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【关键词】能源利用;余热回收;节能改造
0.前言
互太(番禺)纺织印染有限公司位于广州市南沙区万顷沙镇,是一家生产中高档针织服装面料的大型港商独资企业。随着节能降耗工作及清洁生产的深入持续开展[1],互太公司委托广州烈焰节能技术服务有限公司针对其原有的能源系统进行诊断,挖掘节能潜力。当前,互太公司能源利用方面主要存在以下问题:据2011年统计数据,调节池废水总量达9543934吨,源废水平均温度为42.3℃,如此巨大的余热未加以回收利用[2,3]。
针对上述问题,互太公司计划在2012年~2013年实施《能源利用系统节能改造》项目。拟通过在调节池中建设废水集中深度热回收系统,对全厂外排源污水进行二次余热回收,进一步降低污水源水温度,从而实现能源回收利用的目的。
1.项目概况
1.1项目内容
本节能改造主要是在现有设备和工艺的基础上进行的,改造后公司的产品种类及数量不会发生较大变化。
本项目为能源利用系统改造,包括两个子项目:(1)废水深度余热回收系统建设:在调节池中新增废水深度二级余热回收系统;(2)热水制冷机组升级改造:新增三台1740KW制冷量的热水溴化锂空调制冷机组。
1.2项目建设目标
项目建成后,预计实现年节能量折合标准煤9970.88吨,节能收益为897.38万元/年。
1.3项目投资估算
本项目总投资为820万元,其中购置设备费480万元,公用工程340万元。
1.4项目实施时间
为尽量减少改造对企业生产经营的影响,技改安排在正常的检修期间进行,因此,工程实施时间跨度较大,总的改造时间为0.5年,即2012年7月~2013年1月。
2.节能改造方案
拟在调节池中建设废水深度二级余热回收系统,对经过一级余热回收系统排放的废水进行二级余热回收利用,回收利用的热能用于加热车间源水或直接用于溴化锂热水机组进行集中供冷运作。其供冷系统是一个由现有的四台1740KW制冷量热水空调、一台700KW热水空调及新增的三台1740KW制冷量的热水型溴化锂空调组成的热电冷综合能源利用系统。通过调节池综合废水热能深度回收及溴化锂热能制冷系统改造提升,全面深化厂区原有能源利用系统规模,达到节能目的。
3.节能分析与计算
3.1废水深度余热回收系统节能量分析与计算
废水深度二级余热回收系统,对经过一级余热回收系统排放的废水进行二级余热回收利用,回收的热能用于加热车间源水或直接用于溴化锂热水机组进行集中供冷运作。因此,废水深度余热回收系统回收的热能便是能源利用系统的节能量。根据2011年调节池废水水量和水温统计的数据得,废水总量达9543934吨,源废水平均温度42.3℃,预计二级废水余热回收系统建设完成后,调节池废水温度可从42.3℃下降至34℃,预计年节能量为10233.47吨标准煤,其年节能量计算如下所示。
年节能量=调节池废水水量×调节池废水温差×水的比热×热交换效率×1000÷(4.18×7000×1000)
=9543934t×(42.3℃-34℃)×4.2kJ/(kg℃)×90%×1000÷(4.18×7000×1000)
=10233.47tce
3.2能源利用系统的能源消耗分析与计算
能源利用系统的能源削减主要来自于新增二级换热系统能源消耗及溴化锂机组能源消耗。造成能源削减的用能设备包括:①二级废水余热回收系统中的污水泵,额定功率20KW;②溴化锂热水机组,额定功率553.5KW。二级废水余热回收系统新增的设备运作时间跟生产时间同步,按全年300天计算,而溴化锂空调机组主要在五月至十月使用,按半年150天算。这些设备的年耗能量为262.59吨标准煤,其能源消耗计算如下所示。
年能耗=(二级余热回收系统设备的耗电量+溴化锂热水机组耗电量)×ηc
=(二级余热回收系统设备机组额定功率×年运行时间+溴化锂热水机组额定功率×年运行时间)×ηc
=(20KW×300d×24h÷10000+553.5KW×150d×24h÷10000) ×1.229tce/万KWh
=262.59tce
3.3项目年总节能量
能源利用系统的年总节能量为废水深度余热回收系统节能量减去新增用能设备的能源消耗量,即:E总=10233.47-262.59=9970.88(tce)。
4.经济效益分析
4.1节能收益
项目完成后年总节能量9970.88吨标准煤,煤价格按900元/吨计算,年节能收益可达897.38万元。
4.2成本费用估算
本项目改造前后成本费用发生变化的项目有以下三方面:
(1)设备及建筑折旧费。设备部分按10年折旧,公用工程部分按20年折旧,残值率按5%计算,折余值在期末回收。折旧费总共61.75万元。
(2)运行费用。本项目能源利用系统改造新增的用能设备需消耗电能,以运行新增设备的耗电量213.66万KWh计算,每千瓦时电费均价0.8元,则新增电能耗费170.93万元。
(3)维修费用。按折旧费的20%计算,得12.35万元。
综上所述,项目运行的年总成本为245.03万元。
4.3利润估算
(1)利润总额。节能收益扣除总成本费用后为利润总额,该项目达产期,每年新增利润总额652.35万元。
(2)净利润。新增利润总额扣除所得税后为净利润。年新增所得税为163.09万元,新增净利润为489.26万元。
4.4项目盈利能力分析
项目静态投资回收期2.18年(含建设期),盈亏平衡点27.31%,总投资收益率79.55%,资本金净利润率59.67%。项目投资效果良好,财务可行,项目完成后,不仅增加企业的盈利,而且较大地降低能耗水平。
5.结语
5.1项目技术可行
本项目实施的能源利用系统改造方案,应用广泛,技术成熟可靠,风险小。
5.2项目投资回报可观
该项目总投资为820万元,改造后可实现年节能量9970.88吨标准煤,节能收益897.38万元/年,项目投资回报可观,节能效果显著。
【参考文献】
[1]解金良.联合站中污水余热的回收利用[J].中国高新技术企业,2011,(3):92-93.
