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化学工业污染物的综合治理技术概况 作者： 化学与环境工程学院材料化学091班 樊栋 学号：091304124前言：化工环境污染物在环境中占70%。虽然经过各方努力已取得明显的效果，但目前我国工业污染的治理率还很低，废水仅20%，废气和废渣还不到50%。现代化工的特点是量大和多样性。原料消耗量大、产品量大、废弃物也多。产品多样化、原料多样化、生产方法也是多样化。在生产过程和使用过程中随着化工产品、原料和生产方法的不同，产生的污染物也多种多样。化工污染物的来源可分为以下两个方面：（一） 化工生产的原料、半成品及产品1 化学反应不完全目前在化工生产中，原料不可能被全部转化为半成品或成品，未反应的原料虽有部分可以回收利用，但最终总有一部分因回收不完全或不可能回收而被排放掉。其中的化学污染物排放后就会造成环境污染。化工生产中产生的三废实际上是生产过程中流失的原料、中间体、副产品、原料。因此，对三废的有效处理和利用，即可创造经济效益，又可减少污染环境。2 原料不纯化工原料有时本身纯度不够，其中含有杂质。这些杂质因一般不参与化学反应最后也要被排放掉，而且大多数杂质为有害的化学物质，对环境会造成重大污染。3 原料泄漏由于生产设备、管道等封闭不严密，或者由于操作水平和管理水平跟不上，物料在储存、运输以及生产过程中，往往会造成化工原料、产品的泄露。及造成经济上的损失同时还可能造成严重的环境污染事件，带来难以预料的后果。4 产品使用不当及其废弃物（二） 化工生产过程中排放的废弃物1 燃烧过程化工生产一般需要在一定的压力和温度下进行，因此需要有能量的输入。从而要燃烧大量的燃料。但在燃烧过程中不可避免的要产生大量的废气和烟尘等有害物质，对环境造成危害。2 冷却水化工生产过程中除了需要大量的热能外还需要大量的冷却水。这有分直接冷却和间接冷却两种，直接冷却会使水与被冷却的物料接触，很容易使水中含有化工物质，而成为污染物质；间接冷却虽不与物料直接接触，但因为水中往往加入防腐剂、杀藻剂等化学物质，排除后也会造成污染。3 副反应和副产品化工生产中，在进行主反应的同时，还经常会伴随一些副反应及其产物。虽然副产物数量不大但成分复杂，而且进行回收存在许多困难，经济上不划算，所以往往将副产物当做废料排弃，而引起环境污染。4 生产事故造成的化工污染化工废水处理：1摘要：采用吸附水解接触氧化组合工艺处理化工生产工艺废水。结果表明，强化吸附酸化过程，废水可生化性明显提高；接触氧化过程处理，使得污染物的处理率有较大增加。经过1a的稳定运行表明，该工艺处理效果稳定，处理后出水达到国家污水综合排放标准一级标准（GB8978-1996），符合了回用的要求。 2工艺流程及构筑物2.1 工艺流程（如图1） -污泥回流 废水格栅调节池水解吸附池接触氧化池沉淀池滤池焚烧压滤机浓缩池图1 综合废水处理工艺流程2.2 构筑物2.2.1 调节池设调节池1座，有效调节停留时间为12h，内设WQ15污水提升泵1台2.2.2 水解吸附池水解池采用生物固定床以加强对有机物的吸附作用，同时提高水解菌的泥龄，减少酸化水解微生物的流失。水解池有效停留时间7.5h。2.2.3 生物接触氧化池水解吸附池后设生物接触氧化池1座，内分2格，并联使用，可单独运行。生物接触氧化池的有效停留时间15h，池内设置YDT型弹性波纹立体填料250m3，池底安装中微孔曝气器。2.2.4 斜板沉淀池斜板沉淀池分2格，沉淀时间为1h。2.2.5 滤池采用普通快滤池1座分2格，单格运行，双层填料。