A. 電化學除廢水中的酚!
不要說200分,就是200元,又有誰會給你專門寫一篇論文啊?只有復制黏貼。
含有酚類物質的廢水來源廣泛,危害較大。焦化廠、煤氣廠、煤氣發生站產生大量含酚廢水,酚濃度達1000~3000 毫克/升,還含有油、懸浮物、硫化物、氨氮、氰化物等污染物。石油煉制廠、頁岩煉油廠、木材防腐廠、木材幹餾廠,以及用酚作原料或合成酚的各種工業,如樹脂、合成纖維、染料、醫葯、香料、農葯、炸葯、玻璃纖維、油漆、消毒劑、上浮劑、化學試劑等工業生產過程中都可產生不同數量和性質的含酚廢水。
含酚廢水不經處理排入水體,會危害水生生物的繁殖和生存。水體含酚0.1~0.2毫克/升,魚肉就有酚味;含酚1毫克/升,會影響魚產卵和回遊,含酚5~10毫克/升,魚類就會大量死亡。飲用水含酚,能影響人體健康。即使酚濃度只有0.002毫克/升,用氯消毒也會產生氯酚惡臭。農作物經高濃度含酚廢水灌溉,會枯萎死亡。
世界上有許多水體遭到含酚廢水的污染,例如密西西比河、萊茵河、伏爾加河、松花江等。防止含酚廢水對環境的污染已引起普遍重視。關於含酚廢水處理技術的研究,英國、蘇聯早在20世紀30年代就開始進行,中國是從50年代開始的。一些國家興建了處理含酚廢水的構築物,廣泛開展了各種研究工作。解決含酚廢水問題,目前有兩個基本途徑。一是改革工藝,降低廢水含酚濃度,或將廢水循環重復使用,減少排出量。如中國的一些煤氣站採用閉路循環系統後,消除了對江河的酚污染;蘇聯把焦化廠含酚廢水摻入其他工業冷卻循環用水系統;美國道氏化學公司把酚和氯鹼的生產合為一個「閉路生產圈」,不排出廢水。二是對廢水進行回收利用。酚是重要的化工原料。從廢水中提酚,是酚的一個重要來源。德意志聯邦共和國每年從焦化廠、煤氣廠含酚廢水中回收的酚達1萬噸。
對高濃度含酚(酚大於1000毫克/升)廢水通常先進行回收,再進行無害化處理。
從廢水中回收酚的方法以往主要有:
萃取法 這種方法脫酚效率高,萃取劑來源廣泛,得到廣泛應用。中國已有幾十座萃取脫酚裝置在運行。美國約有三分之一、波蘭約有四分之一的焦化廠採用溶劑萃取法脫酚。常用的萃取劑為苯、重苯、醋酸丁酯、輕油等。脈沖篩板萃取塔的設備不甚復雜,脫酚效率一般為93~97%,在中國普遍使用。圖2為中國某煤氣廠含酚廢水的萃取脫酚和生物處理的流程圖。這家工廠產生的高濃度含酚蒸氨廢液(含酚2500~3000毫克/升)經除油、沉澱、冷卻後送入脈沖萃取塔,脫酚後的出水(含酚100~150毫克/升)進入中間水罐,與低濃度的含酚終冷廢水混合,用泵送入曝氣池,池入口廢水的含酚濃度如為50毫克/升,池出水含酚濃度一般可降到0.5毫克/升。萃取劑中的酚在鹼洗塔中和鹼液結合為酚鈉鹽,進入酚鈉槽進行脫鈉,回收酚。萃取劑經鹼洗、再生、循環使用。
離心萃取機是一種萃取效率高、體積小、溶劑用量小的裝置,脫酚率可達99%。美國、日本、德意志聯邦共和國已用於生產。
蒸汽脫酚法 採用較早的脫酚方法,操作簡單,適用於處理含揮發酚為主的廢水。此法的實質在於酚與水蒸汽形成的共沸的混合物,水中的酚轉入蒸汽中而使廢水得到凈化,再用鹼液洗滌含酚蒸汽以回收酚。脫酚率約80% 左右。美國有的工廠用此法處理來自焦油提取、對異丙基苯-酚生產等廢水,曾獲得97%的脫酚效率。此法不用有機溶劑,回收酚的質量好,處理水量較大,操作較簡單;但只能回收揮發酚,蒸汽用量大,脫酚塔塔體龐大,廢水中剩餘酚濃度較高。
吸附法 應用較多的是活性炭吸附。美國、英國用此法從水質較單純的化工廠、農葯廠廢水中回收酚。英國菲遜·比斯特農業化學公司的廢水經活性炭吸附處理,酚含量由800毫克/升降為8毫克/升,脫酚效率達99%。用活性炭濾器作為煉油廠廢水高度凈化設備,已在中國湖南長嶺煉油廠、北京東方紅煉油廠使用。捷克斯洛伐克相當普遍地用廉價的吸附劑爐渣處理焦化廠含酚廢水,除酚效率可達75%。美國用大孔吸附樹脂從含酚廢水中回收酚獲得成功。
