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摘要:随着我国工业化的不断发展,工业产业在给人们的生活带来便利的同时,也产生了大量的工业污染,如工业废水的排放等,这些工业污染在对环境造成影响的同时,也给人们的身体健康带来一定的威胁。因此,工业废水的处理越来越受到人们的重视,在众多的工业废水处理方式中,膜技术的运用已成为历史悠久、为人们普遍接受的工业废水处理技术。本文就结合膜技术运用在不同的工业废水处理时的主要原理进行分析。
关键词:膜技术;工业废水;处理方法
工业废水的排放对环境造成的污染越来越引起人们的重视,早在20世纪60年代,膜技术就广泛运用于化工、能源等行业,将先进的膜技术运用到工业废水的处理上,是工业领域不断进行改革的重要举措,对保证工业废水的无污染排放、保证人民群众饮用水安全都具有重大意义。
1膜技术的含义及优点分析
要了解膜技术在处理工业废水中运用,首先要了解什么是膜技术。简单来说,膜技术就是一种液体分离技术,这种技术的作用原理就是利用外界化学能或者电能作为推动力,将混合物中的液体、气体进行提纯或者分离,利用膜的选择性原理,将有害成分渗透出来,在实际操作过程中还要充分考虑液体浓度、压力、密度等因素。膜技术被广泛应用于工业废水的处理是因为这种技术具有很多优势。首先,膜技术具有较高的效率,在净化废水的同时能够高效的处理污染物。其次,膜技术具有低能耗的优点。膜技术能够在处理污染物的同时,将废水中的一些有用物质回收利用,避免了资源浪费,在膜技术的运用过程中,对电能损耗较低,能够有效降低工业废水处理的成本。最后,膜技术还具有简单易操作的优点。相比于其他的.工业废水处理技术,膜技术操作设备简单,环节不复杂,便于运用,能够广泛用于各种类型的工业废水处理中。
2.1在处理造纸废水中的运用
众所周知,造纸厂在生产过程中会产生大量的工业废水,对环境危害极大。在传统的造纸废水处理中,多采用沉淀、活性污泥法等方法处理,但是这些方法只是治标不治本,没有将废水中的污染物有效去除,这时,就要采用膜技术进行处理。利用膜技术中的超滤、纳滤等方法处理造纸废水和纸浆,能够高效便捷的去除漂白过程中产生的氯化木质素。比如,采用膜技术中的纳滤膜处理技术,能够去除高达百分之九十的高色度物质。由此可见,膜分离技术能够高效的去除造纸废水中的有害物质,使其达到排放标准。
2.2在处理重金属废水中的运用
工业重金属废水的危害性极强,对河流污染造成的影响也最大。传统的沉淀处理重金属废水的方法不能达到排放要求,采用膜技术中的微滤、超滤等方法可以达到良好的处理效果。比如,在进行重金属废水的处理中,选择适当孔径的超滤膜能够有效去除废水中含有的铜、锌、硒等重金属氢氧化物,主要是先利用化学物质调节废水的ph值,使重金属废水中的有害物质成为胶质状态,再由合适的超滤膜进行截留,在经过这样一系列的处理之后,能够有效的去除重金属废水中的重金属氢氧化物,使废水达到排放标准,超滤出来的重金属物质还能进行回收利用,在做好环境保护的同时又实现了资源的循环利用。
2.3在处理食品废水中的运用
由于食品工业的特殊性,食品工业废水中含有的污染物种类比较多,成分复杂,有的对水质污染较为严重,有的则对水质污染很小,所以,在利用膜技术对食品工业废水进行处理时,要注意区分废水中的有害物质。例如,对植物油厂进行废水处理,就要采用超滤工艺,对废水中的油进行截留,能够有效减少废水中的含油量,使之达到排放标准。另外,在食盐加工厂的废水处理中,要采用膜分离技术中的反渗透技术进行处理,反渗透技术对于咸水淡化有着良好效果。在食盐厂的废水处理中利用渗透的半透膜将纯水与盐水分离开来,咸水就会向纯水方向进行反渗透,从而到达过滤的目的,使排出的废水中含盐量下降,减少对河流水质的影响。
2.4在处理纺织业废水中的运用
纺织印染工业耗水量大,产生的工业废水比较多,而且色素含量高,比较难处理。因此,要综合运用膜分离技术分离高色度、高盐度的污染物。用于纺织印染废水处理的膜技术主要是纳滤与电渗析技术的结合运用。对纺织印染废水中的高色度成分进行纳滤膜法浓缩,对废水中的染料进行高效率的截留,再利用电渗析技术电场控制能力和膜的选择性透水特征,对染料含量高的废水用电荷高分子膜进行渗析,使高色度物质在电场作用下,与水中的离子自动分离,从而达到净化效果。使用这种技术进行纺织印染废水处理,使处理过程中的透水性和脱色性都得到提高,水资源能够得到二次利用,有效节约纺织工业用水。
2.5在石化工业废水处理中的运用
石化工业废水主要来源于油田开采等石油化工领域运用的过程中,这类废水中一般含有的油质都属于浮油,浮油的分离难度比较大,用电解或者化学分离法的成本比较高,利用膜技术中的超滤组件设备能够达到理想的处理效果。利用超滤组件装置一般是管式的,通过不同孔径的超滤膜设置,以及容器压力的作用,使废水中油脂的含量逐渐减少,最后废水经过层层过滤,使得油脂去除量高达百分之九十以上,达到排放标准。废水中过滤出来的油脂浓缩液还可以进行进一步加工处理,最终可以成为产品油进行二次出售,在保证资源循环利用的前提下,又提高了经济效益。
