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固廢治理的現狀和前景范文第1篇

關鍵要:鉆井；清潔生產；環保；廢水；資源化

一、鉆井在線清潔生產發展的背景分析

過去，鉆井巖屑和鉆井液沒有采取不落地收集，依靠生產作業區域的廢水引流溝和人工轉運方式清理，巖屑等固廢主要集中在鋼混收集池暫存，工程項目完成后，集中采用水泥固化填埋、覆土還耕。由于川渝地區地層的異常復雜性，暴雨等自然災害時有發生，鉆井周期超過一年的工程項目比比皆是，長時間暫存的巖屑等固廢膨脹系數增加，廢水產生量大，廢水外泄和溢漏引發環境突發事件的風險大，未過多考慮固廢的“減量化與資源化”。今天的清潔生產，實際是過去的完井固化發展演變和業務升級轉型而來，川渝地區率先從事在線清潔生產服務的單位是華氣能源工程技術服務公司（桑園1井、合川75井組），場內清潔生產是從殼牌反承包項目開始。隨著2015年1月1日新《國家環境保護法》的實施，對鉆井清潔生產的發展有了更高的要求，“減量化、資源化、無害化”等要求迫在眉睫，“過去是盡力搞清潔生產，如今是全面推行清潔生產”。為此，工程技術服務企業和建設單位引起了高度重視，環保治理資金單列預算，清潔生產治理項目紛紛上馬。川渝地區占據清潔生產服務主力市場的是蜀渝建安工程公司旗下的多元經濟經營單位，還有成都大有石油鉆采工程公司、重慶越創公司、鉆井液公司和安檢院的環境監測研究所，這四家單位主要從事水基巖屑期間的在線清潔生產，安檢院具備試驗微生物處理技術的能力，鉆井液公司從事的是油基巖屑的轉場工廠化集中處理。社會化市場主要有華氣能源、恩承油氣和仁智石化公司，仁智石化主要針對轉場固化填埋處置，還有部分有實力的地方環保科技企業，也逐步進入油氣田鉆井清潔生產和環保治理技術服務競爭之列。對于健康中國與生態文明建設的迫切需求，清潔生產發展有較大市場經濟前景和社會效益。

二、清潔生產發展的趨勢與現狀

（一）走向清潔生產發展之路的必然性

隨著科學技術的發展，社會的進步，對環境保護的要求也越來越高，特別是新的《國家環境保護法》的頒布實施，對環境污染事故的處罰也更加嚴厲，這也是近年來環境保護領域最為嚴實的一道防火墻，首次將生態保護紅線寫入法律。環境保護工作是關系到生態、社會和經濟可持續發展的大事，環境保護法除了是歷史最嚴，更是與法律法規相提并論，各行各業都深感畏懼與責任重大。中國石油集團股份公司相繼下發了《鉆井廢棄物管理規定（暫行）》，要求嚴禁向重點生態功能區、生態環境敏感區和脆弱區等國家和地方政府禁止的區域傾倒、堆放、掩埋鉆井廢棄物。依據國家環境劃分相關要求，結合當地自然環境特點對鉆井作業區域劃分環境敏感區和環境非敏感區，并根據不同自然環境特點和環境敏感程度以及鉆井液體系特點、工作量等選擇就地處理或集中處理方式。在環境敏感地區，鉆井廢棄物處理應采用不落地或集中處理技術實施廢棄物的固液分離和無害化處理，減量化、資源化和無害化要求越來越高。因此，全面推行鉆井在線清潔化生產勢在必行。

（二）當前清潔生產治理技術研究與發展現狀

1、水基巖屑處理技術目前川渝地區的水基巖屑等固廢治理，基本運用的是物理化學法收集和固化填埋，也在探索微生物自然降解技術。一是采用不落地裝置將固體廢棄物收集到巖屑箱，然后使用叉車（或管輸裝置）轉運至巖屑攪拌罐，加入相關藥劑配方，攪拌均勻后轉至固化填埋池填埋處理。二是用不落地裝置將固體廢棄物收集到攪拌器，加入相關處理劑配方攪拌均勻，裝車轉運至集中處理場進行處理。三是試點探索微生物自然降解技術和資源化利用技術，目前也取得一定成效。如制培植土、磚和砌塊。2、油基巖屑處理技術含油巖屑通過立式甩干機甩干后，巖屑含油量能達到5%以下，但廢棄物固化填埋標準要求低于1%，必須通過生物處理或熱解析（熱脫浮）技術處理后，含油量才能達到低于1%。當前國際上采用的技術主要有：美國采用食油菌群培養生物技術處理含油巖屑，但還不能廣泛推廣；熱解析技術尚不成熟，成本高，也不具備條件；高溫焚燒技術，含油量能達到要求，但易造成煙塵二次污染，且設備性能不成熟，成本較高。川渝地區含油巖屑主要集中在頁巖氣區塊，通過對龍馬溪地層的頁巖元素成分分析，對比水泥的主要添加劑（粉煤灰）化學結構基本一致，結合當前技術發展現狀，分析探索實施了甩干分離、熱解析技術、研磨資源化利用等綜合措施，終端產品作為水泥添加劑輔料，實現了節能減排與資源化利用。另外，目前也在探索油基巖屑資源化制作燃料漿綜合利用技術試點，最終成為一種燃料替代燃煤實現變廢為寶。

