發(fā)布時間：2023-12-17 15:24:02
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的水處理化學(xué)技術(shù)樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
關(guān)鍵詞：UV/H2O2；化學(xué)鍍鎳廢水；COD去除率；Ni2+
Abstract： It elaborates effectors of electricless nickel waste rinse water treatment and performance of nickel elimination and wastewater reclamation based on experiment of UV/H2O2 technical treatment. The experiment shows content of COD can be reduced by efficiency of 93.8% with conditions of UV light （Power 500W， Wavelength 185nm） and all settings as follows： adjustment wastewater pH 5， H2O2 dosing quantity double than COD content， stirring speed 10000r/min and 2-hours reaction time. With NaOH further added， not only Ni2+ can be discharged within spec， but also Ni（OH）2 precipitate with purity 99.2% and concentration 5.2068mg/L is available by reclamation.
Keywords： UV/H2O2； electroless nickel plating wastewater； removal efficiency of COD； Ni2+
前言
化學(xué)鍍鎳是當(dāng)前國內(nèi)外廣泛應(yīng)用的一種工業(yè)表面處理工藝。然而，由于化學(xué)鍍鎳廢水的化學(xué)成分復(fù)雜，廢液中含有大量的有機(jī)酸和添加劑，導(dǎo)致鎳主要以絡(luò)合物[Ni3（C6H5O7）2]的形式存在，不利于COD的降解和Ni2+的沉淀，因此只有破壞了這些具有絡(luò)合作用的介質(zhì)之后，才能取得良好的化學(xué)沉淀效果[1]。
UV/H2O2技術(shù)是一種高效的高級氧化工藝，其作用原理主要是： H2O2在紫外光的照射下會被光解為高反應(yīng)性的羥基自由基（OH?），如（1）式方程：
H2O22 OH? （1）
在OH?的強(qiáng)氧化作用下發(fā)生氧化分解反應(yīng)，有機(jī)化合物中的分子鍵吸收紫外光的能量而斷裂，降解為易于生物降解的小分子、H2O2和CO2[2]，該應(yīng)用過程具有清潔綠色、不會引入二次污染、不影響水質(zhì)等特點(diǎn)[3]。本文應(yīng)用UV/H2O2技術(shù)處理化學(xué)鍍鎳清洗廢水，研究其影響因素以及鎳的沉淀與回收效果。
1 材料與方法
1.1 實(shí)驗(yàn)水樣
本實(shí)驗(yàn)所用化學(xué)鍍鎳廢水取自某表面處理公司，原水pH=2.1， COD=1576mg/L，Ni2+=3270mg/L。
1.2 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器
采用的主要試劑有NaOH（分析純），H2O2（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%）。采用的儀器主要有DR3900可見分光光度計，DR200消解儀，Mettler Toledo pH計，IKA磁力攪拌器，YZ-PPAB子干燥箱等。本課題使用自制的反應(yīng)器示意圖如圖1所示。
1.3 實(shí)驗(yàn)方法
通過進(jìn)水口加入水樣，通過加藥口加入一定量的H2O2，將帶有套管的紫外燈（功率500W，波長185納米）置于水中，通過調(diào)速開關(guān)調(diào)節(jié)攪拌速度至10000轉(zhuǎn)/分鐘，通過出水口取樣，用快速消解分光光度法測定COD值。2小時后，取500mL的燒杯裝滿水樣，加入一定量的NaOH調(diào)節(jié)pH至12，沉淀0.5后過濾沉淀物，用PAN光度法測定濾液中的Ni2+的含量。同時將濾餅置于干燥箱中，調(diào)節(jié)至120℃，干燥2小時后稱重，計算Ni（OH）2的回收純度。
2 結(jié)果與討論
2.1 對COD去除率的影響
2.1.1 紫外燈對COD去除率的影響
保持pH=5，H2O2：92.7mmol，使用3款紫外燈反應(yīng)30分鐘，測定COD去除率如圖2所示：
由圖2可知，波長相同時，紫外燈功率越高COD去除率越高；功率相同時，波長越短，COD去除率越高。這是因?yàn)楣饣瘜W(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度（即所得到的產(chǎn)量）與被吸收的光能的數(shù)量成正比，亦即與被吸收光的強(qiáng)度成正比[4]。因此，通常情況下，提高紫外光照射強(qiáng)度有利于光化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行。同時，波長較短的185nm紫外光具有更強(qiáng)的激發(fā)能，能夠更加有效地激發(fā)分子鍵解離釋放出自由基[5]。
2.1.2 pH值對COD去除率的影響
取7個1000mL燒杯，分別裝滿原水，調(diào)節(jié)pH值為2～7和10，依次加入反應(yīng)器，投加92.7mmol的H2O2反應(yīng)30分鐘后測得COD去除率如圖3。
由圖3可知，pH值對COD降解效率影響總體較小，相比而言，pH處于弱酸性時COD降解效果較好，當(dāng)pH=5時COD降解效率達(dá)到最大值。
2.1.3 H2O2投加量對COD去除率的影響
H2O2濃度是影響UV/H2O2工藝氧化效率的關(guān)鍵因素，在UV照射下產(chǎn)生OH?，本實(shí)驗(yàn)取5個1000mL的燒杯，分別裝滿原水，調(diào)節(jié)pH值為5后依次加入反應(yīng)器，H2O2的投加量分別為COD值的0.5、1、2、3、4倍，反應(yīng)30分鐘后測得COD去除率如圖4。
由圖4可知，COD的去除率隨著H2O2投加量的增加而上升，當(dāng)H2O2的投加量為COD值的2倍時處理效率最高，當(dāng)H2O2質(zhì)量濃度超過這個數(shù)值時COD去除率反而下降，這是因?yàn)椋?/p>
（1）H2O2作為OH?的釋放劑，一定范圍內(nèi)增加H2O2濃度有利于產(chǎn)生更多的羥自由基，從而提高COD降解效率。
（2）應(yīng)用UV/H2O2系統(tǒng)處理廢水時，H2O2的投量存在一個臨界值，當(dāng)H2O2濃度超過這一極大值后，系統(tǒng)的氧化能力變化不大甚至降低，原因是溶液中開始發(fā)生如下副反應(yīng)[6，7]：
H2O2+OH? HO2?+H2O （2）
HO2?+OH? H2O+O2（3）
OH?+OH? H2O2（4）
由（2）（3）（4）可知， H2O2在作為自由基釋放劑的同時還是一種自由基捕捉劑， HO2?的氧化性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于OH?從而抑制了反應(yīng)過程。另一方面，H2O2在溶液中濃度大，其吸光度也大，影響其紫外光在溶液中的穿透距離，從而影響反應(yīng)效率，所以連續(xù)投加方式效率最高[7]。
2.1.4 反應(yīng)器和反應(yīng)時間對COD去除率的影響
