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关键词:驯化活性污泥 高含盐量 甜菜碱
前言
高含盐有机废水是极难处理的工业废水之一,目前采用两种处理方式,即先脱盐后处理和不脱盐直接处理[1]。由于高浓度的盐对微生物生长有很强的抑制作用,从而使生物法处理高含盐有机废水很困难。对于好氧和厌氧两种情况,在实际处理中对好氧生物处理研究较多,好氧生物处理法有活性污泥法、生物膜法和培养适盐菌[2-3]等多种方法。研究表明[3-4],在厌氧系统中甜菜碱具有抗钠毒性作用。
本实验采用驯化活性污泥的方法处理高含盐量有机废水,并在驯化过程中加入甜菜碱,考察好氧系统中甜菜碱是否同样具有抗纳毒性作用。 1 实验方法
取两组香香菌种(1#和2#),1#直接在含盐废水中驯化,2#在1#的基础上加入甜菜碱进行驯化。模拟的含盐废水中加入葡萄糖作为主要降解基质,并加入少量苯酚兼做降解基质和指示剂。所采用的实验流程如图1所示。按m(C):m(N):m(P)=100:5:1的配比向微生物培养基中加入尿素、磷酸二氢钾等,配制成所需浓度,盐度采用无水硫酸钠调节。培养基曝气一定时间,曝气后静置半小时,分层后取上层清液待检测。
采用分光光度法检测进出水苯酚吸光度,对照苯酚降解标准曲线,求算去除率,确定生物降解性能。 2 结果与讨论 2.1 操作参数的确定
2.1.1 温度的确定
温度是微生物的重要环境因素,实验中温度主要表现为对活性污泥的影响。工业废水生物处理中微生物大多数为中温性细菌,合适的温度为25~35℃。温度太低,活性污泥处于休眠状态,活性不高;温度过高,生物的蛋白质和酶凝固,活性污泥会停止作用或死亡。实验显示,9℃时吸光度为0.232,而25℃时则为0.032,为保证实验的可比性,维持较高的污泥活性,实验将温度控制在25℃左右。
2.1.2 曝气时间的确定
图2为曝气时间与苯酚去除率的关系曲线。实验选取的有机废水中有机物主要有葡萄糖和少量苯酚,含盐量为4000mg/L硫酸钠溶液,从图中可以看出,1#、2#试样苯酚去除率几乎重叠,随着曝气时间的延长,指示剂降解去除率迅速上升,曝气4.0h,指示剂降解去除率达到99.4%,继续延长曝气时间,指示剂降解去除率变化不明显,适宜的曝气时间为4.0h。 2.1.3 驯化周期的确定
在驯化过程中,对某一特定盐浓度,需要有一个适应过程,该过程的长短主要取决于盐抑制的大小和生物自身种群演替周期及对盐的适应能力。实验选取4000mg/L硫酸钠溶液,考察驯化周期对去除率的影响。图3为驯化时间对苯酚去除率的影响。如图所示,2#试样去除率较1#高,并且随着驯化时间的延长,指示剂降解去除率逐渐上升,驯化周期5d时两者降解去除率比较接近,高达99%以上,由于种群演替周期一般为4~5d[5],兼顾两方面的因素,合适的驯化周期为5d。 2.2 驯化对有机物降解的影响
2.2.1 盐浓度的影响
图4为驯化对指示剂去除率的影响。从图中可以看出,随着硫酸钠浓度的提高,驯化污泥的苯酚去除率明显比未驯化污泥高。在实验的盐度范围内,驯化污泥苯酚去除率维持在90%以上;而未经驯化污泥苯酚去除率在盐浓度小于3000mg/L时去除率较高,盐度处于3000~5000mg/L时,苯酚去除率急剧下降,继续提高盐浓度,去除率仅维持在30%附近,表明生物经驯化后可以降低盐的抑制影响。其原因在于盐浓度较低时,生物可以适应于盐溶液并生长,降解有机物性能良好,提高盐浓度,未驯化生物受到抑制,降解性能明显下降,指示剂降解去除率维持在较低的水平。经过驯化的生物对渗透压的调节能力增加,抵御盐抑制的能力增强,在高含盐量环境中能够继续降解有机物,苯酚的去除率保持在较高的水平。 2.2.2 驯化后活性污泥的生物相
活性污泥经驯化后逐渐成熟,其外观颜色由浅棕黄色变为深棕黄色;污泥沉淀性能较好,SVI数值在65~90之间;整个实验阶段未发生污泥膨胀现象,驯化活性污泥m(MLVSS)/m(MLSS)值在0.60~0.70之间。通过污泥镜检,驯化前生物相十分丰富,原生动物中钟虫、盾纤虫等纤毛虫数量众多,菌胶团种类繁多,有少量丝状细菌。驯化后以菌胶团为主,伴有少量原生动物,其中裂口虫居多,还有少量漫游虫出现,丝状菌数量明显减少。驯化污泥中钟虫、盾纤虫的消失是由于盐度的抑制作用所致,耐盐性较好的裂口虫和漫游虫的存在有助于菌胶团的形成及活性污泥的沉降性能,对改善出水水质有重要作用。驯化活性污泥中丝状细菌的消失与没有发生污泥膨胀现象相符。
2.3 甜菜碱的影响
图5为甜菜碱对驯化污泥苯酚去除率的影响。由图可知,随着盐浓度的增加,苯酚去除率逐渐下降,在整个盐度范围内(Na2SO4<20000mg/L)。两者整体上都维持较高的去除率,进一步表明驯化有助于增强微生物抵御高盐度抑制的能力。结合图2和图3,实验中加入甜菜碱的生物降解去除率(2#)比没加甜菜碱的生物降解去除率(1#)略为高一些,但是这种差距不明显。相比甜菜碱在厌氧系统中的抗钠盐抑制作用[4],在好氧系统中甜菜碱的抗钠毒性作用极不显著。观察驯化过程中加甜菜碱和不加甜菜碱的微生物,两者生物相基本没有差别,这也说明甜菜碱在驯化过程中没有起到显著作用。 3 结论
①合适的驯化活性污泥条件温度为25℃,曝气时间为4h,驯化周期为5d。
②驯化活性污泥可以有效地处理高含盐量有机废水,在含盐量Na2SO4<20000mg/L范围内驯化污泥可以正常降解废水中的有机物,指示剂苯酚的去除率稳定在90%以上。
③驯化活性污泥具有良好的吸附、凝聚性能,其生物相以菌胶团为主,菌种数量大致没变,种类减少,原生动物数量减少,主要以裂口虫和漫游虫为主。
④在好氧系统中甜菜碱的抗钠毒性作用不明显。 参考文献:
[1]冯克亮摘译.含盐废水生物处理[J].环境科学动态,1998,3:22~23.