離子交換法 用離子交換劑脫酚,以弱鹼性陰離子交換樹脂吸附和再生回收酚的效果為最好。德意志聯邦共和國早在50年代就用弱鹼型陰離子交換樹脂從煤氣廠、焦化廠等廢水中回收大量的酚。中國在醫葯工業中已廣泛應用磺化煤濾器脫酚,上海第六制葯廠的磺化煤吸附脫酚效率可達98%以上。
化學沉澱法 投加化學葯劑使廢水中的酚生成沉澱物而分離回收,如樹脂廠中的高濃度含酚和甲醛的廢水經進一步蒸發濃縮後使酚與甲醛縮合成酚醛樹脂;用氧化鈣使泥煤煤氣站廢水中的酚、脂肪酸轉變為鈣鹽再進一步回收。
生物法 濃度較低沒有回收價值的含酚廢水,或經回收處理後每升含酚數十至數百毫克的廢水需進行凈化處理,然後排放或回用。常用的凈化處理方法有:①活性污泥法:處理效果好,費用較低。隨活性污泥生物學研究的進展,活性污泥培育技術的提高,特別是高效破酚菌種的馴化和應用,以及新型高效能裝置的出現,使此法成為處理各種含酚廢水的主要方法。除酚效率可達到95~99%。②生物濾池法:對負荷變動的適應性強,操作管理簡單。近年來出現了塑料濾料濾池、塔式生物濾池、生物轉盤等,克服了普通濾池佔地面積大、處理效率低的缺點,已應用於焦化廠、煤氣廠、化學纖維廠的含酚廢水處理。③氧化塘法:利用自然生物作用進行凈化。美國使用較多,用於處理煉油廠、焦化廠等的含酚廢水。此法處理費用低,但佔地面積大,如具備土地條件,可考慮採用。
近年來,。隨著電力工業的發展,特別是近代大力發展水力發電和核電,電能成本降低,為電化學在治理廢水方面的應用開辟里很好的前景。
用於廢水處理的電化學方法有電解法(氧化或還原),電氣俘法,電凝聚法和電滲析法等。電化學方法已用於電鍍廢水,化工廢水,染料廢水,造紙廢水,皮革廢水,生化廢水和制葯廢水等廢水治理。以及用於水處理劑的電化學合成。
電解絮凝法處理有機廢水 電解絮凝法實驗用石墨做陰極,陽極分別用不銹鋼,鋁板和鐵板實驗,發現用鋁電極效果好,槽電壓為10V,電流密度12.5/Am2 ,電解12 h.原水COD2458mg/L ,BOD5355.80mg/ L ,TP 7078mg/ L , TN 37.59mg/L, 懸浮物670 mg/ L ,色度160,電凝聚後,懸浮物去除率100%,COD去除率94.62%,BOD5去除率90.83%,tp去除率為100%,TN去除率為77.76%,色度去除率為100%,表明有明顯的處理效果,具有設備簡單,操作容易,處理費用很低等優點。
間接氧化法處理污水 間接氧化法是在陽極反應過程中,先生成具有較強氧化性質的化學活性物質,再利用這些物質對難降解物質進行分解,氯氣、次氯酸跟等均可作為有機物的氧化中介,其還原電勢越弱,氧化中介效果越好。間接氧化已經在苯、苯酚、油和氯化物的氧化過程中得到驗證。由硝基氯苯生產對硝基酚的廢水,進沉澱、萃取分離後,酚的質量濃度仍有數百毫克每升 ,並含有大量的氯化鈉,可用電解法生產氯與次氯酸根氧化廢水中的有機物,氧化後尾液中仍含有次氯酸根,再與原水混合作進一步氧化,脫酚率達99%。
另有《電化學降解含酚焦化廢水的研究》供參考:
摘 要:選用Ti/Ir2O3/RuO2為陽極,C—PTFE氣體擴散電極為陰極降解模擬含酚焦化廢水。利用正交實驗,求出最佳操作條件。考察了苯酚濃度、電流密度、電解質濃度、pH值等因素對苯酚去除效率的影響。對電化學降解苯酚進行動力學分析,結果證明了其反應為一級動力學反應。關鍵詞:正交實驗;焦化廢水;降解處理;電化學方法;苯酚
下載地址:http://www.chinacitywater.org/rdzt/jhfsh/15628.shtml
B. 印染廢水處理工藝