本實(shí)驗(yàn)取2個1000mL的燒杯裝滿原水，調(diào)節(jié)pH值為5后依次加入反應(yīng)器，H2O2的投加量都為92.7mmol，并采用連續(xù)投加的方式，分別測試反應(yīng)器處于工作狀態(tài)和非工作狀態(tài)下的處理效果；每15分鐘取樣，測得去除率如圖5。
由圖5可知， 反應(yīng)器處于工作狀態(tài)下的COD去除率高于非工作狀態(tài)下的去除率，而且，隨著反應(yīng)時間的延長差異逐步擴(kuò)大；原因是反應(yīng)器處于工作狀態(tài)時，反應(yīng)器中的廢液以紫外燈為軸進(jìn)行高速地旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，有利于紫外光的能量和羥自由基的均勻分布和充分反應(yīng)；同時，摩擦作用使反應(yīng)器內(nèi)部無法產(chǎn)生廢物堆積，因此，延長反應(yīng)時間，仍然能夠繼續(xù)深度降解COD，經(jīng)過120分鐘處理COD降解到97.5mg/L，符合該企業(yè)環(huán)評中規(guī)定的排放要求。
2.2 鎳的處理與回收
經(jīng)過UV/H202技術(shù)120分鐘處理，COD降解到97.5mg/L絡(luò)合平衡已經(jīng)被破壞，取1個1000ml的燒杯，裝滿經(jīng)處理后的水樣，調(diào)節(jié)pH至12，沉淀30分鐘后，過濾測得濾液中Ni2+含量為0.43mg/L，達(dá)到GB21900-2008電鍍行業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中新建企業(yè)水污染排放限值要求[8]。
濾餅烘干后測得質(zhì)量為5.2068g，而根據(jù)廢水處理前后的Ni2+含量，可以測算出沉淀物中純Ni（OH）2的質(zhì)量為5.1652g，二者相除得到沉淀物中Ni（OH）2的含量為99.2%。由此可見，UV/H2O2技術(shù)不僅能夠解決含鎳廢水的污染問題，同時還可以回收高純度的Ni（OH）2，變廢為寶，為企業(yè)創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。
3 結(jié)論
（1）提高紫外光照射強(qiáng)度有利于光化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行。同時，波長較短的紫外光具有更強(qiáng)的激發(fā)能。
（2）pH處于弱酸性時COD降解效果較好，當(dāng)pH=5時COD降解效果到最佳。
（3）H2O2的投量存在一個臨界值，臨界值根據(jù)反應(yīng)條件的不同而存在較大的差異，在本實(shí)驗(yàn)中臨界值為COD值的2倍。同時，連續(xù)投加H2O2的方式可以減少H2O2的副反應(yīng)，提高處理效率。
（4）當(dāng)廢液以紫外燈為軸進(jìn)行高速地旋轉(zhuǎn)運(yùn)動時，有利于提升UV/H2O2系統(tǒng)的處理效率。
（5）用NaOH的調(diào)節(jié)pH至12，沉淀30分鐘不僅能使Ni2+達(dá)標(biāo)排放，而且還能回收5.2068g/L純度為99.2%的Ni（OH）2。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：電站鍋爐； 水處理； 水垢； 除氧； 防腐
中圖分類號：TK22 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-3315（2013）09-179-001
一、前言
目前在鍋爐的運(yùn)行中，由于鍋爐用水水質(zhì)不良，受熱面結(jié)垢的現(xiàn)象比較普遍，從而造成鍋爐熱效率降低，鍋爐、管道的壁面受到腐蝕，鍋爐結(jié)垢嚴(yán)重時可能會造成熔孔或爆管，直接影響鍋爐的運(yùn)行。水質(zhì)對鍋爐運(yùn)行的影響。
水垢導(dǎo)熱性能很差，必將影響鍋爐安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，對鍋爐進(jìn)行能效測試[1]后發(fā)現(xiàn)，水側(cè)污垢熱阻過大是導(dǎo)致鍋爐熱效率低的主要原因。鍋爐傳熱性能下降，大量熱量隨煙氣排到環(huán)境；另外，結(jié)垢導(dǎo)致鋼管過熱造成其強(qiáng)度下降，運(yùn)行偏離設(shè)計工況，容易發(fā)生過燒、爆管等情況。
1.水質(zhì)對鍋爐運(yùn)行熱效率的影響
水垢導(dǎo)熱系數(shù)僅為鋼鐵的七分之一到千分之一，鍋爐結(jié)有水垢時，鍋爐受熱面的傳熱性能惡化，燃料燃燒放出的熱量不能有效傳遞到鍋爐介質(zhì)中去，大量的熱量被煙氣帶走，造成排煙熱損失增加，通常使鍋爐出力和蒸汽品質(zhì)同時降低，鍋爐的熱效率降低。經(jīng)過測定，鍋爐受熱面結(jié)1mm水垢，燃料消耗要增加8%～10%[2]。
2.結(jié)垢對鍋爐安全性的影響
由于水垢導(dǎo)致鍋爐運(yùn)行熱效率、出力降低，為了維持鍋爐出力，司爐工通常會增加鍋爐鼓引風(fēng)風(fēng)量和燃料量，來提高爐膛溫度增強(qiáng)換熱。文獻(xiàn)[3]表明，運(yùn)行壓力1MPa的鍋爐水冷壁結(jié)垢3mm時，壁溫將由280℃上升到580℃，導(dǎo)致鋼材抗拉強(qiáng)度相應(yīng)由400MPa降低至100MPa，而一般鍋爐管使用溫度為350℃以下，因一般低碳鋼350℃以上就達(dá)到屈服點(diǎn)，450℃以上發(fā)生蠕變，這說明鍋爐頻繁爆管的內(nèi)因正是鍋爐水垢超標(biāo)。
二、鍋爐水處理技術(shù)
1.氧氣隔離防腐
當(dāng)下有三種主流的除氧防腐辦法：一是利用物理方法去除水中存在的氧氣；二是采取化學(xué)原理來除氧，普遍使用藥劑除氧與鋼屑除氧等，主要是通過添加化學(xué)物質(zhì)到補(bǔ)給水中，與水中氧氣反應(yīng)生產(chǎn)固定金屬物質(zhì)或別的化合物，使水中氧氣消除后再進(jìn)入鍋爐；三是電化學(xué)保護(hù)原理的應(yīng)用，就是通過加入某種易氧化的金屬到水中，和水中氧氣發(fā)生電化學(xué)腐蝕反應(yīng)實(shí)現(xiàn)消除氧氣。
2.加氧除鐵防腐
鍋爐內(nèi)部氧化鐵造成的結(jié)垢、堵塞等腐蝕情況，主要是由于補(bǔ)給水中含鐵太多，快速有效的辦法就是往補(bǔ)給水里加入氧氣。這種方法和除氧技術(shù)互相對立兩種除腐技術(shù)，需要根據(jù)鍋爐的不同工作狀況來選擇。加氧除鐵技術(shù)是要變更給水處理辦法，減少補(bǔ)給水中鐵含量，適當(dāng)阻止鍋爐節(jié)煤器人口管及高壓加熱器管等處的流動加快腐蝕現(xiàn)象，延緩鍋爐內(nèi)氧化鐵在水冷壁管中的沉淀速度，使鍋爐的化學(xué)清洗周期變長。
3.全膜法水處理技術(shù)
近年來，以超濾、反滲透（RO）、電解除鹽（EDI）為代表的膜分離技術(shù)作為新型的水處理應(yīng)用技術(shù)取得了跨越式的發(fā)展。膜分離技術(shù)用于電廠水處理系統(tǒng)，工藝簡單、運(yùn)行維護(hù)方便、環(huán)境友好、產(chǎn)品水質(zhì)量穩(wěn)定可靠，受到普遍歡迎，在電力系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用，該工藝主要采用膜分離技術(shù)制取脫鹽水。
三、結(jié)論
文章通過理論分析了結(jié)垢對鍋爐傳熱效率和安全運(yùn)行的影響，鍋爐受熱面結(jié)水垢1mm時，燃料消耗要增加8%～10%。針對鍋爐水質(zhì)問題，提出了多種除水垢的方法，包括氧氣隔離防腐、加氧除鐵防腐和全膜法水處理等技術(shù)，提高鍋爐水質(zhì)，保證鍋爐經(jīng)濟(jì)安全運(yùn)行。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：電廠；化學(xué)水處理；膜技術(shù)