设IS200-150-200型反冲洗水泵1台。滤池设置在综合操楼内。2.2.6 集水池设集水池1座，为反冲洗提供水源，同时满足部分回用的要求，其余部分排放至二密河。2.2.7 鼓风机房鼓风机房设置在综合操作间2楼，HC-1001S型鼓风机4台，2用2备，气水比20：1。2.2.8 污泥处理污泥处理间设置在综合楼内，设钢制污泥浓缩罐1座；污泥螺杆泵1台；板框式压滤机1台。压滤后污泥送至厂区生产锅炉房焚烧。3结论与建议3.1 结论：（1） 采用固定床式酸化水解池，吸附作用明显，处理负荷有较大提高，同时水解菌挂膜速度快。（2） 适宜的上升流速与反应时间，控制生物反应只停留在水解产酸阶段，不发生甲烷化反应，不产生带有臭味的H2S及CH4，可生化性明显提高；（3） 该工艺污泥产生量较少，运行至今未发生污泥膨胀现象，未外排过剩余污泥。（4） 处理效率较高，出水符合回用的要求。（5） 使废水保持了较高的去除率，验证了在该工艺中同步反硝化以及有效的有机大分子小分子化过程的发生。3.2 建议：（1） 滤池发生穿透现象，建议调整滤料级配。（2） 清水池水力停留时间过长，其内部有积泥现象，需定期对清水池进行放空清理。4。展望：增大废水的处理率，使废水可以重复使用或是达到国家污水综合排放标准。但从现在的新兴技术，利用膜技术对废水进行处理，具有节能降耗，废水减排水回用的优点，从膜技术的优点可知化工废水预处理UF系统RO/NF系统回用水浓水单独处理或回原系统或者：图二膜技术处理废水图解4.1水回用，降低软水消耗量、降低废水排放量，不仅节约50%以上的水费，而且大大减少污水后处理费用；4 .2暖水回收，应用纳滤膜回收高温水，节约能源消耗；4.3工业废料回收，应用膜技术纯化、浓缩、回收废水中的有用物质，有效地降低成本、减少污染，实现清洁生产和零排放；4.4提升尾水的水质，以适应越来越严格的环保要求。4.5特别适合生化能力差的工业废水，确实为企业解决环保难题；4.6膜系统与企业原有的生化处理系统能很好结合，还能提高原有生化系统的流量负荷，既能中水回用，又能提高废水的处理量，不用再担心生化系统的处理量即能进行扩产；4.7膜系统占地小，系统全封闭运行，无异味产生，可实现全自动化连续运转；同时膜系统还是节能产品。5。 参考文献1 刘章富，熊杨，侯铁同步生物除磷脱氮的几种实用新工艺中国给水排水，2002，18(9):65682 陈新宇，陈翼孙，李长兴水解酸化-生物接触氧化处理合成橡胶废水实验研究化工环保，1997，17(4):221225 3 张自杰环境工程手册（水污染防治卷）北京:高等教育出版社，19964安达哲朗，别府雅志，西田佑二，日东技报，34（2），75（1996）5佐藤八郎，月刊净化槽，No.251(3),42(1997)6笠井真二，田窿芳博，那须正夫，近藤正臣，卫生化学，36（3），248（1990）化工废气的处理：1摘要：简要叙述了人类工业化带来的气态污染物如硝酸尾气、黄磷尾气等中NOx、SOx、P、As、PH3、CO等对人类健康、生态环境的危害及防治措施，结合在吸附分离领域已经开展的一些实验研究，探讨了吸附分离技术在治理气体污染物中应用的前景及可行性。2前言：随着人类工业化程度的不断提高，人类向自己赖以生成的环境中排放的有害物质在不断地增多，“保卫地球、保护我们生成的环境”不再仅仅是一句危言耸听的口号，而是关系到我们子孙后代能否生存的刻不容缓的大事。人类需要发展但更需要保护环境，如何保护好我们的环境是我们广大科技工作者共同关心的问题。