印染廢水處理中,常用的物化處理工藝主要是混凝沉澱法與混凝氣浮法。此外,電解法、生物活性炭法和化學氧化法等有時也用於印染廢水處理中:
1.混凝法
混凝法是印染廢水處理中採用最多的方法,有混凝沉澱法和混凝氣浮法兩種。常用的混凝劑有鹼式氯化鋁、聚合硫酸鐵等。混凝法對去除COD和色度都有較好的效果。
混凝法設置在生物處理前時,混凝劑投加量較大,污泥量大,易使處理成本提高,並增大污泥處理與最終處理的難度。混凝法的COD去除率一般為30%~60%,BOD5去除率一般為20%~50%。
作為廢水的深度處理,混凝法設置在生物處理構築物之後,具有操作運行靈活的優點。當進水濃度較低,生化運行效果好時,可以不加混凝劑,以節約成本;當採用生物接觸氧化法時,可以考慮不設二次沉澱池,讓生物處理構築物的出水直接進入混凝處理設施。在印染廢水處理中,多數是將混凝法設置在生物處理之後。其COD去除率一般為15%~40%。
當原廢水污染物濃度低,僅用混凝法已能達到排放標准時,可考慮只設置混凝法處理設施。
2.化學氧化法
紡織印染廢水的特徵之一是帶有較深的顏色。主要由殘留在廢水中的染料所造成。此外,有些懸浮物、漿料和助劑也能產生顏色。廢水脫色就是去除廢水中上述顯色有機物。印染廢水經生物法或混凝法處理後,隨BOD和部分懸浮物的去除,色度也有一定的降低。一般情況下,生物法的脫色率較低,僅為40%~50%。混凝法的脫色率稍高,但因染料品種和混凝劑的不同而有很大的差別,脫色率在50%~90%之間。因此,採用上述方法處理後,出水仍有較深的顏色,對排放和回用都很不利。為此,必須進一步進行脫色處理。常用的脫色處理法有氧化法和吸附法兩種。氧化脫色法有氯氧化法、臭氧氧化法和光氧化法三種。
化學氧化法一般作為深度處理設施,設置在工藝流程的最後一級。主要的目的是去除色度,同時也降低部分COD。經化學氧化法處理後,色度可降到50倍以下,COD去除率較低,一般僅5%~15%。
3.電解法
藉助於外加電流的作用產生化學反應,把電能轉化成化學能的過程稱電解。利用電解的化學反應,使廢水的有害雜質轉化而被去除的方法稱為廢水電解處理法,簡稱電解法。
電解法以往多用於處理含氰、含鉻電鍍廢水,近年來才開始用於處理紡織印染廢水的治理,但尚缺乏成熟的經驗。研究表明,電解法的脫色效果顯著,對某些活性染料、直接染料、媒染染料、硫化染料和分散染料印染廢水,脫色率可達90%以上,對酸性染料廢水脫色率達70%以上。電解法對於處理小水量的印染廢水,具有設備簡單、管理方便和效果較好的特點。固定床電解法在工程上也有應用,取得了較好的效果。其缺點是耗電較大、電極消耗較多,不適宜在水量較大時採用。電解法一般作為深度處理,設置在生物處理之後。其COD去除率為20%~50%,色度可以降到50倍以下。
當原廢水濃度低,僅用電解法已能達到排放標准時,可考慮只設置電解法處理設施。僅用電解法處理時,COD去除率為40%~75%。
4.活性炭吸附法
活性炭吸附技術在國內用於醫葯、化工和食品等工業的精製和脫色已有多年歷史。70年代開始用於工業廢水處理。生產實踐表明,活性炭對水中微量有機污染物具有卓越的吸附性,它對紡織印染、染料化工、食品加工和有機化工等工業廢水都有良好的吸附效果。一般情況下,對廢水中以BOD、COD等綜合指標表示的有機物,如合成染料、表面性劑、酚類、苯類、有機氯、農葯和石油化工產品等,都有獨特的去除能力。所以,活性炭吸附法已逐步成為工業廢水二級或三級處理的主要方法之一。
