礦井污水處理設備環保設備廠家BOD是生化需氧量的簡稱,是指在規定條件下微生物分解存在水中的某些可氧化物質,特別是有機物進行的生物化學過程中消耗的溶解氧的量。此生物氧化過程進行的時間很長,需要100天左右。目前國內外普遍規定20℃培養5天,分別測定樣品培養前后溶解氧的差值,二者之差即為BOD5,以氧的mg/L表示。水中的有機物含量越多,消耗的氧也越多,生化需氧量也越高。
在測定中要注意以下三個關鍵環節:一,稀釋水的溶解氧要在規定溫度條件下達到飽和,如果達不到飽和就要通空氣曝氣和純氧曝氣達到穩定狀態;二,稀釋倍數的選擇是可生化實驗重要一環,它關系到生化試驗的成功與否。以CODCr值乘以生化系數來確定稀釋倍數,這樣只需經過一次實驗就能出結果,來確定這股廢水能否生化;三,菌種也是可生化實驗重要一環,它的活性和加入量的選擇直接關系到BOD5能否測定成功。菌種選擇很關鍵,它要求活性強,最好選擇在微生物曲線對數增長期階段的菌種,分解有機物能力強。菌種的加入量要求很嚴,應使接種稀釋水的BOD5值在012~018mg/L之間。
2、COD
COD是化學需氧量的簡稱,是指在一定條件下,用強氧化劑處理水樣時消耗氧化劑的量,以氧的mg/L表示。它反映了了水中受還原性物質污染的程度,根據二者的所代表的含義,不難知道B/C即廢水可生化性探討的重要意義了。根據有關資料介紹,BOD5/COD>015說明水樣容易生化,BOD5/COD在013~015屬于可生化,BOD5/COD在012~013屬于難生化,BOD5/COD在<012屬于不能生化。藥廠廢水基本上都可以生化處理,大部分制藥廢水生化性較好,但也不能排除少部分廢生化性較差,甚至不能生化處理。生物制藥廢水比合成制藥廢水更好生化。
二、化工制藥廢水的處理工藝
化工制藥廢水的處理技術的分類比較復雜,常用的處理方法包括:化學處理法、物理處理法和生物處理法,每種技術方法都有自身的優勢和弊端,化工制藥廢水的成分十分復雜,并具有毒性高、難降解等特點,因此單一的生化處理方式無法處理廢水。為此,從業人員就需要根據廢水所含物質的實際情況,采用合適的預處理工藝,以此來提高化工制藥廢水的可降解性。
1、物理處理方法
物理處理方法包插氣浮、過濾、離心分離、沉砂、篩網等技術,這種方法指的是用物理法把化工制藥廢水中的溶解物質和乳濁物質進行分離的方法,從而達到改變廢
脫硫廢水為濕法煙氣脫硫過程中產生的廢水,其高濁度、高硬度、高含鹽量、污染物種類多、水質波動大、腐蝕性強等特點,成為燃煤電廠中成分較為復雜、處理難度的工業廢水。
機械式蒸汽再壓縮技術(簡稱MVR)雖然可將脫硫廢水做到,但該方法存在易結垢、易腐蝕、運行成本和投資成本高等顯著問題。膜蒸餾(簡稱MD)是一新型膜分離技術,可利用太陽能、工業廢熱等低品位熱源,處理高濃度原料液,以獲得高品質的產水。本文就膜蒸餾的原理、組件形式、蒸餾膜材質、熱源選擇等方面研究該技術在燃煤電廠脫硫廢水處理中的應用前景。
1、脫硫廢水的來源與特點
在濕法煙氣脫硫工藝中,由于煙氣中的F-和Cl-的溶解,會使漿液中2種離子濃度逐漸升高,一方面,F-與漿液中的鋁聯合,對石灰石溶解產生屏蔽作用,從而影響脫硫效率;另一方面,漿液中Cl-濃度升高也會影響脫硫效率和石膏品質,同時還會引起管道腐蝕。為了維持系統穩定運行、保證石膏產品質量和保證脫硫效率,需要控制漿液中Cl-濃度,一般要求低于20g/L,因此需排出部分漿液,以保證Cl-濃度達標。排出的漿液便是脫硫廢水。
脫硫廢水的典型特征包括:
①水質波動范圍非常大;
②污染物種類多;
③硬度高,Ca2+濃度為476.2mg/L~5206mg/L,Mg2+濃度為204.7mg/L~9037.7mg/L;
④含鹽量很高,特別是Cl-濃度為1127mg/L~14524mg/L,SO42-濃度為1142mg/L~25380mg/L;
⑤腐蝕性強;
⑥懸浮物含量高;
⑦重金屬超標。
2、膜蒸餾技術的原理與優勢
膜蒸餾是膜技術與蒸餾過程相結合的分離過程。膜的一側與熱的待處理溶液直接接觸(稱為熱側),另一側直接或間接地與冷的水溶液接觸(稱為冷側),熱側溶液中易揮發的組分在膜面處汽化通過膜進入冷側并被冷凝成液相,其他組分則被疏水膜阻擋在熱側,從而實現混合物分離或提純的目的。
膜蒸餾的技術優勢包括:
①可低溫操作,不需要將原料液加熱至沸點;
②常壓操作;
③理論脫鹽率達;
④產水水質好;
膜的疏水性和微孔性是膜蒸餾用膜的選擇關鍵。而足夠的機械強度、高熱穩定性、高化學穩定性以及較低的導熱系數也是膜蒸餾用膜材料所必需的。通常認為孔隙率為60%~80%,平均孔徑為0.1μm~0.5μm的膜膜蒸餾。