三、清潔生產應用取得的主要階段性成效

針對鉆井作業過程中產生的廢棄物數量大、成分復雜、有機物含量高、難以降解等特點，通過對清潔生產工藝技術與設備配套的研究，從源頭控制、生產過程控制、廢棄物處理等環節入手，完善清潔生產管理制度，立足“減量化、資源化、無害化”要求，采取鉆井廢棄物隨鉆不落地收集與密閉傳輸、集雨裝置、清潔生產鉆前功能配套方案優化和工藝技術配方研究等措施，降低勞動強度和安全環保風險，實現節能減排和綠色鉆井目標。通過近幾年的探索實踐，川渝地區先后完成了100余口井的鉆井在線清潔生產治理工作，清潔生產工作得到了穩步發展，并取得了階段性效果。

（一）形成了一套清潔生產獨立工程項目管理體系

開工驗收技術交底二過程管理竣工驗收三鉆前驗收開工準備一為了更好的落實國家環境保護環保法要求，先后與建設單位和環保研究單位進行多次技術交流，立足清潔生產設計和四川油氣田《鉆井固體廢棄物無害化治理技術規范》/0267-2015和相關標準，制定清潔生產管理制度、工藝流程、作業指南，探索鉆井隊一體化管理模式，從清潔生產鉆前配套功能驗收、準備、開工驗收與技術交底、實驗配方與取樣檢測、過程管理與監督、成本寫實、竣工驗收等入手，并規范相關資料建檔，基本形成了一套獨立工程項目管理體系。實現生產組織程序模塊化（參見左圖），促進了物料平衡管理和經營成本的精細化管理，為工程質量和責任的追溯與跟蹤提供原始依據，降低環保糾紛和法律風險，推動清潔生產工程項目管理轉型升級十分關鍵。

（二）廢水等污物產生量得到明顯控制

通過鉆井清潔生產配套技術的集成應用，推動一體化、全過程管控模式，實現了鉆井“固體廢物減量、廢水零排放”的目標。從2016年在線清潔生產完成的雙探3井、磨溪119井和邛崍2等井來看，實現鉆井廢水零轉運，平時收集暫存的少量廢水基本會用完。通過量化比較分析，川渝地區某鉆探公司2016年鉆井廢水產生和轉運量同比2015年下降了近50%（表1），同類型井鉆井固廢實現減量10-20%，同比過去的完井固化模式，廢水產生量得到明顯控制，大大節約了廢水和巖屑污泥治理成本。

（三）資源化利用技術探索應用取得成效

立足節能減排、資源化利用和無害化要求，川渝地區實現生活廢水撬裝智能處理達標排放，水基鉆井巖屑等固廢治理向土壤化轉變，開展的微生物菌種培養、馴化與現場試點等工作取得階段性研究與應用成果。水基巖屑固廢轉化為免燒陶粒、磚或者條石砌塊，強度等相關指標達到行業要求和國家標準，目前已正式投入在磨高地區和川西北部地區的鉆前工程使用，美觀實用性較強；油基巖屑資源化治理綜合治理技術在頁巖氣項目得到應用，終端產物成為生產水泥添加劑或者燃料漿，用于基礎建設和燃料，實現變廢為寶。得到行業和地方相關部門的高度評價，也引起了民間和社會輿論的關注和贊許。2016年6月24日，新華社四川分社、人民網四川頻道、四川日報、四川電視臺等13家中央駐川媒體和四川省媒體15名記者，到磨溪氣田資源化利用場站進行“綠色發展”現場采訪。

（四）取得了良好的邊際貢文和社會效益

為了適應鉆井清潔生產工藝要求，企業投入了專項配套經費，自制研發不落地裝置、巖屑收集罐、巖屑管輸裝置、負壓吸排清掏罐裝置和生活廢水處理裝置等，還聯合建設了長寧油基巖屑處理流水線工廠和免燒磚（砌塊條石）的集中處理廠站等，對相關設備的研發制造能力已初具規模化和專業化。根據川渝地區雨水多的特點，改變傳統井場修建模式，采用了一體化設計的雨污分流與分區防滲系統，取消井場排污溝、廢水池和巖屑池。單井建設單位投資節約池類修建費用100余萬元。清潔生產的實施，達到了減少環境污染，實現鉆井廢水零轉運；鉆井巖屑管輸裝置及配套設備的應用，實現了鉆井廢棄物不落地、收集、轉運，降低了員工勞動強度和叉車轉移帶來的安全環保風險，有效解決了川渝地區鉆井清潔生產場地受井位部署和地理位置影響的問題，實現了節能減排、綠色鉆井。

四、結論與建議

（一）優化清潔生產設備配套與研究，整合現有資源，推行“鉆井隊一體化管理”模式，有利于污物源頭控制和節能減排提升，有效推動清潔生產管理和業務統籌升級轉型。（二）強化環保治理和鉆井清潔生產的系統研究，將鉆井固廢“減量化、資源化和無害化”進一步深挖，實現終端產物轉化為市場價值和社會效益，也是石油鉆探企業踐行國家生態文明建設和環境保護的發展理念和具體體現。（三）加快川渝地區高密度磺化體系鉆井液的固液分離破膠技術研究，解決閑置鉆井液和報廢鉆井液的轉運、儲存和高成本維護難題，有效降低環保壓力和成本。

作者:肖波 尹詩溢 單位:中國石油川慶鉆探工程有限公司川西鉆探公司

參考文獻:

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[4]楊知勛.海洋鉆井平臺廢棄稅基泥漿生物降解技術研究[D].華東理工大學，2012年.