電能是經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的重要能源保障，因此，電廠在發(fā)展過程中一定要保證能源的供應(yīng)，在熱力發(fā)電系統(tǒng)中，水質(zhì)的好壞對發(fā)電設(shè)備的運(yùn)行情況有很大影響。沒有經(jīng)過水處理的水在使用過程中會導(dǎo)致電力設(shè)備在運(yùn)行過程中的安全性和經(jīng)濟(jì)性受到很大的影響，同時也會導(dǎo)致設(shè)備的維修成本增多，因此，選擇一個非常合適的化學(xué)水處理工藝就非常重要，這樣能夠更好的保證熱力系統(tǒng)的各種水質(zhì)指標(biāo)都是合格的，同時，也能更好的保證電力生產(chǎn)的高效性和環(huán)保性。在電力系統(tǒng)中，水處理工藝是非常多的，通常的情況下是采用機(jī)械過濾的方法將水中懸浮物和各種膠體類的雜質(zhì)進(jìn)行去除，然后采用軟化的方式將水中的硬度進(jìn)行去除，在這個過程中可以采用混床、陰床或者是陽床這樣能夠更好的去除水中的離子，在這些工藝方法中，也是可以使用離子交換樹脂工藝。在整個生產(chǎn)過程中，非常容易排放出酸堿化學(xué)污染廢液，同時也無法實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，這樣也會導(dǎo)致勞動強(qiáng)度過高，在操作和維護(hù)方面也非常復(fù)雜，設(shè)備在進(jìn)行安置的時候需要的空間也非常大，在進(jìn)行制水的時候成本也非常高，因此，在進(jìn)行水處理的時候?yàn)榱烁玫谋ＷC水質(zhì)的效果，對樹脂再生操作者的技術(shù)熟練性要求非常高，而且，在進(jìn)行操作的時候，對酸堿廢液的排放環(huán)保要求一定要進(jìn)行保證，這樣才能夠更好的對環(huán)境進(jìn)行保護(hù)。在傳統(tǒng)的制水工藝中，進(jìn)行操作的時候主要的步驟分為以下幾個部分，將原水進(jìn)行水處理，然后經(jīng)過陽陰床進(jìn)行一級除鹽，接下來進(jìn)行混床的除鹽，最好實(shí)現(xiàn)鍋爐補(bǔ)給水。
1 膜分離技術(shù)
1.1 膜分離技術(shù)定義
膜分離技術(shù)在進(jìn)行使用的時候主要是利用外力來實(shí)現(xiàn)推動作用，然后將有選擇透過性的特制薄膜制作成為一個選擇的障礙層，這樣會導(dǎo)致混合物中的某些非常容易通過，而其他成分則會被截留，這樣就實(shí)現(xiàn)了分離、提純以及濃縮的效果。在膜壁上有很多的小孔，這些小孔在孔徑上存在著很大的差別，根據(jù)孔徑的大小可以將其劃分為以下幾種，分別是反滲透膜、納濾膜、超濾膜、以及微濾膜。膜分離技術(shù)主要分為反滲透、納濾、超濾以及微濾等。
1.2 全膜分離技術(shù)
現(xiàn)在，在很多的電廠水處理中，鍋爐補(bǔ)給所用的水通常都是經(jīng)過全膜分離技術(shù)處理的，這種技術(shù)又被稱為三膜處理技術(shù)，經(jīng)過這種處理技術(shù)處理過的水在水質(zhì)方面實(shí)現(xiàn)了和經(jīng)過陰、陽混床處理的水質(zhì)達(dá)到了相同效果，同時也不會出現(xiàn)酸堿再生的情況，不會出現(xiàn)排放廢液的情況，在進(jìn)行處理的時候自動化程度也非常高。
1.3 超濾
超濾膜在進(jìn)行使用的時候，主要是應(yīng)用了壓力的作用，這樣能夠更好的將水中的各種顆粒、膠體以及分子量較大的雜質(zhì)進(jìn)行去除的活性膜，這種處理技術(shù)主要是利用壓力來實(shí)現(xiàn)驅(qū)動，而且是進(jìn)行多孔膜的截留，這樣在分離范圍方面也實(shí)現(xiàn)了新的發(fā)展。
1.4 反滲透技術(shù)
反滲透技術(shù)是一種非常先進(jìn)的節(jié)能膜分離技術(shù)，在進(jìn)行應(yīng)用的時候能夠?qū)崿F(xiàn)大于溶液滲透壓的作用，而且，在使用的時候能夠更好的將細(xì)菌和離子等雜質(zhì)進(jìn)行去除，這種技術(shù)對無法透過辦滲透膜的雜質(zhì)進(jìn)行了物質(zhì)和水的分離。反滲透膜是一種高分子材料，在進(jìn)行制作的時候經(jīng)過了非常特殊的工藝進(jìn)行處理，而且，在進(jìn)行使用的時候?qū)崿F(xiàn)了只能透過水分子的特點(diǎn)。反滲透裝置中一個非常重要的部件就是膜元件，這種物質(zhì)能夠更好的實(shí)現(xiàn)導(dǎo)流層、半透膜以及隔網(wǎng)膜按照一定的順序進(jìn)行粘合，而且能夠非常好的在排孔中心管上進(jìn)行卷制。原水在經(jīng)過加壓處理以后能夠?qū)崿F(xiàn)從元件一端進(jìn)入到隔網(wǎng)層中，然后將一部分鹽類物質(zhì)控制在導(dǎo)流層，將其從順導(dǎo)流網(wǎng)管道中進(jìn)行排出，這樣最終留下的就是淡水。反滲透膜膜孔的孔徑非常小，這樣能夠更好的將水中的溶解鹽、微生物、膠體和有機(jī)物進(jìn)行去除，這樣能夠更好的保證水質(zhì)沒有污染，而且在能耗方面也非常低，在進(jìn)行處理的時候操作也非常簡單，工藝方法也非常方便。
1.5 膜分離技術(shù)特點(diǎn)
膜分離技術(shù)在進(jìn)行應(yīng)用的時候特點(diǎn)非常明顯，在進(jìn)行膜分離的時候使用的設(shè)備非常緊湊，而且結(jié)構(gòu)非常簡單，在進(jìn)行操作和維修方面也非常好。在分離性能方面非常穩(wěn)定，這樣能夠更好的保證水質(zhì)的高品質(zhì)，同時能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)。設(shè)備在進(jìn)行安裝的時候體積非常小，因此占地面積非常小，在進(jìn)行操作的時候安全性也非常高。
2 電廠化學(xué)水處理中膜技術(shù)的應(yīng)用
2.1 膜技術(shù)的應(yīng)用
循環(huán)流化床機(jī)組在設(shè)計鍋爐的補(bǔ)給水系統(tǒng)時，其設(shè)計規(guī)模是供水量 2×70m3/h。產(chǎn)水的水質(zhì)要求需要符合循環(huán)流化床鍋爐的給水規(guī)范：SiO2
2.2 膜技術(shù)的應(yīng)用
小型電廠通常以焚燒生活垃圾發(fā)電，兩套往復(fù)爐排式焚燒鍋爐，單臺處理的能力在500t/d；兩臺9MW中壓單缸沖動凝汽式汽輪機(jī)組，在這其中，鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)的設(shè)計規(guī)模在供水量2×12t/h，采用的原水是當(dāng)?shù)氐暮铀褂玫氖穷A(yù)處理全膜處理工藝（UFRO-EDI）的方式進(jìn)行處理，控制部分采用的是DCS自動控制系統(tǒng)，產(chǎn)水的水質(zhì)要求為符合中壓鍋爐的給水規(guī)范：SiO2
3 結(jié)束語
電廠在進(jìn)行化學(xué)水處理的時候采用膜分離技術(shù)能夠更好的保證鍋爐補(bǔ)給水的質(zhì)量，因此，能夠更好的解決傳統(tǒng)工藝中存在的問題，同時也能更好的保證不會出現(xiàn)環(huán)境污染的問題。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：化學(xué)水處理 連續(xù)電除鹽裝置EDI 化學(xué)清洗 注意事項
中圖分類號：TQ085 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）02（c）-0115-02
連續(xù)電除鹽（electrodeionization，簡稱EDI）技術(shù)是由電滲析和離子交換有機(jī)結(jié)合形成的一種新型膜分離技術(shù)。借助離子交換樹脂的離子交換作用及陰、陽離子交換膜對陰、陽離子的選擇性透過作用，在直流電場的作用下，實(shí)現(xiàn)離子定向遷移，從而完成水的深度除鹽。
1 概述
公司共有兩套連續(xù)電除鹽裝置（EDI），每套EDI裝置包含8個EDI模塊，對于EDI裝置的電流和電壓采取整體監(jiān)控，單套EDI裝置的產(chǎn)水量設(shè)計為25 m3/h，進(jìn)水量為28 m3/h。
