随着我国工业化的发展,有机废气对大气环境的污染也是越来越严重,严重影响了人类的生存和动植物的健康成长。废臭气物质种类繁多,来源广泛,对呼吸、消化、心血管、内分泌及神经系统都会造成不同程度的毒害,其中芳香族化合物如苯、甲苯、苯乙烯等还能使产生畸变、癌变。因此,必须要加大对有机废气的处理力度,提高有机废气的处理技术。目前来说,在有机废气的处理方面来说,已经形成了一些比较成熟的工艺的技术,并且取得了一定的效果。
活性炭吸附的方法就是废气的浓度相对于较低的情况下使用。活性炭具有很强的吸附作用,而且能够在有机废气浓度发生改变的情况之下,调节吸收废气的力度,使得废气的浓度保持相对的稳定性。目前来说,在处理有机废气的过程中,常常使用的吸附剂有:颗粒活性炭、粉状活性炭、活性炭纤维等。在进行废气处理之前必须要经过相关的处理,使得形成一定的形状并且达到一定的强度。在经过处理之后,活性炭的结构中就会形成大量无法使用肉眼识别的小孔,这些小孔通过分子之间相互的作用力,吸附有机废气中的气体分子,从而达到净化的效果。活性炭吸附过程包括两个部分。第一,吸附净化过程。即鼓风机将有机废气输送到吸附装置中,有机废气在吸附装置内被活性炭吸附,使气体变得清洁。第二,热脱再生过程。由于活性炭吸附剂的吸附能力是有限度的,当吸附剂吸收的量达到吸附的极限时,活性炭不具有吸附能力。为了使活性炭恢复吸附能力,必须转入脱附再生过程。脱附再生即将含有催化剂的空气输入到吸附装置中,使活性炭中的有机气体脱离活性炭,恢复活性炭的吸附能力。活性炭吸附法是最早采用的有机废气处理技术之一,该方法工艺较为简单,一次性投入少,但介质使用寿命短一旦饱和需再生,甚至更换处理效率不稳定,对高浓度臭气处理效率较低。
通过将吸附剂和气体相互接触,使得气体当中的有害分子逐步转移到吸收剂中将有机废气进行分离,属于一种电性的物理化学作用的过程。之后通过解析的方式将液态当中的有害分子进行清除,然后在进行回收,使得吸收剂得到重复回收利用的作用。从作用原理来看,可以将之分为物理方法和化学方法两种。其中,物理方法就是利用物质相溶的原理,通常是将水作为吸收剂,并将有机废气当中有害的气体予以去除,但对于部分不溶于水的有机废气物质,例如、三苯、等,则必须采用化学方法去除,通过溶剂与物质发生化学反应的方式予以去除。如使用化学法,运行成本高有可能会造成二次污染。
吸附法主要就是使用具有细孔结构的吸附体对有机废气进行吸收的过程。这些吸附体一般内表面积较大,价格相对于较为便宜,对于有机气体的吸附率也很高。吸附法在去除有机废气应用的过程中相对于较为成熟,而且净化效果较好,但是设备的要求较高,吸附的整个流程较为复杂,吸附法目前主要应用于低浓度有机废气的处理上。
在不同的温度之下,有机化合物具有不同的饱和蒸汽压,利用这一特性就可以将气态的有机污染物通过冷凝从废气中分离出来。一般冷凝的过程可以通过提高压力或者降低温度来实现。冷凝法在处理有机废气的过程中,虽然净化的效率较高,但是条件比较苛刻,运行的费用也相对于较高,消耗的能量大。因此,这种方法需要和其他方法相互联合应用,用以回收有经济价值的产品。
利用高频高压静电特殊脉冲放电产生高密度高能活性离子氧,高能活性离子与臭气接触,打开臭气分子化学键,分解成二氧化碳和水,从而使气体达到净化的目的。该方法处理设备体积相对较小,自重轻,适用于布置紧凑、场地狭小等场合,但设备一次性投入成本较大,运行成本高
能够产生羟基自由基的工艺都可以进入高级氧化技术工艺的范畴,如臭氧(O3)氧化技术、过氧化氢(H2O2)氧化工艺、二氧化氯(ClO2)氧化工艺、紫外(UV)辐照工艺、超声氧化工艺、微波工艺等。由于高级氧化工艺具有氧化性强、操作条件易于控制的优点,因此引起世界各国的重视,并相继开展了该方向的研究与开发工作。
生物除臭法是通过微生物的生理代谢将具有臭味的物质加以转化,达到除臭的目的。采用生物法处理臭气的方法主要有生物滤池法、生物滴滤床法、土壤处理法,除臭效果较好。这里着重介绍一下最先进的生物滴滤床法
生物滴滤装置由池体、生物滴滤床、营养液循环喷淋系统、参数控制系统等组成,其原理是利用附着在反应器内填料上的微生物,在新陈代谢过程中将废气中的污染物降解为简单的无机物和微生物细胞质的过程,代谢产物和老化的生物膜可被循环液及时转移,对处理污染物中含有恶臭气体(如硫化氢、氨等)的效果显著。其中,含硫恶臭污染物中的硫转化为环境中稳定的硫酸盐;含氮污染物中的氮转化为环境中稳定的硝酸盐或氮气。
生物滴滤床定期投加富含N、P及其他微量元素的营养液,以满足微生物代谢活动;营养液定期更换,废液进入污水厂好氧池,最后处理达标后排放,因其产生量少,污染负荷低,对污水处理系统影响很小。
生物滴滤床吸收了生物滤池的优点,填料由不易腐烂,有利于微生物的生长和挂膜的人工滤料构成。填料具有较大的空隙率和较强的吸附能力,在生物滴滤床的使用周期中无需更换填料;生物滴滤技术加大了填料上挂膜菌群的单位数量,提高了微生物的降解能力,减少了气体在生物填料中的停留时间,生物滴滤床的占地面积也可大大减小;生物滴滤设备可做成一整体装置,无需现场拼装,减少了现场安装调试时间;生物滴滤技术可针对污水处理厂恶臭气体的具体成份及种类,先期筛选出高效的脱臭菌,除臭设备在出厂前可对填料进行预挂膜,并在现场实际运行的模式下进行二次驯化,以增强微生物对污染物的降解能力;此外填料的压损较小,可降低配套风机的功率,减少运行成本。
植物提取液的原材料是天然植物提取液,经过先进的微乳化技术乳化,使得它可以与水相溶,形成透明的水溶液;喷洒形成具有很表面积的小雾粒,吸附空气中的臭气分子进行反应或催化与空气中的氧气反应,生成无味、无二次污染的产物;天然植物提取液具有无毒性、无爆炸性、无燃烧性、无刺激性等特点。
植物提取液除臭技术所使用的除臭设备耗电量小、占地面积少、安装方便、操作简单易管理、机动性强且建设投资成本相对较低等特点,植物提取液无毒、无刺激性,安全性能高,除臭效果好且不会产生二次污染的优点;但该方法必须连续不断地使用植物提取液,除臭的效果靠除臭剂维持,后期费用较高。
要想全面提高有机废气的治理技术,那么就应该加强有机废气传统处理技术和工艺技术的改进,增强处理的效率,并且有效的节约成本,对于新型的技术来说,应该不断的加强对新型技术的研究,尽快在工业上推广和应用。对于一些有机废气成分复杂的处理工艺和技术,可以利用联合工艺或者通过综合性处理的技术,有效的处理掉有机废气,确保生态环境的稳定持续性。
随着我过经济的不断发展,我国的化工企业不断的涌现,由于企业的大力发展,产生了大量的有机废气,给环境带来了严重的影响,给环境治理工作带来大量的工作,因此,对于工业有机废气的治理工作是当务之急。近年来对有机废气治理技术的不断研究,提出有机废气治理技术的发展前景。
