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废气治理技术论文

作者:小编 时间:2024-02-11 22:08:43 点击:

  本设计利用活性炭固定床吸附系统对有机废气进行净化。经过该系统之前,废气会先用干式除尘器进行预处理,去除废气中的雾状物及粉尘,从而避免了这些物质堵塞活性炭微孔,影响活性炭的吸附性能。而在活性炭吸附器的设计上,本文采用了卧式多层设计。选用活性炭为吸附剂,具有吸附性能好,流体阻力小的特点。

  VOCs的排放所涉及的行业众多,量大面广。本次VOCs处理方法虽然在一定上减轻了空气污染,但是属于末端治理方法,仍然不能有效的治理和彻底根除。 目前我国对VOCs的治理也主要采用末端治理的方法,但末端治理方面将从前几 年的无序发展朝着精细化治理方向发展。VOCs废气治理技术的兴起和不断进步改善有非常重要的意义。每一种废气处理技术都是优点与不足并存的,我们应该扬长避短,取其精华,弃其糟粕。因此需要我们环境人不断努力,研发出更加科 学的治理VOCs废气技术,才能解决VOCs废气排放的危害,还人们生活一个健康的生活环境。

  这次大气污染控制工程的课程设计任务为VOCs 处理工艺,这里我讲讲在做 VOCs 的设计中存在的问题与感悟。

  针对这两类废气,我采取活性炭吸附法用固定床吸附器处理,并展开了设计计算。在设计中,我所遇到的困难和问题是前所未有的,一个重要的原因是有机

  废气的处理我们缺少参考,这相当于在黑暗中摸索前进。刚开始就有一个大问题让人头疼,我所找到的文献以及参考书籍在工艺上有所区别,在计算公式上也是大相径庭,甚至产生矛盾。这让我摸不着头脑,我只能在其中仔细甄别,挑出切实适合我们的公式。这项工作确实考验我的耐心,也在检验着我是否对VOCS尾气处理工艺设计学的扎实,是否把原理吃透,是否对所学的知识有一个充分的掌握。

  回顾此次课程设计,让我仍感慨颇多。在设计的过程中遇到的问题,可以说是困难重重,但可喜的是最终都得到了解决。在这两周里,从理论到实践,可以说是苦多于甜,但是我学到很多很多的东西,同时不仅巩固了以前所学过的知识,而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计,我懂得了理论与实际相结合是很重要的,只有理论知识是远远不够的,只有把所学的理论知识与实践相结合起来,才能真正为社会服务。

  最后,感谢老师对我的帮助,相信通过这次课程设计,在以后的工作中多多少少会得益于此次的设计。

  [1]程博.挥发性有机废气治理技术发展研究[J].建筑工程技术与设计,2018,(31):3492.

  [2]袁力,许钰娟,高炅杨,等.关于有机废气的净化治理与回收的研究[J].环境与发展,2019,

  [3]于双波.盐酸生产过程中废气处理改进措施[J].现代盐化工,2018,45(3):17-18.

  [4]赵毅,李守信.有害气体控制工程[M].北京:化学工业出版社,2001.

  居民生活用水和工业废水的排放以及农药、肥料等物质,经由地表水或地下水的渗透与流动而进入水体,使得水体环境受到污染,水环境质量恶化,居民可以饮用水源的质量普遍下降,进而威胁人的身体健康。

  近年来,随着工业化的发展,大气污染日益严重,空气质量进一步恶化。大气污染主要是指由于人们的生产和生活需要,不断向大气排放污染物而造成的环境污染。大气污染物的排放一旦超过环境自身的净化能力,大气环境就会日益恶化,严重影响人们的生产生活和健康、破坏生态环境。

  固体废弃物通常是指人类在生产、消费、生活和其他活动中产生的污染环境的固态、半固态废弃物质,简而言之就是“垃圾”。目前固体废弃物主要包括城市生活固体废弃物、工业固体废弃物和农业废弃物。这些垃圾不但可以污染大气,而且还会对土壤、水体都会造成严重污染,危害生态环境和人体健康。因此,为了创建良好的人类生存和发展环境,我们要积极研究运用先进的高新技术手段,加大对环境保护和环境治理力度,如在环境治理时采用比较先进的现代生物技术来控制和治理环境污染问题,从而为人类的生存和社会经济的发展提供良好的环境氛围。

  生物技术是近年来新兴的现代高新技术,它是以DNA分子技术为基础,内容涵盖微生物工程,细胞工程,酶工程,基因工程等一系列生物高新技术。我国的生物技术在发展初期仅仅局限应用于农作物的改良、医药研究、食品加工工程等方面,伴随着生物技术的不断成熟,我国逐渐在环境污染和环境监测方面运用生物技术。生物技术不同于一般的传统的环境污染治理技术,生物技术具有以下几个优点:生物技术不依赖地球上有限的资源,而是以以生物为对象,着眼于环境污染中再生资源的利用;生物技术打破传统的高温高压处理技术,可以在常温、常压下进行连续性的操作,这样不仅可以节约能源,而且还可以减少环境污染;生物技术可以开辟生产高纯度、优质、安全可靠的生物制品的新途径,从而为人类的生存提供有力的保障;生物技术可解决常规技术和传统方法不能解决的问题。

  随着现代社会经济的飞速发展,水环境污染问题已经成为严重地威胁人类的生存环境和制约人类社会与经济的进一步发展的主要因素。因此,如何加强对水污染的控制和治理已经成为整个人类社会共同关注的问题。分析当前的水处理技术,我们可以得知生物处理法是世界各国普遍采用的控制和治理水污染的主要手段,生物技术将成为水污染控制和治理领域重点开发和应用的技术手段,目前常见的水污染控制和治理的生物技术有生物膜处理法、活性污泥法、稳定塘法、人工湿地处理系统法和土地处理系统法等等。其中突出表现在生物技术应用于废水处理、生物修复以及微生物水处理剂等方面。

  生物技术在我国的起步比较晚,尤其是在大气污染处理中的应用历史非常短,还不够成熟。目前在大气污染控制和治理领域采用的生物处理方法主要有生物过滤、生物洗涤和生物吸附法等。生物技术法与传统有机废气处理方法比较,具有低消耗、低成本、高效率、安全性好和无二次污染等优点。

  近年来随着城市人口的不断增多和城市规模的不断扩大,固体废弃物也迅速增多,严重地影响着人类的生存与发展。目前世界各国处理固体垃圾的方法主要有三种:填埋、堆肥、焚烧。其中填埋和堆肥技术属于利用了生物的处理技术。运用现代生物技术,将固体废弃物进行“无害化、资源化、减量化”处理后,可作为作物生长的优质肥料,实现生活垃圾的部分资源化,这不但可以保护生态环境,而且可以实现废物资源的二次利用。

  生物技术在环境污染控制领域已显示出独特的魅力和应用前景。作为一项有效的环境污染治理措施,越来越受到社会的普遍关注,随着社会的不断发展,新的环境问题的也会不断出现,我们不能仅停留在原有的技术阶段,我们要不断探索环境污染的治理和控制新理论、新方法,从而为生态环境的建设提供有力的技术支持。

  [1]孙毅.现代生物技术应用与环境保护研究的新进展[J].科技情报开发与经济,2006(14).

  [2]许云峰,杨涛,兰微.现代生物技术在水污染控制中的应用[J].中小企业管理与科技,2009(11).

  [3]刘艳丽.现代生物技术在生态环境及污染治理中的应用[J].煤矿现代化,2009(4).

  [4]柳萍.环境科学与现代生物技术的完美结合――评《现代环境生物技术》[J].环境科学学报,2006,26(4).

  近年来,我国的工业生产水平取得了很大程度的进步,经济发展上取得的成就令全世瞩目。但在工业发展的同时,大气环境的受破坏程度却在与日俱增,特别是在粗放的重工业发展模式下,工业废气没有得到正确的处理,大气污染现象十分严重,酸雨等空气污染所导致的灾害甚至已经成为了影响人们正常生活的主要因素。为了对大气污染现状进行有效治理,避免环境污染对人们带来灾害,需要从大气污染治理中的规模效应、结构效应、以及技术效应等影响治理效果的基本因素入手,制定科学合理的治理方案。

  在对大气污染进行治理的过程中,包括了许多方面的影响因素,比如说工业废气处理的控制,产业结构的改变,人们环保观念的转变以及经济发展的水平高低等等。而从最主要的影响因素上来分析,影响大气污染治理效果的因素包括了规模效应、结构效应以及技术效应等多个方面。

  规模效应即是指工业生产中的工业发展规模对大气污染的治理所造成的影响。一般来说,规模效应对大气污染的治理并没有非常显著的正面影响,甚至会存在着一定的负面影响。特别是在一些以工业为经济增长核心产业的地区,规模效应十分突出,对当地的经济发展能够带来一定的积极影响,但同时也可能会使得工业废气的排放得不到有效的控制,从而让大气污染的治理工作难以达到预期的目标。因此,在大气污染的治理过程中,一般需要忽略或者抑制规模效应,让规模效应不会对污染治理的进行造成阻碍,更有利于对工业废弃的控制。