0.概述
我厂所使用的原水,系深层地下水,洗瓶所用水洗原水经离子交换、超滤等程序制得,原水无预处理过程,制得的超滤水无菌合格,细菌内毒素
1.试验目的
确认在我厂现有的条件下,洗瓶“废水”是否有回收利用的价值。三、判断依据:
以我厂原水(常水)指标作为标准,将洗瓶废水测得的指标与之比较,以判断洗瓶“废水”的优劣。
2.试验方案
2.1检测项目的选择
我们选择7个化验项目作为衡量水质的指标。它们分别是:PH、电导率、不挥发物、吸收率、耗氧量、菌落数、细菌内毒素。电导反应了水中阴、阳离子总数的多少。不挥发物反应了水中可溶性物质和不可溶性物质的总量。吸收率(混浊度)反映了水中悬浮物质的多少。耗氧量可作为水质被有机物污染程度的参考指标。菌落数和细菌内毒素反应了水质的卫生方面的指标。因此,这七个项目基本反映了水质的情况。
2.2测试方法
a、PH:用PHS-25C性酸度测得。
b、电导率:用DDS-11C型电导仪测得。
c、不挥发物:用50ml蒸发皿,蒸发干燥测得。
d、吸收度:用751G自外分光光度计,420mm比色杯测得。
e、耗氧量:用0.01NKMnO4标准溶液滴定测得。
f、菌落总数:系取原液1ml测得。
g、细菌内毒素:用鲎试剂法测得。
2.3取样
我们对原水(常水)、洗瓶“废水”进行不定期、不定时多次取样,原水的取样次数与洗瓶“废水”的取样次数不一定相等,取样时间也不一定相同。
3.结果分析及结论
测得结果详见附表。我们首先比较电导率,我们都知道电导率越大,说明水中的阴阳离子总数越多,反之则越小。从表中我们不难看出,洗瓶“废水”的电导率平均为常水电导率的1/100,这就是说,常水中的阴阳离子总量约是洗瓶“废水”的100倍。如果我们不考虑其他指标对水质的影响,只考虑电导率这一指标,从理论上讲,获得铜提及的超滤水,洗瓶“废水”所树脂只是常水的1/100。由此可见,洗瓶“废水”用树脂交换法回收利用的话,则可节省大量的树脂,以可延长树脂的处理周期,可收到省物、省时、省力的效果。我们再看不挥发物,从表中可知,常水所含不挥发物为洗瓶“废水”比较水洁净许多倍。其它各项指标,PH、吸收度、耗氧量从表中可以看出,洗瓶“废水”都以很悬殊的结果优于常水,这里就不再逐项加以比较了。而对于菌落数和细菌内毒素来说,二者基本相当。对于细菌内素毒素二者都不合格,其原因不必说亦是情理之中的。综上所述,洗瓶“废水”的水质总起来看优于常水。因此洗瓶“废水”作为原水,稍加处理,稍加投入即可回收利用。
4.对以上事实的看法
对洗瓶“废水”综合指标能优于常水这一事实说一下我的看法,就其原因我认为有如下三点:
(1)洗瓶用水质量标准极高。
(2)管制瓶厂家生产的管制瓶比较洁净。
(3)洗瓶机用水量很大。这一点最主要。
管制瓶上的杂质是一定的,当用大量的洁净的水洗涤时,这就好比将有限的杂质分散在无限的溶液中,溶液中的杂质含量自然就极低,基于这个道理,洗瓶“废水”所测指标优于常水这一事实也就不足为奇了。
【参考文献】
[1]中国药典.2010.
[2]不质分析法.人民卫生出版社.