2 清洗癥狀分析
當(dāng)EDI系統(tǒng)出現(xiàn)以下或其他癥狀時，需要進(jìn)行化學(xué)清洗或物理沖洗：（1）在正常給水壓力下，產(chǎn)水量較正常值下降10%～15%；（2）為維持正常的產(chǎn)水量，經(jīng)溫度校正后的給水壓力增加10%～15%；（3）產(chǎn)水水質(zhì)降低10%～15%。
3 EDI模塊清洗工作步驟
3.1 清洗配置
以下是整臺設(shè)備的膜塊同時清洗所需設(shè)備和附件。（1）清洗泵。流量：與EDI設(shè)備設(shè)計流量的60～100%（15～30 m3/h），揚(yáng)程：0.2～0.3MPa。（2）清洗過濾器：設(shè)計流量達(dá)到清洗水泵的最大流量，過濾精度1 μm。（3）清洗水箱容積：EDI設(shè)計單位流量（m3/h）的5%（3 m3）；材質(zhì)：PE等非金屬或金屬內(nèi)防腐。（4）連接管道：UPVC管或PE軟管。（5）儀表配置：流量計、pH計、溫度計、TDS儀或電導(dǎo)率儀。
3.2 清洗準(zhǔn)備
（1）清洗前EDI狀態(tài)確認(rèn)。①在清洗前，試運(yùn)行并記錄EDI設(shè)備通過濃水與極水的流量和壓力降以及電壓、電流、濃水排水的電導(dǎo)率（或濃水TDS）及EDI產(chǎn)水品質(zhì)；b.記錄完成后，關(guān)閉EDI設(shè)備，切斷EDI電源，關(guān)閉EDI的全部進(jìn)水和出水閥門。
（2）設(shè)備系統(tǒng)連接。將EDI設(shè)備的濃水和極水進(jìn)出口管道與清洗系統(tǒng)連接，并確認(rèn)連接正確（將非產(chǎn)水端口（極水出口和濃水出口））連接到清洗藥液箱。
（3）清洗配藥。①將去離子水注入清洗水箱，先不加入藥劑；②試運(yùn)行清洗系統(tǒng)，并調(diào)節(jié)泵出口壓力為0.1 MPa，流量為運(yùn)行流量60%～100%（15～30 m3/h）；③根據(jù)清洗水箱的盛水量，確定化學(xué)試劑的加入量，并準(zhǔn)備兩倍或以上的藥劑總量；④將定量的化學(xué)藥劑加入到準(zhǔn)備好的定量的清洗水箱之中；⑤啟動清洗攪拌器或通過清洗水泵進(jìn)行循環(huán)攪拌，讓藥劑完全溶解。
3.3 酸洗程序
（1）清洗目的：清洗EDI濃水室與極水室鹽分結(jié)垢現(xiàn)象。
（2）清洗判定：當(dāng)EDI具有如下某種特征或全部特征時，需要執(zhí)行酸清洗程序。
①EDI濃水流量減少。
②EDI極水流量減少。
③EDI濃水壓力差上升。
④EDI極水壓力差上升。
⑤EDI電流上升或下降。
⑥EDI產(chǎn)水電阻率下降且在執(zhí)行再生程序時無法恢復(fù)性能。
（3）清洗配方：鹽酸（HCI）溶液（以500 L清洗箱為例）。
①去離子水500 L（可用EDI產(chǎn)品水）；②30%鹽酸（化學(xué)純或分析純）10～30 kg；③配制成0.6～1.8%的強(qiáng)酸溶液（應(yīng)完全混合），配制pH=2左右。
混合酸的安全方法：切記要先將水加入到溶器中然后再加入酸。
（4）清洗步驟：①啟動清洗水泵（注意不能將空氣注入），循環(huán)清洗溶液20～30 min；②在循環(huán)過程中，每隔5 min，檢測回流至清洗水箱的水的pH值，如果pH上升0.2～0.4單元，就向清洗水箱中添加少量的酸，維持清洗水箱的pH值在配藥的水平；③循環(huán)后，停止清洗水泵，關(guān)閉清洗進(jìn)出口閥門，浸泡EDI模塊30～90 min，浸泡的時間最長不超過120 min；④開啟清洗閥門，啟動清洗水泵，循環(huán)30～60 min；⑤在循環(huán)過程中，每隔10 min，檢測回流至清洗水箱的水的pH值，如果pH上升0.2～0.4單元，就向清洗水箱中添加少量的酸，維持清洗水箱的pH值在配的水平；⑥向清洗水箱加入堿，中和酸清洗廢液，然后直接排放；⑦向清洗水箱加入EDI的產(chǎn)水，沖洗EDI模塊殘留酸液，直至EDI進(jìn)出口電導(dǎo)率和pH值基本相等。
（5）EDI設(shè)備恢復(fù)：①斷開清洗裝置，恢復(fù)運(yùn)行狀態(tài)（如果還需要執(zhí)行堿洗程序，該步驟先停止）；②按照EDI再生程序設(shè)定再生的所有參數(shù)；③執(zhí)行EDI再生程序，直到達(dá)到離子平衡。在標(biāo)準(zhǔn)模式下運(yùn)行EDI，直到重新獲得所要求的水質(zhì)，恢復(fù)EDI性能。
3.4 堿洗程序
（1）清洗目的：清洗EDI濃水室、極水室、淡水室有機(jī)物及微生物污染或膠體污染。
（2）清洗判定：當(dāng)EDI具有如下某種特征或全部特征時，需要執(zhí)行堿清洗程序。
①有機(jī)物或微生物引起EDI濃水或極水流量減少。
②有機(jī)物或微生物引起EDI濃水或極水壓力差上升。
③有機(jī)物或微生物引起EDI電流變化。
④有機(jī)物或微生物引起EDI淡水流量下降。
⑤有機(jī)物或微生物引起EDI淡水壓力差上升。
⑥有機(jī)物或微生物引起EDI產(chǎn)水品質(zhì)嚴(yán)重下降。
（3）清洗配方。堿溶液（以500 L清洗箱為例）。
①去離子水500 L（可用EDI產(chǎn)品水）。
②氫氧化鈉（化學(xué)純或分析純）0.25～5 kg。
③配制成0.05～1%的堿溶液（應(yīng)完全混合），配制PH=
10.5～12。
特殊說明：配方主要是針對有機(jī)物和微生物污染。
（4）清洗步驟。
①啟動清洗水泵（注意不能將空氣注入），循環(huán)清洗溶液20～30 min。
②在循環(huán)過程中，每隔5 min，檢測回流至清洗水箱的水的pH值，如果pH下降0.2-0.4單元，就向清洗水箱中添加少量的堿，維持清洗水箱的pH值在配藥的水平。
③循環(huán)后，停止清洗水泵，關(guān)閉清洗進(jìn)出口閥門，浸泡EDI模塊30～90 min，浸泡的時間最長不超過120 min。
④開啟清洗閥門，啟動清洗水泵，循環(huán)30～60 min。
⑤在循環(huán)過程中，每隔10 min，檢測回流至清洗水箱的水的pH值，如果pH下降0.2～0.4單元，就向清洗水箱中添加少量的堿，維持清洗水箱的pH值在配藥的水平。
⑥向清洗水箱加入RO產(chǎn)水，然后加入一定量的酸，控制pH值為3～4。
⑦⑺崾淥橢EDI模塊，中和模塊中的殘留堿液，循環(huán)或直接排放。
⑧向清洗水箱加入RO的產(chǎn)水，沖洗EDI模塊，直至EDI進(jìn)出口電導(dǎo)率和pH值基本相等。
（5）EDI設(shè)備恢復(fù)。
①斷開清洗裝置，恢復(fù)運(yùn)行狀態(tài)。
②按照EDI再生程序設(shè)定再生的所有參數(shù)。
③執(zhí)行EDI再生程序，直到達(dá)到離子平衡。在標(biāo)準(zhǔn)模式下運(yùn)行EDI，直到重新獲得所要求的水質(zhì)，恢復(fù)EDI性能。
4 注意事項
（1）清洗過程中嚴(yán)格控制清洗藥劑的配比量；（2）清洗過程中應(yīng)密切關(guān)注藥劑的pH；（3）清洗藥劑的純度及質(zhì)量必須符合膜廠商要求；（4）清洗水溫及壓力應(yīng)在要求范圍內(nèi)。
5 操作化學(xué)藥品的安全規(guī)則
化學(xué)藥品的操作是相當(dāng)危險的，必須要非常小心，遵守適當(dāng)保護(hù)措施，以避免造成人身傷害。操作化學(xué)藥品的安全規(guī)則如下：（1）一定要穿和使用有保護(hù)措施的衣服和設(shè)備，至少要保護(hù)眼睛、臉、頸和手；（2）避免化學(xué)品接觸眼睛、皮膚或衣服；（3）一定要緩慢少量向水中加入化學(xué)品，以免發(fā)生爆炸、沸騰、噴濺或其他激烈反應(yīng)；當(dāng)混合液體時，決不能把水加到化學(xué)品中。（4）不要吸入化學(xué)品的煙氣。
參考文獻(xiàn)
[1] 鞏耀武，管炳軍.火力發(fā)電廠化學(xué)水處理實(shí)用技術(shù)[M].中國電力出版社，2006.
