浅谈化工企业废水处理技术研究进展 毕业论文 6页

'浅谈化工企业废水处理技术研究进展摘　要：评述了国内外在炼油化工废水处理的活性污泥技术改进、微生物处理与物化处理组合技术、难降解废水无害化处理技术以及污水回用技术方面的新进展。关键词：炼油；化工；废水处理；技术研究第6页共6页 一、引言近期国内外在废水处理的活性污泥技术改进、膜生物反应器污水处理技术、微生物处理与物化处理组合技术、难降解废水无害化处理技术以及污水回用技术方面取得了许多新进展，本文对其进行简要总结及评述。二、高效絮凝剂技术环保新型絮凝剂已成为环保水处理的新亮点，现已成功实现千吨级的中试生产，产品在大庆油田、昆明滇池以及石化、造纸、印染、洗煤等行业成功应用。目前以淀粉等为原料的有机高分子絮凝剂合成技术主要集中在美国、德国和日本，我国每年都要从德国、日本进口大量高分子絮凝剂产品。由于淀粉属再生资源，无毒、价廉物丰，20世纪90年代以来，我国科技人员开始陆续开发多种淀粉絮凝剂。大连轻工学院经过10多年的攻关，研制出了以玉米淀粉为主要原料、与少量丙烯酰胺共聚得到环保高分子絮凝剂，克服了以往高分子絮凝剂高成本、有毒的缺点，实现了污水处理高效、经济、无污染。据悉，大连采油六厂的应用报告表明，用该产品进行污水处理3秒种就能快速分离，油水分离彻底，去油率达到90%以上，水质透明，同时可去除水中的重金属离子，达到回注水的要求。三、磁性粉末净化污水技术随着细菌吃掉污染物，它们也聚集成絮凝的球，并沉淀到处理水池的底部，这一过程用于净化污水颇为有效，但有时污泥中纤细的细菌会形成簇团，防止污泥沉降。日本宇都宫大学应用化学教授YasuzoSaka采用一种改进的方法解决了上述问题，即在活性污泥中加入少量磁铁矿石(Fe3O4)粉末，这样，污泥中的细菌消耗有机物质，它们也缠绕在磁铁矿石上，形成磁化活性污泥。这种磁化污泥可粘附在处理水池上方旋转的磁鼓上，其分离速率比活性污泥过程所用的重力分离要快100多倍。这种活性污泥可从转鼓上刮下，并循环到处理水中进一步利用。采用该工艺己很好地净化了城市污水、电子工业污水和含磷、含氮污水等。四、微生物处理改进技术（一）菌种筛选技术目前处理含油废水普遍使用隔油、一级气浮和二级气浮、生化处理工艺。隔油阶段只能除去水中的重油，而不沉淀、不上浮的乳化油和溶解油则无法去除，这时需要进行二次气浮处理，而二级气浮工艺复杂，投资运行费用高，管理不便；哈尔滨工业大学开展的人工固化工程菌除油装置可用于替代二级气浮装置，此研究项目已通过黑龙江省科技厅的专家鉴定。人工固化工程菌除油装置则是将应用在工程领域的细菌人工投加到含油废水中，经过水循环，工程菌便吸附在活性炭上固定下来。这些工程菌以水中的油为养料，通过其作用，将油分解为二氧化碳和水，最终达到除油目的。人工固化工程菌除油装置优化了传统除油工艺，第6页共6页 不仅效率高，运行效果稳定，而且较二级气浮环节节省基建投资36%，节省运行费用33%，具有广阔的应用前景。洛阳石油化工工程公司工程研究院、天津大学、洛阳分公司共同承担的炼油废水生物流化床处理技术及设备开发课题通过评议。生物流化床水处理技术是一项先进的工业污水处理技术。研究人员通过大量的冷态试验和工业应用研究，使项目取得了阶段性的成果，各项指标达到了设计要求，部分指标比预期的还好。评议认为，采用高效微生物菌群和多导流筒、低高径比生物流化床反应器技术，处理后的各项排水指标均优于炼油行业的一级国家排放标准，特别是对氨氮具有较高的脱除率。生物流化床装置流程简单、占地面积小、处理费用低，适合炼抽企业的工业应用，可扩大规模，在行业推广应用。中国科学院微生物研究所承担的“水污染控制技术与治理工程”子课题“生物降解基因资源开发与应用”项目通过科技部验收。该研究获得的基因资源可用于构建高效降解微生物菌株，并有望进一步推出污染物控制技术，从而解决纺织、皮革鞣制、干洗废液等工业废水中的氯代芳烃类化合物的致畸、致癌、致突变等国际性难题。持久性有机污染物(POPs)是环境中的一类重要污染物，也是最难控制的一类污染物。其中的氯代芳烃类化合物则属于污染面积广、毒性较大的化合物。作为环境外来物，由于天然微生物缺乏降解的酶或酶系，通常难以生物降解，持久滞留于环境，对生态环境和人体健康构成极大威胁。