鐵碳微電解材料在污水處理工程的應用
鐵碳微電解材料在污水處理工程的應用在難降解工業廢水的處理技術中,由于廢水的BOD5/CODcr低,且成分復雜,對微生物活性具有較強的抑制性,直接生化具有很大的難度,須進行強化 預處理,改變原廢水的難生化性及分子結構,為此經常會涉及到鐵碳微電解工藝及曝氣鐵碳微電解工藝進行廢水的預處理,以提高廢水的可生化性,保證后繼生物工藝的進行,保證出水達標。1反應原理微電解法是利用鐵屑和炭粒構成原電池,通過微電場作用使帶電膠粒脫穩聚集而沉降,并且新生態Fe2+和[H]與廢水中許多組分發生還原作用,破壞有機污染物的發色或助色基團而使廢水脫色,本質利用金屬腐蝕原理,形成原電池對廢水進行處理的良好工藝,又稱為內電解法、零價鐵法、鐵屑過濾法、鐵碳法,是一項被廣泛研究與應用的廢水處理技術。因其工藝簡單、操作方便且可達到“以廢治廢”的目的,近年來受到廣泛重,但是,大量研究結果表明,該法在應用中存在諸多缺陷;運行一段時間后由于鐵的腐蝕,容易出現結塊和溝流,使處理效果降低;同時鐵屑表面會生成一層金屬氧化物和氫氧化物膜,致使鐵屑鈍化,進而導致微電解過程中斷,影響處理效果。當將鐵屑和碳顆粒浸沒在酸性廢水中時,由于鐵和碳之間的電極電位差,廢水中會形成無數個微原電池。其中電位低的鐵成為陽極,電位高的碳成為陰極,在酸性充氧條件下發生電化學反應,其反應過程如下:陽極(Fe): Fe- 2e→ Fe2+,陰極(C) : 2H++2e→ 2[H]→H2,從反應中看出,產生的了初生態的Fe2+和原子H,它們具有高化學活性, 能改變廢水中許多有機物的結構和特性, 使有機物發生斷鏈、開環等作用。若有曝氣,即充氧和防止鐵屑板結。還會發生下面的反應: O2+4H+ +4e→2H2O;O2+ 2H2O+ 4e→4OH-; 2Fe2+ +O2+4H+→2H2O+ Fe3+。反應中生成的OH-是出水pH值升高的原因,而由Fe2+氧化生成的Fe3+逐漸水解生成聚合度大的Fe(OH)3 膠體絮凝劑, 可以有效地吸附、凝聚水中的污染物, 從而增強對廢水的凈化效果。 2鐵碳微電解法的工藝特點近年來,微電解法在許多行業的廢水處理中都有大量應用,工藝已日趨成熟。影響微電解處理效果的因素主要有廢水pH值、停留時間、處理負荷、鐵屑粒徑、鐵炭比、通氣量、微電解材料選擇及組合方式等,有的還會影響反應的機理。一般來說:1)入水pH值應選偏酸性,可控制到3-6.5,酸性過強雖能完善微電解的作用,但破壞了后續的絮凝體,且鐵的消耗量較大,后續處理負荷重,產生鐵泥多。隨著微電解的進行,廢水中的H+逐漸被消耗而導致pH值升高,從而使得微電解反應趨于緩和。2)停留時間也是影響微電解處理效果的重要因素,其長短直接關系到微電解反應的進程。一般處理效果隨停留時間延長而提高,但當到達規定時間后反應基本停止,且量停留時間過長會帶來鐵消耗量大,反色等不利因素,停留時間不足則反應不完整。不同的廢水其污染物不同,所需反應時間也差異很大。。因此,針對某種特定的廢水,其水力停留時間應通過試驗確定。3)對填料進行曝氣有利于某些物質的氧化,也增加對鐵屑的攬動,減少結塊,丑能及時去除鐵屑表面沉積的鈍化膜,還可增加出水的絮凝效果。但曝氣量過大也影響廢水與鐵屑的接觸時間, 使有機物去除率降低。而在中性條件下曝氣一方面供氧,改進陽極反應的進行,另一方面也起到攪拌,震蕩的作用,減弱濃差極化,加速電極反應的進行。