3结语
综上所述,膜技术在工业废水中的运用范围很广,并且同时具有高效、节能、操作简单的优点,因此,我们可以预见,膜技术在工业废水处理领域具有巨大的发展潜力和发展空间。由于工业废水种类较多,成分复杂,在进行膜技术分离处理时要根据具体情况,综合运用膜技术进行处理,充分发挥膜技术的优势,在现有膜技术的基础上进行改进创新,努力探索废水处理的新工艺。
活性炭吸附在工业废水处理中的运用研究论文
关键词:活性炭吸附法;工业废水;原理;应用
近些年,伴随我国经济实力的不断增长和工业化脚步的不断增速,因工业生产而产生的大量工业废水则成为了威胁生态环境安全的重要源头之一。工业废水中富含有各类重金属离子、有机化合物等物质且部分具有强烈毒性,一旦未经处理而流入环境便会造成难以挽回的破坏。有鉴于此,加强对工业废水处理技术的深入研究刻不容缓,而活性炭吸附法作为一种有效的工业废水处理技术理当受到社会的重视,并对其具体应用展开深入分析。
1活性炭吸附机理分析
活性炭吸附技术是通过对活性炭表面所独有的吸附功效对工业废水中的某种或多种有害物质进行吸附清除从而达到废水净化效果的目的。究其本质而言,活性炭的吸附功能主要源于两个方面:①是因为活性炭的内部分子处于各向受力均等的情况,而其表面分子则处于各向受力不均的情况,从而使得其他物质分子极易在力的作用下吸附于活性炭表面,这一过程为物理吸附;②是因为活性炭容易同吸附物间发生化学反应,从而达到吸附净化的效果,这一过程为化学吸附。活性炭的吸附功效就是上文所述两种吸附过程的综合产物。
2活性炭吸附法优点分析
活性炭作为具备多孔隙、大表面积、高吸附量、高稳定性等诸多特点的一种高效吸附剂,具备下述优点。
2.1可独自使用
使用时无需添加其他絮凝剂或氧化剂等化学试剂,可直接通过自身的微孔特性进行吸附净化作业。
2.2制作成本低廉且使用方法简便
活性炭的制作仅需通过木材、煤炭等即可获得,相较而言成本低廉同时使用时无需其他操作,只需投入废液中即可,操作工艺简单便捷。
2.3吸附效果优良
活性炭独有的大表面积、多孔隙特征,使得其具有良好的吸附效果,特别是对种金属离子等分子杂质的吸附效果尤为显著。
2.4不易造成二次污染
活性炭吸附过程以物理吸附为主,吸附出的难降解杂志等可直接同活性炭进行一体填埋,从而避免再次溶入水体形成二次污染。
2.5可重复利用
经过废水净化作业的活性炭能够通过化学溶液再生法、热再生法、电化学法、生物再生法等诸多途径实现回收使用。
3活性炭吸附法的具体应用
3.1在含油废水净化中的应用
在工业废水中含油污水不仅产量巨大且涉及行业众多,譬如石油开采与提炼、油品的运、交通航运、机械制造、食品加工等,在其生产作业过程中均会不同程度的产生各类含油污水,进而对生态环境特别是水资源环境造成严重破坏。活性炭作为一种亲油性材质,能够对工业废水中的分散油、溶解油、乳化油等进行有效吸附,但通常情况下活性炭对油的吸附容量较为有限(介于30~70mg/g),加之活性炭吸油后难以实现二次利用,这使得其在含油废水净化中的应用成本较高,因此在含油废水的净化处理中活性炭通常仅仅作为最后一级处理,即用以对废液中微量污染物的清除,从而实现深度净化的.目标。
3.2在染料废水净化中的应用
伴随现代化纺织工业的不断发展,印染行业也获得长远进步。据不完全统计显示,全球印染行业约有近2万t染料会直接进入水体中以废水的形式排入自然环境中。这些染料不仅组分复杂且色度深、浓度高,使得处理极为繁琐,较为常见的处理手段有氧化、絮凝、膜分离、吸附、降解等,其中活性炭吸附处理作为研究较为深入的一种,应用极为广泛,主要用于对工业废水汇总COD及色度的清除,且在使用中多是将活性炭作为催化剂载体同其他工艺综合应用。此外,在染料废水的净化处理中,其脱色率同温度存在正比关系,而同酸碱度无关,因此合适的温度选择尤为重要。一般而言,以最近吸附条件净化处理后的染料废水其脱色率可达98%左右,出水的色度稀释倍数近50倍,COD质量含量小于50mg/L,满足我国工业废水一级排放标准。
3.3在含汞、铬废水净化中的应用
3.3.1含汞废水处理
在众多金属污染物中,金属汞的毒性最强,其一旦进入人体便会对人体各类蛋白质的功能造成严重损坏,从而危机人体健康。活性炭虽对金属汞离子及其化合物具备一定的吸附能力,但相对有限,多用于低含汞量废水的净化处理中或是高浓度含汞废液多层处理的最后一层。
3.3.2含铬废水的处理
近年来随着电子行业的飞速进步,电镀行业随之崛起,而其生产中产生的大量含铬废水亦对环境造成严重危害。根据有关调查,金属铬离子不仅毒性强大且极易在各类动植物体内集聚,进而由生物链汇入人体,对人体呼吸道及内脏造成严重伤害。而活性炭表面由于含有数量众多的含氧基团,譬如—COOH、—OH等,这些含氧基团的静电吸附功能对金属铬离子具有强大的化学吸附效果。试验表明,含铬废水含铬量为50mg/L、吸附用时1.5h、酸碱度=3时通过活性炭吸附处理的含铬废水净化效果最佳。加之,活性炭处理含铬废水操作简便、成本低廉、吸附效果稳定等诸多优点,目前已被广泛应用于各行各业。
4活性炭吸附组合工艺发展
