A. 工业废水含什么有毒物质
工业废水中常含有不同数量的原材料、中间体、成品、半成品、副产品等,不同的工业部门各有其特定的污染物品种。
1.钢铁厂的废水主要含有酸洗液、铁屑、油类。
2.炼油厂主要排出含油类、硫化物及碱的废水。
3.海上油井拍仿事故,油船漏油或排放压仓水,常使海面污染覆盖大量油膜,影响生态平衡。
4.热电厂排入地面水体的高温水,能使地面水中溶解氧减少,同时水温升高可使藻类大量繁殖而恶化水质。
5.电镀废水中含有氰化物、铬酸、氟化物、铜、锌、镉等物质。
6.造纸废水含有大量苛性碱、硫化钠、木质素及半纤维素等物质。
7.印染废水主要含有氰化物、硫化物、铬酸盐、碱及洗涤信贺判剂等物质。
8.化工厂、化肥厂、农药厂等,因产品的不同,其废水可含有多种有害的有机和无机化合物。
9.粮食及食品加工、酿造业等废水含有能消耗水中溶解氧的有机物质。
10.屠宰场、制革厂、洗毛滑改厂的废水,除含有大量有机物质外,还可能带有病原微生物。
B. 什么样的污水含有大量有毒和有害的化学物质
如果污水中含有大量的有毒和有害的化学物质,这类污水主要有以下各类:
1、含病原体污水
含病原体污水主要包括: 生活污水、畜禽饲养场污水以及制革、洗毛、屠宰业和医院等排出的废水,常含有各种病原体,如病毒、病菌、寄生虫。水体受到病原体的污染会传播疾病,如血吸虫病、霍乱、伤寒、痢疾、病毒性肝炎等。历史上流行的瘟疫,有的就是水媒型传染病。如1848年和1854年英国两次霍乱流行,死亡万余人;1892年德国汉堡霍乱流行,死亡750余人,均是水污染引起的。
受病原体污染后的水体,微生物激增,其中许多是致病菌、病虫卵和病毒,它们往往与其他细菌和大肠杆菌共存,所以通常规定用细菌总数和大肠杆菌指数及菌值数为病原体污染的直接指标。病原体污染的特点是:(1)数量大;(2)分布广;(3)存活时间较长;(4)繁殖速度快;(5)易产生抗药性,很难绝灭;(6)传统的二级生化污水处理及加氯消毒后,某些病原微生物、病毒仍能大量存活。常见的混凝、沉淀、过滤、消毒处理能够去除水中99%以上病毒,如出水浊度大于0.5度时,仍会伴随病毒的穿透。病原体污染物可通过多种途径进入水体,一旦条件适合,就会引起人体疾病。
2、含有毒污水
有毒污染物指的是进入生物体后累积到一定数量能使体液和组织发生生化和生理功能的变化,引起暂时或持久的病理状态,甚至危及生命的物质。如重金属和难分解的有机污染物等。污染物的毒性与摄入机体内的数量有密切关系。同一污染物的毒性也与它的存在形态有密切关系。价态或形态不同,其毒性可以有很大的差异。如Cr(Ⅵ)的毒性比Cr(Ⅲ)大;As(Ⅲ)的毒性比As(Ⅴ)大;甲基汞的毒性比无机汞大得多。另外污染物的毒性还与若干综合效应有密切关系。从传统毒理学来看,有毒污染物对生物的综合效应有三种:(1)相加作用,即两种以上毒物共存时,其总效果大致是各成分效果之和。(2)协同作用,即两种以上毒物共存时,一种成分能促进另一种成分毒性急剧增加。如铜、锌共存时,其毒性为它们单独存在时的8倍。(3)拮抗作用,两种以上的毒物共存时,其毒性可以抵消一部分或大部分。如锌可以抑制镉的毒性;又如在一定条件下硒对汞能产生拮抗作用。总之,除考虑有毒污染物的含量外,还须考虑它的存在形态和综合效应,这样才能全面深入地了解污染物对水质及人体健康的影响。
有毒污染物主要有以下几类:(1)重金属。如汞、镉、铬、铅、钒、钴、钡等,其中汞、镉、铅危害较大;砷、硒和铍的毒性也较大。重金属在自然界中一般不易消失,它们能通过食物链而被富集;这类物质除直接作用于人体引起疾病外,某些金属还可能促进慢性病的发展。(2)无机阴离子,主要是NO2-、F-、CN-离子。NO2-是致癌物质。剧毒物质氰化物主要来自工业废水排放。(3)有机农药、多氯联苯。目前世界上有机农药大约6000种,常用的大约有200多种。农药喷在农田中,经淋溶等作用进入水体,产生污染作用。有机农药可分为有机磷农药和有机氯农药。有机磷农药的毒性虽大,但一般容易降解,积累性不强,因而对生态系统的影响不明显;而绝大多数的有机氯农药,毒性大,几乎不降解,积累性甚高,对生态系统有显著影响。多氯联苯(PCB)是联苯分子中一部分氢或全部氢被氯取代后所形成的各种异构体混合物的总称。
