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水處理技術(shù)工作總結
總結是指社會(huì )團體、企業(yè)單位和個(gè)人在自身的某一時(shí)期、某一項目或某些工作告一段落或者全部完成后進(jìn)行回顧檢查、分析評價(jià)，從而肯定成績(jì)，得到經(jīng)驗，找出差距，得出教訓和一些規律性認識的一種書(shū)面材料，它可使零星的、膚淺的、表面的感性認知上升到全面的、系統的、本質(zhì)的理性認識上來(lái)，因此十分有必須要寫(xiě)一份總結哦。那么我們該怎么去寫(xiě)總結呢？下面是小編為大家收集的水處理技術(shù)工作總結，希望能夠幫助到大家。
工業(yè)廢鹽、高濃度含鹽廢水的安全、經(jīng)濟有效處置已經(jīng)成為制約產(chǎn)生工業(yè)廢鹽、高濃度含鹽廢水相關(guān)行業(yè)發(fā)展的瓶頸問(wèn)題。其處置方式按照處置物態(tài)的不同可分為濕法處置和干法處置。本文系統性地梳理了這兩類(lèi)方法包含的各種處理技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，并對工業(yè)廢鹽、高含鹽有機廢水的處理技術(shù)進(jìn)行了展望。
一、引言
工業(yè)廢鹽主要來(lái)源于化工、制藥、農化、煤化工生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的含有有機物及其他有毒的含鹽廢液、固體的工業(yè)廢鹽，主要產(chǎn)鹽環(huán)節有母液(工藝廢水)產(chǎn)生的反應鹽、酸堿化學(xué)反應的中和鹽、鹽析鹽、蒸餾殘液產(chǎn)生的鹽泥等。廢鹽中有機物組成復雜，具有種類(lèi)繁多、成分復雜、來(lái)源眾多、處理成本高、環(huán)境危害大等特點(diǎn)。近年來(lái)，我國廢鹽產(chǎn)生量不斷增加，預計年產(chǎn)生量超過(guò)3000萬(wàn)噸。
20xx年《國家危險廢物名錄》把多種生產(chǎn)過(guò)程中的蒸餾和反應殘余物、廢母液與反應罐及容器清洗廢液等廢棄物正式列入危險廢物名錄。廢鹽若處理不當，會(huì )直接導致地表水、地下水、土壤的污染。目前，廢鹽普遍實(shí)行建庫集中暫存的方式進(jìn)行處理，面臨高昂的儲存、管理成本，企業(yè)難以負擔，已經(jīng)成為制約企業(yè)發(fā)展的"卡脖子"問(wèn)題。與此同時(shí)，工業(yè)廢鹽也是一種重要化工原料，若能回收利用化工副產(chǎn)廢鹽作為工業(yè)原料用鹽，不僅可以消除其對環(huán)境的污染，還可以充分利用鹽資源，實(shí)現副產(chǎn)鹽資源化與循環(huán)化利用。在此背景下，廢鹽的無(wú)害化、資源化綜合利用成為廢鹽處置的必然出路，而制約其大規模發(fā)展的因素主要將廢鹽中有機物的去除。
二、工業(yè)廢鹽的來(lái)源和特點(diǎn)
我國涉及廢鹽產(chǎn)生的行業(yè)眾多，產(chǎn)生的廢鹽種類(lèi)包括單一廢鹽，混鹽和雜鹽(含雜質(zhì))，根據其生產(chǎn)工藝的特殊性和生產(chǎn)環(huán)節的差異導致不同行業(yè)產(chǎn)生的廢鹽有較大差別，主要特點(diǎn)如表1所示。