目前，工业生产给环境带来的主要污染物为工业废气、工业废水、废渣(即工业“三废”)，其中工厂每天向大气中排放大量的各种各样的工业废气对人类的健康威胁极大,尽可能将污染物排放量降低到最低限度是非常必要的。 对生态环境影响较大和人类健康威胁较大且绝对排放量较大的废气主要包括：（1）含NOx、SO2、P、As、PH3、CO、HF、C2HCl3、C2H3Cl3等污染物的有毒气体；（2）其它气体，开展关于减少这类有害废气的研究是非常有必要的。根据已有成果讨论了用现代吸附分离技术净化这类气体的意义及工业开发的可行性3吸附分离技术治理废气技术基础及过程 （1）气体吸附分离技术基础 气体吸附分离技术是近年发展较快的一项新技术, 按照再生方式的差异常分为变压吸附法和变温吸附法两类：（1）变压吸附(英文名称Pressure Swing Adsorption,简称为PSA)法提纯或分离单元是根据恒定温度下混合气体中不同组份在吸附剂上吸附容量或吸附速率的差异以及不同压力下组分在吸附剂上的吸附容量的差异而实现的，由于采用了压力涨落的循环操作，强吸附组份在低分压下脱附，吸附剂得以再生；吸附剂的使用寿命一般为十年以上，所以PSA过程基本是无原料消耗过程；（2）变温吸附法（英文名称 Temperature Swing Adsorption,简称为TSA）或变温变压吸附法（简称为PTSA）是根据待分离组份在不同温度下的吸附容量差异实现分离，由于采用温度涨落的循环操作，低温下的被吸附的强吸附组份在高温下得以脱附，吸附剂得以再生，冷却后可再次于低温下吸附强吸附组份。确定是否采用吸附法分离的主要依据为待分离组分之间的吸附等温线，图1为待分离组分A（污染物）、B（非污染物）的在温度为t1或t2的吸附等温线所示： 对于污染排放物A如果与非污染组份B吸附容量差别较大，则可考虑PSA技术（当然，有时动态吸附容量也是确定分离的一个依据，但在污染治理中很少涉及）；对于常温（t1）下强吸附组份A不能良好解吸的分离，可考虑采用TSA或PTSA技术。 吸附分离技术采用的吸附剂通常为活性炭、硅胶、氧化铝等常规吸附剂或在吸附剂上附载不同贵金属的专用吸附剂，或者是开发不同孔径、不同微孔容积的专用吸附剂。 （2）吸附工艺过程循环的实现 PSA、TSA或PTSA 过程的连续运行通常是通过多个吸附器依靠阀门切换实现的，当某些塔在吸附时，其它的吸附器则处于再生等步骤；吸附饱和后的吸附剂需要再生时，其它已再生好的吸附器开始进入吸附步骤，如此实现循环操作。下图为TSA净化并回收硝酸尾气中NOx的流程示意图。 4 工业废气来源及治理研究 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，下面就工业排放的主要有害气体污染物NOx、SO2、P、CO、卤代烃、挥发性有机物（简称为VOC）等的吸附分离治理前景和可行性简要分析如下： （1）硝酸生产尾气、烟道气、石灰窑气等各种工业废气中的NOx 硝酸生产过程中要排放大量的硝酸尾气，其中含有NOx。NOx不仅对人类、生物有剧毒，而且导致光化学烟雾的生成，其危害极大。我国现有硝酸生产工厂50多家，硝酸尾气中NOx的浓度一般为5005000 ppm，每年排入大气的NOx（以NO2计）约为6万吨。如果能回收这些NOx，不仅控制了对环境的污染，同时可以增产硝酸，降低生产成本。研究表明，净化气中NOx浓度可控制在低于0.02%，对应尾气中NOx浓度从0.04%到0.8%，回收气中NOx浓度变化范围可从0.8%至5%，可以返回系统生产硝酸。 