1. 真空濃縮的原理是什麼
真空減壓濃縮器真空濃縮具有很多優點。液體物質在沸騰狀態下溶劑的蒸發很快,其沸點因壓力而變化,壓力增大,沸點升高,壓力小,沸點降低。例如牛奶在101kPa下,沸點為100℃,而在真空度82.7~90.6KPa下,沸點僅為45~55℃。由於在較低溫度下蒸發,可以節省大量能源。同時,由於物料不受高溫影響,避免了熱不穩定成分的破壞和損失,更好地保存了原料的營養成分和香氣。特別是某些氨基酸、黃酮類、酚、類維生素等物質,可防止受熱而破壞。而一些糖類、蛋白質、果膠、粘液質等粘性較大的物料,低溫蒸發可防止物料焦化。
真空濃縮設備主要有以下幾種:
真空減壓濃縮罐(1)降膜式濃縮設備:物料循環時間少,物料受熱時間僅2min左右,故適合於熱敏性物料的濃縮。其傳熱系數、能耗與升膜式相近。有時液膜形成不均勻,物料易焦化、結垢。
(2).雙效升(降)膜式濃縮設備:該設備的結構及工作原理與單效膜式濃縮設備相似,主要是增加了一台熱泵,並增加了二效加熱器、二效分離器等。主要是由於二次蒸汽能夠加以利用,降低了能耗,生產能力大。但設備結構趨於復雜,給操作和管理帶來較高要求。
(3)間歇式單效盤管式真空濃縮鍋:該設備主要由盤管式加熱器、蒸發室、冷凝器、抽真空裝置、霧沫分離器、進出料閥及各種控制儀表所組成。該設備結構簡單、製造方便、操作穩定、易於控制。傳熱系數較高,蒸發速率快,一般蒸發量為1200L/h的濃縮設備,在生產乳粉時,其實際蒸發量可達1500L/h。可調節加熱蒸汽的量和蒸汽壓力的高低.以滿足生產或操作的需要。在鍋內物料混合均勻,特別適用於粘稠物料的濃縮。其缺點是間歇出料,物料受熱時間較長,在一定程度上對產品質量有一定影響。該設備體積較大,清洗比較困難。
(4)單效升膜式濃縮設備:該設備為自然循環的長管型液膜式蒸發器,主要由加熱器、分離器、霧沫捕集器、水力噴射泵、循環管等部分組成。
2. MBR技術在污水處理中的應用
下面是中達咨詢給大家帶來關於施工臨時用電的存在問題及正確做法的相關內容,以供參考。
膜生物反應器(MembraneBioreactor,簡稱MBR),是由膜分離和生物處理結合而成的一種新型瞎凳、高效的污水處理技術。膜分離技術最早應用於微生物發酵工業,隨著膜材料和制膜技術的發展,其應用領域不斷擴大,已經涉及到化工、電子、輕工、紡織、冶金、食品、石油化工和污水處理等多個領域。
1、MBR技術在國外污水處理中的研究及應用
膜分離技術在污水處理中的應用開始於20世紀60年代末#1969年美國的Smith等人首次將活性污泥法與超濾膜組件相結合用於處理城市污水的工藝研究,該工藝大膽地提出了用膜分離技術取代常規活性污泥法中的二沉池,利用膜具有高效截留的物理特性,使生物反應器內維持較高的污泥濃度,在F/M低比值下工作,這樣就可以使有機物盡可能地得到氧化降解,提高了反應器的去除效率,這就是MBR的最初雛形。
進入20世紀70年代,有關MBR的研究進一步深入開展#1970年,Hardt等人使用完全混合生物反應器與超濾膜組合工藝處理生活污水,獲得了98%的COD去除率和100%去除細菌的結果。1971年,Bemberis等人在污水處理廠進行了MBR試驗,取得了良好的試驗結果。1978年,Bhattacharyya等人將超濾膜用於處理城市污水,獲得了非飲用回用水。1978年,Grethlein利用厭氧消化池與膜分離進行了處理生活污水的研究,BOD和TN的去除率分別為90%和75%.