  结构效应指的是工业的产业结构对大气污染治理所产生的影响,通过产业结构的改变,可以让大气污染的治理效果发生较大程度的改变。目前,我国大气污染最为严重,每年工业废气排放量最大的地区主要是一些有着较久工业发展历史的老工业区,比如说我国的东北老工业区,就是非常典型的代表。特别是在一些重工产业中,生产经营往往需要排放出大量的废气,如果不在排放前进行处理,则对大气环境会造成更大程度的污染。而在大气污染的治理过程中,结构效应即是产业结构发生改变后对污染情况改变的一种直接体现形式,对污染的治理效果能够产生一定的正面影响,通过当地经济发展模式从第二产业向第三产业转变,工业结构模式从重工业向轻工业转变的方式,可以让大气污染情况得到一定的控制。比如我国现今许多工业城市为了治理大气污染,就会将传统的,对大气环境影响较大的工业转移到周边地区,通过对城市经济发展中产业结构的改变来实现对当地大气污染的控制与治理。

  技术效应所包含的内容十分广泛,主要有工业生产工艺、废气排放前的处理技术、当地相关部门对经济发展理念的转变等等,是当今大气污染治理过程中最常考虑到的影响因素。通过调查发现,近年来,我国许多地方的大气污染治理工作取得了很大程度的进展,就是受到技术效应的影响。随着当今环保工业生产流程的逐步完善与改进,从技术上可以让大气污染问题得到很好的解决,我国许多地方每年的工业废气排放量呈现下降趋势。比如说在原油生产工业中,脱硫加氢技术成为了生产流程中必不可少的一部分,已经列入了工业企业生产的相关法规,对大气污染的治理产生了非常显著的正面影响。

  通常来说,在规模效应、结构效应以及技术效应中,技术效应对大气污染所治理产生的正面影响作用最大,其次为结构效应,而规模效应则一般对大气污染治理没有正面影响,甚至在一定程度上产生负面影响。

  根据对大气污染治理中规模效应、结构效应以及技术效应等影响因素的综合分析,可以发现制定治理措施的要点,为大气污染治理提供有效的可行性建议。在不同影响效应的分析基础上,针对于我国工业废气中的主要污染物为二氧化硫、粉尘等物质的现状,可从多个方面对大气污染进行有针对性的治理。首先,从工业生产技术上完成减排与排放前处理的工作。从政府部门入手,转变经济发展的基本理念,放缓经济发展的速度,将减少工业废气排放的生产工艺与废弃处理技术作为研究的重心,在新技术领域投入资金,让工业生产的技术以及设备上能够保障废气的少量排放或者经处理后排放。其次,改变国民经济增长过程中评判增长水平的标准,不将工业所带的经济水平增长作为单一的标准,还需要对工业生产经济增长过程中所出现的环境问题看作经济增长评价的一部分,通过这样的方式可以让工业生产过程中所出现的环境问题更加突出地表现出来,有利于大气污染的治理。最后,从控制结构效应的角度入手,将以重工业为主的发展模式转变为以轻工业为主的发展模式,让工业生产中所造成的大气污染降到最低。通过对第一产业、第二产业以及第三产业结构的合理调配与控制,可以实现经济的可持续发展。

  在当今生态环保生活模式深入人心的基础条件下,对大气环境的治理工作受到了越来越广泛的关注,如何控制大气污染,恢复大气环境,成为了当今相关领域研究的重点。由于技术效应对大气污染治理效果的影响最为显著,因此通常为了保障大气污染的治理效果,可以从技术效应角度入手,优化工业生产的技术与设备,完成从粗放式发展向生态可持续发展的转变。

  [1]岳立. 兰州市大气污染治理的经济学分析[D].兰州大学,2011.

  [2]应瑛,杜伟杰. 国内外大气污染治理的典型做法及启示[J]. 浙江经济,2013,15:22-23.

  [3]王春玲,付雨鑫. 城市大气污染治理困境与政府路径研究――以兰州市为例[J]. 生态经济,2013,08:144-148.

  自21世纪开始,中国开始全面治理生态问题,不但修订了相关法律法规,针对资源利用、生态建设、生态保护等内容做出了明文规定,同时还要求未来的工业发展应当是可持续的发展,同生态协调的发展。这些法律法规的出台,明确了我国对于环境问题的态度,同时也坚定了社会各界治理日益突出的环境问题的决心。随着城市化进程的加快,各地加工产业以及石化产业的增加、汽车的增加等,使得排放到大气中的废气越来也越多,并且这些废气难以分解,会随着大气流动而扩散,污染范围大,对环境以及人们的身体健康造成了极大的威胁。因此应当以可持续发展作为指导理念,以工业、环境和谐发展作为基础目标,加强工业废气污染治理,保护自然环境,保护人们健康。

  自人类发展进入工业化阶段以来,废气污染始终是困扰人们的一大难题。但自然环境是人类生存的基础,若无法生存,那么发展就无从谈起,只有将工业生产对环境的影响降至最低,才能真正的令工业持续发展。因此应当落实工业生产中的环保理念,提高工业废气污染防治技术,限制排放危害性大、量大的废气,令工业发展、经济进步同环境友好发展,实现良性的可持续发展。

  所谓工业废气是指工业生产中,所产生的有害气体。从形态上可以将工业废气分为颗粒性废气以及气态性废气,但是随着工业生产技术的发展,在工业废气中还发现了放射源性废气。这些工业废气若不经过处理大量排放到大气中将会严重威胁环境及人体健康。从来源方面进行分类可以将工业废气分为燃料燃烧废气以及燃料生产废气。而我国工业废气来源主要是燃料燃烧所产生的,例如木炭生产中,厂家需要对木材进行燃烧、熏蒸,因此会产生大量的气态性、颗粒性废气,这些废气会严重影响生产厂家周围的环境。而随着工业的发展,我国工业废气的排放量也随之增加,而环境对于废气的承载量有限。废气所带来的二次污染问题也成为了工业发展所要面临的又一严峻考验。

  石油化工行业是工业废气生产排放量最大的行业,也是废气污染治理最为困难的。由于石油化工生产中所排放的废气不但成分复杂、种类繁多且排放量大、污染性强,难以治理。从形态上分析,工业废气可以分为颗粒性废气和气态性废气。

  此类污染物主要是生产过程中产生的污染性烟尘,其来源主要有水泥厂、重型工业材料生产厂、重金属制造厂以及化工厂等。在生产中,此类企业所需原料需要经过提纯,由于杂质较多,提纯后的可燃物不能完全燃烧、分解,因此以烟尘形态存在,形成废气,排放至大气中引发空气污染。

  工业生产中,必然会产生废气,这些废气若不经过处理便排放到空气中势必会对环境造成影响。其中气态性废气是工业废气中种类最多也是危害性最大的。目前气体性废气主要有含氮有机废气、含硫废气以及碳氢有机废气。(1)含氮废气。此类废气会对空气组分造成破坏,改变气体构成比例。尤其是石油产品的燃烧,在工业生产中石油产品的燃烧量巨大,而石油产品中氮化物含量大,因此废气中会含有大量氮氧化物,若排放到空气中会增加空气氮氧化物含量,对大气循环造成影响。(2)含硫废气。含硫废气会对人们的生活环境造成直接危害,这是由于其同空气中的水结合能够形成酸性物质,引发酸雨。而酸雨会对植物、建筑以及人体健康造成损害,尤其会影响人的呼吸道。另外还会对土壤和水源造成影响,造成二次污染。(3)碳氢有机废气。该类废气统称烃类,是一种有机化合物,主要由碳原子和氢原子构成。此类废气扩散到大气中会对臭氧层造成破坏引发一系列问题,影响深远。例如臭氧层破坏会加重紫外线的照射,而紫外线会对人的皮肤造成伤害,引发各类健康问题。另外紫外线照射度的改变也会对生态系统以及气候造成影响。

  政府及相关监管部门针对工业废气污染问题应当严格监管,及时发现问题,并对需要整改的企业给予指导。(1)治理。首先应当令人们认识到工业废气污染对大气的危害以及这一问题的严重性、治理工业废气污染的必要性。加强监管力度,定期对企业进行检查、通报,谁污染谁治理。(2)发现问题。我国目前最严峻的环境污染问题便是大气污染,其是和人类生活联系最为密切的,因此在通报检查过程中一旦发现问题绝不姑息,必须严肃对待。(3)通过严格的监管提高企业对废气治理的重视。作为政府,要严格监督,对不合格的企业予以查封,停止作业。在我国,很多工厂为了盈利不惜以污染环境为代价,或者即便被强制性的安装了废气治理系统,但是在生产中为了降低生产成本,废气治理仅仅成为了摆设。因此,加强工厂管理者和工人的环保意识是非常有必要的。环保部门应该定期组织到工厂开展环保宣传,让工人和工厂管理人员意识到随意排放工业废气产生的后果。

  工厂对工业废气未进行有效处理就随意排放,这在很大程度上是由于缺乏管理部门的有效监督,因此,环保部门应长期对工厂的废气排放情况进行监督和管理,如果存在违规现象,及时与工程人员沟通;如果问题得不到有效解决,则需对所在工厂进行停顿改造。此外,政府部门也应对随意排放废气的工厂进行严打,一旦发现随意排放废气的工厂应当从严处置。作为企业个体,要严格遵守环境保护的相关法规,响应政府的政策,自我监督,为实现人类的“碧海蓝天”贡献力量。

  目前,用于处理工业废气的技术主要有活性炭吸附、深度催化、直接燃烧、冷凝回收、吸收和近些年新发现的生物学处理技术,这些技术都有其优缺点和提升空间。目前生物处理技术是一种较为完善的技术,它是利用微生物将工业废气转化为对人体无害或可利用的物质。在设备方面,目前有十几种工业废气处理设备,这些设备仍然存在着体积庞大、处理力度小等缺点,应用到生产中不但会增加生产成本还会对生产效率造成影响。对工业废气的防治技术和设备进行改进,将会提高工业废气的处理效率,并减少因其排放而带来的危害。所以,我们要不断的革新工业废气的治理技术,投入资金和人力,研究开发新的治理技术,增设更先进的设备,并结合当前的大气治理需求和环境特质选择合适的治理方法,促进良好环境的建设。

  通过上述分析可以总结出,目前我国的工业废气污染问题仍旧十分严峻,影响着我国工业长远发展。因此必须加强污染防治以及管理力度,通过新设备、新技术的引进,有效降低废气的排放量以及危害性。另外还应当从社会大众观念的提升入手,通过环保理念的普及,提高大众对环保问题的重视,以此提高社会监督作用,多方面加强工业废气污染治理,实现可持续化的工业发展。

  [1]张正怡.生物法处理工业废气的技术探讨[J].科技促进发展,2012(4):42.