关键词:电解金属锰 含铬废水 含锰废水 环保达标 PH值 RO膜 循环利用 达标
宁夏天元锰业是以电解金属锰为主导产品的企业,,公司长期以来对环境保护、污染防治与发展循环经济非常重视,充分认识节能减排的极端重要性和紧迫性,提出了以节能减排和提高资源利用为核心,以节能、节水、节材、资源综合利用和发展循环经济为重点的企业发展思路。经过几年的不懈努力,现已形成年产20万吨的生产规模,正在建设中的60万吨/年电解锰三期项目也即将投入生产,随着生产规模的不断扩大,生产过程中会产生大量的废水、废气、废渣等污染,不仅浪费资源而且严重污染环境,公司领导高度重视环境的治理工作,在电解锰三期设计初期首先贯彻国家“三同时”的原则和电解金属锰准入导则,将安全、环保在设计阶段就进行规划设计,一期、二期项目也进行了改造设计,所有的生产废水经收集后进入污水处理系统,达到二次循环再利用,处理后的废水即达到了国家对电解锰环保的要求同时也做到了节能减排,资源回收利用。
1、废水的种类及来源
1.1 电解金属锰生产废水分三种:含铬废水;含锰废水;循环水浓排水。
1.2 电解金属锰生产废水的来源:
1.2.1 其中含铬废水是有两部分组成:一部分是低浓度的带锰极板冲洗废水;一部分是高浓度的钝化液废水。(1)高浓度的含铬废水,量较小一期、二期收集后集中处理,三期收集后集中处理;(2)含铬废水经一类重金属达标处理后,将六价铬和总铬处理达标后,一部分进入电解生产线冲洗极板,一部分进入生产服务车间洗滤布,做到污水循环利用,多余部分的含铬废水进入含锰废水收集池。
1.2.2 含锰废水是由三部分组成:(1)产自电解锰滤布、隔膜布清洗车间工段;(2)产自电解锰次锰冲洗工段;(3)电解车间极板的冲洗;
1.2.3 循环水浓排水由两部分组成:主要来自电解锰生产线循环冷却水系统;一部分来自泵循环冷却系统;
综上所述,电解金属锰生产中产生的废水成分复杂,污染负荷重,源头众多。但是主要处理方案分为:生产废水处理;生活废水处理;循环水处理;生产废水的污染物是以总铬、六价铬、总锰、重金属为主。生活废水主要是悬浮物和氨氮等为主。
2、工艺废水治理方案
工艺废水治理方案分三种:含铬废水处理方案;含锰废水处理方案;循环水浓排水处理方案。
2.1 含铬废水处理方案:
2.1.1 重铬废水经集中处理后,六价铬、总铬量减少后,进入低浓度含铬废水系统集中处理;
2.1.3 铬废水处理目标:是为了把处理后的产水可大部分回用至电解车间生产作为极板冲洗和滤布冲洗用水,提高水的循环利用率,多余部分可与电解生产排出的含锰废水一并进入电解生产含锰废水处理系统。
2.1.4 含铬废水处理工艺介绍
电解金属锰含 Cr 废水首先进入调节池进行均化调节,然后调节 pH 至 2~3,为还原反应创造有利条件。 然后在废水进入还原反应池之前加入还原剂硫酸亚铁,使废水中氧化性较强的 Cr6+充分反应后还原成 Cr3+。加药剂量与在线的 Cr6+检测仪连锁,实现自动控制。还原反应后再中和 pH,控制在 8~8.5,此时 Cr3+及其它重金属以氢氧化物形式存在。在中和池中同时辅以曝气,目的是使Fe2+氧化为 Fe3+,同时在碱性环境下生成 Fe(OH)3 絮体,裹夹絮凝重金属氢氧化物形成较大的絮体。然后含有较高浓度絮体颗粒物的废水进入浸没式膜过滤池,利用超滤膜高效的分离特性实现固液分离,几乎所有的固体悬浮物都被截留。而膜的产水则满足达标排放标准:Cr6+
2.2.3含锰废水处理工艺介绍
含锰废水首先进入调节池进行水质水量的均和调节,然后进入预处理单元即气浮池去除水体中的油及低密度颗粒杂质,防止后续超滤膜和反渗透的污堵。气浮产水自流进入浸没式超滤膜池,抽吸泵将水抽出,颗粒物则被截留在膜表面,从而实现固液分离。而被截留在膜池内的固体悬浮物经过一定时间的富集后会经泵送至板框压滤,滤渣与气浮的浮渣一并作为固废外排,压滤上清液则回流至膜池再一次过滤。超滤的产水进入反渗透膜,进行硫酸锰和硫酸铵的分离和浓缩。反渗透对 Mn 的截留率高达 98%,通过两级反渗透使最终的产品水含 Mn
2.2.4 处理后的水质:
经过上述工艺处理,电解锰含锰废水经处理后获得一股干净的出水和一股浓缩液,出水作为锅炉补充水或循环水补水,浓缩液作为电解锰原料回收利用,不外排。
2.3循环水浓排水处理方案:
2.3.1 循环水浓排水处理目标:是为了把循环水浓排水处理的不仅能达到《污水综合排放标准》而且远优于《城市污水再生利用工业用水水质》的标准。
2.3.3循环水浓排水处理工艺介绍
1)循环水为防止系统内的细菌滋生造成膜污染,在循环水的浓排水进入调节之前的管线上添加杀菌剂。经过水质水量均和调节的无机废水由泵送入 CAP 加速软化器,在化学药剂的作用下进行 Ca、Mg 硬度的脱除,CAP 软化器的产水进入浸没式膜池,将反应产生的颗粒结晶物完全截留在膜表面,聚集在膜池内。浸没式膜系统采用中空纤维超滤 膜,通量高,抗污染性强,其过滤清液保证 SS
2)IMF 膜分离
采用浸没式 PVDF 膜分离废水中的颗粒物,为 RO 系统提供进水可靠保障。将 PVDF 膜置于废水中,通过抽吸泵将水抽出,颗粒物被截留在膜表面,实现固液分离,过滤 一定时间后,用滤清液对膜进行反洗和气擦洗,将膜表面的颗粒物清除,当废水中截 留的颗粒物达到一定浓度,将部分废水排入浓缩池,经板框脱水后得到固体废弃物, 板框滤清液返回系统继续处理。本系统分别采用 IMF 膜分离装置过滤循环水的外排浓水,为后续的反渗透单元提供 SDI 保证。
3)反渗透系统
循环水浓排水经 IMF 处理后也进入 RO 单元脱盐处理,此单元采用一级 RO 膜分 离,产水可作为锅炉补充水,浓缩液可作为铬铁水淬渣用水。
3.3.3 处理后的水质:
经过上述工艺处理,循环水浓排水经深度处理获得一股干净的出水和一股浓缩液,干净出水作为锅炉补充水或循环水补水。浓缩液作为镍铁生产水淬渣用水,不外排。
4、结论
本方案设计项目采用先进的膜技术工艺和设备,将电解金属锰生产中排放的各类废水进行分类处理和循环利用。方案设计项目符合国家产业政策,是全面贯彻落实科学发展观,建设资源节约型,循环友好型企业的重要举措。项目资源利用关联度强,综合利用率高,循环圈大,带动辐射力强,是一个环境治理与资源综合利用和循环利用的循环经济方案设计项目。
方案设计项目实施后,不仅将电解金属锰生产中排放的废水全部净化、回收再利用,实行综合治理、循环利用,有效的杜绝了电解金属锰生产中排放的废水对地下水的污染,解除了周边区域存在的环境风险与隐患,避免了对集中饮水源地的威胁,减少了环境污染等问题,实现循环利用,不外排。且使宁夏天元锰业有限公司形成以电解锰为龙头,生产废水和重金属资源综合利用,循环利用,环境治理和清洁生产为 一体的循环经济产业格局。
本方案设计项目作为环境保护的方案设计项目,在实现环保社会效益的同时,也带来了一定的经济效益。
综上所述,宁夏天元锰业有限公司电解金属锰生产废水循环利用方案设计项目是可行的,方案设计项目建设具有显著的社会效益,环保效益,并有一定的企业经济效益,对建设资源节约型,环境友好型社会,对构建和谐社会将起到十分重要的促进作用。
参考文献
1、左小红 高纯电解锰生产工艺设计探讨
关键词: 电镀废水;废水处理;金属离子
电镀被称为当今全球三大污染工业之一,随着科学技术的发展电镀工业的规模亦发展,排放的废水量越来越大,有资料报道电镀废水排放量约占工业废水排放量的10%,其主要来源有:前处理除油酸洗工序,镀件的清洗水,废电镀液,跑、冒、滴、漏的各种槽液和排水,冲洗水及设备冷却水,成分非常复杂,除含CN-废水和酸碱废水外,重金属废水是电镀业潜在危害性极大的废水类别。随着电镀工业的快速发展,
一、化学法。此法就是向废水中投加化学药剂。通过化学反应改变废水中污染物的化学性质,使其转变成无害或易于与水分离的物质再从废水中除去的处理工艺。但化学法的最大不足之处,是生产用水不能回收利用,浪费水资源且占用场地较大。包括以下四种:
(1)中和沉淀法。此法主要是向含重金属的废水中加入石灰、碳酸钠、苛性钠等沉淀剂进行中和反应,使重金属生成不溶于水的氢氧化物沉淀形式加以分离。但此法处理的废液出水pH值较高,特别是其当废水中含有 Zn、Al、Pb、Sn等两性金属时,生成的沉淀物会在较高的pH值下再溶解,因此要严格控制pH值,实行分段沉淀。另外废液中如果含有卤素、氰根等阴离子要先予去除,否则将会和重金属形成络合物,影响处理效果。
( 2)硫化物沉淀法。但其缺点是:沉淀颗粒小,易形成胶体,需添加絮凝剂辅助沉淀,因此增加了成本,且沉淀物在水中残留,遇酸生成气体,易造成二次污染,故此法应用并不广泛。但可和中和沉淀法配合使用,用石灰作为硫化法沉淀的pH调节剂,效果更好。
( 3)氧化还原法。向废水中投加还原剂将高价重金属离子还原成低毒的低价重金属离子后,再使其碱化成沉淀而分离去除的方法。如向废水中加入硫酸亚铁将毒性高的Cr6+(约为Cr3+的100倍)还原为毒性低得Cr3+,再利用沉淀法除去Cr3+。该法原理简单,易于操作,但存在处理出水水质差,不能回收利用,处理混合废水时,易造成二次污染。所以该法一般用于污水的预处理。
(4)铁氧体法。该法是利用过量的 FeSO4作为还原剂,在一定酸度下使废水中的各种金属离子(主要是Cr6+、Ni2+、Cu2+、Zn2+)形成铁氧体晶粒沉淀析出从而使废水得到净化的方法。故此法在国内电镀业中应用较广。但该法产泥量大,且污泥制作铁氧体时的技术条件较难控制,需耗能加热至70℃左右,处理成本较高,处理后盐度高,而且不能处理含汞和络合物的废水。
二、电解法。在电场的作用下使废水中的有害物质通过电解在阴、阳两极上分别发生还原、氧化反应转化成无害物质,或利用电极氧化还原产物与废水中的有害物质发生化学反应。但缺点是不适用于处理含较低浓度的金属废水,并且电能消耗、铁极板消耗量很大,成本高,一般经浓缩后再电解经济效益会更好。
三、离子交换法。是利用离子交换剂自身所带的自由移动离子与废水中待处理的离子进行选择换,从而分离废水中有害的物质使废水净化的处理方法。但由于离子交换剂选择性强,制造复杂,成本高,再生剂耗量大,因此在应用上受到一定限制。
四、萃取法。利用一种不溶于水而能溶解水中某种物质的有机溶剂投入废水中,使废水中的溶质充分溶解而从废水中分离出去的方法。由于溶剂在萃取过程中的流失和再生过程中能源消耗大,此法的应用受到了很大的限制。
五、吸附法。是利用吸附剂的物理吸附、化学吸附及氧化还原等作用,以除去废水中的有害物质的方法。不足之处是吸附速度慢,容量小,不适于有害物浓度高的废水。一般用作预处理手段或深度净化。
六、膜分离技术。是利用膜的选择透过性对废水中某些成分进行分离去除的方法。应用于电镀废水处理的膜技术主要有电渗析、反渗透、超滤、纳滤等。利用膜分离技术一方面可以回收利用电镀原料,大大降低成本,另一方面可以实现电镀废水零排放或微排放,具有很好的经济和环境效益,是一项很有发展前途的技术。
七、生物法。生物处理过程主要是利用微生物的生命活动过程,在这个过程中通过生物有机物本身或其代谢产物具有的静电吸附、酶催化转化、络合、絮凝、共沉淀和对pH值缓冲等功能与重金属离子的相互作用达到净化废水的处理方法。由于传统处理方法有成本高、对大流量含低浓度重金属的废水难于处理等缺点,随着重金属毒性微生物的研究进展,生物处理技术日益受到人们的重视,采用生物技术处理电镀金属废水呈发展势头。
综述