多氯联苯剧毒,脂溶性大,易被生物吸收,化学性质十分稳定,难以和酸、碱、氧化剂等作用,有高度耐热性,在1000~1400℃高温下才能完全分解,因而在水体和生物中很难降解。(4)致癌物质。致癌物质大体分三类:稠环芳香烃(PAHs),如3,4-苯并芘等;杂环化合物,如黄曲霉素等;芳香胺类,如甲、乙苯胺,联苯胺等。(5)一般有机物质。如酚类化合物就有2000多种,最简单的是苯酚,均为高毒性物质;腈类化合物也有毒性,其中丙烯腈的环境影响最为注目。
3、放射性污水
放射性污染是放射性物质进入水体后造成的。放射性污染物主要来源于核动力工厂排出的冷却水,向海洋投弃的放射性废物,核爆炸降落到水体的散落物,核动力船舶事故泄漏的核燃料;开采、提炼和使用放射性物质时,如果处理不当,也会造成放射性污染。水体中的放射性污染物可以附着在生物体表面,也可以进入生物体蓄积起来,还可通过食物链对人产生内照射。水中主要的天然放射性元素有40K、238U、286Ra、210Po、14C、氚等。目前,在世界任何海区几乎都能测出90Sr、137Cs。
4、水体污染对人体健康影响大
1)水体污染的危害是多方面的,这里简单介绍一下水体污染对人体健康的影响
(1)、引起急性和慢性中毒。水体受有毒有害化学物质污染后,通过饮水或食物链便可能造成中毒。著名的水俣病、痛痛病是由水体污染引起的。
(2)、致癌作用。某些有致癌作用的化学物质如砷、铬、镍、铍、苯胺、苯并(a)芘和其他多环芳烃、卤代烃污染水体后,可被悬浮物、底泥吸附,也可在水生生物体内积累,长期饮用含有这类物质的水,或食用体内蓄积有这类物质的生物(如鱼类)就可能诱发癌症。
(3)、发生以水为媒介的传染病。人畜粪便等生物污染物污染水体,可能引起细菌性肠道传染病如伤寒、痢疾、肠炎、霍乱等;肠道内常见病毒如脊髓灰质类病毒、柯萨奇病毒、传染性肝炎病毒等,皆可通过水体污染引起相应的传染病。1989年上海的"甲肝事件",就是由水体污染引起的。在发展中国家,每年约有6000万人死于腹泻,其中大部分是儿童。
(4)、间接影响。水体污染后,常可引起水的感官性状恶化,如某些污染物在一定浓度下,对人的健康虽无直接危害,但可使水发生异臭、异色,呈现泡沫和油膜等,妨碍水体的正常利用。铜、锌、镍等物质在一定浓度下能抑制微生物的生长和繁殖,从而影响水中有机物的分解和生物氧化,使水体自净能力下降,影响水体的卫生状况。
(5)、水体污染既可严重危害生态系统,还可造成严重的经济损失。
2)、主要污染物的影响
(1)、铅: 对肾脏、神经系统造成危害,对儿童具高毒性,致癌性已被证实
(2)、镉: 对肾脏有急性之伤害
(3)、砷: 对皮肤、神经系统等造成危害,致癌性已被证实
(4)、汞: 对人体的伤害极大,伤害主要器官为肾脏、中枢神经系统
(5)、硒: 高浓度会危害肌肉及神经系统
(6)、亚硝酸盐: 造成心血管方面疾病,婴儿的影响最为明显(蓝婴症),具致癌性
(7)、总三卤甲烷: 以氯仿对健康的影响最大,致癌性方面最常发生的是膀光癌
(8)、三氯乙烯(有机物): 吸入过多会降低中枢神经、心脏功能,长期暴露对肝脏有害
(9)四氯化碳(有机物): 对人体健康有广泛影响,具致癌性,对肝脏、肾脏功能影响极大
C. 污水水源分类有哪几类
一、污水水源分类
1. 生活污水:指在日常生活中使用过的,被生活废料所污染的水。其水质、水量随季节变化,夏季用水多,浓度低;冬季相应量少,浓度高。生活污水一般不含有毒物质,但适合微生物繁殖,含有大量病原体,具有一定的危害性。