在实际应用中,为更好的提升对工业废水的净化效果,还可将活性炭同其他工艺进行综合利用,从而构成活性炭吸附组合技术,其中较为常见的几种如下所述。
4.1活性炭同臭氧的组合工艺
臭氧所具有的强氧化性,对水体有着良好的杀菌效果,不仅可对活性炭的净化进行有效补充,而且臭氧还可将大分子有机物分解,使其变为小分子形态,从而更加便于活性炭吸附,实现对活性炭吸附功效的提升。通过两者的组合使用,工业废水的净化效果可大幅提升。
4.2生物活性炭组合工艺
生物膜净化工艺是一种常用于水体有机物清理的手段,通过人工手段让生物膜在活性炭内部生长,进而构成一个以活性炭充当骨架的生物膜系统,如此一来不仅能够大幅增加生物膜同有机污染物的接触时间,还能更好的发挥活性炭的吸附功效,从而实现“1+1>2”的功效,提升工业废水的净化效果。
4.3活性炭电解法
电解法常被用于水体杂质的降解净化,但受到电极接触面积的局限,其对废水的净化效果相对有限且能耗偏大,而活性炭自身则拥有优良的导电性能,以活性炭代替传统电极,能够充分利用活性炭表面积大、吸附性好的特点,提升电解效率。根据相关测试显示,选用活性炭充当电极的电解水处理工艺电流利用效率大幅提升,已成为当前的研究热点之一。
5结语
总而言之,活性炭吸附作为一种高效、清洁的废水净化手段,随着社会经济的进一步发展,其应用范围亦将进一步扩大完善。但其作为一种较新的技术手段,无论在理论研究还是实际应用中均存在一定不足,特别是生产制造工艺的欠缺,使得其供应量亦相对紧张。面对这些问题,政府及专家学者均应投入积极相关工作的探究中,不断研发全新的活性炭制造及应用工艺,从而更好的发挥其净化效果,推动工业废水净化效果的进一步提升与完善。
作者:杨娜 叶树强 周朝勇 单位:吉安创成环保科技有限责任公司
参考文献:
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[4]张跃东.活性炭吸附法在工业废水处理中的应用[J].河北化工,,(6).
膜技术在工业废水处理中的应用
摘要:膜技术是一种高效率、低能耗和易操作的液体分离技术,在废水处理中得到越来越广泛的应用.介绍了膜技术在造纸废水、重金属废水、含油废水、印染废水、食品废水等工业废水处理中的应用进行了综述,最后对膜技术在工业废水处理的应用前景作了展望.作 者:黄德智 Huang Dezhi 作者单位:广州市环境保护工程设计院有限公司,广东,广州,510115 期 刊:广东化工 Journal:GUANGDONG CHEMICAL INDUSTRY 年,卷(期):, 37(5) 分类号:X5 关键词:膜技术 工业废水 废水处理膜技术在工业废水处理中的应用研究进展
摘要:膜过滤技术是一种高效、低能耗和易操作的液体分离技术,同传统的.水处理方法相比具有处理效果好,可实现废水的循环利用和对有用物质回收等优点.简要介绍了微滤、电渗析、反渗透、超滤、纳滤等膜分离技术的基本原理及特点,重点介绍了膜技术在含油废水、染料废水、造纸废水、含重金属废水和高浓度有机废水处理中的应用研究进展状况.并讨论了膜过滤技术的研究方向和发展前景.作 者:徐德志 相波 邵建颖 李义久 Xu Dezhi Xiang Bo Shao Jianying Li Yijiu 作者单位:徐德志,相波,李义久,Xu Dezhi,Xiang Bo,Li Yijiu(同济大学化学系,上海,92)邵建颖,Shao Jianying(加西贝拉压缩机有限公司,浙江,嘉兴,314011)
期 刊:工业水处理 ISTICPKU Journal:INDUSTRIAL WATER TREATMENT 年,卷(期):, 26(4) 分类号:X703.1 关键词:膜技术 废水处理 膜研究进展作为一种新型的分离技术,膜分离技术既能对废水进行有效的净化,又能回收一些有用物质,同时具有节能、无相变、设备简单、操作方便等特点, 因此在废水处理中得到了广泛的应用并显示了广阔的发展前景,据估计,2000 年膜技术的世界市场规模已达近20 亿美元的销售额。在废水处理中应用的膜分离过程主要有微滤(mf) 、超滤(uf) 、纳滤(nf) 、反渗透(ro) 和电渗析( ed),它们的分离过程及其传质机理见表1。
1 含油废水的处理
含油废水面广量大, 钢铁工业的压延、金属切削、研磨, 以及石油炼制及管道运输等都产生含油废水, 处理含油废水的目的主要是除油同时去除cod及bod.膜分离技术在含油废水处理中的研究与应用相当广泛, 主要是采用不同材质的超滤膜和微滤膜来处理。