[2]周陪瑾,等.嗜盐细菌[J].微生物学报,1989,16(1):31~34.
[3]田新玉,等.极度嗜盐细菌和耐盐细菌的区分[J].微生物学报,1990,30(4):314~317.
[关键词]医药废水;芬顿氧化;A/O工艺
中图分类号: X703文献标识码:A 文章编号:
Fenton pretreatment + A / O treatment of a pharmaceutical factory caffeine Wastewater
Wang xiaogang1 Yin xiandong2
Abstract: Fenton-A / O combined process in the pharmaceutical and chemical wastewater treatment applications. The application results show that the process of COD removal efficiency up to 85%, ammonia removal efficiency up to 95%, the indicators are treated effluent to meet the chemical synthesis pharmaceutical industrial water pollutant discharge standards "requirements, embarrassed degradation of organic wastewater treatment has opened up new avenues.
Key words: pharmaceutical wastewater; Fenton; A / O process
咖啡因废水是制药过程中产生的一类生产废水,具有污染物含量高、毒性强、难生物降解、色度深、氨氮高、盐度高、水质变化快等特点,是一种难处理的高浓度有机废水。由于该废水无法直接进行生化处理,因此需经过有效的预处理。芬顿氧化法主要是利用产生的•OH与废水中的有机物反应,使废水中难降解的有机物被氧化成小分子有机酸等[1]。芬顿处理过的废水再进入水解酸化转化后进入A/O池利用高效微生物菌降解废水中的COD及氨氮。本次混合废水的试验目标是在独立的水解酸化池中尽可能的把有机氮转化成氨氮和控制住A/O系统中的PH异常变化且能有效的去除氨氮及COD[2]。
1、实验部分
咖啡因废水来源及水质
本试验废水由制药厂提供,为四种生产废水,废水分别是大集水池水、甲化残液水、水洗原母水和一次氯提水,按提供的配水比例,大集水池水:甲化残液水:水洗原母水:一次氯提水=8:1:1:1配水。经配水后,混合废水的主要成分为高浓度有机污染物、无机盐和氨氮等,具体污染因子浓度如下表,本实验出水指标要求如下表。
试验仪器及试剂
仪器:CHYF-6A型臭氧发生器,杭州之江水处理设备厂;pHS-2F型pH计,上海精密科学仪器有限公司;ALC-1100.2型Acculab电子天平,赛多利斯科学仪器北京有限公司;Multi NC2100型TOC分析仪,德国耶拿分析仪器股份公司; 5B-6C型(V8版)四参数水质分析仪,北京连华永兴科技发展有限公司;FLX300型便携式溶氧仪,佛朗电子。
试剂:重铬酸钾;双氧水;硫酸亚铁;高效微生物;硫酸汞;碘化钾等。
1.3试验方法
采用“个别废水羟基氧化+预处理+水解酸化+A/O活性污泥法工艺”对该混合废水进行小试试验。生物系统采用高效微生物,以间歇式进水工艺运行。试验工艺流程见图1
工艺流程图1
1.3.1实验方法说明
甲化残液废水单独进行预处理(羟基氧化、破酯反应)、水洗原母废水单独进行预处理(羟基氧化、絮凝沉淀)、一次氯提废水单独进行预处理(吹脱除氯仿),然后和大集水池中的废水混合,混合比例按大集水池水:甲化残夜水:水洗原母水:一次氯提水=8:1:1:1配水。混合水先进入独立的水解酸化池进行反应,然后水解酸化出水进入A/O池,A(兼氧搅拌)/O(好氧曝气)反应,以验证高效微生物在A/O工艺中对废水的处理效果。稳定运行时,该水解酸化、A/O活性污泥系统进、排水量控制在7L。
1.3.2试验控制参数
1、水解酸化系统
2、A/0系统
1.4 分析方法
试验中检测分析项目有:CODcr 采用重铬酸钾法测定、氨氮采用蒸馏法测定、盐度利用盐度计、pH用pH计进行测定 、DO利用溶氧仪进行测定、 SV30静沉测定等,分析方法采用国家标准推荐方法执行[3]。
2、试验效果
本试验是在实验室进行工艺模拟试验,小试的主体是高效微生物生化系统,我们进行了废水模拟生化处理。稳定运行期间,水解酸化和A/O的进、出水数据见图表1和图表2:
水解酸化系统进、出水数据图表1:
注:1#、2#分别表示第一批试验和第二批试验。
A/O系统进、出水数据图表2
注:1#、2#分别表示第一批试验和第二批试验。
3、结论
从整个试验来看,在对废水预处理有效的情况下,未出现现场中试现场PH异常变化现象。利用A/O工艺对该废水处理有较明显的处理效果,微生物经驯化后对废水中的污染因子表现了较强的适应性。说明高效微生物能够较好的处理该废水,其拥有处理工艺简单、控制简单、出水效果稳定等优点[5]。
通过此次试验,从进、出水的数据及运行的稳定性上来说,水解酸化系统进水COD浓度稳定在4000mg/L、氨氮浓度在150.0 mg/L, 水解酸化系统对COD的去除率有25%、氨氮浓度升高了约40.0 mg/L,升高的这部分氨氮是废水中的有机氮转化成氨氮。此时,A/O系统对COD的去除率有85%、对氨氮的去除率稳定维持在95%的水平。就工程现场的水量稀释倍数和COD、氨氮处理效果来说,本次试验达到了业主对排放指标的要求。
【参考文献】
[1]. 高延耀 顾国维主编.水污染控制工程.北京:高等教育出版社,1999.4:19-40