4) 向體系中加入催化劑(如金屬氧化物CuO,Mn02、A120,等)能改進陰極的電極性能,提高其電化學活性,效果顯著。鹽類(婦氯化鈉,氯化氨)的存在由于提高了廢水的電導率也有助于電解反應的進行。5) 合適的填料鐵炭比例可使填料在廢水中形成的微電池數量**化,從而達到*佳處理效果。一般鐵炭質量比可控制在規定范圍內.0.5-30:1之間,針對不同的生產廢水,合適的鐵炭質量比能達到不同的處理效果。6)填料粒徑越小,它的比表面積就越大,在廢水中形成的微電池數量也越多,微電解反應的速度就越快.對廢水的處理效果就越好。但在實際工程中,采用小的填料粒徑會導致更為嚴重的填料板結問題,綜合考慮、**使用填料粒徑在10-20之間的鐵粉。經一般鐵粉來源困難,廣泛使用的是工廠的廢鑄鐵屑。7 ) 微電解出水的后處理中和沉降的pH值。一般微電解出水中不可避免會含有濃度的亞鐵離子,不僅干擾CODcr的測定,還會帶來反色等不利因索,故應設法除去。目前廣泛使用的加堿混凝法就是加入堿溶液使亞鐵離子沉淀為墨綠色的Fe(OH)2而除去。有資料報道,中和沉降適宜的pH值為8-8 5。理論計算亞鐵離子全部沉淀的pH值為8.95,一般應調節pH值為9以上。8 ) 材料選擇,不同成分,不同雜質的材料反應活性不同,故對應的處理效果差異較大。一般陽極材料采用鑄鐵屑,小碎鐵塊、鑄鋁屑、鍋臺金等,陰極材料則采用焦炭、活性炭、石墨、煤粉等,故可進行很多搭配。 3微電解工藝處理運用實例由于微電解過程包含了氧化還原、電附集、物理吸附、絮凝沉降以及鐵作為催化劑的多種作用。而不同的廢水成分差異很大,不同的有機物其降解難易程度不同,因此對應的微電解工藝參數也差異很大。下面列舉幾種微電解處理的運用實例:1 ) 偶氮染料廢水選用廣東某染料廠總排水口的廢水為實驗水樣。研究結果表明:經微電解處理后,廢水色度去除率達95%,CODcr去除率達40%,并指出脫色機理主要是基于還原作用,使偶氮鍵-N=N-斷裂,從而破壞整個偶氮染料分子的共軛發色體系,到達脫色的目的。偶氮分子的結構對還原作用也有影響。2)分散染料廢水分散染料是疏水性較強的非離子型染料。這種廢水具有污染物濃度高、色度高、酸堿度高、毒性大的特點,因而處理難度大。福建某染料廠的分散芷青等6種廢水是由24股不同工序產生的廢水組成,COD高達1000mg/L,色度8000倍,BOD5/COD<0.18,不能直接生化處理,化學絮凝、化學氧化法不能有效處理。藍之綠環保采用微電解法對該廢水進行處理。研究結果:高濃度分散染料廢水經三級微電解處理后,廢水色度去除率達97.5%,CODcr去除率達64.4%,BOD5/COD上升為0.302,大大提高了可生化性。3)印染廢水通過對鐵屑進行改性,并與其他一些活性填料助劑結合使用處理印染廢水,研究結果表明:該法可以大大提高鐵屑對廢水的處理效果。改性后的脫色率及COD去除率比單純的鐵屑提高20%—30%,延長使用壽命1.5—1.8倍。4)含酚廢水對微電解法處理含酚廢水進行了研究,分析了該法處理含酚廢水的原理和各種因素對處理效果的影響,廢水來自天津市化工廠苯酚車間蒸餾工段,為略帶渾濁的無色液體,pH值為6-7,酚的質量分數為5%-10%。在*佳條件下,處理前酚濃度為285.6mg/L,處理后為0.625mg/L,脫色率達99.8%。對高質量濃度的含酚廢水,微電解法處理能收到很佳的效果。5)DDNP廢水DDNP廢水中主要污染物是二硝基重氮酚,它作為主要的起爆炸藥而廣泛應用于各種火工行業,這種廢水染色深,成分復雜。