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化工廢渣處理的方法及特點范文1
【關鍵詞】 節能減排;績效評價;投資節能率;投資減排率
“節能減排”是指節約物質資源和能量資源,減少廢棄物和環境有害物(包括“三廢”和噪聲等)排放。化工行業能源消耗大、廢棄物多、產品有毒性、技術創新快的特點決定化工行業是國家“節能減排”的九大重點行業之一,做好化工企業的“節能減排”工作,對于實現江蘇乃至全國的“十二五”節能減排目標,加快建設資源節約型、環境友好型社會,促進經濟發展和生態文明建設意義重大。
近幾年來,為實現“節能減排”目標,我國各級政府和企業都加大了資金投入,然而對于企業 “節能減排”項目投資普遍缺乏科學的績效評價指標體系,從而在一定程度上影響企業“節能減排”工作的效果,影響各級政府及企業所投“節能減排”資金的使用效益?;て髽I要提高“節能減排”投資效益,首先應建立健全 “節能減排”投資績效評價指標體系,及時準確地評價化工企業“節能減排”投資的效果,發現企業生產經營和“節能減排”工作中存在的問題,以便及時采取措施,加以改進,從而促進企業持續穩定發展。本文主要探討化工企業“節能減排”投資績效評價指標體系的構建原則和指標設計。
一、化工企業“節能減排”投資績效評價指標體系的構建原則
化工企業“節能減排”投資績效評價指標體系不是一系列指標的簡單堆積和隨意組合,而是根據一定的原則設計的,能從不同側面、不同層次反映化工企業 “節能減排”投資效果的相關指標構成的有效組合。因此,該評價指標體系應當內容全面、層次清晰,必須堅持以下幾個基本原則。
(一)科學性
科學性指應針對企業“節能減排”的內涵設計評價指標,設計的指標概念要科學,含義要明確,范圍界定要清楚,統計口徑要一致。或者說,企業“節能減排”投資績效評價指標體系必須根據企業“節能減排”的涵義,結合化工企業的生產經營特征進行設計,要能體現投資帶來的節能和減排的效果。
(二)系統性
企業“節能減排”投資績效評價指標體系是一個系統,因此該指標體系要涉及“節能減排”的各個方面,在不同方面選取不同的指標,各指標既相互聯系,又相互獨立,以利于全面評價企業“節能減排”投資的效果。
(三)綜合性
化工企業“節能減排”投資績效評價指標體系的設計,應廣泛考慮各種可能影響到化工企業“節能減排”的因素,盡可能將那些較為重要的影響因素適當地引入指標體系中,要力求全面、客觀地反映和描述化工企業“節能減排”投資的效果。
(四)代表性
化工企業“節能減排”投資績效評價指標的選擇應力求精簡明了,所選的指標要具有代表性,能夠較好地說明化工企業“節能減排”資金使用效益,相同或類似的指標不能重復出現。
(五)可比性
化工企業“節能減排”投資績效評價指標體系應適當考慮不同時期的縱向對比以及不同企業之間橫向對比的需要,同一時期同行業的不同企業,同一企業不同時期各指標的計算口徑必須一致,便于進行縱向或橫向的比較分析和評價。
(六)可操作性
為了使化工企業“節能減排”投資績效評價指標體系能夠有效地應用于化工企業“節能減排”投資績效評價實踐,指標的計算方法盡量簡單明確,具有易測性,具備相應的數據支持,數據容易獲得,并且較為可靠。
二、化工企業“節能減排”投資績效評價指標體系設計
根據 “節能減排”的含義,結合化工企業“節能減排”投資績效評價的要求和原則?;て髽I“節能減排”投資績效評價指標體系主要應從節能效果、減排治污效果、經濟效益和社會效益四方面設計。
(一)節能效果指標
節能效果指標主要反映化工企業通過“節能減排”投資,加強能源、資源的循環利用、生產余熱的回收利用等所產生的能源、資源節約的效果,充分利用可再生資源代替不可再生資源等所產生的對不可再生資源的保護效果。
1.能源、資源循環利用率
能源、資源循環利用率是指一定時期內,循環使用的能源、資源量占消耗能源、資源總量的百分比。能源、資源循環利用是指在企業生產經營的過程中,對已經使用過的能源、資源(如:水、氣、生產余熱等)經過回收(處理),再用于企業的后續生產過程。
能源、資源循環利用率=循環使用的能源、資源量/消耗能源、資源總量×100%。該指標越高,表明企業能源、資源循環利用率越高,企業能源、資源節約意識越強,加大了對能源、資源的循環利用,同時節約了能源、資源,減少了對能源、資源的耗費。
2.單位能耗(或材料消耗)收入
單位能耗(或材料消耗)收入是企業一定時期消耗單位能源(或材料)所實現的收入額。
單位能耗(或材料消耗)收入=營業收入/能耗量(或材料消耗量)
單位能耗(或材料消耗)收入指標反映了企業每消耗單位能源、資源所實現的收入。單位能耗(或材料消耗)收入越大,表明企業每消耗單位能源、資源所獲得的收入越多,實現一定收入所消耗的能源、資源越少,企業能源、資源利用效率越高,節能效果越好,企業在“節能減排”方面的投資效果也越好。
3.可再生能源、資源利用率
可再生能源、資源利用率是指企業一定時期利用可以再生的能源或資源量占同期企業能源或資源消耗總量的比重。
可再生能源、資源利用率=可再生能源、資源消耗量/能源、資源消耗總量×100%
可再生能源、資源利用率指標反映了企業在生產過程中對可再生能源、資源使用比率的大小。該指標越大,說明企業對可再生能源、資源的消耗越多,不可再生能源、資源消耗越少,表明企業對不可再生能源、資源的保護越重視。
4.投資節能率
投資節能率是指企業年單位收入節電(水、煤或氣)量占年單位收入節能減排投資額的比率。
投資節能率=年單位收入節電(水、煤或氣)量/年單位收入節能減排投資額×100%
年單位收入節電(水、煤或氣)量=上年單位收入耗電(水、煤或氣)量-本年單位收入耗電(水、煤或氣)量
單位收入“節能減排”投資額=“節能減排”項目年均占用資金額/年營業收入
投資節能率指標反映化工企業“節能減排”投資產生的能源節約效果。該指標越大,說明企業在節電、節水、節煤、節氣等方面的投資效果越好,也反映企業的“節能減排”投資效果越好。
(二)減排、治污效果指標
減排、治污效果指標主要反映化工企業通過“節能減排”投資,加強“三廢”回收利用、加強“三廢”綜合治理等所產生的“三廢”達標率的提高、 “三廢”排放減少和污染治理的效果。
1.“三廢”回收利用率
“三廢”回收利用率是指一定時期內化工企業廢氣(廢水、廢渣)回收利用量占廢氣(廢水、廢渣)排放總量的百分比。廢氣(廢水、廢渣)排放總量是指企業廠區內燃料燃燒和生產過程中產生的各種廢氣(廢水、廢渣)總量。
“三廢”回收利用率=廢氣(廢水、廢渣)回收利用量/廢氣(廢水、廢渣)排放總量×100%
“三廢”回收利用率指標反映了化工企業在生產過程中產生的廢水、廢氣、廢渣的回收使用能力。企業加強 “三廢產品”的回收利用,將廢氣(廢水、廢渣)作為資源回收利用,減少廢氣(廢水、廢渣)對環境的影響,既節能又環保。該指標越大,說明企業對“三廢”的回收利用越重視,企業的減排、治污效果越好;該比率越小,說明企業減排治污的效果越差。