  在保护环境的过程中,使用环保生物技术能够改变废弃物原本的分子结构,从而降低了垃圾废物对于环境的污染,同时还可以进行废物再利用,节约了能源,由此可以看出,使用生物技术治理环境问题,是十分有必要的。

  我国从20世界70年代开始,就一直面临着十分严峻的环境污染问题,先后两次修订了大气污染防治法律,也相继建立了很多污染源的排放制度,初步完成了我国空气质量的检测以及酸雨度的检测。排污的许可证制度和大气污染排放量的控制等方面也得到了相应的完善,但是,时代在发展和进步,新时期必然有新要求,雾霾的出现给广大的人民群众带来了很多的困扰,解决雾霾问题,又成了新工作中的重中之重,经济建设和大气污染之间的矛盾越来越明显,大气污染的治理也面临着重重困难,并且,大气污染的环境监督系统还有待于进一步的完善。虽然我国已经初步建立了大气污染管理制度体系,但是很多地区的环境污染问题依然是十分严重的,污染防治政策还有待于完善,投资渠道的组成也比较单一,技术水平相对落后,总体来说,大气污染的治理程度不是十分理想。

  它的优势主要在于能够阻止和预防生态环境的恶化,在人类的日常生生活中,利用环保生物技术在获取自己需要的自然资源的同时,也能为日然资源提供了一个自行恢复的空间,是实现日然资源可持续发展的必要基础,而且,也在很大程度上提高了自然资源的利用效率,与其它的化学及物理治理技术相比,环保生物技术具有很明显的优势特点。首先,环保生物技术是利用微生物作为环境污染治理的核心内容,和以往的物理治理方法不同,微生物的生命活动效率要高于传统的化学和物理反应,它能够快速的处理污染物的分子结构,同时处理产物和副产物,转变为对人体没有危害的二氧化氮、甲烷、水分、二氧化碳等物质,同物化处理方式相比,环保生物技术在处理污染的效率方面和安全性上具有很突出的优势,能够科学有效的处理垃圾污染物,实现变废为宝,治理污染的效率更加高,同时价格低廉,成本较低。环保生物技术基于催化酶反应,酶是一种具有高活性的蛋白质,能够在常压常温下快速进行翠花反应,同传统的物理化学反应相比,它反应的条件更加的温和,在常温下就能发生高效率的反应工作,从而降低了环境污染治理的成本,节约了能源,也在一定的程度上节省了投资规模。

  利用环保生物技术,进行环境污染的治理,能够更加稳定的获取处理产物,不会再造成二次污染和毒害,如果将环保生物技术进行工业化的应用,就能很好的解决污染的多次转移的问题,提高了环境污染物的再利用价值,有利于进一步加强生态恢复能力和环境的自净能力。环保生物技术记性环境污染治理,处理污染物的效率高,处理成本低,需要的能耗又比较小,降低了应用和推广的门槛,特别是在初级的环境大气污染中,被应用的十分广泛,世界各地都在进行探索和研究,环保生物技术自身也在不断的发展和完善当中,很多新的处理工艺和技术的不断被发掘,例如:好氧技术结合气体污染治理技术、厌氧技术、自动化生物处理系统。无公害的生产工艺等,都将进一步对大气污染进行有效的治理,也降低了治理的技术难度,从而发挥着越来越积极的作用。

  环保生物技术利用微生物进行废气的处理,在适当的条件下,运用固体载体对气体进行吸收,微生物的作用在于可以分解废气,发挥强大的除臭功能。为了保证其过滤的效果,在废弃的过滤过程中,一定要满足它的生命活动有机的营养物质和所需的条件,因此,在进行废气分解的过程中,要及时的补充有机成分,同时,为微生物的生存提供良好的、有力的环境,从而保证微生物的活性,促进其生长和繁殖。现阶段,微生物在进行废气分解过程中,要控制好环境温度、含氧量以及湿度等。在过滤废气的填料阶段,要选择固体的承载介质,为各种各样的微生物提供有力的生长空间,填料时,需要较大的面积,保证能够容纳下更多的微生物同时又减少占地空间,结构要均匀,不能有异味,要具有超强的吸水性,方便填料时的营养搭配和保养。

  生物膜处理技术,在液体和气体扩散中把废气中的污染物质进行转换,转变气体为液体。在处理过程中,也使得污染物的化学成分发生改变,把液体污染物转移到填料的表面,表面的生物膜又开始进行污染物的氧化过程,在消耗污染物的过程中,也获取了自身所需要的营养物质,一些污染物用于微生物的污染代谢,另外的一些转变成其他的处理工艺。

  环保生物技术发展的十分迅速,它的功能和用途也就越来越广泛和全面,不仅能够对废气进行处理,还能对大气污染进行检测,提供了更便捷、更全面、更灵敏的检测服务,能够对污染源进行分析,进而更进一步探索大气污染的物质转化规律。环境污染借助神物监测系统,实现了环境污染的连续性监测,能够很好的预测和判断环境污染的程度,更好地协助大气污染治理人员开展治理工作。

  跨领域的技术合作优势越发明显,环保生物科技与其他新技术的结合,对环保生物技术的发展和创新起到了很关键的作用,能够更加有效的提高环境治理技术的智能化和自动化程度,减少了人力物力的投入,对于生物数学模拟的研究,也是一项很重要的突破,通过光、电、声等技术的结合,可以更好的处理有毒有害污染物,从而更加有效的落实大气污染工作。

  社会的发展,给自然生态环境带来了很严重的影响,大气污染日益严重,影响着人们的日常生活,因此,治理大气污染迫在眉睫。环保生物科技的运用,很好的解决了这一难题,很大程度上缓解了大气污染,对环境的改善起到了关键性的作用。

  [1]何园园,吴丹丹,黄振华.用环保生物技术治理大气污染的思考[J].产业与科技论坛,2016,19:54-55.

  [2]吴兴国,韩建治.用环保生物技术治理大气污染的思考[J].低碳世界,2017,02:44-45.

  随着工业排放的废气对环境造成的影响不断加重,治理工业有机废气日益成为解决环境问题的重要环节。近几年科技的发展,科研单位对如何治理有机废气展开了日益深入的探讨,其成果被逐渐应用到实际操作中去,市场上已经有了多种能有效治理废气的设备和技术。

  大气中的工业有机污染物主要来源于钢铁冶炼、石油炼制、化学工业、垃圾焚烧、农药生产、有机物生产等;部分生产过程也会产生有机污染物,如机械加工中的表面处理与喷漆; 日常生活也会产生污染物,如室内装修、餐饮饭店油烟、烧烤烟等。同时,汽车、飞机等流动源也会产生有机废气。

  有机污染物按照种化学种类可分为醛类( 甲醛、乙醛) 、芳香族类(苯、二甲苯、乙苯) 、酮类(丙酮) 、酚类( 苯酚、二氯酚) 、烃类(甲烷、非甲烷烃) 、卤代烃类等。按照在环境中的保留时间可以分为持久性有机物( Persistent Organic Pollutants,简称POPs) 与非持久性有机物。持久性有机物如二噁英( PCDDs) 、呋喃 (PCDBs) 、多环芳烃( PAHs) 可萃取有机溴/氯/碘 ( EOBr /Cl /I) 、多氯联苯( PCBs) 等。

  有机污染物的毒性分为急性毒性与慢性毒性。废气中的有机物举具有一定程度的毒性。部分有机污染物具有高毒性。如持久性有机物中的二噁恶英类,能容忍的二噁英摄入量为每人每日每千克体重1pg,比无机物中的类物质的毒性高出1000 倍以上。

  大气中的有机污染物一般具有很长的保留时间。例如持久性有机物POPs 物质具有抗化学分解性、抗光解性和抗生物降解性。研究表明,二噁英系列物质其在气相中的可保留较长时间,半衰期为8~400 天。

  大气中的有机污染物由于具有持久性,经动植物吸收后,会出现生物积累。例如具有亲脂性的有机物多氯联苯,在水鸟体内的浓度是其在水中浓度的50 万至100 万倍。

  一直以来,传统的废气处理方法有吸收法、吸附法、直接燃烧法、催化燃烧法、生物过滤池、生物滴滤塔、生物洗涤塔等。其中吸附法、催化燃烧法已经比较成熟,并且已经有了相应的工程技术规范。但是这些方法都存在着一定程度的不足:吸附法中不同氧化剂改性的吸附剂对有机废气的吸附量不同,而且吸附剂价格较贵;直接燃烧法和催化燃烧法投资与运行费用较高,而且不适用于较常见的低浓度高流量的有机废气的处理;吸收法难以处理化学性质稳定且难溶于水的有机废气;生物法处理有机废气只适于组成相对较简单的有机废气,对组成复杂的工业有机废气处理起来比较困难。基于传统处理方法的不足,新废气的处理技术开始引起了人们的广泛重视,成为研究的新方向。