吸附是一種物質附著在另一種物質表面上的過程。吸附是一種界面現象,其與表面張力、表面能的變化有關。引起吸附的推動能力有兩種,一種是溶劑水對疏水物質的排斥力,另一種是固體對溶質的親和吸引力。廢水處理中的吸附,多數是這兩種力綜合作用的結果。活性炭的比表面積和孔隙結構直接影響其吸附能力,在選擇活性炭時,應根據廢水的水質通過試驗確定。對印染廢水宜選擇過渡孔發達的炭種。此外,灰分也有影響,灰分愈小,吸附性能愈好;吸附質分子的大小與炭孔隙直徑愈接近,愈容易被吸附;吸附質濃度對活性炭吸附量也有影響。在一定濃度范圍內,吸附量是隨吸附質濃度的增大而增加的。另外,水溫和pH值也有影響。吸附量隨水溫的升高而減少,隨pH值的降低而增大。故低水溫、低pH值有利於活性炭的吸附。
C. 海河工業廢水污染情況
海河流域水污染治理環境保護項目計劃
1.污染狀況
海河流域位於中國華北地區,包括海河和灤河兩大水系。海河水系主要由漳衛河、
子牙河、大清河、永定河、潮白河、北運河、薊運河等到組成,還包括陡駭河、馬頰河
等到平原排澇河道;灤河水系包括冀東諸河(見圖2—4)。
海河流域包括河北省大部分地區、山西省的東北部、山東省的北部、內蒙古的小部
分地區及北京、天津兩市,總面積31.90萬公里2。多年平均年徑流量為291.8億米3,
集中在7~10月份(約佔70%),人均水資源量為全國平均值的10.5%,是全國水資源供
需矛盾最突出的地區。
海河水系由於地表水利用程度不斷提高,河道下泄流量銳減,加上城市和工業排污
量增加,各河平均污徑比已高達0.12 。許多河段水體污染嚴重。
根據《全國環境質量報告書》(1993)的統計結果,海河水系最主要污染物為氨氮,
其次為高錳酸鹽指數和生化需氧量,另外,石油類污染亦相當嚴重,逐漸被視為主要污
染物。目前海河水系最為嚴重的三氮污染和有機類污染均為重度污染。主要污染河段為
滄州的子牙河和南運河、北京的北運河、張家口的洋河以及天津的海河。
2.項目規劃情況
「九五」投資重點是控制有機物污染,採用的方法是生活污水集中處理和化工、冶
金、造紙、制葯工業廢水的綜合治理。
「九五」期間,計劃性實施56個項目,重點為城市生活污水治理,項目有27個,
投資額占該水系總投資的84% 。工業廢水治理項目為28個。
投資主要用於流經北京、天津、石家莊、唐山等重點城市的各支流的水污染防治,涉
及支流各重點城市的治理項目共有34個,占海河流域環保投資項目總數的60% ,投資額
佔全流域投資的79% 。
海河流域項目計劃分河流匯總情況見表2—7 。項目計劃分省匯總情況見表2—8 。
海河流域項目中希望利用外資的項目28個,列入備選項目計劃的項目4個,利用外資
額0.28億美元,已簽約的項目5個,利用外資額0.60億元。屬世行貸款的項目2個,外資
額0.37億美元。
表2-7 海河流域環保投資項目河流匯總表
河流名稱 省 名 省報項目數 部報項目數 小計項目數
永定河 北 京 2 8 10
潮白河 北 京 2 2
北運河 北 京 5 5
海河幹流 天 津 6 1 7
灤 河 河 北 3 3
陡 河 河 北 2 2
洋 河 河 北 2 2
滏陽河 河 北 7 1 8
石津渠 河 北 1 1
濁漳河 山 西 2 2
御 河 山 西 3 3
洮 河 山 西 1 1
南運河 河 北 2 2 4
山 東 3 3
衛 河 河 南 3 3
合 計 41 15 56
表2-8 海河流域環保投資項目分省匯總表
省(市)名 生活污水治理項目數 工業廢水治理項目數 其它類項目數 小計項目數
北 京 8 9 17
天 津 4 2 1 7
河 北 12 8 20
山 西 3 3 6
山 東 3 3
河 南 3 3
合 計 27 28 1 56
3.預期效益
海河利用項目完成後,新建、擴建生活污水處理廠23座,新增城市集中式污水處理能
力288萬噸/日。每年可削減COD 36萬噸,其中生產污水治理項目年削減COD 29萬噸,
工業廢水治理項目年削減COD 7萬噸。可有效地減緩海河流域的水污染惡化趨勢。
http://www.fojiao.org/renwen/za/056.htm