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前言
石油化工在世界大范围开采和应用,促进了国家和地区的经济发展,可是很多国家和地区只是侧重于石油化工的开发和利用,忽略了其对环境的影响。一般的含油污水中的石油类主要由浮油、分散油、乳化油、肢体溶解物质和悬浮固体等一系列物质构成,其中的有害成分较多。生产过程中所产生的废水对于周围的生物和环境具有较大的伤害性,从可持续发展的角度,严重的石油化工废水排放会给人们的生活造成困扰,影响国家或地区的经济发展,影响国家或地区的平衡发展。因此,在促进我国经济快速发展的同时,也不能忽视石油工业废水排放技术的应用,保障生活生产环境,促进可持续发展。
一、石油化工废水的特点
石油化工企业是以石油或天然气为主要原料,通过不同的生产工艺过程、加工方法,生产各种石油产品、有机化工原料、化学纤维及化肥的工业。各种成分的物料在这里加工、储存、装卸、输送。一旦发生火灾,导致容器和管道破裂,物料就会泄漏出来,石油化工废水排出来的时候,河流及农田就会被污染。石油废水的排放石油从地底下开采出来后,就会经过脱水等处理后就会进入到集输管线中,之后才能送到炼油厂或者是油库中,还要在油库中进行再次的脱水以及脱盐处理等措施,但是当原油中含水量小于或等于某种数据时,之后才能今日到减压的装置中去,这其中就会产生一些重油和渣油。。每次的深加工都会产生一些石油化工的废水,这些废水的处理是进行安全生a工作的重点,因此在加工的过程中,都要把石油化工的废水运用比较实用的技术进行处理,也同时在处理过程中也要提高处理的能力及技术。
石油化工废水的基本特点:污染的水源扩散的特别的快。由于石油化工废水只有在再次加工的过程中才可以应用,因而其用水量与石油化工加工时实际用水量有关,而石油化工的加工实际用水量也与石油的加工数量有关。当加工的石油比较少时,产生的石油化工废水量就比较少。当石油加工比较大量时,石油加工过程中实际用水量就大,产生的石油废水也就多;当石油严重需要时,企业内石油加工设施不能满足石油量的需求时,需要动用企业外部石油加工设施,此时产生的石废水就特别的多。污水中污染物组分复杂。石油化工企业产品种类繁多、化工装置千差万别。不同的化工装置、不同的工艺流程、石油化工发生的不同位置的泄漏时,石油化工废水中污染物的组分都会不同。物料泄漏量不同,石油化工中污染物的浓度也会有很大差异。时候化工具有区别于其它形式污水的特点,但是无论何种形式的污水,它都存在着收集与处理的问题。
二、石油化工废水处理工艺简析
从石油化工废水的产生过程来看,其产生须具备两个条件:其一,石油化工废水只有在再次加工时才会产生;其二,石油化工废水只有在物料泄漏并混入正常的无污染水时才会产生。所以,石油化工废水如果不采取措施加以收集及处理,就会流入到下水道中,也就会进入到河流和湖泊中,这样就会使地下水和地表水都会遭到污染。
首先,石油化工废水作为一种比较常见的污染,对环境的破坏和生态平衡的危害影响特别的大。根据石油化工企业的环保法规,石油化工企业应该做到废水的清除及分流的处理措施,也就是说石油化工废水应该从没有受污染的水中分流出来,所以石油化工废水的收集与处理是很重要的,不能因为对石油的需要,就忽略了对环境的保护意识。特别是加工过程中含有有毒物质的企业,也更应该注意这个问题的重要性。
其次,针对石油化工废水的一些特点,在将其送入污水处理厂之前,也应该十分的注意,石油化工废水在被送入到污水处理厂之前,必须进行废水的检测工作,查看被污染的程度。石油化工的废水池也是有一定的容积量的,如果石油化工废水能够被回收利用时,必须考虑回收利用。这样才能使生态环境不会被污染。
另外,含油污水的产量大,涉及的范围广,如石油的开采,石油的炼制、和石油的化工、油品的储运。邮轮事故、轮船航运、车辆清洗、机械制造、食品加工等过程中都会产生石油化工的废水。在当今现代,有一些油水的分离技术。这样就可以使石油化工的废水能过滤在利用。比如重力分类法、空气悬浮法、过滤法、超声波法等技术。油水分离技术是当前处理含油污水的关键技术之一,上述方法各有不同的范围,应根据不同种类油的性质和不同的水质要求,采用不同的处理方法。以上各种处理单元在含油废水处理中并不是单一出现的,因为废水中的油粒多数同时存在集中状态,很少以单一状态存在,所以含油废水处理采用多级处理工艺,经多单元操作分别处理后方能达到排放或回用标准。
三、结束语
石油化工工程的的设计中应该多考虑些废水的收集及处理问题,建立石油化工企业废水处理厂及过滤重复在利用,发展适合石油化工废水特点的新的处理工艺和技术,如用空气悬浮法等处理石油化工废水具有很高的效率。因此应该重视石油化工的废水处理及回收在利用,这样才能保护我国的生态发展。
参考文献:
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[6]孙理密,唐震,朱丽,刘珊珊. 典型石化废水处理工艺优化研究[J]. 工业水处理,2016,(01):
106-108.