藍之綠環保采用微電解對DDNP廢水進行脫色處理,大量實驗表明:廢水起始pH控制在2.5左右,脫色率達95%以上,該法優于絮凝法和吸附法,投資少,設備簡單,運行費用低。6)制藥廢水應用微電解法處理四環素制藥廢水時,向Fe-C體系中加入的Mn2+、Zn2+,其原理是Mn2+、Zn2+吸附在活性炭表面上,可能有催化氧化有機物作用,有利于產生絮凝作用。與水解-生化治理工藝比較,該法投資較少、效益較高、切實可行。藍之綠環保運用鑄鐵屑處理廣州某制藥有限公司無環鳥苷、肌苷及病毒唑三者的生產混合廢水,原水COD高達6000-8000mg/L,BOD5/COD可進一步提高到0.9。7)竺麻廢水作為紡織印染工業常見的廢水,傳統的處理工藝效果差、投資大。利用微電解法對某工業集團公司的苧麻生產廢水進行了預處理研究。結果表明:*佳工藝條件下(起始pH值為2-3,停留時間40min),COD去除率大于32%,脫色率達47%-60%,并且發現適量金屬氧化物加入鐵炭填料后(如CuO、MnO2、Al2O3)均能使廢水COD去除率提高至48%以上。并通過正交對比提出微電解影響因子的影響大小依次為:pH值>反應溫度>通氣量>停留時間。8)含氰廢水氰化物是一種劇毒物質,在電鍍、農藥、染料中間體等工業廢水中都含大量的CN-,對人和其它動物造成很大的威脅。對含氰廢水處理方法進行系統的評述,目前通常使用化學法,過氧化無法,O3處理法和電化學氧化法。微電解反應能分解CN-,而去除其污染,電極反應為:CN-+2OH--2e=CNO-+H2O,2CNO-+4OH--6e=2CO2+N2+2H2O 該法不僅可以通過絮凝共沉淀法處理,而且不需提供外加電源,節約大量電能。此外,微電解法在屠宰場廢水,木薯酒槽廢水、醫院廢水、化纖廢水、高濃度毛發廢水、農藥中間體廢水等眾多廢水的治理中有著廣泛應用前景。 4結語(1)目前,微電解工藝的研究重點在于如何提高微電解過程中的各種去污作用如絮凝、吸附及沉降等的處理能力,以及各種催化劑及助劑的選用與配比研究等。(2)在微電解進水中加入投加少量的H2O2,有助于提高微電解處理效果。其原理是在微電解進水中加入的H2O2,利用微電解反應過程中產生的初生態的Fe2+與其構成Fenton試劑從而與微電解作用協同提高有機物去除效果。實際應用方面,微電解的**優點在于不需要外加電壓,投資少、處理成本低。當前研究的重點在于以下幾點:1)鐵屑的活化、改性處理后藥劑的選擇、工藝要求、各種催化劑及助劑的選用與配比研究。2)選用不同鐵屑時*佳pH值、停留時間、溫度的確定。防止鐵屑結塊及出現溝流現象進行活化激活。3)微電解中中試規模實驗的開展,達到實際運用規模時相關工藝問題的解決。4)微電解與其他處理工藝連接的*佳處理流程的研究??傊?,鐵炭微電解法是一種很好的廢水預處理方法,其流程短,設備簡單、去除率高,在運行過程中僅消耗少量的酸和鐵屑,費用很低,故該方法具有推廣的實用價值。做好傳統微電解工藝的改進工作必將使微電解法得到更大發展,有助于在廢水處理中取得較好的處理效果。 廣州藍之綠環保設備工程有限公司聯合國內外知名環保專家、中科院、環境研究所開發并生產了多種污水深度處理**產品,專業提供化學氧化**技術、自電解污水處理技術、臭氧催化氧化技術、**生物氧化技術;以上技術廣泛應用于工業有機廢水處理、電鍍廢水、抗生素制藥廢水、含氰廢水處理及其他水深度處理除氧工藝流程的應用。歡迎同行及環保從業人士來我司考察、指導、交流、學習!