關(guān)鍵詞：電廠化學(xué)；水處理；發(fā)展與應(yīng)用
引言
電廠用水和正常運(yùn)行離不開電廠化學(xué)水處理技術(shù)，尤其是在水資源水硬度、雜質(zhì)多的地方，電廠化學(xué)水處理技術(shù)所表現(xiàn)出來的價值更大，這就需要對電廠化學(xué)水處理技術(shù)進(jìn)行更加深入的研究。
1 電廠化學(xué)水處理的重要意義
眾所周知，水資源是人類賴以生存的要素，沒有了水資源，人類的一切活動都無從談起。工業(yè)用水在水資源的利用中算是重要的方面，而工業(yè)用水所排出的廢水會直接會環(huán)境造成污染，而隨著環(huán)保意識日漸深入人心，人們會更多的考慮廢水的處理問題，而不像以前直接將其排放到大自然中。工業(yè)廢水處理是全世界研究的重點(diǎn)。
而我國經(jīng)濟(jì)進(jìn)入了快速發(fā)展階段，工業(yè)獲得了極大的發(fā)展，與此同時也帶來諸多問題，電廠問題是比較突出的。電力設(shè)備的正常運(yùn)行才能保障電廠的發(fā)電、供電，但如果電廠的水達(dá)不到相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，就會出現(xiàn)很多問題，其中設(shè)施問題比較多，如積鹽、結(jié)垢、腐蝕等，它們除了會造成設(shè)施的毀損外，還會阻礙電廠的日常工作。僅就現(xiàn)階段的發(fā)展來看，我國電廠所用的化學(xué)水處理工藝基本都是通過采集工藝系統(tǒng)的pH值、溫度、磷酸根含量等參數(shù)來檢測電廠的循環(huán)水需不需要進(jìn)行處理。
2 電廠化學(xué)水處理工藝
傳統(tǒng)的電廠化學(xué)水處理通常是按照需要的功能進(jìn)行處理，不同的化學(xué)水處理過程所運(yùn)用的處理工藝也不盡相同。先進(jìn)行電廠用水的原水測試，然后進(jìn)行預(yù)處理，進(jìn)入鍋爐后進(jìn)行鍋爐補(bǔ)給水的預(yù)處理，從鍋爐中出來后又要進(jìn)行一系列不同的處理。傳統(tǒng)的電廠化學(xué)水處理有很多弊端，技術(shù)上不成熟是一個方面，管理上也有很多的不便條件，占地面積廣大，崗位較為分散?，F(xiàn)階段電廠使用的水處理系統(tǒng)主要是電廠汽機(jī)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)和化學(xué)水處理系統(tǒng)，發(fā)展得也比較成熟。另外，膜分離技術(shù)也會應(yīng)用到，主要是通過膜分離來處理電廠的化學(xué)用水。
3 電廠化學(xué)水綠色處理措施
3.1 化學(xué)清洗鈍化
電廠化學(xué)處理中，清洗鍋爐是基本工作之一，主要為了提高鍋爐的工作效率，降低鍋爐中的結(jié)垢程度。鈍化是化學(xué)清洗中的最后一步，使用的是亞硝酸鈉。但亞硝酸鈉是一種致癌物質(zhì)，可對人體造成很大的傷害。各國紛紛加大研發(fā)的力度來尋找可以替代亞硝酸鈉的物質(zhì)，大量的實(shí)驗(yàn)得出過氧化氫也能進(jìn)行鍋爐的鈍化處理，并且環(huán)保沒有毒性，達(dá)到了零排污的綠色化學(xué)目標(biāo)。
3.2 發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水處理
發(fā)電機(jī)是電廠生產(chǎn)運(yùn)行中重要的設(shè)備。運(yùn)行中，發(fā)電機(jī)內(nèi)部會產(chǎn)生大量的摩擦熱，如果熱量沒有能夠及時排出，就會直接作用在電機(jī)上，使發(fā)電機(jī)無法正常工作。所以通常情況下電廠會以內(nèi)冷水的方式來進(jìn)行循環(huán)水降溫，但循環(huán)水會腐蝕發(fā)電機(jī)的銅導(dǎo)線。很多電廠以添加緩蝕劑的方法避免內(nèi)冷水對發(fā)電機(jī)銅線產(chǎn)生太大干擾。但緩蝕劑自身會帶有一定的毒性，有的會帶有刺鼻的味道，這顯然不利于工作人員的身體健康。有的會對環(huán)境造成極大的影響，處理不當(dāng)就會造成人或動物中毒事故。所以需要研究出綠色化的方法來處理發(fā)電機(jī)的內(nèi)冷水。有的專家提出采用凝結(jié)水調(diào)節(jié)內(nèi)冷水水質(zhì)，除去氧氣和二氧化碳使水質(zhì)保持良好來實(shí)現(xiàn)防腐，這是一個很好的發(fā)展方向。
3.3 循環(huán)冷卻水處理
現(xiàn)階段電廠采用緩蝕阻垢的方法處理循環(huán)冷卻水，會用到鉻系、鋅系、磷系、全有機(jī)系等處理藥劑，使用比較多的當(dāng)屬磷系和全有機(jī)系。鉻和鋅本身就是有害元素，所以用其進(jìn)行水處理必然會造成環(huán)境污染。而磷是水中微生物營養(yǎng)物質(zhì)的直接提供者，使用磷系和全有機(jī)系作為水處理藥劑也會存在一定的問題，如會使菌藻類物質(zhì)大量生長。另外，經(jīng)過處理的廢水也會因?yàn)楹辛锥棺陨淼呐欧攀艿揭欢ǖ南拗?。綜上所述，這些利用緩蝕阻垢等水處理藥劑來進(jìn)行循環(huán)冷卻水的處理存在的弊端還是比較大的。從發(fā)展前景來看，利用不酸化的pH調(diào)節(jié)處理水循環(huán)還是比較可取的。
3.4 爐水排放的綠色化學(xué)處理
我國的電廠鍋爐運(yùn)行中多采用磷酸鹽來處理水，然后再進(jìn)行排放。這就會在一定程度上形成污水排放，使本地的水資源受到破壞。特別是有的電廠在污水還處于高溫的情況下就進(jìn)行排放，不僅造成了污染，還使很多的熱能浪費(fèi)。如果在爐水處理時采用綠色化學(xué)法，除了能夠有效減少水資源污染外，還是提升鍋爐運(yùn)行效率和資源利用率的有效途徑。從實(shí)際情況出發(fā)，進(jìn)行鍋爐和相關(guān)設(shè)備的管理工作，還要分析爐水處理所用添加劑的化學(xué)成分，找出能綜合其所得反應(yīng)物的中和劑，對爐水進(jìn)行處理，達(dá)到零排放的目標(biāo)。另外，改變處理爐水的方式，達(dá)到鍋爐零排污的目標(biāo)，即使鍋爐要排污，也不會產(chǎn)生環(huán)境污染等問題，這是從源頭上解決問題，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)鍋爐的節(jié)水和節(jié)能，這是基于綠色化學(xué)處理的觀點(diǎn)。
3.5 鍋爐給水的綠色化學(xué)處理
現(xiàn)階段電廠處理鍋爐的給水通常情況都是除氧器進(jìn)行熱力除氧后，再進(jìn)行化學(xué)除氧操作。發(fā)電廠多采用亞硫酸鈉和聯(lián)胺進(jìn)行鍋爐給水的化學(xué)除氧。采用聯(lián)胺具有的優(yōu)勢是很多的，除了能夠較好地去除氧外，并且聯(lián)胺和氧氣反應(yīng)后不會產(chǎn)生固態(tài)物質(zhì)，鍋爐給水中的含鹽量也不會因?yàn)槎叩姆磻?yīng)而增加。但采用聯(lián)胺也會有一些問題，那就是低溫狀態(tài)下，聯(lián)胺與氧氣的反應(yīng)速度較慢。除此以外，聯(lián)胺可能存在潛在的致癌性。采用亞硫酸鈉也有很多優(yōu)點(diǎn)，操作簡單并且成本低廉，操作安全。但采用亞硫酸鈉也存在一定的缺點(diǎn)，那就是亞硫酸鈉的量不好掌握。