2.“三廢”排放達標率
“三廢”排放達標率是指一定時期內,化工企業已達標的廢水(氣、渣)排放量占廢水(氣、渣)排放總量的百分比。廢水(氣、渣)排放達標量是指企業一定時期排放的各項指標都達到國家和行業排放標準的外排工業廢水(氣、渣)量,這其中包括經過處理的外排達標廢水(氣、渣)量和未經過處理外排達標廢水(氣、渣)量兩個部分。廢水(氣、渣)排放總量是指一定時期內經過企業廠區的所有排放口排出的廢水(氣、渣)量。
“三廢”排放達標率=排放達標的廢水(氣、渣)量/廢水(氣、渣)排放總量×100%。該比率越小,說明企業“節能減排”的投資效果較差;該比率越高,說明企業“節能減排”的投資效果較好。
3.單位 “三廢”排放收入
單位“三廢”排放收入是指一定時期企業的營業收入與企業年“三廢”(廢水、廢氣或廢渣)排放總量之比。
單位“三廢”排放收入=營業收入/廢水(氣或渣)排放量
單位“三廢”排放收入指標反映化工企業每排放單位廢水、廢氣或廢渣給企業帶來的收入。單位廢水(氣、渣)排放收入越大,表明企業每排放單位廢水、廢氣或廢渣給企業帶來的收入越多,或者說企業實現一定收入所排放的廢水(氣、渣)越少,企業減排效果越好。
4.投資減排率
投資減排率是指年單位收入“三廢”排放降低量占年單位收入“節能減排”投資額的百分比。
投資減排率 = 年單位收入“三廢”降低量/年單位收入節能減排投資額×100%
年單位收入“三廢”排放降低量是指上年單位收入“三廢”排放量與本年單位收入“三廢”排放量之差。單位收入“節能減排”投資額是“節能減排”項目或投資年均占用資金額與年營業收入的比率。投資減排率指標反映了化工企業節能減排投資在治理“三廢”方面的效果。該指標越大,企業耗用單位“節能減排”投資所產生的減排效果越好。
(三)“節能減排”經濟效益指標
“節能減排”投資所實現的經濟效益主要包括企業投入“節能減排”項目使得企業節約能源、材料等而降低的成本,增加的凈收益;企業“節能減排”項目投資運營后,充分回收利用“三廢”產品,減少的成本,獲得的凈收益;通過“節能減排”,企業將一些“三廢”產品加工為可銷售的附產品而獲得的凈收益等。
1.“節能減排”投資收益率
“節能減排”投資收益率是指化工企業年“節能減排”投資相關的凈收益額占“節能減排”投資項目年平均占用資金額的百分比。
“節能減排”投資收益率= “節能減排”相關凈收益額/“節能減排”項目占用資金額×100%。該指標越高,表明企業對“節能減排”投入的資金使用效率越高,帶來的經濟效益越好。
2.“節能減排”成本費用收益率
“節能減排”成本費用收益率是指化工企業一定時期“節能減排”產生的凈收益額占企業當年“節能減排”設備的折舊修理及項目的運營支出等成本費用的百分比。
“節能減排”成本費用收益率=“節能減排”相關凈收益額/“節能減排”成本費用額×100%
“節能減排”成本費用收益率指標反映了企業“節能減排”相關耗費所實現的收益率?!肮澞軠p排”成本費用收益率越大,表明企業“節能減排”耗費給企業帶來的收益越大。
(四)“節能減排”社會效益指標
1.環境質量優化度
化工企業 “節能減排”工作的直接目標是促進其產品生產過程節能降耗,減少有害物的排放?;て髽I的“節能減排”工作效果越好,其所在地區的大氣環境、水環境、土壤環境受企業的影響應越來越小,環境質量應不斷優化。環境質量優化度可以由環保部門定期或不定期檢測確定。所以若化工企業所在地區的環境質量越好,企業“節能減排”投資的社會效益越好;反之,則企業“節能減排”投資的社會效益往往越差。
2.居民生活環境滿意度
居民生活環境滿意度,是指在化工企業周圍一定范圍內居住的居民對自身周圍生活環境的滿意程度,以及對企業的滿意程度。該指標為定性指標,可以通過居民評議調查確定。如果化工企業將生產經營過程中產生的廢水,未經任何處理或處理不達標就隨意排放出去,污水橫流;或者將未經過處理的煙塵、粉塵、廢氣直接排放到大氣當中,污染空氣;或化工企業的噪聲不斷,干擾居民的正常生活,這樣居民對該企業滿意程度一定很低。該指標越高,表明居民的生活環境越好,對企業滿意程度也越高,同時也反映企業“節能減排”投資的社會效益越好。
三、“節能減排”投資績效評價指標體系有效應用的條件
(一)增設“節能減排”投資相關的會計核算賬戶
在“固定資產”賬戶增設“節能減排用固定資產”明細賬,在“累計折舊”賬戶增設“節能減排用固定資產累計折舊”明細賬,便于核算節能減排項目年均占用資金額。在收入類、成本類相關賬戶中增設節能減排收入或費用明細賬,便于準確計算企業與節能減排項目有關的成本費用和收益。安裝專門的儀器測算企業年循環利用的能源或資源數量及企業年回收利用的廢水、廢氣或廢渣量。
(二)建立環境檢測和居民調查制度
建立化工企業周邊環境監測制度,由環保部門定期或不定期(至少每個月一次)對化工企業周邊一定范圍內的大氣、水、土壤等進行抽樣檢測,監測化工企業周邊環境的變化。建立化工企業周邊居民調查制度,由社區居委會或相關環保部門定期或不定期(至少三個月一次)對化工企業周邊一定范圍內的居民進行評議調查,了解化工企業生產經營對周圍群眾生活的影響狀況,以便進行化工企業節能減排投資的社會效益評價。
(三)數據資料真實可靠,檢測、調查由第三方獨立進行
化工企業提供的會計賬簿、報表等資料必須真實,計算的“節能減排”投資績效評價指標才可靠,相關的評價才準確;環境檢測或居民調查必須獨立于化工企業之外進行,每次檢測或調查前相關工作進程或計劃不應讓化工企業知曉,避免化工企業的干預,影響檢測或調查的準確性和可靠性。
綜上所述,本文從“節能減排”和投資績效評價的定義出發,從節能效果、減排效果、經濟效益和社會效益四個方面設置評價指標,構建“節能減排”投資績效評價指標體系。化工企業“節能減排”投資績效評價指標的準確確定,還必須及時提供企業“節能減排”投資項目運營相關的會計核算資料,建立環境檢測制度、居民調查制度,提高會計核算資料的真實性和檢測、調查制度的獨立性。對化工企業節能減排投資績效的全面綜合評價還必須建立科學的綜合績效評價方法。
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化工廢渣處理的方法及特點范文2
作者簡介: 馬明蘭(1982-),女,湖北宜昌人,武漢科技大學中南分校生命科學學院教師;易求實(1943-),男,湖南長沙人,武漢科技大學中南分校生命科學學院教授。
(武漢科技大學中南分校 生命科學學院,湖北 武漢 430223)
摘要:本文對有色冶煉尾氣凈化中產生的污酸進行處理的重要性作了介紹,對污酸處理的不同方法進行了比較和評價。著重指出,使洗凈水閉路循環是污酸處理的科學和合理的方式,符合可持續發展戰略和循環經濟的要求。根據污酸處理實踐,對如何實現洗凈水閉路循環處理進行了論述和思考。
關鍵詞:污酸;處理;閉路循環
中圖分類號:X703.1 文獻標識碼:A
一、污酸處理的重要性