对石灰窑气等废气中氮氧化物的脱除技术，对烟道气中氮氧化物的脱除，根据烟道气组成采用TSA法与其他化学技术处理法可有效控制氮氧化物的排放量。 （2）黄磷尾气净化和从黄磷尾气中提纯一氧化碳 我国每年生产黄磷40万吨，生产过程中每生产一吨黄磷会产生2500Nm3尾气，每年产生的尾气量达10亿Nm3，其主要成份为一氧化碳（约85%90%），CO是一种易燃易爆有毒的气体，尾气中含有的P、S、As、F等及其化合物的有毒组分未经处理排放到大气中也将严重污染环境；同时CO又是一种重要的碳一化工原料，尾气中含有的P、S、As等易使催化剂中毒，所以有效处理黄磷尾气具有非常重要的意义。近年来，国内外在净化黄磷尾气和开发黄磷尾气领域已开展了尾气处理的动态吸附研究实验，取得了可循环操作的TSA净化流程，并结合CO提纯专有技术，已转让一套采用吸附法从黄磷尾气净化并提纯CO的工业装置。 （3）二氧化硫的控制 硫氧化物主要是二氧化硫,它是大气中数量最大、分布最广、影响最严重的环境污染物之一，目前控制的主要方法有：高烟囱稀释法、采用低硫燃料、排放废气脱硫等，近年在采用干法（吸附剂吸附法）、湿法脱硫技术领域开展了较多研究，工业化应用已很成熟。 吸附法脱除废气中的SO2又分为物理吸附法和化学吸附法，物理吸附时被选择性吸收的SO2可通过升温或降压解吸出来，化学吸附时吸附剂同时起催化作用，被吸附的SO2被废气中的氧氧化成SO3，后者在与水生成硫酸。 （4）含三氯乙烯、三氯乙烷等卤代烃的排放废气净化 含卤代烃的废气净化目前较为成熟的技术是溶剂吸收或吸附法处理，如：（1）彩色显象管生产线清洗阴罩时挥发的三氯乙烷气体刺激人体粘膜，长期接触能使运动神经系统受损，无论从环境保护还是降低生产成本来看都必须回收利用。（2）在工业上应用很广的三氯乙烯，是对人体和环境都有较大危害的有毒污染物，含三氯乙烯工业废气排放前必须脱除其中超标含量的TCE，应用吸附法可有效控制排放尾气中三氯乙烯含量并回收其中的三氯乙烯，可取得了良好的实验效果。 （5）含高沸点有机物的尾气净化 目前，采用吸附法净化、回收排放尾气中的有机组份的工业应用是比较成功的，采用的通常流程为TSA或PTSA流程，既可有效脱除有机污染物又可回收有用组份。根据大量实验研究，在已开发的多套PSA装置的预处理装置中，成功地采用TSA、PTSA技术很好地解决含高沸点有机物的尾气净化，如苯、萘等的脱除。 （6）排放气中一氧化碳的脱除 CO是一种易燃易爆有毒的气体，未经处理排放到大气中将严重污染环境，所以严格控制排放气中CO含量是非常有意义。吸附剂是很好的CO吸附剂。实验表明，采用PSA或TSA技术脱除CO是一种有效的手段， 排放气中的CO可控制在1ppm以内。 （7）含氟排放废气的净化 含氟(主要为HF和SiF4)废气数量虽然不如硫氧化物和氮氧化物大，但其毒性较大，对人体的危害比SO2大20倍，因此工业生产排放气必须控制含氟化合物的排放量。 （8）从富含甲烷气源中浓缩、回收甲烷 矿井瓦斯是在采煤过程中产生的，瓦斯气中含有2545的甲烷及其它一些组份，其热值仅2500kcal/m3左右，难以利用，通常排入大气，以致污染环境。我国每年约有30亿m3瓦斯放空。因此有效利用矿井瓦斯已成为一个热门课题。采用PSA技术从矿井瓦斯中浓缩甲烷的实验研究，可以把甲烷浓度从20%提高到5095，浓缩后的富甲烷气热值明显提高，可以作为优质燃料和化工原料。 （9）工业二氧化碳排放的控制 近年来，由于CO2排放量增加（每年以二氧化碳形式放入大气中的碳约为50亿吨），大气中二氧化碳已从工业污染时代的270ppm上升到近500ppm，大量二氧化碳在大气中的积聚引发全球的温室效应已经引起了人类的重视。