利用固体吸附的原理从气相或者液相去除有害成分的过程称为吸附操作。根据吸附机理,可以将吸附剂分为物理吸附材料和化学吸附材料。化学吸附材料通常通过疏水键化学吸附作用去除有机污染 物质,如用于吸附去除邻苯二甲酸二甲酯类物质的酚醛树脂吸附剂、BA接枝改性聚丙 烯纤维、壳聚糖等。但是化学吸附材料通常应用于水相有机污染物质的去除,在有机废气方面的应用较少,可能是因为在气一固两相界面上有机废气污染物质与吸附剂之间的接触时间太短,不利于化学吸附反应的进行,吸附效果不理想。因此在吸附法治理有机废气的实际应用过程中,常用的吸附剂为活性炭 、沸石等物理吸附材料,因为这些吸附剂呈现状结构,比表面积大,物理吸附作 用强,适用范围宽。大量的研究结果表明与蜂窝状、颗粒状吸附材料相比,纤维状吸附材料具备传质速率陕的优点。因此,在选择废气污染物吸附材料时可以优先选择纤维状材料,以提高处理效果。
吸收法主要是指液体吸收法,通过废气与吸收剂的接触,使其中的有害组分被吸收剂所吸收。经过解吸,将其组分除去或回收,使吸收剂再生,重复使用。废气处理设施中普遍使用的水喷淋装置就是基于此原理。吸收过程分为物理吸收与化学吸收。物理吸收主要依据相似相溶原理,水是一种最常用吸收剂,可以把溶于水的有机溶剂气体如丙酮、甲醇、醚和微溶于水的漆雾、灰尘、烟等去除澳门·新葡萄新京6663有机废气处理十篇,但水溶性尚差的“三苯”物质不能被水吸收。化学吸收是基于吸收试剂上活性基团可以与有机废气污染成分发生的化学反应进行的吸收过程。
吸收法处理有机废气污染物的国内外研究状况。根据研究可以总结出以下3个结论:(1)国内外研究者研究了不同溶剂吸收法对各种
有机废气污染成分的处理效果,包括苯类(苯甲苯、二甲苯、苯乙烯)、酯类、酮类、有机烃;(2)吸收剂主要包括有机溶剂、表面活性剂和水,还包括新型环保型吸收剂环糊精;(3)有机废气的具体成分不同,吸收剂选择不同。
对于有毒、有害、不须回收的VOCs,氧化法是一种较彻底的处理方法。它的基本原理是VOCs与O2发生氧化反应,生成CO2:和HO2,化学方程式如下:
氧化反应类似化学上的燃烧过程,但由于 VOCs的浓度太低,所以反应中不会产生可见的火焰。氧化法一般通过以下两种方法使氧化反应能够 顺利进行:一是加热,使含VOCs的废气达到氧化反应所需的温度,即热氧化法;二是使用催化氧化。催化氧化是指在一定压力和常温条件下,以金属材料为催化剂,如Pt、Pd、Ni等,废气中得有机污染物与空气、氧气、臭氧等氧化剂进行的氧化反应。由于催化剂的存在,催化燃烧的起燃温度约为250℃一300℃。高效催化剂是催化氧化法的关键核心。
生物处理技术的实质是附着在滤料介质中的微生物在适宜的环境条件下,利用废气中的有机成分作为碳源和氮源,并将有机物分解为二氧化碳、水、无机盐和生物质等无害或少污染的物质。生物处理技术包括生物吸收法(即微生物及其营养物配料存在于液体中,气体中的有机物通过与悬浮液接触后转移到液体中而被微生物所降解)和生物过滤法(微生物附着生长于固体介质上,废气通过由介质构成的固定床层时被吸附、吸收,最终被微生物降解),生物处理技术具有设备简单、运行费用低、较少形成二次污染等优点。
活性炭吸附技术一般适合于污染物浓度低于2000 mg/m3以下的有机废气处理,在酸性环境下的吸附效果优于碱性环境,且气体温度最好为常温,若废气温度过高,可选配气体冷却装置来降低废气温度,使之达到活性炭最佳吸附状态。溶剂吸收法主要适用于高浓度有机废气或者大风量低浓度的有机废气处理。催化燃烧技术一般适合污染物浓度在2000~6000 mg/m3之间的有机废气处理,若废气温度大于180℃,废气浓度可低于2000 mg/m3也可,但废气中如含有硫等有害于催化剂中毒的成分不适合该技术。
活性炭吸附是将污染物质从气相固定到自身,并没有从根本上解决污染消除的问题,当多种气态污染物同时存在时,活性炭的吸附能力大幅低于只含有一种气态污染物时的吸附效率。而对于吸附饱和的活性炭,一般处置方式有两种,一是废弃,直接烧掉或填埋,这样会造成资源浪费。二是将其再生反复使用,但活性炭的再生仍然存在一些问题,主要包括:再生过程活性炭有效部分损失较大、再生后吸附能力有一定下降,再生尾气的二次污染等。
液相吸收法是将污染物质从气相到液相的物理转移或化学转变,气态污染物液相喷淋吸收针对高浓度有机废气或者大风量低浓度的有机废气的治理较好,而针对低风量低浓度有机废气治理效率仍有待进一步提高。
当使用催化氧化燃烧处理有机废气时,某些气体污染物燃烧氧化反应条件苛刻,必须需要高温、高空、高水蒸气分压,因此选择的催化剂必须具各高活性、高热稳定性和高水热稳定性,以及一定的抗中毒能力;常用的催化剂是Pd、Pt、Rh、Au等贵金属催化剂,但这些贵金属价格昂贵、易烧结,增加了催化氧化处理成本。
微生物对邻苯二甲酸酯类物质、苯类物质等有机污染物降解速度很慢,主要由于聚合物和复合物的分子能抵抗生物降解,微生物所必需的酶不能靠近并破坏化合物分子内部敏感的反应键,限制了生物法在处理这些气态物质方面的应用。
随着对有机废气处理技术的研究开放力度不断加大,除上述传统的处理工艺技术外,一些新的技术也逐步被开发应用,为有机废气的治理提供了更广阔的途径。
膜分离法是使用半渗透性的膜将VOCs从废气中分离出来的方法。基本机理是基于气体中各组分透过膜的速度不同,透过膜的能力不同,因为每种组分透过膜的速度与该气体的性质、膜的特性与膜两边的气体分压有关。
综合处理技术主要是指将多个传统处理工艺有机结合,比如吸收一解吸一变压吸附组合工艺、吸附催化氧化技术等,这类综合处理技术具有极强的针对性和互补性,处理效果远远优于单一方法。
通过本文的论述,对于有机废气处理技术的合理选择,不论采用传统还是新的处理技术都必须符合使用性能、范围、等因素。因此我们在处理企业有机废气污染问题时,一定要结合实际情况,综合评估各项因素。不仅有效提高有机废气处理效率,同时也减少了成本支出为企业带来高额的经济效益。
[1 ]袁峰,魏俊富,汤恩旗,赵孔银.BA接枝改性聚丙烯纤维对水中邻苯二甲酸二丁酯的吸附[J].天津工业大学学报,2009
目前,有机废气的处理技术大致发展为两类:分解消除和浓缩回收。分解消除是利用光、电、热、等离子以及微生物等作用将有机物转化为二氧化碳和水。浓缩回收则是采用吸收、吸附、冷凝及膜分离等方式将有机物浓缩回收后再利用。
分解消除主要处理没有回收利用价值的有机废气,其技术包括直接燃烧法、催化燃烧法、电晕法、等离子法和生物法等。浓缩回收用于处理浓度较高且有回收利用价值的有机废气,其技术有吸收法、吸附法、冷凝法和膜分离法等。
处理没有回收价值的有机废气,如恶臭气体,采用催化燃烧法虽然净化比较彻底,但成本比较高,同时也存在二次污染的问题;电晕法、等离子法等技术有比较好的应用前景,但是实用方面还有一些距离;生物法节能、运行费用低、很少形成二次污染,处理低浓度有机废气(3g/m-3)效果较好,在欧美、日本等国已投入工业化运营。我国应用生物法处理有机废气虽然起步较晚,但前景广阔,因为在低浓度工业有机废气治理方面缺乏既经济又有实效的措施,生物法可以发挥十分重要的作用。