作者简介:
乔景辉(1976-),男,汉族,吉林省吉林市,大学本科,工程师,从事调度指挥工作;
【关键词】石油废水;提高水质;推广处理新工艺
1 处理石油废水的意义
1)通过处理石油废水,可以减少常规生化处理过程的石化废水对生物毒性的影响,对急性毒性、遗传毒性和内分泌干扰活性等不同的毒性特征进行评价,并对生物毒性特征性污染物进行初i识别,可以为优先污染物的确定以及污染措施的制定提供参考依据。
2)石油废水评价与常规污染物浓度指标的结合,更为客观全面地反映出石化废水的污染特征,进一步证实了对石油废水进行优化处理的必要性。
3)对目前常用的石油废水处理技术进行研究,考察传统
处理模式的利弊,以便于处理工艺的改进,有利于石油废水处理效率的提高以及进一步的资源化回用。
4)为了可持续发展,节约能源,保护地球,我们的生活更加富足以及我们的子孙能够千秋万代而努力开发新技术来处理石油废水。
2 石油废水难处理原因
我国石化产业布局散乱,集中度不高,很多企业规模小,技术设备水平落后,环境风险极大。在松花江流域、长江流域、黄河流域、沿海区域均有分布更多有毒有害化学物质进入相关环境,产生各种综合污染现象和生物毒性(Kusui, 2000)。所谓生物毒性,指化学物质引起生物体机体损害的性质和能力。根据作用特点,可分为一般毒性和特殊毒性。一般毒性包括急性毒性、亚慢性毒性和慢性毒性;特殊毒性通常指致畸、致癌、致突变的所谓“三致”效应,从机理来看,致畸、致癌、致突变都与遗传物质的损伤有关,是遗传物质受到损伤从而导致的生殖细胞或体细胞的变化。另外,近年来,环境中一些具有类激素功能的化学物质引起较多的关注,研究者认为它们都是通过对生物体内分泌系统的干扰来发挥作用的,因而环境污染物的内分泌干扰活性也是一种需要深入研究的特殊毒性。石化废水造成环境的污染,近年来引发了较多的关注,但大多数研究都针对处理技术的改进和污染物浓度的控制。石化废水的生物毒性的研究资料相对较少,主要侧重于两类。一类是一些特征性污染物的毒理学研究。如PAHs,它被USEPA和EU列为优先控制污染物。目前对石化废水中的PAHs的浓度以及毒性效应进行了研究,并认为它表现出了遗传毒性。另外,受石化废水污染的土壤和水体的生态效应也引起关注,受到石化废水污染的土壤中化学物的致突变性进行了研究,国内外学者利用Ames实验、原噬菌体诱导试验和大型水蚤慢性毒性实验对石化废水污染的河床的生态毒理学特征进行了分析,对我国长江流域水体的有机物提取物进行研究,发现对大鼠细胞、生精细胞、间质细胞等具有损害作用,认为与长江流域石化废水的排放有较大关系。由此看来,石油废水污染及其影响非常大。
3 石油废水处理技术现状
我国石化企业众多,大多沿江沿河沿海分布,石化废水的排放对相关水域生态及人群健康具有潜在的负面影响。石化废水造成环境的污染,近年来引发了较多的关注我国石化企业众多,大多沿江沿河沿海分布,石化废水的排放对相关水域生态及人油开采废水中主要污染物是原油和悬浮物,为使其处理后能达到回注水质标准的要求,目前各油田采用的处理工艺大多为二段法,即除油除悬浮物注水并辅以防垢、缓蚀、杀菌等化学处理措施。
除油有重力除油:重力除油依靠油水的比重差通过油与水的自然分离实现除油效果。重力除油可去除废水中的浮油及大部分分散油达到初步除油的目的。从目前使用情况来看,重力除油的主要设备有立式除油罐、斜板式隔油池及粗粒化除油罐等。
混凝破乳除油:经一级重力除油后,浮油和大部分分散油已被去除,但是颗粒直径小的乳化油仍残留在水中,通常采用二级混凝破乳除油。