  低温等离子体技术是在电场的作用下,高频放电产生瞬间高能,打开有机废气分子的化学键,使之分解为单质原子或无害分子,并且等离子体的高能电子、正负离子、激发态粒子和具有强氧化性的自由基,这些粒子可以氧化有机废气中的分子。有机废气的低温等离子体处理是一门新兴的技术。低温等离子体技术的特点是:等离子体的高能电子、正负离子、激发态粒子可以与碳氢化合物、氮氧化合物、硫化氢、硫醇等污染物反应,生成二氧化碳、水、氮气、二氧化硫等简单无机物质。典型的有机废气如:苯、甲苯、乙硫醇、二氯丙烷等采用电晕放电形式的低温等离子体处理恶臭废气是可行的,停留时间越长、电压越高,脱除效果越好。

  变压吸附的基本原理是利用气体组分在不同吸附剂上吸附特性的差异,以及吸附量随压力不同而变化的特性,通过压力变换实现气体的分离或提纯。变压吸附由于采用了压力涨落的循环操作,强吸附组分在低分压下脱附,吸附剂得以再生。在加压下进行吸附,减压下进行解吸。由于循环周期短,吸附热来不及散失,可供解吸之用,所以吸附热和解吸热引起的吸附床温度变化一般不大,波动范围仅在几度,可近似看作等温过程。变压吸附常用的吸附剂有硅胶、活性氧化铝、活性炭、分子筛等,另外还有针对某种组分选择性吸附而研制的吸附材料。气体吸附分离成功与否,很大程度上依赖于吸附剂的性能。

  CHIHARA等应用两塔工艺的变压吸附技术,吸附剂为高硅沸石,吸附压力为0.2MPa、脱附压力为0.04 MPa,处理二氯甲烷气体。GILLILAND等采用四塔工艺的变压吸附技术,吸附压力为0.195 MPa,脱附压力为常压,从空调的通风气流中回收全氟烷烃等,处理效率大于99%。

  变压吸附技术的优点是一次性投资低、能耗小、自动化程度高和可靠性强等优点,可以获得纯度比较高的副产品,实现废气资源化,产生较好的经济效益。

  随着纳米技术的发展,纳米技术也应用到有机废气的处理中。纳米TiO2光催化能有效地将有机废气转化为二氧化碳、水等无机小分子物质,还可以去除氯仿、多氯联苯、有机磷化合物、多环芳烃等难降解或用其他方法难以去除的有机废气。在一定的条件下,纳米TiO2能将用化学法氧化难以分解的“三致”有机物彻底分解为二氧化碳、水和简单的无机酸,且无二次污染。

  TiO2光催化技术不仅以其化学活性高、安全无毒、价格低廉、操作简便、以及条件温和无二次污染的突出优点,在废气处理中受到普遍重视。

  随着新材料的研制开发以及膜生物技术在废水处理中的成功应用,人们开始关注膜技术在有机废气处理中的应用。

  膜生物反应器是将传统的微生物废气处理技术与膜技术相结合,不仅具有生物方法环保的优点,而且膜材料作为生物降解的传质界面,可以提供比较大的比表面积,增强降解效果,提高去除效率。

  膜生物反应器目前还处于实验室小型研究阶段,而且这种方法的构建和运行成本比较高,因此从实验到运行还需要更多的研究和实践。同时膜生物反应器具有流量低、阻力大、对水溶性差的污染物去除效率低等缺点,在一定程度上限制了膜生物技术在废气处理中的应用。

  有机废气的微波催化氧化技术是由填料吸附/微波解吸技术发展而来,并将一般的热解吸方式转变为微波解吸,降低了能耗、缩短了解吸所需的时间,而且吸附剂反复使用20次,还可以保持原有吸附能力。国外已经有微波催化氧化技术在有机废气处理中的小规模应用,在中国尚处于研究阶段。

  与常规加热催化热解技术相比,微波催化氧化技术的优点是催化热解效率高、能耗比较低、吸附剂的损耗小、启动迅速、解吸时间比较短、对环境温度影响小;缺点是对不同的有机废气需要选择不同的吸附剂,而且微波功率、加热时间、载气流量等对微波催化氧化效率都有一定的影响。

  膜分离法处理有机废气的原理是在压力驱动下,利用有机废气组分分子大小的不同,在膜结构内的扩散能力、渗透速率的不同来实现有机废气与空气的分离。

  采用膜分离技术处理油气,具有流程简单、运行费用低;设备占地面积小、质量轻、便于安装;易放大、和其他技术兼容性好;回收率高、能耗低、无二次污染等优点。近年来,随着膜材料和膜技术的进一步发展,国内外已有许多成功应用的范例。

  有机废气的处理一直以来都是影响大气环境的关键因素,工业高速发展以来,人们排放到大气中的有机气体不论是量还是类,都发生了质的变化,环境治理刻不容缓。减少环境污染最有效的途径就是从源头入手,降低有机气体的排放,这就需要高效、节能、经济的有机废气处理手段,因此在传统的处理技术上,研发新的处理技术就显得格外重要了。相信随着科学技术的不断发展,创新性的有机废气处理技术也会被应用到工业生产中去,降低甚至消除大气中有机气体的排放指日可待。

  [1]易灵.有机废气治理技术的研究进展[J].四川环境,2011,30(5).

  煤化工是我国化学工业的重要组成部分。煤化工科学发展的途径就是以科学发展观为指导,以改革开放为动力,以可持续发展为基石,以提高科技创新能力为手段,以市场为导向,统筹考虑我国煤炭、石油、天然气、煤层气、焦炉气等化石资源以及可再生资源的科学合理、高效利用方向,使我国形成石油化工与煤化工相结合、具有各自优势的产品领域,相辅相成,在整体上形成符合我国国情,科学合理的原料结构、产品结构、技术结构和企业结构,增强国际竞争力,加速推进化学工业现代化。煤化工是资源消耗型行业,传统的煤化工是高能耗、高排放和高污染的行业。发展现代煤化工要以节能降耗、减排治污为突破口转变发展方式,进行战略性结构调整,努力提高可持续发展能力,把煤化工建设成为资源节约型、环境友好型行业。采取以环境和资源可承受能力为基础的高效率、低能耗、低污染、低排放的经济发展方式,是现代煤化工惟一可接受的可持续发展道路。资源和环境的承载能力是煤化工发展的制约因素。可以说,煤化工环保问题,归根到底是发展方式问题。要解决煤化工的环保问题,首先要解决工业生产中污水排放治理的问题,所以做到工业污水零排放是煤化工企业追求的目标。

  煤化工企业排放废水以高浓度煤气洗涤废水为主,含有大量酚、氰化物、油、氨氮等有毒、有害物质。废水中COD一般在5000mg/l左右、氨氮在200~500mg/l,废水所含有机污染物包括酚类、多环芳香族化合物及含氮、氧、硫的杂环化合物等,是一种典型的含有难降解的有机化合物的工业废水。废水中的易降解有机物主要是酚类化合物和苯类化合物;砒咯、萘、呋喃、眯唑类属于可降解类有机物;难降解的有机物主要有砒啶、咔唑、联苯、三联苯等。

  预处理常用的方法:隔油、气浮等。 因过多的油类会影响后续生化处理的效果,气浮法在煤化工废水预处理中的作用是除去其中的油类并回收再利用,此外对后续的生化处理还起到预曝气的作用。

  对于预处理后的煤化工废水,一般采用缺氧-好氧生物法处理(A/O工艺或A2/O工艺),但由于煤化工废水中的多环和杂环类化合物,好氧生物法处理后出水中的COD和氨氮指标难以稳定达标。因此,近年来出现了一些新的生物处理技术,如生物炭法(PACT)、生物流化床处理法(PAM)等。

  煤化工废水经生化处理后,出水的COD、氨氮等浓度虽有极大的下降,但由于难降解有机物的存在使得出水的COD、色度等指标仍未达到排放标准。因此,生化处理后的出水仍需进一步的处理。深度处理的方法主要有混凝沉淀、固定化生物技术、吸附法催化氧化法及反渗透等膜处理技术。

  混凝沉淀法是在生产中通常加入混凝剂如铝盐、铁盐、聚铝、聚铁和聚丙烯酰胺等来强化沉淀效果调节好适当的pH值,使废水中的悬浮物质在混凝剂的作用下聚集进而在重力作用下下沉,以达到固液分离的过程。其目的是除去悬浮的有机物。该方法可有效降低废水中的浊度

  由于固体表面有吸附水中溶质及胶质的能力,当废水通过比表面积很大的固体颗粒时,水中的污染物被吸附到固体颗粒(吸附剂)上,从而去除污染物质。该方法可取得较好的效果,但存在吸附剂用量大,费用高产生二次污染等问题,一般应用于出水处。

  由于煤化工废水中的有机物复杂多样,其中酚类、多环芳烃、含氮有机物等难降解的有机物占多数,这些难降解有机物的存在严重影响了后续生化处理的效果。高级氧化技术是在废水中产生大量的自由基HO.,自由基能够无选择性地将废水中的有机污染物降解为二氧化碳和水。高级氧化技术可以分为均相催化氧化法、光催化氧化法、多相湿式催化氧化法以及其他催化氧化法。

