㈠ 高中化学选修2知识点
化学选修2《化学与技术》
第一单元 走进化学工业
教学重点(难点):
1、化工生产过程中的基本问题。
2、工业制硫酸的生产原理。平衡移动原理及其对化工生产中条件控制的意义和作用。
3、合成氨的反应原理。合成氨生产的适宜条件。
4、氨碱法的生产原理。复杂盐溶液中固体物质的结晶、分离和提纯。
知识归纳:
1
制硫酸
反应原理
造气:S+O2==SO2 (条件 加热)
催化氧化:2SO2+O22SO3
吸收:SO3+H2O==H2SO4 98.3%的硫酸吸收。
原料选择
黄铁矿:FeS2 硫磺:S
反应条件
2SO2+O22SO3 放热 可逆反应(低温、高压会提升转化率)
转化率、控制条件的成本、实际可能性。400℃~500℃,常压。
钒触媒:V2O5
三废处理
废气:SO2+Ca(OH)2==CaSO3+H2O CaSO3+H2SO4=CaSO4+SO2↑+H2O
废水:酸性,用碱中和
废渣:黄铁矿废渣――炼铁、有色金属;制水泥、制砖。
局部循环:充分利用原料
能量利用
热交换:用反应放出的热预热反应物。
2
制氨气
反应原理
N2+3H22NH3 放热、可逆反应(低温、高压会提升转化率)
反应条件:铁触媒 400~500℃,10MPa~30MPa
生产过程
1、造气:N2:空气(两种方法,(1)液化后蒸发分离出氮气和液氧,沸点N2-196℃,H2-183℃;(2)将氧气燃烧为CO2再除去)。
H2:水合碳氢化合物(生成H2和CO或CO2)
2、净化:避免催化剂中毒。
除H2S:NH3H2O+H2S==NH4HS+H2O
除CO:CO+H2O==CO2+H2 K2CO3+CO2+H2O==2KHCO3
3、氨的合成与分离:混合气在合成塔内合成氨。出来的混合气体中15%为氨气,再进入冷凝器液化氨气,剩余原料气体再送入合成塔。
工业发展
1、原料及原料气的净化。2、催化剂的改进(磁铁矿)3、环境保护
三废处理
废气:H2S-直接氧化法(选择性催化氧化)、循环。
CO2-生产尿素、碳铵。
废液:含氰化物污水-生化、加压水解、氧化分解、化学沉淀、反吹回炉等。
含氨污水-蒸馏法回收氨,浓度较低可用离子交换法。
废渣:造气阶段产生氢气原料的废渣。煤渣(用煤),炭黑(重油)。
3
制纯碱
氨碱法
(索尔维)
1、CO2通入含NH3的饱和NaCl溶液中
NH3+CO2+H2O==NH4HCO3 NaCl+NH4HCO3==NaHCO3↓+NH4Cl
2、2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O↑
缺点:CO2来自CaCO3,CaO-Ca(OH)2-2NH3+CaCl2+2H2O
CaCl2的处理成为问题。和NaCl中的Cl-没有充分利用,只有70%。CaCO3的利用不够充分。
联合法
(侯德榜)
与氨气生产联合起来:
NH3、CO2都来自于合成氨工艺;这样NH4Cl就成为另一产品化肥。综合利用原料、降低成本、减少环境污染,NaCl利用率达96%。
资料:
一、硫酸的用途肥料的生产。
硫酸铵(俗称硫铵或肥田粉):2NH3 + H2SO4=(NH4)2SO4;
和过磷酸钙(俗称过磷酸石灰或普钙):Ca3(PO4)2 + 2H2SO4=Ca(H2PO4)2 + 2CaSO4; 浓硫酸的氧化性。
( 1) 2Fe + 6H2SO4 (浓) Fe2 (SO4)3 + 3SO2 + 6H2O (铝一样)
(2)C + 2H2SO4 ( 浓) 2SO2 + CO2 + 2H2O
S + 2H2SO4 (浓) 3SO2 + 2H2O
2P + 5H2SO4(浓) 2H3PO4 + 5SO2 + 2H2O
(3)H2S + H2SO4 (浓) = S + SO2 + 2H2O
2HBr + H2SO4 (浓) = Br2 + SO2 + 2H2O
8HI + H2SO4(浓) = 4I2 + H2S + 4H2O