環境污染物中,重金屬汞、鎘、鉛、鉻以及類金屬砷,對人和動物危害最為嚴重。進入大氣、水體和土壤等各種環境的重金屬,均可通過呼吸道、消化道和皮膚等各種途徑被動物吸收。當這些重金屬在動物體內積累到一定程度時,即會直接影響動物的生長發育、生理生化機能,直至引起動物的死亡[1]。由于重金屬不能被微生物降解,在環境中只能發生各種形態之間的相互轉化,所以,重金屬污染的消除往往更為困難,對生物引起的影響和危害也是人們更為關注的問題[2]。在有色冶煉中,環境毒害非常嚴重的砷、鎘、氟等,相當一部分進入煙氣中,我國將它們列為一類污染物。據估計,有色冶金系統每年有約1萬噸以上的砷進入煙氣[3],如果不進行處理,將使2000億立方米以上(相當4條黃河的年流量)的水砷含量達到50ug以上,不進行處理則不能飲用。在利用煙氣制酸的過程中,它們又轉移到洗滌煙氣產生的“污酸”中,因此,有效回收污酸中包括砷、鎘在內的重金屬以及氟,實際上是扼住了有色冶煉中最重要的污染源。
二、污酸處理現狀
含砷及重金屬廢水的治理方法很多,如中和法、硫化法、鐵氧化法、電凝聚法、離子交換法、吸附法等等[4]。隨著國家對污染控制力度的加強、控制指標的要求更加嚴格,對這些方法的研究及實踐,將越來越深入。面對污酸廢水排量大、含量高和組成復雜的特點,目前采用得較多的是硫酸亞鐵―石灰法和硫化法兩大類。
(一)硫酸亞鐵―石灰法
這類方法用石灰中和污酸并調節PH,利用硫酸亞鐵中的鐵能與砷、鎘生成難溶鹽、鐵的氫氧化物具有強大的吸附和絮凝能力的特性,達到去除污酸中砷、鎘等有害重金屬的目的,此過程中氟也同時被去除[5][6]。杜冬云、易求實等在一種去除水中重金屬的專利技術[7]的基礎上對于砷含量8000mg/L,含鎘165mg/L的高砷高鎘污酸廢水,提出新改進的鐵鹽法。該方法能確保砷鎘的達標排放,砷的去除率達到9999%[8]。
石灰―硫酸亞鐵法處理污酸產生的渣量很大,砷等重金屬在渣中呈稀散分布。年產量20萬噸的廠,有近7萬噸濕廢渣產生,砷鎘等資源化再回收困難,廢渣的無泄漏永久存放也難以實現。二次污染隨時都可發生。
(二)硫化法
硫化法是用可溶性硫化物與重金屬反應,生成難溶硫化物,將他們從污酸中除去。硫化渣中砷鎘等含量大大提高,在去除污酸中有毒重金屬時,同時實現重金屬的資源化,這類反應可在PH較低的條件下發生,留下的稀酸可用于磷肥生產[9]。
硫化法去除砷鎘的效果目前還不能和石灰―鐵鹽法比較,處理后的污酸中砷含量還有幾十mg/L,有的可達100mg/L[10]。因此,硫化法目前實際是一種預處理方法,用它將大部分重金屬取走并富集余渣中,使后續的達標排放處理難度降低。不同的側重點,形成不同的硫化工藝路線,常見的有:
工藝路線回收了大部分砷鎘,但砷鎘含量仍較高,有將此“凈化酸”用于磷肥生產的報道,砷鎘有可能超標。當凈化酸找不到出路時,為了使污酸廢水達標排放,必須采用鐵鹽―石灰法除砷鎘氟,但渣量大幅度減少。
如何進一步提高硫化法的砷鎘去除率,金隆銅業公司等單位研究采用了中和―硫化―氧化工藝[11],將硫化法的砷的去除率提高到95%以上,剩下的5%仍采用石灰―鐵鹽法處理:
三、污酸處理的原則思考
黨的十六大以后,中央對我國的經濟建設和社會發展,提出了可持續性發展戰略,發展循環經濟和構建和諧社會等重大決策。我國的環境保護政策,隨之進入一個新時期,對污染防治認識將更深遠,要求將更嚴格,執法將更嚴厲。國家環保總局將水污染作為污染防治的重中之重。明確指出在污染的防治中要防止污染物形成二次污染。在這樣的總體形式下。對污酸污染治理的原則也要進行新的思考。
第一,資源化和無害化原則。重金屬和氟的不可降解性的特點,防止在處理過程產生的廢渣廢水成為新的污染源,是治理方案或工藝流程設計必須重點考慮的。對于重金屬污染物,重點考慮資源化回收,對于硫酸,首先考慮無害化再兼顧資源化。重金屬污染物一旦不能做到資源化,就難以有無害化的路線可走,勢必會導致污染物轉移或出現二次污染的后果。資源化回收工作不僅有技術問題,也有環境政策問題,例如,污酸硫化渣中砷含量可達52%,人們還在采用水泥固化棄置[12],原因之一就是因為白砒價格太低,將含砷濾餅制成白砒無利潤可言。
第二,高效去除和高度富集并重原則。高效去除是治理工藝的根本前提,離開這個根本前提,將失去環境法規和環境政策的肯定和支持。但高效去除并不等于高度富集,現某公司采用的“新改進的鐵鹽法”[8]砷的去除率可達到9999%,但是,這是以大量的石灰,超量的鐵鹽投入取得的效果。藥劑大量的投加必然產生大量的廢渣,必然導致重金屬在渣中的稀散分布,為后續處理帶來重重困難,必然導致二次污染的危險。
人們在孜孜不倦的追求高效去除高度富集功能的處理劑和處理方法。污酸有害成分復雜,試圖用一種藥劑或某種單一手段輕易達到去除目的的愿望,近期內還不太可能實現。在處理水中高濃度有害重金屬方面,雖然多種有機制劑問世,還沒有一種能與硫化鈉這樣廣普、高效和廉價的藥劑相比擬。善用巧用無機硫化物處理重金屬廢水,會收到高效去除高度富集的效果。
第三,閉路循環原則。現行的污酸處理大多采用達標排放的方案,對污酸中的砷氟,采用的是“除惡務盡”的處理方法。要求去除率高到令人難以置信的程度,例如采用“新改進的鐵鹽法”處理8000mg/L的高砷廢水,在工業規模的連續流程中,外排水中砷濃度可小于05mg/L,去除率在9999%以上。這么高的去除率除了要有可靠的工藝保障外,還必須具有優良先進的設備支撐,嚴格的規章督促管理,高素質的職工隊伍運作實施。這么高的去除率,留給設備的“安全裕量”必然是很小的。、留給工藝的“自由度”必定是很窄的,上班時工程師和工人的神經都還是高度緊張的。如何改變這樣的狀況?使污酸廢水經處理后洗凈水循環使用,使污酸廢水實現零排放,當是根本的辦法。
第四,客觀成本原則。污染的防治是需要資金投入的,是有一定治理成本的,人類對污染防治,經歷了一個由淺入深,由被動到主動的過程。這種被動和膚淺意識長期主宰著環境污染防治工作,表現為追求形式而不注重效果,追求短暫的目前而不注重長久的將來,追求污染的局部治理而不注重污染的遷移。在這種思想觀念下形成的治理成本,是不客觀的,往往是偏低的,只考慮局部治理的成本,顯然要比兼顧防止二次污染產生的全局治理成本要低?,F在環境污染治理正處在一個轉型時期,如果仍以老的成本觀念來審視新的處理方法,新方法可能由于處理費用過高被否決。因此,樹立一個新的客觀的成本觀念在新時期的環境污染治理中更為重要。
四、污酸閉路循環處理
(一)污酸處理水閉路循環基本構想
污酸是對SO2尾氣除塵除SO3煙霧的凈化工藝中產生的,凈化工藝對水質并無特殊嚴格要求,所以,對污酸中的重金屬、砷、氟進行適當削減處理后,仍可返回凈化工段循環使用,應仍能滿足凈化工藝的要求。有報道20世紀70年代起,廈門化肥廠[13]和荊門市磷肥廠[14]等就開始研究閉路循環工藝。江蘇瑞和化肥有限公司在100Kt/a裝置上實現了閉路循環,達到零排放[15]。武漢青江化工股份有限公司在成功實現部分循環實踐的基礎上,開始準備實現全閉路循環[16]。