物理及化学方法降解这些有机污染物不仅成本高且会产生二次污染，因此人们将解决方案转向了对这些污染物的微生物降解的研究上。科学家在研究中发现，受这类化合物污染的环境中的某些生物能够降解或转化这些污染物，表明这些生物中具有降解这些污染物的基因资源。“生物降解基因资源的开发与应用”课题组充分利用我国丰富的生物资源，结合国家环境保护和可持续发展战略的需要，围绕POPs微生物降解和降解基因资源开展了研究。在氯代芳烃类化合物的污染环境中分离纯化得到了降解目标污染物的菌株，克隆到了直接参与污染物降解的基因，并探讨了菌株降解污染物的代谢途径。在此项研究中，已申请了两项国家专利。此项研究对于人们认识持久性有机污染物在环境中的降解途径及微生物代谢机理等问题具有重要的促进作用;获得的基因资源可用于构建高效降解微生物菌株或者开发污染物控制技术。（二）生物强化技术炼油碱渣废水是石油化工行业炼油厂的油品在电精制及脱硫醇等生产过程中产生的强碱性高浓度生化难降解有机废水，含大量的中性油、有机酸、挥发酚和硫化物等有毒有害污染物。由于污染物浓度高(COD浓度20×104mg/L左右，挥发酚和硫化物3×104mg/L左右，盐含量150mg/L以上)，采用常规方法难以达到处理要求。中石油大港油田莱特化工公司高浓度炼油碱渣废水处理工程，第6页共6页 利用了北京中集泓源环保科技开发有限公司与韩国SK集团合作研制开发的生物强化技术(QBR技术），使高浓度废水COD去除率可达90%以上。生物强化技术（QBR技术）是一项专门针对高浓度、难生化降解有机废水的处理技术。中集泓源打破传统的好氧生化处理方式，将现代微生物培养技术应用于好氧污水处理系统中，通过生物强化技术将好氧系统中专一性强、活性高的优势微生物进行强化，以高于传统活性污泥法10倍以上的容积负荷，将传统生物法难以处理的高浓度、毒性废水进行生化处理，极大地降低了高浓度有机废水的处理成本。（三）曝气生物流化床技术据统计，从20世纪60年代至今，全国有环境监测的432条河流，80%受到不同程度的污染，全国2800多座湖泊大多出现富营养化现象。随着水体氮磷的积累，“赤潮”、“水华”现象更加频繁，虽经治理，效果并不理想。而处理高难度有机废水中的氮磷等污染物，本身就是一道世界性难题。地处西北兰州的捷晖生物环境工程有限公司，经过数年的努力和上万次试验，终于开发出曝气生物流化床工艺。捷晖公司的技术在兰州石油化工公司的实用也获得了成功。（四）厌氧-好氧生物处理技术利用微生物的可变异性、强化微生物活性和浓度，可研制适合难降解有机工业废水的高新生物处理技术与设备。该项目在生物自固定化技术、膜-生物反应器、厌氧-好氧生物处理工艺和高含硫有机工业废水处理技术方面开发出一批适合我国国情的高新生物处理技术与设备，建成示范工程7座，工程投运后解决了企业废水处理问题，出水指标均优于废水排放标准，降低了建设与运行成本。研究人员采用生物自固定化技术分离选育出了3株油脂化工废水高效降解菌、2株制药废水高效降解菌和2株焦化废水高效降解菌，工程应用表明高效菌污染物降解能力强，并通过试验证实了高效菌种经自固定化后，可有效地截留在反应器中并保持其降解活性。厌氧-好氧生物处理工艺确定了混合化工废水特别是有毒有机难降解化合废水的集中预处理技术，开发了铁还原-厌氧-PAC活性污泥法工艺;分离筛选了降解石化和化纤废水的高效菌8株，开发了适合于高效菌种附着的特殊生物填料。对高含硫有机工业废水建立了硫酸盐还原菌的筛选和培养技术，分离了5株可提高废水的可生化性并达到理想脱硫效果的厌氧脱硫菌。（五）膜生物反应器技术膜生物反应器技术是将生物降解作用与膜的高效分离技术结合而成的一种新型高效水处理工艺，采用这种工艺几乎能将所有的微生物截留在生物反应器中，使出水的有机污染物含量降到最低，具有流程简单、效率高、操作简便、易实现自动化控制、投资少、费用低、出水水质稳定等特点，对难降解的工业废水也非常有效，在污水处理与回用中有良好的应用前景。第6页共6页 中国石化巴陵分公司为巩固污水达标排放成果，采用先进专利技术MBR(高效膜分离技术与活性污泥法相结合)工艺对污水处理系统进行整改，建设亚洲最大的7200t/dMBR膜生物反应器。