[2]. 刘天齐 黄小林主编.环境保护.北京:化学工业出版社,2000.3:97-146
[3]. 蒋展鹏主编.环境工程学.北京:高等教育出版社,1992:45-67
关键词:氯碱化工;企业;综合;废水处理;回用利用
1.氯碱化工企业生产废水危害综述
氯碱化工企业所生产的废水主要来源于氯碱、PVC生产过程,其中来源于氯碱生产过程中的生产废水主要有化盐工序盐水、螯合树脂再生废水、生产工序中产生的酸碱废水、碱蒸发工艺冷凝液;来源于PVC生产过程中的废水有乙炔发生器的电石渣废水、氯乙烯合成废水、PVC聚合废水、干燥工序废水等。氯碱化工企业生产过程中产生的大量废水含盐量高、氯离子成分也较高,属于高盐度废水,水质成分也极为复杂,有各种副产物;污染物的浓度也较高,难降解的生物物质也较多,可生化性较差。
2.氯碱化工废水处理方法概述
氯碱化工废水处理要根据其水质特点,采用不同的废水处理方式,通常采用组合工艺进行废水的处理,具体如下:(1)物理化学废水处理法①电化学法。由于氯碱化工废水之中含有较高的盐量,含电解质较多,因而,具有较强的导电性,因而,可以运用电化学法,对高盐度的有机工业废水进行处理。经过实验证明,采用电化学法进行废水处理的实验条件有:电流密度为0.015A/cm。2,槽电压为8.4V,电解时间为90分钟,在这个实验条件前提下,可以较好地去除废水中的有机物,提升废水的透明度,使CODcr的去除率达到65%、色度的去除率达到70%。②絮凝沉淀法。在氯碱化工生产中的PVC生产过程中,含有大量的有机废水,而主要的成分是冲釜水,由污染物聚氯乙烯、乳化剂组成,对于这种污染废水可以采用絮凝沉淀法,进行混凝过滤预处理试验,使CODcr的浓度大幅度地下降。③焚烧法。对于氯碱化工企业生产过程中所产生的高浓度废水可以采用焚烧技术进行处理,通过蒸发工艺,将高浓度有机废水中的挥发性有机物和半挥发性有机物转化为不含盐的有机废水废气,并对蒸发的残液进行萃取预处理,使其脱盐,在高沸点之下,实现有机物和无机盐的分离。(2)生物法①好氧生物处理法。氯碱化工企业生产过程排放的酸性废水,会严重地腐蚀排水管道和构筑物,因而,可以采用“中和-生物滤池工艺法”进行高浓度酸性废水的处理,在过滤中和与生物膜技术融合的运用之下,稳定其出水PH值,降低CODcr。②厌氧生物处理法。由于含盐的废水会对微生物的生长产生抑制作用,会提升其生物处理的难度,因而,可以运用厌氧生物处理法,处理氯碱电石渣上的废水。
3.氯碱化工企业废水处理及回用方案的研究
(1)方案思路对于氯碱化工企业生产过程中产生的大量废水,要进行综合废水处理及回用利用。对于氯碱生产的废水单独预处理做回用水的价值不大,而是收集后直接进入到废水最终处理系统之中,其中:水合肼废水经过锅炉脱硫除尘;浓水站废水经由三氯氢硅合成炉、空冷器检修。其方案的整体思路设计如下:综合废水处理及回用利用的工艺方案选择:要选用混凝沉淀+水解酸化+生化处理+氧化处理工艺。其主要工艺为水解酸化及曝气生物滤池工艺。在生产废水回用利用的处理过程中,主要工序有:①PVC生产工序的乙炔生产废水工序。在这个工序之中,对于酸碱度及有机物的浓度没有特殊的要求,因而,乙炔发生工序产生的电石渣废水在预处理之后即可以进入循环利用。②三氯氢硅生产工序的废水回用。在三氯氢硅合成炉、空冷器检修中的用水通常采用大量的新鲜水,它也没有什么特殊的要求,因而可以采用浓水站的浓水,实施对三氯氢硅合成炉、空冷器的检修。③三氯氢硅尾气是酸性的,因而需要用大量的碱性水来吸收,可以采用PVC的强碱性废水中和和吸收三氯氢硅尾气。如果碱性不足,可以添加电石渣,以增加三氯氢硅尾气的碱性。这样做的优越性在于既减少了三氯氢硅尾气的新鲜水量,又降低了外排废水量。④锅炉烟气呈酸性,也需要采用碱性水来吸收。由于水合肼废水碱性和氨氮浓度高有机污染物的浓度低,因而可以与PVC工序的电石渣废水相混合,以实现锅炉脱硫除尘的目的。(2)处理系统及规模在氯碱化工企业的综合废水处理系统中,主要包括有以下几个处理系统:PVC废水处理及回用系统、三氯氢硅尾气吸收系统、锅炉脱硫除尘系统、浓缩水综合利用系统、水合肼废水处理系统、外排废水最终处理系统等。(3)综合废水处理工艺①PVC综合废水处理及回用工艺PVC废水处理及回用系统的工艺流程,如下图所示:由上图可知,PVC废水处理及回用系统工艺,是将含5%电石渣的废水收集到贮液池1之中,再经由碱泵1进入到增稠池,去脱硫除尘系统,增稠池上的清液经碱液池2、碱泵2再返回用于乙炔发生器。增稠池的浓液部分则由泥泵1进入到贮泥池1,经由压滤泵1进入到板框压滤机之中实施脱水,滤液进入碱水池收集后去三氯氢硅尾气吸收系统。至于污泥,则进行压滤产生滤渣实施外售。②三氯氢硅尾气吸收系统的工艺三氯氢硅尾气吸收系统的工艺流程,如下图所示:来自PVC处理及回用系统碱水池在上图中,来自贮液池2和渣浆池的废水要经由提升泵1进入幅流沉淀池之中,幅流沉淀池中的清液中的一部分可以用于PVC乙炔发生器,一部分进入到了外排废水最终处理系统,经三氯氢硅吸收泵1、2到达三氯氢硅吸收塔1、2之中,吸收后的废水返回到渣浆池中。③浓水站浓缩水综合废水处理及回用利用系统如上图所示:浓水站的浓水经由浓水站水池流入到三氯氢硅检修水池1、2之中,再由三氯氢硅检修水泵1、2进入三氯氢硅合成炉冲洗,冲洗的废水去外排废水最终处理系统之中。④水合肼废水收集系统水合肼生产废水进入到水合肼废水收集池之中,再经由水合肼废水泵进入到锅炉脱硫除尘系统的循环水池之中。⑤外排废水最终处理系统工艺外排废水最终处理系统工艺流程为:生产废水经由格栅去除漂浮物,注入到调节池之中,再流入到絮凝反应池中,添加混凝剂以增加沉降效果,可以调节PH值,降低水体的浊度,待絮凝反应结束之后进入沉淀池进行分离,进行生化反应降解COD后,进入贮水池,最后经过臭氧由标准化排放口出水。
【参考文献】
[1]王福龙,姜剑,罗富金.钢铁企业综合废水处理与回用工程设计及管理研究[J].给水排水,2014(03).