(二)污酸處理水閉路循環的關鍵
全閉路循環工藝在用化學方法削減污酸中有害重金屬和稀酸過程中,必然造成水的硬度增加和無機鹽積累。硬度過高會使管路和設備結垢堵塞,無機鹽的累積(例如氟鹽,錳鹽)還會影響凈化效果。實現全封閉無限循環的困難也主要集中在這里。要實現全封閉無限循環最重要的是要防止垢的產生和氟砷等影響凈化效果物質超過限度。研究發現,少量聚丙烯酸或馬丙共聚物等,對CaSO4•2H2O晶種表面具有吸附作用,抑制了CaSO4•2H2O的結晶生長,從而具有很好的阻垢作用,這類物質稱為阻垢劑[17],能有效阻止循環冷卻水水垢的產生。循環冷卻水的鈣鎂總量是固定的,有理由相信,阻垢劑能很好發揮阻垢作用,而二氧化硫尾氣洗凈水的閉路循環,水中的鈣會在每一次循環中得到補充。因此,阻垢劑能否在二氧化硫尾氣閉路循環洗凈水的處理中很好發揮阻垢作用?值得研究。特別是無限閉路循環工藝。
由上可知,實現污酸處理水無限閉路循環,達到零排放的目的,最根本的是要控制離子濃度,初步試驗發現,控制恰當PH,以石灰中和硫酸,添加少量助劑,有可能使砷鈣氟濃度保持在允許范圍內,有實現零排放的可能。根本上消除污酸可能產生的危害。進一步研究表明,運用系統工程理論,污酸可以零排放,而實現循環經濟模式。相信在可持續性發展戰略,發展循環經濟和構建和諧社會等重大決策支持下,污酸的零排放處理,SO2洗凈水的閉路無限循環工藝一定能建立并逐步完善起來。有色冶煉有毒重金屬廢水將得到徹底的防治。
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化工廢渣處理的方法及特點范文3
關鍵詞:維生素C;廢水;生物法;廢渣
中圖分類號:F42文獻標識碼:A
一、引言
維生素C,又稱抗壞血酸,是世界上產銷量最大、應用范圍最廣的維生素產品,是具有中國自主知識產權的產品。由于維生素C生產工藝的固有特點,使其生產過程中產生了大量高濃度廢水,是環境的嚴重污染源之一。維生素C生產中的廢水處理方法有厭氧生物法、好氧生物法、光合細菌法、中和廢水的循環利用及綜合處理法等方法。在廢渣處理技術方面,開發了一系列用廢渣生產有用產品(如飼料、活性炭等產品),變廢為寶的技術方法。本文先分析了維生素C生產廢水的主要來源及水質特征,然后介紹了維生素C生產廢水處理技術和廢渣的綜合利用技術。
二、生產廢水主要來源及水質
工業生產維生素C一般采用二步發酵法,以玉米為原料,經發酵、提取、轉化、精制等工序制得產品。生產1噸維生素C時,各工藝點中所排放廢水的水量、COD值、pH值及含有的主要成分情況見表1。(表1)由表1可見,維生素C生產廢水中主要為高濃度有機污染物,包括乙醇、乙酸、菌絲體蛋白質、古龍酸、Vc等,還含有銨態氮及各種無機鹽等,水質總體偏酸性。
三、維生素C生產廢水的處理方法
目前,國內主要以生物法對維生素C工業廢水進行處理。另外,還有光合細菌法、中和廢水循環利用等方法。
(一)生物法。由于維生素C生產廢水屬于高濃度有機廢水,不含有毒物質,可生化性好,因此國內外常用的處理方法是生物法。根據作用微生物的不同,可分為好氧處理和厭氧處理。
1、厭氧生物法。厭氧生物法是指在無分子氧條件下通過厭氧微生物(包括兼氧微生物)的作用,將廢水中的各種復雜的有機物分解為甲烷和二氧化碳等物質的過程,同時把部分有機質合成細菌胞體,通過氣、液、固分離,使廢水得到凈化的一種廢水處理方法。
目前,國內的Vc廢水處理工程主要采用高效厭氧反應器,主要有UASB、EGSB、Ic等,其主要特點有:有機負荷率高;單位容積反應器的生物量高;污泥與廢水混合充分;污泥活性高、沉降性能好、粒徑較大、強度較好等。2004年石家莊維生藥業采用UASB工藝處理Vc廢水時,優化回流量、回流比等技術參數,提高了反應器的水力負荷,減少了因調節進水pH而消耗的堿量,容積負荷提高到5kg COD/(m?d),COD去除率大于85%。
2、好氧生物法。好氧生物處理法可分為活性污泥法和生物膜法兩類?;钚晕勰喾ū旧砭褪且环N處理單元,它有多種運行方式。生物膜法有生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化池及生物流化床等。氧化塘和土地處理法即自然生物處理。氧化塘有好氧塘、兼氧塘、厭氧塘和曝氣塘等;土地處理法有灌溉法、滲濾法、浸泡法及毛紉管凈化法等。
活性污泥法是利用微生物(細菌、原生動物、后生動物)將廢水中一部分有機物降解、分解成CO2和H2O等無害物,一部分有機物作為其自身代謝的營養物質,從而除去有機物。生物接觸氧化工藝是好氧活性污泥法的一種,其實質是在生物反應池內充填填料,已經充氧的污水浸沒全部填料,并以一定的流速流經填料。在填料上布滿生物膜,污水與生物膜廣泛接觸,在生物膜上微生物的新陳代謝作用下,污水中有機污染物得到去除,污水得到凈化。自1993年起寧波制藥廠對于Vc廢水的處理采用的即是生物接觸氧化工藝,進水COD為1,000~1,500mg/L時,去除率在75%~80%。
(二)光合細菌法。日本自20世紀六十年代起開展利用光合細菌法(縮寫為PSB)處理高濃度有機廢水的實驗研究,先后成功地對食品、淀粉、糞尿、皮革等廢水進行處理,并建立了日處理量幾十至幾千噸廢水的大中型實用系統。我國從20世紀五十年代就對PSB進行了基礎理論的研究,但應用研究起步較晚。
光合細菌法優點是:處理效果好、無二次污染、工藝流程簡單、管理方便、處理成本低、副產品蛋白質含量較高、無毒性、可再利用等。與其他處理方法相比,具有占地少、投資省、工期短等特點。該工藝處理過程中,廢水偏堿性,腐蝕較小,設備的使用壽命長。
(三)綜合處理法
1、厭氧-好氧生物組合法。由于維生素C工業廢水中COD的平均含量在10,000mg/L以上,單獨采用厭氧生物法或好氧生物法處理高濃度維生素C廢水,往往不能達到國家排放標準,需組合其他處理技術或將兩種生物法組合起來對維生素C廢水進行處理。先采用UASB技術對COD在5,000~50,000mg/L的高濃度廢水進行處理,處理后的廢水與低濃度廢水混合,再進入生物接觸氧化池,最后再由生化處理把關,盡可能降低水中污染物濃度和水的色度,使出水達標排放。利用厭氧-好氧聯合工藝處理維生素C廢水COD去除率達98.6%,可達到排放標準。江蘇一Vc企業于20世紀九十年代對原有廢水處理設施進行改造,改造后的組合處理工藝為:過濾中和-UASB-氧化溝工藝,工程運行結果表明,出水水質達到《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)中的二級標準。
2、厭氧-兼氧-好氧。高濃度廢水經集水池,提升到高位配水槽,再由配水槽向管道厭氧消化器配水,進行厭氧消化處理。廢水中的有機污染物COD、BOD大部分被除去。厭氧出水經氣水分離器后,進入調節池。低濃度廢水進入調節池,與厭氧處理出水混合后,提升到兼氧接觸曝氣池,生物接觸氧化池處理,再經二次沉淀池后,出水排入排水總管。二次沉淀池污泥,部分回流到兼氧接觸曝氣池和厭氧消化池進行分解,剩余污泥經濃縮后,用板框壓濾機脫水,干污泥摻入煤中焚燒。管道厭氧消化器處理產生的沼氣,經淋洗器、脫硫裝置處理后,送入貯氣柜,經阻火器供用戶使用。