4 結(jié)束語
通過文章的分析使我們深刻地感受到電廠化學(xué)水處理技術(shù)是一項系統(tǒng)化的工程，內(nèi)部較為復(fù)雜。關(guān)于電廠化學(xué)水處理技術(shù)有很多種類，也各有優(yōu)缺點(diǎn)。經(jīng)過多年的努力，我國的電廠化學(xué)水處理技術(shù)取得了很大的發(fā)展，但和發(fā)達(dá)國家相比，我們的差距還是很大的，無論是在科學(xué)研究水平上，還是從發(fā)展的速度上，這一點(diǎn)應(yīng)該得到相關(guān)部門的清醒認(rèn)識。這就需要相關(guān)的工作人員注意積累工作中的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，加大科學(xué)研究的投入力度，借鑒發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)技術(shù)，使電廠使用的水質(zhì)量得到更大的提高，進(jìn)而為電廠電能生產(chǎn)的穩(wěn)定提供更多的可能。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞 水污染 物理化學(xué)法 處理技術(shù)
中圖分類號：X703.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
1緒論
水資源是人類社會發(fā)展最重要的資源，而當(dāng)今社會，人類正面臨著水污染嚴(yán)重的環(huán)境問題。物理化學(xué)法是一種運(yùn)用物理和化學(xué)的綜合作用使廢水得到凈化的方法，處理的對象主要為：水中的無機(jī)的和有機(jī)的（難于生物降解）溶解質(zhì)和膠體物質(zhì)。尤其適合處理雜質(zhì)濃度很高的廢水以回收原料，也適合于對雜質(zhì)濃度很低的廢水進(jìn)行深度處理。
通常有混凝、沉淀、浮選、過濾、化學(xué)沉淀、離子交換、消毒等。本文將著重介紹物理化學(xué)處理方法中的當(dāng)前比較流行的、應(yīng)用比較多的物理化學(xué)處理技術(shù)，并論述哪種處理方法在今后會得到更好的發(fā)展和更廣泛的應(yīng)用。
2物理化學(xué)廢水處理技術(shù)
2.1吸附法
使廢水與固體接觸，并使污染物吸附在吸附劑上，然后再將水與吸附劑進(jìn)行分離，最終達(dá)到水處理目的。吸附法可有效完成對水的多種凈化功能，如脫色、脫臭、脫重金屬離子或難生物降解的有機(jī)物等。常用的吸附劑有活性炭、吸附樹脂和粘土礦物。
2.2氣浮法
氣浮是向廢水中通入空氣，并以微小氣泡形式從水中析出成為載體，使廢水中的乳化油、微小懸浮顆粒等污染物質(zhì)黏附在氣泡上，隨氣泡一起上浮到水面形成浮渣，達(dá)到分離凈化的目的。但如果對產(chǎn)生大量的浮渣不進(jìn)行處理就會造成二次污染，所以一般不會單獨(dú)使用。
2.3混凝法
混凝沉淀原理在混凝劑的作用下，使廢水中的膠體和細(xì)微懸浮物凝聚成絮凝體，然后予以分離除去的水處理法。主要處理水中的微小懸浮顆粒和膠體，但由于混凝的機(jī)理至今仍未完全清楚，因而還有待研究。
2.4離子交換法
離子交換法是借助于離子交換劑中的交換離子同廢水中的離子進(jìn)行交換而去除廢水中有害離子的方法，主要應(yīng)用于水的軟化和除鹽。
離子交換的特點(diǎn)：依當(dāng)量關(guān)系進(jìn)行，反應(yīng)可逆，且交換具有選擇性。應(yīng)用于各種金屬表面加工產(chǎn)生的廢水處理和從原子核反應(yīng)器、醫(yī)院和實(shí)驗(yàn)室廢水中回收或去除放射性物質(zhì)，具有廣闊的前景。但離子交換劑的再生及再生液的處理卻是一個有待解決的難題。
2.5膜分離法
膜分離法是利用隔膜使溶劑同溶質(zhì)或微粒分離的方法。根據(jù)溶質(zhì)或溶劑透過膜的推動力不同，膜分離法可分為3類：
（1）電滲析：主要用于去除廢水中的鹽分，對非水溶性電解質(zhì)的膠體物質(zhì)和無機(jī)物等不能去除，對鐵、錳或高分子有機(jī)酸等物質(zhì)，即使為離子狀態(tài)，但由于易沉積在膜上，造成膜性能的劣化，因此需還要進(jìn)行預(yù)處理。
（2）反滲透和超濾：超濾和反滲透及微過濾都是以壓力差為推動力的，超濾主要用于生物大分子的脫鹽脫水和濃縮；反滲透不僅可以去除水中的無機(jī)物，還可以去除幾乎全部有機(jī)物。
（3）擴(kuò)散滲析：它主要用于有機(jī)和無機(jī)電解質(zhì)的分離和純化以及用于酸、堿廢液的處理和回收。膜分離最大的缺點(diǎn)就是膜結(jié)垢、膜污染以及對濃縮污染物質(zhì)的去除問題。
2.6高級氧化法
2.6.1光化學(xué)氧化
光化學(xué)反應(yīng)是在光的作用下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，采用臭氧或過氧化氫作為氧化劑，在紫外線的照射下使污染物氧化分解，從而達(dá)到污水的處理，光化學(xué)氧化系統(tǒng)主要有：UV/H2O2系統(tǒng)、UV/O3系統(tǒng)和UV/O3/H2O2系統(tǒng)。
以UV/H2O2系統(tǒng)為例，該法對有機(jī)物的去除能力比單獨(dú)用過氧化氫或紫外線更強(qiáng)。不僅能有效去除水中有機(jī)污染物而且不會造成二次污染，也不需要后續(xù)處理。如果在光化學(xué)氧化中加入適當(dāng)?shù)拇呋瘎?，就形成了光催化氧化法，它是一項具有廣泛應(yīng)用前景的新型水處理技術(shù)。
2.6.2超聲波空化
超聲空化作用原理是當(dāng)有一定功率的超聲波輻射水溶液時，水中的微小泡核在超聲負(fù)壓和正壓的作用下急速膨脹和壓縮、破裂和崩潰。超聲空化氧化技術(shù)常用于處理難以降解的有毒有機(jī)污染物對自然水域和地下水源的污染。超聲波空化技術(shù)相對于其他技術(shù)，具有成本低、無污染的特點(diǎn)，具有良好的應(yīng)用前景。
2.6.3超臨界水氧化
當(dāng)水的溫度和壓力分別處于臨界溫度和臨界壓力以上時，水就進(jìn)入了超臨界狀態(tài)。有機(jī)物在超臨界水中氧化，除發(fā)生氧化反應(yīng)外，還伴隨有機(jī)物的水解、熱解等反應(yīng)。具有效率高、處理徹底、適應(yīng)范圍廣、不會形成二次污染、反應(yīng)速率快并不需要額外供熱等特點(diǎn)。
3結(jié)論
通過對以上這些物理化學(xué)廢水處理技術(shù)原理的介紹及其特點(diǎn)的分析，可知每種方法都有其各自的適應(yīng)條件和自身的不足之處。其中高級氧化技術(shù)以其處理效果好并不會產(chǎn)生二次污染的優(yōu)勢，將會成為未來物理化學(xué)法處理廢水的主要技術(shù)及發(fā)展趨勢。
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[2] 魏宏斌，徐迪民.水中有機(jī)污染物物理、化學(xué)處理技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].上海環(huán)境科學(xué)，1997，4（16）：14-18.