在這一時期,盡管各國學者對MBR工藝做了大量的研究工作,並獲得了一定的研究成果,但是由於當時膜組件的種類很少,制膜工藝也不是十分成熟,膜的壽命通常很短,這就限制了MBR工藝長期穩定的運行,從而也就限制了MBR技術在實際工程中的推廣應用。
進入20世紀80年代以後,隨著材料科學的發展與制膜水平的提高,推動了膜生物反應器技術的向前發展,MBR工藝也隨之得到迅速發展。日本研究者根據本國國土狹小!地價高的特點對MBR技術進行了大力開發和研究,並在MBR技術的研究和開發上走在了前列,使MBR技術開始走向實磨亮旅際應用。
20世紀90年代以後,MBR技術得到了最為迅猛的發展,人們對MBR在生活污水處理!工業廢水處理!飲用水處理等方面的應用都進行了研究,MBR已經進入實際應用階段,並得到了快速的推廣。
20世紀的最後幾年,人們圍繞著膜生鍵迅物反應器的關鍵問題進行了較多的研究,並取得了一些成果。有關膜生物反應器的研究從實驗室小試!中試規模走向了生產性試驗,應用MBR的中、小型污水處理廠也逐漸見諸報道。1998年初,歐洲第一座應用一體式膜生物反應器的生活污水處理廠在英國的Porlock建成運行,成為英國膜生物反應器技術的里程碑。
本世紀初,人們對膜生物反應器的研究方興未艾,使得該項技術正在逐漸趨於成熟。
2、MBR技術在國內污水處理中的研究及應用
我國對膜生物反應器的研究雖然起步較晚,但發展速度很快。1991年,芩運華對膜生物反應器的應用進行了綜述,介紹了MBR在日本的研究狀況,這是我國學者對膜生物反應器做的較早的報道。隨後,江成璋等人進行了中空纖維超濾膜在生物技術中的應用研究。1995年,樊耀波將MBR用於石油化工污水凈化的研究,研製出一套實驗室規模的好氧分離式MBR.
從1995年以來,我國對膜生物反應器污水處理技術的研究工作開始全面展開,多家科研院所進行了此方面的研究,清華大學、哈爾濱工業大學、中國科學院生態環境研究中心、天津大學、同濟大學等對膜生物反應器的運行特性、膜通量的影響因素、膜污染的防止與清洗等方面做了大量細致的研究工作。2000年,顧平採用國產中空纖維膜對生活污水做了中試規模的MBR研究,結果表明:MBR工藝出水懸浮物為零,細菌總數優於飲用水標准,COD和氨氮的去除率都高於95%,出水可直接回用。2001年,張立秋等對一體式MBR處理生活污水的主要設計參數HRT、SRT等進行了理論推導,為實際工程設計提供了參考,並對膜堵塞機理進行了深入研究探討,提出了膜內部生物堵塞的存在。
雖然,我國在MBR技術的研究探討方面取得了顯著的成績,但是同日本、英國、美國等國家相比,我國的研究試驗水平還比較落後,由於國產膜組件的種類較少,膜質量較差,壽命通常較短,因此在實際應用中存在一定的問題。雖然在我國膜生物反應器用於處理生活污水已有應用,但到目前為止,設計完善、運行良好的應用膜生物反應器的生活污水處理廠還未見報道。
3、MBR工藝的分類
膜生物反應器主要是由膜組件和生物反應器兩部分組成#根據膜組件與生物反應器的組合方式可將膜生物反應器分為以下三種類型:分置式膜生物反應器、一體式膜生物反應器和復合式膜生物反應器。