(4)2NaBr + 3H2SO4 (浓) = 2NaHSO4 + Br2 + SO2 + 2H2O
2FeS + 6H2SO4(浓) = Fe2(SO4)3 + 2S ¯ + 3SO2 + 6H2O
(5)当浓硫酸加入胆矾时,浓硫酸吸水,胆矾脱水,产生白色沉淀。
二、氨气
1、氮肥工业原料 与酸反应生成铵盐
2、硝酸工业原料 能被催化氧化成为NO 4NH3+5O2=4NO+6H2O (Pt-Rh 高温)
3、用作制冷剂 易液化,汽化时吸收大量的热
三、纯碱
烧碱(学名氢氧化钠)是可溶性的强碱。它与烧碱并列,在工业上叫做“两碱”。烧碱和纯碱都易溶于水,呈强碱性,都能提供Na+离子。1、普通肥皂。
高级脂肪酸的钠盐,一般用油脂在略为过量的烧碱作用下进行皂化而制得的。
如果直接用脂肪酸作原料,也可以用纯碱来代替烧碱制肥皂。
第二单元 化学与资源开发利用
教学重点(难点):
1、 天然水净化和污水处理的化学原理,化学再水处理中的应用和意义。
硬水的软化。中和法和沉淀法在污水处理中的应用。
2、 海水晒盐。海水提镁和海水提溴的原理和简单过程。氯碱工业的基本反应原理。
从海水中获取有用物质的不同方法和流程。
3、 石油、煤和天然气综合利用的新进展。
知识归纳:
方法
原理
天然水的净化
混凝法
混凝剂:明矾、绿矾、硫酸铝、聚合铝、硫酸亚铁、硫酸铁等
Al3++3H2O3H++Al(OH)3
絮状胶体(吸附悬浮物);带正电(使胶体杂质聚沉)。
生活用水净化过程:混凝沉淀-过滤-杀菌
化学软化法
硬水:含有较多的Ca2+,Mg2+的水,较少或不含的为软水。
不利于洗涤,易形成锅垢,降低导热性,局部过热、爆炸。
暂时硬度:Ca(HCO3)2或Mg(HCO3)2引起的硬度。1、加热法
永久硬度:钙和镁的硫酸盐或氯化物引起的硬度。
2、药剂法:纯碱、生石灰、磷酸盐
3、离子交换法:离子交换树脂,不溶于水但能与同电性离子交换
2NaR+Ca2+==CaR2+2Na+再生:CaR2+2Na+==2NaR+Ca2+
污水处理
物理法
一级处理:格栅间、沉淀池等出去不溶解的污染物。预处理。
(微)生物法
二级处理:除去水中的可降解有机物和部分胶体污染物。
化学法
三级处理:中和法-酸性废水(熟石灰),碱性废水(硫酸、CO2)
沉淀法-含重金属离子的工业废水(沉淀剂,如S2-)
氧化还原法。(实验:电浮选凝聚法)
方法
原理
盐的利用
海水制盐
蒸发法(盐田法)
太阳照射,海水中的水分蒸发,盐析出。
盐田条件:地点(海滩、远离江河入海口)、气候。
盐田划分:贮水池、蒸发池、结晶池。
苦卤:分离出食盐的母液。
食盐利用
电解(氯碱工业)
2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
阳极:2Cl--2e-=Cl2↑ 阴极:2H++2e-=H2↑
海水提溴
吹出法
1、氯化:Cl2+2Br-=2Cl-+Br2
2、吹出:空气(或水蒸气)吹出Br2
3、吸收:Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4 再用氯气氧化氢溴酸。
海水提镁
具体过程
海水―――Mg(OH)2―――MgCl2―――Mg
碱(贝壳)/过滤 盐酸 干燥/电解
海水提取重水
蒸馏法、电解法、化学交换法、吸附法
了解化学交换法
化工
目的
石油
分馏(常压、减压)(物理)
把石油分成不同沸点范围的蒸馏产物,得到汽油(C5~11)、煤油(C11~16)、柴油(C15~18)等轻质油,但产量较低。
裂化(化学)
获得更多轻质油,特别是汽油。断链。
列解(化学)
获得重要有机化工原料:乙烯、丙稀、丁烯等。
煤
关注问题
提高燃烧热效率,解决燃烧时的污染,分离提取化学原料。
干馏
隔绝空气加热。得焦炉气(H2、CH4、乙烯、CO等,燃料)、煤焦油(苯等芳香族化合物,进一步提取)、焦炭(金属冶炼)等。
气化