关键词:电吸附 深度处理 脱盐
电吸附技术[1](Electrosorb Technology,简称EST),又称电容性除盐技术,是20世纪90年代末开始兴起的一项新型水处理技术。
电吸附技术是一种全新的水处理概念,在处理效率、适应性、能耗、运行维护以及环境友好等方面有着独特的优势,是一种非常有潜力的深度水处理技术。然而,企业在应用电吸附处理技术时的主要目的是为了部分脱除水中的盐度或某些离子[2],对去除COD方面的内容关注不多,缺乏可借鉴的经验。
绍兴地区某污水处理厂是一家以处理印染废水为主的大型污水处理厂,目前正面临着提标升级的巨大压力。尽管已经有实际应用的报道,但电吸附技术在去除印染废水COD的效率仍然缺乏研究。鉴于电吸附高效无污染的特点及绍兴地区所面临的提标改造的要求,本项目拟采用电吸附技术对绍兴地区某污水处理厂二沉池出水进行深度处理,考察电吸附技术对印染废水深度处理应用的可行性。
1 试验装置与方法
试验以绍兴某污水厂二沉出水为研究对象,通过设计流量为0.5m3/h的电吸附中试装置的处理,达到脱盐和深度处理的目的。具体水质见下表:
1.1 试验装置与流程
1.2 试验方案
中试系统每天稳定运行6小时,取样1次,检测化验电导率、COD、pH值、TDS、氯离子、硫酸根离子、碱度等指标。
2 结果与讨论
2.1 中试脱盐效果
中试为7月17日-8月24日,流量为0.5m3/h,进水电导率平均4883.33us/cm,产水平均1451.48us/cm,浓水平均9331.11us/cm,产水平均去除率70.3%。
2.2 中试COD去除效果
中试为7月17日-8月24日,流量为0.5m3/h,进水COD平均92.3mg/L,产水平均54.4mg/L,浓水平均192.3mg/L,产水平均去除率41%。
2.3 中试其他离子去除效果
2.4 中试能耗和产水率
本次中试装有电表,模块耗电统一显示在控制柜电能表上,计算后得:
产水的吨水电耗为:2.95KW/h,本次中试产水率为70.5%。
3 结论
中试结果表明,经过常规处理后的印染废水,具有电导率高、处理难度大的特点,使用电吸附技术可对其进行深度处理,不但除盐率和产水率都可达到70%以上,对COD、TDS及其他离子均具有较高的去除率,但较高的能耗将是限制其大规模应用的主要因素,也是今后研究攻克的主要方向。
【参考文献】
关键词 制药废水;处理技术;工艺流程;应用研究;改善措施
中图分类号:X7 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2013)17-0099-02
现代的制药企业大多数都是采用化学合成的方法来药粒成型的,因此在这个过程中会涉及的许多有害的化学原料,会随工业排水而被排出,最终会对周围的环境造成一系列的影响,给人类的生存环境带来了巨大的危害。另一方面,由于许多的制药企业会受到废水处理技术、条件以及企业经济效益等其它因素的限制,使得制药企业在废水处理这方面没能很好的做到位。面对这种现状,一些废水处理专家对污水处理技术的应用进行了深入的研究,综合考虑到国内目前制药行业废水处理现状,并结合一些有关的实验研究和工程案例,制定出采用物理处理、化学处理、生物处理以及其它方法的处理工艺,从而扩大了废水的处理范围和质量,大大减少了废水污染环境的这一重大问题,促使新的制药污水处理系统得到了更好的完善。
1 目前我国制药企业污水处理技术应用研究的发展状况
目前国内制药废水的成分非常的复杂,种类和毒性也是比较的多样,这就给制药企业在处理过程中不容易进行有效的回收,而且整个过程也十分的繁杂,这一也使得我国制药企业污水处理技术应用研究的发展出现了滞后,但是由于国家对此的重视力度加大,使得它逐渐向着以下方向快速改变。
1)对废水中的无机成分进行合理的回收,例如有人采用石灰—氯化钙复合处理技术对一些咪醛类水解后的废水进行初步的处理,就会使废水中的磷元素大大降低,而且还会是PH的值维持在8左右,通过这种化学沉淀的方法使废物得到了回收利用,又达到了处理的目的。
2)对废水中的有机成分进行合理的处理,对于废水中的有机物进行处理的方法主要是利用表面带电荷的水膜能够在废水中形成一种胶体的原理来进行吸附沉淀,这样容易从废水中回收到蛋白质。
3)中水回收利用,制药废水经过深度处理后,使其有机物和无机物的含量都大大的降低,因此可以适当的根据需要进行一些中水回收利用,以便减少工艺环节。
2 国内制药废水处理的工艺过程及选择要求