2. 工业废水:在工矿生产活动中产生的废水,可分为生产污水和生产废水。生产污水指在生产过程中形成,被生产原料、半成品或成品等原料所污染的水,包括热污染;生产废水指在生产过程中形成,但未直接参与生产工艺、未被生产原料、半成品或成品等原料所污染或只是温度略有上升的水。生产污水需要净化处理;生产废水不需要净化处理或仅需简单处理,如冷却处理。生活污水与生产污水的混合污水称为城市污水。
3. 初期雨水:被污染的雨水主要指初期雨水。由于初期雨水冲刷了地表的各种污染物,污染程度很高,宜作净化处理。
4. 水体受污染的原因:人类生产活动造成的水体污染中,工业引起的水体污染最严重。工业废水含污染物多,成分复杂,不易净化,处理困难。工业废水是工业污染引起水体污染的最重要原因,占工业排出的污染物的大部分。工业废水所含的污染物因工厂种类不同而千差万别,即使是同类工厂,生产过程不同,其所含污染物的质和量也不一样。工业除了排出的废水直接注入水体引起污染外,固体废物和废气也会污染水体。
二、主要污染物
1. 病原体污染物:生活污水、畜禽饲养场污水以及制革、洗毛、屠宰业和医院等排出的废水,常含有各种病原体,如病毒、病菌、寄生虫。水体受到病原体的污染会传播疾病,如血吸虫病、霍乱、伤寒、痢疾、病毒性肝炎等。
2. 耗氧污染物:在生活污水、食品加工和造纸等工业废水中,含橘液有碳水化合物、蛋白质、油脂、木质素等有机物质。这些物质以悬浮或溶解状态存在于污水中,可通过微生物的生物化学作用而分解。在其分解过程中需要消耗氧气,因而被称为耗氧污染物。
3. 植物营养物:主要指氮、磷等能刺激藻类及水草生长、干扰水质净化,使BOD5升高的物质。水体中营养物质过量所造成的"富营养化"对于湖泊及流动缓慢的水体所造成的危害已成为水源保护的严重问题。
4. 有毒污染物:指进入生物体后累积到一定数量能使体液和组织发生生化和生理功能的变化,引起暂时或持久的病理状态,甚至危及生命的物质。如重金属和难分解的有机污染物等。
5. 石油类污染物:石油污染是水体污染的重要类型之一,特别在河口、近海水域更为突出。排入海洋的石油估计每年高达数百万吨至上千万吨,约占世界石油总产量的千分之五。
6. 放射性污染物:放射性污染是放射性物质进入水体后造成的。放射性污染物主要来源于核动力工厂排出的冷却水,向海洋投弃的放射性废物,核爆炸降落到水体的散落物,核动力船舶事故泄漏的核燃料;开采、提炼和使用放射性物质时,如果处理不当,也会造成放射性污染。
7. 酸、碱、盐无机污染物:各种酸、碱、盐等无机物进入水体,使淡水资源的矿化度提高,影响各种用水水质。
8. 热污染:热污染是一种能量污染,它是工矿企业向水体排放高温废水造成的。
三、污染物进入水体后的运动过程
污染物进入水体后立即发生各种运动。海洋中生活着各种各样的水生动物和植物。生物与水、生物与生物之间进行着复杂的物质和能量的交换,从数量上保持着一种动态的平衡关系。但在人类活动的影响下,这种平衡遭到了破坏。当人类向水中排放污染物时,一些有益的水生生物会中毒死亡,而一些耐污的水生生物会加剧繁殖,大量消耗溶解在水中的氧气,使有益的水生生物因缺氧被迫迁栖他处,或者死亡。特别是有些有毒元素,既难溶于水又易在生物体内累积,对人类造成极大的伤害。如汞在水中的含量是很低的,但在水生生物体内的含量却很高,在鱼体内的含量又高得出奇。
四、水体污染对人体健康的影响
水体污染的危害是多方面的,这里简单介绍一下水体污染对人体健康的影响:
1. 引起急性和慢性中毒。水体受有毒有害化学物质污染后,通过饮水或食物链便可能造成中毒。
2. 致癌作用。某些有致癌作用的化学物质如砷、铬、镍、铍、苯胺、苯并(a)芘和其他多环芳烃、卤代烃污染水体后,可被悬浮物、底泥吸附,也可在水生生物体内积累,长期饮用含有这类物质的水,或食用体内蓄积有这类物质的生物(如鱼类)就可能诱发癌症。
3. 发生以水为媒介的传染病。人畜粪便等生物污染物污染水体,可能引起细菌性肠道传染病如伤寒、痢疾、肠炎、霍乱等;肠道内常见病毒如脊髓灰质类病毒、柯萨奇病毒、传染性肝炎病毒等,皆可通过水体污染引起相应的传染病。