除悬浮物,石油开采废水中的悬浮物通过过滤工艺进行去除,油田通常采用的过滤罐分为压力式和重力式两种.由于压力式滤罐可在工厂预制,而且现场安装方便,占地少,生产中运行方便,所以在油田中 使用较多。压力式滤罐又分为立式和卧式两种,直径一般都不超过3m,卧式滤罐由于其过滤断面悬浮物负荷不易均匀,因而没有立式滤罐应用得广泛。压力滤罐一般都采用大阻力配水方式目前不少油田为保证出水水质而采用两级过滤处理,第一级为双层滤料过滤,滤料通常选用石英砂和无烟煤,第二级采用纤维素滤料进行精细过滤,以确保出水中的含油量、悬浮物浓度等达到回注水质要求。
4 新技术在处理石化废水中的应用
石化废水难处理,但也有一些研究人员开发了是有废水处理的新领域。如尹子洋本[1]文采用化学混凝-Fe2+/NaC10对石化废水的生化出水进行污染物处理研究。在实验研究的前期阶段,综合分析了石化废水的水质情况,并对石化废水进行了化学混凝预处理,然后通过正交实验,考察了各项影响因素对石化废水处理效果的影响,同时分析其机理,最后通过单因素控制实验,确定最佳的实验条件。
徐伟[2]石化废水的处理研究一直是环保领域研究的焦点和热点。石化废水COD浓度高、色度高、可生化性极差,并且含有有毒有害物,由于水质的特点,常规处理难以使其达标,深度处理技术的研究成为热点。以牡丹江某石油添加剂企业的石化废水为研究对象,探讨了生物强化微电解―Fenton 氧化联合工艺对石化废水进行深度处理的可行性以及工艺的最佳控制条件,为今后的实践运用提供了理论依据和指导。
周Z玲、席宏波[3]采用三维荧光光谱扫描技术分大型石化企业综合污水处理厂各处理单元(水解酸化+A/O+接触氧化工艺)进出水的荧光光谱特征。该处理工艺对荧光有机物的总去92%,同时其处理工艺具有较强的抗冲击荷能力。
李敬美[4]用生物膜复合工艺及深度处理工艺对活性污泥与生物膜复合工艺处理石化废水进行研究,以期为石化污水处理厂的技术改造提供依据. 活性污泥工艺为对照,主要考察了活性污泥与生物膜复合工艺对石化废水的处理效果、耐冲击负荷能力、污泥性能及溶解氧利用率等。结果表明,复合工艺对石化废水中CODcr的去除效果略好于活性污泥工艺,而对NH3-N的去除效果明显优于活性污泥工艺。另外,两种工艺对硫化物和油的去除效果类似。提高进水负荷时,复合工艺表现出较强的耐冲击负荷能力, 石化废水经复合工艺处理后,出水CODcr和油的浓度仍未达到GB8978-1996中的一级排放标准。
运用絮凝剂应用于石化废水处理石化炼油厂、石油化工厂生产过程产生的高浓度有机废水,含有乳化油、悬浮物、胶体和部分难降解有机物。其 BOD5/ COD 值较小,属较难生物降解的工业废水。为减少悬浮物对水处理设备的磨损和减少后续生化处理的负荷一般都要用混凝法去除废水中大部分的乳化油、悬浮物、胶体和部分难降解有机物。
运用气浮技术处理含油污水,气浮技术是在待处理水中通入大量的、高度分散的微气泡,使之作为载体与杂质絮粒相互粘附,形成整体密度小于水的浮体而上浮到水面,以完成水中固体与固体、固体与液体、液体与液体分离的净水方法[5]。气浮技术最早应用于矿冶工业。1905年,美国专利刊出了加压溶气技术;1907 年,H.Norris 又发明了喷射溶气气浮技术。目前国外在油田含油废水处理中广泛应用了气浮技术。我国中原油田,胜利油田等处理站都采用了叶轮浮选机。因此,气浮技术在油田污水处理中的应用前景良好。孙青亮[6]用水解酸化-缺氧-好氧工艺处理石化废水,以某典型石化污水处理厂进水为研究对象,参考污水厂采用的工艺,设计了水解酸化-缺氧-好氧一体式小试装置,通过试验研究确定了工艺最佳运行参数,并重点对水解酸化单元的优化进行了研究,同时对出水中的溶解性有机物进行了分级解析,研究成果为污水厂的提标改造和水解酸化-缺氧-好氧工艺在石化废水处理中的运行优化提供了技术支持。贺银莉[7]用好氧颗粒污泥结合共代谢方法处理石化废水。