固廢治理的現狀和前景范文第2篇

    我國生態環境污染日趨嚴重,如 “三廢”污染、水體污染、土壤污染、廢棄塑料和農用地膜污染、農用化肥和農藥污染等,造成水資源嚴重短缺,土地荒漠化日益加劇,森林覆蓋率劇減,草場嚴重退化。生態環境的惡化,時刻威脅著人們的生命財產安全,疾病發病率也迅速提高。因此,必須積極發展高新技術,如現代環保生物技術等,采用防治結合的方式,解決當前的環境危機,維護生態平衡,已迫在眉睫。

    2環境生物技術簡介

    生物技術是建立在生命科學的基礎上,通過直接或間接的方式利用生物或生物有機體的特定部分或某些功能,建立降低或消除污染物的生產工藝或能夠高效凈化環境污染,同時又能生產有用物質的工程技術。主要包括基因工程、細胞工程、酶工程、蛋白質工程、染色體工程、生化工程等。生物技術在環保領域發揮著越來越重要的作用,正衍生出一門新興的學科與技術,即我們所說的“環境生物技術”,亦稱“環境生物工程”。其特點如下:

    2.1 實現對污染物的循環利用

    對垃圾廢棄物的降解生成的產物或副產物,一般都可重新利用。這樣,可把污染降到最小程度,不僅可解決長期污染的問題,還實現了對固廢的循環利用。

    2.2安全可靠、效果明顯

    利用發酵工程技術治理,產生的物質基本屬于穩定無害的物質,常見的包括CO2、水、氮氣、甲烷等。并且,多數都是一步到位,無二次污染。因此,該技術既安全、徹底又高效。

    2.3簡化流程,節約成本

    生物技術是建立在酶促反應基礎上的生物化學過程。酶作為生物催化劑,實質是一種活性蛋白質。一般在常溫常壓或近乎中性的條件下即可發生反應。因此,絕大部分生物治理對環境條件要求不高,并可就地實施。

    3.環境生物技術在三廢處理中的應用

    3.1在廢水處理方面的應用

    廢水中含有許多有毒有害物質,比如,酚類、氰化物、重金屬、有機磷、有機汞、有機酸、醛、醇、蛋白質等。廢水生化處理經近百年的發展,現已形成了許多新工藝、新技術。通過生物技術治理廢水,主要借助微生物的降解作用完成。它分為耗氧降解技術與厭氧降解技術兩種。耗氧降解技術又分為:活性污泥法與生物膜法。目前,采用較多的是固定化酶與固定化細胞技術,它屬于酶工程技術。固定化酶又稱為水不溶性酶,是通過物理吸附法或化學鍵合法,導致水溶性酶和固態的不溶性載體結合起來,從而使酶不再溶于水。微生物細胞猶如一個天然的固定化酶反應器。微生物細胞的固定可采用制備固定化酶的方式。對于污水中的多種污染物,均可通過固定化酶或固定化細胞進行治理。國內外有很多這方面的成功案例。

    3.2在廢氣凈化方面的應用

    廢氣是近年來重要的污染源之一。如何利用生物技術高效凈化廢氣也成為重要的研究課題。目前采用的方法包括生物過濾、生物洗滌、生物吸附和植物修復法等。常用的生物反應器有生物凈氣塔、滲濾器和生物濾池等。根據微生物在廢氣處理過程中的具體形式,分為兩大類:生物吸附法與生物過濾法。前者可治理含胺、酚和乙醛等氣體,后者可降解惡臭性廢氣。植物修復技術是把太陽能作為動力,依靠植物的同化作用達到凈化氣體的目的。它屬于一種綠色技術。現在,全球都有很多成功處理廢氣的案例。美國利用微生物作用來凈化工業惡臭氣體,效果明顯,且還不會出現二次異臭。德國與荷蘭利用生物膜過濾技術可除掉超過90%的硫化氫。我國相關學者也在此方面取得了不錯的成果。比如,利用生物膜填料塔處理橡膠再生脫硫過程中產生的低濃度的有機廢氣,經試驗表明,該方法是可行的,若相關條件控制適度,凈化效果顯著,凈化率可超過90%。相比原有的廢氣處理方法,生物技術法有著很多優勢:節約成本、效果好、安全可靠、沒有二次污染等。

    3.3在處理固廢方面的應用

    工農業生產、城市建設與日常生活都會產生很多固體廢棄物。傳統固體廢棄物的處理方式,不僅浪費資源能源,還會污染環境。利用生物技術處理城市生活垃圾和農業廢棄物,不但可以把這些廢棄物變為優質的有機肥料,實現廢物的資源化,更有利于生態環境的良性循環。常見的處理方式包括衛生填埋、堆肥和發酵制沼氣等。

