第一篇:化工三废处理工论文
健雄职业技术学院
化工三废处理工论文
题 目:固体废物处理技术的展望及趋势 姓 名: 张天恩 学 号: ***7
系 部: 化学工业系
专 业: 工业分析与检验 班 级: 分析1312
固体废物处理技术的展望及趋势
摘要:阐述了固体废物处理的定义,种类,讨论了固体废物的各种处理方法,并分析了国内外固体废物处理的现状及趋势,也对今后的固体废物处理提出了一些展望。
关键词:固体废物,处理技术,展望。
引言:随着科技的进步,城市化进程不断扩大,工矿企业的日益增多,人们生活水平的不断提高,固体废弃物的数量逐年递增。据有关资料显示,1997年城市垃圾年产生量约为1.4亿t,年增长率为6%-7%,历年堆存量高达50多亿t,而无害化处理率不到10%。大量垃圾运到城效裸露堆放,全国近2/3的城市陷入城市垃圾的包围之中。同时,工业有害固体废物的处理,也是一个亟待解决的问题。我国工业固体废物每年产生量约8.0亿t,排入量约7.0亿t,历年累积堆放达65.0亿t左右,其中危险废物约占5%。目前工业固体废物约占5%。而工业固体废物的综合利用率只有45%,其余大都堆存在城市工业区和河滩荒地上,风吹雨淋成为严重的污染源,并使污染事件不断发生,造成严重后果。可见,固体废弃物的处理问题日趋严重,如何处理固体废弃物已经成为目前当务之急。下面就探讨几种固体废弃物处理方式。
1、固体废物的定义
我国《固体废弃物污染环境防治法》(2005)中将固体废物定义为:生产、生活和其它活动中产生的丧失原有利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的固态、半固态和置于容器中气态物品、物质以及法律、行政法规规定纳入固体废物管理的物品、物质。可见,固体废物的概念具有时间和空间的相对性。提倡资源的社会再循环,目的是充分利用资源,增加社会与经济效益,减少废物处置的数量,以利社会发展。
2、固体废物的种类
固体废物的种类很多,如按其性质可分为有机物和无机物;按其形态可分为固体的(块状、粒状、粉状)和泥状的;按其来源可分为矿业的、工业的、城市生活的、农业的和放射性的。此外,固体废物还可分为有毒和无毒的两大类。有毒有害固体废物是指具有毒性、易燃性、腐蚀性、反应性、放射性和传染性的固体、半固体废物。
3、固体废弃物的处理
固体废弃物处理通常是指通过物理、化学、生物、物化及生化方法把固体废物转化为适于运输、贮存、利用或处置的过程。固体废弃物处理的目标是无害化、减量化、资源化。目前采用的主要方法包括压实、破碎、分选、固化、焚烧、生物处理等。
3.1压实技术
压实是一种通过对废物实行减容化,降低运输成本、延长填埋场寿命的预处理技术。压实是一种普遍采用的固体废弃物预处理方法。如汽车、易拉罐、塑料瓶等通常首先采用压实处理。适于压实减少体积处理的固体废弃物还有垃圾、松散废物、纸带、纸箱及某些纤维制品等。对于那些可能使压实设备损坏的废弃物不宜采用压实处理,某些可能引起操作问题的废弃物,如焦油、污泥或液体物料,一般也不宜作压实处理。
3.2破碎技术
为了使进入焚烧炉、填埋场、堆肥系统等废弃物的外形尺寸减小,预先必须对固体废弃物进行破碎处理。经过破碎处理的废物,由于消除了大的空隙,不仅使尺寸大小均匀,而且质地也均匀,在填埋过程中更容易压实。固体废弃物的破碎方法很多,主要有冲击破碎、剪切破碎、挤压破碎、摩擦破碎等,此外还有专用的低温破碎和湿式破碎等。
3.3分选技术
固体废物分选是实现固体废物资源化、减量化的重要手段,通过分选将有用的充分选出来加以利用,将有害的充分分离出来;另一种是将不同粒度级别的废弃物加以分离。分选定基本原理是利用物料的某些性质方面的差异,将其分选开。例如利用废弃物中的磁性和非磁性差别进行分离;利用粒径尺寸差别进行分离;利用比重差别进行分离等。根据不同性质,可以设计制造各种机械对固体废弃物进行分选。分选包括手工捡选、筛选、重力分选、磁力分选、涡电流分选、光学分选等。
3.4固化处理技术
固化技术是通过向废弃物中添加固化基材,使有害固体废弃物固定或包容在惰性固化基材中的一种无害化处理过程。理解的固化产物应具有良好的抗渗透性,良好的机械特性,以及抗浸出性、抗干─湿、抗冻─融特性。这样的固化产物可直接在安全土地填埋场处置,也可用做建筑的基础材料或道路的路基材料。固化处理根据固化基材的不同可以分为水泥固化、沥青固化、玻璃固化、自胶质固化等。
3.5焚烧和热解技术
焚烧法是固体废物高温分解和深度氧化的综合处理过程。好处是把大量有害的废料分解而变成无害的物质。由于固体废弃物中可燃物的比例逐渐增加,采用焚烧方法处理固体废弃物,利用其热能已成为必然的发展趋势。以此种处理方法固体废弃物,占地少,处理量大,在保护环境、提供能源等方面可取得良好的效
果。欧洲国家较早采用焚烧方法处理固体废弃物,焚烧厂多设在10万人口以上的大城市,并设有能量回收系统。日本由于土地紧张,采用焚烧法逐渐增多。焚烧过程获得的热能可以用于发电。利用焚烧炉发生的热量,可以供居民取暖,用于维持温室室温等。目前日本及瑞士每年把超过65%的都市废料进行焚烧而使能源再生。但是焚烧法也有缺点,例如,投资较大,焚烧过程排烟造成二次污染,设备锈蚀现象严重等。
热解是将有机物在无氧或缺氧条件下高温(500-1000C)加热,使之分解为气、液、固三类产物。于焚烧法相比,热解法则是更有前途的处理方法。它的显著优点是基建投资少。
3.6生物处理技术
生物处理技术是利用微生物对有机固体废物的分解作用使其无害化。种种技术可以使有机固体废物转化为能源、食品、饲料和肥料,还可以用来从废品和废渣中提取金属,是固体废物资源化的有效的技术方法。目前应用比较广泛的有:堆肥化、沼气化、废纤维素糖化、废纤维饲料化、生物浸出等。
对于因技术原因或其他原因还无法利用或处理的固态废弃物,是终态固体废弃物。终态固体废弃物的处置,是控制固体废弃物污染的末端环节,是解决固体废弃物的归宿问题。处置的目的和技术要求是,使固体废弃物在环境中最大限度地与生物圈隔离,避免或减少其中的污染组成对环境的污染与危害。
4、国外生活垃圾处理技术发展趋势
4.1提倡分类收集和回收利用
对生活垃圾尽可能进行回收和循环利用,最有效的途径是尽可能对生活垃圾实施分类收集。这是发达国家在实践中形成的共识。4.2鼓励有机垃圾堆肥处理
可以预计,垃圾堆肥技术将在世界范围内经历一次从量变到质变的变化过程。但无论如何生活垃圾堆肥技术今后仍将在国外生活垃圾综合处理体系中占有重要位置。4.3稳步发展垃圾焚烧技术
垃圾焚烧处理已有100多年的历史,但出现有控制的焚烧(烟气处理、余热利用等)只是近几十年的事。它与垃圾填埋处理相比,具有占地面积小、选址较容易,处理快速、减量化显著、无害化较彻底以及可回收焚烧余热等优点,在发达国家得到越来越广泛的应用。预计将来垃圾焚烧技术仍会继续得到发展。4.4填埋是垃圾处理的基本方式
虽然垃圾填埋处理率有下降的趋势,但填埋处理仍是垃圾处理的最终方式。垃圾填埋场的污染控制措施将不断完善,垃圾填埋场将向大型化发展,进入垃圾填埋场的有机物含量将有所限制。
5. 我国生活垃圾处理技术的现状及发展趋势
5.1现状 纵观国内生活垃圾处理技术的理论研究和工程实践,成熟且常用的生活垃圾处理技术主要有填埋、堆肥、焚烧3种。回收利用技术目前仅在少数几个城市中进行试点工作,应用实例尚不多。5.1.1.生活垃圾收运