家具噴涂有機廢氣處理方案
方案設計 方 案 目 錄一、概述 .................................................................................................. 3二、設計依據 ............................................................................................ 3三、設計原則 ............................................................................................ 3四、工程范圍 ............................................................................................ 4五、設計參數及系統劃分 ........................................................................... 5六、工藝流程設計 ..................................................................................... 5七、工藝原理............................................... ..... ....................................... 8八、工程預算 ............................................................................................ 7 家具噴漆有機廢氣治理工程設計方案 一、概述 現廣東某地區家具廠,為了營造良好的工作環境,現公司決定對公司噴漆線進行廢氣收集并處理,同時為了使其廢氣能達到環保要求排放,該公司特委托我公司對此廢氣提供治理設計方案,以供參考。 二、設計依據 (1)《工業企業設計衛生標準》(GBZ1-2010);(2) 廣東省地方標準《大氣污染物綜合排放標準》(DB44/27-2001);(3)《采暖通風與空氣調節設計規范》(GB 50019-2009);(4) 現場勘察的有關資料; (5) 我公司對同類廢氣的處理經驗。 三、設計原則 (1)采用先進、合理、成熟的處理工藝。 (2)工藝設計與設備選型能在運行的過程中有較大的調節余地。 (3)操作管理方便,節省動力消耗和運行費用。 四、工程范圍 (1)工程范圍:廢氣凈化裝置的設計、制造、預驗收、運輸、檢驗、安裝調試、試車、終驗收,直至交付使用。(2)設計原則:1、嚴格執行國家有關環境保護的各項措施,確保各項廢氣指標能夠達到國家及廣東省地方排放標準;2、采取成熟、可靠的工藝和設備,確保設備運行穩定;3、整個設施布局合理,流程簡單,盡量控制工程成本,以*少的投資實現**的環境效益;4、減少二次污染的產生。(3)其它說明:1、設備地基等由甲方負責;2、甲方將設備安裝過程所需的電源等接到設備的安裝現場,提供給乙方使用。3、 設備本身不具備防雨、防凍功能,如設備安裝于室外,為保證設備長期穩定運行,甲方需在設備上搭建設備輔房或雨棚等。 五、設計參數系統劃分 根據業主提供的資料及現場收集的資料。新增一套有機廢氣處理裝置,對家具噴漆房進行治理。處理風量為:30000m3/h。 六、工藝流程設計 有機廢氣處理裝置工藝選擇說明: 目前對于氣態且有異味廢氣種類繁多,對于常溫,中低濃度大風量的異味廢氣主要采用以下處理方法: 凈化方法方法要點適用范圍活性炭吸附主要利用活性炭的多孔結構把氣相中的雜質吸引到活性炭表面孔徑中,從而達到凈化的效果。