以上介绍了废水处理的几种常用方法,都各有利弊。显然各种重金属因其行业和工艺的差异,而是在设计处理方法时要统筹考虑以下几个原则:1经处理后的废水应符合国家排放标准或可回用,不产生二次污染。2应适应废水的浓度、pH值、成分变化等特点。3所用废水处理设备、设施,投资要小占地面积和基建工作量也要小。4应节约能源,回收效益高。力求把电镀工艺、镀件漂洗工艺、废水的分流和收集,各类废水治理技术的选择,综合成一个统一系统来设计,寻找一个最经济合理的方案。
另外,实施循环经济、推行清洁生产,提高电镀物质、资源的转化率和循环利用率,从源头上削减重金属污染物的产生量,不难看出未来综合治理技术、生物技术和膜分离技术的运用将是电镀废水治理的热点和发展方向。
参考文献
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[2] 马小隆,刘晓东,周广柱. 电镀废水处理存在的问题及解决方案 山东科技大学学报,2005
[3] 刘军坛.电镀废水处理技术的发展[ J] .化工纵横, 1996
当池中的煤泥沉淀累积到一定高度时,需要对两个沉淀池进行人工挖泥清污工作,既费时又费力。
2方案
为了确保含煤废水出水100%回收利用,在不破坏原有沉淀池的基础上新增加2X40t/h含煤废水处理系统,经过沉淀、加药、过滤等一系列工艺处理,对含煤废水进行净化处理,使出水水质达到回收利用标准。含煤废水处理系统的主要设备:行车式刮吸泥机、电絮凝装置、一体化净水装置、叠螺脱水机。2.1工艺流程图如下:2.2系统概况及原理。2.2.1螺旋沉降式净水器螺旋沉降式煤水净化器是新型煤水物化处理设备。煤水净化器取代了传统的水处理繁杂工艺,运用组合和集成新技术使废水在短时间内净化和深度处理回用,对SS、COD色度、浊度等去除率高,耐冲击负荷强(SS进水浓度可允许达60000mg/L),在废水治理中可以一次性处理达标排放或回用。2.2.2叠螺式污泥脱水机叠螺式污泥脱水机主机主要由浓缩部和脱水部组成,当浓缩污泥进入脱水机主体后,利用动静环的相对游动,使滤液快速排除,污泥向脱水部推移,当污泥进入到脱水部时,在滤腔内的空间不断收缩,污泥内压不断增强,再加调压板作用,使其达到高效脱水,污泥不断排出。2.2.3高频电絮凝装置电絮凝装置是给多组并联的极板接通直流电,在极板之间产生电场,使待处理的水流入极板的空隙。此时通电的极板会发生电化学反应,溶出Al3+或Fe2+等离子并在水中水解而发生絮凝反应,在此过程中,同时发生电气浮、氧化还原等其他作用,这些作用的结果,使水中溶解性、胶体和悬浮态污染物得到有效转化和去除。该装置具有以下几方面的作用:絮凝作用;气浮作用;氧化作用;还原作用等。2.3系统优化改进。(1)煤泥进水优化:栈桥冲洗水和煤场来水进入沉淀池前加滤网,把大的煤颗粒和杂物过滤掉。(2)在煤泥沉淀池加装自吸泵,把上清液抽到北侧大沉淀池,再溢流到小中间水池。运行方式是:每天保持煤泥沉淀池污泥量在1米左右,第二天的冲洗煤泥水全部进入煤泥沉淀池,经过长时间沉淀,再把上清液抽到沉淀池,再溢流到小中间水池,这样保证基本上没有悬浮物进入中间水池。优点:(1)沉煤泥效果好,能达到叠螺机出泥浓度,出泥稳定。(2)进入两个大沉淀池中的煤泥量很少,行车吸泥机运行时间短,省电,省人力。(3)为后续水处理系统减轻压力,水质好,系统运行稳定,设备维护周期长。
3实施效果
(1)废水采用上述工艺处理后,悬浮物含量<20mg/L,浊度<10NTU,优于《污水综合排放标准》GB8978-1996排放标准,能满足回用水和冲洗水的要求,提高了回用水的品质和使用率,节约了新鲜水的取用。(2)无需人工清理煤泥沉淀池,减少了清污费用及作业安全风险。(3)通过对栈桥和煤场冲洗水的回收、处理和再利用以及煤泥的自动干化和输送,达到了一个良性循环。
4结语
采用电絮凝新技术实现含煤废水的100%回收利用,不仅可以节省大量新鲜水资源和取水设施的建设费用,而且还会给企业带来了一定经济的效益,有益地推动了企业实施可持续发展,促进了环境友好型和谐社会的建设。
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[3]李俊文,王晶冰,张立军、徐华伟,高浓度一体化含煤废水处理装置的研究.《陕西电力》,2008,36(2):28-31
[4]陈峰,周小龙,电絮凝在含哈密电厂中的含煤废水处理系统应用与研究,《中国科技博览》,2016(8):63-63
公司通过与国内知名的环境科研机构合作,采取污染治理措施,采用了先进的物化和生化处理工艺,如中和絮凝、吹脱、生化、人工湿地等处理单元,实现了污染物的达标排放。同时通过实施氨气回收系统改造、稀硫酸的综合利用、含铝废水的回收利用、含钙废水的提纯利用等工程,年废水排放量减少30万t,污染物COD年削减排放量24t、氨氮减排5t,全年经济收入增加逾600万元。公司的环保工作也得到了国家发改委、江苏省环境保护厅、中国涂料工业协会、中国染料协会等单位的肯定和支持,并在全国同行业中推广。在全国同行业中率先通过ISO9001、ISO14001、OHSAS18001质量、环境和职业健康安全管理体系认证,走上科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、又好又快的发展道路。发挥环保系统自身的技术力量,为企业减排服务环保系统的技术人员从岗位上分为环境管理类、环境监察类、环境监测类、环境评价类、环境工程类。在这些岗位上工作,不仅能学到丰富的环保知识,还能积累丰富的环境管理工作经验,从而对管理对象的环境污染问题能掌握准确、分析合理。集合这些技术力量,也是解决环境问题的一项有效举措。