3、循環利用中和廢水技術。維生素C生產過程中排放的各股廢水中,中和工序產生的廢水水量最大,污染嚴重,應探討中和廢水的回用技術,來保護環境和節約用水。采用“中和-催化氧化-沙濾-吸附”工藝來處理維生素C生產廢水,COD可從16,642mg/I降至2,308mg/I,去除率可達86.1%,處理后的廢水可以重復灌溉農田,實現了廢水的回收利用。
四、結束語
通過分析維生素C生產廢水的主要來源及水質特征,可看出維生素C生產中排放出大量高濃度的有機廢水及廢渣,既嚴重污染環境,又增加了生產成本,不利于維生素C工業的發展。利用好氧和厭氧生物法、光合細菌法以及綜合處理方法來處理生產廢水可以達到排放標準;中和廢水的循環利用技術可以達到節約用水和保護環境兩種目的;利用改進工藝方法可以達到節能效果。另外,解決維生素C生產的污染問題還可以從改進生產工藝,使用清潔生產工藝入手。
(作者單位:華藥集團維爾康制藥有限公司)
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化工廢渣處理的方法及特點范文4
關鍵詞:綠色化學應用;環境;三廢
化學工業的發展對人類的生活有著一定的改善,但也造成了一部分的環境污染,使之成為人類面臨的巨大問題。萬事萬物都是雙刃劍,有利即有弊,最終要靠人類的智慧使其向著有利于人類生活的方向進展。一些重大的環境污染事件多數與化學有關,但也不全是化學造成的?,F在人類面臨的環境問題有全球變暖,冰川融化,海平面上升,臭氧層被破壞,生物多樣性的減少,酸雨的蔓延,森林的銳減,土地荒漠化,全球大部分面臨沙漠化,水體及海洋污染,垃圾圍城等等。其中森林的減少,生物多樣性的減少,是人類濫捕濫伐的結果,與化學無關。在最早期的化學工藝流程里面,人們沒有意識到,沒有考慮到廢氣和廢渣的處理,大部分的化學生產工藝都伴隨著廢氣廢水廢渣的產生,從而使化學對環境造成污染。綠色化學正是基于人與自然和諧的可持續發展的理論之上,其研究所追求的目標是:舍棄有毒的原材料從源頭上消除污染,探求嶄新的合成路線,使其產率更大,向人類所需的方向發展、采用無污染的反應過程和工藝,能最大限度地減少三廢,并實行原材料篩選-產品生成-產品使用-循環再利用的“全過程控制”。綠色化學技術的發展和應用不但能提高生產效率和優化產品,而且也能提高資源和能源的利用率,減輕污染,從而大幅度提高生產的環境和經濟效益。因此,綠色化學的技術推廣應用使環境與經濟性成為技術創新的主要推動力。近些年來,綠色化學在物質的利用、原子經濟工藝設計等諸多領域取得了一系列重大研究成果。
1 綠色化學
綠色化學的定義是:應用化學的技術、原理和方法去解決對人體健康、安全和生態環境有毒有害的化學污染,因此也稱環境友好化學或潔凈化學。其核心內容之一是“原子的經濟性”,即百分之百的利用反應物中各個原子,因而不但能充分利用資源,而且也能防止化學污染。用原子利用率衡量反應的原子經濟性,為高效的有機合成應最大限度地利用原料分子的每一個原子,使之結合到目標分子中,達到零排放。綠色有機合成應該是原子經濟性的。原子利用率越高,反應產生的廢棄物越少,對環境造成的污染也越少。綠色化學的核心內容之二,其內涵主要體現在五個“R”上:第一是Reduction-“減量”,即減少“三廢”排放;第二是Revuse-“重復使用”,諸如化學工業過程中的催化劑、載體等,這是降低成本和減廢的需要;第三是Recycling-“回收”,可以有效實現“省資源、少污染、減成本”的要求;第四是Regeneration-“再生”,即變廢為寶,節省資源、能源,減少污染的有效途徑;第五是Rejection-“拒用”,指對一些無法替代,又無法回收、再生和重復使用的,有毒副作用及污染作用明顯的原料,拒絕在化學過程中使用,這是杜絕污染的最根本方法。
2 綠色化學的應用
綠色化學的應用包括對醫藥、農藥等精細化學品的“原子經濟”反應;大型石油化工品的綠色化技術的發展;新的或非傳統的“潔凈”反應介質的開發利用;可再生物質資源生產大型有機化工品和超清潔生物柴油的生產;廢合成材料的回收利用等等。在化學制藥工藝方面為了減少污染進行重新設計少污染或無污染的生產工藝,盡可能選用無毒或低毒的原輔材料來代替有毒或劇毒的原輔材料,以降低或消除污染物的毒性;優化工藝條件,改進操作方法,在生產工藝確定的前提下,從改進操作方法入手,減少或消除污染物的形成;采用新技術顯著提高生產技術水平同時也十分有利于污染物的防治和環境保護;進行循環套,以為反應往往不完全,因此分離母液常含有一定數量的未反應的反應原料,可以通過工藝設計任意周密而細致的安排實現反應母液的循環套用或經適當處理后套用,可節約原料,提高產率,可減少環境污染;從排放的廢棄物中回收有價值的物料,進行綜合利用。改進生產設備,加強設備管理。
2.1 開發“原子經濟”反應
化學反應的“原子經濟性”則是指在化學反應中究竟有多少原料的原子進入到產品之中。我們常用原子利用率來衡量化學過程的原子經濟性。在合成反應中,要減少廢物排放的關鍵是提高目標產物的選擇性和原子利用率,即化學反應中,到底有多少反應物的原子轉變到了目標產物中。
開發新的原子經濟反應已成為綠色化學研究的熱點之一。1997年的新合成路線獎的獲得者BCH公司的工作即是一個很好的例證。該公司開發了一種合成布洛芬的新工藝(布洛芬是一種廣泛使用的非類固醇類的鎮靜、止痛藥物),傳統生產工藝包括6步化學計量反應,原子的有效利用率低于40%,新工藝采用三步催化反應,原子的有效利用率達80%,如果再考慮副產物乙酸的回收利用,則原子利用率達到99%。此外還有一個生產聚氨酯塑料的重要原料之一是環氧丙烷,傳統上主要采用二步反應的氯醇法,不僅使用可能帶來危險的氯氣,而且還產生大量污染環境的含氯化鈣廢水,國內外均在開發催化氧化丙烯制環氧丙烷的原子經濟反應新方法。
2.2 采用無毒、無害的原料
盡可能選用無毒或低毒的原輔材料來代替有毒或劇毒的原輔材料,以降低或消除污染物的毒性。但為使制得的中間體具有進一步轉化所需的官能團和反應性,在現有化工生產中仍使用劇毒的光氣和氫氰酸等作為原料。為了人類健康和社區安全。需要用無毒無害的原料代替它們來生產所需的化工產品。
2.3 采用無毒、無害的催化劑
近年來越來越多利用雜多酸代替濃硫酸做催化劑,雜多酸是由不同的含氧酸縮合而制得的縮合含氧酸的總稱,是強度均勻的質子酸,并且有氧化還原的能力。雜多酸H3PW12O40通過改變分子組成,可調節酸強度和氧化還原性能。它不但具有很高的催化活性和酸性,而且穩定性好,是一種多功能的新型催化劑,可作均相及非均相反應,甚至可作相轉移催化劑,對環境無污染,是一類大有前途的綠色催化劑。
2.4 采用無毒、無害的溶劑