近几年我国生活垃圾收运机械化程度有很大提高,全国城市生活垃圾清运机械总数达32635辆,占环卫机械总数81%。但从整体来看,我国城市垃圾机械化收运率比较低,不仅环卫工人劳动强度大,手工操作较多,而且机具不足,设备性能差。全国大约有40%的环卫清运车辆已经老化需要更新,每年约有1000万吨的城市生活垃圾不能及时运往处理场地,道路机械化清扫率还很低。5.1.2.生活垃圾分选技术和装备
生活垃圾分选是生活垃圾资源化处理过程中的一个工艺环节。我国目前主要是通过人工分选回收生活垃圾中可回收物资。机械分选主要用于机械化生活垃圾堆肥厂、焚烧厂和其它生活垃圾资源化工厂。
我国应用的机械分选设备主要有滚筒筛、永磁滚筒。滚筒筛主要用于堆肥及处理熟堆肥的筛分过程,而堆肥的前处理过程应用较少。磁选滚筒一般用于分选生活垃圾中的铁磁性金属。静电分选法、光选法等我国还很少应用。5.1.3.生活垃圾的填埋技术和装备
近几年来我国陆续兴建了一批城市生活垃圾处理设施。一些大、中型城市建成了垃圾卫生填埋场。但是,大部分城市目前仍采用堆放或简单填埋方式处置城市垃圾。由于没有建造能达到环境保护目的的渗滤液衬层收集系统,不能对渗滤液进行收集和集中净化处理,已导致水资源和周围环境的严重污染;由于没有很好的压实机械,填埋场未达使用年限就填满封场;对填埋场气体未加收排,引发的爆炸事故常有发生。
现有卫生填埋场的设计建造标准不高,只有少数城市建成达到或基本达到无害化处理标准的卫生填埋场。除少数填埋场底部铺有防渗层外,其余卫生填埋场几乎都是采用粘土防渗。目前真正能满足卫生填埋标准的填埋场并不多。
填埋场的专用机具研制与开发有待发展。生活垃圾压实机是根据生活垃圾特性设计,是专门用于填埋作业的机具。目前我国用于填埋场的生活垃圾压实机还处在试制阶段,许多生活垃圾填埋场主要使用推土机进行填埋作业。用于填埋场的其它机具如推土机、装载机也需要根据生活垃圾的特性做一些改造,使得其更适合于填埋作业并提高作业效率。此外,填埋气体回收利用成套设备、新型填埋覆盖材料也急需开发。
5.1.4.生活垃圾堆肥处理技术和装备
我国已开发了城市垃圾堆肥技术。无锡、杭州、上海等地已建成了一批机械化程度较高的堆肥厂,具有较完整的前处理、发酵、后处理工艺及设备。其堆肥产品质量、运行操作可控性、环境质量等指标都达到了较高水平。还建成一批机械化程度低,但实用性强的简单高温堆肥系统,如天津简易高温堆肥系统、鸡西的利用城市垃圾及粪便生产有机肥系统、安阳塑料膜覆盖快速堆肥处理技术,以及一批以处理陈腐垃圾为主的移动式简易筛分生产线(天津YS移动筛分机处理技术、北京自然腐熟垃圾简易筛分线)。工艺简单、投资少、运行费用低、机动灵活,在处理大量生活垃圾和陈腐堆放垃圾方面发挥了很大作用,构成了城市垃圾堆肥处理高、中、低三个技术层次的分布格局。但是,我国堆肥技术和装备与国外发达国家相比还有一段差距,特别是由于生活垃圾混合收集,堆肥处理难度大,产品质量差,同时也缺乏成套化、系列化的设备。5.1.5.生活垃圾焚烧技术和装备
生活垃圾焚烧设备的开发刚刚起步。我国兴建的大型垃圾焚烧厂如深圳和北京两个垃圾焚烧厂主要为引进国外设备。面对市场的要求,我国大中型锅炉厂纷纷引进国外技术,生产垃圾锅炉,以期降低设备成本。杭州引进日本技术准备生产三菱、马丁逆推型往复炉排;无锡引进底特律炉排公司的炉排技术;北京、宜兴引进美国的炉排技术等。
我国自行研制的小型医院焚烧炉技术已得到了较充分的发展,并已发展成为系列化、标准化、定型化的成熟产品。此外,我国一些企业看好垃圾处理行业的前景,纷纷研制廉价的焚烧厂系统。经过几年的发展,其产品和技术已由固定炉排垃圾焚烧炉发展到链条式移动炉排焚烧炉,其中一些正在开 发往复式垃圾焚烧炉。但是,上述焚烧炉仅以焚烧为主要目标,烟气的处理及热能回收技术 相对比较落后,自动化程度较低,多数无法满足要求。针对这个问题,国内已研制了日处理 100吨的循环流化床垃圾焚烧炉并取得成功,目前还需进一步完善系统,达到工业应用要求 5.2技术发展趋势
5.2.1.填埋技术展望
填埋气体导排技术在生活垃圾填埋场得以普遍采用并不断完善,同时填埋气体回收利用技术在取得经验的基础上不断扩大试验范围;大中城市的生活垃圾填埋场基本上能做到每天覆盖。覆盖材料除粘土外,新型替代覆盖材料的研制工作也取得进展,并在部分缺少覆盖土源的生活垃圾填埋场试点应用。在引进、消化的基础上,开发出压实机等新一代的国产化填埋专用机具,用于生活垃圾填埋场并取得较好效果。填埋技术在我国生活垃圾处理领域的主导地位,在今后相当长的一段时间内不会改变,但生活垃圾填埋处理的比例将稳步下降,而填埋场中卫生填埋场的比例将明显上升。5.2.2.堆肥技术展望
发达国家普遍采用的好氧堆肥技术,在部分示范工程中率先得到应用;在大城市中将逐步提倡经回收利用和堆肥、焚烧等方法处理后的生活垃圾残余物进填埋场作最终处理,生活垃圾堆肥厂的机械化水平和堆肥质量有明显提高;堆肥产品中的重金属含量和碎玻璃等杂质得到有效控制。国产化有机复合肥成套生产技术与设备进一步完善,生活垃圾堆肥厂生产有机复合肥和颗粒肥的比例将逐步提高。由于具有良好的减量化和资源化效果,生活垃圾堆肥技术将重新得到重视,生活垃圾堆肥处理的比例将逐步增加。但如何进一步开拓堆肥产品市场仍有许多工作要做。5.2.3.焚烧技术展望
我国城市生活垃圾的低位热值稳步提高,低热值生活垃圾焚烧技术的工艺研究进一步完善;新一代国产化成套生活垃圾焚烧设备的开发取得成功,并在部分中小型城市形成一定的市场,单台处理能力200 t/d以下的生活垃圾焚烧设备将以国产化为主。生活垃圾焚烧厂的二次污染特别是尾气净化技术取得突破,同时人们对二恶英等污染物的关注程度愈加提高;生活垃圾焚烧余热综合利用技术得到提高,发电上网等将继续得到政策和税收方面的支持。生活垃圾焚烧技术将稳步发展,生活垃圾焚烧处理的比例将逐步上升,未来几年内在部分城市中将建成若干个和国外接轨的生活垃圾焚烧厂。但生活垃圾焚烧技术在我国全面推广的条件目前尚不具备。5.2.4.我国生活垃圾回收利用技术展望 生活垃圾作为一种取之不尽的再生资源将逐步得到重视。分类收集、分类处理方式在我国大中型城市中逐步推行;对一次性物品的限制使用初见成效,同时产品包装行为进一步规范,过度包装现象逐步减少。有关生活垃圾减量化、资源化的地方性法规将陆续出台。生活垃圾回收利用工作将逐步纳入依法管理的轨道;生活垃圾回收利用技术将重新得到重视,生活垃圾回收利用的比例将逐步增加,并将带动废品回收业和相关产业的新一轮发展。结论
堆肥技术适合于处理易腐有机垃圾,焚烧适合于处理高发热量组分的垃圾,卫生填埋是垃圾处理的最终方式。随着我国城市生活垃圾中易腐有机垃圾成份的提高,金属、纸类、塑料等可回收利用组分的增加,推行分类收集,注重垃圾回收利用,同时建立生化、焚烧、填埋多种技术并存的处理方式,是生活垃圾处理的发展趋势。
参考文献:
[1]赵由才.生活垃圾资源化原理与技术[M].北京:化学工业出版社,2002.[2]李国建.固体废物处理与资源化工程[M].北京:高等教育出版社,2001.[3]张留.城市生活废弃物处理[M].上海:上海科学技术出版社,1999
[4]李湘州,国内外固体废弃物管理的新动向与对策,2004
[5] 范留柱,国内外生活垃圾处理技术的研究现状及发展趋势 2007
[6]我国固体废物污染治理现状及防治对策,《中国环保产业》,1995年,第2期,董保澍
第二篇:化工三废处理
化工生产中的三废处理