    4.環境生物技術在環境污染修復中的應用

    4.1污染土壤的生物修復

    隨著農業的發展,各種化學殺蟲劑、農藥被大量使用。而這些農藥很多都會殘留在土壤中,。尤其是那些極難降解的農藥給生態環境造成難以估量的損害。通過相關生物技術處理,可以把這些污染物質進行有效分解,生成水與CO2。不僅不會造成對環境的破壞,還能防止出現二次污染。但是是分解周期較長,不符合農業生產的需求。重金屬屬于土壤污染中重要的污染物。重金屬污染的生物治理機制是:借助生物作用(酶促反應)導致重金屬的化學形態改變,將其固定在土壤中,或減輕其毒性。這樣,可有效制約重金屬在土壤中的移動。通過生物的吸收、代謝作用后,會進一步固定重金屬或減小其毒性,從而凈化土壤。此外,生物修復污染土壤的過程中,還能提高土壤有機物的數量,調動相關微生物的活性,從而優化土壤生態結構。同時,還能強化對土壤的固定作用,避免土壤受到風蝕、水蝕的破壞,預防水土流失。

    4.2.水體生物自然凈化技術

    環境生物技術中通過植物吸收達到凈化水體與土壤的方法被稱為生物自然凈化技術。分為生物塘與人工濕地兩種。前者把太陽能作為初始能源,利用塘中植物的同化作用將水中的污染物吸收掉,從而凈化水體。生物塘中可栽植的高效凈化植物有水葫蘆、蘆葦、水萵苣等。同時,還應構建集組合曝氣、水生植物、水產養殖一體化復合生態系統,進而提高生物塘的處理能力。后者是通過自然生態系統中的物理、化學、生物等作用達到對水體的凈化作用。由于人工濕地處理系統出水水質較好,可用于飲用水源的處理,并且所需成本也比常規處理方法要低。

    4.3白色污染的治理

    采用生物技術治理可從兩方面入手,一是篩選具有降解塑料與農用薄膜的微生物,形成高效降解菌。二是分離克隆出帶有降解功能的基因,再將其植入到特定的土壤微生物內,如根瘤菌。這樣,既能發揮兩者各自作用,還有利于加快對塑料垃圾的降解速度。此外,還應重點對預防白色垃圾技術進行攻關與研發。個別微生物可以生成一些高分子化合物,類似于塑料,被稱為聚酯。為進一步節約成本、提高產量,人們正致力于通過DNA重組技術,試圖改造某些微生物。比如,當前一個重點研究課題就是通過微生物發酵生產聚-β羥基烷酸(PHAs),相關研究人員正試圖形成自溶性PHAs生產菌種。通過把PHAs重組菌發酵后,積累數量眾多的PHAs,再添加一些信號物質,從而生成裂解蛋白,然后細胞壁被破壞,PHAs析出。即簡化PHAs的提取流程,達到節約成本的目的。

    4.4降解廢水中微量油脂

    含油廢水屬于一種量大面廣的污染源。廢水中的少量油脂并不能通過原有的物理或化學方法處理掉。上海交大生命科學技術學院和日本日立化成公司合作,從5種活性污泥或土壤中馴化分離出六種菌,分析了它們在低溫條件下對低濃度植物類油脂的實際降解能力。不同菌的降解能力都各不相同,其中,發現兩種菌的除油效果很好,除油率高達92.80% 和95.49%,相關特性還有待進一步研究。

    4.5化學農藥污染的消除

    經統計資料顯示,每合成一噸農原藥需消耗3-4噸化工原料,多余的原料作為未反應物或中間副產物隨水排出,每年數百家農藥廠排出的廢水上億噸,危害極大。中科院成都生物所經過反復試驗,終于找到了解決處理農藥(樂果)廢水的方法。他們將高效微生物菌種用于SBR設備處理有機農藥廢水,效果顯著,使有機磷轉化率達96-99%,其技術指標達到了相關排放標準。一般情況下施用的農藥化肥約有80%的殘留,特別是難降解的氯代烴類農藥,給生態系統帶來了極大的滯留危害,必須依賴基因工程構建的高效菌種來進行處理。但要想徹底消除化學農藥的污染,還必須全面推廣生物農藥。生物農藥是指由生物體產生的具有防治病蟲害和除草功能的一大類物質的總稱,大多是生物體的代謝產物,主要有微生物殺蟲劑、農用抗生素制劑和微生物除草劑等。

    5.環境生物技術在環境監測方面的應用

    應用在環境監測領域的生物技術主要有以下幾種:①監測水質,利用細菌的數量、某些糞便指示菌(大腸埃希氏菌、克霉伯氏菌)等②檢測物質致突變性和致癌性,通常使用鼠傷寒少門氏菌來檢驗。③通過發光細菌對環境中的毒物進行檢測,速度較快。④根據對水中藻類的生長情況測定,對水質進行監測或檢測某些物質的毒性。近年來,國際上在這一領域的重點研究對象包括PCR技術(應用聚合酶式反應技術)、核酸探針、生物傳感器等。PCR技術可用于當前還無法培養的微生物檢測,一般適用于對土壤、水樣、沉積物等環境標本的細胞檢測。