  焦化废水一直是工业废水处理上的一道难题,这是由于焦化废水中含有较高的COD、酚、氰、氨、氮等物质元素,属于有毒有害、难降解的高浓度有机废水。按照行业惯例,煤化工行业很难实现工业废水零排放。有些企业提出采用“减量化、再利用、资源化”的循环经济模式,高起点打造绿色环保煤化工园区。为此,实现工业废水的综合利用,成为中润需要破解的第一道难题。针对焦化废水中硬度、有机物、含盐量较高的特点,我们公司研究采用了目前世界先进的“连续微滤+反渗透”双膜技术,对废水进行物化处理。经过反复试验,又将污水处理技术延伸到“超滤+纳滤”双膜法处理,成功突破了技术难关。

  “通过污水深度处理系统,最终实现了水资源的综合利用,每年减少外购新鲜水量约252万吨。”,该项目在处理工业焦化废水上具备国内领先水平,还申请了国家专利。同时,不断引进国内外先进技术和生产工艺,通过大力推进上下游产业一体化、上下游产品链式联接及延伸、副产品回收复用和蒸汽、水资源的梯级利用,形成了资源互利互用、产业链条循环闭合的园区循环发展的绿色煤化工产业格局。一系列具有国际领先水平的节能减排自主创新项目、工艺、技术在这里得到应用。

  我国贫油、少气、多煤的能源结构决定了现阶段煤仍然是我国的主要能源形式,煤化工业可从煤中提取多种产品,这大大提高了煤的综合利用价值,而相关废水工艺技术的使用是煤化工产业走上循环经济道路必要保障手段,使该产业与生态环境实现共赢。

  [1] 查传正等.煤化工生产废水处理工程实例[J].化工矿物与加工,2006,(3).

  [2] 刘丽娟等.煤化工精馏废水预处理方法研究[J].天津化工,2007,(3).

  [3] 丁士兵.煤化工废水治理技术探讨[D].2008年全国石油石化企业节能减排技术交流会论文集,2008.

  [4] 江铁男等.煤化工技术的发展与环保[J].黑龙江环境通报,2001,(1).

  随着国内生物制药产业近20年的不断发展,注册的生物技术公司超过200家。但是大多规模较小,生物制药占整个制药产业比重仅为7.36%。国务院了《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》和《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》,明确生物制药为科技中长期发展和战略新兴领域产业。《生物产业“十二五”规划》预计“十二五”末生物产业产值达4万亿元,其中医药产业总产值达到3.6万亿元。在良好的政策与市场环境下,生物制药及相应的现代化规模化新型生物产业园区势必成为发展趋势和追逐热点,但该类项目对环境污染重,研究其环评十分必要。

  现代生物制药企业园区一般分为实验研发区、生产区、中试试验区、生产辅助区、行政-生活区及污染处理区,并对各分区的分布有严格要求。本文所举示例项目位于市郊,为生物制药类企业园区建筑群及配套设施建设。园区规划引入企业包括现代生物制药公司、创新化学药物类公司、生物农业类公司、生物环保类公司等类型企业。

  本文以西部某生物制药园区新建项目为例,从法律法规、政策性文件、规范标准、项目组成特征、对环境的影响及治理技术等方面入手,试分析此类项目环评的技术要点及工作思路[1~3]。

  项目必须符合相应政策和规划才能获批建设,环评应调查并分析与生物制药相关的产业政策、行业规划、地区经济发展规划、环境保护规划等,对生物制药园区建设逐一分析其符合性,并给出结论和项目立项文件。

  工信部《关于加快医药行业结构调整的指导意见》指出:“应推动医药产业集群化发展,形成一批管理规范、环境友好、产业关联度高、专业配套齐的医药产业聚集区”,《医药工业十二五规划》提出“鼓励产业集聚发展,引导和鼓励医药企业向符合规划要求的工业园区集聚”,《制药工业污染防治技术政策》要求“制药行业应提高产业集中度,鼓励医药产业集群化发展,引导和鼓励医药企业向符合规划要求的工业园区集聚”,故新改建生物制药项目应落户于专业规范的产业园区,该示例项目符合要求。此外,环评应提出针对引入企业的要求:首先,企业类型应符合《产业结构调整指导目录(2011年本)》“第一类 鼓励类,第十三条、医药”的项目;其次,该示例项目园区因位于西部地区,需分析是否与《产业转移指导目录(2012年本)》符合;若为外商投资,则应与《外商投资产业指导目录(2007修订)》中“鼓励外商投资产业目录:(十一)医药制造业”或《中西部地区外商投资优势产业目录(2008年修订)》对应。对于不符合产业政策的企业,要求不得入驻。

  在环评报告中,须提供相关依据,如立项文件、开发区用地意向文件、规划审批部门的意见[4]。生物制药应符合《医药工业十二五规划》及《生物产业十二五规划》要求的“优化产业区域布局:鼓励中西部地区发展特色医药产业;因地制宜,积极承接东部地区产业转移”,该示例项目所在地药材资源丰富,具备承接东部地区产业转移条件,符合国家行业规划。亦须符合《病原微生物实验室生物安全管理条例》规定:三、四级实验室须获得国务院卫生主管部门或者兽医主管部门颁发的从事实验活动的资格证书,并报省级以上人民政府卫生主管部门或者兽医主管部门批准,向所在地的县级人民政府环境保护主管部门备案。新改扩建一级、二级实验室,应当向设区的市级人民政府卫生主管部门或者兽医主管部门备案。该示例项目已通过当地有关部门审核并立项,符合规定及地区经济发展、土地利用、环保等规划。

  建设项目选址必须遵守国家和地方的法律、法规,应符合地区总体规划、产业布局和环境功能区划,结合当地的自然条件和环境敏感区域的方位,并严格执行国家相关标准(表1)。

  考虑到生物风险性,除环保要求外,选址还需多方征求意见,尤其是生物安全、公共卫生、微生物等方面专家的意见,确保项目选址科学、合理[5],根据《病原微生物实验室生物安全管理条例》第四十一条规定,应设立病原微生物实验室生物安全专家委员会,承担实验室设立和运行的技术咨询工作。

  该示例项目位于市郊,园区规划范围周边为居民区,不符合三、四级实验室对周围建筑距离的要求,环评明确要求其不可引入高致病性病原微生物实验室。

  平面布置合理性关键在于能否保障药品研发及生产的环境需求,若能则同时可满足环保对各污染源分布要求。国家相关规范已设定了明确的技术参数及要求,评价时只需对应参照即可。

  由表2可知,产生污染的建筑应按污染由轻至重顺序沿风向分布,减轻干扰。针对该示例项目,环评分析了产污区与非污染区、产污区与居民区相对位置合理性并提出:辅助区、行政-生活区应与实验研发区及生产区相呼应,便于生产管理,与生产部分要有通道相连,并布置在车间上风向,减小对周边环境及园区内活动的不利影响;建议中试放大置于多能车间内进行,按GMP标准化建设,视为小规模生产区域,既保障生产安全,也便于污染治理。

  环评重点是评估污染物来源、传播途径并提出治理措施。园区设计方案虽符合建筑规范,但很难全面考虑污染防治要求。环评目的是为真正做到预防因规划和建设项目实施后对环境造成不良影响,促进经济、社会和环境的协调发展,故其核心在于分析污染源及治理方案,评估设计施工是否为入驻企业预留了污染收集治理设施的布设空间。

  污染源污染物处理途径最终处置 (实验室排风系统)实验室内部空气气溶胶、熏蒸消毒挥发消毒剂经负压排风进入实验室排风系统动物负压隔离设备、动物独立通风饲养设备(IVC)排气带菌、带毒气溶胶及恶臭气体经设备高效空气过滤器及过滤器外侧安装的活性炭吸附装置处理后,进入实验室排风系统负压通风柜、生物安全柜排气生物气溶胶与化学废气经高效空气过滤器处理后,均进入实验室排风系统干/湿热消毒灭菌器、离心机排风罩尾气可能未灭活病菌经高效空气过滤器过滤后局部排风污水处理房及污水处理仪器尾气可能未灭活病菌排气管中安置高效过滤器和活性炭吸附装置[4]排风系统(清洗消毒间、淋浴室和卫生间单独设置)设置高效空气过滤器(四级实验室在排风口设两道B类以上过滤器)及废气净化装置(设在排风机负压段),通风系统内部采用化学熏蒸消毒,尾气经内设废气净化装置处理,排风经楼顶2m高以上排口入大气

  (1)有组织排放。车间内废气(含微生物及病毒)经由排风系统高效空气过滤器(最多设置2级)和消毒排风装置处理;含尘废气通过净化空气调节系统负压段的除尘器捕集;溶剂经蒸馏塔进行回收,并作为生产工艺主要部分,不能回收的燃烧法处理;发酵尾气通过活性炭吸附、喷淋法、活性氧化法和生物法进行臭气处理;酸、碱废气采用吸收处理。

  (2)无组织排放。一般通过操作的规范避免。如容器的敞口操作,易挥发物质密封储存等。

  污水处理厂建于封闭房间内,设置废气收集和吸收措施,采用高效空气过滤器送排风,沼气脱硫后用于锅炉供热,恶臭经收集后用碱吸收、化学吸收或生物吸收等方法处理消除二次污染。焚烧炉废气经排烟管道的烟气吸收或吸附净化装置处理后排空。