3.1分置式膜生物反應器
分置式膜生物反應器是指膜組件與生物反應器分開設置,相對獨立,膜組件與生物反應器通過泵與管路相連接#分置式膜生物反應器的工藝流程如圖1所示。
該工藝膜組件和生物反應器各自分開,獨立運行,因而相互干擾較小,易於調節控制,而且,膜組件置於生物反應器之外,更易於清洗更換#但其動力消耗較大,加壓泵提供較高的壓力,造成膜表面高速錯流,延緩膜污染,這是其動力費用大的原因,每噸出水的能耗為2~10kWh,約是傳統活性污泥法能耗的10~20倍,因此能耗較低的一體式膜生物反應器的研究逐漸得到了人們的重視。
3.2一體式膜生物反應器
一體式膜生物反應器起源於日本,主要用於處理生活污水,近年來,歐洲一些國家也熱衷於它的研究和應用#一體式膜生物反應器是將膜組件直接安置在生物反應器內部,有時又稱為淹沒式膜生物反應器(SMBR),依靠重力或水泵抽吸產生的負壓或真空泵作為出水動力#一體式膜生物反應器工藝流程如圖2所示。該工藝由於膜組件置於生物反應器之中,減少了處理系統的佔地面積,而且該工藝用抽吸泵或真空泵抽吸出水,動力消耗費用遠遠低於分置式膜生物反應器,每噸出水的動力消耗約是分置式的1/10.如果採用重力出水,則可完全節省這部分費用。但由於膜組件浸沒在生物反應器的混合液中,污染較快,而且清洗起來較為麻煩,需要將膜組件從反應器中取出。
3.3復合式膜生物反應器
復合式膜生物反應器也是將膜組件置於生物反應器之中,通過重力或負壓出水,但生物反應器的型式不同#復合式MBR,是在生物反應器中安裝填料,形成復合式處理系統。
在復合式膜生物反應器中安裝填料的目的有兩個:一是提高處理系統的抗沖擊負荷,保證系統的處理效果;二是降低反應器中懸浮性活性污泥濃度,減小膜污染的程度,保證較高的膜通量。
復合式膜生物反應器中,由於填料上附著生長著大量微生物,能夠保證系統具有較高的處理效果並有抵抗沖擊負荷的能力,同時又不會使反應器內懸浮污泥濃度過高,影響膜通量。
4、MBR工藝的特點
4.1對污染物的去除效率高
MBR對懸浮固體(SS)濃度和濁度有著非常良好的去除效果。由於膜組件的膜孔徑非常小(0.01~1μm),可將生物反應器內全部的懸浮物和污泥都截留下來,其固液分離效果要遠遠好於二沉池,MBR對SS的去除率在99%以上,甚至達到100%;濁度的去除率也在90%以上,出水濁度與自來水相近。
由於膜組件的高效截留作用,將全部的活性污泥都截留在反應器內,使得反應器內的污泥濃度可達到較高水平,最高可達40~50g/L.這樣,就大大降低了生物反應器內的污泥負荷,提高了MBR對有機物的去除效率,對生活污水COD的平均去除率在94%以上,BOD的平均去除率在96%以上。
同時,由於膜組件的分離作用,使得生物反應器中的水力停留時間(HRT)和污泥停留時間(SRT)是完全分開的,這樣就可以使生長緩慢、世代時間較長的微生物(如硝化細菌)也能在反應器中生存下來,保證了MBR除具有高效降解有機物的作用外,還具有良好的硝化作用。研究表明,MBR在處理生活污水時,對氨氮的去除率平均在98%以上,出水氨氮濃度低於1mg/L.