利用空气或氧气将煤中的有机物转化为可燃性气体。C+水
液化
把煤转化为液体燃料的过程。
直接液化:与溶剂混合,高温、高压、催化剂与氢气作用,得到汽油、柴油、芳香烃等。煤制油(内蒙古)。
间接液化:先转变为CO和氢气,再催化合成为烃类、醇类燃料。
一碳化学
以分子中只含一个碳原子的化合物(甲烷、甲醇等)为原料合成一系列化工原料和燃料的化学。
CO:煤 CH4:天然气。
电解饱和食盐水中。
正阳失,负阴得。
阳极:活性电极,放电顺序:S2->SO32->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42->F-
阴极: Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸性溶液)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>(H+)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+
(1)在电解饱和食盐水中, 阳极有气泡产生,有刺激性味道的气体,湿润的KI-淀粉试纸变蓝。阴极有气泡,可燃气体。
(2)如果交换电极:如果用的都是惰性电极(石墨或铂),那么可以互换(反应不变);但如果原来阴极用的是铁棒,那么不能互换,若互换,铁作阳极:Fe-2e-=Fe2+,阴极:2H++2e-=H2;阴极产生的氢氧根离子会和阳极产生的亚铁离子在溶液中反应,生成氢氧化亚铁(白色沉淀,不稳定马上变成灰绿色,最终变成红褐色)。
(3)阳离子交换膜有一种特殊的性质,即它只允许阳离子通过,而阻止阴离子和气体通过,也就是说只允许Na+通过,而Cl-、OH-和气体则不能通过。这样既能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸,又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱的质量。
(4)阳极接在电源正极上,电源正极会不断地吸电子,所以只能挂惰性电极,如炭棒和Pt等,若挂其他,如铁棒,那么电子被电源正极吸收,Fe会变成铁离子,从而进入电解液中,你会很快看到铁棒不见了。那至于为什么用炭棒而不用Pt,则是价格关系。炭棒便宜。
而阴极接在电源负极上,电源负极在不断产生电子,所以挂什么并没有什么大的关系,挂铁的话,反而保护了铁不变为铁离子。其实负极挂炭棒什么的,也可。在工业生产中一般阴极不用铁棒而做成铁网,增大反应接触面。而炭不易做成网状,所以选用炭棒。
第三单元 化学与材料的发展
教学重点(难点):
1、硅氧四面体的特殊性,一些无机非金属材料生产的化学原理。
形成对化学与材料发展关系比较全面的认识。
2、金属冶炼的原理,金属腐蚀的原理和防腐方法。
电解、电镀的原理。
3、常见高分子材料的生产原理。
知识归纳:
一、 无机非金属材料
原料
成分
生产原理
性能、用途
传统硅酸盐材料
陶瓷
黏土
高温烧制
抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型。盛放物品、艺术品
玻璃
石英砂、石灰石、纯碱
Na2SiO3CaSiO3
Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2 CaCO3类似
光学玻璃、耐腐蚀玻璃,不同颜色玻璃。
水泥
石灰石、黏土
硅酸二三钙铝酸三钙、铁铝酸钙
磨成粉-煅烧-加石膏等-粉磨
水硬性,用作建筑材料。
混凝土:水泥、砂子、碎石
新材料
碳化硅
SiO2,C
SiC
SiO2+CSiC+CO↑
结构与金刚石相似,硬度大,优质磨料,性质稳定,航天器涂层材料。
氮化硅
高纯Si、N2
Si3N4
3Si+2N2Si3N4
3SiCl4+2N2+6H2= Si3N4+12HCl
熔点高、硬度大、化学性质稳定,制造轴承、气轮机叶片、发动机受热面。