五、电—生物耦合技术中科院过程工程研究所采用电—生物耦合技术处理难被微生物降解的有机废水取得良好效果。该技术已申请国家发明专利。据介绍，硝基苯类，卤代酚、卤代烃、还原染料等都是重要的工业原料或产品，但它们都很难被微生物所降解。以前这类废水的处理一直是企业面临的一项难题。中科院过程工程研究所经过深入研究发明的电—生物耦合技术，利用电催化反应将水中难降解有机物催化还原(或氧化)成生物易降解的有机分子，微生物则在一个反应中同时将它们彻底去除。以浓度等于100mg/L的硝基苯废水为例，经过10小时的处理，硝基苯去除率大于98%，COD去除率大于90%，出水达到国家排放标准，每吨废水处理成本不到2元。六、难降解废水湿式氧化技术Zimpro湿式氧化技术和湿式氧化(WAO)系统主要用于对高浓度工业废水进行处理。湿式氧化技术是以氧气作为氧化剂，对水中的可溶解性或悬浮组分进行氧化。当空气用作氧气来源时，该工艺便被称为湿式空气氧化(WAO)。氧化反应在150～320℃、压力为1～22MPa的条件下进行。湿式氧化工艺可以对难处理废水进行预处理，从而使其可以被排放到常规的生物处理装置中。该工艺还可以用于对酒类生产中的污染物进行氧化，从而进行循环和回用。湿式空气氧化工艺的特点是：（1）对高浓度废水进行预处理，产生生物可降解的残余有机物；（2）分解某些化合物；（3）消除毒性或活性；（4）处理酒类的加工废液并回收；（5）总体上可减少化学需氧量(COD)。七、双膜法废水回用技术一项日处理30kt石化废水的回用工程在燕山石化竣工。该工程总投资5000多万元。该项目每天为燕山石化热电厂供应20kt高纯水，项目投产运营后每年节约上千万吨自来水，吨水制造成本从10元左右降至3元左右。承担此工程建设的为美国CNC技术公司和北京赛恩斯特科技公司，采用浸入式双膜法进行工业废水回用处理是当今国际最先进的水处理工艺技术，但在中国大型工业废水回用工程应用还是第一次。这种技术和外置式双膜法区别在于不用把废水进行化学絮凝、沙石过滤两道工序，而是直接把超滤膜浸入工业废水中，经过一级处理后，再利用反渗透膜进行二级处理，最后成纯水。工艺流程短，运行成本低，系统使用寿命长，维护方便。中国石化集团广州分公司投资1500万元，第6页共6页 从新加坡引进的炼油污水净化处理回用装置投用。此套应用双膜法先进技术净化处理工业废水并回收使用的装置，每小时可处理炼油污水3000t，投入生产运行后，企业减少3000kt废水排放并循环利用水资源，一年的经济效益达280万元。八、结语废水处理技术正向高效、紧凑、专一、多样化的技术方向发展，微生物处理时高效菌种的筛选及高效生物反应器的应用仍是发展重心，难生物降解废水的处理是继续研发的重点，改进和创新技术(微生物处理和物化处理相结合的技术以及光催化技术等)仍是研究的方向。参考文献[1]钱伯章,朱建芳.石油化工废水处理技术新进展[J].化工环保,2009,29(02):99-104.[2]殷永泉,邓兴彦,刘瑞辉,等.石油化工废水处理技术研究进展[J].环境污染与防治,2006,(05):12-15.[3]冷东梅.石油化工废水处理技术应用研究进展[J].化学工程与装备,2009,(12):129-134.[4]梁类钧,刘奎,吴雪,等.影响炼油废水处理效果的因素与改进对策[J].能源与环境,2008,(02):103-105.[5]陈长顺.炼油废水处理工艺的改造实例[J].给水排水,2007,(10):51-54.[6]李志东,张勇,张令戈,等.IMBR—A/O工艺处理高浓度炼油废水[J].西南石油大学学报(自然科学版),2009,31(02):117-120.[7]孙杰,李海燕,左志军.化工废水处理技术进展[J].武汉科技学院学报,2001,(04):62-66.[8]姚丹郁,张妍,杨庆洲,等.炼油污水深度处理回用技术的工业应用[J].石油炼制与化工,2004,(08):142-147.[9]张莉红,王慧欣,王海霞.炼油污水处理技术进展[J].安全、健康和环境,2008,(01):30-32.[10]钱伯章.美国三废处理手册[M].北京，烃加工出版社,2001第6页共6页'