唐燕辉等利用自行设计、组装的膜处理装置,考察了多种制膜方法,实验表明用加压制膜法制备的超滤膜(a4 膜),分离机械加工排放的含油污水时,可以使codcr 从728.64 mg/l 降至87.8 mg/l,含油质量浓度从5 000 mg/l 降至2.5 mg/l,脱除率分别达到87.95%和99.95%, 分离后排水已达到国家规定的排放标准。b. e. reed 研究了用截留相对分子质量为120 000、表面荷负电和截留相对分子质量为100 000、表面不带电的管式聚亚乙烯氟超滤膜处理含质量分数为0.5%油脂的金属工业废水。荷电膜由于高的截留相对分子质量和表面电荷,其平均渗透通量远大于不带电膜。当油脂质量浓度小于50mg/l、总悬浮固体质量浓度小于25 mg/l 时,荷电膜油脂的平均去除率为97%,而不带电膜为98%.两种膜对总悬浮固体的去除率均接近97%.张国胜采用0.2 μm 氧化锆膜处理钢铁厂冷轧乳化液废水,通过对膜的选择、操作参数的考察、过程的优化,获得了满意的结果,膜通量100 l/(m2.h) 时,含油质量浓度从5 000 mg/l 降至10 mg/l 以下,截留率大于99%,透过液中油质量分数小于0.001%,并且该技术已实现了工业化应用。张裕嫒用相转化法制备聚砜- al2o3 复合膜,将al2o3 微粒填充到聚砜中,并用该复合膜对华北油田北大站外排水砂滤后水样进行了超滤处理,原水的油质量浓度为640 mg/l, 处理后的油质量浓度小于0.5 mg/l,完全符合回注水的要求。2 染料废水的处理
目前在染料的工业生产过程中,产生大量的高盐度( 质量分数大于5%) 、高色度( 数万至十几万) 、高codcr( 数万至十几万)的废水。由于该类废水的bod5 与codcr 的比值小于0.4,生物降解性差;同时废水中所含的盐将进一步降低废水的生物降解性,所以生化处理前必需对其进行预处理。
杨刚等采用ca 卷式纳滤膜进行了二苯乙烯双三嗪型荧光增白染料(nt)水溶液脱盐和浓缩过程的研究。在1.8 mpa 压力下经纳滤膜处理后,nt 染料水溶液中的nacl 浓度从1.05 mol /l 降到0.049mol /l 以下,nt 浓度从0.14 mol /l 浓缩到0.25 mol /l以上,nt 成分的平均截留率达99.8%。guohuachen 等采用atf50 型纳滤膜对香港的印染废水进行处理,两股原水的cod 分别为14 000 mg /l 和5 430 mg/l,经纳滤后,两股废水的cod 截留率分别达到95%和80%~85%,出水达到了香港的排放标准。刘宗义利用卷式反渗透膜处理腈纶丝洗涤废液,进膜废液中己内酰胺单体质量浓度在2 000mg/l以上时,可以使单体含量浓缩10 倍以上,截留率达到80%左右,透过液可作为工艺用水,可节约大量新鲜软水,具有显著的经济效益。郭明远等自制了醋酸纤维素纳滤膜,研究了该纳滤膜对活性艳红、x- 3b 水溶液的分离性能,结果表明,ca 纳滤膜可用于活性染料印染废水的处理和染料回收。
3 造纸废水处理
造纸废水一般含悬浮物( 包括无机和有机的)较多,为避免废水污物堵塞薄膜,减少清洗难度和频率,不宜直接用一段膜分离法,最好在膜分离前进行絮凝和常规过滤等预处理。目前对造纸废水的膜分离法的研究已取得实质性进展,并已开始进入工业化阶段。除抄纸废水( 白水) 用气浮法即可处理外,膜分离法几乎适用于处理所有的制浆造纸废水( 如机械浆废水、硫酸盐浆漂白碱性废水、涂布废水、亚硫酸盐废液等),特别对漂白废水的毒性、色度和悬浮物的去除有明显效果,
薛建军等研究用mae(membrane-assisted electrolysis)单阳膜技术控制造纸黑液的污染。研究表明,mae 单阳膜技术不但能回收有用的化学品,还可将黑液的codcr 从112 000 mg/l 降到2 000 mg/l左右,具有明显的控制效果。f. zhang 进行了草浆ceh 漂白废水的超滤处理研究,选用透过相对分子质量分别为3 000(a)、10 000(b)、30 000(c)、60 000(d)4 种平板ps 膜( 单膜有效面积0.33 cm2,操作压力0.3 mpa)进行对比研究,结果表明, a、c 膜具有较显著的分离效果和膜通量。分别以c、a 膜为一、二级联合处理ceh 漂白废水,膜通量为16.6 l/(m2.h),bod5 去除率为66.0%,codcr 去除率为85.1%,toc去除率为71.6%.黄水前等提出,采用ph 范围为1~14 的高耐酸碱无机膜处理碱性造纸黑液,不需调整控制ph。利用不同孔径的高耐碱无机分离膜可回收纤维素、胶体sio2、木质素( 相对分子质量为1 000~12 000,分子大小为2.4~ 4.0 nm)和还原糖( 相对分子质量约为200~400,分子大小为1~2 nm)等,最终透过液主要含氢氧化钠,质量分数调整到10%~12%即可回收用于蒸煮制浆,实现造纸工业废水的闭路循环。
4、重金属的废水处理
在工业废水中重金属废水占有相当大的比例,如电镀、冶金、化工、电子、矿山等许多工业过程中都会产生含镍、铬、铜、铅、镉等金属离子的废水, 利用膜技术不仅可以使得废水达标排放, 而且可以回收有用物质。