生物法主要包括生物过滤法、生物洗涤法和生物滴滤法三种型式,其中生物过滤法与生物滴滤法主要通过填料表面生物膜中的微生物净化有机废气,所以这两种方法被合称为生物膜法。
生物膜法处理有机废气的机理最早是荷兰人ottengraf提出的吸收-生物膜理论,该理论将有机废气的处理过程分成3个步骤:⑴有机废气中的污染物通过扩散由气膜进入液膜;⑵溶解于液膜中的有机物利用浓度差扩散到生物膜,并被微生物捕获和吸收;⑶微生物通过代谢作用将有机污染物分解并转化为无害的二氧化碳和水。
后来孙珮石等人注意到一些不溶于水或微溶于水的有机物,如甲苯等很难用液膜扩散的方法进行解释,故对该理论进行了改进,提出了吸附-生物膜理论,并根据处理低浓度甲苯废气的试验建立了动力学模式。吸附-生物膜理论要点是:⑴有机废气中的污染物通过扩散到达气膜后吸附到润湿的生物膜表面;⑵有机物被微生物捕获和吸收;⑶微生物将有机污染物分解并最终转化为二氧化碳和水。
2.2.1生物过滤法。工艺流程是:有机废气增湿器生物滤池净化气体排放。主要设备是增湿器和生物滤池,有机废气在增湿器中润湿,然后进入生物滤池。生物滤池里有附着生物膜的填料层,液相基本上是静止的或以微速流动,可根据需要补充水分、养分或调整ph值,但必须保证气体连贯通过滤池。填料可以是堆肥、土壤、塑料滤料、陶瓷滤料、粒状活性炭、泥炭等,填料厚度一般1m左右,面积由所设计的处理效果和气体流量决定。
2.2.2生物滴滤法。气相流程是:有机废气生物滴滤塔净化气体排放;液相流程是:循环液生物滴滤塔循环液贮槽生物滴滤塔(循环)。生物滴滤塔的结构与生物滤池类似,不同的是循环液由上方喷淋而下,流过里面的填料层。有机废气一般由塔底进入,穿过填料层后从顶部排出。由于生物滴滤塔填料孔隙比生物滤池多,所以气体通过床层的阻力较小。由于液相流动而便于控制反应条件,如ph值、营养物浓度等;而且填料的单位体积微生物浓度较高,其处理高负荷有机废气的效果比生物过滤法强。
生物膜法填料的选择应符合以下条件:⑴填料表面性质较好,适合微生物生长;⑵填料比表面积较大;⑶高孔隙率和较低的体积密度;⑷有一定的结构强度及防腐能力;⑸容易取得且使用寿命长。
目前所采用的填料包括天然填料和人造填料两类。天然填料主要是土壤、泥炭和堆肥等,一般含有营养物;人造填料有硅藻土、
活性炭、焦炭、陶粒、聚苯乙烯小球和聚氨酯泡沫等,因不含营养物,使用时要额外添加。一些新开发的填料有acof(活性炭附着纤维)、多孔疏水性聚丙烯膜等。此外,传统填料中加入活性炭、焦炭等添加剂,可改善填料性能,延长使用寿命。
操作填料时要控制湿度,填料湿度太低,会导致微生物失活,填料干缩破裂等问题,所以应保持适当的湿度。较合适的湿度范围是40%~60%。可通过向进气中喷水雾等增湿手段保持湿度。
生物膜法中的微生物有多种,如细菌、真菌、酵母菌,此外还有少量原生动物、微型后生动物等。随污染物成分、温度、湿度、ph值等条件的差异,生物膜法中的微生物种群也不同,如高湿度、ph值7~8时适合细菌生存;低湿度、ph值3~5时真菌会大量繁殖。利用这一特点,处理不同成分的有机废气时可以控制适宜的条件,以便最有效地去除污染物。对水溶性好的污染物,可利用适合水中生长的细菌进行降解;难溶于水的污染物,一些真菌的处理效果优于细菌。一般生物反应器的温度多在25~35℃运行,35℃是好氧微生物最适宜的生长温度。处理含 废气时,硫杆菌最适合ph值1~2;处理混合废气时,合适的ph为6~7。同时,在共同生长的微生物中类群内部存在着竞争关系,使用生物膜法处理特定成分的废气时培养专用优势菌种可获得更好的处理效果。一些研究表明,生物膜法处理有机废气时气相培育驯化的菌种优于液相法菌种。另外,生物反应器处理污染物的过程中内部条件不是一成不变的,如处理含硫化物时硫酸会积累,处理含氨废气时硝酸会累积,从而导致ph值降低,所以需要添加碱性缓冲物质来调节,例如投加石灰石等。
微生物处理有机污染物时除了污染物作为养分外,还需要一定成分的无机化合物作为营养物,因此需要添加一定量的无机物,如氮、磷及钾、钠、钙、镁、铁等微量元素。有资料认为bod:n:p=100:5:1较适合。一般将矿物质加到水中或填料本身提供。
环境污染是指人类活动使环境要素或其状态发生变化,环境质量恶化,扰乱和破坏了生态系统的稳定性及人类的正常生活条件的现象。医药化工行业产生的废水、废气,治理难,易引发环境纠纷,已经成为废气治理领域的重点和难点。经过多年来持续不断的环境污染整治,医药化工企业周边环境空气质量有所改善,污染控制排放指标从HCl、HBr等无机污染物指标扩展到有机污染物、恶臭等所有指标。本文以某医药化工厂为利,对医药化工厂废水、废气综合治理工程设计进行探讨。
环境污染是指人类活动使环境要素或其状态发生变化,环境质量恶化,扰乱和破坏了生态系统的稳定性及人类的正常生活条件的现象。医药化工行业产生的废水、废气,治理难,易引发环境纠纷,已经成为废气治理领域的重点和难点。经过多年来持续不断的环境污染整治,医药化工行业产生的酸性废气已得到有效控制,一些产品附加值低、污染严重、生产方式落后且治理无望的医药化工企业被关停[1-2]。医药化工企业周边环境空气质量有所改善,污染控制排放指标从HCl、HBr等无机污染物指标扩展到有机污染物、恶臭等所有指标[3-5]。本文以某医药化工厂为利,对医药化工厂废水、废气综合治理工程设计进行探讨。
制药过程中产生的有机废水是主要污染源,主要有抗生素类废水、中药废水和化学制药废水。抗生素生产包括微生物发酵、过滤、萃取结晶、化学方法提取、精制等过程,其制药废水是含难降解物质、生物毒性物质及高S和N的有机废水。中药废水的水质特点是含有糖类、有机色素类、蒽醌、鞣质体、苷类、生物碱、纤维素、木质素等多种有机物;废水SS高,含泥沙和药渣多,色度高。化学制药废水的水质特点是废水组成复杂,,COD含量高,无机盐浓度高,含有氰、酚或芳香族胺、氮杂环和多环芳香烃化合物等微生物难以降解,甚至对微生物有抑制作用的物质。
医药化工厂车间生产废水的主要特点是含盐量比较高,因此需要重点对废水进行蒸发脱盐处理。在处理过程中还需要注意,一旦发现废水蒸发冷凝液COD比较高,还需要先对废水进行氧化处理。处理完之后,再将废水输送到调节池中进行前期调节处理。
在对废水进行预处理之后,还应该建立一个氧化池对废水进行氧化处理。在氧化池内设置搅拌机、硫酸亚铁溶解罐、双氧水滴加罐。污染废水经预处理系统进行处理后将废水输送到氧化池中进行搅拌并滴加硫酸亚铁溶液和双氧水两种溶液,等到反应完毕后静置80分钟。静置之后,过滤,滤液进行下步处理处理,滤渣运送到危险固废暂贮站进行储存。