廢氣屬于常溫,低40攝氏度;廢氣濃度相對比較低生物降解法利用微生物技術對惡臭氣體進行有效的吸收分解,并將他們轉化成二氧化碳和水蒸汽。廢氣濃度比較低,廢氣成份單一,不適合多成份廢氣UV光分解法利用高臭氧UV紫外線光束照射惡臭氣體,裂解惡臭氣體。利用UV光束裂解惡臭氣體中細菌的分子鍵,重新組合成二氧化碳和水。廢氣濃度低,惡臭種類氣體的有機廢氣等離子分解法低溫等離子設備在外加電場的作用下,介質放電產生的大量攜能電子轟擊污染物分子,使其電離、解離和激發,低濃度的、風量低的有機廢氣這些方法在應用中各有特點,需要根據污染程度、使用環境與條件來權衡。對于環保檢查機構和污染治理方所共同關心的是:初次投資費、運行費用、二次污染、處理效果、維護等方面的問題。根據貴方排放的廢氣特點為大風量,中低濃度的廢氣,考慮到方法的可行性、運行費用、設備投資費用,以及我司在此類工程方面的經驗,確定使用以下處理工藝流程: 異味廢氣收集↓旋流板噴淋塔↓活性碳凈化設備↓離子凈化設備↓ 動力風機↓達標排放 流程說明:噴漆氣由經過管道抽到車間外進入我方的廢氣凈化裝置。廢氣首先通過旋流板噴淋塔,去除大的顆粉塵,然后經脫水層凈化脫水,凈化后的氣體再進入活性炭吸附床,廢氣與活性炭充分接觸,利用活性炭的強吸附性將氣體凈化進行一級處理,一級處理后的氣體再進入離子凈化設備,通過離子發生的電離作用對廢氣進一步處理后可達標排放。經我方多項工程實例證明,該設備性能穩定,能達到預期的效果。七、工藝原理 (1)旋流板噴淋塔本工藝采用噴水吸收法,該工藝以氫氧化鈉/石灰溶液作為吸收劑來處理,以新型**旋流板廢氣吸收塔為主體,工作原理為:由風管收集的廢氣,在風機負壓氣壓力的作用下,從底部進入噴淋塔,與噴頭噴霧所形成的液膜相接觸后,(廢氣顆粒)被捕集液吸收,與此同時,液霧在旋流帶動下,也作旋轉的運動,塵粒在液霧的作用下變濕變重,通過離心力和慣性力的作用被甩向外壁,使塵氣分離,變濕的粉塵由底部排污口排出,凈化后廢氣從廢氣吸收塔的煙囟出口高空排出并進入活性炭吸附設備。 (2)活性碳凈化設備吸附凈化原理:活性炭吸附器處理廢氣的原理是在溫度和壓力下,當活性炭與廢氣接觸時,廢氣吸附于活性炭的細孔中。氣、固相開始接觸時,對廢氣中的有機物質的吸附是主要過程,在活性炭的眾多微孔中分為大中小三種孔,只有微小孔是吸附的主力軍,活性炭具有微晶結構,微晶排列不規則,晶體中有微孔(半徑小于20〔?!常?0-10米)、過渡孔(半徑20~1000)、大孔(半徑1000~100000),使它具有很大的內表面,比表面積為500~1700米2/克。這決定了活性炭具有良好的吸附性,可以吸附廢水和廢氣中的金屬離子、有害氣體、有機污染物、色素等。工業上應用活性炭還要求機械強度大、性能好,它的結構力求穩定,吸附所需能量小?;钚蕴坑糜谟椭?、飲料、食品、飲用水的脫色、脫味,氣體分離、溶劑回收和空氣調節,用作催化劑載體和防毒面具的吸附劑。隨著時間的延長,活性炭細孔中吸附質濃度的不斷增大,吸附速度會不斷減慢,直到活性炭達到飽和狀態。此時,吸附速度和解吸速度達到動態平衡,氣、固相之間的傳遞相等?;钚蕴吭谶@時需要進行解吸脫附。 (2)離子凈化設備離子脫臭設備是由離子發生器、離子傳送管、控制系統組成、用來脫臭、除去異味的空氣凈化設備,普遍應用于工廠、車間、污水站、垃圾脫臭等場所。常見的有等離子脫臭設備、光氫離子脫臭設備。離子脫臭設備的主要原理是在高壓電場作用下,產生大量的正、負氧離子,具有很強的氧化性。能在極短的時間內氧化、分解甲硫醇、氨、硫化氫、醚類、胺類等污染臭氣因子,打開有機揮發性氣體的化學鍵,*終生成二氧化碳和水等穩定無害的小分子,從而達到凈化空氣的目的。