单质硅
高纯焦炭、石英砂
Si
SiO2+2CSi+2CO↑
=SiHCl3+H2
SiHCl3+H2Si+3HCl
半导体工业
金刚石
CH4
C
CH4=====C(金刚石)+2H2
研磨材料
其余新材料
C60(新型贮氢材料)、超导材料等
二、 金属材料
金属活动顺序表:
标出金属冶炼的方法及范围:
原料
装置
原理
炼铁
铁矿石、焦炭、石灰石、空气
高炉
还原剂CO的生成:C+O2==CO2 CO2+C==2CO
生铁形成:Fe2O3+3CO==2Fe+3CO
炼钢
生铁
氧气顶吹转炉
降低C%:2C+O2=2CO 2Fe+O2=2FeO FeO+C=CO+Fe
除杂质:FeS+CaO=CaS+FeO 脱硫
添加合金元素:Cr、Mn、Ni
炼铝
铝土矿、纯碱、石灰、煤、燃料油
电解槽
铝土矿溶解:Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O
氢氧化铝析出:NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3
氢氧化铝脱水:2Al(OH)3=Al2O3+3H2O
电解氧化铝:2Al2O34Al+3O2↑
冰晶石(Na3AlF6)-氧化铝熔融液,少量CaF2
阳极:6O2—12e-=3O2↑阴极:4Al3++12e-=4Al
金属腐蚀及防护:
分类
实例
金属腐蚀原理
化学腐蚀
氧气、氯气等,温度影响较大。钢材高温容易氧化一层氧化皮
电化学腐蚀
原电池反应,例如钢材
吸氧腐蚀(大多):阴极1/2O2+H2O+2e-=2OH- 阳极Fe-2e-=Fe2+
析氢腐蚀(酸性):阴极2H++2e-=H2 阳极Fe-2e-=Fe2+
金属防腐方法
氧化膜
用化学方法在钢铁、铝的表面形成致密氧化膜
电镀
镀铬、锌、镍(在空气中不容易发生化学变化的金属,原理)
其余
改善环境、牺牲阳极(原电池的负极)、外加电流等
三、 高分子材料
分类:天然高分子:淀粉、纤维素、蛋白质
合成高分子:聚×××
合成方法
举例
基本概念
加成聚合反应
聚氯乙稀:
聚苯乙烯:
单体:
链节:
聚合度:
缩合聚合反应
涤纶:
塑料分类
结构
性质
举例
热塑性
线型
溶解于一些有机溶剂,一定温度范围会软化、熔融,加工成形
聚乙烯
热固性
体型
不易溶于有机溶剂,加热不会熔融
酚醛树脂
高分子材料降解分类:生物降解、光降解、化学降解
废旧高分子材料的再利用途径:(1)再生、改性重新做成有用材料和制品;(2)热裂解或化学处理的方法制备多种化工原料;(3)作为燃料回收利用。
化学肥料
实例
生产原理
氮肥
尿素
2NH3+CO2H2NCOONH4 H2NCOONH4H2NCONH2+H2O
硝酸铵
4NH3+5O24NO+6H2O 2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO NH3+HNO3=NH4NO3
其余:碳酸氢铵、硫酸铵、氯化铵、氨水、硝酸钙、硝酸钾等
磷肥
过磷酸钙/普钙
硫酸处理。成分:Ca(H2PO4)2·H2O和CaSO4
其余:重过磷酸钙 Ca(H2PO4)2,钙镁磷肥、KH2PO4等
钾肥
草木灰K2CO3,氯化钾,硫酸钾、硝酸钾等
复合肥料
铵磷复合肥、硝磷复合肥、硝酸铵、 KH2PO4等
农药
实例
作用、影响
杀虫剂
有机氯(DDT 、六六六 、DDE)有机磷、氨基甲酸酯类、拟除虫菊酯类等。
防治有害生物,提高农作物产量。影响生物群落、土壤、大气、水等。
杀菌剂
波尔多液(硫酸铜、石灰)、石灰硫磺合剂等、除草剂等
植物生长调节剂
乙烯利、矮壮素等
肥皂
通式
肥皂成分
高级脂肪酸钠(钾)
RCOONa或RCOOK
生产原理
油脂水解/碱性条件
去污原理
水中电离
RCOONa=RCOO-+Na+
亲油基(憎水基)
RCOO-
亲水基
Na+
主要作用