大量的與化學品制造相關的污染問題不僅來源于原料和產品,而且源自在其制造過程中使用的物質。最常見的是在反應介質、分離和配方中所用的溶劑。當前廣泛使用的溶劑是揮發性有機化合物(VOC)。其在使用過程中有的會引起地面臭氧的形成。有的會引起水源污染。因此。需要限制這類溶劑的使用。采用無毒無害的溶劑代替揮發性有機化合物作溶劑已成為綠色化學的重要研究方向。
在無毒無害溶劑的研究中。最活躍的研究項目是開發超臨界流體(SCF)。特別是超臨界二氧化碳作溶劑。超臨界二氧化碳是指溫度和壓力均在其臨界點(3llC、7477.7gkPa)以上的二氧化碳流體。它通常具有液體的密度。因而有常規液態溶劑的溶解度;在相同條件下。它又具有氣體的粘度,因而又具有很高的傳質速度。而且。由于具有很大的可壓縮性。流體的密度、溶劑溶解度和粘度等性能均可由壓力和溫度的變化來調節。超臨界二氧化碳的最大優點是無毒、不可燃、價廉等。
除采用超臨界溶劑外。還有研究水或近臨界水作為溶劑以及有機溶劑/水相界面反應。采用水作溶劑雖然能避免有機溶劑,但由于其溶解度有限,限制了它的應用,而且還要注意廢水是否會造成污染。在有機溶劑/水相界面反應中。一般采用毒性較小的溶劑(甲苯)代替原有毒性較大的溶劑,如二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、醋酸等。采用無溶劑的固相反應也是避免使用揮發性溶劑的一個研究動向,如用微波來促進固、固相有機反應。
2.5 利用可再生的資源合成化學品
利用生物量(生物原料)(Biomass)代替當前廣泛使用的石油,是保護環境的一個長遠的發展方向。1996年美國總統綠色化學挑戰獎中的學術獎授予TaxaA大學M?Holtzapp教授,就是南于其開發了一系列技術。把廢生物質轉化成動物飼料、工業化學品和然料。
物質主要由淀粉及紆維素等組成。前者易于轉化為葡萄糖。而后者則由于結晶及與木質素共生等原因,通過纖維素酶等轉比為葡萄糖。難度較大。Frost報道以葡萄糖為原料,通過酶反哎可制礙己二酸、鄰苯二酚和對苯二酚等。尤其是不需要從傳統的苯訐始采制運作為尼龍原料的己二酸取得了顯著進展。由于苯是已知的治癌韌質,以經濟和技術上可行的方式,從合成大量的有機原料中取除苯是具有競爭力的綠色化學目標。
2.6 環境友好產品
在環境友好產品方面。從1996年美國總統綠色化學挑戰獎看,設計更安全他學品獎授予RohmHaas公司。由于其開發成功一種環境友好的海洋生物防垢劑。小企業獎授予Donlar公司。因其開發了兩個高效工藝以生產熱聚天冬氨酸,它是一種代替丙烯酸的可生物降解產品。
柴油是另一類重要的石油煉制產品。對環境友好柴油。一是要有性能優異的深度加氫脫硫催化劑;二是要開發低壓的深度脫硫/芳烴飽和工藝。國外在這方面的研究已有進展。
3 綠色化學在處理工業三廢中的應用
任何一項工業所排放的廢料量都沒有化學工業排放的多,化學工業所排放的廢料總量甚至超過了其他行業排放的總和。綠色化學的科研工作主要是圍繞化學反應、原材料、催化劑、溶劑和產品的綠色化工展開的,達到從源頭上盡量減少甚至杜絕化學化工生產中對環境污染,實現三廢的零排放?;瘜W工業排放的污染物通常具有毒性、刺激性和腐蝕性,在污染物中,以廢水的量最大,種類最多,危害最嚴重,對可持續發展的影響也最大。過程中還產生大量的廢氣、廢渣并產生一定的噪聲,因此加強三廢處理尤為重要。必須采用科學的處理方法對其進行處理。如:用地球磁能和大自然產生的雷電的電能等代替現用的污染能源,這樣就可以有效的從源頭解決工業三廢對環境的污染。綠色化學可以從源頭上解決污染問題,實現零排放。
3.1 工業三廢的來源及特點
化學工業廢水主要來源于工業生產過程,其中含有種類繁多的有機物、金屬及廢酸廢堿等。生產過程本身大量使用各種化學原料,但由于多步反應,原料利用率低,大部分隨廢水排放,對環境影響大。該類廢水的水質差并且排放量多,其中含有許多有機物,難降解物和微生物生長抑制劑等。
廢氣主要為機械過程所產生的粉塵,以及鍋爐燃燒所產生的煙塵。廢氣中主要含固體懸浮物,無機污染物,有機污染物廢氣。這類廢氣通常會導致溫室效應,空氣質量降低,對人類身體產生危害。
化學工業的廢渣在生產過程中,每一步環節都會產生。工業廢渣會破壞環境衛生,污染水和空氣等。廢渣有高爐礦渣、鋼渣、煤灰、硫鐵灰、電石渣、赤泥、白泥、洗煤泥、硅錳渣、鉻渣等,這些也是一種資源,要想方設法利用,以開辟新的原料來源,減少對環境的污染。
總結其來源具體有以下幾點,其一,工藝反應不完全產生的廢料。工業生產過程中,一般的反應轉化率只能達到70%~80%,未反應完的原料一部分可以回收再利用,但最終有一部分因回收不完全或不可回收而環節轉入廢水、廢氣或廢渣中。其二,副反應所產生的廢料。工業生產再進行工藝主反應的同時,往往還伴隨著一些副反應,副反應的產物數量一般較少,有些可以回收,但有些成分復雜,回收困難或回收費用很大,因此,只能將其作為廢料排棄。其三,工業物料儲存、運輸以及生產過程中的“跑”、“冒”、“滴”、“漏”現象,不僅會造成經濟損失,而且也可能造成嚴重的污染。其四,許多生產工藝中都需要大量的冷卻用水,如煉鋼、煉油等。冷卻的方式一般有直接冷卻和間接兩種,直接冷卻是使冷卻水直接與冷卻的物料接觸,很容易成為工業廢水;間接冷卻的冷卻水雖然不與物料直接接觸,但因為其中往往需要加入防腐劑、殺藻劑等化學物質,故也受到一定的污染,但間接冷卻水相比其他工業廢水較為清潔,可通過一定的處理后循環使用。
3.2 當前工業三廢處理方式及存在的不足
工業企業一般避免布置在城鎮居民區的上風向和水源上游;一些污染較大的工業如冶金、化工、造紙要遠離城市中心;大工業企業與生活區間要有適當的隔離帶以減少環境污染的影響等。大力采用無污染或少污染的新工藝、新技術、新產品,開展“三廢”綜合治理,是防治工業“三廢”污染,搞好環境保護的重要途徑之一。不同物質會有不同影響,三廢治理不是一兩句話能說清楚。廢氣、廢水、廢渣種類各有不同。以固體廢棄物來說就分為危廢和一般廢物,危廢處理方法一般是焚燒或者是深度填埋等,填埋場的要求很高,建一個大型的填埋場要幾個億投資。
由此我們可以看出,現在三廢處理耗費的人力、物力等都特別大,并且得不到好的效果。其特點:一、不能從源頭上解決,生產過程中還會產生;二、沒有有效的將三廢重新利用變廢為寶。
3.3 應用綠色化學處理工業三廢的方法
用新型的能源代替有污染的能源,現有的新型能源如太陽能、風能、潮汐能等已經被人們開發利用。但是大自然存在很多豐富的資源還有待開發。我們經過調查分析研究認為雷電、地球磁場存在著很大的開發利用價值。將雷電和地球磁場利用某些技術轉化成我們需要的能源從而可有效的從源頭解決“三廢”對于環境所造成的污染問題。
4 結束語