此外,選擇合適孔徑的膜組件後,MBR對細菌和病毒也有著較好的去除效果,這樣就可以省去傳統處理工藝中的消毒工藝,大大簡化了工藝流程。
另外,在DO濃度較低時,在菌膠團內部存在缺氧或厭氧區,為反硝化創造了條件。僅採用好氧MBR工藝,雖然對TP的去除效率不高,但如果將其與厭氧進行組合,則可大大提高TP的去除率。研究表明,採用A/O復合式MBR工藝,對TP的去除率可達70%以上。
4.2具有較大的靈活性和實用性
在城市污水或工業廢水處理中,傳統的處理工藝(格柵+沉砂池+初沉池+曝氣池+二沉池+消毒池)流程較長,佔地面積大,而出水水質又不能保證。而MBR工藝(篩網過濾+MBR)則因流程短、佔地面積小!處理水量靈活等特點,而呈現出明顯優勢#MBR的出水量根據實際情況,只需增減膜組件的片數就可完成產水量調整,非常簡單、方便。
對於傳統的活性污泥法工藝中出現的污泥膨脹現象,MBR由於不用二沉池進行固液分離,可以輕松解決。這樣,就大大減輕了管理操作的復雜程度,使優質!穩定的出水成為可能。
同時,MBR工藝非常易於實現自動控制,提高了污水處理的自動化水平。
4.3解決了剩餘污泥處置難的問題
剩餘污泥的處置問題,是污水處理廠運行好壞的關鍵問題之一#MBR工藝中,污泥負荷非常低,反應器內營養物質相對缺乏,微生物處在內源呼吸區,污泥產率低,因而使得剩餘污泥的產生量很少,SRT得到延長,排除的剩餘污泥濃度大,可不用進行污泥濃縮,而直接進行脫水,這就大大節省了污泥處理的費用。有研究得出,在處理生活污水時,MBR最佳的排泥時間在35d左右。
由上述可知,MBR工藝所具有的優越性,是目前其他處理工藝無法比擬的#該工藝在城市污水或生活污水處理!高濃度有機廢水、難降解有機廢水以及中水回用等方面都具有廣闊的應用前景。
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3. 如何處理含廢硫酸的污水
1 濃縮法
該法是在加熱濃縮廢稀硫酸的過程中,使其中的有機物發生氧化、聚合等反應,轉變為深色膠狀物或懸浮物後過濾除去,從而達到去除雜質、濃縮稀硫酸的雙重目的.這類方法應用較廣泛,技術較成熟.在普遍應用高溫濃縮法的基礎上又發展了較為先進的低溫濃縮法,下面分別加以介紹.
1.1 高溫濃縮法
淄博化工廠三氯乙醛生產過程中有廢硫酸產生,其中H2SO4質量分數為65%~75%、三氯乙醛質量分數為1%~3%、其它有機雜質的質量分數為1%.該廠將其沉澱過濾後,用煤直接加熱蒸餾,回收的濃硫酸無色透明,H2SO4質量分數大於95%,無三氯乙醛檢出,而沉澱物經鹼解、蒸餾和過濾後可回收氯仿.該廠廢硫酸處理量為4000t/a,回收硫酸創利潤55萬元/a.
日本木村-大同化工機械公司的廢硫酸濃縮法是用搪玻璃管升膜蒸發和分段真空蒸發相結合,將廢硫酸中H2SO4的質量分數從10%~40%濃縮到95%,其工藝可分為3段,前兩段採用不透性石墨管加熱器蒸發濃縮,後一段採用搪玻璃管升膜蒸發器濃縮,在每一段中H2SO4質量分數漸次升高,分別達到60%、80%和95%.加熱過程採用高溫熱載體,溫度為150~220℃,可將有機物轉變為不溶性物質,然後過濾除去,該工藝以2t/h的規模進行中試,5a運轉良好.該工藝適應能力很強,可用於含多種有機雜質的廢硫酸的處理.
1.2 低溫濃縮法
高溫濃縮法的缺點在於:硫酸的強腐蝕性和酸霧對設備和操作人員的危害很大,實際操作非常麻煩.因此,近年來開發出了一種改進的濃縮法,稱為汽液分離型非揮發性溶液濃縮法(簡稱WCG法).