工艺过程:近些年随着制药污水处理工艺的日益成熟,使其发展成了一条具有自身特色的工艺方案,即厌氧和好氧的组合处理工艺,其详细过程为:首先进行气浮处理,待其稳定后在进行水解处理,以便能够除掉一些微小物质,接着再进行接触氧化处理,其目的是减少废水中的有毒离子浓度。除此之外也还采用:先进行复合微氧水解,再接着进行复合好氧处理,再接着进行砂滤处理,最后进行气浮、UBF、CASS等其它有效工艺来处理高浓度废水,这样的处理工艺能够提高废水的二次回收效益选择要求:由于制药废水具有复杂的特性,因此采用只采用生化法处理方法是无法达到理想要求的,从而导致对工艺选取的要求有:废水中pH、SS、盐度以及COD值都要达到相关处理标准。除此之外还要对废水中的生物进行抑制控制,以便提高废水物质的可降解性能力。
3 现阶段国内常用的制药废水处理技术种类
现阶段我国是一个制药大国,每年都有成千上万的药品种类上市,因此这也容易导致制药废水处理管理变得十分的困难,因此面对不同的废水就需要有不同的处理技术:
1)吸附法:例如对于一些较易被吸附的物质(洁霉素、米非司酮、扑热息痛)可以采用活性炭、活性煤来进行净化。
2)气浮法:它采用的是用高度分散的小泡来吸附杂物的原理,包括充气、容气、化学和电解气浮。例如对庆大霉素废水处理时,可以大量除掉固体悬浮物和COD类的物质。
3)混凝法:在废水处理过程中,向水中加入硫酸亚铁、聚合氯化铝、聚丙烯酰胺、石灰或者氢氧化钠等其它物质可以除去胶体颗粒物,它的优势在于能够使小颗粒物凝聚成大颗粒物,便于过滤净化。
4)深度氧化处理技术:一般所有的制药废水中COD类的物质较多,普通的处理方法难以彻底处理干净,因此需要采用湿式空气氧化技术和超临界水氧化的方法来对其进行分解处理,使之能够变成易挥发的无毒气体和水。
5)加压生化法:对废水进行合理的加压处理,使里面的溶氧量加大,促使了生物的分解速率。例如对含有石油和酚类物质的废水使用后,可以除掉绝大多数的有机物。
6)固定化微生物降解法:这种方法可以在一定的空间范围内进行反复的使用,也是目前世界较为先进的制药废水处理方法。例如在对四环素、扑尔敏、布洛芬和SRA废水进行处理时,可以大大降低氨氮的含量。
4 今后制药企业污水处理技术应用研究的发展方向
随着制药技术的快速发展,也为人类社会带来了利弊。一方面它推动了我国现代医疗技术的向前发展,另一方面制药企业在生产过程中所产生的废水也会对周围的环境造成严重的破坏,而且对于这污水处理的往往需要耗费巨大的物力和劳力。因此这就要求当代制药企业需要根据自己实际生产情况制定出一套成熟的处理工艺,通常都是采用先提高废水的生化性再结合生化处理的方法,另外也还需要结合一些国外的先进制药污水处理技术,从而让我国的污水处理工艺系统逐渐变得更加的符合发展要求。
5 结束语
目前制药行业所产生的种类主要有合成废水、抗生素生产废水、各类洗涤和冲洗废水以及中药制造废水等,而且每类废水的成分十分的复杂,毒性也是比较大的,从而难以一次性彻底的处理干净,需要多级操作,故而值得注意的是,在处理时应该“因性而异”,同时也需要合理回收废水中的而有效成分,从而减少了医药资源的浪费,也节约了企业的生产成本,真正的实现了企业经济效益和环境保护效益的的最大化。
参考文献
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[3]耿士锁,赵丽君.生化过滤法处理合成制药废水[J].江苏环境科学,2011.
关键词:膜技术 废水处理 应用
中图分类号: X703文献标识码:A
1前言
膜技术是20世纪60年代后迅速崛起的一门分离技术,它是利用特殊制造的具有选择透过性能的薄膜,在外力推动下对混合物进行分离、提纯、浓缩的一种分离方法。它已经广泛应用于污水处理中,是污水净化中必不可少的技术,为环境保护和污水回用做出了巨大贡献。
2含油废水处理
含油废水中浮油、分散油易处理,通常采用机械分离、凝聚沉淀、活性炭吸附等技术处理,使油分降到很低。但乳化油含有表面活性剂等,油滴直径在1μm以下,重力分离和粗粒化法等一般方法难以得到理想的处理效果;可采用电解和溶剂萃取法处理,但操作复杂,而且费用高。含油废水面广量大,处理含油废水的目的主要是除油同时去除COD及BOD,膜分离技术在含油废水处理中的研究与应用相当广泛,主要是采用不同材质的超滤膜和微滤膜来处理[1][2]。唐燕辉等[3]考察了多种制膜方法,实验表明用加压制膜法制备的超滤膜,分离机械加工排放的含油污水时,可以使CODCr从728.64 mg/L降至87.8 mg/L,含油质量浓度从5000 mg/L降至2.5 mg/L,脱除率分别达到87.9%和99.9%,处理水达到国家排放标准
3在造纸工业废水处理上的应用
造纸废水一般含悬浮物较多,为避免废水污物堵塞薄膜,减少清洗难度和频率,不宜直接用一段膜分离法,最好在膜分离前进行絮凝和常规过滤等预处理。