近些年,我们一般所说的工业“三废”是指的是工业生产当中产生的废气、废水和废渣。而“三废”的产生主要有这几个来源,一是化学反应不完全或者有副反应,二是物理分离中产生的,三是通过非正常时期的短期排放产生的。“工业三废”中含有多种有毒、有害物质,若不经妥善处理,如未达到规定的排放标准而排放到环境(大气、水域、土壤)中,超过环境自净能力的容许量,就对环境产生了污染,破坏生态平衡和自然资源,影响工农业生产和人民健康,污染物在环境中发生物理的和化学的变化后就又产生了新的物质。好多都是对人的健康有危害的。这些物质通过不同的途径(呼吸道、消化道、皮肤)进入人的体内,有的直接产生危害,有的还有蓄积作用,会更加严重的危害人的健康。不同物质会有不同影响。化工生产曾今给人类创造了很多财富,生产了许多各个领域必须的产品,满足了人们生产和生活的越来越高的要求。但生产过程中的一些废弃物排入环境中,造成水体、大气和土壤的污染,这些污染物在水环境、大气环境和土壤环境之间不断地时行互相迁移、循环给人类的生活环境带来严重的危害。到20世纪末期尤为严重,已经形成了21世纪的一大“公害”。据资料统计,当今世界各国生产使用十多万种化学化工产品。人们利用各种原料进行加工,其中1/3直接转化为废物和污染物,2/3转化为产品。
一、化工三废的产生、分类及特点(1)化工废弃物的分类。
化学工业中所产生的废弃物,可以按聚集在一起时的状态来分类,也可按它们被处理和利用的办法来分类。其中最常用且又合理的是按聚集状态来分类,即将废弃物分为固体废物、液体废物和气体废物三大类,也就是我们通常意义上的“三废”。固体废物,这是些成粉末状、灰状、块状或凝固状的废物。属于这一类的有:残渣,灰渣,飞灰和烟灰,塑料丢弃物,废橡胶,选矿后留下的含金属的矿渣,有腐渣的有机物等。液体废弃物大都是些被污染的水体或其它废溶液,其中溶有盐类、碱类、酸和有机物,也包括分散的“油”液和含有悬浮的颗粒状杂质。属于这一类的主要是生产中排出的废水或用过了的有机溶剂和有机液体。气体形式的废物,这是一些工业锅炉、干燥设备、通风设备所排出的气体以及化学生产过程中分离出来的气体等等。属于这一类的有:各种烟,各种气味的气体,或雾状的固体或液体弥散颗粒,以及含N0、S02、HCl、HF等的烟雾,含尘气体,有机物蒸汽,含有有毒物质的蒸汽空气混合气体。除上述三类主要的形式外,还有一类较特殊的废弃物,即成泥浆状的废弃物,它既不能算作液体,也不能算作固体。通常它们是松散的或呈细粒晶体状的糊,其中含有(按质量计)20%~80%的水,不预先经过加工处理(干燥、冻结等)就较难运输。属于这一类的有:过滤、沉淀后的残渣,废液中和处理或特殊加工处理后产生的泥浆等。
化工废物的“毒性程度”是一个重要的概念或参数。所谓毒性程度,指的是化学或化工废物对生物界的影响。首先,是指对人类的影响,其次是对动植物的影响。根据毒性程度的大小,化学或化工废物可以分为无害的、有毒的和剧毒的几种。实际上,所有的化学或化工废物几乎都是有毒的,它所产生的影响的大小取决于人所接触到的剂量或自然环境中所具有的浓度。此外,许多化学物质无论是在组织中还是在周围环境中,许多都有能积累的特点,从而越来越加剧了毒性的作用。(2)化工三废的来源。
虽然产生化工污染物的原因和污染物进入环境的途径有多种多样,但概括讲,化工污染物的主要来源大致可分为以下两个方面。
二、生产中三废的综合利用
将化工厂排放的废弃物,加以合理的综合利用和回收,使无用的“废物”重新成为有用之物,即可治理三废防治污染,又可创造财富,故称之为“资源的二次开发工作”。1.废气的处理和利用
废气的常用处理方法:冷凝法,吸收法,吸附法,直接燃烧法,催化燃烧法五种。典型化工废气的处理和利用化工生产过程中典型的废气处理主要有:烟气脱硫和烟气脱硝两大部分。2.废水的处理方法 工业上对废水处理的方法有物理法,化学法和生物法三类。化工生产过程中典型的废水有:含硫废水,含酚、氰有毒废水含硫废水的处理:主要有空气氧化法和水蒸气氧化法 3.废渣的处理方法
化工生产过程中排出的废渣,除少数组分回收利用外,大都分采用堆放处理。化学和生物处理。用化学和生物的方法处理化工废渣,主要有中和、氧化、还原、水解、化学固定等方法。三、三废治理原则
对于三废的防治,在进行工艺设计和工程设计时,要把三废治理作为重要环节,做到“三同时”,即同时设计、同时施工、同时投产。对于已经投产的企业,如果三废不加治理时,可以指令限期治理,不然可以令其停产。治理三废的积极的思路就是改造工艺,使其不产生无法治理或难以治理的三废;其次是“三废”资源化,回收利用或生产出新的产品(过去称综合利用产品),万不得已则使之无害化。这是总的原则。
采用先进工业技术,控制产生污染
(1)对有严重污染的原料路线、生产方法进行改革。
化工生产中采用的某些原料、催化剂以及生产过程中的中间产物,是有毒有害的,直接污染生产环境,长期危害操作人员健康。因此,力图实现工艺改革,采用无害或低害的原料路线,并相应改变工艺生产方法。隔膜电解法代替水银电解法,就免除了汞污染。有些生产中由于使用大量酸、碱、溶剂、氨等,造成严重的污染。如用次氯酸化法生产环氧乙烷,需要排放大量的石灰浆和含有机氧化物的废水;采用乙烯直接氧化制环氧乙烷,污染显著减轻。(2)改变造成污染的产品品种。
有些化工产品在生产和使用过程中有毒有害,污染环境,需要采用改革产品品种的措施。农药生产在这方面的例子是显著的。如以往使用的无机砷、有机汞农药以及六六
六、滴滴涕等有机氯制剂,现在已禁止生产和使用。(3)改变设备、改进操作。为减少和消除污染,需要对污染环境的生产设备进行改造。如在冷却、洗涤操作上,采用直接接触式设备,会产生大量的废水,如改用问接冷却器进行问接冷却,可有效地减少污染物的排放量。电解食盐水工业中产生的氯气,过去用直接喷淋水冷却的方法去除氯气中的水蒸气,在喷淋过程中水与氯气直接接触,有一部分氯气溶解于水,因而排放出来的废水中含有一定量的氯。现在采用钛管列管冷却器,氯气通过钛管,被管外的冷冻水进行问接冷却,使滤器中的水蒸气直接冷凝下来,不与冷却用水接触,消除了排出水含氯的问题,同时减少了氯气的损失。(4)采用密闭循环工艺。
所谓密闭循环,指系统的废弃物,通过一定的治理技术,重新回到系统中加以使用,以避免污染物排放环境的工艺。又称为“无废工艺”或“零排放工艺”。它既可降低原料消耗,又减少污染物的危害。(5)减少系统泄漏。
从控制污染观点考虑,提高设备管道的严密性、减少反应物料的泄漏也是十分重要的。需要提高设备和管道的严密性,对泵和阀门等管件要选用密闭性能好的,如屏蔽屏、整体阀门等;管件连接密封,可选用优质垫圈,采用双层密封等。为防止泄漏,在设计上应尽量减少机械连接,在材质上要选用耐腐蚀的材料,对因腐蚀易引起泄漏的部位,要在设计上考虑便于监测和修补。视流体性质不同,应安装自动报警或监测泄漏的装置,以防止泄漏事故的发生。
四、本文主要介绍几项重大污染行业的三废处理:造纸业、氯碱工业。造纸业:
随着造纸工业的迅速发展,造纸工业废水已经成为水环境的重要污染源之一。造纸工业废水的污染已经是世界公认的“六大”公害之一,对环境的污染主要为废水、废气、废渣、噪声和恶臭。其中废水的污染最为严重和复杂,这是由于造纸工业废水排放量大,又还有大量的纤维素、木质素、无机碱以及丹宁、树脂、蛋白质等。并且即使经过充分的废液回收利用,也还是或多或少地会有一些纤维素和半纤维素流失进入废水中。含有大量有机物的造纸废水排入水体,对水体会造成不同程度的污染。同时造纸过程中通常还需要加入一些必要的化学药剂和化学助剂,这些物质流失进入水体中更是加重了水体污染。造纸工业的漂白工段通常是采用含氯化合物漂白,导致排出的漂白废水中含有大量的氯化有机物,其中的氯苯酚、氯化脂肪酸、氯化树脂酸、dioxin 等有毒且难以处理的氯化有机物,对环境中的生物具有强烈的毒害、致畸、致多发性脑神经病变作用,因此如何有效地去除造纸废水中的含氯有机物已经成为废水处理的一大难题。本文在查阅大量文献资料的基础上针对当前的废水来源和废水处理技术特点进行详述, 主要介绍国内外处理造纸废水的方法和新技术,并就国内外治理造纸废水的现状和未来的发展前景加以评述。4.1 制浆造纸废水特点和处理方法
造纸工业废水主要分为蒸煮废液、中段水、造纸白水三种, 对于废纸制浆企业来说, 在废纸再生利用过程中会产生脱墨废水, 它们由于产生的情况和来源不同, 其污染的严重程度和特点也有一定的差异。4.1.1 蒸煮废液
蒸煮废液即碱法制浆的黑液和酸法制浆的红液。目前国内的制浆技术主要是碱法制浆, 黑液的污染负荷最大, 占整个造纸行业污染负荷的90% , 其产生的黑液污染物浓度与所用造纸原料种类、生产工艺等有关。一般黑液中杂质约占10% ~ 20% , 其中1/ 3 为无机物, 主要是各种钠盐;2/ 3 为有机物, 主要是碱木素、半纤维素、脂肪酸和树脂酸等。对其处理方法主要是采用碱回收, 但目前草类原料中的硅干扰问题没有完全解决, 使得黑液提取率比木材低得多, 碱回收比较困难, 造成一定的污染, 而且碱回收工艺投资大, 工艺复杂, 只有大型制浆企业才能承受。4.1.2 中段水
中段水来源于造纸工艺的洗涤、筛选、漂白工段, 是废水处理的主要目标, 其化学成分与黑液相仿, 只是浓度稍低, 其中漂白废水中含有大量的有机氯化物, 具有很深的颜色和很大的毒性, 除了需要除去COD、BOD、SS 等物质外, 还要进行脱色处理。目前中段废水的处理工艺主要是物化和生化处理, 经过处理后, 虽然COD、BOD、SS 等物质大大降低, 但部分有机污 4.1.3 造纸白水
造纸白水主要来自打浆、浆料的净化筛选和造纸机的湿部。白水污染物浓度低, 主要是一些纤维、填料、涂料等, 可通过白水封闭循环、过滤、筛分、气浮、沉淀等处理工艺, 回收纤维实现可循环利用, 减少污染排放量。4.1.4 废纸脱墨废水
废纸脱墨废水主要来源于制浆部分的洗涤废, 该废水不仅SS 含量高、色度大, 而且还含有大量成分复杂的COD 物质。这些COD 物质主要包括细小纤维、油墨、树脂、颜料、化学药品和机械杂质等污染物, 根据废纸来源和生产工艺的差别, 洗涤废水的特征有所不同。我染物无法有效去除。国目前采用的废纸造纸废水处理技术为混凝沉淀(或气浮)等。氯碱,即氯碱工业
使用饱和食盐水制氯气氢气烧碱的方法。工业上用电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH、Cl2和H2,并以它们为原料生产一系列化工产品,称为氯碱工业。氯碱工业是最基本的化学工业之一,它的产品除应用于化学工业本身外,还广泛应用于轻工业、纺织工业、冶金工业、石油化学工业以及公用事业。氯碱工业是化学工业的一个重要组成部分,是生产基本化工原料的行业。近年来,中国氯碱工业迅速发展,原有氯碱企业纷纷扩大了生产能力,一些新的企业也相继投产,产能快速提升,氯碱工业呈现出加速向规模化,高技术含量方面发展的态势。中国氯碱工业在产能迅速提升的同时,技术也获得了长足发展,规模化装置增多,装置技术水平提高,中国氯碱工业呈规模化、高技术化发展态势。氯碱行业为国民 经济发展做出了重要贡献。同时,氯碱行业对环境污染也是比较大的。
每年氯碱行业排放三废数量大,污染物多,其中工业废水年排放7200万~80000万t,废气排放600亿~700亿m3,废渣160万~200万t。全国化学工业每年排放废水60亿m3,废气7000亿m3,废渣3500万t,氯碱行业年排放总量约占全国化学工业排放总量比例分别为废水占1.2%~1.3%,废气占8.6%-10%,废渣占4.6%~5.7%。由此可以看出,氯碱行业产生“三废”废气量最大,其次是废水和废渣。“三废”种类包括:重金属、有机氯化物、硫化物、氯化物、酚类、油类及放射性物质等等。因此应加大对废气和废水治理力度,逐步采用清洁生产,把三废消除在生产过程中,搞综合利用,变废为宝,变“三废”为资源,做到社会环境和经济效益的统一。4.2.1 废水治理 氯碱生产中废水主要来源于工艺废水,如盐水净化、电解系统、氯氢处理系统、烧碱蒸发废水、PVC含酸废水、有机氯产品含酸废水、乙炔发生电石灰废水、电站水净化产生废水等等。这些废水大部分是酸性水,含有各种污染物,盐分高、悬浮物高、COD高,个别有异味,排人水体后集中处理不但数量大,难度也很大,污染环境,腐蚀设备、管道。根据各厂经验,分别将各种产品产生的废水针对各种污染物种类,采取不同的处理方法,将其解决在某一工艺过程中。高浓度废水综合利用回收有价值的可作为产品和半成品,可变废为宝,取得较好的经济和环境效益。废水治理各厂都有自己好的经验,大致包括:酸性废水治理、PVC含汞废水治理、过氯乙烯和氯苯废水治理、含三氯乙醛废水治理、含酚废水治理、含硫废水治理、氯水综合利用,含有机氯废水治理等。生产过程中全部碱性废水回收利用
烧碱蒸发中大量的冷凝水,已实现了闭路冷却,再循环利用。在此基础上实现了烧碱生产废水的零排放。其中有:①吸附工段,冲网、冲地面、真空泵排水等含悬浮物的碱性废水,采用滤池过滤后清液全部回收循环使用,废石棉绒定期清池集中处理,实现吸附工段废水零排放。②蒸发和盐水工段下水回收。各类泵冷却水、42%碱二段冷却器回收、离心机冷却水、42%碱热水槽溢流水等,这些水引人贮槽,用泵送人水封槽,再进人碱性循环水系统。③氯乙烯碱洗废水回收。氯乙烯碱洗塔置换时,废碱液利用碱循环泵打入电石渣浓缩池,浓缩压滤处理后作为发生器的补充水。酸性废水治理
氯碱生产中酸性废水主要来自离子膜树脂塔再生酸性水,电站水处理磺化酶再生水及氯产品洗水,废气塔吸收水等。近几年浙江善高化工有限公司,北京二化股份有限公司等利用5~8mm的石灰石中和酸性水,并建立了大型废水处理装置,多年运行状况良好,废水处理后pH值(6~9)合格率100%。4.2.2废气的治理
1.锅炉、炉窑烟道气SO2治理
湿法脱硫 即目前国内较先进的“烟囱组合型简易湿式脱硫装置”,由日本三菱重工业株式会社承担设计,提供主体设备,由日本政府无偿援助3套,都用在氯碱行业,山东潍坊亚星集团公司、广西南宁化工集团和四川长寿化工总厂,其中潍坊亚星集团的运行较好,脱硫效率可达82.4%(一般在70%左右)。使用的脱硫剂是生产PvC副产电石渣浆,因是简易脱硫法,产物硫酸钙未做处理,水泥厂做填料。现在仅此三家,因造价高还未全面推广。浙江大学开发研制双碱脱硫法
即用氢氧化钠和氢氧化钙作为脱硫剂吸收SO2,其生成物为亚硫酸钠和亚硫酸钙,在水中水解后逐步由钙盐代替。脱硫除尘同时在花岗岩砌筑塔内进行,脱硫剂定期加入循环使用,将吸收烟尘随循环吸收液一起排人沉降池沉降,上清液循环,沉渣做砖用材料,两塔串联使用除尘效率达95%以上,除尘渣煤灰可利用。脱硫效率达70%,该技术造价低,运行费用低。2.按脱硫法