许振良等利用3 种单皮层聚醚酰亚胺( pei) 中空纤维超滤膜, 对水溶液中重金属离子( 镉和铅,质量浓度均为100 mg/l)的脱除进行了胶束强化超滤研究。在胶束强化超滤(meuf)过程中,测定了流速、操作压力、表面活性剂( 十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠)与浓度对超滤膜分离重金属离子性能的影响,结果表明,镉和铅的截留率可达99.0%以上,渗透通量可达1.83 ×10- 10 m3 /(m2.s.pa)同时,对聚电解质( 羧甲基纤维素钠和聚丙烯酸钠)在meuf 中的应用也进行了研究。r. j. lahiere 等报道了采用陶瓷膜处理废水中的重金属离子,方法是用碱中和使之形成氢氧化物沉淀,通过0.8 μm 和1.4μm 两种孔径膜的两级过滤,使重金属氢氧化物质量分数从0.012%下降到0.000 2%以下,并把悬浮液浓缩至15%~20%。x. chai 采用ro 膜对含铜废水进行研究,当进水铜质量浓度340 mg/l 时,透过液中铜质量浓度小于4 mg/l,去除率接近99%。
5 高浓度有机废水的处理
在高浓度有机废水处理中,膜技术发挥着越来越重要的作用,已在制药废水、制糖废水、含酚废水、乳化液废水、啤酒废水、味精废水等领域得到了应用。1976 年,日本就通过管式反渗透处理系统实现了水产品( 主要是鱼、蟹、贝类等)加工有机废水的回收利用,通过气浮、反渗透的二级处理,cod 由600~1 000 mg/l 降至30 ~70 mg/l。陆晓千等利用自制小型超滤设备对上海拖拉机内燃机公司油嘴油泵厂的切削液废水进行了实验室研究,并将所得参数应用于生产设备的设计和运行。切削液乳化液废水经超滤法处理后可以回用,取得了良好的经济效益和社会效益。蔡肖邦用试制的5 种聚酰胺型纳滤膜,对药厂生产的螺旋霉素(spm)发酵液进行了分离操作条件和浓缩效果的研究,渗透通量为25 l/(m2.h),渗透液的spm效价始终为零。王连军等采用无机膜- 生物反应器( imbr)处理啤酒废水,在水力停留时间为3.5 ~5 h,cod 负荷为3.54 ~6.225 kg/(m3.d)条件下,imbr 对废水的cod、nh3 - n、ss、浊度的去除率分别达到96%、99%、90%和100%,膜出水水质好且稳定。
6 、结语
由于膜过滤技术具有分离效率高、节能、设备简单、操作方便等优点,使其在废水处理领域有很大的发展潜力。但由于工业废水往往含有酸、碱、油等物质,处理条件比较苛刻,因此,处理废水使用的膜必须具有较好的材料性能,从而在苛刻的条件下保持良好的分离性能和较长的使用寿命。从这方面来看,开发抗污染等性能优良的过滤膜具有重要的战略意义。由于工业废水的复杂性, 任何单一技术的处理往往达不到理想的效果,必须重视膜分离技术与其他水处理技术的集成工艺研究,发挥各种技术的优势,形成废水深度处理的新工艺。
工业废水处理中微电解技术的运用论文
摘要:我国通过大力推动工业行业发展的方式,促进了我国国民经济的发展。在过去,我国过于注重工业经济的发展,对环境问题不够重视,导致工业废水处理方式不够完善,对环境造成严重的污染。目前我国开始注重环境保护,并加强了对工业废水处理技术的研究,其中微电解技术以能够分解难降解工业废水的作用,得到了工业企业的广泛应用。本文主要分析了微电解技术的工作原理,并针对微电解技术在工业废水处理中的运用进行了研究和探讨。
关键词:微电解技术;工业废水处理;循环利用
随着全球环境日益恶劣,各个国家都开始注重加强环境保护,改善当前环境污染问题。通过调查可知,我国环境污染情况较为严重,特别是工业企业污水的排放,给我国水资源环境造成了严重的污染,因此我国加强了工业废水处理技术的研究。微电解技术具有分解难降解物质的作用,可以有效达到净化工业废水的目的,而且微电解技术投资少、操作简单,因此在工业废水处理中应用比较广泛。
1微电解技术的工作原理
微电解技术主要是利用化学反应技术,进行废水的处理,即利用金属与金属、金属与非金属进行连接时产生的金属离子与工业废水发生反应,具有吸附杂质的作用。微电解技术主要有以下几种作用:
(1)氧化还原作用,铁碳微电解法主要是通过形成原电池,并将废水作为电解质。当阳极发生氧化反应时,阴极也会发生还原反应,使氢离子和氧离子游离出来,在酸性废水中,氢离子和氧离子会与一些成分发生氧化反应,达到废水处理的效果。
(2)铁离子絮凝沉淀作用,由于当阳极发生氧化反应时,阴极也会发生还原反应,使氢离子和氧离子游离出来,此时废水中具有二价铁离子和三价铁离子,并能够与水中其他离子相结合,形成能够具有絮凝沉淀作用的氢氧化物,起到废水处理的作用。
(3)微电场效应,铁碳微电解法主要是形成原电池,原电池的阴极和阳极存在电位差,可以形成微电场。微电场可以起到凝聚杂质的作用,当凝聚杂质达到一定量时,因为体质和质量的因素,其会自行沉淀,起到废水处理的作用。
(4)碳的吸附作用,在废水处理中应用活性炭,可以有效发挥其吸附作用,将废水中的微小杂质和异味吸附,从而起到废水处理的作用。
(5)气浮作用,铁碳微电解法主要是形成原电池,当阳极发生氧化反应时,阴极也会发生还原反应,在此过程会还原出氢气,即物理现象的气泡。很多工业废水中的小颗粒,会在在气泡的作用下浮出水面,加快氧化还原速度,即起到加速废水处理的作用。
2微电解技术在工业废水处理的运用
在工业废水处理中应用微电解技术,可以有效使废水的颜色变淡,并能够针对工业废水中的污染物和杂质进行处理。本文主要从以下几个方面对微电解技术在工业废水处理中的应用进行了分析。
2.1微电解技术在有色物质废水处理中的运用