目前,我国对中小型造纸黑水常采用酸化法和超滤法,主要是降低水中的木质素以及减少COD和BOD。杜明等采用微滤-沉淀法处理粗纸废水,该法通过微滤回收纸浆,沉淀去除粗纸废水的主要污染物。潘碌亭等采用TOA乳状液膜法处理造纸黑液,其COD去除率达到98%以上。
纳滤在造纸工业中主要用于物质的回收和污染控制,Manttarri等开发了纸厂水循环系统,发现采用纳滤技术处理后得到的水不仅透明、无色、不含阴离子废物,而且将透过水的COD、TC等的去除由超滤法的50%~60%提高到80%以上。
4 在纺织印染废水处理上的应用
目前在染料的工业生产过程中,产生大量的高盐度(质量分数大于5%)、色度高、COD高的废水。由于该类废水的BOD5与CODCr的比值小于0.4,生物降解性差;同时废水中所含的盐将进一步降低废水的生物降解性,所以生化处理前必需对其进行预处理。
纺织工业污水中含有棉毛及纺织品上洗脱的油类、脂类、盐类和纤维素,以及在加工过程加入的各种浆料染料、表面活性剂等,因此,这类污水的成分比较复杂,污水中各类物质的变化很快。刘宗义等利用卷式反渗透膜处理锦纶丝洗涤废液,可以使锦纶丝洗涤液己内酞胺含量浓缩10倍以上,截留率为80%左右,透过液可作为工艺用水,可节约大量新鲜软水,具有显著的经济效益。
5 在重金属废水处理上的应用
传统的重金属污染废水处理技术包括化学沉淀,渗透膜,离子交换,活性炭吸附和共沉淀吸附等,但这些方法的成本普遍较高。利用膜技术不仅可以使得废水达标排放,而且可以回收有用物质一般对于金属加工废水,采用沉淀法,使得重金属离子生成沉淀去除采用纳滤膜技术,可使的含重金属废水回收纯化,而且分离过程中重金属离子的浓度也相应加大,能够达到回收利用的标准并且如果有条件还可以分离出其他离子。
在金属加工和合金生产中,经常需用大量的水冲洗,在这些清洗水中,含有浓度很高的镍、铁、铜和锌等重金属。采用NF膜技术,不仅可以回收90%以上的废水,而且同时使重金属离子的含量浓缩10倍,浓缩后的重金属具有回收的价值[4]。
6 在食品工业废水处理上的应用
在食品工业产生的废水中,一般含有的有机成分较多,同时也含有较多的高价值物质。利用纳滤技术处理,不但可以实现废水的快速净化再利用,同时还可对其中高价值物质进行浓缩和回收,经济效益和环境效益显著。如S.H.Mutlu等采用纳滤技术对酵母发酵废水进行了净化处理,可以将原有的极高BOD值去除72%以上,色素去除率更可达到94%,使原来黑褐色的溶液净化至基本无色,同时截留在膜上的残留物还可用于动物饲养,证实了纳滤膜的应用前景。夏仙兵将纳滤膜应用于处理海带加工废水中的有高价值的副产物甘露醇提取纯化。实验表明,经预处理、预浓缩、纳滤技术、连续渗溶渗滤和后浓缩技术相结合,可达到杂质去除率90%,同时可使甘露醇浓缩至初始料液近3倍的质量浓度[5]。
在高浓度有机废水处理中,膜技术发挥着越来越重要的作用,已在制药废水、含酚废水、啤酒废水、味精废水等领域得到了应用。
7 生活污水的处理
生活污水一般用生物降解+化学氧化法结合处理,但存在氧化剂的用量太大,残留物多等缺点。若在它们之间加上纳滤分离,使被微生物降解掉的小分子透过,而截留住不能生物降解的大分子,大分子进入化学氧化器氧化后再去生物降解,这样可充分利用生物能力,节约氧化剂和活性炭用量,并降低最终残留物含量。超滤通常是与其他处理方法联合使用来处理此类污水的。用超滤技术处理城市污水的二级出水可进一步降低水的浊度、色度及有机物。超滤出水可作为循环冷却水、造纸用水等对水质要求不太高的工业用水水源[6-8]。
结束语
膜技术被认为是21世纪的水处理技术,在水处理领域有着广阔的应用前景。膜技术与传统的水处理工工艺相比,具有占地小、操作简单、分离效果良好、化学添加剂用量少、出水水质优、处理效果好等特点,是解决当代能源、资源和环境问题的高新技术,但由于价格较高,影响了其在废水处理中的应用,今后随着制备技术的不断提高,其在废水处理中必将得到广泛的应用。
参考文献
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[2] Lahiere R J,Goodiboy K P ,Ceramic membrane treatment of petrochemical wastewater.1993(02)
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[4] Desal一5 Membrane Application Bulletins.Eseondido C A:desalination Systems Inc.1990. 101-107
[5] 贾瑞宝. 水中痕量多环芳烃(PAHs)类环境污染物检测方法的研究[J].中国环境检测.1999,15(1):40~43.