4. 间接影响。水体污染后,常可引起水的感官性状恶化,如某些污染物在一定浓度下,对人的健康虽无直接危害,但可使水发生异臭、异色,呈现泡沫和油膜等,妨碍水体的正常利用。
5. 水体污染既可严重危害生态系统,还可造成严重的经济损失。
五、污水水质指标
污水水质指标一般分为物理、化学、生物三大类。
1. 物理性指标:温度、色度、嗅和味、固体物质。固体物质的三种存在形态:悬浮的、胶体的、溶解的。固体物质用总固体量(TS)作为指标,污水处理中常用悬浮固体(SS)表示固体物质的含量。
2. 化学性指标:化学需氧量(CODcr)、生化需氧量(BOD5)、总需氧量(TOD)、总有机碳(TOC)、总氮(TN)、总磷(TP)、pH值、重金属。
3. 生物性指标:大肠菌群数、细菌总数。
D. 羊毛羊绒洗涤剂的环保
而中性的洗涤剂对皮肤无刺激。衣料、绢绸、毛料所用的洗涤剂均为中性的。回而我们常说的衣物中答性洗涤剂是指pH值在7左右的洗涤剂,主要就是指洗衣液。如果有条件的,也可用pH试纸测试一下,如果纸条颜色跟色板的7一致,或者上下在6至8间,都可以认为是中性的。
中性洗涤剂作用非常广泛,中性洗涤剂可以其适合应用于丝绸、羊毛等衣物的洗涤。众所周知,传统的碱性洗涤剂是不能用来洗涤羊毛、真丝等贵重面料的衣物。中性洗涤剂有什么优点呢?
1. 中性配方,温和无刺激:人体皮肤是弱酸性的,碱性洗涤产品如洗衣粉、肥皂等对皮肤有刺激,手洗衣服时手部发烫,干燥甚至会脱皮。中性的洗涤剂对手部无刺激,用洗衣液清洗衣服尤其是手洗时保护双手不受刺激。
2. 适用范围广,护衣护色:丝、毛、羽绒等较娇贵的材质不耐碱,不宜使用碱性洗涤产品,而中性洗衣液适用范围广,如洗衣液适用于棉、麻、丝、毛(羊绒、羽绒等)、合成纤维、混纺等各质地衣服,也适用于婴幼儿衣物、内衣裤等贴身衣物。
E. 纺织染整工业水污染排放标准
按照纺织染整企业的废水排放去向,分年限规定了纺织染整工业水污染物最高允许排放浓度及排水量。本标准不适用于洗毛、麻脱胶、煮茧和化纤原料蒸煮等工序所产生的废水。为贯彻《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国水污染防治法》和《中华人民共和国海洋环境保护法》,促进纺织染整行业生产工艺和污染治理技术的进步,防治水污染,制定本标准。本标准按照纺织染整企业的废水排放去向,分年限规定了纺织染整工业水污染物最高允许排放浓度及排水量。本标准适用于纺织染整工业企业的排放管理,以及建设项目的环境影响评价、设计、竣工验收及其建成后的排放管理。本标准不适用于洗毛、麻脱胶、煮茧和化纤原料蒸煮等工序所产生的废水。
F. 污水的危害性有哪些(举5个例子)
污水的危害性有哪些,举以下5个例子:
1、病原体污染
生活污水、畜禽饲养场污水以及制革、洗毛、屠宰业和医院等排出的废水,常含有各种病原体,如病毒、病菌、寄生虫。水体受到病原体的污染会传播疾病,如血吸虫病、霍乱、伤寒、痢疾、病毒性肝炎等。历史上流行的瘟疫,有的就是水媒型传染病。如1848年和1854年英国两次霍乱流行,死亡万余人;1892年德国汉堡霍乱流行,死亡750余人,均是水污染引起的。
2、耗氧污染
在生活污水、食品加工和造纸等工业废水中,含有碳水化合物、蛋白质、油脂、木质素等有机物质。这些物质以悬浮或溶解状态存在于污水中,可通过微生物的生物化学作用而分解。在其分解过程中需要消耗氧气,因而被称为耗氧污染物。这种污染物可造成水中溶解氧减少,影响鱼类和其他水生生物的生长乃至死亡,如武汉官桥湖污染,引起10万斤鱼因污染死亡,白花花的飘!就是其中的典型案例。
3、植物营养
植物营养物主要指氮、磷等能刺激藻类及水草生长、干扰水质净化,使BOD5升高的物质。水体中营养物质过量所造成的"富营养化"对于湖泊及流动缓慢的水体所造成的危害已成为水源保护的严重问题,如“太湖美呀太湖美,美就美在太湖水。”太湖水的美丽早已深入人心,但近日太湖发生的情形却使它的形象大大打了折扣。太湖蓝藻集中暴发而导致无锡部分地区自来水发臭,无法饮用。