在废水处理系统中,需要建设1个格栅井、1个厌氧池、1个兼氧池、1个好氧池、2个调节池、1个中和反应池、1个中间沉淀池、1个氧化池、1个二沉池、1个初沉池、1个污泥浓缩池以及其他等相关设施。在对废水进行处理过程中,要先利用蒸发装置对生产车间中废物进行蒸发脱盐处理,再进行氧化处理,经过格栅井过滤掉污水中的杂物。滤液第一个调节池中(进行搅拌处理)中和反应池中(调pH在6~9之间)初沉池(沉淀处理)第二个调节池(简单调解处理)厌氧池(利用仄氧菌,对废水进行生化处理)好氧池(生化处理)二沉池(投入混凝剂进行搅拌)浓缩池(待污泥的沉淀)完成废水处理。
医药化工行业生产过程中溶剂消耗量大,基本上为低沸点的挥发性有机物,如甲醇、二氯甲烷、溶剂油澳门·新葡萄新京6663、甲苯、丙酮、、乙酸乙酯、四氢呋喃等等多为有毒有害且具恶臭性质的气体,进入自然环境后对健康和生态环境危害较大。据调查,溶剂废气占医药化工废气排放总量的95%(质量分数)以上。溶剂废气有数十种之多,按水中溶解度可分为水溶性和非水溶性溶剂废气,水溶性的有醇类、有机胺类等,非水溶性的有卤代烃类、苯类等。要想对废气进行处理,就要先在生产车间内对废气进行预处理。废气预处理方法主要有两种,第一种是直接对废气进行冷凝处理;第二种是利用水环真空机组对废气进行吸收处理。本次实验设计采用第二种。
废气进行预处理之后,将其传送到碱洗塔中,将酸性废气和废气中酸性物质进行处理。在处理完之后,会将其和有机废气集中在一起,并通入到废气处理系统中对其进行集中处理。
废气处理工艺主要包括脱色、漂洗、常压精馏、冷冻结晶、压滤、漂洗离心以及真空烘干等。废气排放的浓度比较大,通常要先使用冷凝的方法对废气进行预处理,再继续将废气输送到处理系统中进行集中处理,完成整个废气的净化过程。
医药化工厂在生产过程中制造大量的废水、废气,是重要的污染源头之一。虽然经过多年来持续不断的环境污染整治,但医药化工行业产生的溶剂废气一直得不到很好的解决,成为今后的工作重点。加强对医药化工厂进行综合治理建设,才能更好的提升治理废水、废气的能力,实现我国社会的可持续发展。
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可挥发性气体无序排放,对于环境造成的污染现状较为严重。部分有毒性可挥发气体的排放,更是对生物的生长,乃至人类的生存造成了严重的影响。因此当前关于可挥发性有机化合物废气的治理现状,也引起了较多人群的关注。如何以高效的办法进行废气的处理,成为研究人员长期研究的课题。针对此类现状,笔者针对可挥发性有机化合物废气治理技术的发展现状,进行简要的剖析研究以盼能为我国此类技术的发展提供参考。
挥发性有机物,英语单词为Volatile Organic Compounds,一般简称为VOCs。可挥发性有机化合物废气,为多类有机化合物的总称[1]。当前在实践研究的过程中,大气中能够辨别的可挥发性有机化合物废气类型有:异构烷烃、多h芳烃、芳香多元酸等。其中烃类有机化合物,对于人类的生存产生了致命的影响,为引发癌症的主要因素之一。
当前在经济快速发展的背景下,巨量的能源被消耗。但也因此产生了大量的挥发性废气,此类气体在挥发的过程中,对环境以及人类生存造成了巨大的影响。例如汽车尾气、工厂废气排放造成的环境污染,使得空气中的有害物质剧增。并且极易产生光化学污染,最终造成污染物之间的相互反应对造成巨大的伤害。
例如1952年世界著名的环境污染事件“伦敦雾都事件”,此事件累积造成8000人死亡。至此环境污染问题的致命性危害,也对工业的畸形发展敲响了警钟。
当前在环境变化的过程中,关于可挥发性有机化合物废气,主要的来源为:工业排放、汽车尾气等。具体为:化工厂、炼钢厂、炼油厂、制药厂,以及生活中产生的生活废气。此类废气通过空气的流动,进入到人们的生活环境中。
随着当前城市的快速发展,常驻人口剧增。因此大量的建筑开始修建,逐渐城市中的“热岛效应”愈发严重。例如当前城市建筑密度过大,导致空气流通缓慢。一旦出现污染现状,无法进行快速的流通,最终出现了严重的环境污染现状,例如近年来最为突出的环境问题:雾霾现象。
由于历史等方面的原因,我国工业的整体发展较为缓慢。因此关于工厂废气排放,前期并没有进行较多的处理,直接进行对外排放。前期由于我国经济发展较慢,各类工业基础的发展都较为薄弱[2]。因此关于废气的整体排放量还较少,并没有引起较为严重的环境污染事件。此后随着我国政策的改变,开始实施对外开放政策,并加入了WTO组织。此后受国际社会影响,我国对于此类废气的排放,也开展了一系列的治理工作。但由于技术等方面的原因,我国对于此类现状的改善并不明显。因此在未来的发展中,我国针对此类技术还应进行更为深入的研究和实践。
针对当前关于可挥发性有机化合物废气的治理现状,笔者综合分析案例,将此类治理技术总结如下:吸附法、化学处理法、生物处理法、冷凝回收法。针对此类治理办法,笔者进行简要的分析介绍。
当前关于可挥发性有机化合物废气的治理,最为常见的方法之一为:吸附法。吸附法在应用的过程中,其主要的应用材料为活性炭。活性炭具有良好的吸附能力,生活中关于活性炭吸附能力的应用也较多。例如装修之后在室内布置的活性炭、鱼缸内放置的活性炭都能够有效的进行污染物的吸附。活性炭在吸收的过程中,具有吸附快、吸收能力强、容量大等特点。
可挥发性有机化合物废气,其具体成分有一定的化学特性。当前关于此类废气的治理办法之一为:化学处理法。化学处理法主要结合燃烧作业进行处理,首先将废气排入特殊管道或容器内。之后对容器中的废气加入特殊催化剂,然后进行燃烧作业。但由于废气排入的过程中,也参杂了较多的空气,因此燃烧的效果、效率都较低。并且由于催化剂无法催化所有的有机物,导致最终的燃烧不彻底,因此化学处理法在实际应用的过程中,整体的效率性较低。
可挥发性有机化合物废气在治理的过程中,由于其成分较为复杂,因此单一的治理方法往往效果较差。一般情况下需进行多类治理方法的综合运用,例如当前治理效果较好的生物处理法。生物处理法在实际运用的过程中,首先将废气进行一次处理。化验废气主要成分,并针对其中颗粒物进行过滤。之后根据其废气成分,将微生物植入废气环境中,通过微生物进行废气的降解和处理。
可挥发性有机化合物废气,一般由两种及以上的废气成分组成。因此其中部分的废气还具有可利用性,冷凝回收法则是针对此类特性的一种治理办法。其治理的原理为将废气冷凝降温,使得废气与其中颗粒物形成结晶体[3]。之后通过回收装置进行回收,并加以利用。此类方法在当前诸多治理方法中,整体的应用效果较为良好,也受到了广泛的认可。
随着当前经济的快速发展,工业的发展速度也不断加快。在此过程中关于可挥发性有机化合物废气的治理现状,也引起了广泛的关注。此后为了有效的改善此类现状,当前关于可挥发性有机化合物废气的治理办法主要有:吸附法、化学处理法、生物处理法、冷凝回收法。几类治理办法中,吸附法对复杂性废气的治理现状较好。其余方法针对单一性废气的治理效果较好,因此未来关于可挥发性有机化合物废气的治理,还应朝着综合性治理方法的方向进行发展。
[1]王广喜,孙晓兵,张竣尧等.有机废气中挥发性有机化合物的净化技术[J].中国资源综合利用,2013,(8):50-51.