[6] Marianne Nyström, Huihua Zhu, Characterization of cleaning results using combined flux and streaming potential methods, Journal of membrane science.1997
关键词: 环保工程 水处理 超滤膜技术
中图分类号:TE08文献标识码: A
前言
超滤是一种加压膜分离技术,它是由高分子材料采用特殊工艺制成的对称性半透膜。即在一定的压力下,使小分子溶质和溶剂穿过一定孔径的特制的薄膜,而使大分子溶质不能透过,留在膜的一边,从而使大分子物质得到了部分的纯化。通常,凡是能截留分子量在500以上的高分子膜分离过程被成为超滤膜。超滤过程为动态过滤,分离是在流动状态下完成的。溶质仅在膜表面有限沉积,超滤速率衰减到一定程度而趋于平衡,且通过清洗可以恢复。超滤装置一般由若干超滤组件构成。通常可分为板框式、管式、螺旋卷式和中空纤维式四种主要类型。
一、环境工程水处理中的超滤膜技术
1、使用双膜净水处理技术
双膜净水处理技术即使用双层过滤膜或结合反渗透与过滤膜进行净化处理的技术,采取双膜净水处理技术可以有效解决原水中盐度及水硬度过高的问题。我国目前已经存在很多地区,使用该项净水处理技术,例如盐度较高的沿海地区及一些水环境受到污染,水硬度相对较高的地区。过去在自来水生产中采用的传统净水处理技术,不能适应解决现在原水中存在的一些水污染问题,生产的水质不能满足城市饮用水的需求,因此,采取双膜净水处理技术。双膜净水处理技术和传统的净水处理技术相比,增加了超滤及纳滤净水膜或反渗透处理工艺流程,这样在水源处抽取的水原料经过超滤装置处理后直接进入到清水池中,还有一部分水原料经过反渗透处理进入清水池,经处理后的水混合、加工,最后向城市提供的饮用水水质较好,有一定的硬度。
2、围绕超滤进行的短流程净水处理技术
围绕超滤进行的短流程净水处理技术指的是将多道净水处理工艺集中到一起的净水处理方案,在我国环境工程水处理中有很多应用实践。使用该净水处理工艺需要有较好的取水水源,保证抽取的水原料有较好的水质;使用优点是可以不受到自来水处理厂规模的限制,既可以对现有的旧的自来水厂进行改造,也可以在此基础上进行新的自来水厂建设。不同的地区在使用该项技术的时候,需要根据本区的具体特点进行净水处理工艺的适当调整。例如,对于有些地区在水源处抽取的水原料有很高的质量保证,但是水中含有许多微生物,严重影响自来水厂出厂水的水质。一般对于这种情况,我们采取混凝加超滤膜净水处理的短流程处理技术进行净水处理,在原有的自来水厂净水处理设备基础上进行部分改造,缩短净水处理工艺流程。此外,该项精水处理技术使用的超滤膜通水量比较低,超滤膜一侧的水压差较低,有效的减轻超滤膜对原水的污染。超滤膜使用过程中不用长期进行清理,延长了超滤膜的使用时间。同时,这种净水处理技术对自来水厂出水装置进行改造,使得直接利用现有的设备进行出水,节约自来水厂生产、运行的成本。
3、超滤直接替代过滤处理技术
采用超滤净水处理技术替代传统的通过过滤的方式实现水的净化处理,改善自来水厂输出水的质量。使用这种净水处理技术需要能够在比较优质的水源处取得水原料,原水中含有较少的有机物质,而且氨氮物质含量比较少。例如,有些新建的自来水厂,原水中含有比较少的浑浊物质,有较多的藻类植物等,自来水厂需要对原水进行净化处理,但是自来水厂可利用的建筑面积相对较少,一般我们会采用此种工艺进行水的净化处理。使用超滤膜净化处理替代传统的过滤净水处理,减少了精水处理技术所使用设备的占用面积,减少了净水处理工艺的工艺过程,可以利用较短的时间,实现对原水的净化处理,去除水中藻类植物等,有效地提高水的质量。
针对有些地区原水温度较低,水中含有少量的胶体物质及原水的浑浊度不稳定情况,会采用高密度沉淀和超滤结合处理的净水处理工艺。在原有的净水处理厂的基础上进行的扩建和直接进行自来水厂新建相比,减少了资金的投入,能够利用较低的成本获取更多的效益,提高自来水厂供水的质量,在环境工程水处理中使用超滤膜净水处理技术能够去除水中异味,保证水的安全,同时各个净水处理工艺流程缩短,减少环境工程水处理厂的占地面积,使得进水处理的成本降低。
二、废水处理中的超滤膜技术应用
据超滤膜各项特点,无论在生活污水还是在工业废水中都得到广泛应用。
1、生活污水处理
城市污水处理厂废水,可采用膜生物反应器(MBR)技术进行处理,处理后的水质较好,可用于中水回用,且反应器占地面积小,设备投资低。可广泛应用于小区中水回用。
2、含油废水的处理
含油废水存在的状态分三种:浮油、分散油、乳化油。前两种较容易处理,可采用机械分离、凝聚沉淀、活性炭吸附等技术处理,使油分降到很低。但乳化油含有表面活性剂和起同样作用的有机物,油分以微米级大小的离子存在于水中,重力分离和粗粒化法都比较困难。超滤膜能达到目的,它使水和低分子有机物透过膜,从而实现油水分离。例如,油田含油废水中通常油量为 100~1000 mg/L,超过国家排放标准(<10 mg/L),故排放前必须进行除油处理应用中空纤维超滤技术,在操作压力为 0.1MPa,污水温度 40℃时,膜的透水速度可达 60~120L/(m2・h),可将原油 200~1000 mg/L 的废水处理后达到环境排放标准。
3、食品工业废水处理
食品工业中牛奶、饮料、淀粉、酵母、豆腐、肉类等加工过程中形成的废水,含有大量的蛋白质、淀粉、酵母、乳糖及脂肪等,都有一定的回收价值,而这类废水中的 BOD 和 COD 又较高,会对环境造成污染。用一般生化法较难处理,且无法回收其中有用的物质,用超滤法可以实现回收利用又达到净化废水的目的。如采用中空纤维和管式超滤装置处理蟹加工废水时,入口压力采用 0.18 MP,出口压力采用 0.12MP,浓缩倍数可达十倍,20 L 废水浓缩液经离心干燥可获得 180 g 的干燥固体、含 40%的蛋白质和23%~45%的脂肪。
4、电镀废水
电镀废水的用水量高,其中的氰化物、六价铬、镍、铜、锌、镉等重金属离子具有很强的毒性,对人、动物和农作物等都会造成严重的危害。电镀废水的特点是可生化性小,且里面的金属离子难以被微生物吸收。目前国内外治理电镀废水使用技术中,利用铁氧化法处理电镀废水,虽然原料方便和价廉,但是出水色感差、污泥量大。利用电解法处理电镀废水,处理效果虽然较好,但是投资较大、耗电较多,处理成本持高不下。采用超滤膜和反渗透膜连用可以使镀镍废水中的电导率、镍、硝酸盐和总有机碳的去除率分别为97%,99.8%,95%和 87%,通过超滤膜作为预处理,反渗透膜的污染明显减少,并且反渗透膜的通量能提高 30%~50%。
5、造纸废水的处理
造纸废水处理碱回收中应用最多的是燃烧法碱回收,此种方法不仅不经济,还没有对有用的物质进行回收。超滤应用于造纸废水中,主要是对某些成分进行浓缩并回收,而透过的水又重新返回工艺中使用,主要回收的物质是磺化木质素,它可以再返回纸浆中被在利用,这样就能创造较大的环境效益和经济效益。
结束语
总之,为了控制超滤膜的污染需要消耗大量的能量以维持原料液的循环,这正好推高了超滤膜的运行成本,限制了它的进一步普及应用。因此,研发和使用更耐污染的和强度更高的超滤膜组件,设计简单的自动化反冲洗系统和耐污染的超滤膜成了必须要解决的当务之急。
参考文献
[1] 李志国,臧新宇.浅谈超滤膜技术在环境工程水处理中的应用[J]. 科技创新与应用. 2013(23)
[2] 赵雪莲,翟东会,王凯.超滤膜技术在自来水处理中的研究与应用进展[J]. 北京水务. 2011(06)
关键词:紫外分光光度法;饮用水;硝酸盐氮
Abstract: With ultraviolet spectrophotometry to test the nitrate nitrogen in drinking water and ground water, it concludes that in 0~4mg/L, the concentration of nitrate nitrogen presents linear relation with it’s absorbance in 220nm and 275nm, and related coefficient of r=0.9998. The relative standard deviation of the test results is 0.2%, and detection limit is 0.023mg/L. by the detection of F and t, the ultraviolet spectrophotometry has no significant difference with phenol disulfonic acid spectrophotometry.