關(guān)鍵詞：煤礦；礦井廢水；回收技術(shù)
目前，煤炭在中國能源資源中占據(jù)絕對優(yōu)勢，可是隨著煤礦開采規(guī)模擴(kuò)大，礦井生產(chǎn)過程中形成的廢水量也明顯增多，如果未對礦井廢水處理而直接排放，必然對地下水資源與生態(tài)環(huán)境造成污染，而且會導(dǎo)致水資源嚴(yán)重浪費(fèi)。據(jù)相關(guān)調(diào)查，中國大約50%的礦區(qū)水資源貧乏，直接影響煤炭生產(chǎn)發(fā)展。針對煤礦生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水，要采用科學(xué)、有效的技術(shù)進(jìn)行處理，把煤礦廢水轉(zhuǎn)變成煤礦生產(chǎn)用水，實(shí)現(xiàn)煤礦廢水的回收與應(yīng)用，從而推動煤礦生產(chǎn)進(jìn)一步發(fā)展。因而，通過研究煤礦礦井廢水處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)廢水的回收與應(yīng)用，對煤礦企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
1煤礦礦井廢水處理技術(shù)
現(xiàn)階段，煤礦礦井廢水處理技術(shù)主要包含物理化學(xué)技術(shù)、生物技術(shù)及自然生態(tài)技術(shù)。a)物理化學(xué)技術(shù)。物理化學(xué)法的基本原理是物質(zhì)間存在的物理化學(xué)效應(yīng)，應(yīng)用相關(guān)物理化學(xué)法實(shí)現(xiàn)礦井廢水污染物的有效轉(zhuǎn)化，去除有害物質(zhì)，完成廢水凈化。一般應(yīng)用的物理化學(xué)方法主要為萃取法與光化學(xué)混凝法及膜分離法等。煤礦礦井廢水處理中物理化學(xué)法發(fā)揮著關(guān)鍵作用，主要原因是礦井廢水存在大量懸浮物質(zhì)，且濃度相對較大，一定要先處理體積大與密度大的污染物質(zhì)，不然會導(dǎo)致生化處理效果不佳。因而，礦井廢水應(yīng)用生化處理前，必須對礦井廢水中的固體與液體進(jìn)行有效分離，并先處理固體物質(zhì)，然后才能夠開展生化處理；b)生物技術(shù)。生物技術(shù)主要指應(yīng)用自然微生物具備的呼吸作用，通過微生物呼吸作用實(shí)現(xiàn)礦井廢水中有機(jī)物質(zhì)的降解，同時應(yīng)用生物技術(shù)可降低廢水處理過程中對生態(tài)環(huán)境造成的不利影響[1]。普遍應(yīng)用的生物處理技術(shù)為氧化溝處理技術(shù)，通過氧化溝臭氧可有效去除污水中存在的COODer，并且減小氨氮含量。查閱相關(guān)實(shí)驗(yàn)資料發(fā)現(xiàn)，采用氧化溝技術(shù)處理礦井廢水，其中COODer去除率與總氮去除率都達(dá)到了75.9%，有效減小SS含量；c)自然生態(tài)技術(shù)。目前自然生態(tài)技術(shù)主要是人工濕地處理與穩(wěn)定塘處理及土地處理。大量實(shí)踐表明，礦井廢水處理中人工濕地技術(shù)效果最好。而穩(wěn)定塘處理技術(shù)中的氧化塘與土地處理系統(tǒng)可選擇煤礦塌陷盆地，這樣可根據(jù)礦井廢水與礦區(qū)生活廢水相關(guān)情況設(shè)計處理系統(tǒng)，從而提高社會效益與環(huán)境效益。另外，選擇自然生態(tài)技術(shù)處理礦井廢水，可有效減小礦井廢水污染物的濃度，并且改進(jìn)煤礦塌陷盆地生態(tài)環(huán)境。
2礦井廢水回收應(yīng)用技術(shù)
2.1磁混凝沉淀工藝
磁混凝沉淀是根據(jù)混凝物理化學(xué)基本原理，并且融合生物作用原理，實(shí)現(xiàn)了多種原理與過程融合的復(fù)合工藝。首先通過磁分離然后通過生物作用，實(shí)現(xiàn)兩者的密切結(jié)合，有效發(fā)揮出磁分離與生物作用特點(diǎn)，有效處理廢水。如今，在一般混凝沉淀工藝中添加適量磁粉，就可實(shí)現(xiàn)磁粉與礦井廢水中的相關(guān)物質(zhì)絮凝結(jié)合，并且呈現(xiàn)出混凝與絮凝效果，這樣就可產(chǎn)生高密度與大體積的絮狀物體，最終完成快速沉降目標(biāo)，詳細(xì)工藝流程見圖1。磁混凝沉淀工藝的優(yōu)勢是具備良好的絮凝效果，同時磁粉能夠通過磁鼓實(shí)現(xiàn)回收循環(huán)應(yīng)用[2]。但是現(xiàn)階段此回收技術(shù)并不成熟，且技術(shù)穩(wěn)定性仍然需要考證，因此磁混凝沉淀工藝并未普遍應(yīng)用在礦井廢水處理及回收應(yīng)用方面。
2.2活性炭吸附技術(shù)
煤礦礦井廢水中通常包含揮發(fā)酚成分，而酚類是高毒物質(zhì)，其能夠通過皮膚與口腔及粘膜等深入人類身體，如果酚濃度比較低，可造成細(xì)胞蛋白質(zhì)變性；如果酚濃度相對較高，就會造成蛋白質(zhì)沉淀。人類長期飲用含酚類成分的水源可能引發(fā)蛋白質(zhì)變性與凝固，發(fā)生頭暈、出疹及相關(guān)神經(jīng)癥狀，嚴(yán)重時可能引發(fā)中毒[3]。因而在處理礦區(qū)生活飲用水時，要設(shè)置活性炭吸附設(shè)備，通常活性炭比表面積能夠達(dá)到800m2/g～2000m2/g，具備較強(qiáng)吸附能力。同時設(shè)備應(yīng)該選擇連續(xù)模式的固定床吸附操作辦法，這樣活性炭的吸附劑厚度能夠達(dá)到3.5m，生活廢水由上至下過濾，速度大約是4m/h～15m/h，并且接觸時間最長不超過1h。但隨著過濾時間延長，活性炭就會不斷吸附廢水中物質(zhì)，慢慢的活性炭吸附能力就會達(dá)到飽和，不再吸附廢水中雜質(zhì)，因而必須及時更換新的活性炭，以保證廢水處理質(zhì)量。
2.3生物濾池工藝
生物濾池工藝主要指制作一個生物膜的介質(zhì)濾料填充床，使廢水從介質(zhì)中流過。在廢水流過濾池時，養(yǎng)料與O2就會進(jìn)入到生物膜中，形成生物同化作用，生成的CO2與其它相關(guān)代謝物就會從生物膜中釋放出來，并且進(jìn)入廢水中。另外，O2進(jìn)入生物膜中，也為微生物生長提供O2，從而保證生物膜具備較強(qiáng)的活性，詳細(xì)流程如圖2所示。圖2生物濾池污水處理系統(tǒng)煤礦廢水首選通過沉砂池進(jìn)行沉淀，然后通過介質(zhì)進(jìn)入到微生物濾池，同時養(yǎng)料與O2也會擴(kuò)散到微生物濾池，這樣微生物就可應(yīng)用O2與養(yǎng)料產(chǎn)生微生物同化作用，最后再通過反沖洗水獲取干凈水。生物濾池結(jié)合了生物氧化與化學(xué)吸附及物理截慮等相關(guān)原理，因而應(yīng)用生物濾池技術(shù)處理煤礦廢水，可得到優(yōu)質(zhì)的水資源，特別是富營養(yǎng)化的污染水體或微生物染污相對嚴(yán)重的水體[4]。但是生物濾池技術(shù)也存在不足之處，實(shí)踐應(yīng)用過程中要為微生物正常生長構(gòu)建適宜的物理與化學(xué)環(huán)境，如溫度與離子濃度等。
2.4膜處理技術(shù)
膜分離技術(shù)因?yàn)榫邆浞蛛x、純化及精制等功能，并且高效、環(huán)保，操作過程簡單，容易控制，所以在多個領(lǐng)域普遍應(yīng)用，特別是水處理方案發(fā)展十分迅速，現(xiàn)已是水質(zhì)深度處理與回用的關(guān)鍵技術(shù)。膜過濾分為過濾、超濾機(jī)反滲透等多個分離過程。膜處理技術(shù)關(guān)系到微濾膜、反滲透及超濾膜工藝等相關(guān)技術(shù)，是以微生物降解功能與膜分離作為基礎(chǔ)進(jìn)行污水處理，而且應(yīng)用超濾膜工藝與反滲透系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)有關(guān)組件在曝氣池中的安裝，免去二次沉淀池與污泥回流系統(tǒng)設(shè)置，同時廢水處理后的水質(zhì)效果更好，能夠直接用于生活飲用水。
2.5臭氧氧化技術(shù)
臭氧屬于強(qiáng)氧化劑，可應(yīng)用在消毒與廢水處理方面。臭氧處在常溫常壓環(huán)境下是亞穩(wěn)態(tài)氣體，因而煤礦廢水處理過程中需要進(jìn)行現(xiàn)場制備。而高壓環(huán)境下，O3可快速分解，所以制備與輸送O3時一定要在低壓環(huán)境下進(jìn)行。煤礦廢水處理過程中應(yīng)用臭氧氧化技術(shù)，一般是對水進(jìn)行消毒處理。臭氧氧化技術(shù)主要具備以下優(yōu)勢：a)O3能夠快速殺菌、消毒，可氧化有機(jī)化合物與無機(jī)化合物，并且可以有效去除其它工藝難以去除的雜質(zhì)；b)部分O3可轉(zhuǎn)變成O2，可增加水中溶解氧的含量，而且效率高，并不會產(chǎn)生二次污染；c)制備O3過程中應(yīng)用的電與空氣不需要儲存于運(yùn)輸，同時設(shè)備占地面積小，操作程序簡單；d)O3還能夠強(qiáng)化絮凝效果，降低混凝劑添加量，顯著提高過濾速度。