4、有毒污染
有毒污染物指的是进入生物体后累积到一定数量能使体液和组织发生生化和生理功能的变化,引起暂时或持久的病理状态,甚至危及生命的物质。如重金属和难分解的有机污染物等。污染物的毒性与摄入机体内的数量有密切关系。同一污染物的毒性也与它的存在形态有密切关系。价态或形态不同,其毒性可以有很大的差异。如Cr(Ⅵ)的毒性比Cr(Ⅲ)大;As(Ⅲ)的毒性比As(Ⅴ)大;甲基汞的毒性比无机汞大得多。另外污染物的毒性还与若干综合效应有密切关系。从传统毒理学来看,有毒污染物对生物的综合效应有三种:(1)相加作用,即两种以上毒物共存时,其总效果大致是各成分效果之和。(2)协同作用,即两种以上毒物共存时,一种成分能促进另一种成分毒性急剧增加。如铜、锌共存时,其毒性为它们单独存在时的8倍。(3)拮抗作用,两种以上的毒物共存时,其毒性可以抵消一部分或大部分。如锌可以抑制镉的毒性;又如在一定条件下硒对汞能产生拮抗作用。总之,除考虑有毒污染物的含量外,还须考虑它的存在形态和综合效应,这样才能全面深入地了解污染物对水质及人体健康的影响。如松花江苯泄漏、广东北江镉污染、癌症村的出现等。
5、石油类污染
石油污染是水体污染的重要类型之一,特别在河口、近海水域更为突出。排入海洋的石油估计每年高达数百万吨至上千万吨,约占世界石油总产量的千分之五。石油污染物主要来自工业排放,清洗石油运输船只的船舱、机件及发生意外事故、海上采油等均可造成石油污染。而油船事故属于爆炸性的集中污染源,危害是毁灭性的,如中石油长庆油田被指排污 导致牲畜死亡 ,青岛大量鱼虾死亡 泄漏原油海滩污染开始显现等。
G. 洗羊毛会产生什么环境污染
也许你一下子也说不清楚。洗涤剂的数量确实不少,像洗涤碗筷的洗洁精,洗涤版衣服的肥皂粉、领洁权净、羊毛衫专用洗涤剂,厨房油污清洗剂等等……可是,当我们在为人类发明了那么多洗涤剂而感到庆幸的时候,你是否想到过众多的洗涤剂对环境造成极大的污染呢?人类最早生产和使用合成洗涤剂是在1954年。目前,世界年产合成洗涤剂约1300多万吨。含合成洗涤剂的废水主要有洗涤剂生产废水、工业用洗涤剂清洗水、洗衣工厂的废水和生活污水。早期使用的表面活性剂如烷基苯磺酸钠(ABS)不易分解,在环境中存留时间较长。后来人们改用了直链烷基苯磺酸钠(LAS),情况很快有了改观。ABS和LAS都需要磷酸盐作为增净剂。而磷酸盐排入水体,是造成富营养化污染的一个重要原因。此外,洗涤剂能使进入水体的石油产品、多氯联苯等有机物因乳化而分散,给废水处理带来困难。洗涤剂对人体的粘膜和皮肤有刺激作用,可引起接触性皮炎;排入水体后,消耗水中的氧气,并对水生生物产生轻微毒性,造成鱼类的畸形。此外,洗涤剂污水会产生大量泡沫,使水处理厂运转产生困难。当洗涤剂含量达到一定的浓度时,会对废水生物处理中的发酵过程带来不良影响。
H. 纺织废水是什么
纺织废水是纺纱织布过程中产生的各种废水。纺织工业废水主要可分为:印染废水、化纤纺织废水、萱毛脱胶和洗毛废水等几大类,其中污染严重的主要是印染废水和化纤纺织废水。
I. 超滤技术在工业废水处理中的应用
超滤技术在工业废水处理中的应用
简介:超滤是迅速崛起的一门分离技术,它在环境保护的水处理中有着广泛的应用。文章简要介绍了超滤技术的发展现状,并对超滤分离法在电泳漆、化学纤维、纺织、造纸、印钞、酿造、制革、石油和食品工业废水处理中的应用进行了综述。
