於 3Xl0-6為保證氣提效果和防止腐蝕,在水解氣提塔底蒸汽人口管上還加人了二氧化碳和空氣塔頂迴流冷凝器出口氣相進人尿素尾氣吸收塔繼續處理(或直接放空),迴流冷凝器出口液相部分迴流至水解氣提塔頂部,部分外送至尿素裝置。塔頂迴流冷凝器的操作壓力為0.95~l.00MPa、溫度為85℃,出口液相中水含量為28%~30%。塔頂迴流冷凝器的熱量由調溫水 (65~70℃)移走,調溫水冷卻器熱量由二次水(35~40℃)移走。
與其它廢水處理技術相比,該技術的主要特點為:
(1)氣提裝置由單塔組成,只需1.3MPa蒸汽,尿素的水解和氨的氣提在同一設備內進行,投資省,流程短,操作簡單。
(2)由於冷凝回收壓力高和採用二氧化碳氣提,因而回收液中含水量較低(28%~30%),減少了對尿素裝置的影響, 同時各種消耗(蒸汽、電卻水等)均優於其它技術。
1.3小型尿素裝置
20世紀80年代成套引進的三聚氰胺一尿素裝置採用的是荷蘭斯塔米卡邦低壓法三聚氰胺技術。尿素採用水溶液全循環法,由比利時臘斯特公司負責設計和供貨。2套裝置內稀甲銨液由中壓解吸一水解塔處理,其流程如圖3所示。
三聚氰胺和尿素裝置的稀甲銨液匯集於甲銨液緩沖槽,然後經解吸給料泵加壓並與解吸塔底出液換熱後,送往解吸塔頂部解吸塔由3段組成。稀甲銨液在上段解吸後,氨、二氧化碳基本逸出,解吸塔上段出氣進人尿素中壓段作為原料回收利用。含微量尿素的液相進人中部水解段,在水解段加人高壓蒸汽將溫度升至208℃左右,尿素發生水解,水解段出氣作為解吸塔上段部分熱源。
水解段出液進入解吸塔下段繼續解吸, 並在底部加入高壓蒸汽,逐出液相中殘留的氨和二氧化碳。解吸塔下段出口氣相進人解吸塔上段,作為上段部分熱源。解吸塔底部出液中含氨、 尿素均小於15X10-6,回收熱量後送出界區。解吸塔操作壓力為1.8MPa、溫度208℃。與其它廢水處理技術相比,該技術具有以下特點:
(1)解吸一水解均在同一個塔內分段進行,採用解吸一水解一再解吸方式,因而保證了尿素水解效果。
(2)由於解吸一水解均在中壓(1.8MPa)下進行,因此出口氣相水含量較低,各種消耗(蒸汽、電、冷卻水等)均較低。
(3)由於解吸一水解在中壓下進行,稀甲銨液中部分氨可以回收成液氨。
2 結語
在環保要求日益嚴格和原材料價格不斷上漲的今天,減少外排廢水中的原料損失不只是環境保護的要求,也是企業效益所需。如何在滿足環保要求的前提下實現廢水處理裝置的經濟運行,正確選擇廢水處理技術是一個值得關注的問題。
對於與氣提法尿素裝置配套的廢水處理裝置(或是工廠內有富餘低壓蒸汽),建議採用傳統解吸水解解吸技術,否則會造成低壓蒸汽的較大浪費。
對於與水溶液全循環法尿素裝置配套的廢水處理裝置,如果只有1.3MPa蒸汽,建議選用單塔水解氣提技術;如果有2.5MPa以上的蒸汽,建議採用單塔解吸水解解吸技術
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G. 氨氮去除設備選擇時需要注意那些
各種各樣原因,主要生化系統中沒有硝化菌的存在,例如停留時間不足、鹼度不足、曝氣量不足、操作失誤等。
1、硝化菌是降解氨氮的關鍵菌群,硝化菌的有效繁殖,決定氨氮降解的效果。
2、硝化菌存在不足,可能是負荷不足。
3、停留時間充足,曝氣量不足,也是不能降解氨氮,因為1個單位的氨氮需要4.5個單位的氧氣,耗氧量非常大。
4、生化池硝化菌,停留時間、曝氣充足,鹼度不足等等,導致硝化菌無法去除氨氮。
基於以上原因可以選擇HNF-MP高效硝化反應器,採用高效硝化菌種,接種抗逆性較好的菌種的同時強化反應器內微生物的數量,大大提高了反應速率。