    隨著今后技術的不斷完善,對于水質的檢測,核酸探針與PCR技術極有可能取代現在的常規微生物檢測方式。此外,生物酶法具有良好的發展潛力,它適用于快速檢測與現場測定。生物傳感器具體有酶傳感器、微生物傳感器、免疫傳感器,通過酶、微生物、抗原、抗體等生物材料作為分子識別元件,從而把外部對其理化特性的影響轉化為電磁信號。它可用于對特定污染物的快速檢測,并且操作簡便、結果精確。

    5環境生物技術現狀及前景展望

    5.1現狀

    環境生物技術雖有諸多優點,并能有效解決各種污染問題。但實際應用中依然存在種種局限:

    ①反應速度較慢,并且需要大型的反應器,需占用過多的土地面積。

    ②對于原水水質有著十分嚴格的標準,不然,不利于微生物的生長。

固廢治理的現狀和前景范文第3篇

Abstract: This article describes the current management of corn ethanol wastewater treatment technology,From the economic, environmental benefits, social benefits of various technology point of view of feasibility and development potential, the film focuses on the new membrane technology in the ethanol process application, and look a good prospect of its.

關鍵詞:玉米酒精糟液;膜技術;節能減排

Key words: corn alcohol wastewater;membrane technology;energy conservation

中圖分類號:TS95 文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)29-0112-02

1玉米酒精糟液特性

每生產1噸酒精需3噸玉米,排出糟液約為12立方米。淀粉質原料(玉米)酒精發酵產生的廢糟液COD,BOD值相對較低,COD大約3～5萬mg/L,BOD大約2～3萬mg/L。糟液污染重要指標之一是總固體,它包括溶解性固體、懸浮固體和膠體,它是由有機物、無機物和生物菌體所組成。有機物的成分主要是碳水化合物、其次是含氮化合物、生物菌體和未完全分離出去的產品如丁醇,乙醇、丙酮等低沸點易揮發物;無機物主要來自原水(自來水)中各種離子和原料中的雜質、灰塵,如Ca2+、Mg2+、SiO2、HCO3-、CO32-、SO42-、Cl-、PO42-等。在總固體中懸浮固體(包括超膠體和部分膠體)約占60%～80%,溶解性固體和部分膠體(即粒徑小于4.5um)占20%～40%。糟液具有很強的腐蝕性和較高的粘度。

2玉米酒精糟液污染控制技術

玉米酒精糟中含有大量的蛋白質、脂肪等具有豐富的有機成分,是極好的畜、禽飼料,目前采用的主要污染控制技術有:玉米酒精糟制取全干燥蛋白飼料(DDGS);玉米酒精糟固掖分離、濾渣直接做飼料或生產DDG蛋白飼料、濾液稀釋排放;玉米酒精固掖分離、濾渣直接做飼料或DDG蛋白飼料、濾液30%～50%回用于生產:玉米酒精糟固液分離、濾渣直接做飼料或生產DDG蛋白飼料、濾液厭氧發酵生產沼氣等四種。酒糟中存在的對酵母酒精發酵有抑制作用的物質,大部分被濕渣帶走,留下的只是極少部分,通過調整回流比完全有可能在回流系統中將其濃度控制在酵母能夠忍受的范圍之內。所以現在一般酒精廠所采用的酒精廢糟液的綜合處理工藝中都包含有將廢液部分或者全部返回生產系統作為拌料用水或液化、糖化添加水的回用路線。而且,若回流比恰當,酒精廢水回流技術的應用不僅不會影響酵母的酒精發酵,反而有可能會提高酒精產量。

2.1 高效蒸發濃縮工藝蒸發濃縮法是通過多效蒸發,將廢液中的水分除去、蒸發冷凝水清澈透明,即可回用于酒精生產,又可達標排放,蒸發剩余的干物質制成固體蛋白質飼料DDG。因酒精糟液是酸性液體,極具腐蝕性,必須先進行中和處理,然后投加絮凝劑以去除廢液中的殘渣,沉淀下的殘渣漿液經固液分離回收為產品,而上清液則進入多效蒸發,蒸發器按具體情況可選二至三級。用玉米酒精槽生產DDGS,雖從根本上解決了環境污染問題,但該技術一般為國外采用,一次性投資巨大,能耗較大,目前在國內無法推廣應用。

2.2 缺氧生化和加壓生化法處理酒精釀造廢水采用混凝沉淀-缺氧生化-接觸氧化-加壓生化-氣浮流程處理酒精釀造高濃度酒糟廢液和低濃度廢水,可使廢水中的CODcr和BOD去除率均達99.6%以上,處理后廢水符合國家排放標準中的二級標準。該廢水處理流程工藝合理,占地少,一次性投資少,運行費用低,處理有機物高,耐負荷沖擊性能強,符合我國中小型酒精釀造廠廢水處理要求。該工藝的缺氧生化段實現了沼氣回收。但該工藝需解決在冬季氣溫較低時處理流程正常運行的問題。