目前,膜蒸餾過程膜材料的研究開發主要集中于3種膜材料,即聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)和聚丙烯(PP)。聚四氟乙烯膜是以聚四氟乙烯為原料,采用特殊工藝,經壓延、擠出和雙向拉伸等方法制成的微孔膜。聚偏氟乙烯膜是PVDF溶液在支撐層通過生產工藝制造而成的微孔濾膜。雙向拉伸聚丙烯薄膜(BOPP)一般為多層共濟薄膜,是由聚丙烯顆粒經共擠形成片材后,再經縱橫兩個方向的拉伸而制得。
各種蒸餾膜材質的優缺點為(見表2):針對電廠脫硫廢水含鹽量高、懸浮物含量高、硬度高導致易結垢、腐蝕性強等特點,綜合考慮材料性能與經濟性,PTFE材質的蒸餾膜更加適合用于處理脫硫廢水。
⑤可處理高濃度原料液,分離性能不受滲透壓限制。
3、膜蒸餾技術分類
根據膜冷側水蒸氣冷凝方式的不同,膜蒸餾過程可分為4種不同形式(見圖1):直接接觸式膜蒸餾(簡稱DC-MD)、氣隙式膜蒸餾(簡稱AMGD)、氣掃式膜蒸餾(簡稱SGMD)和真空膜蒸餾(簡稱VMD)。
DCMD:該組件內,膜兩側的液體直接與膜面接觸,其一面是經過加熱的原溶液為熱側,另一面是冷卻水為冷側,膜孔內為汽相(蒸氣和空氣),在熱側膜面上生成的水蒸氣透過膜至冷側凝結成水,并和冷卻水合而為一。AMGD:該組件內,膜的冷側裝有冷卻板,在其間就是氣隙室,當熱側水蒸氣透過膜在的氣隙室擴散遇冷凝壁結成液態導出,而冷卻水在組件內部降溫,凝結水和冷卻水各有通道,互不混合。SGMD:該組件內,膜的冷側通常以惰性氣體(如氮氣等)作載體,將透過膜的水蒸氣帶至組件外冷凝。VMD:該組件內,膜的一側與進料液體直接接觸,透過側用真空泵抽真空,另一側的壓力保持在低于進料平衡的蒸氣壓之下,揮發組份從冷側引出后冷凝。
限制膜蒸餾商業化應用的主要原因是該技術能耗及產水成本過高。在膜蒸餾過程中,90%的能耗來自于對原水的加熱,這導致膜蒸餾所需的熱量達到628kW/m3,產水價格高于2.2美元/t。另外,由于碳排放稅和能源價格的逐年上升,以燃燒化石燃料(煤、石油等)提供的電能/熱量驅動膜蒸餾過程顯得沒有實用意義,其產水成本也會進一步提高。然而,隨著太陽能技術的發展和低品位熱源(煙氣廢熱、低品位蒸汽及循環冷卻水潛熱等)的回收利用,使得膜蒸餾技術處理脫硫廢水的商業化前景再一次變得光明起來。根據KESIEME提供的計算公式,合理利用低品位熱源(<50℃),可以使膜蒸餾的產水價格下降至0.57美元/t,低于目前反滲透技術的產水價格。
礦井污水處理設備環保設備廠家因此,充分利用電廠的低溫廢熱(50℃~70℃的低品位蒸汽均可作為理想的熱源),可大大降低膜蒸餾系統的運行成本。
6、結束語
隨著環保政策日益嚴格,燃煤電廠脫硫廢水處理已是大勢所趨。真空膜蒸餾技術+PTFE蒸餾膜+廢熱回收技術所具有的脫鹽率高、產水水質好,水回收率高、抗污染、低運行成本等優勢,已成為一項發展潛力的脫硫廢水技術。但是,目前,針對膜蒸餾技術的機理性研究、過程強化、組件開發及新型膜材料研發等工作開展嚴重不足,在一定程度上制約了該技術在脫硫廢水處理中的推廣應用。為增強膜蒸餾技術的實用性,今后,可在以下幾個方面開展研究工作。
①加強膜蒸餾技術的機理性研究,尤其針對嚴重影響傳質過程的兩個重要因素—溫度極化和濃度極化。
水成分的目的。這種方法已經成為廢水處理技術中的基本操作,在當前來說是比較成熟的技術。但是由于廢水具有毒性大、有機物含量高、色度深、含鹽量高、成分復雜、生化性差、間歇排放等特點,仍然屬于處理難度較高的化工制藥廢水。
2、高級氧化技術法
高級氧化技術法(又稱深度氧化技術法,簡稱Fenton法)Fenton法是氧化法的一個延伸,是一種高級氧化技術,其原理是通過氧化劑與有機污染物的反應使有機物的結構破裂從而達到清除目的。目前,有超聲波Fenton法、電Fenton法、光Fenton法、微波Fenton法等應用于實際生產中,在處理有機制藥廢水時效果尤其顯著。
3、厭氧法
利用兼性厭氧菌和專性厭氧菌將污水中大分子有機物降解為低分子化合物,進而轉化為甲烷、二氧化碳。常用的厭氧生物法包括上流式厭氧污泥床(UASB)、厭氧折流板反應器、厭氧膨脹顆粒污泥床反應器、內循環式反應器等。雖然經過厭氧處理后出水COD值降低到一定程度,但還達不到排放標準,因此尚需進行后續處理。
4、生物吸附法
生物吸附法是指污染物與生物細胞及細胞膜吸附等的生物化學反應,其主要的生物吸附劑主要是農作物、藻類等,此法的吸附劑與物理吸附法一樣也可以采取一些方法,將其的吸附量適當提高,改變吸附量可以通過調節溫度、pH值等實現,由于此方法比較方便、成本比較低且吸附量較大等,是一個非常實用的方法。