近年来,兴化市环保局依托环境科学学会,成立专业技术课题小组,以高、中级技术人员为项目负责人,带领技术人员围绕企业的某一环境问题进行研究,对治理技术方案进行论证,并提出解决问题的途径。如兴化市戴南镇污水处理厂主要从事酸洗废水的处理,然而处理后的污泥却成为制约企业发展的瓶颈。兴化市环境保护局专业技术小组围绕污泥的综合利用进行研究,通过对污泥成分的分析,确定污泥的性质,明确污泥综合利用方向,提出了利用污泥与黏土按一定比例混合制砖的设想,并对按照不同比例制成的污泥砖进行结构稳定性试验,确定最佳混合比,最终提出了污泥制砖这一综合利用方案,指导企业对污泥资源进行合理利用。企业采纳这一方案后,每天可综合利用污泥350t,全年综合利用污泥近4万t。企业既达到了治理污泥的目的,同时又能变废为宝,使污泥得到再利用,节约了能源,保护了土地资源,又取得一定的经济效益。另外,对氧化锌生产的烟尘治理、秸秆综合利用、脱水蔬菜加工废水处理、水产养殖污水对环境影响等重点环境问题进行了研究,为污染物的治理提出了可行且优化的技术方案,收到了较好的环境与经济效益,得到了企业的一致好评。
建立科学的清洁生产审核机制是污染减排的重要途径
目前,综合管理和产业结构调整方面的污染减排成效进展滞后,主要集中在工程项目建设方面。近几年来,一些企业投入技术和资金实施清洁生产,但成效并未完全体现[3]。因此,“十二五”期间,在持续推进工程减排、结构减排的前提下,应深挖清洁生产在污染减排方面的作用,加强清洁生产审核工作进程。清洁生产审核是一项逻辑性很强的工作,绐终围绕“清洁生产目标”而进行,其过程遵循“3W”原则,即发现问题、分析问题、解决问题。对资源消耗量和污染物排放量较大的生产工艺或车间,应加强审核,具体可从以下8个方面来开展工作。一是生产原料方面。调查生产单位的原辅材料和能源是否超定额消耗,为降低污染物排放量,应以清洁能源替代一次能源。二是从生产技术工艺方面。可对传统的生产技术进行改造或重新设计,尽量使用清洁生产工艺,提高企业的技术工艺水平[4]。三是生产设备方面。淘汰落后的生产工艺,建立设备维修保养制度。四是生产过程控制方面。有的企业在生产过程中没有计量设备,使反应参数与工艺要求不匹配,影响产品的产出率,造成原料的浪费,从而产生污染物。五是产品方面。确保产品的更新升级、改进不会增加污染物的排放量。六是废弃物回收利用和循环使用方面。对有组织排放的废弃物(污染物)进行回收利用和循环使用是减少污染物排放的重要途径。七是管理制度方面,制定各种切实可行的管理制度,实施奖罚分明的责任管理措施,可以减少污染物的产生[5]。八是人力教育方面。通过开展多种形式的职工教育活动,提高员工操作技能,增强员工的环保意识,可以有效控制污染物的产生。实践证明,近几年兴化市通过加强对“双超”、“双有”企业的清洁生产审核,以及生产工艺的技术改进和生产流程的科学管理,使污染物的产生量大幅度下降,其中废水排放量减少285万t、COD排放量减少43.53t、SO2排放量减少32.5t,增加经济效益约482万元。这样既解决了污染减排的深层次矛盾,又遏制了污染的反弹;既能治标,又能治本;既实现了生产过程的污染物削减,又降低了环境风险隐患,是实现环境优化、经济发展的有效途径[6]。因此,加速推进重点企业清洁生产,也是实行污染减排措施过程中的一项重要途径。
关键词 : 皮革废水处理工艺
中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:
1.1皮革废水特点
目前制革工业生产工艺废水主要包括预浸水废水、脱毛浸灰废水、脱灰和软化废水、浸酸废水、铬鞣废水、复鞣染色废水,约占总废水量的50%,但却包含了绝大部分的污染物,各种污染物占其总量的质量分数为:CODcr 80%,BOD5 75%,SS 70%,硫化物93%,氯化钠50%,铬化合物95%。
制革废水的特点为:水质水量波动大;可生化性好;悬浮物浓度高,易腐败,产生污染量大;废水含S2-和铬等有毒化合物。
皮革废水处理工艺的选择
第一部分制革原料及制革工艺
制革原料及生产工艺不同,对制革废水的水质影响很大。不同的制革废水,要选择不同的处理工艺,以期取得更好的处理效果。如制革废水中含有过高的盐类物质,选择耐盐性较强的低负荷活性污泥法,还是选择耐盐性较差的中负荷生物膜法,要权衡利弊后确定;如废水中含有大量的钙铁离子,采用纤维填料, 初期运行效果很好,但长期运行,钙铁离子易粘附在纤维表面并结垢,使处理效果越来越差。如果经常更换填料又增加了企业负担,因而接触氧化工艺在此类制革废水处理中要慎用。
第二部分预处理工艺的选择
预处理的主要作用是去除尽可能多的SS、油类、铬离子和硫化物,降低有机物和有毒物质浓度, 以确保后续生物处理的高效稳定运行。混凝沉淀和气浮是皮革废水常用的预处理方法。混凝沉淀,主要是通过向废水中投加NaOH、硫酸亚铁、PAC等药剂,使水中的硫化物和铬离子沉淀而去除;而气浮,主要是通过向水中投加破乳剂和絮凝剂,并通过微小气泡的上浮和粘附作用,使水中的油类物质和SS得到有效去除。
对于预处理工艺,需要结合后续生物处理工艺选择。在采用接触氧化法作为生物处理工艺时,对预处理的要求严格,如果预处理达不到预期目标,将会影响后续接触氧化法的处理效果,因而影响整个系统的运行稳定性。
第三部分废水处理方案
传统的制革废水处理技术是将各工序废水收集混合,一起纳入污水处理系统,但由于废水中含有大量的硫化物和铬离子,极易对微生物产生抑制作用。所以目前比较合理的是“原液单独处理、综合废水统一处理”的工艺路线,将浸灰废水、铬鞣废水、复鞣染色废水分别进行处理并回收有价值的资源,然后与其它废水混合统一处理。
皮革废水处理技术