3結(jié)語
礦井水是煤礦產(chǎn)業(yè)特有的污染源，但也是一種珍貴的水資源?，F(xiàn)階段，中國一些煤礦生產(chǎn)嚴(yán)重缺水，而且個別煤礦并未對礦井水進(jìn)行處理就直接排放，不僅嚴(yán)重浪費(fèi)水資源，還對生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重影響。因而，要應(yīng)用各種水處理技術(shù)與回用技術(shù)，把礦井水轉(zhuǎn)變?yōu)楣I(yè)用水或生活用水，既能解決煤礦生產(chǎn)水資源短缺問題，還可節(jié)約地下水資源，為煤礦企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。
作者:李亞前 單位:山西汾河焦煤股份有限公司三交河煤礦
參考文獻(xiàn)：
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[關(guān)鍵詞]污水處理 氨 氮 生物化學(xué)處理 生化處理技術(shù)法
中圖分類號：R123.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）21-0381-01
當(dāng)前我國工業(yè)企業(yè)所排出的污水種類眾多，污水總量很大，而氨氮污水是其中非常重要的一部分。根據(jù)國家環(huán)保部2011年公布的有關(guān)2010年主要工業(yè)行業(yè)氨氮排放統(tǒng)計數(shù)據(jù)如下：
1、化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè)：13.16萬噸；2、有色金屬冶煉及壓延加工業(yè)：3.13萬噸；3、石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)：2.57萬噸；4、農(nóng)副產(chǎn)品加工業(yè)：1.79萬噸；5、紡織業(yè)：1.60萬噸；6、皮革、羽絨及制品加工業(yè)：1.49萬噸；7、飲料制造業(yè)：1.24萬噸；8、食品制造業(yè)：1.12萬噸；
以上總計：26.1萬噸?？紤]到有關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)的可靠性，實(shí)際工業(yè)氨氮排放量將達(dá)到30萬噸以上。另外，考慮到城市污水、農(nóng)業(yè)、養(yǎng)殖等行業(yè)巨大污水排放量，我國總的氨氮年排放量約264萬噸。
大量的氨氮排放不僅嚴(yán)重污染環(huán)境，而且造成巨大資源浪費(fèi)，因此國家“十二五”發(fā)展規(guī)劃中將氨氮減排列入控制指標(biāo)，要求“十二五”末氨氮排放量在2010年的基礎(chǔ)上減排10%。？考慮到經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及工業(yè)總量的增加，不僅要在原有氨氮排放總量的基礎(chǔ)上減排10%，而且將經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及工業(yè)總量增加所帶來的氨氮排放量全部“吃掉”，要實(shí)現(xiàn)這樣強(qiáng)制性減排目標(biāo)，難度非常大。這不僅需要各企業(yè)單位加強(qiáng)環(huán)保設(shè)施的建設(shè)及管理，同時更重要的是各大專院校及科研機(jī)構(gòu)大力研究開發(fā)高效、低成本的氨氮污水處理技術(shù)及裝備，為國家氨氮污染物的減排提供技術(shù)支撐。
一、氨氮污水處理技術(shù)簡介
氨氮污水的處理技術(shù)大致可以分為兩大類：一類是生化處理技術(shù)；另一類是物理化學(xué)處理技術(shù)。
（一）生化處理技術(shù)
生化法是利用好氧菌及厭氧菌的硝化和反硝化過程，將污水中的氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，然后轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓瑢?shí)現(xiàn)污水的達(dá)標(biāo)排放。生化法能徹底脫除污水中的氨，并且不會造成二次污染，能耗較物理化學(xué)法低。但由于生物所能承受氨氮的濃度較低，一般生物處理氨氮濃度不能超過200mg?L-1，如果污水中的氨氮濃度高于200mg?L-1，而低于1000mg?L-1時則通常需要采用物理化學(xué)法和生化法相結(jié)合的工藝，即采用物理化學(xué)法先去除污水中部分氨，然后再采用生化法將氨氮徹底去除到排放標(biāo)準(zhǔn)。如果污水中的氨氮濃度高于1000mg?L-1，例如幾千mg?L-1，甚至達(dá)到數(shù)萬mgL-1，則主要采用物化法，首先將污水中的氨氮降至15mg?L-1（國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)）以下，甚至更低，然后采用生化方法處理其他污染物，如COD等。
（二）物理化學(xué)處理技術(shù)
國內(nèi)外處理高濃度氨氮廢水的物理化學(xué)方法很多，主要有空氣吹脫法、蒸汽汽提法、折點(diǎn)加氯法、離子交換法、化學(xué)沉淀法、催化濕式氧化法和煙道氣治理法等，這些方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，可用于不同條件的污水處理。？在這里就不詳細(xì)論述了。
1.生化法
生化處理技術(shù)是目前制藥廢水廣泛采用的處理技術(shù)。由于制藥廢水中有機(jī)物濃度很高，所以一般需要用厭氧和好氧相結(jié)合的方法才能取得好的處理效果。
1.1 厭氧生物處理
國內(nèi)處理高濃度有機(jī)制藥廢水以厭氧法為主，但單獨(dú)使用出水COD仍高，一般要再進(jìn)行后處理，即好氧生物處理。優(yōu)點(diǎn)是可直接處理高濃度有機(jī)制藥廢水，不用稀釋，節(jié)能，產(chǎn)甲烷可回收利用，剩余污泥量少。
（1）上流式厭氧污泥床法（UASB法）。優(yōu)點(diǎn)是厭氧消化效率高、結(jié)構(gòu)簡單、水力停留時間短、無需另設(shè)污泥回流裝置等。缺點(diǎn)是UASB運(yùn)行時，對管理技術(shù)要求較高，且啟動馴化困難。
（2）上流式厭氧污泥床過濾器（UASB+AF）。是近年來發(fā)展起來的一種新型復(fù)合式厭氧反應(yīng)器，它結(jié)合了UASB和厭氧濾池（AF）的優(yōu)點(diǎn)，使反應(yīng)器的性能有了改善。
（3）水解酸化法。水解池全稱水解升流式污泥床（HUSB），它是改進(jìn)的UASB。優(yōu)點(diǎn)是可將難降解大分子有機(jī)污染物初步分解為小分子有機(jī)污染物，提高可生化性；反應(yīng)速度，池小、投資少，并能減少污泥量；不需密閉，攪拌，不設(shè)三相分離器，降低造價。
（4）厭氧符合床（UBF）。與UASB相比，具有分離效果好，生物量大， 生物種類繁多，處理效率高，運(yùn)行穩(wěn)定性強(qiáng)，是實(shí)用高效的厭氧生物反應(yīng)器。
（5）厭氧折流板反應(yīng)器（ABR）。該反應(yīng)器因具有結(jié)構(gòu)簡單、污泥截留能力強(qiáng)、穩(wěn)定性高、對高濃度有機(jī)廢水，特別是對有毒、難降解廢水處理中有特殊的作用，因而引起了人們的關(guān)注。
1.2 好氧生物處理
進(jìn)行好氧處理時一般需要對原水進(jìn)行稀釋，因此動力消耗大，并且廢水可生化性差，所以一般之前要進(jìn)行預(yù)處理。
（1）普通活性污泥法。缺點(diǎn)是廢水需大量稀釋，運(yùn)行中泡沫多，易發(fā)生污泥膨脹，剩余污泥量大，去除率不高，常必須采用二級或多級處理。因此，改進(jìn)曝氣方法和微生物固定技術(shù)以提高廢水的處理效果已成為近年來活性污泥法研究和發(fā)展的重要內(nèi)容。
（3）生物接觸氧化。該方法集活性污泥法和生物膜法的優(yōu)勢于一體，具有較高的處理負(fù)荷，能處理易引起污泥膨脹的制藥廢水。
（5）吸附生物降解法（AB法）。屬超高負(fù)荷活性污泥法。對BOD5、COD、SS、P和氨氮的去除率一般均高于常規(guī)活性污泥法。
（6）生物活性碳。優(yōu)點(diǎn)是不僅能利用物理吸附作用，還能充分利用附著微生物對污染物的降解作用，大大提高COD去除率，氨、氮、色度的去除率也較高。缺點(diǎn)是費(fèi)用較高。
（7）生物流化床。將普通的活性污泥法和生物濾池法兩者的優(yōu)點(diǎn)融為一體，因而具有容積負(fù)荷高、反應(yīng)速度快、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。
（8）循環(huán)式活性污泥法（CASS法）。與SBR相比，優(yōu)點(diǎn)是對難降解有機(jī)物的去除效果更好；進(jìn)水過程是連續(xù)的，單個池子可獨(dú)立運(yùn)行；比SBR法的抗沖擊能力更好。
參考文獻(xiàn)