很多工业企业都需要应用有色物质进行产品的生产,如何进行有色物质的处理,成为废水处理厂考虑的重要问题。由于利用有色物质进行生产,会提高废水处理的'难度,因其存在难以溶解和消除的物质。采用微电解技术进行该废水处理时,首先需要利用活性炭发挥吸附作用,将废水中可以溶解的物质进行凝结,随后利用氢气和氧气,起到使废水颜色变淡的作用,最后利用铁元素使废水中的有色物质沉淀,从而起到达到废水处理的目的。
2.2微电解技术在化学工业废水处理中的运用
化工厂在运作中,会需要很多化工产品,从而导致其排出的废水具有较大的毒性,并且存在很多难以进行溶解的物质。因此对化学工业废水的处理比较麻烦,且难度较高。利用微电解技术进行化学工业废水处理时,主要是采用物理处理方法和化学方法联合使用的方式,首先进行吸收、沉淀和滤除,随后再进行凝结、氧化还原等,主要是利用活性炭的吸附作用、原电池氧化还原作用等进行处理。
2.3微电解技术在电镀废水处理中的运用
电镀材料也是工业生产中比较常见的材料,其所产生的工业废水具有色料和化学物质,因此电镀废水对环境的危害非常大,如可能会造成人体癌变,因此人们需要针对电镀废水进行处理,避免对人体造成危害。电镀废水主要包含有铜、锌等材料,工业企业必须加强对金属材料的科学处理,避免出现环境污染和资源消耗严重的问题。针对电镀废水处理,主要是利用氧化还原反应、吸附作用及沉淀作用等。将微电解技术应用在废水处理中,可以有效降低电镀废水的污染性和毒性,并可以实现对金属物质的回收。如采用铁屑微电解技术,可以有效去除电镀废中的金属物质。利用微电解技术进行该废水的处理,首先是利用铁元素化学作用,将金属物质沉淀在表层,其次是利用铁离子与重金属离子进行综合,从而使金属物质沉淀,以起到废水处理的作用。
3结语
综上所述,随着我国工业行业的发展和工业企业的增多,目前我国工业废水污染情况较为严重,因此需要加强对工业废水的处理。通过上述分析可知,将微电解技术应用在工业废水处理中,可以利用吸附、沉淀、氧化还原等作用,有效达到净化水质的目的。
参考文献:
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摘要:这些年,我国越来越重视环保建设工作,并开始运用大量的技术手段来加强这方面的发展。而此背景下,我国的水净化技术也逐渐地得到了加强,并取得了令人满意的成果。这其中效果比较明显的就是超滤膜技术。本文以此技术的特点以及使用策略等方面为出发点,具体讨论它在环境工程水处理中的运用。
关键词:超滤膜技术;环境工程;水处理
由于我国水环境问题越来越严重,一些有害物质很难能够排除,给人们的日常生活造成了一定的健康隐患。想要解决这方面的问题,就要提高水的质量,而超滤膜技术对于水处理工程具有非常大的帮助作用。
1超滤膜技术的概念、运用原理和特点
1.1概念和运用原理
在溶液分离的前提下来加强浓缩处理技术,这就叫作超滤膜技术。操作原理主要包括两个层面:第一是超滤原理。它主要是给溶液中的溶质创设出一个很难经过的膜,同时还要让其他物质能够通过。但想要成功的实现这一原理,就必须要得到足够的压力,这样才能把所有物质都推往膜的方向。由于科技的发展,超滤技术得到了一定程度的提高,目前超滤运作原理已经由过去的单层膜变成了多层膜,这大大地加强了其实用性。同时,它还可以更好地把溶液里所含有的杂质合理地进行排除,让一些没有污染的物质顺利的经过滤膜,进入膜的另一侧;第二就是微透过原理。分子量在超滤膜技术中大概能够保住500万的数量,而它们的质量通常会在0.002um到0.100um之间。通过实验能够发现,可以通过滤膜的只是一些细小的无污染物质,这就是微透过原理。超滤膜技术自身具有处理水污染的能力,能够清理所有的颗粒物,从而确保水的质量。另外,超滤膜技术还可以过滤水中的有害物质,保证饮水的安全性,所以许多人都比较青睐于超滤膜技术。目前,超滤膜技术还被用到污水处理回收以及海水淡化等工作当中。
1.2超滤膜技术的作业特点
超滤膜技术所具备的一些特点拥有较强的实用性。超滤膜技术的发展,主要采用的是过滤的特征,过滤期间完全属于物理范畴。所以,过滤膜的显著特点就是其物理特征,它不仅能够起到环保的作用,而且无须使用很多化学药剂就可以起到净化效果,确保了水资源不会遭到化学药物的再次污染,从而让水资源的质量得到了充足的提高;超滤膜技术的第二个特点在于和传统的过滤膜相比,目前所使用的超滤膜更为先进,在处理效果上有明显的提高,其中较为突出的是可以过滤传统过滤膜无法过滤的物质;它的第三个特点在于没有太过烦琐的操作步骤,这主要是因为其作业原理比较合理。超滤膜技术本来就是在具有一定压力的情况下让物质经过膜孔,而不用进行额外的操作,因此就保证了水处理工作的简便性;它的第四个特点在于其具有比较强的抗酸性,很难受到废水所含有的酸碱物质的侵害,所以超滤膜技术可以被使用到所有的污水处理工作当中。超滤膜技术还具有抗温性,最好效果可以达到140℃,即便在消毒的时候使用高温气体,也不会由于受到冲击而出现被损坏的情况。另外,和过去的净化技术相比,超滤膜的成本并不是很高,但在对水处理效果上却明显好于传统净化技术,更为重要的是,它能够为环境工程建设节省部分经济投入。