2.3 厭氧――好氧并用工藝該工藝較耐高溫,高負荷,高懸浮物,屬環保節能型工藝,對處理高濃度酒糟廢水有較好的適用性和針對性。特別是厭氧過程產生沼氣,能減輕后續有機負荷處理,降低酒精生產成本,回收大量能源,節約資源。在厭氧處理工段,目前國內常采用的厭氧反應器類型大致有3種:ACP、UASB、AF。UASB反應器抗懸浮物沖擊性能較差,AF容易發生堵塞,ACP更適于處理懸浮物和有機物濃度均高的廢液。在處理過程中,溫度、酸堿度、進料量、原料種類、溶解氧等都會對厭氧消化的效率和效果產生不同程度的影響,其中溫度和酸堿度是影響和制約厭氧消化的關鍵因素。但以下幾個方面還需要深入研究:①IC(內循環)反應器的最基本特征,與其它反應器的主要區別;②IC內部的流體力學規律;③循環(回流)的優缺點,和循環量的估算;④IC設計的規范,制作的標準化;⑤采用低等污泥啟動IC。

2.4 膜技術處理酒精廢糟液膜技術作為一種新型的分離技術,具有節能高效的特點,是一種純物理分離技術,無相變。分子級分離,分離徹底,分離效率高,對分離物質無破壞性,在廢水處理上,幾乎是全回收有用物質,因為節能節水,所以處理成本低,經濟效益高,設備結構緊湊,占地小,采用全封閉生產,無二次污染。其在各行業中都有廣泛的應用,尤其是在水處理和醫藥行業的應用已經非常成熟。它是目前大生產中解決清潔生產,提高產品質量,提高產品得率,降低生產成本的一種可靠的技術手段。采用膜分離處理酒糟濾液,可以替代蒸發濃縮,在將濾液濃縮到30%以上(可滿足干燥作飼料的條件)的同時,可將常規發酵酒糟濾液全回流、濃醪發酵酒糟濾液80%以上比例的回流,是目前綜合治理玉米原料酒精糟液處理的最佳方案,僅以這一項,可以實現在不影響DDGS飼料報酬的前提下,節約用于全蒸發能量的50%,酒精生產總能耗降低8%;真正以最經濟的方法實現酒精清潔生產。目前,采用膜分離技術處理酒糟國內外還未見工業化報道,但其是未來酒糟處理的發展方向。其工藝路線圖如下。

膜技術經過近20多年的飛速發展,膜種類和膜材質都有了較大的增加,以前只有微濾、超濾、反滲透膜,近幾年則出現了納濾膜、膜蒸餾、膜萃取等新技術,膜材質也發展到有機膜、陶瓷膜、金屬膜等多種材質,膜元件的形式也由平板膜發展到中空纖維膜,卷式膜等多種形式,耐污染、耐腐蝕、耐高溫等特種膜也不斷涌現,使得膜技術的應用范圍不斷擴大,以前膜技術無法解決的問題現如今已經成為可能,膜分離的分子級分離性能使得象酒精廢水這類高濃度有機廢水處理從技術上是可行的,而膜分離的無相變,純物理分離形式也使得其在經濟上也是可行的。

3目前國內酒精糟液幾種處理技術的比較

3.1 經濟效益比較傳統酒精糟水清液用蒸發器濃縮,制取每噸酒精需耗用2.6噸蒸汽,而膜處理工藝采用膜分離濃縮取替蒸發器濃縮,不使用蒸汽,蒸汽耗用量為零,雖然膜裝置電耗大于蒸發器,但總能耗要比傳統的多效蒸發器低至少30%以上,傳統的蒸發工藝耗能約240元左右/噸酒精,而膜處理工藝可降低能耗80元左右/噸酒精。通常蒸發耗氣量占整個酒精生產耗氣量的30%,在此可節省能耗8%,同時由于80%的廢水回用,使生產每噸酒精的廢水排放量可從4噸降到2.4噸,也就是說,酒精廢水的處理費用也將降低40%,目前,酒精廠廢水處理費用為每噸酒精要50元,可節約生產成本20元/噸酒精。

總體計算,通過膜處理技術的使用,可降低酒精生產成本100元/噸酒精,能耗可降低8%。水耗量降低40%,環保費用降低40%。

3.2 社會效益分析膜分離技術取替了蒸發裝置,使得酒精生產不但能耗大幅降低,同時水耗量也大幅降低,而我國是能源匱乏的國家,淡水資源也不豐富,通過膜處理新技術的使用,最大限度地利用了能源和水資源,社會效益明顯。

3.3 環境效益分析目前發酵酒精的廢水已經是輕工行業的第二大污染源,廢水量太大,嚴重限制了酒精的生產,而新興的膜處理糟液技術的使用,使得廢水質量明顯好于傳統工藝,大幅提高了廢水的回用率,相應的廢水排放量大幅減少,使得酒精廢水處理費用大幅降低,可見其環境效益也非常好。

4結論與展望

酒精工業的巨大的市場需求和廣泛的應用前景,尤其是在化工和新能源方面有著不可代替的地位,而且酒精廢水的環保問題受到了國家的高度重視,對酒精工業現有企業要推行清潔生產,提高資源利用率,篩選最佳技術,獲取較大環境、經濟統一效益。膜技術的發展和應用對于降低酒精生產成本,經濟效益,社會效益,環境效益良好有重要意義,膜處理酒精糟液技術對于未來的應用前景非常廣闊。

參考文獻:

[1]吳會中,單欣,趙琛琛,生物膜處理技術的研究進展[A].2005年度山東建筑學會優秀論文集[C],2005年.