重庆市三峡油漆股份有限公司位于重庆市德感工业园区医药化工片区31、32-1号地块,占地面积0.2 km2。本项目为重庆三峡油漆股份有限公司整体搬迁改造项目的生产废水和生活污水集中治理以及中水回用水处理项目。
根据现有污水处理设施的运行状况,拟建工程工业污水需将水性漆污水和溶剂性漆污水单独收集,生活污水可纳入溶剂性漆污水收集管路。采用分开预处理后,集中至废水处理站进行二级生化处理,再进行深处理后回用于车间清洁用水、循环冷却补充水,不外排。
废水经处理达到GB8978-1996《污水综合排放标准》中新建企业一级标准后,经深度处理达到GB50050-95《工业循环冷却水水处理设计规范》和CJ 25.1-89《生活杂用水水质标准》中洗车、清扫用水标准的水质要求。
油漆生产主要是利用油类物质、漆料、颜料、填料、助剂等原料通过混合、乳化等工序进行,其生产过程中产生的废水水质成份复杂,污染物浓度高,废水水质、水量波动大。另外,油漆容器及设备清洗也会产生废水。废水中主要含有树脂、溶剂、助剂、矿物油、植物油、皂、颜料等有机物质,COD浓度高。
从拟建项目厂区废水排放情况可知,三峡油漆主要生产水性漆和溶剂性漆。油漆废水主要来源于生产过程排出的工艺废水、设备和生产场地清洗废水。生产过程产生的工艺水污染浓度最高,最高COD达30 000 mg/L以上,但水量小;设备、场地清洁水污染浓度低,但每天清洗时间比较集中。由此带来废水水质、水量波动较大,悬浮物多。
油漆废水由于其工艺特点,废水中一般残留了生产工艺中所使用的大多数原料、半成品、成品,水质成分复杂,毒性大。根据业主介绍,废水中主要有丁醇、二甲苯、甲醛、酚类、环氧树脂及各种助剂、动植物油、重金属等污染物,导致废水COD浓度高。
油漆废水中最主要的污染物来自于生产工艺中原料、半成品和成品,这些污染物残留在工艺水和清洁水中,一并进入废水处理站,直接导致废水中COD浓度高,毒性大。
国内油漆废水基本上都采用了物化法+生化法的治理模式,采用气浮作为物化处理已经是通行方式,由于生物接触氧化工艺成熟可靠,大多数工艺选择了接触氧化。三峡油漆目前正在运行的废水处理站也是采用上述工艺。
由于预处理效果对油漆废水处理至关重要,其中最重要的是在合适的PH值下混凝气浮,油性废水最佳有效范围在7.0~8.0,水性废水在8.5~10.5,单独设置管路收集水性漆废水,废水进入溶剂性漆废水收集管路。
当车间生产发生事故时可通过阀门转换让废水进入事故池贮存,事故池内分别设置提升泵,根据实际情况将池内废水泵入隔油沉淀池进行处理。
在废水处理站正常运行的情况下,溶剂性漆废水和厂区生活污水一起进入溶剂性漆隔油沉淀池,由于进水标高较低,为减少土建工程量,在溶剂性漆隔油沉淀池前设置集水井,通过提升泵泵入并列运行的两套溶剂性漆隔油沉淀池中。在这里,废水中的油脂上浮和溶剂,较大的悬浮物下沉。隔油沉淀池出水泵入为2#混凝反应器,通过投加HCL或NaOH将废水的PH值由5.5~11.5调到7.0~8.0。然后投加聚合氯化铝(PAC)和聚丙烯乙酰胺(PAM)进行混凝反应,待废水和混凝剂充分混合后进入2#气浮机组,通过压缩双电子层、吸附桥联、网捕等作用将水中的部分有机物和悬浮物形成较大的颗粒物质并粘附于气泡上,气泡在上浮过程中使大部分有机物质和无机污染物质形成浮渣而去除。
水性漆废水单独进入水性漆沉淀池进行处理,出水泵入1#混凝反应器,通过投加NaOH将废水的PH值调到8.5~10.5,然后投加破乳、混凝、助凝药剂进行混凝反应。由于混凝形成的块状物较大,大块的悬浮物在沉淀罐内沉淀后,细小的悬浮物和废水一起进入1#气浮机组。通过压缩双电子层、吸附桥联、网捕等作用将水中的部分有机物和悬浮物形成较大的颗粒物质并粘附于气泡上,气泡在上浮过程中使大部分有机物质和无机污染物质形成浮渣而去除。
1、2#气浮机组出水进入中转池,通过提升泵泵入预曝气池。在这里设置两台提升泵,池内设置下位浮球,以保证提升正常工作。中转池内废水由综合提升泵泵入预曝气池,由于该废水污染物浓度较高,废水经过气浮系统处理后仍然有较高的COD,将曝气池内设置散流曝气器,通过鼓入空气来加速废水的混合,同时还对废水中的污染物有一定的去除率。
初沉配水池出水自流入生物接触氧化池,通过在池体中装加填料作为微生物载体,以此提高微生物的浓度。池内设置曝气管路,通过鼓风机鼓入空气,为微生物的生长提供所需要的氧量。
生物接触氧化池出水自流入二沉池中心管,在沉淀池中进行泥水分离。沉淀池分离出来的活性污泥自流入污泥浓缩池进行浓缩。沉淀池出水管道自流到中间水池。
中间水池设置稀释泵将部分出水泵入前段预曝气池,其余出水进入砂滤池以除去出水中部分细小悬浮物。
砂滤池出水通过提升泵泵入DA863过滤器,在提升泵入口处投加氧化剂、絮凝剂,经水泵叶轮充分搅拌后均匀混合将原水中的胶体物质及细小固体颗粒悬浮物进行微絮凝反应,快速生成体积大于5 um的絮体,流经过滤器内863滤料过滤截留,以及降低化学需氧量、生物需氧量,过滤器出水通过消毒处理后,深度处理水进入回用水池。过滤器采用气水联合冲洗,反洗空气由风机提供,反洗水采用原水反洗,由原水提升泵增压提供。系统的废水(DA863过滤器反洗废水)排入油性漆隔油沉淀池。
气浮系统的污泥化学污泥自流入干化场干化,干化后的污泥运至干泥场,干化场滤液自流入污泥浓缩池。沉淀池分离出来的活性污泥自流入污泥浓缩池进行浓缩处理。
浓缩池的污泥定期泵入卧螺离心机,泥饼储存于干泥场堆放,定期外运处置。污泥浓缩池上清液排入隔油沉淀池。
此项目运行接近1 a时间,砂滤池出水COD徘徊在150左右,并没有预期效果那么好。在今后的类似设计中有待改进。
植物油脂生产中所产生的油脂废水,其成分中含有乳化油、溶解性油、有磷脂、皂脚等物质,如果这些废水不经过任何处理就排放,将会给大自然的水资源造成很严重的污染。对于植物油脂废水的处理工艺有很多种,本文将对这些处理工艺做简单的介绍,希望能对同行人士有所帮助。
植物油脂废水,主要是指植物油脂生产企业排放出来的蒸煮废水、水洗废水、冲地面废水、脱色、脱水、脱臭的真空蒸汽喷射装置冷凝器排出的含油含酸废水和废酸废碱水。有机物和乳化油等油脂的含量极高、金属和有毒物质含量低是植物油脂废水的特点,此特点使得油脂废水比较适合生化处理。我国目前存在的植物油脂企业大多为中小型,油脂废水的排放多为间歇排放,水质水量的波动较大,PH值也不稳定,给生化处理过程带来了一定难度。