第一部分单项废水预处理技术
1、浸灰废水处理与回用方案
酸化法回收硫化氢的工艺的原理是含硫废水中的硫化物在酸性条件下产生极易挥发的H2S气体,再用碱液进行吸收,生成硫化碱回用,其优点是可回收利用硫化钠。试验和理论分析表明,当含硫废水pH值调整至4-4.5的范围时,只要反应时间足够长,废水中硫化物可降至很低,废水中硫化物的去除率大于90%。工程实施中,为了尽可能分离出含硫废水中的H2S,整个酸化反应时间应大于6小时。废水处理过程中,为了防止H2S气体的外漏,应使吸收系统保持在负压状态,宜采用真空泵连续抽出H2S至吸收塔的方式。由于含硫废水中富含蛋白质,应通过固液分离方式将这些蛋白质回收,可直接将反应后的残渣泵入板框压滤机进行压滤脱水。
2、铬鞣废水处理与回用方案
废铬液的循环利用是将铬鞣废液收集、检测和调整后,用于下批皮的鞣制或浸酸鞣制,如此循环可减少外排量及铬鞣剂的投加量(据报道,循环法可节约30%以上的铬鞣剂)。循环法包括直接循环利用法和浸酸/鞣制循环利用法,采用这种方法不仅能够充分利用铬鞣废液中的有用成份,节约化工原料,而且达到治理环境污染的目的。该技术与生产工艺联系密切,受原料、生产装备和产品等因素影响较大。循环法处理后的剩余废水如需外排,也应进行碱沉淀处理后作到车间或车间处理设施排放口前达标。
3、复鞣染色废水预处理方案
复鞣染色区分流出来的复鞣染色废水经过格栅处理后,通过专用管道自然流入到复鞣染色废水池中,再泵入反应池中,通过加碱搅拌反应,生产氢氧化铬沉淀,再泵入沉淀池中,静置沉淀分离铬泥,将上清液排入上清液池中,沉淀进行压滤得到铬泥。得到的铬泥送到铬鞣剂回收单元处理。
第二部分综合废水处理技术
1、生化处理工艺
①预处理系统:制革废水中含有较多的柔软剂、渗透剂和表面活性剂等高分子化合物,这些物质比较难以生物降解。在生物处理前,用臭氧来氧化废水,将这些高分子有机物转变成低分子形式,甚至是容易消化的简单的生物机体,从而提高生物的可降解性。在生物处理前先进行水解酸化,将废水的m(BOD5/m(CODcr)的值由0.2提高到0.4以上,极大的提高废水的可生物降解性,为好氧生化处理提供有利条件。
②生物处理系统:制革废水属于高浓度有机废水,适宜于进行生物处理。目前用于处理制革废水的比较成熟的工艺是氧化沟、SBR和生物接触氧化法。制革废水水量水质波动大,含有较高浓度的Cl-和SO42-,以及微生物难降解的有机物及铬和硫化物带来的毒性问题,因此生物处理工艺必须具备耐冲击负荷,且能适应高盐度对微生物产生的抑制作用,又能在较长时间内使难降解有机物得到降解和无机化。
2、物化处理工艺
目前国内用于处理制革废水的物化处理法有投加混凝剂、内电解等技术。用混凝剂物化处理,设备简单、管理方便,并适合于间歇操作。内电解法对废水的处理是基于电化学反应的氧化还原和电池反应产物的絮凝及新生絮体的吸附等的协同作用。该工艺效果良好,CODcr,BOD5,SS总的去除率分别为88%,89%和95%。此工艺特别适合间歇生产的中小型制革企业,操作简便,运行稳定,脱色效果好,投资低,出水水质能够稳定达到二级排放标准。
第三部分典型工艺
1、混凝沉淀+SBR法
首先采用物化法除去废水中的大量有毒物质和部分有机物,再经过SBR法生化降解可溶性有机物。用 SBR工艺处理制革废水,对水质变化的适应性好, 耐负荷冲击能力强,尤其适合制革废水相对集中排放及水质多变的特点。而且,SBR处理工艺投资较省,运行成本较一般活性污泥法低。
2、气浮+接触氧化法
采用涡凹气浮+二段接触氧化工艺,不仅使处理后的废水达到排放要求,提高了处理能力和效果,而且回收了80%以上的Cr3+, 使处理后的废水部分回用。在涡凹气浮的基础上,使用串联气浮工艺,使对污染物的去除率大幅增加,同时采用串联气浮工艺操作也起到了2次气浮的效果。采用涡凹气浮+二段接触氧化工艺,在进水COD 3647 mg/ L时,出水COD浓度可稳定在77 mg/L左右。
参考文献:
关键词:热回收 铝制板式换热器 沐浴水 节电
中图分类号:X7 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)03(a)-0085-02
Original Design of Aluminous Heat Recoverer of Bath Water
Li Wei1 Li Yuan xi2
(1.HeFei University of Technology Xuancheng Campus Xuancheng Anhui,242000,China;
2.Guangdong Construction Vocational Technology Institute Cuangzhou Guangdong,510000,China)
Abstract:Make original design of a new aluminous heat recoverer of bath water.It had advantages of low cost,high recovery efficiency and so on.Introduces the working principle of this recoverer.Take a three-member family for example,figure its energy saving bining with the situation of unreasonably using the waste heat of bath water to discuss its prospects for development.