  (1)含病原微生物的污水治理。废液与废水先在实验室进行化学或物理消毒,然后排至专用特种灭菌罐(分间歇式、连续式两种,见图1、图2[6])灭菌,再排至室外污水管网至本单位专设的综合污水处理站进一步处理。大型实验动物设施粪便量大,含病原微生物多,需单独设置化粪池集中处理。若实验活动产生低放射性污水应采用衰变池处理。

  (2)含重金属污染物污水治理。单独收集,在实验室内采用膜分离法、吸附法、化学沉淀技术、离子交换法、电化学方法等方法处理达标后,再排入下水系统[7,8]。

  (3)普通污水治理。同处理后的含病原微生物、含重金属废水一道排入综合污水处理站,经集中处理达标合格后排入城市下水道或水体。综合污水采用“二级生化+消毒”工艺处理。

  生化制药产生废水主要分为:生产工艺废水,辅助废水,冲洗废水,制药用水制备产生的高盐废水,回收残液等。废水应分类收集处理:含病毒细菌的工艺废水经灭菌、灭活后采用“二级生化-消毒”组合工艺处理(发酵废液经灭活、灭菌处理后作为危险废物处置)。有毒难生化降解的有机物应预处理。高浓度废水经厌氧处理后与低浓度废水混合,好氧生化处理达行业排放标准后,排至园区综合污水处理厂。不得设置排水沟收集实验室及车间废水,排水管道必须为明管以便于检修和消毒。

  常用的技术方法是热力消毒灭菌(物理法)和化学药剂消毒灭菌(化学法)。热力消毒灭菌法通过加热使废水温度达到或超过有害微生物存活最高极限以灭菌。化学药剂消毒灭菌法利用化学药剂对有害微生物杀菌消毒,常用的有臭氧、消毒、氯酸钠、二氧化氯、甲醛、碱消毒等。

  生物园区项目的噪声包括生产设备、实验设备、公用设备(如冷却塔、水泵、空调机组)产生的噪声[5]。在产生强噪声车间与非噪声车间及居民区之间设置一定的距离或防护带。对局部噪声源采用消声、隔声、隔振等装置[9]。产生严重噪声的设备,通常将其放置于地下室,或独立的房间隔音。

  三、四级实验室污染区和半污染区固体废物在实验室内彻底消毒灭菌处理,并达到微生物指标零排放后,移出实验室彻底焚烧,或根据就近集中处置原则交具备医疗废物集中处置资质的单位处置,操作应符合《医疗废弃物消毒技术规范》、《医疗废物管理条例》、《医疗废物集中处置技术规范》要求。

  制药生产列入《国家危险废物名录》的废物包括:高浓度釜残液、生产母液、菌丝废渣、过期原料、报废药品、废吸附剂和过滤器、废催化剂和溶剂、沾染危险废物的包装材料等,应按危险废物处置。废活性炭应回收再生利用,不能回收按危险废物处置。动物尸体作为危险废物焚烧处置。药渣做有机肥料或燃料利用。除尘捕集的药尘作为危废处置。焚烧炉炉灰安全填埋。污泥在清掏前进行消毒处理,再送至专门的处置场所。

  根据生物制药各分区污染特征及处置技术,环评逐一对照分析该示例园区原设计施工方案,并结合病原微生物实验室及医药工业洁净厂房设计规范,提出了修改建议。

  [论文摘要]焦化废水是一种典型的难降解有机废水。介绍了预处理技术,二级处理技术的物化法、生物法、化学法和循环利用法的应用和研究进展及优缺点。

  焦炭是高耗水产业,每年全国焦化废水的排放量约为2.85 亿t。焦化废水是煤在高温干馏过程中以及煤气净化、化学产品精制过程中形成的废水,水质随原煤组成和炼焦工艺而变化,是一种典型的难降解有机废水。其成分复杂,毒性大,它的超标排放对人类、水产、农作物都可构成很大的危害。总之,焦化废水污染,是 工业 废水排放中一个突出的环境问题,也是摆在人们面前的一个急需解决的课题。

  目前焦化废水一般按常规方法先进行预处理,然后再进行生物脱酚二次处理。但往往经上述处理后,外排废水中cod、氰化物及氨氮等指标仍然很难达标。针对这种状况,近年来国内外出现了许多比较有效的焦化废水治理技术。这些方法大致分为物化法、生物法、化学法和循环利用等4类。

  常用的预处理方法是厌氧酸化法。这是一种介于厌氧和好氧之间的工艺,其作用机理是通过厌氧微生物水解和酸化作用使难降解有机物的化学结构发生变化,生成易降解物质。焦化废水经厌氧酸化预处理后,可以提高难降解有机物的好氧生物降解性能,为后续的好氧生物处理创造良好条件。

  吸附法处理废水,就是利用多孔性吸附剂吸附废水中的一种或几种溶质,使废水得到净化。常用吸附剂有活性炭、磺化煤、矿渣、硅藻土等。这种方法处理成本高,吸附剂再生困难,不利于处理高浓度的废水。

  由冶金工业部建筑研究总院和北京国纬达环保公司合作研制开发的“烟道气处理焦化剩余氨水或全部焦化废水的方法”已获得国家专利。该技术将焦化剩余氨水去除焦油和ss后,输入烟道废气中进行充分的物理化学反应,烟道气的热量使剩余氨水中的水分全部汽化,氨气与烟道气中的so2反应生成硫铵。

  该方法投资省,占地少,以废治废,运行费用低,处理效果好,环境效益十分显著,是一项十分值得推广的方法。但是此法要求焦化的氨量必须与烟道气所需氨量保持平衡,这就在一定程度上限制了方法的应用范围。

  生物处理法是利用微生物氧化分解废水中有机物的方法。目前,活性污泥法是一种应用最广泛的焦化废水好氧生物处理技术。这种方法是让生物絮凝体及活性污泥与废水中的有机物充分接触;溶解性的有机物被细胞所吸收和吸附,并最终氧化为最终产物(主要是co2)。非溶解性有机物先被转化为溶解性有机物,然后被代谢和利用。

  生物法具有废水处理量大、处理范围广、运行费用相对较低等优点,但是生物降解法的稀释水用量大,处理设施规模大,停留时间长,投资费用较高,对废水的水质条件要求严格,这也就对操作管理提出了较高要求。

  焚烧法治理废水始于20世纪50年代。该法是将废水呈雾状喷入高温燃烧炉中,使水雾完全汽化,让废水中的有机物在炉内氧化,分解成为完全燃烧产物co2和h2o及少许无机物灰分。

  焚烧处理工艺对于处理焦化厂高浓度废水是一种切实可行的处理方法。然而,尽管焚烧法处理效率高,不造成二次污染,但是处理费用昂贵使得多数 企业 望而却步,在我国应用较少。

  催化湿式氧化技术是在高温、高压条件下,在催化剂作用下,用空气中的氧将溶于水或在水中悬浮的有机物氧化,最终转化为无害物质n2和co2排放。湿式催化氧化法具有适用范围广、氧化速度快、处理效率高、二次污染低、可回收能量和有用物料等优点。但是,由于其催化剂价格昂贵,处理成本高,且在高温高压条件下运行,对工艺设备要求严格,投资费用高,国内很少将该法用于废水处理。

  化学混凝和絮凝是用来处理废水中 自然 沉淀法难以沉淀去除的细小悬浮物及胶体微粒,以降低废水的浊度和色度,但对可溶性有机物无效,常用于焦化废水的深度处理。该法处理费用低,既可以间歇使用也可以连续使用。

  臭氧的强氧化性可将废水中的污染物快速、有效地除去,而且臭氧在水中很快分解为氧,不会造成二次污染,操作管理简单方便。但是,这种方法也存在投资高、电耗大、处理成本高的缺点。同时若操作不当,臭氧会对周围生物造成危害。因此,目前臭氧氧化法还主要应用于废水的深度处理。在美国已开始应用臭氧氧化法处理焦化废水。

  目前,这种方法还仅停留在理论研究阶段。这种水处理方法能有效地去除废水中的污染物且能耗低,有着很大的 发展 潜力。但是有时也会产生一些有害的光化学产物,造成二次污染。由于光催化降解是基于体系对光能的吸收,因此,要求体系具有良好的透光性。所以,该方法适用于低浊度、透光性好的体系,可用于焦化废水的深度处理。

  电化学水处理技术的基本原理是使污染物在电极上发生直接电化学反应或利用电极表面产生的强氧化性活性物质使污染物发生氧化还原转变。目前的研究表明,电化学氧化法氧化能力强、工艺简单、不产生二次污染,是一种前景比较广阔的废水处理技术。

  高浓度的焦化废水经过脱酚,净化除去固体沉淀和轻质焦油后,送往熄焦池以供熄焦,实现酚水的闭路循环。从而减少了排污,降低了运行等费用。但是此时的污染物转移问题也值得考虑和进一步研究。

  总之,我们应根据焦化废水的特点,深入研究先进的处理技术,寻求既高效又 经济 的处理方法,降低运行费用,提高达标率,改善环境质量,减轻焦化废水对各地水体的污染,实现水资源的循环利用。这既是当前经济建设需要解决的现实问题,也是未来技术攻关所需要面对的的重点。

  论文 摘要:在阐述目前畜禽养殖业引致的主要环境问题及其与可持续 发展 关系的基础上,从生态系统学的角度提出应强化规模化畜禽养殖废弃物的综合利用,开展固体废弃物和污水治理等相关领域的研究,进一步做好畜禽养殖污染防治工作,有效地保护和改善 农村 生态环境,以期促进畜禽养殖环境与 经济 的协调发展。