固廢治理的現狀和前景范文第4篇

1.課程設置。在環境工程專業的教學計劃安排上，環境材料學為36學時，設置在第5學期或第7學期。其先修課程為無機化學、物理化學、有機化學、環境學原理、環境生態學、環境工程原理等課程。結合實際教學情況，環境工程專業培養側重水、大氣、固廢的污染控制和治理，這些專業基礎課程作為先修內容被充分掌握，有利于本課程中重點和難點內容的理解和學習掌握。

2.實踐教學環節。“厚基礎、寬口徑、強能力、高素質”是本科教育致力實現的培養目標，對于工科專業而言，實踐教學環節是不可或缺的重要環節，這在環境材料學課程的教學中也應有所體現。實踐教學通常包括專業實驗課、課程實習和課程設計等內容。專業實驗課教學可鍛煉學生動手能力，培養其創新思維。課程設計把理論課程中學習到的理論知識、工程規范、計算方法等串聯起來。目前，受限于教學學時、師資力量等因素，環境材料學僅設置課堂理論教學，這不利于學生充分理解和掌握教學內容。

3.教學內容、模式單一。依據不同專業的學科特點和培養目標，環境材料學的課程教學重點和內容取舍也有所側重，筆者所在的環境工程專業具有較強的工程實踐性，要求學生更多地掌握環境治理材料、環境功能材料等內容；同時要求學生具備將所學知識與環境工程現場實踐相結合的能力，目前的教學內容相對單一，教學模式相對簡單，基本處于教師單向講解、學生被動接受的層次；如何在相對較少的學時條件下，改進教學模式、擴展教學內容并突出重點值得深入分析和探討。

二、課程改革的初步建議

1.課程設置。學生對與材料學相關的有機化學、高分子化學等基礎課掌握程度不深，在有限的課堂教學學時內，學生的知識結構和體系沒有完全建立，這對環境材料的教學開展較為不利；針對目前狀況，筆者認為應加大前修課程，應該引導學生高度重視，從而為本課程學習打下堅實基礎。例如，本課程的第八章為環境治理材料，其中重點介紹了大氣污染和水污染兩種類型材料，大氣污染治理材料中涉及了多種過濾及吸附用纖維材料的類型、特點、功效等，這些內容需要對大氣污染的產生機理、過程、治理方法等有深入學習和理解后才能更好地為學生所掌握。針對目前情況，筆者認為應加大前修基礎課程的學時，同時應該把課程設置由第五學期向后延至第六或第七學期，這樣，在完成了相關專業課的學習后，學生在環境材料學的后續課程中才能更好地掌握相關內容，遇到一些教學難點、重點才不會產生畏難情緒而影響學習。

2.完善實踐教學。本課程以理論教學為主，但是開展適當的實踐教學對學生建立完整的知識架構和體系也是有很大促進作用的。例如可以在環境治理材料一節中設置關于水污染治理材料的實驗，針對目前最有發展前景的膜處理技術，設置相關課后實驗。膜分離法的基本原理是利用天然或人工合成的膜材料，以外界能量或其他類型的化學位差等為動力來源，對待處理水中含有的一定無機鹽、金屬離子、有機大分子、膠體粒子采用分離、分級、提純的方法。按膜分離的不同種類和分離處理級別，可以分為微濾、超濾、納濾、反滲透等，這些不同種類的基礎和核心就是制備成膜的基質材料的不同。通過不同的實驗裝置及材料組合可以為學生形象地展示不同膜材料的分離處理效果。微濾膜的分離粒子直徑在0.1~1μm，主要可以除去水中的一些較大粒徑的懸浮顆粒物，目前此類濾膜多由聚四氟乙烯（PTFE）或聚偏氟乙烯類材料制得，具有優良的熱穩定性和化學穩定性、可適用于各種復雜工作環境；超濾膜的分離物直徑可以達到0.002~0.01μm，對分子量在1000~10000范圍左右的大分子有機物有過濾作用，可以有效分離去除，超濾膜目前主要由有機型的醋酸纖維素材料及無機型的陶瓷、金屬膜材料制得，比較適于水相體系中膠狀懸浮物的去除；納濾膜的分離直徑可以達到0.001μm即1nm的級別，可以截除大部分的糖類、小分子有機物、二價鹽等分子量在200~400范圍左右的物質，目前主要納濾膜材料有磺化聚醚砜類等；納濾類膜材料相對于僅可容水分子通過的反滲透膜，其操作壓力更低，較好的耐壓密性和較強的抗污染能力，相對于超濾膜來說其過濾能力又具有較大程度的提高，因此在對截留物質要求不苛刻的場合較為實用。通過對以上膜分離材料的實驗操作及分析，學生比較容易建立起直觀而深刻的認識，達到舉一反三、觸類旁通的效果。在實驗結束后，以小組為單位，組織學生針對各組所用膜材料的結構、性能、處理效果進行分析、討論，促進教學內容吸收理解的同時又可以鍛煉學生討論和表達能力。