使肥皂、油污、水之间发生润湿、乳化、起泡
简单图示
第四单元 化学与技术的发展教学重点(难点):1、化肥为农作物补充必要的营养元素,主要化肥的生产原理;了解农药的组成、结构和性 质是决定其防治病虫害效果的关键因素。化肥、农药的使用及其对环境的影响。2、了解肥皂、合成洗涤剂的组成、特点、性质及其生产原理。3、通过典型实例了解精细化学品的生产特点,体会化学与技术发展在满足生产和生活需要中的不可替代作用。知识归纳:
合成洗涤剂
故态:洗衣粉 液态:洗洁净
主要成分
烷基苯磺酸钠
生产原理
结构优化
1、确定合适的碳链长度(12~18)。(过长水溶性降低,过短水溶性过强)2、不含支链的烃基。(容易生物降解)3、合理配方。(提高综合性能,环境污染、增白、香味等)
工业味精:表面活性剂。用量少,能显著降低水与空气或其他物质的界面张力(表面张力), 提高工业生产效率,提高产品质量和性能。
㈡ 脱硫废水中有机污染物的处理
火电厂脱硫废水来源于湿法脱硫(FGD)工艺产生的废水,脱硫废水污染严重,排水温度在40℃~50℃之间,悬浮物、含盐量、重金属等杂质的含量极高。现有国内电厂脱硫废水的处理基本采用加药处理的物化方法,主要是针对其中的悬浮物以及重金属离子予以去除,处理出水执行标准有《污水综合排放标准》(GB 18466-2005)、《火电厂水质石灰石-石膏湿法脱硫废水水质控制指标》(DL/T 997-2006)。
在实际的运行过程中,因脱硫废水水质成分主要为第一类污染物和第二类污染物,在药剂的物化反应下,脱硫废水中的重金属离子和悬浮物、pH值等指标能达到排放要求,但废水中的有机污染物(COD等)指标因工艺流程未对其进行专门的处理设计,只是在药剂反应过程中随其他污染物排除一部分,其出水参数很不稳定,多数情况下无法达到排放标准,有机污染物难于去除,已成为众多电厂脱硫废水处理排放的一大难题,困扰了很多电厂。
目前,国内环保形势严峻,在节水和节能环保的大形势下,很多电厂顺应国家环保形势对脱硫废水处理提出了零排放处理回用的要求,因此,脱硫废水中的有机污染物COD指标的去除成为了脱硫废水处理必须克服的难题。本论文主要针对脱硫废水中有机污染物的去除进行分析,研究一种应用于脱硫废水有机污染物去除的处理
工艺。
2 脱硫废水的特性
电厂脱硫工艺产生的脱硫废水主要特征是呈现弱酸性,pH值5~6;主要特点是高悬浮物、高浊度、高黏度、高含盐量以及难降解有机物,并含有Hg、Pb、Ni、Hs、As、Cd、Cr等重金属离子和氟化物,有机污染物COD的含量一般为150~400mg/L,其中有机污染物来源于燃煤过程及脱硫过程脱硫剂的一些产物,具有难于降解、处理难度高的特点。基于脱硫废水的高含盐、有机物难降解等特性,并考虑处理过程中系统运行的稳定性,主要考虑采用最利于有机污染物处理的生物处理方法去除脱硫废水中的该指标。
3 生物处理方法
综合分析现有的生物处理方法,适用于脱硫废水特性的生物处理工艺主要有以下五种:
3.1 传统活性污泥法
活性污泥法是以活性污泥为主体的污水处理技术,它采用人工曝气的手段使活性污泥均匀分散并悬浮于反应器中,与废水充分接触,并在有溶解氧的条件下对废水中所含的有机物进行微生物的合成和分解等代谢活动。而脱硫废水盐度对活性污泥法的影响较大,因此,对活性污泥进行驯化培养出具有良好有机物降解性能的耐盐微生物是处理高盐废水的重要前提。
3.2 厌氧处理系统
近几十年来,由于厌氧生物技术发展迅速,出现了一大批高效厌氧反应器,这些反应器中生物固体浓度很高、泥龄很长,处理能力大大的提高,在高浓度的废水中得以大量应用。高浓度的Na+或CL-会对厌氧生物产生抑制作用,但是厌氧或兼氧微生物对盐的适应性和其他离子产生的拮抗作用会减轻盐对微生物的毒害作用,因此厌氧法可应用于高含盐废水处理系统。
3.3 好氧颗粒污泥