隔油池一般有三种型式:平流、平行板、倾斜板,其工作原理是利用油脂废水中悬浮物与水的不同比重而对其分离,属于依靠比重自然浮上分离装置。隔油池主要去除废水中上浮分散油,可能除去的最小油滴粒径为100-150μm。通常进入隔油池的废水,油的含量比较高,油粒径越大,利用隔油池处理的效果就越好。虽然隔油池对分散油的去除效果非常好,但是对乳化油的处理效果就相对较差,所以要向油脂废水中投入破乳剂,将乳化油转变为分散油再进行处理,就可达到理想的效果。
气浮与隔油的最大区别是,隔油是依靠自然上浮,而气浮则是利用微气泡,实行强制上浮。气泡所起到的作用是粘附在油滴上,由于气泡比重远远小于水的比重,所以有很大的浮力,使油滴迅速上浮,从而实现废水中油脂与水的分离。气浮也有三种型式:溶气气浮、电解气浮和机械碎气气浮。三种方式中电解气浮的设备最为简单,操作容易,在不需充气和加混凝剂的情况下,去除废水中乳化油和分散油的效率就可高达90%,但是电解气浮需耗用较大的电量,再加上电极材料等的原因,使得电解气浮多是停留在试验研究阶段,未能得到大的实际应用。机械碎气气浮在电能消耗上比另外两种方式都要低,并且设备投资资金也相对较低,但是目前在植物油脂废水处理中应用的很少。植物油脂厂中目前采用的废水预处理方式多为溶气气浮。植物油脂厂采用气浮技术进行油脂废水预处理,还必须注意以下几点:
a.选用合理气浮工艺;植物油废水气浮工艺一般选用处理后废水部分回流加压溶气气浮工艺较为合适;b.选取合理的PH值;进水PH值试验表明,PH=7时单位体积内微气泡个数最多,平均粒径最小,气浮效率最高,所以在废水进入气浮前要进行中和处理,使PH为7;c.选择合理的释放器类型;当植物油脂废水预处理选择气浮方式时,为了达到理想的处理效果,要选用高效且不易被油粒和悬浮物堵塞的释放器;d.加入适当的破乳剂;油脂废水中的乳化油,自身带有负电荷,并且化学性能非常稳定,因此要在油脂废水中放入适当的破乳剂,将乳化油破解,以实现理想的气浮效果。
混凝破乳常采用的工艺方法是盐析法,此法的作用原理为,将盐类电解质放入到植物油脂废水当中,使油滴与废水面的电层被压缩,从而实现预处理效果。常用的盐析剂有钙澳门·新葡萄新京6663、镁、钠的氯化物及钙、镁硫酸盐。单靠使用盐析法对油脂废水预处理,常遇到的问题是需使用大量盐析剂,聚析以及沉降分离的时间都很长,设备占地面积大等,为了改善上述问题,很多植物油脂生产企业在研究尝试使用铝、铁盐混凝剂破乳,对铝、铁盐的使用出使得以上提到的问题被有效解决外,还可以使增宽最优PH值。
活性污泥法处理油脂废水的原理是,在有氧条件下,向油脂废水中连续的通入空气,使得大量好氧性微生物能够连续、循环生长,此类微生物具有超强的吸附能力,并且在生长中可降解油脂废水中的油粒和悬浮物,转化为自身的有机成分,从而实现水油分离,达到废水预处理的效果。为提高溶解氧的浓度,常采用渐进曝气法、深井曝气法。
生物膜法与活性污泥法类似,都是一种好氧性生物预处理工艺。但是在型式上与活性污泥法还是有所区别,活性污泥法主要利用的是以菌胶团为主的微生物群进行废水预处理,而生物膜法是利用附着生长于某些固体物表面的微生物(即生物膜)实现废水预处理,其附着的固体介质被称作滤料或载体。生物膜法对油脂废水预处理的工作原理是,生物膜首先附着在载体上,由好氧微生物将其分解,之后进入到厌气层进行厌气分解,随着新生物膜的生长,老化的生物膜会被流动的水层冲掉,重复此过程就可以对油脂废水进行预处理。生物膜法具有以下特点:(1)对水量、水质、水温的变化有极强的适应能力;(2)处理效果显著;(3)污泥量小且易于固液分离;(4)节省费用。
生物水解法是对油脂废水厌氧预处理工艺,主要用于处理浓度较高的油脂废水。生物水解法能够去除油脂废水中的有机负荷,该工艺将有机物的厌氧分解中的水解、酸化、酸性减退,甲烷化阶段始终控制在水解、酸化段,利用水解菌和产酸菌将废水中的大分子、难降解的有机物降解为小分子有机物。对油脂废水预处理时,在水解池中加入以光合细菌为主的高效降解菌和产酸菌,将油脂废水中长链脂肪酸类大分子有机物分解成小分子挥发性脂肪酸。目前该工艺已被广泛应用于植物油脂废水的预处理。
随着经济的快速发展,餐饮娱乐行业发展带动啤酒产业的迅猛发展,其产销量巨大,同时随着生产规模的加大,啤酒厂也向环境中排放了较多有机废水,每生产一顿啤酒需要10-30吨新鲜水,产生10~20吨废水。由于这种废水含有较高浓度的蛋白质、脂肪、纤维、碳水化合物、废酵母、酒花残渣等有机无毒成分,排入天然水体后将消耗水中的溶解氧,既造成水体缺氧,还能促使水底沉积化合物的厌氧分解,产生臭气,恶化水质。另外,上述成分多来自啤酒生产原料,弃之不用不仅造成资源的巨大浪费,也降低了啤酒生产的原料利用率,因此,在粮食缺乏,水和资源供应紧张的今天,如何既有效地处理啤酒废水又充分利用其中的有用资源,已成为环境保护的一项重要研究内容。
啤酒工业废水主要含糖类,醇类等有机物,有机物浓度较高,虽然无毒,但易于,排入水体要消耗大量的溶解氧,对水体环境造成严重危害。啤酒废水主要来源为制麦废水、糖化废水、过滤废水、发酵洗罐水、洗瓶水和杀菌水,综合排水浓度范围一般为:pH=5.5~12.0,水温为20~45℃,CODCr=1200~4500mg/L,BOD5=700~2500mg/L,SS=300~600mg/L,TN=30~100mg/L,每生产1t啤酒废水排放量为5~15m3,平均废水量约10m3。啤酒废水的主要特点之一是浓度较高,BOD5/CODCr值高,一般在0.5以上,非常有利于生物处理,且含有一定量的有机氮和磷,会导致水体严重富营养化,破坏水体的生态平衡,对环境造成严重污染,所以啤酒废水的处理势在必行。
啤酒废水属中高浓度有机废水,有很好的可生化性。啤酒废水中含有大量有机碳而氮源含量较少,在进行传统的生化处理中,致使有些啤酒厂采用传统活性污泥法时,在不补充氮源情况下处理效果很差,甚至无法运行。按照环评批复要求,排入市政管网的污水COD浓度应低于150mg/L,现场取样检测污水COD浓度为396mg/L,超出环评批复要求1.64倍。企业污水处理设施没有管理记录和运行台账,存在好氧池曝气不均匀、二沉池污泥膨胀、污泥压滤机长时间闲置不用等问题。自动监控设施存在二次取样问题。自动监控设施设置有储水槽,储水槽内的污水经监测COD浓度仅为95mg/L,存在污水经稀释后再进行监测的嫌疑。
目前国内外普遍采用生化法处理啤酒废水,根据处理过程中是否需要曝气,可把生物处理法分为好氧和厌氧两大类。
3.1酸化―SBR法处理啤酒废水:其主要处理设备是酸化柱和SBR反应器。这种方法在处理啤酒废水时,在厌氧反应中,放弃反应时间长、控制条件要求高的甲烷发酵阶段,将反应控制在酸化阶段,这样较之全过程的厌氧反应具有以下优点: 由于反应控制在水解、酸化阶段反应迅速,故水解池体积小; 不需要收集产生的沼气,简化了构造,降低了造价,便于维护,易于放大; 对于污泥的降解功能完全和消化池一样,产生的剩余污泥量少。