早在1861年Schmidt用牛心包膜截留阿拉伯胶,可作为世界上第一次超滤试验,到1960年,在Loeb和Sourirajan试验成功不对称反渗透醋酸纤维素膜的影响下,1963年Michaels开发了不同孔径的不对称CA超滤膜。基于CA膜物化性质的限制,1965年开始,不断有新品种的高聚物超滤膜问世,并很快商品化,1965-1975年是超滤工艺大发展的阶段,膜材料从初期的不对称CA膜扩大到现在的聚砜(PSF)、聚丙烯腈(PAN)、聚醚砜(PES)以及各种高分子合金膜等,膜组件有板式、卷式和中空纤维等,在不同的生产过程中都已成功的应用[1]。目前所用超滤膜较多由高分子材料制成,随着工业上超滤技术的应用和发展,以金属、陶瓷、多孔硅铝等材料制成的无机膜,在20世纪80年代初期至90年代获得了重要发展。如1980-1985年期间,美国UCC公司开发的载体为多孔炭、外涂一层陶瓷氧化锆的无机膜可用作超滤膜管,美国Alcoa/SCT公司开发的商品名为Membralox的陶瓷膜管,能承受反冲,可采用错流(CrossFlow)操作[2]。用无机膜进行超滤,比常规的分离技术更加经济有效。目前工业所用的无机膜几乎全部是多孔陶瓷膜或以多孔陶瓷为支撑体的复合膜。随着粉末技术的发展,很多优质价廉的烧结金属微孔管投入市场,它具有易于和金属构件组合、加工等优点。近年来,国外还有人烧结不锈钢微孔管内壁烧结孔径为0.1纳米的TiO2薄层,构成Scepter不锈钢膜[3]。
近30年是超滤技术迅速发展的时期,超滤技术被广泛地应用于饮用水制备、食品工业、制药工业、工业废水处理、金属加工涂料、生物产品加工、石油加工等。
1 工业废水处理中的应用
目前膜法水处理技术在环境过程中的应用,主要是超滤、反渗透、渗析和电渗析等方法用于处理各工业废水。超滤技术因其操作压力低、能耗低、通量大、分离效率高,可以回收和回用有用物质和水,特别是通量大的特点,使得超滤成为废水处理工程采用的主要膜分离技术。
1.1 电泳漆废水
国外超滤技术的较大规模应用开始于70年代,当时就是主要用于电泳涂漆工业。废水中的漆料是使用漆料总量的10%~50%,采用超滤技术处理电泳漆废水不仅可以减少漆的损失和回用废水,而且可以使有害无机盐透过超滤膜从而提高了电泳漆的比电阻,调节和控制、漆液的组成,保证电泳涂漆的正常运行。70 年代初期主要用CA膜管式超滤器处理阳极电泳漆废水,70年代后期,改用框式、卷式、中空纤维式超滤器处理阴极电泳漆废水。国内一些汽车厂、电泳漆行业也采用超滤技术,如长春汽车轿车厂从Aomicon公司引进中空纤维式阴极电泳漆专用超滤器,由30根直径7.62cm的膜组件并联而成,总膜面积约75 cm2,处理能力为1.5 t/h,装有循环液定时自动换向系统,以减少膜污染,延长膜清洗周期。北京某汽车厂原排放电泳漆废水量为200 m3/d,工件带出漆液量19.13 L/h,经用超滤法处理后,保证了电泳槽漆液的电阻率大于500 Ω/cm,维持了电泳漆的固体含量稳定,对电泳漆的截留率为97%~98%,排水量降到5 m3/d,节省了大量补充的去离子水[4]。中国科学院生态环境研究中心研制出荷正离子的中空纤维膜组件,对比实验表明结果良好,与进口膜性能相近,可以用于生产。无锡超滤设备厂对有关的超滤膜进行开发,以共聚丙烯腈为膜材料,二甲基乙酰胺为溶剂,添加适量致孔剂制取的荷正电荷超滤膜透液量大,性能稳定,油漆截留率高,抗污染性能好,也已用于生产。我国许多厂家引进国外超滤装置,所以用性能优良的国产荷电超滤膜装置取代进口装置成为现在的新目标。
1.2 化纤、纺织工业废水
化纤工业中有多种废水可用超滤法处理与回收。如回收聚乙烯醇(PVA),国外不少工厂已用于生产。日本某工厂采用8 cm2的管式超滤器将PVA原液由0.1%浓缩到10~15倍,进口压力为3.92×105 Pa,出口压力为1.96×105 Pa,进料温度55~66℃,膜的水通量为100~140 L/ (cm2·h),对PVA的分离率为98.2%,每天回收PVA 20 kg,运行良好[5]。