Key words: ultraviolet spectrophotometry; drinking water; nitrate nitrogen
中图分类号:K928.4文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)
水中的硝酸盐是在有氧环境下,亚硝氮、氨氮等各种形态的含氮化合物中最稳定的氮化合物,亦是含氮有机化合物无机化作用的最终分解产物。亚硝酸盐可氧化而生成硝酸盐,硝酸盐在无氧的环境中,亦可受微生物作用而还原为亚硝酸盐。水中硝酸盐氮含量相差悬殊,从10ug/L至10mg/L,情节的地表水含量较低,受污染水体,以及一些深层地下水中含量较高,摄入硝酸盐后,经肠道中微生物作用转变成亚硝酸盐而出现毒性作用。文献报道,水中硝酸盐含量达数十毫克/升时,可致婴儿中毒。通常用酚二磺酸光度法测定饮用水、地下水中的硝酸盐氮,该方法:试剂稳定性差、操作繁琐、容易照成实验室内污染、线性较差。笔者采用的紫外分光光度法测定硝酸盐,克服了传统方法的缺点,操作简单、干扰少、试剂用量少,现行较好等优点。
1、方法原理
利用硝酸根离子在220nm波长处的吸收而测定硝酸盐氮。溶解的有机物在220nm处也会有吸收,而硝酸根离子在275nm处没有吸收。因此,在275nm处另做一次测量,以校正硝酸盐氮的值。
2、实验部分
2.1仪器:TU—1810紫外分光光计
离子交换柱(Φ1.4cm 装树脂高度5-8cm)
2.2试剂:氢氧化铝悬浮液
10%硫酸锌溶液
5mol/L 氢氧化钠溶
大孔径中性树脂
甲醇
1mol/L 盐酸(优级存)
硝酸盐标准溶液:每毫升含0.100mg硝酸盐氮
0.8%氨基磺酸溶液
2.3 实验步骤
量取50ml水样与比色管中,加入1mol/L盐酸溶液1ml(由于地下水中的亚硝酸盐氮含量不超过0.1mg/L,可不加氨基磺酸溶液)加塞摇匀。用光程长10mm石英比色皿,在220nm和275nm波长处测量吸光度。
2.4 实验室用水对空白的影响
以新制超存水,去离子水蒸馏水做空白实验 结果见表1
表1 空白实验
结果表明:以新鲜超存水作为实验室空白用水最理想,超纯水也能满足要求,去离子水在220nm和275nm处均有较高的吸光度,不宜作为本实验用水。
2.5工作曲线
在6个100ml的容量瓶中,分别加入0、0..25、0.50、1.00、2.00、4.00硝酸盐氮的标准工作溶液(0.100mg/ml)用超纯水定容至刻度线,配成浓度为0、0..25、0.50、1.00、2.00、4.00mg/L系列硝酸盐氮标准溶液,上机测定,以浓度c为横坐标,以A220—A275的值为纵坐标进行线性回归的线性方程为 y=0.258x+0.008343
r=0.9998
2.6检出限
用超纯水作为空白,对水样进行空白测定11平行测定次计算测定结果的标准偏差为RSD=0.2%,以3倍标准偏差除以斜率,求得检出限0.023mg/l
2.7标准样品测量
以新鲜蒸馏水配置盐度3%的溶液作为基体对硝酸盐氮标准溶液及标准溶液进行测定,结果见表2
表2
测定结果 相对标准偏差(%)
由表2结果可见高盐度并不干扰标准溶液和标准样品硝酸盐氮的测定,其精密度和准确度均能符合测定要求。
2.8精密度
分别用酚二磺酸分光光度法和本方法,对一水厂水样进行7平行测定,测定结果见表3。
表3 两种方法对同一水样的测定结果
由表3可知,酚二磺酸光度的相对标准偏差为2.29%而紫外光度法的相对标准偏差为1.64%后者的精密度高。
将两组数据分别进行Grubbs检验均无异常数据。
将两组数据进行F双边检验[2],给定a=0.05,查F的临界值为F0.025(6,6)=5.82根据表3两组数据计算F=S2max/S2min=0.05052/0.0362=1.97。
F
对两组数据进行t检验。技术统计量t=0.721,当自由度f=12,查表得t0.05(12)=2.179,说明紫外光度法与酚二磺酸光度法测定结
果无显著差异,该方法可靠。
3、结论
实验结果表明,紫外光度法测定地下水中的硝酸盐氮,其精密度和准确度均能达到测定要求,与酚二磺酸光度法具有可比性,并且由于地下水受污染程度较低,有机物含量极低,水样可以不处理直接测定,具有操作简单,试剂用量少,化验室污染少。
参 考 文 献