好氧颗粒污泥技术是将生物自絮凝原理应用于好氧反应器,使好氧絮状污泥在一定工艺条件下实现好氧颗粒化。好氧颗粒污泥具有沉降性好、抗负荷冲击能力强、持留生物量高以及脱氮除磷效果好等优点,而且它还能集好氧、厌氧和兼氧微生物于一体,因此好氧颗粒污泥能够有效处理各种难降解的废水。
3.4 嗜盐菌
嗜盐菌作为一类新型的、极具应用前景的微生物资源,近年来受到人们的广泛关注,它们具有极为特殊的生理结构和代谢机制,同时还产生了许多具有特殊性质的生物活性物质,因此被广泛地应用于含盐量高的废水处理。
3.5 好氧-厌氧组合工艺
由于单独的好氧和厌氧工艺在处理废水时受到许多限制,单一的系统往往不能将有机污染物彻底去除,尤其是难降解的废水系统,因此为了更好地处理高盐脱硫废水,往往结合好氧以及厌氧的组合工艺,以达到更好的效果。
本文脱硫废水生物处理工艺将采用好氧-厌氧的组合工艺进行处理,针对废水中的悬浮物、重金属指标的处理不做论述,生物处理所处理的脱硫废水是经预处理系统去除此类指标后的废水。
4 好氧-厌氧的组合工艺处理技术
脱硫废水中的COD等有机污染物主要来自煤(主要成分为有机质)、石灰石以及脱硫反应生成物中的亚硝酸盐、亚硫酸盐等还原性物质,而BOD则主要是污水中的氮氧化物。经过预处理处理后,废水的pH值、悬浮物、重金属离子、氟化物等污染指标被去除,但废水中的COD、硫酸根等指标还未得到去除,需采用生物处理方法进一步处理。而硫酸根、氯根等盐的高含量对废水生化存在一定的抑制作用,使脱硫废水难于生化,因此为提高其可生化性,在生化处理过程,需投加成分均衡的营养物质保证生化处理微生物所需的各类营养指标,而在电厂,基本都有生活污水处理系统,其水量不大,多在5~15t/h之间,这股水进入脱硫废水系统可以很好地解决营养平衡问题,且可以提高水的回收量,将电厂生活区的生活污水引入脱硫废水系统进行综合处理,将同时实现两股水的节水目标,并保证了脱硫废水生物处理的基本营养条件。 脱硫废水生物处理系统采用厌氧+好氧的组合处理工艺,厌氧采用EGSB厌氧系统,而好氧则采用BAF曝气生物滤池好氧系统。EGSB厌氧系统通过培养SRB厌氧细菌病通过其代谢作用去除废水中的SO42-、残余重金属离子及部分COD等,而通过BAF曝气生物滤池的生化作用将COD、氮等进行硝化处理,达到处理要求,经该系统处理后,废水可进入后续除盐或其他指标处理系统,进一步处理而获得高品质回用水,脱硫废水生物处理流程图如图1所示:
EGSB厌氧系统适用于低浓度有机污染物处理系统,运行过程培养适于脱硫废水环境的SRB厌氧细菌来处理污染物,SRB厌氧细菌是一类能通过异化作用进行硫酸盐还原的一类细菌,这种厌氧细菌虽然生长缓慢,但具有极强的生存能力且分布很广泛,SRB厌氧细菌已经成功地应用在了与脱硫废水极类似的多种水处理系统中,它的代谢利用硫酸根作为最终的电子受体,将有机污染物作为细胞合成的碳源和电子供体,同时将硫酸根还原为硫化物,使废水中的硫酸盐得以去除。而产生的溶解态的S2-则与废水中残余的重金属离子反应形成金属硫化物沉淀,可进一步去除重金属离子,此外SRB厌氧细菌在代谢过程中分解有机硫以二氧化碳气体的形式
排出。
经过厌氧反应后,废水中的一些重大生化抑制指标得以去除,废水的可生化性提高,因此,废水进入好氧生物系统进行进一步处理,好氧生物反应系统采用BAF曝气生物滤池处理系统,并接种引入主体处理微生物:嗜盐菌,适应脱硫废水的高含盐环境,曝气生物滤池是固定化生物反应器的一种,近年来被广泛应用于各类高含盐废水的处理。曝气生物滤池能够通过固定化保护微生物,降低其在极端环境中所受的伤害,提高系统对有毒有害物质及环境冲击负荷的耐受力,使系统保持较高的稳定性。研究表明,曝气生物滤池在高含盐环境中能保持较高的有机物去除率。
因脱硫废水中的盐分含量过高,会对微生物的活动带来一定的难度,而曝气生物滤池接种培养的核心处理载体,嗜盐菌是专门在高盐环境下生长的细菌,由于嗜盐菌在高盐环境下能够在细胞内聚集钾离子和小分子极性物质,调节细胞渗透压,维持细胞内外渗透压的平衡,帮助从高盐环境获取微生物活动所需的水,并且这些极性分子可以迅速合成和失去,快速适应外界的环境变化。嗜盐菌的蛋白质中含有过量的酸性氨基酸和非极性的残余物,过量的酸性物质需要阳离子平衡附近的负电荷,所以嗜盐酶只有在高盐环境下才能保持活性。基于嗜盐菌的反应机理,废水中的有机污染物得以去除。