環保部:典型環境違法案件實行責任鏈倒查
“嚴打”和往年有本質性區別 2015年《要點》發布于新修訂的《環境保**》正式實施和國務院辦公廳印發《關于加強環境監管執法的通知》后不久,同時,2015年的《要點》是**向社會公開發布?! …h保部有關負責人說,在新修訂的《環境保**》中,賦予了環保部門按日連續處罰、查封扣押、限制生產停產整治和行政拘留等新權限??梢灶A期,2015年的“嚴打”,將和以往年份具有本質性區別?! 兑c》要求,要敢于碰硬執法,用對、用好、用足賦予的執法手段,做到有案必查、違法必究,依法嚴厲打擊違法企業。對于敢于嚴格執法、依法嚴查嚴處環境違法案件的單位和個人,要給予鼓勵。此外,《要點》分別對直接責任人、監管責任人、屬地政府及相關部門均提出了問責要求?! 兑c》還**提出,對于執法不嚴,甚至包庇、縱容環境違法行為的單位和個人,要依法嚴懲重處,并對有關負責人員追究責任。該負責人強調,這里的“單位和個人”,并非僅指環境監察機構和環境監察人員,也包含其他單位和個人?! “讣蛨谭ㄐ畔⒍家_ “雖然信息公開在歷年《要點》中占據重要篇幅,但像2015年《要點》這樣貫穿全文還屬**?!杯h保部有關負責人表示,信息公開放在了更加重要的位置?! 兑c》要求重大環境信訪、查實的環境違法案件、典型案件要公開,同時對國辦《通知》落實不力的要公開。對于綜合督查情況以及監管執法信息也要公開?! 〈送?,《要點》還要求地方各級環保部門督促重點排污單位執行《企業事業單位環境信息公開辦法》,及時、準確公開其環境信息。對不公開或者不如實公開環境信息的由縣級以上地方環保部門責令公開,處以罰款并予以公告?! 《喾絽f作各負其責完善監督 《要點》作為一個粗線條的、指導的文件,“執行主體是各級環保部門,其中大部分的具體事務要由各級環境監察機構來完成,但不是所有監管執法工作的承擔者?!痹撠撠熑吮硎??! 兑c》明確,需要政府—相關部門—環保部門—環境監察機構四方各負其責,才能做好環境監管執法工作。各級環保部門要發揮主觀能動性,向同級政府提出各有關部門和單位在環境監管執法中的責任分工建議,逐步建立健全環保部門統一監管、各部門分工負責的工作機制。同時,在環保部門內部還要主動、積極地支持環境監察機構開展監管執法工作,解決當前監管執法中遇到的各項問題?! …h境監察工作計劃應當具有可操作性,并包括總體目標、主要任務、時間安排及階段性工作要求、有關要求等內容。主要任務應當至少包括污染源、生態保護、建設項目等監管對象的日常檢查或隨機抽查(含覆蓋率和/或頻次等),專項執法檢查,排污收費及稽查,環境監察稽查,環境監察干部培訓及制度建設等?! 坝媱澋纳υ谟诹己玫膱绦?,良好的執行有賴于完善的監督?!痹撠撠熑苏f,地方各級環保部門要高度重視環境監管執法工作,加強隊伍建設和管理,落實執法責任制,逐步建立適應新常態的環境監管執法體制機制?! ⌒侣勬溄印 o人機上崗 揪出排污企業 為應對3月下旬可能出現的重污染天氣過程,環境保護部組織10個督查組陸續深入京津冀及周邊地區開展大氣污染防治專項執法督查,并安排無人機對重點地區進行飛行檢查。督查發現有6家企業環保意識差,污染防治設施不完備或不正常運行,違法排污問題突出?! 『颖笔『愂蟹宸宓V區寶信鋼鐵集團下屬合信鋼鐵公司的2臺36平方米燒結機,按國家產業政策要求應于2013年底前關停,但該生產設施暗藏在廠區內,無人機飛檢發現疑點后,經現場檢查核實,兩臺燒結機長期使用,未運行配套脫硫設施,煙氣超標排放。寶信集團下屬東信焦化公司地面除塵站長期夜間不運行。夜間暗查發現,河北省武安市的邯鄲金華焦化有限公司地面除塵站未正常運行?! 〈送?,山西省古交市日月熱電有限公司、河南省三門峽錦隆碳素制品有限公司、三門峽市陜縣錦華化工有限公司均存在超標排放問題。(記者寇江澤)(中國環境報)