处理石化废水一般多采用好氧与厌氧处理相结合的方法,很少单独采用好氧生物处理的方法,现将研究较多的好氧处理法介绍如下:
1)序批式间歇活性污泥法;
2)高效好氧生物反应器;
3)生物接触氧化;
4)膜生物反应器;
5)悬浮填料生物反应器。
厌氧颗粒化技术尚有一些缺点,如启动所需时间长、氮磷去除率低运行要求高的温度,一般不用于处理强度低的污水。一些研究者成功论证了在升流式厌氧污泥床中,采用厌氧颗粒污泥技术处理污水具有较大可行性并且去除效果较好。
【参考文献】
[1]尹子洋.化学混凝-亚铁与次氯酸钠处理石化废水实验研究[J].2015(5).
[2]徐伟.石化废水处理过程中荧光有机物变化特征及去除效果[J].2014(3).
[3]周Z玲,席宏波.石化废水的活性污泥一生物膜复合工艺及深度处理研究[J].
[4]李敬美.期絮凝剂应用于石化废水处理的研究进展[J].2012.
[5]李俊.气浮技术用于含油污水处理的研究进展[J].2015.
关键词:催化剂废水;A/O;生物流化床;
中图分类号:X703 文献标识码:A
1 前言
兰州石化公司已建有污水处理设施,接纳催化剂厂排放生产污水和炼油系统排出的含硫污水,处理规模650m3/h。该污水具有水量变化大、酸碱度高、悬浮物高、氨氮浓度高、C/N比值较低以及冲击负荷高等特点,此废水先采用格栅、均质、中和、调节、加药混凝、初级沉淀池等工艺措施进行预处理后,再采用ABFT工艺进行生化法处理后达标排放。
由于原有的ABFT工艺中投加的生物填料磨损严重,处理效果难以保证;且生物载体开孔度不高,加之曝气作用导致载体浮力过大,载体在上拦截网的挤压下变形严重,甚至板结硬化,同时造成碳酸盐、磷酸盐、硅酸盐在拦截网即载体表面结垢,微生物结膜,造成气、水阻塞,处理效果下降。因此急需改进现有的生化工艺来满足废水的达标排放,本试验将单纯的生物膜法改为泥膜联用,曝气生物流化床工艺(ABFT)改为A/O生物流化床工艺来提高催化剂废水的处理效果。
2 试验
2.1试验目的
本试验通过采用A/O生物流化床工艺,来提高催化剂废水氨氮和有机物的处理效果,并且达标排放。
2.2试验水质
设计进水量30m3/h,生化阶段进出水水质见表2-1。
表2-1生化池进出水水质单位:mg/L
项目 CODcr NH3-N SS
设计进水质 ≤300 mg/L ≤180mg/L ≤200mg/L
设计出水质 ≤60 mg/L ≤15mg/L ≤70mg/L
2.3试验生物填料
本试验选用硬质聚乙烯材质新型微生物膜载体填料,它采用科学配方将高分子材料进行改性,添加特定数量抗氧化剂和水溶性高分子材料制成特殊几何结构的生物载体,使其具有巨大的表面积、易挂膜、负荷高、稳定性好、生物活性高、去除有机物及氨氮效果好等优点。
2.4试验方法
表2.2 试验方法
序号 项目 试验方法
1 CODcr 重铬酸钾法
2 NH3-N 纳氏试剂分光光度法
3 试验分析
3.1填料挂膜及调试阶段
针对本试验的特点,污泥培养可采用连续培养驯化的方法。接种污泥拟取兰州石化公司炼油污水处理部含硫催化剂废水处理工艺现有ABFT池1和8廊道沉淀池污泥。
3.1.1填料挂膜
由于采用的是原有催化剂废水处理工艺A1、A8廊道回流污泥,因此污泥的培养时间很短。当沉淀池的出水较清澈,且氧化池进出水CODcr去除率>60%时,可认为生物膜的培养基本结束。当污泥培养成功之后,即可进行污泥驯化阶段。采用逐级增大催化剂废水处理量的方式。观察出水水质情况,若沉淀池的出水较清澈,加大提升泵出水水量,重复以上步骤,直至达到满负荷,当处理水量达到满负荷,水质亦能达标时,驯化阶段结束。进入试运行阶段。
3.1.2填料挂膜前后对比