经试验研究,在模拟脱硫废水水质情况下,通过盐度的不断提高和变化,曝气生物滤池的有机污染物去除率绘制成曲线,盐度和COD的去除效果关系如图2所示:
从图2中可看出,在脱硫废水含盐所属的10000~24000mg/L的范围内,COD的去除率可稳定维持在94%~96%之间,在这个脱硫废水的盐度范围内,嗜盐菌能维持其生理代谢的良好活性,对废水中的有机污染物有较强的降解能力。
经曝气生物滤池处理后,废水中的有机污染物等指标得以去除,脱硫废水可进入下一阶段处理流程。
5 结语
脱硫废水中有机污染物的处理是国内外各大火力发电厂普遍面临的难题,要实现脱硫废水系统节水回用,必须对脱硫废水中的有机污染物进行处理,才能进行后续的膜处理或离子交换系统的除盐处理,脱硫废水中有机污染物处理技术的研究成功将成为克服脱硫废水节水回用难点的一个突破,也将成为脱硫废水实现零排放生物指标处理工艺的一种可靠选择。
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㈢ 哪种工业电镀废水处理方式成本低
电镀废水处理工艺通常包括物理化学法、生物法、高级氧化工艺包括电化学法等,其中涉及到生物法的话,通常会在生物法前段加上物化或高级氧化工艺等,以防止废水中的有毒重金属或有机物对后端的微生物产生毒害作用。
电镀废水处理零排放系统还涉及膜处理和蒸发器处理,运行成本相较于达标排放,电镀废水处理零排放的运行成本根据水量不同、每个工艺段的设备的选择不同,运行成本约为35-100元每吨水不等。
近年来,随着电镀工业的产业园集中化,电镀废水处理项目通常涉及到整个电镀工业园区的集中处理,处理水量和规模通常也比较大,因电镀废水处理系统占据整个电镀产业园投资比例较大,直接涉及到投资回报率,投资方对吨水投资和运行成本核算得越来越精细化,因此对废水处理机构的技术要求和项目管理水平也越来越高。
㈣ 氯离子对脱硫效率的影响,具体点。如何控制!
燃煤电厂烟气湿法脱硫系统的氯主要来源于燃煤中,我国燃煤中的氯含量一般为0.01-0.2%,平均0.02%,绝大部分在0.05%以下。由于脱硫系统水的循环使用,氯离子在吸收浆液中逐渐富集,浓度可高达1%。当Cl-含量达到2%时,大多数不锈钢已不能使用,需选用氯丁基橡胶、玻璃鳞片衬里或其它耐腐蚀材料。Cl-是引起金属孔蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀和选择性腐蚀的主要原因。此外,氯离子的富集还将降低脱硫效率,影响脱硫副产品的质量。
湖南省吉首市诚技科技开发有限公司是一家致力于工业新技术研发的科技型公司,在离子交换技术的工业应用研发领域具有较强的实力,研发的离子交换系列技术在锌、锰、钒等湿法冶金工业领域得到了广泛的应用,其中“湿法炼锌工业离子交换法除氯技术”迄今已在国内十几个省市区的四十多家企业成功应用,代表性的企业有中信大锰、来宾华锡等大型冶炼企业。
针对燃煤电厂烟气湿法脱硫系统的氯离子富集技术问题,本公司自09年开展相关技术研发,在充分吸取湿法冶金工业离子交换法除氯技术的基础上,开发了“烟气湿法脱硫系统离子交换法除氯技术及装置”。
根据烟气湿法脱硫系统氯离子的富集程度,采用本公司的离子交换法除氯技术后,可将氯离子含量降低到200mg/L(0.02%)以下,或根据系统的特点,将氯离子含量降低到某个平衡值。
本公司承担的技术工作:离子交换除氯装置工艺设计、设备安装指导、人员培训、试运行期间的现场指导,也可承担成套装置的制作和建设。.
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