其中，農藥生產(chǎn)是廢鹽產(chǎn)生的主要行業(yè)。我國生產(chǎn)1噸農藥產(chǎn)品平均產(chǎn)生1噸左右的廢鹽，其主要來(lái)源干農藥中間體和原藥的生產(chǎn)過(guò)程，因此農藥廢鹽年產(chǎn)生量可達到100多萬(wàn)噸。農藥廢鹽中有機物含量較多，主要為鹵代烴類(lèi)、苯系物類(lèi)復雜成分，所含有機物沸點(diǎn)和熱分解溫度均在200-600℃內。
印染行業(yè)的基本生產(chǎn)原料包括萘系、蒽醌、苯系、苯胺及聯(lián)苯胺類(lèi)化合物。這些物質(zhì)在加工生產(chǎn)過(guò)程中易和金屬、鹽類(lèi)等物質(zhì)發(fā)生螯合，使得染料廢水中含高濃度鹽、重金屬，同時(shí)存在COD高等問(wèn)題，從而造成副產(chǎn)廢鹽中稠環(huán)類(lèi)有機物含量高，同時(shí)還可能伴有重金屬。在水處理過(guò)程中，高鹽廢水蒸發(fā)處理也會(huì )間接產(chǎn)生廢鹽。此類(lèi)廢鹽在前置水處理環(huán)節中經(jīng)過(guò)有機物氧化分解工序，因此殘留有機物多為難降解有機物，去除難度較大。
除此之外，石油化工、煤化工、氯堿工業(yè)、冶金等行業(yè)也產(chǎn)生廢鹽，但有機物含量相對較低，處理難度較小。煤化工行業(yè)中廢鹽主要來(lái)自除鹽水和循環(huán)水生產(chǎn)環(huán)節引入的鹽分，成分主要為NaCI和Na2SO4等簡(jiǎn)單鹽類(lèi)，不含有機物。但依據《現代煤化工建設項目環(huán)境準入條件(試行)》規定，該類(lèi)廢物暫時(shí)按照危險廢物進(jìn)行管理。氯堿工業(yè)上用電解飽和NaCI溶液的方法來(lái)制取NaOH、Cl2和H2，并以之為原料生產(chǎn)一系列化工產(chǎn)品。此類(lèi)鹽泥產(chǎn)量大，主要成分為NaCI，基本不含有機物，可回收利用價(jià)值高。
由此可見(jiàn)，根據生產(chǎn)行業(yè)的不同，廢鹽的性質(zhì)各異，其處理難度也不同。含有機物含量小的廢鹽通常處理難度小，易于回收工業(yè)鹽。而制約我國廢鹽無(wú)害化、資源化的主要因素，在于含高濃度有機物的廢鹽中有機物的去除。
三、工業(yè)廢鹽的主要處理手段
濕法處理先將廢鹽溶解在水中，通過(guò)水處理領(lǐng)域中的深度氧化技術(shù)降解有機污染物，實(shí)現廢鹽的無(wú)害化。
常用的有機物氧化技術(shù)包括高級氧化法、濕式催化氧化和水熱氧化技術(shù)。高級氧化法以生成羥基自由基為主體，利用羥基自由基引發(fā)鏈式氧化反應迅速破壞有機物的分子結構，幾乎可以無(wú)選擇的氧化降解高濃度有機廢水，而鹽濃度的高低對該方法的影響可以忽略。
根據產(chǎn)生自由基的方式和條件的不同，可分為濕式氧化法、超臨界水氧化法以及其他催化氧化法等。濕式氧化是指在高溫和高壓的條件下，利用空氣或氧氣作氧化劑，將水中有機物氧化成小分子有機物或無(wú)機物。濕式氧化的條件溫度一般在120-320℃，壓力在0.5-20MPa。若提高反應的溫度和壓力至水的臨界點(diǎn)以上(溫度374.3℃、壓力22.05MPa)，水的基本性能會(huì )發(fā)生很大的變化，表現出類(lèi)似于非極性有機化合物的性質(zhì)，此狀況下的反應就稱(chēng)為超臨界水氧化。