綠色化學在獲得物質的轉化過程中充分利用原料中的每一個原子,實現“零排放”,因此既可以充分利用有限的資源,又不會產生污染。傳統化學向綠色化學的轉變可以看作是化學從“粗放型”向“集約型”的轉變。綠色化學充分體現了能源節約型和環境友好型。減少了工廠上“三廢”排放,消除污染物的形成;顯著提高生產技術水平同時也十分有利于污染物的防治和環境保護。降低成本和循環利用,變廢為寶,使經濟效益大大提高。綠色化學已在全世界發展,不但有重大的社會、經濟、環境效益,而且也說明了化學的負面作用是完全可以避免的,顯現了人類的自我保護性。綠色化學體現了化學科學、技術與社會的相互聯系和相互作用,是化學科學高度發展以及社會對化學科學發展的作用的產物,對化學本身而言是一個新的歷史。作為新世紀的一代,不但要有能力去發展新的、對環境更友好的化學,以防止化學污染;而且要讓年輕的一代了解綠色化學、接受綠色化學、為綠色化學做出應有的貢獻。
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化工廢渣處理的方法及特點范文5
關鍵詞:大孔吸附樹脂 處理煉油堿渣技術
一、國內外現狀、發展趨勢、社會經濟意義
堿渣主要來源于石油產品的油品精制,因精制工藝和被精制油品的性質及產量的不同,堿渣的性質各異。堿渣組成復雜,除游離堿外,還含有環烷酸、酚、中性油以及硫化物等,其COD值可達幾萬到幾十萬。國內煉油廠堿渣年產量約30萬噸,由于缺乏理想的處理方法,目前僅做初步處理后排至污水場。堿渣污染物毒性大、濃度高,直接排放到煉廠的綜合污水處理系統會嚴重影響污水處理場正常運行、大大降低污水處理達標率、增加污水處理運行費用。
國內開發的其他堿渣處理技術,以期最大限度地回收堿渣中的酚,降低處理后污水中的有毒物質,但均未取得突破性進展。由于發達國家采用全加氫煉油工藝,不存在或很少有堿渣產生,而且大多對堿渣采用集中處理的辦法。而根據我國國情采用此方法在目前一個相當長的階段不現實,隨著國家環境保護法律法規的逐步健全以及執法力度的逐步加大,開發具有我國自主知識產權的煉油堿渣處理技術,以減輕它對環境造成的危害,對國內以及發展中國家煉油行業的污水處理具有深遠的意義,推廣前景良好。
由環保科技有限公司與大學環境工程聯合開發的煉油堿渣處理技術,是典型的產、學、研聯合創新項目。該項目利用大孔樹脂吸附技術和微電解原理,采用我們自行研制的DRH類樹脂(發明專利,CN1142485A),吸附堿渣中的酚類物質,可重復使用再生;微電解技術依靠原電池的作用,使污水中的某些污染物經還原和氧化而去除。該課題自1997年開始進行研究,目前已完成了全國煉油系統堿渣處理現狀調研、堿渣處理技術試驗研究小試、確定堿渣總體處理流程、在小試基礎上確定堿渣處理工業試驗裝置設計參數、工業試驗裝置設計、建設等工作。
目前國內對常一、二、三線及催化堿渣的處理工藝如下:
1 常一、二、三線堿渣
1.1、硫酸酸化法
1.2、二氧化碳酸化法
2、催化堿渣
催化堿渣目前較好的工藝是:
上述處理工藝排放的廢水仍含有很高濃度的COD、酚等,雖然限量流入污水處理場,仍影響污水處理場的處理效果,并且腐蝕管線。國內正在或已經開發的堿渣處理技術,以期最大限度地回收堿渣中的環烷酸、酚,降低處理后廢水中的有害物質,但均未取得突破性進展。
二、大孔吸附樹脂處理煉油堿渣工藝創新內容、技術路線、技術指標及技術關鍵
1、創新內容
利用對酚具有特效吸附能力的大孔吸附樹脂和微電解工藝,結合煉油廠各類堿渣的特點,在優化條件下處理堿渣,最大限度地回收堿渣中的酚、環烷酸,降低處理后廢水中的有害物質,消除該廢渣對污水處理場的沖擊影響。
煉油堿渣處理技術開發的主要內容包括以下三個方面:①常一、二、三線堿渣處理小試、工業試驗研究;②催化堿渣處理小試、工業試驗研究;③混合堿渣處理工業
試驗研究。本項目創新內容主要是利用對酚具有特效吸附能力的大孔吸附樹脂和微電解工藝,結合煉油廠各類堿渣的特點,在優化工藝操作條件下處理堿渣,最大限度地回收堿渣中的酚,降低處理后污水中的有害物質,消除該廢渣對煉油廠終端污水處理廠的沖擊。
2、主要技術內容及基礎原理
煉油堿渣處理系統工藝流程見圖1:
由酸化處理單元來的柴油堿渣廢水和汽油堿渣廢水混合后進入煙煤吸附濾池,濾后的廢水用泵打入鐵屑微電解塔。電解后的出水進入第一緩沖槽,用泵抽出送入凈化塔,在泵前分別加入NaOH溶液和高分子絮凝劑,控制PH=8.5。經沉淀后的上清液和污泥分別經微孔過濾機過濾后進入第二緩沖槽,在此將廢水調至PH=6-7,然后用泵打入樹脂吸附塔,樹脂吸附后的水直接流入煉廠污水處理場。吸附飽和后的樹脂用堿再生,再生后的樹脂繼續用于吸附。解吸下來的酚液經儲槽用泵送到蒸發器蒸發濃縮到堿濃度為30%,然后排入濃縮液儲槽,最后將其送到催汽堿渣儲槽,和汽油堿渣一起酸化分離出粗酚。
3、主要技術創新點論述
3.1、煙煤吸附技術
利用煙煤對堿渣中有機物的吸附性去除其中的COD,特別是去除有機酸類和長鏈烴類。另外可利用煙煤過濾去除酸化堿渣中的部分懸浮物,并使Na2SO4能全部結晶出來,避免對后續污水處理產生影響。且吸附后的煙煤能直接做燃料,通過燃燒將有害物質處理掉,避免產生二次污染。煙煤處理汽油及柴油堿渣廢水的效果見表1。
化工廢渣處理的方法及特點范文6
一、市場風險
本項目計劃新建長輸管道,自內蒙經山西大同至天津,以環渤海經濟圈為目標市場,長輸管道必須與項目同時完工,利用環渤海經濟圈的銷售網絡。需求量和價格是市場中兩個最重要的指標,因此市場風險分析主要分析這兩個指標變化對整個工程的影響。
1.價格變化風險在成熟市場中,天然氣價格在不同年份和月份變化較大。價格是影響天然氣市場規模的重要因素,不同的天然氣利用領域對價格承受能力也不同。價格波動將直接導致利用量的變化,而利用量的下降將導致管輸量下降,從而影響管輸企業經濟效益,甚至影響管道正常運營。潛在的價格風險始終存在,煤制天然氣和其他能源之間的競爭力在發生著變化,也存在價格變化的風險損失。
2.季節變化風險季節變化影響天然氣銷售主要表現于城市燃氣城市燃氣用戶,天然氣主要是用做燃料,除了平時烹飪、熱水需要外,在冬季主要用做供暖,氣溫偏低時天然氣銷售量將增加。我國目前的燃氣定價機制中,季節因素的影響無法通過價格變化反映出來,因而加劇了燃氣銷售量的波動。以陜京輸氣管線用氣量為例,2011年天然氣消費總量為11.37×108Nm3,主要集中于11、12、l、2月份這四個月,占消費總量比例分別為12.78%、22.39%、17.65%和13.66%,四個月消費量之和占全年的66.48%,最高的12月份消費量為2.55×108Nm3,最低的9月份消費量為0.38×108Nm3,峰谷差為6.7倍。2012年季節性更強,高峰的四個月消費量占全年比例達69.82%,峰谷差達8.82倍。隨著城市燃氣市場的進一步開發,季節影響的表現會更明顯。
3.替代能源風險國家“西電東送”工程源源不斷地把電力送往東部能源短缺地區,而這些地區都是天然氣重要的目標市場區域,加之西電的價格低廉,更增加了煤制天然氣市場開拓的困難,給產業鏈造成風險。