原理是采用50%甲基二乙酸胺(MEDA)来脱硫,运行能耗低,50:脱除率高,效果好。此技术由美国道化学公司和加拿大的TurbOSoulc公司合作研究开发,脱硫系统包括特定的胺与亚硫酸气反应,加热分离成有用的50:和可回收的胺。与一般方法相比生成物大为减少,后处理方便易行。此公司技术目前只在亚洲国家、印度、韩国和澳大利亚使用。今后美国将此技术与中方合作,扩大应用范围来解决中国的脱硫间题。3.生产工艺废气治理
氯碱行业排放工艺废气一般都含有氯化氢、氯气、硫化氢及有机氯化物,VCM单体,硫醇类,对大气产生污染,有些严重超标,是群众较敏感的问题。4.2.3废渣的治理
氯碱行业产生废渣主要有:电石渣、粉煤灰、炉渣、盐泥、钡渣及化工废渣等。1998年全国电石法生产PvC88.4万t,产生的电石渣在160万一170万t,利用率80%以上。1998年烧碱产量508万t,产生盐泥7万一10万t。全国氯碱行业自备电站装机容量为50万kwh,每年产生粉煤灰30万一40万t,炉渣80万~100万t。1.粉煤灰的治理及应用 一般液态排渣炉粉煤灰比较细,流动性强,输送困难,风吹运输造成贮灰场灰尘飞扬,污染环境。一般在灰场建立灰仓储存,并在灰仓上部加布袋除尘器,再反吹下来收集到料仓里,运往用户。目前粉煤用量最大是建高速公路路基填土代替三合土,硬度强,质量好,已供不应求。
另外,随着建材行业迅速发展,用粉煤灰做粉煤灰水泥,有独特性能,特用在桥梁建筑桥墩上,越接触水强度越好。粉煤灰中含有大量SiO2:和A12O3等活性物质,与Ca(OH)2反应后生成一系列水化产物,产生水硬性,将粉煤灰、氧化钙、铝粉、水泥混合固化制成加气混凝土砌块,粉煤灰用量占60%~70%以上,这种非承重空心砌块用于框架填充材料,又轻又保温且造价低,很受欢迎。
粉煤灰用于农业方面,作为肥源制造硅钙肥、硅钾肥、微肥补充源,又是改良土坡物化状态价廉物美改良剂,制造人造土和人造沸石满足床土育苗和农药吸附需要。现在农业用粉煤灰潜力很大。2.电石注处理及应用
用电石渣做水泥以电石渣为主原料,以电场液态渣为混合材生产普通硅酸盐水泥是一种化害为利、变废为宝的好措施,既解决了水泥市场供不应求的状况,又使固体废弃物得到了综合利用。用电石渣浆做水泥在氯碱行业有20多家,产量百万吨以上,用电石渣处理度氛气做次氛酸钙氯碱行业利用自己副产电石渣有利条件,处理电解系统含氯废气,生产市场上畅销的氯产品,如山东潍坊亚星化工集团、新获石河子化工厂、上海天原化工集团就利用电石渣浆生产次氯酸钙,其产品有效氯达5%~6%,供给造纸行业作漂白剂,取得一定经济效益。电石渣装可作环氧丙沈和氛酸钾的原料生产环氧丙烷皂化时用高浓度的Ca(OH)2进行反应,而电石渣浆中Ca(OH)2含量妻≥90%(干基),能满足环氧丙烷工艺要求,且实践证明可行。在锦西化工总厂、天津大沽化工厂都采用电石渣来代替白灰皂化,效果很好。另外,大沽化工厂用电石渣生产氯酸钾已多年,只要将电石渣浆乙炔吹净,安全上无问题。
盐泥综合利用国外电解用盐都用精制盐,不产生盐泥,特别是汞法电解意义重大,避免了含汞盐泥污染问题,我国电解用盐因种类不同,盐泥产生量不同。海盐和岩盐产生盐泥数量不等。但这也是一个重要污染源,占用耕地,污染地下水,应作为一个课题加以研究解决。目前我国大部分厂家还是堆存填坑,尚未利用。太原化工集团做了很多试验工作,取得了成绩,有关部门应组织攻关解决。结束语
“三废”治理强调的是资源的重复利用,必须从源头抓起,着眼于生产的全过程。尽可能地减少“三废”的排放,并积极开发和利用“三废”治理的先进技术,从而作到“三废”资源的回复利用,减少对环境的污染,同时也降低了生产成本,提高了企业的竞争力,使之能够在激烈的市场竞争中立于不败之地,实现了经济效益和环境保护的“双赢”。
第三篇:利民化工高效处理三废
江苏利民化工股份有限公司为了落实国家6部委部署的“打击违法排污行为,保障人民群众健康”环保专项行动,江苏省新沂市环保部门日前对重点排污企业进行了专项督察。江苏利民化工股份有限公司把“三废”污染治理作为首要任务来抓,先后投资2000余万元建设污水处理设施,投资100余万元治理了锅炉烟气,实现了废水、废气达标排放,废渣“吃光用净”,危险固废零排放。江苏利民化工股份有限公司利用生化处理废水,达标排放利民化工位于江苏省新沂市境内,是我国农药制造行业综合效益百强企业,徐州市首批通过清洁生产审核的化工企业,江苏利民化工股份有限公司2005年通过ISO14000环境体系认证。利民化工主要生产代森锰锌、霜脲氰、百菌清原药等农药杀菌剂,共有3个生产厂区。北厂区以生产代森锰、代森锌等原药及其系列可湿性粉剂为主,其废水处理采用除锰、脱氨、臭氧氧化、生化处理等工艺,这一工艺是在1997年淮河流域零点行动时上马的,总投资800余万元。南厂区主要采用生化处理等工艺,将代森锰锌母液、洗水分别进行收集,然后采用自然沉降——化学沉降的方法进行除锰预处理,处理过程中产生的代森锰锌、碳酸锰等渣泥经过压滤机压滤后,把泥渣全部回用于生产,产生的氨水经过氧化后再回用于生产。经预处理后的废水与低浓度废水混合后采用A/O二段生物氧化工艺,在好氧条件下氨氮被氧化成硝态氮、亚硝态氮,在缺氧条件下硝态氮、亚硝态氮被氧化成气态氮。目前利民化工投资600万元,采用好氧、厌氧、水解、生化处理等工艺,终于实现了废水稳定达标排放。
第四篇:化工过程中的三废处理
氯碱化工的废水处理
摘要
随着我国经济的飞速发展,人们对化工产品的需求量日益上升,但化工三废排放也迅速增加,严重影响了人们的生活质量。如何有效处理化工三废,成为了关乎国计民生的重要问题。氯碱化工在化工过程中占据了很重要的地位,本文就针对氯碱化工生产过程中的废水处理进行介绍。
关键词:氯碱化工;废水处理,处理方案
引 言
随着社会的进步,化工生产为人类带来了各种便利,从而满足人们日益增长的生活需求。但是在化工生产过程中会产生大量污染物,如果排放到环境中,就会导致水资源、土壤以及大气遭受污染,给人类的生产生活带来极大的危害。
化工污染物主要是废水,废气,固废(固体废弃物)“三废”。三废排放严重危害人类生存环境和健康以及生活质量,因此在排放前应予处理达到排放标准,从而控制环境污染,保护生存条件。治理三废的问题迫在眉睫,是化工生产的正常运作的前提。
氯碱化工是最基本的化学工业之一,氯碱化工的产品应用广泛,除了应用于化学工业以外,还应用于轻工业、纺织工业、冶金工业、石油化学工业以及公用事业。因其工业产品较多,在生产过程中需要使用大量的水,同时产生大量废水。
第一章 氯碱化工
1.1氯喊化工简介
氯碱化工是用电解饱和溶液的方法来制取氢氧化钠、氯气和氢气,并以氧氧化钠、氯气和氢气作为原料生产一系列化工产品的一类工业。
烧喊是氯碱化工最主要的产品,烧碱的生产方法有多种,包括苟化法、水银法、隔膜法和离子膜法。目前用主要采用隔膜法和离子膜法电解饱和食盐水生产烧碱。离子交换膜法生产的烧碱产品质量高而且能耗低、无污染。
1.2氯碱工业废水
氯碱化工的生产废水主要来源于氯碱、生产过程中产生的各类废水。氯碱工业废水的几个特点:
(1)水量大,化盐及乙炔发生等工序需要用到大量的水,也有大量的冷却水、冷凝水、含酸碱等无机废水,但是水资源可循环利用的潜力也很大;
(2)水质变化大,含盐量高,含较多氯离子,属于高盐度废水;
(3)水质成分复杂,副产物多,化工产品的生产是复杂的过程,需要严格控制温度、压强等各方面的条件,生产过程化学反应过程也不可能反应完全,排出的废水中除了会含有副产物以外,还含有使用的各种辅料和溶剂等物质;