硬质聚乙烯材质新型微生物膜载体填料挂膜10天后填料表面的变化情况如下图3.1和3.2所示。
图3.1 填料挂膜前 图3.2 填料挂膜后
由上图我们可以清楚看到硬质聚乙烯材质新型微生物膜载体填料挂膜前后填料表面明显的变化,与挂膜前相比,填料表面附着不同程度的微生物,由此可以说明,挂膜效果较好。
3.1.3挂膜调试阶段运行效果分析
1)挂膜调试阶段氨氮处理效果分析如下图3.3所示:
图3.3 填料挂膜阶段氨氮处理效果
由上图可以看到,在填料挂膜调试阶段,在逐渐增加进水量的情况下,出水氨氮浓度都在1mg/L左右,达到国家《污水综合排放标准》一级排放标准,说明硬质聚乙烯材质新型微生物膜载体填料挂膜效果较佳。
2)挂膜调试阶段CODcr处理效果分析如下图3.4所示:
图3.4 填料挂膜阶段CODcr处理效果
由上图可以看到,在填料挂膜调试阶段,进水量在不断的增加,而出水CODcr都在60-70mg/L之间波动,出水达到国家《污水综合排放标准》二级排放标准,由于是在挂膜阶段,所以出水CODcr较不稳定。
3.2稳定运行阶段
3.2.1稳定运行阶段氨氮处理效果分析
稳定运行阶段氨氮处理效果分析如下图3.5所示:
图3.5 稳定运行阶段氨氮处理效果
由上图可以看到,当进水量控制在设计值30m3/h,且在水质较稳定的情况下,出水氨氮浓度基本都保持在1mg/L左右,出水达到国家《污水综合排放标准》一级排放标准。由于废水中的氮主要为氨氮,在亚硝化及硝化菌的作用下,氨氮进一步分解氧化为亚硝酸及硝酸盐氮,氨氮得以去除。
3.2.2稳定运行阶段CODcr处理效果分析
稳定运行阶段CODcr处理效果分析如下图3.6所示:
图3.6 稳定运行阶段CODcr处理效果
由上图可知,在进水量恒定的情况下,水质有不同程度的波动,但是出水CODcr基本保持在50mg/L左右,出水CODcr达到国家《污水综合排放标准》一级排放标准。比填料挂膜调试阶段,出水CODcr有所降低,处理效果明显,说明该装置对催化剂废水有机物的去除效果较好。
3.3大流量运行下处理效果分析
3.3.1大流量运行下氨氮处理效果分析
大流量运行下氨氮处理效果分析如下图3.7所示:
图3.7 大流量运行下氨氮处理效果
该装置处理水量控制在40m3/h时,其出水氨氮浓度在5mg/L以下。在7月18号这日,由于进水氨氮突然升高,导致装置受到冲击,但是由图可以看到,装置在运行一天后就恢复了原有的处理能力,说明A/O生物流化床工艺抗氨氮冲击负荷能力较强。
3.2.2 大流量运行下CODcr处理效果分析
大流量运行下CODcr处理效果分析如下图3.7所示:
图3.8 大流量运行下CODcr处理效果
在达到设计进水量为30m3/h要求的前提下,对装置进行流量冲击负荷试验发现,装置受到冲击负荷后,其出水CODcr在60mg/L左右浮动,说明A/O生物流化床工艺抗有机物冲击负荷能力较强。
4 结论
1)在填料挂膜调试阶段,出水氨氮和CODcr均达到国家《污水综合排放标准》一级排放标准,说明硬质聚乙烯材质新型微生物膜载体填料挂膜效果较佳。
关键词:固定化微生物;生物技术;水处理
中图分类号:S961文献标识码: A
1 化工废水的特点
随着经济的高速发展,化工产品生产过程对环境的污染加剧,对人类健康的危害也日益普遍和严重,其别是精细化工产品(如制药、染料、日化等)生产过程中排出的有机物质,大多都是结构复杂、有毒有害和生物难以降解的物质.因此,化工废水处理的难度较大。近年来我国化工行业的环境污染防治工作取得了较大进展,废水治理率、排放达标率逐年有所增长.但目前化工行业废水排放达标率仍不高,对高效、低成本的处理化工废水新工艺、新技术的研究,已经成为世界各国科学家和工程师研究的重点之一。化工废水的基本特征是[1]:(1)水质成分复杂,副产物多,反应原料常为溶剂类物质或环状结构的化合物,增加了废水的处理难度;(2)废水中污染物含量高,这是由于原料反应不完全和原料、或生产中使用的大量溶剂介质进入了废水体系所引起的;(3)有毒有害物质多,精细化工废水中有许多有机污染物对微生物是有毒有害的,如卤素化合物、硝基化合物、具有杀菌作用的分散剂或表面活性剂等;(4)生物难降解物质多,B比C低,可生化性差;(5)废水色度高。