2应用超滤膜技术存在的问题
2.1缺乏完善的超滤膜处理技术组合
自来水厂生产的纯净水,将会随着超滤膜技术的应用而增长一定的成本,所以在选择水处理工艺的时候,首先要对现场环境有一个具体的了解,然后再根据取水特点,分析怎样选用净水处理工艺。通过实践发现,如果水原料的硬度以及无机盐物质浓度都比较大的话,则可以选择双模技术;如果水质不错,但净水处理工序比较简单,则可以选用超滤技术,这样就可以减少水污染程度,降低生产纯净水的成本。不过一般在现实状况比较烦琐的情况下,一些生产厂家会选择超滤技术,如此一来,就会让生产成本以及工序增多,所以对于经济情况并不是太好的地区来说,这种方法并不适用。
2.2超滤膜技术的应用会消耗一定的能源
想要更好地运用超滤模技术来进行水处理工作,最基本的前提就是要具备良好的驱动动力。在进行水处理的过程中,外来动力必不可少,但这种情况造成能源的过度消耗,进一步增加水处理成本。在选用超滤设备的时候,一定要认真检查它对能量的消耗程度,并从中挑选出耗能最小的设备,这样就能在节省能源的情况下,进行净水处理工作。
2.3超滤膜技术的应用形成污染问题
使用超滤膜技术会造成一定的污染,会降低原水容量通过超滤膜的能力,增大能源的消耗量,造成精华水生产成本的增加。如果发生超滤膜污染的情况,会严重影响超滤膜技术在水处理工作中的使用率,一旦污染程度较大,就必须要采用化学药剂来净化超滤膜。现在,自来水厂要时隔五个月才对超滤膜进行净化工作,并且净化的步骤比较烦琐,稍有不慎就很有可能导致水污染程度的恶化。所以,相关工作者一定要加强保护超滤膜的力度,延长它的使用寿命。
3应用策略
3.1对超滤膜处理技术组合进行改善
尽管在水处理的工作中运用超滤膜技术会具有明显的成果,不过此技术在工作期间会将许多分子遗留下来,所以在运用超滤膜技术进行水处理工作的时候,最好能够和其他技术结合。例如,在使用粉末活性炭和超滤膜技术的时候,如果使用的剂量较多,那么超滤膜的运行时间就会变长,不过水通量就会下降。同时,如果一直加大剂量的话,剂量和超滤膜之间会形成互补的关系,从而能够很好地调节水浊度,遏制住水的致突变活性。
3.2对超滤膜清洗处理水平进行提升
对水进行处理的过程中能够发现,在处理超滤膜污染问题的时候,应当充分了解污染的差异性,从而采用合理的方法。同时,要做好前期准备工作,万一碰到污染情况能够及时拿出事先准备好的处理方案,使污染问题能够得到及时的解决。此外,在对净水处理期间,一定要准确的分析出水原料的具体情况,确保能够选用合理的'处理技术,这样就可以提升水的质量,同时还能够减少超滤膜污染的程度。
3.3加大对新生代滤膜的研发力度
超滤膜如果在水处理期间被污染,就会很容易造成再次污染,后果就是水的质量严重下降。如果采用化学药剂来清理超滤膜的话,操作过程特别烦琐。因此,应该加快对新生代滤膜的研发力度。这种滤膜能够确保水通量达到令人满意的程度,而且在抗氧化以及污染能力方面也比传统的滤膜要好很多。此外,还要确保新生代滤膜能够具有较长的使用寿命,这样就能够节省一部分生产成本。
4.1科学处理造纸污水
造纸污水是非常难处理的一种污水,它所包括的有害物质特别多,如果不能彻底净化,就会对环境造成非常大的破坏。不过,现在造纸污水的处理工作由于超滤膜技术的使用而得到了明显的改善。运用此项技术,可以很大限度的排出造纸污水中所含有的杂质。和过去的处理方法相比,超滤膜技术必须要进行浓缩作业,这样就能够很好地把所清除的杂质都搜集到一起,起到循环使用的效果。另外,采用超滤膜技术还可以将造纸污水中的有害物质全部净化,很大程度的提高环保效果。
4.2净化处理人们日常的饮用水
由于人们生活水平的日益提高,纯净水已经成为主导饮用水。不过水污染问题较为严重,因此让一些有毒物质渗入水里,更为严重的是,还繁殖出更多的污染源。面对这样的情况,要采用有效办法提升水处理技术。超滤膜技术不但能够很好地清除掉饮用水中所有的有毒物质,而且还能够在加入多重膜的情况下,让水里的污染物质降到最低。另外,其净化速率也非常快,可以在很短的时间里对饮用水进行充分的净化。
4.3对油质废水进行处理
在人们平时做饭的时候,比较容易产生油质废水。现在,在做饭的时候放油已经是极为普遍的情况,造成污水中有非常多的油质。在处理的方法上,主要是采用普通的物理过滤方式,这种方式清理一般的油质还算管用,但是在清理包含乳化剂油质污水的时候,却无法达到理想的处理效果。所以,很多人开始使用超滤膜技术来对包含乳化剂的油质污水进行处理。超滤膜技术能够把油性分子有效的阻挡在膜的一侧,而且还可以对水的氧化物质进行处理,从而清除包含乳化剂的油性物质。
5结束语
通过以上内容我们能够了解到,如果能够科学合理的使用超滤膜技术,则能够很好地净化人们日常的饮用水、科学的处理造纸污水和油质废水,使人们拥有健康的生活。但想要做好这些,就必须要提升超滤膜处理技术组合以及超滤膜清洗处理水平,另外还要加大对新生代滤膜的研发力度。
参考文献:
[1]朱国军.超滤膜技术在环境工程水处理中的应用管窥[J].生物技术世界,,(8):15-16.