4.消費結構風險煤制天然氣在眾多領域有著良好的應用前景,但同樣存在著消費結構選擇的風險。在大規模開發利用煤制天然氣的初期,消費結構的選擇顯得尤為重要。不合理的消費結構不但不利于市場的開拓,使煤制天然氣產業鏈處于緩慢增長狀況,且使產業鏈本身處于高風險狀態,一旦下游市場主要產品滯銷或失去競爭力,將給煤制天然氣產業鏈的發展帶來沉重打擊。城市燃氣比例過低,消費結構的不合理,使產業鏈風險增大。市場競爭使一些與煤制天然氣利用相關的產業也會受到沖擊,影響天然氣消費量的增長。
二、資源風險
1.煤本項目是以煤為原料,項目配套的煤炭資源為準格爾中部礦區窯子溝和西黑岱勘查區,總面積約270平方公里,估算資源量約80億噸,可實現3000~4000萬噸/年的原煤生產能力,可完全滿足項目需求;根據準格爾煤田中部礦區總體規劃,上述煤炭資源中包含老三溝井田,面積約70平方公里,資源量約21億噸,規劃生產能力1000萬噸/年,該公司已擁有老三溝井田13.32平方公里勘探區探礦權,探明儲量4.022億噸。經洗選煤,塊煤用于本工程的原料煤,部分粉煤作為干粉煤加壓氣化的原料煤,煤泥+矸石(13~1.5mm)+粒煤+粉煤(6~1.5mm)按比例混合后用于鍋爐作為燃料煤使用,長期看來,本項目無原料風險,但存在配套資源煤礦能否與項目同步建設投產的不確定性,如果配套煤礦不能同步投產,項目建成試車和投產期間需要從當地附近煤礦購入原燃料煤,需要建設相應鐵路運煤和公路運煤輸送備用設施,造成項目投資增加和外購煤炭成本增加,從而增加項目風險。
2.水資源本工程供水水源取大南溝水庫、三拉溝水庫和大路黃河取水口。大南溝水庫由內蒙古準格爾黃河水務有限公司(由中國水務投資公司、黃河萬家寨水利樞紐有限公司和準旗科源水務有限責任公司三家組建)投資興建,水庫控制流域面積38km2,總庫容為857萬m3,設計壩高45米,總投資4414.13萬元,已投入資金2900萬元?,F工程堆石楞體、排水工程已完工,土壩壩高完成25米,蓄水能力達350萬m3,水庫建成后主要向煤化工基地內的項目供應生產用水。三拉溝水庫設計壩高30m,為均質土壩,壩體采用復合土工膜防滲,水庫設計總庫容350萬m3(一、二庫總庫容,一庫為蓄水庫,二庫為攔洪庫),與該水庫配套的兩處引水工程(何家塔引水工程和前房子黃河引水工程)全部建成后,年總供水能力可達400萬m3。目前,三拉溝水庫正在建設過程中,主體工程已完成90%,水庫建成后主要向大路煤化工基地內的項目供應生產用水。大路黃河取水口位于大路鎮城壕村柳林灘,距大南溝水庫約1km,與清水河喇嘛灣鎮隔河相望,該取水計劃以工業供水為主,規劃近期年取水量5000萬m3,中期年取水量1.2~1.5億m3,遠期年取水量5.5~6.5億m3。目前,內蒙古準格爾黃河水務有限公司已委托山西省水利水電勘測設計院完成該工程項目的初步設計,并將該取水口的建設申請報送到自治區水利廳,水利廳巳組織有關專家對該取水口逬行了必要的論證,現已報送水利部黃河水利委員會21行核準大路工業園區的水源司作為本項的生活水源和生產補充水源,水資源無風險。
三、技術風險
本項的主要生產工藝丨以采用世界上的先過、成熟的并有大型工業化業績的技術,空分裝置選用國外新型全低壓系列,分子篩凈化節能工藝,空壓機選用離心式壓縮機;煤氣化采用碎煤和粉煤加壓氣化技術;變換和熱回收采用_硫變換和熱回收,操作穩定可靠,技術先逬可靠;脫硫脫碳采用低溫甲醇洗脫除II2s和部分cos技術先逬可靠;硫回收采用克勞斯工藝,尾氣采用尾氣加氫還原醇肢溶液吸收工藝;甲烷化合成采用有成熟經驗的合成技術,使娃成的主要生產裝置能夠達到或接近當今世界先水平焦油;]im裝置釆用寬餾分煤焦油加氡改質專利技術巳有建成運行的經驗。因此技術風險較低。
四、資金風險
本頂目是由某公司投資建設化工裝置,該公司屬于世界500強企業,資金雄厚,信譽良好,愿利能力強,抵御風險的能力強,無資金風險。
五、政策風險
我國的資源現狀是煤多油氣少,面對國際能源的危機,發展煤的潔凈燃料是解決該問題的有效方法,該項目以豐富的煤炭資源為依托,通過煤、電、化一體化的建設模式,采用成熟可靠的生產工藝,建設大型天然1生產裝置,實現了清潔能源生產的新途徑,優化了煤炭深加工產業結悶,豐富了煤化工產品iii,具有能源泯用率高,循環經濟特色鮮明的特點,符合國內外煤炭加工利用的發展方向。因此新建項目的出發點與國家的產業政策、能源政策高度一致。
六、社會環境風險
本項目的實施可為當地增加利稅,能有效帶動當地經濟發展,改善當地的社會和經濟杯境。本頂目建設在巳經規劃的幵發區,對當地居民的生產和生活沒有影晌,因此不會弓I超當地的社會動蕩,社會環境風險小。
七、安全風險
生產過程中,若出現下列情況,可能出現爆炸性、可燃性、毒性及腐蝕性化學品泄漏:
1.設備及其附件缺陷導致?;沸孤┤缭O爸破裂、設備_導致穿孔、安全閥失效、閥門墊片或密封套破損、設爸選材不當受壓破裂、儀表管路斷裂、液位計誘蝕或破裂、管道銹蝕等。
2.違反操作規程或誤搮作如閥門幵啟錯誤,儲罐溢滿等。
3.出現危化品事故引起容器爆炸本項目設計過程中采用密封性能良好的設爸、管道、閥門和管件,并加強設爸、管道、閥門的密封措施,危險化學品泄漏的可能性較\。在裝置幵停車、或正常工況下安全閥起跳時所排放的易燃、易爆或有毒的物料,如氫氣、一氧化碳或硫化氫等均排入火炬系統,不會造成泄漏或無組織排放。本項目正常生產過程中,采用先進的[)CSESD的設計,建立完善的QHSK管理體系、事故應急組織系統和事故應急預案。確保裝置生產安全可靠,并茌特殊情況下將風險降至最低狀態。
八、內部和外部協作風險分析
1.內部協作風險本項@屬子新建大型煤化工項目,需要一個工程籌建處,配備階梯式人員式各類專業人員齊全的隊伍,對內對外全權負責,在頂目的實施及生產過程中,不存在根本的利害沖突,不會發生決策和利益的矛盾及沖突。
2.外部協作風險本項目的成功實施和建設需要技術專利商、設爸制造商、工程設計、施工、岳理等篳位及、"I地政府的主管部門的通力合作,相互丨辦商、相互配合,堅持項目伙伴的團結、淑乍_神。
九、自然環境風險
本助目為以煤為原料,煤經氣化、變換和熱回收,凈化工序,使合成氣達到合成甲烷理想的碳比,經甲烷化、加壓、除水后進天然氣長輸管道輸送至用戶生產過程中有固體廢道、廢氣排放均做到達標排放。項目建成e為廣大的用戶地區提供了環保、清潔的能源,貝杯境、社會及經濟效益會大大的提高。
1.廢渣本項目的廢渣主要有氣化廢渣、鍋爐歿渣,工藝廢催化劑.氣化暖渣、鍋爐廢渣不含對壞境、人或生態有害的組分,可用作生產建筑材料的原料;工藝廢催化劑由生產廠家回收利用,不會影響壞境。
2.廢水本項目需要處理的污水有生產裝置污水和凈下水,主要為氣化、變換廢水、低溫甲醇洗廢水等工藝污水,其次為生活污7j其中碎煤加壓氣化、變換廢水經煤氣水分離、酚氨回收后送生化處理系統裝置。剩下的水包括循環水排水、鍋爐排污和經過處理的生產排水,經膜法處理,水回用于水補水,多效蒸發的高鹽廢水采用結晶處理,結晶得到的無機鹽等作一般固體廢物處理,結晶產生的蒸溜水回收利用