Key Words:Heat Recoverer;Aluminous Plate Heat Exchanger;Bath Water;Electricity Saving
能源的日益紧缺使得节能成为当前全球的焦点,此外能源的回收利用(如废水、余热、余压等)也愈发受到重视,沐浴水的热回收也就具有很大的回收潜力。卫生洗澡热水量大,消耗大量能源,有分析表明,我国沐浴废水余热年热损失可达20多亿元人民币[1]。洗澡后的热废水排出下水道一方面造成能源浪费;另一方面还造成热污染,因此开发成本低,热效率高,使用方便的热回收器对节约卫生热水的消耗能源及减少洗澡水的热污染有很大的意义。
本文介绍了一种洗澡水热回收器,其核心部分是一块铝质板式换热器,板式换热器由若干个板片单元组成,板片单元由单块挤压有流道的铝板片和前后铝集液管钎焊而成板式换热器,洗澡时把板式换热器垫放在脚底,冷水从板式换热器前集液管一端进入板式换热器微通道,吸收板表面热废水热量从后集液管送往热水器,提升冷进水温度10~20度,大大降低热水器的加热量。该热回收器回收效率高,成本低,制造简单。
1 沐浴水热回收器的工作原理
本热回收器采用下述技术方案:沐浴水热回收器由若干个铝板片单元组成,板片单元由挤压有多个流道[2]的几块板片与前后铝集液管通过钎焊而组成板式换热器。各种板片之间形成通道,通过半片进行热量交换。该板式换热器具有换热效率高、热损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小、安装清洗方便、应用广泛、使用寿命长等特点。在相同压力损失情况下,其传热系数比列管式换热器高3~5倍,占地面积为管式换热器的1/3,热回收率可高达90%以上,使用这种沐浴水热回收器可以节约大量天然气(以天然气热水器为例),节约能源。
所述的板式换热器的流道入口及出口位置位于板体的前后集液管端角位置,流道入口通过前集液管与冷水进水管相连。人们洗澡时,45 ℃的热水流过人体,流到铝制版面时温度大约为30 ℃,此时冷水通过板体内的微通道吸收板面废水余热后通过后集液管送往热水器,作为热水器的进水,如图1所示。
所述的板式换热器板片单元内流道的截面形状为圆形、椭圆形、橄榄形、方形、梯形、水滴形等,具体由实际应用情况而定[3]。
2 节能实验分析
据统计,冬季每人每次洗澡为18分钟 0.15吨,夏季为10分钟0.08吨。假设一家三口人,那么每天洗澡用水量为冬季0.45吨,夏季0.24吨。在东北地区,自来水温度冬季为4 ℃左右,夏季为15 ℃。
一年下来,该沐浴水热回收器可以为一个家庭省下1051元,可以节省2236度电。若该热回收器应用于大型浴场或者学校、工厂中的大型浴室中,那么节能效益将更加客观。
3 结语
洗澡和吃饭睡觉一样,是每个人都必须做的事情。那么在拥有世界上最多人口的中国,被浪费的沐浴水热量必然是个天文数字。另一方面,我国主要的一次能源、石油、天然气、煤炭的储采比均低于世界水平4,节能减排显得尤为重要,所以如果能合理有效地利用这些热量,将会是全国乃至全世界能源界的一大重要突破。
该沐浴水热回收器的特点是使用了铝制以及多流道的板片作为热收回介质。铝具有高导热系数以及低成本的优点,而多流道大大地提高了热交换面积。其利用沐浴水的余热来提升自来水温度,无污染零排放,既变废为宝,又节能减排,可谓百利而无一害。而且,该热回收器不仅可以用于家庭浴室,还可以应用于工厂、学校、军营的集体浴池和洗浴中心,节能效果将更加明显。若此铝制沐浴水热回收器能被广泛的推广,那么国家的能源紧张问题将会被减缓,人们的生活质量也将会提高。
参考文献
[1] 吴勇,王凯,曹锋,等.浴室余热回收热泵系统设计方案研究[J].节能,2007(4):40-41.
[2] 李元希,李威,黄河,等.刷膜铝质板式蒸发式冷凝器:中国,ZL 2013 2 0109691.X[P].