2 化工废水的生物处理技术的发展
其一,好氧活性污泥法的发展,用筛选、驯化、诱导、诱变和基因育种等手段培制能分解难生物降解有机物的工程菌是改进当前活性污泥工艺重要途径之一.在厌氧工艺中除了改良菌株以外,还改进生物处理的主要流程,如A/O,A2/O流程,对除去难降解有机物是极为经济和有效的.生物膜法是一种耐毒性基质较强的接触生物氧化工艺,但处理的水质不如活性污泥好,将二者结合作用即可显著提高生化降解功能。其二,高效微生物优势菌种选育,在国内现有二级处理设施中,生物处理占70%~80%,生活污水生物处理占100%.目前废水的生物处理的新技术、新工艺研究活跃,对难降解污染物的高效降解菌的选育与应用研究是当前生物处理中重要方向.国外已经工业化生产用于多种难降解工业废水处理的微生物制剂,如以色列的海滩被200 t油污染,采用选育的石油降解菌三个月内降解石油类污染物80%.国内在有机磷农药废水优势菌种选育方面也有许多工作,如成都生物所等选育出有机磷优势降解菌种。其三,固定化细胞技术(简称IMC),也叫固定化微生物技术,是指通过化学或物理手段,将筛选分离出的适宜于降解特定废水的高效菌株,或通过基因工程技术克隆的特异性菌株进行固定化,使其保持活性并反复利用。
3 固定化微生物折流式填充床处理化工废水工艺设计内容
3.1 工艺原理
一种固定化微生物折流式填充床处理化工废水工艺,经过预处理后的化工废水折流进入内回流厌氧折流式填充床,利用厌氧微生物进行厌氧生物处理; 废水折流进入缺氧折流式填充床,利用兼性微生物进行缺氧生物处理; 处理后的废水折流进入好氧折流式填充床,利用好氧微生物进行好氧生物处理;废水进入斜板式沉淀区经沉淀后出水; 厌氧微生物、所述兼性微生物、所述好氧微生物三种微生物相对隔离。固定化微生物折流式填充床处理化工废水工艺,其中内回流厌氧折流式填充床是对 ABR 工艺的改进创新,起端折流板反应室采用内回流型式,待处理废水进入内回流段并与厌氧污泥混合,内回流厌氧折流式填充床在去除废水中 COD 的同时,也对特征污染物进行强化降解。其中好氧折流式填充床采用好氧接触氧化工艺型式。图1废水处理工艺流程。
2.2 一体化设备设计
本设计还提供一种固定化微生物折流式填充床处理化工废水一体化设备,进水管连接内回流厌氧折流式填充床,内回流厌氧折流式填充床连接缺氧折流式填充床,缺氧折流式填充床连接好氧折流式填充床,好氧折流式填充床连接斜板式沉淀区; 内回流厌氧折流式填充床设置有多个折流板反应室,起端折流板反应室装有塑料环,塑料环内包多孔轻质的悬浮填料,填料固定有降解特征污染物的优势微生物菌群; 起端折流板反应室以外的厌氧折流板反应室装有悬挂的挂膜填料; 厌氧区挂膜填料也固定有降解特征污染物的优势微生物菌群; 缺氧折流式填充床下部设置曝气装置,缺氧折流式填充床还设置有悬挂的挂膜填料; 好氧折流式填充床设置有曝气装置和悬挂的挂膜填料。固定化微生物折流式填充床处理化工废水一体化设备,斜板式沉淀区设置有沉淀泥斗和斜板,沉淀区连接出水堰与出水管。其中内回流厌氧折流式填充床的起端折流板反应室设有搅拌器和分流挡板,通过分流挡板和控制搅拌条件形成内回流。
2.3 工艺特点