WCG法的原理和工藝如下:將廢稀硫酸由儲槽用耐酸泵打入循環濃縮塔濃縮,然後經換熱器加熱後進入造霧器和擴散器強迫霧化並進一步強迫汽化,分離後的氣體經高度除霧後進入氣體凈化器,凈化後排放.分離後的酸液再度回到循環濃縮塔,經反復循環濃縮蒸餾,達到濃度要求後,用泵打入濃硫酸儲罐.濃硫酸可作為生產原料再利用.其工藝流程見圖1.
WCG法濃縮裝置主要由換熱器、循環濃縮塔和引風機組成.換熱器材質為石墨,濃縮塔材質為復合聚丙烯,泵及引風機均為耐酸設備.
該法與高溫濃縮法相比,蒸發溫度低(50~60℃),蒸汽消耗量少,費用低(濃縮每噸稀硫酸耗電和蒸汽的費用約為30~60元).上海染化五廠生產分散深藍H-GL產生的稀硫酸(H2SO4質量分數為20%),上海染化八廠、武漢染料廠、濟寧染料廠生產染料中間體產生的稀硫酸,採用WCG法濃縮,都取得了明顯的效果.
用WCG法濃縮稀硫酸應注意以下幾點:
(1)在濃縮過程中若有固體物析出,會影響傳熱效果和廢酸的分離;
(2)該裝置非密閉,廢酸中若有揮發性物質,會影響工作環境;
(3)裝置的主體材料為復合聚丙烯,工作溫度受主體材料的限制,不能超過80℃;
(4)該法僅適用於H2SO4質量分數小於60%的稀硫酸.
2 氧化法
該法應用已久,原理是用氧化劑在適當的條件下將廢硫酸中的有機雜質氧化分解,使其轉變為二氧化碳、水、氮的氧化物等從硫酸中分離出去,從而使廢硫酸凈化回收.常用的氧化劑有過氧化氫、硝酸、高氯酸、次氯酸、硝酸鹽、臭氧等.每種氧化劑都有其優點和局限性.
天津染料八廠採用硝酸為氧化劑對蒽醌硝化廢酸進行氧化處理,其操作過程為:將廢酸稀釋至H2SO4質量分數為30%,使所含的二硝基蒽醌最大限度地析出,經過濾槽真空抽濾後廢酸進入升膜列管式蒸發器,在112℃、88.1kPa條件下濃縮,在旋液分離器中分離水蒸氣和酸(此時H2SO4質量分數約為70%),廢酸再流入鑄鐵濃縮釜(280~310℃,真空度為6.67~13.34kPa),用噴射泵帶出水蒸氣,使H2SO4質量分數達到93%,然後流入搪瓷氧化缸,加入濃硝酸(HNO3質量分數為65%)進行氧化處理,至硫酸呈淺黃色.反應中產生的一氧化氮氣體用鹼液吸收.
硫酸在高濃度(H2SO4質量分數為97%~98%)和高溫條件下也具有較強的氧化性,它可以將有機物較為徹底地氧化掉.例如處理苯繞蒽酮廢酸、分散藍廢酸及分散黃廢酸時,將廢酸加熱至320~330℃,把有機物氧化掉,部分硫酸被還原成二氧化硫.這種方法由於硫酸濃度和溫度太高,有大量的酸霧產生,會造成環境污染,同時還要消耗一定量的硫酸,使硫酸收率降低,因此其應用受到很大限制.
3 萃取法
萃取法是用有機溶劑與廢硫酸充分接觸,使廢酸中的雜質轉移到溶劑中來.對於萃取劑的要求是:
(1)對於硫酸是惰性的,不與硫酸起化學反應也不溶於硫酸;
(2)廢酸中的雜質在萃取劑和硫酸中有很高的分配系數;
(3)價格便宜,容易得到;
(4)容易和雜質分離,反萃時損失小.
常見的萃取劑有苯類(甲苯、硝基苯、氯苯)、酚類(雜酚油、粗二苯酚)、鹵化烴類(三氯乙烷、二氯乙烷)、異丙醚和N-503等.