(4)污染物浓度高,难生物降解物质多,比值低,可生化性差,这与原料反应不完全或生产中使用的大量溶剂介质进入了废水体系有关;
(5)有毒有害等特征污染物多,如重金属催化剂、盐、酸碱、具有杀菌作用的分散剂或表面活性剂等,本身对菌类有抑制作用或杀菌功能。
第二章 氯碱废水处理方案
2.1 PVC 界区废水处理工艺
PVC 界区废水有乙炔工序、氯乙烯工序、聚合工序和干燥工序等排放的废水,本着清洁生产、资源利用的原则,尽可能将装置产生的废水经预处理后回用。
乙炔工序电石渣浆水经沉淀预处理后回全部回用于乙炔发生器;乙炔净化废水经氧化预处理、乙炔碱洗废水经中和沉淀预处理后大部分回用,少部分排入 PVC 界区污水处理站,如图1所示
图1 乙炔电石渣废水综合利用工艺流程图
含氯乙烯的聚合废水先进行汽提处理,回收的氯乙烯返回到聚合装置,一部分废水作为聚合浆料冲洗水回用,一部分排到 PVC 界区污水处理系统。
图2汽提废水处理系统图
PVC 界区的废水采用凯膜处理工艺,处理后 70%的废水返回聚合工段使用;其余 30%的废水,经收集后采用 MBR 工艺处理后排入厂区污水处理站,回用。
图3PVC 离心母液处理回用系统框图
2.2 氯碱界区废水处理工艺
氯碱界区废水主要为化盐工序盐水、螯合树脂再生废水、各工序酸碱废水、碱蒸发工艺冷凝液等,主要通过装置区的污水预处理装置,进行中和、絮凝、沉淀,回用或排入氯碱废水处理系统,进入厂区污水处理站,如图2所示
图4氯碱界区废水处理工艺流程图
结 论
氯碱化工的废水处理技术正在不断的发展,相信在不久的将来会实现氯碱工业的污染零排放。但同时也要提高人们的环保意识,加强监督管理,从根源上减少污水排放,才能真正有效地实现环保。
参考文献
[1] 杨艳丽.化工企业三废处理技术及其展望[J].资源与环境,2012,08,213.[2] 王守梅.浅谈氯碱化——企业废水综合利用技术[J].中小企业管理与科技,2010,(10):259-260.
[3]董晓静,赵红宁,曹偲佳.化工综合废水处理研究进展 [J].水处理技术.2012(S1)[4]赵忠峰.氯碱化工行业的现状和发展趋势 [J].科技传播.2011(12)[5] 佳投.天原集团 国内领先的西南氯碱化工龙头 [J].证券导刊.2010(12)[6]李晓竞,梁靖,周春玲,刘山林.氯碱化工综合废水处理和回收利用探究 [J].石化技术.2015(06)[7]黄雅婧.氯碱化工综合废水处理及回用的研究 [D].南昌大学.2012 [8]董鑫,刘凤.氯碱化工产品发展分析 [J].当代化工.2011(08)
第五篇:三废的论文
人类一直以为地球上的水、空气是无穷无尽的,所以不担心把千万吨废气送到天空去,又把数以亿吨计的垃圾倒进江河湖海。大家都认为世界这么大,这一点废物算什么?我们错了,其实地球虽大(半径6300多公里),但生物只能在海拔 8千米到海底11千米的范围内生活,而占了95%的生物都只能生存在中间约3公里的范围内,人们肆意地来弄污这有限的生活环境。近年来,随着工业经济的增长,在业
“三废”排放量持续增加、环境污染加剧的背景下,工业发展的规模效应扮演着重要角色,尤其对于工业废水和废气来说,规模效应是其排放量增加的最大因素。
工业发展的排放强度效应大于规模效应,是导致固体废弃物排放量减少的最主要因素,说明产生固体废弃物工业部门的生产和环境技术水平有很大的提高,在一定程度上也是由于受循环经济理念推动的结果。我们提倡工业循环经济思想,不断提高工业固体废弃物的资源化再利用率,减少污染,走工业可持续发展之路。在未来的发展道路上,我们还面临着一些实实在在的污染问题。譬如,工业三废问题还未根本解决,在发展工业同时该如何注重环保等问题,亟需我们研究解决。1.1工业三废的概念
工业三废指的是工业生产所排放的废水、废气、固体废弃物。废气如:二氧化碳、二硫化碳、硫化氢、氟化物、氮氧化物、氯、氯化氢、一氧化碳、硫酸(雾)、铅、汞、铍化物、烟尘及生产性粉尘,排入大气,会污染空气。废渣如:高炉矿渣、钢渣、纷煤灰、硫铁灰、电石渣、赤泥、白泥、洗煤泥、硅锰渣、铬渣等。废水如:纺织废水、冶金废水、炼油废水等。1.2工业三废的研究现状
1.2.1西方发达国家对工业三废的研究
在许多经济发达的国家,例如美国、英国、日本等国,工业发展历史悠久,经过若干年来对环境保护政策的调整,由先污染、后治理转为以预防为主,预防与治理相结合,总结和摸索出了一套可供发展中国家借鉴的,正确处理资源开发和环境协调发
展的经验。针对环境污染的问题,发达国家制定了一系列的环境保护法规,健全了环境管理体制,建立环境影响评价制度,实行环境监督检查与强制执行制度等。
这一系列的措施,取得了可人的效果,初步改善了环境污染问题,对其他国家都起了很大的借鉴作用。1.2.2面对日益严峻的环境问题,国内的基本研究状况改革开放20多年,中国的工业化进程更加突飞猛进。从1990年到2001年,我国的国内资源再也难以支撑传统工业文明的持续增长,我国的环境更难以支撑当前这种高污染、高消耗、低效益生产方式的持续扩张。中国几千年文明史中,人与自然的矛盾从未像今天这样严重,中国经济社会的持续发展,中国人口的继续膨胀,开始愈来愈面临资源瓶颈和环境容量的严重制约。我们必须发展循环经济以提高资源使用效率,必须发展新能源以实现生产方式的彻底超越。唯有如此,我国人民才能告别历史上曾出现过的种种灾难,建立起一个全新的社会,培育出全新的生态文明。2.1工业废水所致危害 2.1.1对人的健康的危害
随着人们生活水平的不断提高,经济水平的不断发展,工业污水在人们日常生活
中带来的困扰也越来越多,饮水安全也成为了人们较为敏感的话题。水体污染的危害是多方面的,目前对人体健康的影响令许多人较为关注,笔者对水体污染对人体的危害进行简单介绍:首先,水体污染易引起急性和慢性中毒。水体受有毒有害化学物质污染后,通过饮水或食物链便可能造成中毒。其次,水体污染对人体造成的间接影响同样不容忽视。水体污染后,对人的健康虽无直接危害,但可使水发生异臭、异色,呈现泡沫和油膜等,妨碍水体的正常利用。2.1.2危害工农业生产 水质污染后,工业用水必须投入更多的处理费用,造成资源、能源的浪费,食品工业用水要求更为严格,水质不合格,会使生产停顿。这也是工业企业效益不高,质量不好的因素。农业使用污水,使作物减产,品质降低,甚至使人畜受害,大片农田遭受污染,降低土壤质量。海洋污染的后果也十分严重,如石油污染,造成海鸟和海洋生物死亡。同时对大自然水资源也会产生一定的危害,如果严重的话对动植物有生命危害。工业废水对土壤也有污染,严重的话能使土壤寸草不生,导致良田荒漠化等。工业废水严重危害了工农业的发展,因此,解决废水污染问题势在必行。2.1.3水富营养化的危害
含有大量氮、磷、钾的工业污水的排放,大量有机物在水中降解放出营养元素,促进水中藻类、植物疯长,使溶解氧下降,甚至出现无氧层。以致使水生植物大量死亡,水体发臭发黑形成“死湖”、“死海”,进而变成沼泽。这种现象称为水的富营养化。富营养化的水臭味大、细菌多,水中的鱼大量死亡。水体富营养化的危害包括:
(1)赤潮和水华现象。水体发生富营养化现象时,水体中某些微小的浮游植物、原生动物或细菌开始大量繁殖和生长,在一定的环境条件下发生突发性地增殖和聚集,随着藻类及浮游生物种类和数量的不同,水体反映出不同的颜色,一般由占优势的浮游生物的颜色决定。这种富营养化现象发生在江河湖泊叫做“水华”,发生在海洋叫做“赤潮”。一旦发生赤潮或水华,水体中藻类及浮游生物和绿色植物迅速繁殖,使水体透明度下降,溶解氧减少,水质恶化,导致鱼类及其他水生生物大量死亡。目前,赤潮已成为一种世界性的公害。(2)影响水体的利用。水体富营养化现象一旦出现,水就不能被人畜直接利用。
大量生物和有机物残体沉积于水的底层,在缺氧情况下,被一些微生物分解,产生甲烷、硫化氢等有害气体。富营养化的水体中还存在能使人畜中毒受害的亚硝酸盐和硝酸盐物质。出现富营养化现象的水体 ,不仅影响水体的处理和利用,造成水生经济生物的损失,而且恢复水体的清洁需要相当长的时间。(3)加速水体沼泽化、陆地化进程。由于富营养化的水体含有大量营养物质,使得藻类和水生生物大量生长和繁殖,加速了水体沼泽化和陆地化进程,破坏了特定地区的生态平衡。2.2废气对环境及人们生活带来的影响 2.2.1对人体健康的危害
人需要呼吸空气以维持生命。一个成年人每天呼吸大约2万多次,吸入空气达15~20立方米。因此,被污染了的空气对人体健康有直接的影响。下面列举一些常见的有害气体及其危害:SO2是一种无色、不燃、有恶臭并具有辛辣味的窒息性气体,对人眼及呼吸道黏膜有强烈的刺激作用,大量吸入可引起,肺水肿、喉水肿、声带痉挛而致窒息;大气中的SO2在阳光、水气和飘尘的作用下,生成的SO3与水滴接触形成酸雾,遇雨则形成酸雨(PH<5.6),酸雾和酸雨对自然界、人体都有严重危害。CO是无色、无臭、无刺激性气体,是一种窒息性毒气,空气中控制标准为小于30mg/m3。空气中CO浓度达到1.2g/m3时,短时间可致人死亡。2.2.2对植物的危害 大气污染物,尤其是二氧化硫、氟化物等对植物的危害是十分严重的。当污染物
浓度很高时,会对植物产生急性危害,使植物叶表面产生伤斑,或者直接使叶枯萎脱落;当污染物浓度不高时,会对植物产生慢性危害,使植物叶片褪绿,或者表面上看不见什么危害症状,但植物的生理机能已受到了影响,造成植物产量下降,品质变坏。2.2.3对天气和气候的影响
大气污染物对天气和气候的影响是十分显著的,可以从以下几个方面加以说明:
(1)增加大气降水量: 大工业城市排出来的微粒,有很多具有水气凝结核的作用。因此,当大气中有其他一些降水条件与之配合的时候,就会出现降水天气。(2)下酸雨: 有时候,从天空落下的雨水中含有硫酸。这种酸雨是大气中的污染物二氧化硫经过氧化形成硫酸,随自然界的降水下落形成的。硫酸雨能使大片森林和
农作物毁坏,能使金属的防锈涂料变质而降低保护作用,还会腐蚀、污染建筑物。
(3)对全球气候的影响:
近年来,人们逐渐注意到大气污染对全球气候变化的影响问题。经研究,人们认为在有可能引起气候变化的各种大气污染物质中,二氧化碳具有重大的作用。二氧化碳能吸收来自地面的长波辐射,使近地面层空气温度增高,这叫做“温室效应”。经粗略估算,如果大气中二氧化碳含量增加25%,近地面气温可以增加0.5 ~2℃。有的专家认为,大气中的二氧化碳含量照现在的速度增加下去,若干年后会使得南北极的冰熔化,导致全球的气候异常。2.3固体废弃物污染 2.3.1对大气的污染
堆放的固体废物中的细微颗粒、粉尘随风飞扬,从而对大气环境造成污染。固体
废物堆中的尾矿、粉煤灰、干污泥和垃圾中的尘粒会随风飞扬,遇到大风,会刮到很远的地方。焚烧法是处理固体废弃物目前较为流行的方式,但是焚烧将产生大量的有害气体和粉尘,一些有机固体废弃物长期堆放,在适宜的温度和湿度下会被微生物分解,同时释放出有害气体。2.3.2污染水体资源
不少国家直接把固体废物倾倒入河流、湖泊、海洋,甚至把海洋投弃作为一种处
置方法。美国70年代末将15%的污泥等废物投弃海洋。中国由于向水体投弃废物,80年代的江湖面积比50年代减少2000多万亩。固体废物进入水体,还影响水生生物的生存和水资源的利用。投弃海洋的废物会在一定海域造成生物的死区。
废物堆或垃圾填地,经雨水浸淋,渗出液和滤沥会污染土地、河川、湖泊和地下水。2.3.3危害土壤
固体废物任意堆放占用土地,损伤地表。越来越多的城市垃圾等侵占了大量土地,直接影响了农业生产,妨碍了城市环境卫生,并且埋掉了绿色植物,破坏了大自然的生态平衡。固体废物及其渗出液和滤沥所含的有害物质会改变土质和土壤结构,影响土壤中微生物的活动,有碍植物根系生长。土壤是许多微生物聚居的场所,这些微生物与土壤本身构成了一个平衡的生态系统,而未经处理的有害固体废物,经过风化、雨淋等作用,其有毒液体将渗入土壤,进而杀死土壤中的微生物,破坏了土壤中的生态平衡,污染严重的地方甚至寸草不生。2.3.4影响环境卫生,广泛传染疾病
垃圾粪便长期弃往郊外,不作无害化处理,而简单地作为堆肥使用,可以使土壤碱度提高,使土质受到破坏;还可以使重金属在土壤中富集。被植物吸收进入食物链,还能传播大量的病源体,引起疾病。据统计,我国工业固体废弃物处置率已达60%以上,但可采用的方式大都是简单的堆放
3工业三废产生的原因 3.1工业废水的产生源
产生工业废水的途径多种多样,归纳起来主要是以下几个方面。(1)不完全产生的废料工业生产过程中,一般的反应转化率只能达到70%~80%,未反应完的原料一部分可以回收再利用,但最终有一部分因回收不完全或不可回收而在不同环节转入废水。
(2)许多生产工艺中都需要大量的冷却用水,如炼钢、炼油等。冷却的方式一般有直接冷却和间接两种。直接冷却是使冷却水直接与冷却的物料接触,很容易成为
工业废水;间接冷却的冷却水虽然不与物料直接接触,但因为其中往往需要加入防腐剂、杀藻剂等化学物质,故也受到一定的污染。但间接冷却水相比其他工业废水较为清洁,可通过一定的处理后循环使用。3.2工业废气主要产生的原因 随着工业化程度的不断提高,人为产生的空气污染物所占空气总污染物的比例在不断增加、对人类自身健康的危害在不断增大。目前,排放空气污染物最多的工业部门有:石油与化学工业、冶金工业、电力工业、建筑材料工业等等。焦化生产排放的有害物主要来自于备煤、炼焦、化工产品回收与精制车间,气体污染物的排放量由煤质、工艺装备水平和操作管理等因素决定。
(1)备煤车间产生的污染物主要为煤尘。备煤过程向大气排放煤尘,其数量取决于煤的水分和细度。
(2)化工产品回收车间排放的有害物主要来自化学反应和分离操作的尾气,燃烧装置的烟囱等。主要污染物为NH3,H2S等。3.3固体废弃物是如何产生的
固体废弃物一般是指被丢弃的固体和泥状物质;从废水、废气中分离出的固体颗粒等,也简称废物。这里的废物是指物质在某一利用过程中,或在物质的某一方面没有使用价值,而并非指某一物质的一切使用过程中,或一切使用方面都没有使用价值。这样,在某一使用过程的废物,往往又是另一使用过程的原料,所以废物又有“放在错误地点的原料”之称。固体废物主要来源于分类的生产和消费活动。人们在开采资源和制造产品的过程中,必然要产生废物;任何产品经过使用和消费后,也都会变成废物。
4改善工业三废的措施及其利用价值 4.1解决三废的措施
4.1.1对废水采取的解决方法有过滤法、沉淀法、中和法等 工业废水的有效治理应遵循如下原则: ①最根本的是改革生产工艺,尽可能在生产过程中杜绝有毒有害废水的产生。如以无毒用料或产品取代有毒用料或产品。
②在使用有毒原料以及产生有毒的中间产物和产品的生产过程中,采用合理的工艺流程和设备,并实行严格的操作和监督,消除漏逸,尽量减少流失量。废水处理方法包括:
(1)物理处理法,通过物理作用,以分离、回收废水中不溶解的呈悬浮状态污染物质(包括油膜和油珠),常用的有重力分离法、离心分离法、过滤法等。
(2)物理化学法,利用物理化学作用去除废水中的污染物质,主要有吸附法、离子交换法、膜分离法、萃取法等。4.1.2改善废气的方法包括催化氧化法、酸碱中和法等 废气处理有两大要素:
一要看是否是工业场所适用。废气处理要区别民用场所空气净化。二要能有效去除工厂车间产生的甲苯、醋酸乙酯、乙醇、甲醛等有机废气。工业废气处理普遍应用于化工厂、橡胶厂、石化行业等产生粉尘、烟尘的场所。一般废气处理包括有机废气处理、异味废气处理和空气杀菌消毒净化等方面。废气处理的原理有活性炭吸附法、酸碱中和法、等离子法等多种原理。
下面我们着重阐述低温等离子体废气处理技术原理:
等离子体中包含大量的高能电子、正负离子、激发态粒子和具有强氧化性的后型自由基,这些活性粒子和部分废气分子碰撞结合,同时产生的大量OH、O等活性自由基和氧化性极强的O3,能与有害气体分子发生化学反应,最后生成无害产物。在放电过程中,电子从电场中获得能量,通过非弹性碰撞将能量转化为污染物分子的内能或动能,这些获得能量的分子被激发或发生电离形成活性基团,同时空气中的氧气和水分在高能电子的作用下也可产生大量的新生态氢、活性氧等活性基团,这些活性基团相互碰撞后便引发了一系列复杂的物理、化学反应。从等离子体的活性基团组成可以看出,等离子体内部富含极高化学活性的粒子,如电子、离子等。废气中的污染物质与这些具有较高能量的活性基团发生反应,从而达到净化废气的目的。
4.1.3处理固体废弃物的方法包括压实、破碎、分选、固化、焚烧、生物处理等固体废弃物的处理通常是指物理、化学、生物及生化方法把固体废物转化为适于运输、贮存、利用或处置的过程,固体废弃物处理的目标是无害化、减量化、资源化。有人认为固体废物是“三废”中最难处置的一种,因为它含有的成份相当复杂,其物理性状也千变万化,要达到上述“无害化、减量化、资源化”目标会遇到相当大的麻 烦,一般防治固体废物污染方法首先是要控制其产生量,其次是开展综合利用,把固体废物作为资源和能源对待,实在不能利用的则经压缩和无毒处理后成为终态固体废物,然后再填埋和沉海。固体废物处理涉及物理学、化学、生物学、机械工程等多种学科,主要处理技术有如下几方面:(1)固体废物的预处理。
在对固体废物进行综合利用和最终处理之前,往往需要实行预处理,以便于进行下一步处理。预处理主要包括破碎、筛分、压缩等工序。
(2)化学法处理固体废物。
通过固体废物发生化学转换回收有用物质和能源。煅烧、溶剂浸出、热分解、焚烧、电力辐射都属于化学处理方法。改善工业固体废弃物的措施主要有:
①改革生产工艺,少排废物:提高产品质量,生产使用寿命长的产品,使物品不 致很快变成废物。采用精料,减少生产过程中的废物排放量。
②制定固体废物的管理法规:
有关防治固体废物的污染和利用固体废物的政策都通过立法手段体现出来。一些国家都制定固体废物管理法规以及环境标准。4.2三废的利用价值 4.2.1废水综合利用
10月22日,由中南大学与中钢集团湖南特种金属材料厂共同完成的“四氧化三锰生产废水循环利用的研究与应用”成功通过湖南省科学技术厅组织的科技成果鉴定。与会专家一致认为,该项目彻底解决了生产四氧化三锰过程中产生氨氮废水污染环境这一难题,整体技术居国内领先水平。该成果与同类含锰銨废水处理方法相比,成本低廉、工艺清洁高效、无二次污染、操作简便、运行稳定,而且该技术节约了水资源,同时回收了废水中的锰。新技术具有显著的环境效益、社会效益和一定的经济效益,应用前景十分广阔。在工业生产过程中,首先要循环利用废水,如造纸厂回用白水,以减少洗涤水用量。煤气发生站排出的含酚废水, 一般应通过处理后闭路循环使用。各种设备的冷却用水都应循环使用。在某些情况下,废水可顺序使用,即将某一设备的排水供另一设备使用。4.2.2工业废气净化与利用
近年来,许多公司已开始从事于工业废气的净化和利用工作。废气净化主要是指针对工业场所产生的工业废气诸如粉尘颗粒物、异味气体、有毒有害气体进行治理的工作。常见的废气净化有工厂烟尘废气净化、有机废气净化、化工废气净化等。
废气净化设备普遍应用在化工厂、汽车厂、塑胶厂等产生异味、有毒有害气体的行业。
废气净化方法主要有活性炭废气净化吸附法、药剂吸收废气净化法、热力燃烧废气净化法等。选用废气净化方法时,应根据具体情况选用费用低、耗能少、无二次污染、尽量做到节约能耗,有利环保。4.2.3固体废气物资源化利用
固体废物资源化途径主要有3种:
(1)废物回收利用:包括分类收集、分选和回收。
(2)废物转换利用:即通过一定技术,利用废物中的某些组分制取新形态的物质。如利用垃圾微生物分解产生可堆腐有机物生产肥料; 用刻塑料裂解生产汽油或柴油等。
(3)废物转化能源:即通过化学或生物转换,释放废物中蕴藏的能量,并加以回收利用。如垃圾焚烧发电或填埋气体发电等。5 结束语
为了创建一个和谐美好的家园,需要我们全人类的共同努力,既要发展经济,同时也能注重环保,这将是一条任重而道远的路途。现在世界上许多国家已经开始重视污染与环境问题,认识到环境是人类赖以生存和发展的重要保证,已经逐步加大对环保的力度,努力改善已经千疮百孔的环境家园。我们既要发展经济也要保护环境,坚决贯彻可持续性发展战略。可持续发展是发展与可持续的统一,两者相辅相成,互为因果。放弃发展,则无可持续可言,只顾发展而不考虑可持续,长远发展将丧失根基。实现可持续发展,使自然资源得到充分的利用,促进经济增长,同时也能更好地保护环境。在高科技迅速发展的21世纪,我们有理由相信,随着时代的进步,经济条件的发展,人们能够更好地处理经济与环境的关系,认识坏境的重要性,从而建立一个 更加美好的家园,美好的明天。参考文献:
【1】李文博/鲁晓丹《中国新技术新产品》 2009 第11期 【2】李海萍《环境保护》2009 第14期
【3】田晓四/陈杰/朱诚/朱同林《长江流域资源与环境》2007 第4期 【4】严圣华/李兆华/周振兴/张劲/余祺/陈红兵《农业环境科学学报》 2007 第B03期
【5】侯纪蓉/张雨风《化工环保》 1998 第1期
【6】田刚《废(污)水处理工程技术论文集》 2007 第二章
【7】马俊《上海市工业“三废”的环境库兹涅茨曲线研究》2009 【8】彭丽娟/姜志德《工业发展对“三废”排放的影响因素分析》 【9】韩焕豪《认清当前环境形势探求解决问题之道》 2009 【10】《张家港日报》 2007年7月31日 B7版
【11】陈德敏/黄伦宽《我国城市固体废弃物资源化利用管理立法刍议》2005 【12】云南信息报(昆明)《废水利用工业“缓旱”之计》2010 【13】《辽宁省工业废渣、废水、废气综合利用管理办法》 1991 【14】徐丽华/王立本《环境科学与管理》2006 第8期
【15】Thamer A.Mohammed , Ahmed H.Birima , Megat Johari Megat Mohd Noor , Suleyman A.Muyibi , Azni Idris.Evaluation using membrane bioreactor for treating municipal wastewater at different operating conditions [EB/OL].http://www.xiexiebang.com/locate/desal , 2007-2-4