本设计结合固定化微生物技术,综合并优化了ABR、A / A / O、A / O 和接触氧化工艺特点,补齐不足,集成创新出一种固定化微生物折流式填充床处理化工废水工艺,对比传统废水处理工艺,具有主要特征:( 1) 内回流厌氧折流式填充床是对 ABR 工艺的改进创新,起端折流板反应室设有搅拌器,强化布水和混合效果,同时装有塑料环内包多孔轻质的悬浮填料,控制搅拌条件形成内回流,内回流降低了起端折流板反应室的处理负荷,提高了厌氧生物处理效率,其余的厌氧折流板反应室均装有悬挂的厌氧生物膜挂膜填料,在所有填料中固定有筛选培养的处理特征污染物的优势微生物,从而强化了难降解的特征污染物的降解与去除; 缺氧折流式填充床和好氧接触填充床均设有挂膜填料,强化生物处理作用,提高生物处理效率。( 2) 生物部分各工段之间采用折流式,将厌氧、缺氧和好氧的微生物相对隔离,厌氧 - 缺氧 - 好氧生物处理联合应用,具有处理效率高、能耗低、剩余污泥量少的优点。( 3) 固定化微生物折流式填充床处理化工废水工艺调控灵活,根据待处理的化工废水的特点,对降解特征污染物的优势微生物菌群进行固定,灵活调节厌氧 - 缺氧 - 好氧段,可实现硝化、反硝化、厌氧释磷好氧除磷的过程,从而实现了同时高效去除COD、去除特征污染物以及脱氮除磷的功能。( 4) 固定化微生物折流式填充床处理化工废水一体化设备多池共壁,具有投资运行费用低、占地面积节省等优点,可广泛应用于化工、制药等工业废水和小水量的生活污水的处理,尤其是含难降解复杂有机物的化工废水的处理。
4 结语
随着我国工业的发展,废水废物的处理对于保护环境来说越来越重要,废水的处理不仅关系到。人们的生活环境的污染问题,而且废水的处理不好很可能影响到我们种植的农作物的安全问题,进而影响到人们的生命安全。本文总结了固定化微生物废水处理技术的发展和当前废水的特点,并对固定化微生物处理废水的工艺进行了探析,以促进现代微生物的废水处理技术的发展。
参考文献
[1]王驰锋,金建祥,丁成,李建,仝振庭,陈希超,单学凯.一种固定化微生物折流式填充床处理化工废水工艺研究与设计[J].山东化工,2013,07:131-134.
[2]李珍珍.微生物固定化技术处理含氮服装加工废水的机理研究[D].广东工业大学,2013.
关键词:化工废水 处理技术 发展趋势
随着高速发展的经济,环境被化工产品生产污染加剧,人类健康也日益受到危害,保护环境越来越重要,把控这些问题要从源头上抓起,废水处理环节尤其重要。目前多达几千种的常用药物被我国制药企业生产,对于常用药物的不同类别,在药品原料上,无论是数量还是种类都收有差异的,故而生产过程中产生的废水有着很大的水质和特点上的不同,这就在处理医药化工废水上有很大的困难,需要多种处理方法结合才能有效提升废水处理。
一、医药化工废水的类型和特点
目前处理化工废水难度特别大,尤其是生产精细化工产品过程中排放的结构复杂、生物难以降解和有毒有害的有机物质。在生产常用药的过程中,一般有四大类型的废水:一是排放在主要生产过程中的废水;二是排放在辅助生产过程中的废水;三是平日工作中的冲洗水;四是生活中员工产生的污水。
化工废水有其基本特点,主要有四点:一是副产物多,水质成分复杂,反应原料中多为环状结构化合物或溶剂类物质;二是污染物在废水中含量高;三是有毒有害物质多,特别是精细化工废水中的有机污染物对微生物的危害很大;四是有很多生物难降解物质。
目前我国化工废水的达标排放仍然不理想,研究低成本、高效的新工艺和新技术来处理化工废水,已经成为各国科学家的研究重点。
二、国内外常用的医药化工废水处理方法
1.物理处理法