超臨界水能與非極性物質(zhì)和其他有機物完全互溶，同時(shí)超臨界水還可以和空氣、二氧化碳等氣體完全互溶，而無(wú)機物特別是鹽類(lèi)在超臨界水中的電離常數和溶解度則很低，多數鹽類(lèi)能夠分離出來(lái)，對氧化反應幾乎無(wú)影響。所以當用超臨界水氧化法處理廢水時(shí)，具有強氧化性的羥基自由基可將有機污染物徹底降解。此類(lèi)濕法處理技術(shù)可以無(wú)選擇的氧化降解各類(lèi)污染物。不涉及焚燒等熱過(guò)程，安全性高。缺點(diǎn)是反應條件苛刻、對設備要求高、運行成本高、無(wú)法適用于超高濃度的有機廢水，限制其廣泛應用。
干法處置工業(yè)廢鹽主要包括焚燒法、高溫熱熔融、有機物碳化熱解法。安全填埋法因其長(cháng)期的環(huán)境危害、對土地資源的擠占和法律風(fēng)險，目前已不能滿(mǎn)足廢鹽處置的需要，故不再討論。
(1)普通焚燒法。焚燒法是指在800-1000℃的高溫條件下，高含鹽廢水中的可燃組分(主要是有機物)與空氣中的氧進(jìn)行劇烈的化學(xué)反應，釋放能量并轉化為高溫的燃燒氣和少量性質(zhì)穩定的固體殘渣，從而使高鹽廢水減容，實(shí)現無(wú)害化的目的。高含鹽廢水的焚燒通常有二燃室(溫度控制在1100℃以上)，可以保證廢水中有機物完全分解，在理想情況下?tīng)t子下端產(chǎn)出的固體鹽可達到工業(yè)級別回用，同時(shí)廢水產(chǎn)生的能量可以用干原料的加熱、副產(chǎn)蒸汽等。
普通焚燒處理的缺點(diǎn)在于：受制于焚燒成本、鹽的濃度和種類(lèi)等因素，并不是所有的高含鹽有機廢水都適合焚燒，此外該工藝容易產(chǎn)生氮氧化物、二噁英等有毒物質(zhì)，廢水中的鹽類(lèi)對裝置和設備也會(huì )產(chǎn)生一定程度的腐蝕。
高溫焚燒處置含鹽固體廢棄物遇到的難題在于廢渣中的無(wú)機鹽組分對焚燒爐運行的影響。在高溫回轉窯處置含鹽廢渣過(guò)程中，廢渣中的堿金屬鹽受熱而成熔融狀態(tài)，熔融堿金屬鹽會(huì )對回轉窯的耐火襯里產(chǎn)生腐蝕。在回轉窯運行過(guò)程中，黏附在耐火磚上的堿金屬鹽會(huì )引起黏附處耐火磚產(chǎn)生腐蝕并進(jìn)一步腐蝕到耐火磚內部，縮短了耐火磚的使用期限�；剞D窯運行過(guò)程中耐火磚因腐蝕而脫落將導致停爐，耐火磚更新替換的費用是高溫回轉窯危險廢物處置系統主要的運行成本。同時(shí)回轉窯內部的高溫會(huì )使堿金屬鹽發(fā)生揮發(fā)進(jìn)入到高溫二燃室中，引起高溫二燃室內壁的腐蝕，增加了系統運行的潛在風(fēng)險，縮短了設備的運行壽命。
流化床焚燒爐針對含鹽廢渣的處置也受到廢渣中堿金屬鹽的影響，流化床爐內熔融堿金屬鹽的存在極易引起床料的結渣導致床料流化失敗而停爐。浙江大學(xué)的呂宏俊針對流化床焚燒高濃度有機廢液遇到的床料結渣問(wèn)題，通過(guò)向爐內加入Ca(OH)2、Al2O3和高嶺土等添加劑來(lái)抑制床料的結渣，發(fā)現Ca(OH)2和高嶺土能有效抑制焚燒爐的結焦結渣，但增加了飛灰與排渣的產(chǎn)量。
(2)有機物熱解碳化技術(shù)。研究表明大部分有機物沸點(diǎn)或熱解溫度在200-500℃，低于鹽的熔點(diǎn)(例如氯化鈉熔點(diǎn)801℃)可通過(guò)低溫氣化/熱解有機物，將有機物從鹽中除去，從而避免高溫焚燒時(shí)鹽熔融的問(wèn)題。有機物熱解碳化是一種代表性的路徑，通過(guò)在低于無(wú)機鹽熔點(diǎn)溫度和控氧氣氛條件下，對廢鹽中有機物進(jìn)行分解碳化，使廢鹽中有機物一部分熱解為揮發(fā)性氣體，另一部分變?yōu)楣虘B(tài)有機碳并形成灰分。