大連染料八廠用氯苯對含二硝基氯苯和對硝基氯苯的廢硫酸進行一級萃取,使廢水中的有機物含量由30000~50000 mg/L下降到200~250mg/L.濟南鋼鐵廠焦化分廠用廉價的C-I萃取劑和P-I吸附劑處理該廠的再生硫酸也得到了良好的效果.該工藝是將再生硫酸經C-I萃取劑萃取分離後再依次用P-I吸附劑和活性炭吸附處理得到純凈的再生硫酸.為防止腐蝕,萃取罐和吸附罐用鉛作內襯.該廠廢硫酸處理量為500t/a,回收硫酸250t,價值7.5萬元.
與其它方法相比,萃取法的技術要求較高,萃取劑要同時滿足上述4項要求並不容易,而且運行費用也較高.
4 結晶法
當廢硫酸中含有大量的有機或無機雜質時,根據其特性可考慮選擇結晶沉澱的方法除去雜質.
如南京軋鋼廠醯洗工序排放的廢硫酸中含有大量的硫酸亞鐵,可採用濃縮-結晶-過濾的工藝來處理.經過濾除去硫酸亞鐵後的酸液可返回鋼材酸洗工序繼續使用.
重慶某化工廠將H2SO4質量分數為17%的鈦白廢酸在常壓下濃縮、析出的結晶熟化後過濾,濾渣經打漿及洗滌後即為回收的硫酸亞鐵.濾液再在93.4kPa真空度下濃縮結晶過濾,可得到H2SO4質量分數為80%~85%的濃硫酸,第二次過濾的濾渣也轉至打漿工序回收硫酸亞鐵
4. 求教顯影液廢液處理
顯影液用完的處理方式有很多種,比如購買裕佳環保顯影廢水處理設備,
擺脫傳統蒸餾和加化學葯劑壓濾的傳統模式。採用日本最新低溫減壓蒸餾方式。在負壓情況下28度沸騰出蒸汽,蒸汽再轉換成蒸餾水,運行功率極低,具有如下優勢:
相對傳統100度以上高溫蒸餾安全性能強,耗電量僅為傳統蒸餾的三分之一不到,更重要的是無任何廢氣污染;
處理過的水,顏色純凈透明(區別於同類產品加葯壓濾過濾處理,甚至連水的顏色還仍舊是黃色),某些水質指標(色度、濁度、肉眼可見物、PH值等等)好於自來水,處理後分離為濃縮廢液和達標再生水(達到國家GB8978-1996中二級標准排放要求),濃縮比例按版材品牌不同再生水出水量為70-90%,即廢液70-90%將轉化為再生水達標排出或供水洗循環系統再利用。剩餘10-30%左右為粘稠狀廢物排放到儲污桶等待集中處理。使用本設備可大量減少企業廢液回收支出成本。
本系統實現了高度自動化控制,廢液進料,消泡劑添加均按設置比例工作,蒸餾運行,濃縮液排渣,缸體和管路清洗等環節自動連續運行,運行參數可根據客戶現場條件進行調整,操作高效便捷!
整機和設備部件防腐蝕安全設計,一鍵式傻瓜操作模式;電器採用有國家一級資質廠家的電控箱,安全使用。
2、採用日本最新低溫減壓蒸餾方式。在負壓情況下28度沸騰出蒸汽。
3、功率極低只需1200W,相對傳統100度以上高溫蒸餾安全性能強,耗電量僅為傳統蒸餾的三分之一,維護簡便,處理效率高。
4、自主研製,標准化批量生產,品質有保障。(已申請多項新型實用專利)全自動傻瓜式一鍵操控,使用流程簡單,機器操作便捷,普通員工短期培訓,即可安全操作。
5、超低的機器維護成本,機器性能穩定,耐用,維護簡單,耗材少。
6、多重運行安全保護功能,定時廢液排放功能,定時反沖洗,自動抽取葯水。
7、廢液經處理後的水質完全達標排放。
8、經處理後僅余的10%—30%廢渣通過有資質的第三方做危廢轉移。