  近年来,我国的畜禽养殖业发展迅猛,从而导致了畜禽粪尿及废水的污染负荷超过 工业 废水和生活污水的总和,成为城市郊区的污染大户…。养殖小区和养殖场的污染,不仅影响到农村经济,特别是畜牧业经济的健康发展,对农民的身体健康也造成了一定的影响。为了控制畜禽养殖造成的污染,我们必须对其进行调查和评价,并将其纳人环境保护规划中。因此,必须全面认识畜禽养殖污染的性质才能有针对性地采取有效措施加以防治。

  因其丰富的 自然 资源和市场需求,我国畜禽养殖规模增大,分布比较集中。国家环保总局最近公布的在全国进行的规模化畜禽养殖业污染情况调查结果表明,规模化养殖主要分布在广东、山东、河南河北和湖南等地。对环境影响较大的大中型畜禽养殖场80%集中在人口比较集中、水系较发达的东部沿海地区和诸多大城市周围。

  由于多种原因,我国许多规模化畜禽养殖场分布于居民区内,8%一10%的规模化养殖场距当地居民水源地的距离不超过50m,30%一4o%的规模化养殖场距离居民或水源地最近距离不超过150m。养殖场选址不当不仅构成了对周边地区的环境压力,还在许多地方造成了畜禽养殖场主与周围居民的环境纠纷。

  过去一些地方将规模化畜禽养殖作为产业结构调整、增加农民收人的重要途径加以鼓励,环境意识相对薄弱,污染治理严重滞后。我国长期以来又把环境工作重点放在工业污染防治上,对畜禽养殖场的污染治理缺乏相应的管理经验。畜禽场的宏观环境管理水平普遍较低,全国90%的规模化养殖场未经过环境影响评价,60%的养殖场缺乏干湿分离这一最为必要的污染防治措施。另外,养殖场环境污染投资力度明显不足,80%左右的规模化养殖场缺少必要的污染治理投资。

  由于上述畜禽养殖点多面广,污染物排放量大,处理水平低下等原因,迅速发展的畜禽养殖业严重影响了城郊环境和居民健康。

  畜禽养殖业带来的污染物主要有畜禽养殖场有机废水、病原微生物、饲料添加剂中的抗生素、畜禽产品中的药物残留,以及将来可能出现的转基因生物污染。目前,畜禽粪便集中、量大,同时污染治理没有跟上,造成城市郊区环境污染。畜禽养殖业对水资源、土壤和大气环境造成的污染已相当严重。

  畜禽排泄污染物包括从畜禽体内排出的有害气体、粪便及其分解产生的臭气以及体表掉落的毛屑、绒毛(羽毛)等。1999年我国畜禽粪便产生量约为l9亿,是我国固体废弃物产生量的2.4倍,河南、湖南和江西等地甚至超过4倍。

  为获得高生产性能而给畜禽提供过量营养是造成环境污染的主要原因之一,通过营养调控来最大限度地提高动物对营养物质地利用率是解决问题的重要手段。饲用酶制剂是一类高效、无毒副作用和环保型的饲料添加剂。在畜禽养殖中应用饲用酶制剂既能提高饲料的消化率和利用率,又能减少畜禽排泄物中氮、磷的排泄量,保护水体和土壤免受污染。

  采取清污分流和粪尿的干湿分离等措施,实现清洁养殖,可减少地下水的开采,改善畜禽养殖场的生产环境,减少畜禽的死淘率。同时可以减少对地表和地下水的污染,提高水资源的重复利用率。养殖场还应给畜禽定下用水额度,如每头猪每天5kg水,尽量节省资源。建立粪便收集池,定点收集垃圾;设置畜禽废渣的储存设施和场所,采取对储存场所地面进行水泥硬化等措施,防止畜禽废渣渗漏、散落、溢流、雨水淋失、恶臭气味等对周围环境造成污染和危害。采用雨污分流、固液分离等污染防治措施,达到减量化的要求,做到达标排放或零排放。

  畜禽养殖业污染严重,治理工程利润低,风险大,因此不能像 工业 污水、生活污水防治那样,走单纯治理的路子。粪便绝对是放错了地方的宝贵资源,畜禽粪尿含有丰富的n、p、k成分,经合理处理后,可制成优质、高效的有机肥料,而且还可经厌氧发酵成沼气作为能量来加以利用,因此,资源化利用是治理畜禽污染的首要原则。畜禽养殖场应采取将畜禽废渣还田、生产沼气、制造有机肥料和制造再生饲料等方法进行综合利用。

  应用生物技术与生物工程,综合利用畜禽排泄物,通过厌氧发酵,走沼液、沼渣及沼气利用之路。在畜牧业高度 发展 的英国,畜禽粪便经过处理后,全部作为肥料,既避免了环境污染,又提高了土壤肥力。对于牲畜养殖场,实现废弃物的资源化处理有两种基本工艺方案:一是高温堆肥;二是沼气发酵。

  粪尿厌氧发酵处理后,气体部分可提供能量,固体部分进行高温堆肥。许多有先见之明的养殖场已经走在前面,把畜禽粪便经过处理后卖给农户当肥料,取得了可观的 经济 效益。当前国内的堆肥发酵技术、粪肥还田实用技术等已经成熟,有的还超过国外。把污染物通过无害化处理,加工生产有机肥,这正是目前我国农业发展的大方向。通过对粪便高温烘干灭菌及高压膨化除臭,添加n、p、k及多种元素,制成适合小麦、玉米、蔬菜、瓜果和花卉等高效有机肥。

  防治畜禽养殖废弃物污染的重要手段之一就是沼气综合利用。推广沼气处理技术,利用沼气对畜禽粪便进行厌氧发酵,发酵产生的沼气成为廉价的燃料,用于燃料、仔猪舍保温等;沼渣、沼液则成了优质肥料,不但保护了环境,而且提高了经济效益。进行广泛的国际、国内沼气生产的技术、 企业 管理、项目开发、工程安装、系统设计及运行维护方面的经验等技术经济信息交流。许多实践与研究证明,猪、鸡粪厌氧发酵能使寄生虫卵灭活,减轻土壤污染与水污染,将沼渣与无机肥制成复合肥,能增加土壤有机质、tn及碱解氮、速效磷及土壤酶活性,使作物病害较少,降低农药使用量77.5%,提高农作物产量和品质。沼液含有17种氨基酸、多种活性酶及微量元素,可作为畜禽饲料添加剂。此外,沼液养鱼,能提高鱼的成活率。

  当代生物技术完全可以将畜禽养殖废水处理到排放标准,但是,采用生物技术清除相当于数千万人口当量的废水中的有机物及n、p,其所需费用之巨可想而知。但是因地制宜地采用一些净化系统,如稳定塘、养鱼塘、水生生物塘及土地处理系统等进行处理,是非常经济可行的。

  电镀是利用化学和电化学方法在金属或在其它材料表面镀上各种金属。电镀技术广泛应用于机器制造、轻工、电子等行业。电镀废水水质较复杂,电镀废水中含有铬、锌、铜、镍、镉等重金属离子以及酸、碱、氰化物等具有很大毒性的杂物。电镀废水成分复杂,污染物可分为无机污染物和有机污染物两大类,水质变化幅度大,且电镀废水毒性大,含有大量的重金属离子,若不经处理直接排放会对周边水体造成极大的污染。

  1.1传统的电镀废水处理方法有:化学法,离子交换法,电解法等。但传统方法处理电镀废水存在如下问题:

  1.1.1成本过高——水无法循环利用,水费与污水处理费占总生产成本的15%~20%;

  1.1.3环境污染——电镀废水中的重金属为“永远性污染物”,在生物链中转移和积累,最终危害人类健康。

  化学沉淀法是使废水中呈溶解状态的重金属转变为不溶于水的重金属化合物的方法,包括中和沉淀和硫化物沉淀等、该法是一种较为成熟实用的电镀废水处理技术,且处理成本低,便于管理,处理后废水可达标排放。

  1.1.5中和沉淀法、在含重金属的废水中加入碱进行中和反应,使重金属生成不溶于水的氢氧化物沉淀形式加以分离、中和沉淀法操作简单,是常用的处理废水方法。

  1.1.6硫化物沉淀法、加入硫化物使废水中重金属离子生成硫化物沉淀而除去的方法、与中和沉淀法相比,硫化物沉淀法的优点是:重金属硫化物溶解度比其氢氧化物的溶解度更低,反应PH值在7-9之间,处理后的废水一般不用中和,处理效果更好、但硫化物沉淀法的缺点是:硫化物沉淀颗粒小,易形成胶体,硫化物沉淀在水中残留,遇酸生成气体,可能造成二次污染。

  电镀废水中的Cr主要以Cr6+离子形态存在,因此向废水中投加还原剂将Cr6+还原成微毒的Cr3+后,投加石灰或NaOH产生Cr(OH)3沉淀分离去除。化学还原法治理电镀废水是最早应用的治理技术之一,在我国有着广泛的应用,其治理原理简单、操作易于掌握、能承受大水量和高浓度废水冲击。根据投加还原剂的不同,可分为FeSO4法、NaHSO3法、铁屑法、SO2法等。