然而，研究表明此類(lèi)方法往往無(wú)法徹底去除有機物。例如胡衛平等將鹽渣從熱解爐頂部加入，物料由上至下運動(dòng)，維持熱分解爐內的溫度為300-600℃，使鹽渣中的有機物在熱分解爐內的高溫條件下不斷分解成揮發(fā)性尾氣，引入熱風(fēng)爐進(jìn)行高溫煅燒，消除二次污染。該方法采用一步熱解，工藝簡(jiǎn)單有效，所需熱量較少，但有機物去除效率不高。長(cháng)鏈有機物和芳環(huán)、稠環(huán)和雜環(huán)有機物常常發(fā)生聚合結焦反應，不能徹底分解，這導致廢鹽中類(lèi)似焦油的有機聚合物含量上升，毒性不減。
在一步熱解碳化的基礎上，多步分級碳化工藝進(jìn)一步發(fā)展而來(lái)。臨界分級碳化技術(shù)是由一種專(zhuān)用的CC臨界分級碳化爐來(lái)實(shí)現的(稱(chēng)CC碳化爐)，CC碳化爐是用于工業(yè)廢鹽的專(zhuān)用碳化爐，依據工業(yè)廢鹽雜質(zhì)含量不同，采用不同的梯級溫度，使廢鹽中的有機物逐級碳化裂解，部分有機質(zhì)轉化為氣體，部分有機質(zhì)形成固定碳。對揮發(fā)性氣體進(jìn)行高溫處理和快速冷卻后排入大氣，形成的固定碳進(jìn)行脫碳處理，最終形成成品工業(yè)鹽。分級臨界碳化雖熱提高了總轉化率，但是工藝流程長(cháng)，設備復雜，投資大，需要對物料的化學(xué)特性有充分的了解才能達到較好的效果，仍有一定的局限性。
(3)高溫熱熔融。高溫熔融反應溫度通常為800-1200℃，此溫度高于廢鹽的熔點(diǎn)，使廢鹽在爐內全部成為熔融態(tài)，使有機物能夠在此高溫下完全分解，提高了廢鹽的純度。高溫熔融可有效去除有機物，但能耗較高，產(chǎn)生的煙氣量大且鹽顆粒夾帶嚴重，會(huì )降低資源化率。鹽從固態(tài)升溫到熔融態(tài)又重新冷卻為固態(tài)，造成了能量的浪費、且在冷卻凝固過(guò)程中仍可能造成設備堵塞，影響收集效率。
四、總結和展望
針對以上常見(jiàn)處理技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，筆者認為干法熱處理技術(shù)具有有機物去除較徹底，適用范圍廣泛，工藝、設備相對簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，是一種值得發(fā)展的技術(shù)。但是目前這類(lèi)方法現有的技術(shù)瓶頸在于：
(1)在高溫焚燒含有機物工業(yè)廢鹽過(guò)程中，廢鹽中的堿金屬鹽受熱而成熔融狀態(tài)(800℃以上時(shí))，熔融堿金屬鹽會(huì )對焚燒裝置的耐火襯里產(chǎn)生腐蝕，導致設備堵塞、腐蝕，損壞爐襯，造成頻繁的停爐-檢修-烘爐-點(diǎn)火再開(kāi)車(chē)等問(wèn)題。
(2)反應不充分導致有機物熱解不充分，導致去除率不達標。
(3)反應器不能保證充分的擾動(dòng)和反應時(shí)間，導致傳質(zhì)傳熱效率低。
(4)熱處理產(chǎn)物---高溫含鹽煙氣中，鹽的回收困難，回收率低，回收設備壽命短，維護費用高。
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