过滤法、气浮法和重力沉淀法等是常用的物理法。过滤法主要是减少水中的悬浮物,用有孔状的粒料层将水中的杂质截留,在过滤处理化工废水中,微孔状虑机和板框过滤机是常用的工具;气浮法是先生成吸附微小气泡,然后通过微小气泡的附裹携带将悬浮颗粒带出水面的方法;重力沉淀法是利用重力场的作用,将水中具有可沉淀性能的悬浮颗粒达到自然沉降,这一过程固液就达到了自然分离。这三种物理处理方法管理方便,工艺简单,但是在去除可溶性废水方面有很大局限,还需寻求另外的办法。
2.化学处理法
化学处理法去除水中的无机物杂质、有机物主要是利用化学反应的作用,主要有化学氧化法、电化学氧化法和化学混凝法等。
化学氧化法通常是在化工废水中投放氧化剂对有机污染物氧化去除的方法。经过化学氧化还原的废水,废水中的有毒物质将转化成无毒或毒性小的物质,达到了废水净化的目的。常用的有空气氧化和氯氧化。空气氧化的氧化能力弱,主要用于含有处理还原性强的物质的废水,氯气是普遍使用的氧化剂,主要用在处理含氰、含酚等有机废水。
电化学氧化法是通过在电解槽中,在电极上废水中的有机污染物发生氧化还原反应被去除,在电解槽的阳极废水中的污染物失去电子被氧化,在阳极水中的氯离子和氢氧根离子也可放电生成氯气和氧气而间接地氧化污染物,在实际操作中,为了使阳极的氧化作用加强,使电解槽的内阻减少,一些氯化钠被加入到废水电解槽中,进行电氯化。近年来在电氧化和电还原的新型电极材料方面取得了较大的成效,但是成本高、能耗大等问题仍然存在。
化学混凝法是通过在医药化工废水中投放能够产生凝聚和絮凝作用的化学药剂,使胶体形成沉淀,然后被去除;主要的作用对象是水中的胶体物质和微小悬浮物。水温、水质、水量、PH值等变化对该方法影响较大,对一些可溶性好的无机、有机物质去除率低。
3.生物处理法
生物处理法是通过微生物的新陈代谢作用将有机物降解转化的过程。伴随着快速发展的医药化学工业,污染物的成分也变得日益复杂,如果仅仅采用物理的或化学的方法很难达到治理的标准。如果微生物的新陈代谢作用能够被合理的利用,那么废水中的有机污染物就可以进行转化与稳定,达到无害化。生物处理方法主要分为厌氧处理和好氧处理两大类型:厌氧处理是指在废水中没有分子氧的条件下,厌氧微生物将废水中的有机化合物分解转化为二氧化碳和甲烷的过程。研究表明,水解产酸细菌、产甲烷细菌和产氢产乙酸细菌是完成厌氧过程的三大主要类群细菌。好氧处理分为生物膜法和活性污泥法。生物膜法是将生物膜和废水接触,废水中的有机物被生物膜吸附和氧化的过程。活性污泥法是处理废水利用悬浮生长的微生物絮体的方法,活性污泥就是微生物絮体,活性污泥是由好氧微生物及其代谢吸附的有机物、无机物组成的,能够降解废水中的有机污染物。
三、最新的非常规废水处理技术
最新的非常规废水处理技术主要有磁分离法、紫外光催化氧化处理技术和固定化细胞技术。磁分离法是将磁种和混凝剂投放到医药化工废水中,在磁种的剩磁和混凝剂的同时作用下,医药化工废水中的颗粒相互吸引并凝结长大,悬浮物的分离加速,然后有机污染物将在磁分离器的帮助下去除。紫外光催化氧化处理技术是在300~400nm的紫外光照射下并利用二氧化钛半导体催化剂,形成羟基自由基和产生光电子空穴等强氧化剂的能力,氧化分解废水中的有机物。固定化细胞技术,是将适宜降解特定废水的高效菌株通过物理或者化学手段筛选分离出来,保持其活性并且能够反复利用。
四、总结
有效处理医药化工废水是一项艰巨且长期的任务,对造福人类和环境保护有着重要的意义。在处理医药化工废水的过程中,可以多想办法、多走路子和多组合利用处理,更大的提高处理废水的效率。目前,虽然出现了不少新式的处理技术,但是成本高、能耗大。另外,一些新技术的实际应用问题还要考虑到,废水处理过程中出现的难题要尽量、尽快想办法解决,使新的突破能够在医药化工废水的处理方法上实现。
参考文献
[1] 张天胜 厉明蓉.日用化工废水处理技术及工程实例[M].北京:化学工业出版社,2002.