废水首先通过微滤机去除大部分悬浮物,出水进入调节池,然后提升泵,在进入垂直折流式生物接触氧化反应器(VTBR)[6]中进行生化处理,通过风机强制供风使废水与填料接触,维持生化反应的需氧量,VTBR反应器出水进入沉淀器,去除一部分脱落的生物膜以减轻气浮设备的处理负荷,之后流入气浮设备去除剩余的生物膜,污泥及浮渣送往污泥浓缩池浓缩后脱水。但是气浮设备所需能耗大,投资费用较高,并且使流程更加复杂不易管理维修等。
此处理工艺中主要处理设备室上流式厌氧污泥床和好氧接触氧化池,对SS的去除率在50以上。上流式厌氧污泥床能耗低、运行稳定、出水水质好。好氧处理对水中的SS和COD均有较高的去除率。此工艺的处理效果好、操作简单、稳定性高。只要投加占厌氧池体积1/3的厌氧污泥菌种,就能够保证污泥菌种的平稳增长。对悬浮物的去除率达96.6,该工艺适合用在啤酒废水处理中[8]。
3.4 UASB+SBR法处理啤酒废水:本处理工艺主要包括UASB反应器和SBR反应器。将UASB和SBR两种处理单元进行组合,所形成的处理工艺突出了各自处理单元的优点,使处理流程简洁,节省了运行费用,而把UASB作为整个废水达标排放的一个预处理单元,在降低废水浓度的同时,可回收所产沼气作为能源利用。同时,由于大幅度减少了进入好氧处理阶段的有机物量,因此降低了好氧处理阶段的曝气能耗和剩余污泥产量,从而使整个废水处理过程的费用大幅度减少。采用该工艺既降低处理成本,又能产生经济效益。
啤酒厂污水在厌氧处理过程中产生大量的沼气,沼气是富含甲烷的生物质气体,甲烷含量高达60%-70%,热值比城市煤气略高,是非常好的气体燃料,具有很好的利用价值。同时沼气也是污染性气体,含有硫化物气体(硫化氢、硫醇、硫醚、噻吩等有机硫化物)、氨气、卤素类气体等恶臭或刺激性气体,严重影响大气环境质量。另外沼气中的甲烷还是强温室效应气体,其当量质量是二氧化碳的21倍。因此资源化利用沼气具有多重经济和社会价值。
沼气发电及余热回收利用,是最大限度回收利用沼气技术的发展方向。针对与此,本公司基于多年来在生物质气体利用方面的技术研发和工程应用方面的经验,以沼气发电利用为主要技术环节,以多种余热回收并形成热能输出为辅助环节,以最大限度地燃烧利用沼气并获得可供碳交易的温室气体减排量为目的,开发出了整套的包含气体收集、净化处理、发电与余热利用在内的系统化技术,可以为沼气发电及余热利用工程全方位地提品或工程建设服务。
[1] 任艳双. 厌氧膜生物反应器与离子交换工艺组合处理啤酒废水试验研究[D]. 天津大学,2006年.
随着石油化工行业的兴起和发展,人类所生存的环境就逐渐发生恶化,大气污染越发严重。这就足以说明,石油化工行业在生产过程中排放的废气是大气环境污染的真凶。这种废气排放量巨大,其中包含的有机物含量波动性大,是有毒气体,还可以燃烧,有些废气甚至有恶臭,废气的成分氯氟烃也是破坏臭氧层的罪魁。除此以外,石化行业中的储存设备,印刷厂以及石化相关行业都是产生有机废气的源头。面对大气质量的下降,环境的恶化,必须减少大气中的有机气体排放,这里面最有效的手段就是从源头入手,这也是最为经济的手段。
废气污染会导致环境恶化加重,而最终受害的是我们人类。有机废气对的危害是多方面的,来自不同行业的有机废气所具备的毒性也是有所区别的,最常见的几种主要有机废气对的危害表现如下:苯类的有机气体会造体中枢神经系统的损害,高浓度的苯蒸气(含量达空气的2%)可导致急性中毒身亡。多环芳烃具有强烈的致癌特性,属于严重污染物。苯酸类有机气体会是蛋白质变性凝固,造成全身中毒。腈类有机气体可导致呼吸问题,甚至窒息死亡。硝基苯破坏神经系统,影响脏器功能。有机磷化物会导致血液中胆碱脂酶的活性降低,发生功能性神经系统障碍。在各种硫化有机物中,高浓度的硫醇是可能致命。高浓度的含氧有机物环氧乙烷可致人死亡。
目前而言,治理有机废气比较普遍的方法有吸附法、吸收法、氧化法等。这些方法虽然目前使用广泛,不可回避一个问题是效率不高,经济性低,因此在有限的环境治理投入下,带来的环境改善效果也很有限。
2.1活性炭吸附法。吸附是指液体或气体附着集中于固体表面的作用,一般的活性碳都能发生这种作用。根据选取的吸附材料以及吸附机理的不同,吸附法又可分成化学吸附和物理吸附。化学吸附利用的是疏水键去除有机污染物的,例如用酚醛树脂吸附剂去除邻苯二甲酸二甲酯类物质。但是化学吸附剂,更多的是运用在去除水相污染物当中,用来去除有机废气的情况比较少见,究其原因是吸附剂与气体接触时间不够长,无法进行有效的反应,导致吸附效果达不到预期。这就使得人们在实际生产中选择物理吸附材料处理有机废气,比如活性炭、沸石等。选择这种孔状结构,比表面积大,物理吸附能力强的吸附剂符合去除有机气体的要求。实验数据表明,纤维吸附材料与蜂窝状、颗粒状吸附材料相比,具备更快的传质速率,因此,常常选择纤维吸附材料,以提高去污效率。
2.2吸收法。吸收法一般情况是指的是液体吸收法,其基本的原理是废气和吸收剂接触很充分,吸收剂对于有害物质进行吸收,再经过接吸收过程,从吸收剂中除去废气并提取吸收剂,这样就使得吸收剂能够被循环利用。目前废气处理设备中喷淋装置是使用吸收的原理进行制作的。物理吸收剂是利用的物质具备相似相容的物质特性,比如常见的吸收剂水,可以用于去除那些易溶于水的气体,像丙酮、甲醇、醚,但是对于水溶性差的物质水无法起到作用。这就需要使用化学吸附的方法,其主要的原理是吸附剂上面的基团与有机废气发生,就当前国内外对吸收法的应用,可以获得以下经验总结。一是国内外研究者研究了不同溶剂吸收法对各种有机废气污染成分的处理效果,吸收剂主要包括有机溶剂、表面活性剂和水,还包括新型环保型吸收剂环糊精;因此废气种类不同,采用的吸附剂的种类也就不同。
2.3催化氧化燃烧法。对于处理那些有毒、有害、没有回收价值的气体,如VOCs,氧化法是最佳的处理手段。该方法的基本原理是VOCs同氧气发生氧化反应生成水和二氧化碳,氧化反应就好比燃烧过程一样,最后得到的成分是对空气无害的水和二氧化碳。通常采用以下两种方法促使氧化反应的顺利进行:一种是加热升温,即热氧化法,使得废气达到氧化反应必需的最低温度;另一种是催化氧化,催化氧化是指不改变反应的温度和压强,向反应环境中添加金属催化剂,例如Pt、Pd、Ni等,废气中的有机污染物同氧化剂发生的氧化反应,催化剂的存在可以大大降低催化燃烧所需要的温度。如何获得高效的催化剂是催化氧化法的关键。近些年来,人们一直致力与整体催化剂的研究,同颗粒状催化剂比较,其在传质、传热、压降性能等诸多方面表现出优点。