染料废水种类繁多,组成复杂,主要包括含盐、有机物的有色废水;氯化及溴化废水;含有微酸和微碱的有机废水;含有铜、铅、铬、锰、汞等阳离子的有色废水;含硫的有机物废水。废水量大,浓度高,色度高,毒性大,是治理难度最大的工业废水之一。上海印染厂最早采用醋酸纤维外压管式超滤装置处理还原染料废水并回收染料获得成功,中科院环境化学所也完成了用聚砜超滤膜管式和中空纤维式装置处理染料废水的现场实验,脱色率为95%~98%,COD去除率60%~90%,浓缩液含染料15~20 g/L,并被印染厂引用于生产[6]。
洗毛废水是纺织工业污染最严重的废水之一,洗毛废水中含有大量的悬浮物、油脂和合成洗涤剂,其中主要污染物是羊毛脂。羊毛脂是日用化工、医药工业的原料,也是很好的防腐剂和润滑剂,具有较高的经济价值。传统回收羊毛脂的方法回收率较低,而采用超滤技术处理洗毛废水取得了好的效果。国内的许多毛纺厂和洗毛厂采用超滤法处理洗毛废水工艺,该工艺包括预处理、超滤浓缩、离心分离和水回用四个系统,比传统的离心工艺羊毛脂回收率提高1~2倍。具体操作工艺条件为[7]:料液温度50 ℃,操作压力0.12~0.35 MPa,膜表面流速3 m/s,膜平均水通量40 L/(cm2·h),浓缩倍数为3~6倍,结果油脂截留率为98%~99%,COD截留率为90%~98%。
1.3 造纸工业废水
造纸工业耗水量极大,造纸废水主要来源于去皮、浆化、洗净、漂白、抄纸等工序。用超滤技术处理造纸废水既可以对废水中某些有用成分进行浓缩回收,又可将透过水回用。开山屯化纤浆厂是国内制浆造纸行业中第一家引进了具有国际80年代先进水平的大型超滤设备,并成功地用于亚硫酸盐制浆废液的处理,在此基础上又用自制聚砜膜代替进口膜而取得成功,实验证明达到了DDS公司生产的FSN61PP超滤膜的水平。工艺为:将废液预热升温到50~70℃,打开进料阀,废液经过过滤器进入储罐内,超滤始终控制入口压力0.6 MPa,出口压力0.3 MPa,膜的工作温度60~65 ℃,膜工作面积2.25 cm2。结果成品的木质素磺酸浓度大于95%,还原物去除率大于85%,固形物的率大于30%,达到了对废液中高分子木质素磺酸的有效分离、纯化以及浓缩的目的。日本于1981年采用NTU-3508超滤组件建成了日处理4000 m3的管式膜装置,是世界上最大规模的装置。我国目前已具备生产此类超滤和反渗透膜组件的能力,并迅速推广[8]。
1.4 印钞废水
我国印钞业擦板废液的处理一直是困扰印钞行业的老大难问题。中科院上海原子核研究所与上海印钞厂、南昌印钞厂、西安印钞厂等合作,从1993年开始进行了用板式超滤器处理擦板废液的工作,并对原有的HPL-Ⅱ(A)型超滤器进行了改进,研制成功适用于处理印钞擦板废液的HPL-Ⅱ(B)型板式超滤器。经超滤处理后,透过膜的清液不含油墨,碱的含量不变,对COD的去除率为99%以上,对固含量为3%的擦板废液可浓缩至12%,废液的回收率为75%,且比采用中和法处理废液省力省大量资金。
1.5 酿造工业废水
味精废液是含大量菌体等有机物、氯化物的粘性液体,COD高达70 000 mg/L,废液的排放对环境造成严重的污染,同时废液中还含有一些价值很高的代谢副产物。味精厂用CA、PS、PVC等超滤膜对味精废液进行处理,其操作条件为:操作压力0.25MPa,操作温度25℃,超滤浓缩倍数5~6倍,处理结果表明:透过液清澈透明,菌体去除率达98%以上。透过液经管道输入酱油厂用来生产味精酱油;对浓缩液进行超滤可得到含蛋白质和脂肪及核酸的价值很高的代谢副产物;超滤谷氨酸发酵液,透过液清澈透明,用来提取谷氨酸可提高纯度和提取率[9]。
1.6含油废水的处理