[2]宋静.超滤膜技术在环境工程水处理中的应用[J].北京农业,,(17):209.
1改性淀粉的种类
1.1阴离子型改性淀粉絮凝剂
淀粉阴离子改性絮凝剂的制得主要是通过酯化、交联等反应,使淀粉或淀粉共聚物阴离子化,进而得到阴离子型改性淀粉絮凝剂。阴离子淀粉絮凝剂可以从水中除去重金属离子,并可与许多高价金属离子生成难溶性盐,从而达到更好的絮凝效果。
1.2非离子型改性淀粉絮凝剂
非离子型改性淀粉絮凝剂可分为非离子型丙烯酰胺接枝淀粉絮凝剂和羟丙基淀粉絮凝剂。非离子型丙烯酰胺接枝淀粉是在半刚性的淀粉分子链上接上柔性的聚丙烯酰胺支链,在水中溶胀后具有很大的体积和很长的直链,具有一定的吸附架桥性能,但该种改性淀粉絮凝剂在实际生产当中的应用效果并不是很好。同样为非离子型改性淀粉絮凝剂的`羟丙基淀粉絮凝剂在实际应用中的效果也不是十分理想。目前,部分研究学者通过非离子型丙烯酰胺接枝淀粉絮凝剂与其他无机絮凝剂复配来改善絮凝效果。
1.3两性淀粉絮凝剂
两性淀粉絮凝剂是指同时具有阳离子和阴离子特征基团的改性淀粉,因其能够同时具有捕捉带负电荷的悬浮粒子和架桥助凝作用,对不同基团均具备较好的吸附性能而得到理想的絮凝效果。
2.1在处理含油废水中的应用
含油废水的来源很广,在石油工业的各生产过程及石油化学工业生产过程中都会产生大量含油废水,絮凝法是一种常见的含油废水处理技术。刘贵毅等人用玉米淀粉与氢氧化钠、三氯化铝和无水碳酸钠制得改性淀粉絮凝剂,对含油废水进行处理取得了较好的效果。范洪波通过共聚反应合成了玉米淀粉改性絮凝剂CSF,对江苏某油田的含油废水取得了较好的处理效果。赵树发等人利用硝酸铈铵为引发剂,对淀粉进行糊化并与丙烯酰胺发生共聚反应,制成的淀粉改性高分子絮凝剂对含油废水中含油量进行处理取得了较高的去除率。
2.2在处理印染废水中的应用
印染废水主要由退浆废水、煮练废水、漂白废水、丝光废水、染色废水和印花废水等组成,且成分复杂,可生化性差,是当前国内外公认的较难处理的工业废水之一。马永梅等人采用玉米淀粉为原料制备阳离子淀粉絮凝剂,该淀粉絮凝剂在与聚丙烯酰胺复配处理印染废水时,对色度和COD都得到了较高的去除率。张倩倩等以玉米淀粉和异丙醇在无催化剂的条件下合成阳离子淀粉絮凝剂,对活性染料的色度去除率最高达到97.1%、COD去除率达到83.3%。聂新卫等人进行了硼泥-改性淀粉絮凝剂处理印染废水的实验研究,其研究结果表明,该絮凝剂在处理印染废水时能有效降低废水体系浊度。
2.3在处理造纸废水中的应用
造纸工业是我国环境污染的主要行业之一。造纸工业废水可以分为黑液(制浆废水)、中段废水(包括洗浆废水和漂白废水)、白水(抄纸废水)以及目前较多的废纸再生废水。庄云龙等人对淀粉接枝聚丙烯酰胺絮凝剂在处理造纸废水方面进行了研究,研究表明,该絮凝剂对处理废纸脱墨废水有较好的处理效果。张光华等人以丙烯酰胺和淀粉为原料,制得淀粉丙烯酰胺阳离子接枝共聚物(简称SAM),另加入阳离子单体二甲基二烯丙基氯化铵制得另一接枝共聚物(C-SAM),研究表明,淀粉、丙烯酰胺以及阳离子单体二甲基二烯丙基氯化铵在特定的质量比时,两种接枝共聚物对造纸白水有比较理想的絮凝效果。唐宏科等人利用淀粉和聚丙烯酰胺制的共聚物,并加入一定量的甲醛和二甲胺发生Mannich反应,得到改性淀粉絮凝剂对造纸白水等废水具有良好的絮凝效果。
2.4处理其他废水的应用
随着近年来国内外学者对于改性淀粉絮凝剂的研制开发越来越关注,改性淀粉絮凝剂处理工业废水的范围也愈加广泛。改性淀粉絮凝剂在处理焦煤悬浮液、煤矿井废水以及洗羊毛废水等诸多的工业废水处理中均取得了良好的处理效果。
3问题与展望
(1)目前多数的改性淀粉絮凝剂均处于实验室应用研究阶段,缺少在实际生产中的应用。
(2)淀粉改性絮凝剂的生产成本较高,因此相比普通絮凝剂的价格也就偏高,限制了改性淀粉絮凝剂的推广与应用。
(3)影响淀粉改性絮凝剂使用效果的因素较多,如废水的pH值、温度以及絮凝时间等。尽管改性淀粉絮凝剂应用存在着一些问题,但通过进一步加大工业化应用研发力度,降低使用成本,改善改性淀粉絮凝剂的性能,其应用前景与市场还是广阔和巨大的。同时,改性淀粉絮凝剂作为一种绿色、环保的化学水处理试剂,对环境保护和资源再生利用都有着重要的意义。
作者:杨爽 单位:沈阳市环境技术评估中心