相比传统的有机废气处理技术,因其存在诸多不足,随着近些年生物技术的发展,人们试图在新领域利用先进的生物技术治理有机废气,包括生物膜法和等离子分解法等。
3.1生物膜法。人们利用自然界中的有机生物,特别是微生物降解过程来处理废物是一种优异的处理手段,我们知道采用生物膜法对有机污水进行处理已有超过一百年的历史,但是将其应用于工业废气处理,特别是净化有机废气却刚刚起步。国内外对生物膜法处理有机废气的研究都处理理论实验阶段,尚未获得可以用于生产实践的技术,不过其广阔的前景已经被业界所看好,生物膜法是也是机废气治理研究的前沿性课题。生物膜法治理有机废气是指将微生物培养在多孔性介质的表面,并让污染气体在填料床层中进行生物处理,可出去其中的大部分有机污染物,并使之在空隙中发生降解反应;孔隙中的微生物消耗掉空隙中的有机污染物,并降解成水、二氧化碳和中性的盐类。
3.2等离子体分解法。利用等离子体分解法对氯氟烃进行分解的技术已经被用于工业生产了,该分解过程可以在短较短的时间内完成,而且对装置的规模没有要求,在小型装置内也可以处理大量的氯氟烃等气体。等离子体分解法运行设备包含两个子系统,一个子系统是利用高频等离子体急速加热等离子体,使其温度在短时间内升高到约10000摄氏度,这就是超高温加水分解系统,这是利用等离子体的化学作用与水蒸气接触进行分解的原理。另一个子系统是为了防止二恶英类的再度合成的排气急冷系统,其可以把高温分解的排气急速冷却到80°C以下。组成一个完整的这种系统需要氯氟烃和水蒸气的供给装置和等离子体发生装置,还需要反应炉、冷却罐和排水处理装置等。
有机废气的处理一直以来都是影响大气环境的关键因素,工业高速发展以来,人们排放到大气中的有机气体不论是量还是类,都发生了质的变化,环境治理刻不容缓。减少环境污染最有效的途径就是从源头入手,降低有机气体的排放,这就需要高效、节能、经济的有机废气处理手段,因此在传统的处理技术上,研发新的处理技术就显得格外重要了。相信随着科学技术的不断发展,创新性的有机废气处理技术也会被应用到工业生产中去,降低甚至消除大气中有机气体的排放指日可待。
[2]陈健,古共伟.我国变压吸附技术的工业应用现状及展望[J].化工进展,1998,(1):14-16
摘 要 如何优化油气企业污水处理工艺,降低污水处理成本,提高污水处理效果,对于污水处理有着极其重要的意义。必须指出的是,油气废水处理系统的优化改造是一个非常错综复杂的问题,从目的上它不仅要基于污水水质分析,按照技术和经济的要求,在条件允许的范围内,利用各种方法,找出最佳的设计工艺方案,并在设计工况条件下,找出最佳的设施组合和最佳工艺参数。
随着石化企业和各项工业的不断深入发展,全球性的环境污染日益破坏着地球生物圈几亿年来形成的生态平衡,并对人类自身的生存环境存在威胁。由于逐渐加重的环境压力,当前世界各国纷纷制定严格的环保法律、法规和各项有力的措施,我国作为世界大国,对环境保护也越来越重视,并向国际社会全球性环境保护公约作出了自己的承诺。
根据使用技术措施的作用原理和去除对象,废水处理法可分为物理处理法、化学处理法和生物处理法三类。具体如下:
1.1.1 格栅和筛网 格栅是一组平行金属栅条制成的有一定间隔的框架。把它竖直或倾斜放置在废水渠道上,用来去除废水里粗大的悬浮物和漂浮物,以免后面装置堵塞。
1.1.2 沉淀法:利用重力作用,使废水中比水重的固体物质下沉,与废水分离。主要用于(a)在尘砂池中除去无机砂粒(b)在初见沉淀中去除比水重的悬浮状有机物(c)在二次沉淀中去除生物处理出水中的生物污泥(d)在混凝工艺以后去除混凝形成的絮状物(e)在污泥浓缩池中分离污泥中的水分,浓缩污泥。此法简单易行而且效果好。
1.1.3 气浮法:在废水中通入空气,产生细小气泡,附着在细微颗粒污染物上,形成密度小于水的浮体,上浮到水面。主要用来分离密度与水接近或比水小,靠重力无法沉淀的细微颗粒污染物。
1.1.4 离心分离:利用离心作用,使质量不同的悬浮物和水体分离。分离设备有施流分离器和离心机。
酸性废水处理可以用投药中和法、天然水体及土壤碱度中和法、碱性废水和废渣中和法等。药剂有石灰乳、苛性钠、石灰石、大理石、白云石等。他的优点是:可处理任何浓度、任何性质的废水。
投酸中和法可用药剂:硫酸、盐酸、及压缩二氧化碳(用二氧化碳做中和剂,由于PH值低于6,因此不需要PH值控制装置)酸性废水及废气中有高达24%的二氧化碳,可用来中和碱性废水。其优点可把废水处理与废水沉淀结合起来,缺点是处理后的废水中硫化物、耗氧量均有显著增加。
利用微生物可以把有机物氧化分解为稳定的无机物的这一功能,经常采用一定人工措施大量繁殖微生物。
1.3.1 好氧生物处理法: 应用好氧微生物,在有氧环境下,把废水中的有机物分解成二氧化碳和水的方法,主要处理工艺有:活性污泥法、生物滤池、生物转盘、生物接触氧化等,这种方法处理效率高,应用面广。
1.3.2 厌氧生物处理法: 应用兼性厌氧菌和专性厌氧菌在无氧条件下降解有机污物,最后生成二氧化碳、甲烷等物质的方法。主要用于有机污泥、高浓度有机工业废水的处理。如啤酒厂、屠宰厂。
1.3.3 自然生物处理法: 应用在自然条件下生长,繁殖的微生物处理废水的方法。工艺简单,建设费用和运行成本都比较低,但其净化功能受自然条件的限制,处理技术有稳定塘和土地处理法。
2.1 工程设计人员大都是仅仅了解废水水质的情况下澳门·新葡萄新京6663,根据自己的工程经验和直觉进行设计,这样往往造成工程缺陷,使建成的处理系统处理废水不能达标排放。
2.3 在许多现有的处理系统中,由于所要处理的水质发生改变,原有工艺不能针对目前的水质进行有效的处理。
污水处理单位废水的水质为含有一定量难生物降解物质和油气的有机废水,各油气行业排放的废水所含污染物质不同,其相应的治理工艺流程也不同。生物处理因具有处理成本较低,并能大幅度去处有机污物和一定特性使得油气废水治理采用生物治理作为主要治理单元己成为共识。
但结合企业污水处理目前的运行现状及操作工人素质,为确保污水处理厂处理出水的稳定达标排放,因此改造扩建工艺的设计思想以强化物化处理的原则,以生物处理工艺为重心,尽量提高强化生物处理的作用。鉴于污水处理单位接受的油气废水综合性废水,是典型的难生化降解的有机废水,水质性质有其特殊性,而且各有关企业生产废水排放的水质水量的不稳定性,以及污水处理厂的运行成本及运行负荷。因此必须要有针对性的废水处理工艺,才能达到较好的处理效果。在选择处理工艺前,应在分析废水水质及其组成及对废水所要求的处理程度的基础上,确定各单元处理方法和改造工艺流程,以验证改造工艺的有效性。