乳化油废水是一种常见的工业废水,超滤法处理乳化油废水应用已有20多年。在1979年,西德已有超过250个超滤设备被用于浓缩乳化油,所用膜组件为管式、卷式和板式,1989年膜生产单位提高为能处理乳化油废水的系列膜设备。采用荷电中空纤维膜处理含有氢氧化钠、磷酸盐、碳酸钠、硼酸钠、亚硝酸钠和非离子或阴离子表面活性剂的乳化油废水时,在温度50℃,进口压力0.12 MPa,出口压力0.10 MPa时,透过液通量达25~33 L/(cm2·h),透过液含油量仅十几mg/L。对于含有氢氧化钠、盐等水溶液和部分表面活性剂的透过液稍加调整即可回用脱脂。浓缩液进入油-水分离器,分离出来的油品可回收形成无排放体系。目前,上海宝钢采用Abcor公司管状膜的大型超滤设备来处理乳化油废水。中科院上海原子核研究所选用PSF100型超滤膜采用3块HPM型隔板并联成板式超滤器,在料液流速1.6 m/s,平均压力0.3 MPa,自然升温等运行条件下,先后进行2次连续浓缩运行,结果表明:油分截留率大于99%,COD的去除率达到95%,体积浓缩比高,超滤平均通量为30 L/(cm2·h),处理乳化油废液效果很好[10]。
含原油废水中含油量通常为100~1000 mg/L,超过国家排放标准(10 mg/L),故排放前必须进行除油处理。可采用中空纤维超滤膜组件和超滤设备,在操作压力为0.10 MPa,废水温度40℃,膜的透水速度可达60~120 L/(cm2·h),可以把含原油100~1000 mg/L的废水处理达到环境排放标准10 mg/L以下,也使处理后的水质达到了低渗透油田的注水标准[11]。
金属加工过程中产生大量的含有切削油、悬浮物和洗涤剂的废水,必须进行处理才能排放。超滤处理可把废水分离成两部分:浓缩液中含有油和悬浮颗粒,透过液中几乎不含油。用超滤与微滤联合进行处理,先用微滤把油浓缩至10%,其中微滤膜的透水能力为250 L/(cm2·h),在进行超滤处理,可回收85%的清洗剂。用超滤处理钢厂冷压车间的压延油废水时,先用80目筛网过滤后,含油废水进入循环槽,再经60目筛网过滤后进入超滤膜,超滤浓缩液进入油-水分离器,分离出的油含油量大于90%,可进行燃烧处理,分离出的水返回循环槽进行超滤处理。超滤透过液可循环使用,超滤过程中的透水量和透过液的油分浓度都很稳定,不受供给水中油分浓度的影响。
处理石油开采产生的含油废水,可在油田用膜分离器中进行超滤与反渗透(或纳滤)的组合操作。先使分离出的水进入中空纤维超滤膜,透过液再进入反渗透膜(或纳滤膜),不但去除了悬浮物,还去除了溶解盐和溶解油,以满足特殊水质的要求。
用超滤处理各种乳化油废水的开发还在进行,分离效率已基本解决,而要攻克的难关是膜的污染与清洗问题[12]。
1.7 制革工业废水
制革工业脱毛用的原料主要是Na2S和石灰,其废水产生量约占皮革污水总量的10%,且毒性大,硫化物含量达2 000~4 000 mg/L,悬浮物和浊度值都很大,是皮革工业中污染最为严重的废水。在对废水进行处理时,用超滤法分离其中蛋白质,采用磺化聚砜类膜进行超滤,把浸灰废液的浓度提高5~10倍,膜不会出现堵塞现象,其处理效果优于一般净化技术。
超滤可回收40%的Na2S、20%的石灰和68%~70%的液体,回收大量的蛋白质,据估算,每吨盐腌皮可获得30~40 kg的角蛋白,因而具有较好的经济效益[13]。
1.8食品工业废水
生产大豆分离蛋白质会产生大量的高浓度有机废水,用超滤法处理起废水,既可回收经济价值很高的可溶性蛋白和低聚糖,又解决了环保问题,并且与传统的处理方法相比,运行费用低,产出效益高,回收产品质量稳定,操作简便。
马铃薯生产淀粉的废液有机物含量高,COD通常在10 000 mg/L左右,国外应用超滤技术去除马铃薯淀粉排放废水中的COD并浓缩回收可溶性蛋白质,国内也用膜装置为聚砜(PS)和聚丙烯腈(PAN)中空纤维超滤膜组件进行实验,工艺条件为:操作压力0.10 MPa,进料流量70 L/h,室温,超滤前调整料液pH 3.5左右(接近蛋白质等电点,截留率高)。实验结果表明超滤效果较好,废水的COD值由8 175 mg/L降为3 610mg/L,COD去除率为55.8%。膜污染后用40 ℃、0.1 mol/L的NaOH溶液来清洗,恢复率在90%左右[14]。
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