从含CO2浓度较高的排放废气中回收CO2既解决了环境问题，又回收了有用组份，减少了资源浪费。从富含二氧化碳的工业废气中回收二氧化碳这些工业废气主要有：石灰窑气（含二氧化碳28%38%）、制氨和制氢装置副产气（含二氧化碳28%99%）、烟道废气（含二氧化碳10%18%）及脱碳再生气等。通过提纯，产品二氧化碳的纯度可达99.599.99%，指标均可达到或超过二氧化碳食品添加剂国家标准（GB191780）。 （10）PSA富氧处理城市垃圾废气 随着城市化建设规模的不断扩大，城市每天产生的垃圾量激剧增加，目前主要采用空气燃烧的方式人类的生活垃圾，每天通过燃烧垃圾产生的大量含VOC有毒废气给环境造成极大的污染；如采用PSA技术从空气富集氧气（氧纯度可达到93）替代空气处理城市垃圾，则大大降低了有毒废气的排放量。 5结论：随着对吸附分离研究机理的不断深入，结合其他化工处理技术，吸附分离技术必将在环境保护领域发挥越来越重要作用。 参考文献 （1）童志权，陈焕钦编著 工业废气污染控制与利用. 北京：化学工业出版社，1989.612-614 （2）陈健，魏玺群. 废气中三氯乙烯的脱除及回收新工艺. 天然气化工 1999，Vol.24(4),25-28 （3）刘锦，王正方. 1,1,1-三氯乙烷回收装置 化工环保 P2224 2000,Vol 20(1) （4）覃世金 黄磷生产中三废综合利用的思路 湖北化工 1997（2）5153 （5）周波 黄磷电炉尾气的应用实践 云南化工 1996（4）4445 （6）何寿林，汪鸿. 回收利用黄磷尾气的建议 化工矿山技术 1997, vol.26(2) 53 （7）藏云鹏 氟化氢废气的处理 玻璃与搪瓷 Vol.17(5) （8）吴克义 氧化铝吸附氟化氢的特性 环境污染与防治 1996 Vol.12(1),34-36 （9）居沈贵，刘晓勤，等 天然气化工1998,Vol 23(1)，2932 （10）居沈贵，刘晓勤，等 天然气化工2000,Vol 25(3)，2225 （11）陈鸿雁，涂晋林，等 华东理工大学学报，1995，Vol.21(1),1-5化工废渣的处理1前言：对我国的化工废渣现状进行了初步调查，发现了废渣中包含大量金属，并对几种典型化工废渣（铬渣、砷渣、盐泥、汞渣、磷渣、含氰废渣和磷石膏）组成以及现有的资源化工艺进行了简要的介绍。同时认为化工废渣的无控制放置，极易对周边大气、水、土壤造成不可恢复的污染。最后对化工废渣的可能的控制手段、存在的问题及发展方向进行了论述，认为：对于化工废渣在进行常规无害化处理，减少其对周围生态环境影响的基础上，应着重对其中的一些化工废渣（如废催化剂）提高其资源化利用技术含量，回收金属等有效物质，剩余骨料则可进行如水泥添加剂、铺路等低层次的资源化途径。2摘要：化工废弃物的处理与处置包挂处理和处置两方面，化工废弃物处理是指通过物理、物化、化学、生物等不同方法，是化工废弃物转化成为适于运输、储存、资源化利用以及最终处置的一种过程，因此化工废弃物的处理方法主要有物理处理、化学处理、生物处理等四种3处理方法：（1）物理处理法：筛选法，重力分析法，磁选法，光电分离法。浮选法，析离法，烧结法，挥发法，蒸馏法，汽提法，电解法等。（2）化学处理法：溶解法，浸入法，化学处理法，热解法，焚化法。焚烧法：废渣中有害物质的毒性是由物质的分子结构造成的，而不是由所含元素造成的。对于这种废渣，一般可采用焚化法分解其分子结构、例如，有机物经焚化后转化为二氧化碳、水和灰