  应用化学还原法处理含Cr废水,碱化时一般用石灰,但废渣多;用NaOH或Na2CO3,则污泥少,但药剂费用高,处理成本大,这是化学还原法的缺点。

  铁氧体技术是根据生产铁氧体的原理发展起来的。在含Cr废水中加入过量的FeSO4,使Cr6+还原成Cr3+, Fe2+氧化成Fe3+,调节pH值至8左右,使Fe离子和Cr离子产生氢氧化物沉淀。通入空气搅拌并加入氢氧化物不断反应,形成铬铁氧体。其典型工艺有间歇式和连续式。铁氧体法形成的污泥化学稳定性高,易于固液分离和脱水。铁氧体法除能处理含Cr废水外,特别适用于含重金属离子的电镀混合废水。我国应用铁氧体法已经有几十年历史,处理后的废水能达到排放标准,在国内电镀工业中应用较多。

  铁氧体法具有设备简单、投资少、操作简便、不产生二次污染等优点。但在形成铁氧体过程中需要加热(约70oC),能耗较高,处理后盐度高,而且有不能处理含Hg和络合物废水的缺点。

  电解法处理含Cr废水在我国已经有二十多年的历史,具有去除率高、无二次污染、所沉淀的重金属可回收利用等优点。大约有30多种废水溶液中的金属离子可进行电沉积。电解法是一种比较成熟的处理技术,能减少污泥的生成量,且能回收Cu、Ag、Cd等金属,已应用于废水的治理。不过电解法成本比较高,一般经浓缩后再电解经济效益较好。

  近年来,电解法迅速发展,并对铁屑内电解进行了深入研究,利用铁屑内电解原理研制的动态废水处理装置对重金属离子有很好的去除效果。

  另外,高压脉冲电凝系统(High Voltage Electrocagulation System)为当今世界新一代电化学水处理设备,对表面处理、涂装废水以及电镀混合废水中的Cr、Zn、Ni、Cu、Cd、CN-等污染物有显著的治理效果。高压脉冲电凝法比传统电解法电流效率提高20%—30%;电解时间缩短30%—40%;节省电能达到30%—40%;污泥产生量少;对重金属去除率可达96%一99%[3]。

  随着全球可持续发展战略的实施,循环经济和清洁生产技术越来越受到人们关注。电镀重金属废水治理从末端治理已向清洁生产工艺、物质循环利用、废水回用等综合防治阶段发展。未来电镀重金属废水治理将突出以下几个方面:

  2.1贯彻循环经济、重视清洁生产技术的开发与应用;提高电镀物质、资源的转化率和循环使用率;从源头上削减重金属污染物的产生量,并采用全过程控制、结合废水综合治理、最终实现废水零排放。

  2.2电镀重金属废水的处理技术很多,其中生物技术是具有较大发展潜力的技术,具有成本低、效益高、不造成二次污染等优点。随着基因工程、分子生物学等技术的发展和应用,具有高效、耐毒性的菌种不断培育成功,为生物技术的广泛应用提供了有利条件。对于已经污染的、范围大的外环境,可采用植物修复技术治理,在治污的同时,不仅美化了环境,还可以获得一定的经济效益。

  2.3综合一体化技术是未来电镀废水治理技术的热点。电镀废水种类繁多,各种电镀工艺差异很大,仅使用一种废水治理方法往往有其局限性,达不到理想的效果。因此,综合多种治理技术特点的一体化技术应运而生。

  综上所述,虽然化学法、物理化学法、生物化学法都可以治理和回收废水中的重金属,但通过生物化学法处理重金属污水成本低、效益高、容易管理、不给环境造成二次污染、有利于生态环境的改善。但生物化学法也有一定的局限性,无论是植物还是微生物,一般都具有选择性,只吸取或吸附一种或几种金属,有的在重金属浓度较高时会导致中毒,从而限制其应用。尽管如此生物化学法的研究和发展仍有广阔前景,许多学者通过基因工程、分子生物学等技术应用,使生物具有更强的吸附、絮凝、整治修复能力。我们应该充分利用自然界中的微生物与植物的协同净化作用,并辅之以物理或化学方法,寻找净化重金属的有效途径。

  [1]何升霞,姬相艳。利用废铁屑处理含铬废水试验研究[J]。油气田环境保护,2002,10(2): 36—37。

  [2]苏海佳,贺小进,谭天伟。球形壳聚糖树脂对含重金属离子废水的吸附性能研究[J]。北京大学学报,2003,30(2):19—22。

  近年来,石油化工安全事故和环境污染事故屡有发生,尤其是去年发生的8・12天津滨海新区危化仓库爆炸事故,更是让人触目惊心,爆炸造成165人死亡,直接经济损失达68.66亿元。舟山市属海岛型地区,地域狭小,环境容量有限,石油化工企业一旦发生事故,就可能会对居民生命安全和附近海域环境带来严重的威胁。同时近几年公众对生活质量的要求以及安全环保意识都在不断提高,影响行业发展和社会稳定的时有发生。随着生态文明建设的推进,国家和地方政府对安全环保也提出了更高的要求,石化行业的安全环保工作将面临更大的压力和考验。

  舟山是由群岛组成的地级市,国务院于2011年6月批准设立了浙江舟山群岛新区,使舟山驶上发展的快车道。近年来,随着舟山经济的快速发展,海岛陆地和近海海域环境质量却有不断恶化的趋势。受陆源污染的直接影响,舟山海域成为我国近岸海域环境质量形势最为严峻的海域之一[1]。根据2003年至2015年舟山市海洋环境质量公报,舟山严重污染海域(劣四类)面积占比从2003年23%上升到2015年48.4%,海域水质环境质量呈显著下降趋势,其中超标最多的是无机氮和活性磷酸盐。

  舟山海域污染来源于工业废水、生活污水、海水中石油、氮、磷等有机物,农业的化肥、海水的养殖等。数据显示,随着舟山本岛及附近岛屿新建扩建油库、油码头数量的增加,油品进出、储运量增加,从而加重了舟山海域油类污染[2]。这些污染也是造成赤潮频繁暴发的主要原因。

  自2000年以来,国家相继制定和修订了《大气污染防治法》《环境影响评价法》《固体废物污染环境防治法》《水污染防治法》《国家危险废物名录》《清洁生产促进法》《大气污染行动计划》《海洋环境保护法》等一系列环保法律法规和标准。这些法律、法规定和标准的出台给石化行业带来了深刻的影响。其中,《水污染防治法》《大气污染防治法》《固体废物污染环境防治法》等法律都对各类污染物必须达标排放作了严格规定,特别是进一步明确了含油固体废物属于必须按照规定进行处理处置的危险废物,含油废物违法处置被纳入刑法处罚。2012年,环保部还专门针对化工园区出台了《关于加强化工园区环境保护工作的意见》,从园区规划、环评制度、项目准入、环境管理和防控体系等方面提出要求。2015年4月16日,环保部和国家质监总局联合《石油炼制工业污染物排放标准》(GB 31570―2015)和《石油化学工业污染物排放标准》(GB 31571―2015)两项石油化工污染物排放标准,对石油化工各类污染物规定了较以前更为严格的约束性指标。2014年,环保部《石化行业挥发性有机物综合整治方案》,VOCs作为PM2.5的重要前体污染物,首次纳入“十三五”污染物总量控制指标。

  近年来,浙江省和舟山市配合国家的法律法规,也相继出台了一系列地方环境保护法规和标准。为了满足国家和地方政府关于污染物全面、稳定达标排放的环保要求,无论是石化新建项目还是现有工程,必然要求石油化工企业大力推行清洁生产,研究和开发环境友好生产工艺和节能环保技术,进一步规范环保管理,研究并解决污染治理技术的难题,从而大幅度提高石化“三废”(废气、废水、固体废弃物)的治理技术水平和污染物稳定达标的可靠性。

  随着生活水平和国民素质的不断提高,公众参与环保监督的意识在逐渐增强,政府也鼓励公众和非政府组织机构参与环保监督,石油化工企业一切生产经营活动及其可能引起的环境问题都在公众和社会舆论的监督之下。前几年舟山市某石化企业发生的环境污染事件引起民众的担忧和,就是一个典型的例子。新修订的《环境保护法》于2015年1月1日起施行,其中规定重点排污单位对其主要污染物的超标排放情况,以及防治污染设施的建设和运行情况,都应当如实向社会公开,并规定了其相应的法律责任。这就要求石化企业必须努力提高绿色节能环保技术和环境管理水平,切实把环境保护纳入企业发展战略中优先考虑,全面履行好企业的经济责任、政治责任和社会责任。

  通过对舟山市石化行业现状分析,考虑国家有关政策法规标准和污染减排约束性指标要求,结合国内外绿色石油化工生产技术的新进展,舟山市石化行业在绿色环保技术的需求主要包括以下几个方面。

  石化基地生态绿色化发展模式与机制,石化基地产业链规划与招商,多目标绿色评价体系及化工生态园区设计规范与标准,石化基地环保技术开发创新体系,节能减排与清洁生产技术服务产业运行机制,石化基地建设对海岛海洋生态和周边海域潮流的影响。

  制备新颖绿色原材,以替换石油化工生产中惯用的氢氰酸、光气等剧毒原材[3];采用计算机信息技术和化工过程集成技术,降低水耗、能耗;化工装置的大型化、微型化、集成化和智能化,有利于节能减排,提高效率;开发环保高效的优良催化技术,防止设备腐蚀,减少废物和环境污染;开发特殊状态的反应体系和超常规状态的反应技术,提高反应效率,节约石化资源;生物质能、页岩气、煤层气等新能源在化工领域中的应用 [4]。

  海洋环境下石化废水、废气、废渣等污染扩散分析,基于小波神经网络的“三废”污染监控技术体系研。