固廢治理的現狀和前景范文第5篇

摘要：

粘膠纖維生產過程中產生含油溶解性半纖維素的濃堿液，應用耐堿納濾膜過濾技術，實現NaOH與半纖維素分離，可達到回收堿液的目的．本項目工藝選用型號Suntar－357卷式復合耐堿膜，其正常運行通量為23L／（m2·h），經過長期運行膜污染后，通量下降＞60％．將膜芯剖開，通過酸堿溶解實驗、丁達爾實驗分析污染物為膠體類物質．選用LC－01、LC－90、LC－42清洗劑進行清洗，其中LC－42清洗劑效果最佳，其膜通量恢復率分別為52．2％、60．9％、73％及90．4％．經過逐步清洗，膜過濾通量恢復率為90％．

關鍵詞：

納濾膜；堿回收；膜污染；膜清洗

粘膠纖維是我國化纖行業中的重要品種，其生產過程包括：粘膠制備、紡絲、后處理和后加工4個階段［1－2］．在粘膠纖維的生產中，普遍使用NaOH對棉漿泊或者木漿泊浸泡，然后進行壓榨．漿泊成份較為復雜，有效成份是纖維素，含量一般大于85％（質量分數）以上．纖維素分子通式是（C6H10O5）n，其中n＞150的稱為α－纖維素，在室溫下不溶于17．5％（質量分數）的氫氧化鈉；15＜n＜150的稱為β－纖維素，室溫下能溶于17．5％的氫氧化鈉；n＜15的稱為γ－纖維素，室溫下能溶于17．5％的氫氧化鈉，β－纖維素和γ－纖維素統稱為半纖維素．漿泊用200～210g／L氫氧化鈉浸漬，主要目的是纖維素與氫氧化鈉反應，生產堿纖維素，但隨之也產生了大量的濃堿液．其廢液的主要成分是水、NaOH和半纖維素，其中NaOH的含量可高達200g／L，當半纖維素濃度升高到一定程度時不能再應用于生產．企業一般采用堿液部分排放的方式調整半纖維素的含量，這樣增加了后續的污水處理成本，造成極大的資源浪費［3］．濃堿液中含有溶解的半纖維素，通過工藝改進，采用納濾膜過濾技術［4－6］，則可使NaOH與半纖維素分離，實現回收堿液的目的.

1材料與方法

1．1堿回收工藝流程

此項目的堿液回收的設備是用于處理棉漿泊浸漬、壓榨后產生的廢堿液的回收利用．料液廢堿濃度為160～170g／L，半纖維素20～30g／L．納濾膜過濾的效率相當于傳統透析工藝的10倍以上，而傳統透析工藝是以半滲透膜的兩側濃度差作為推動力來完成的，傳質速率十分低下．納濾膜濾出液的堿液濃度與浸漬堿濃度相當，可直接回用．經過膜過濾回收的堿液一次回收率最高達85％以上，可直接進入浸漬工序，視不同生產工藝需要可加最少量水進行二次堿回收，二次回收的堿液濃度不低于100g／L．

1．2膜芯納濾膜截留

相對分子質量（MWCO）為150～1000，其特殊的孔徑和膜材料表面處理（復合化、荷電化）使納濾膜具有特殊的分離性能，可用于溶液中大分子物質的濃縮和純化［7］．本項目選用型號Suntar357卷式復合耐堿膜，截留相對分子質量為300；操作運行壓力為1．5～3．0MPa；最大允許操作壓力為3．5MPa；允許連續運行pH值為0～14；NaOH耐受濃度為2％～20％（質量分數）．

1．3測試方法

1．3．1丁達爾效應

當一束光線透過膠體時，從入射光的垂直方向可以觀察到膠體里出現的一條光亮的“通路”，這種現象叫丁達爾現象．在光的傳播過程中，光線照射到粒子時，如果粒子大于入射光波長很多倍，則發生光的反射；如果粒子小于入射光波長，則發生光的散射，這時觀察到的是光波環繞微粒而向其四周放射的光，稱為散射光或乳光．丁達爾效應就是光的散射現象或稱乳光現象．由于溶膠粒子大小一般不超過100nm，小于可見光波長（400～700nm），因此，當可見光透過溶膠時會產生明顯的散射作用．而對于真溶液，雖然分子或離子更小，但因散射光的強度隨散射粒子體積的減小而明顯減弱，因此，真溶液對光的散射作用很微弱．此外，散射光的強度還隨分散體系中粒子濃度增大而增強．因此，可以采用丁達爾現象來區分膠體和溶液．

1．3．2膜清洗效果

表征膜清洗后膜通量的恢復程度可用膜通量恢復率（waterfluxrecovery，WFR）來表征（1）式中，J0為污染前膜的純水通量；Jfw為污染后膜的純水通量；Jw為清洗后膜的純水通量．

2結果與討論

2．1膜污染現象

將污染膜芯剖開，從膜面觀察到，膜孔及膜面上與膜具有結合作用力的可能污染（如結垢、色素類）已清洗干凈，膜活性層質地比較白．膜面上、網格上有不少掛在上面的成團黑色物質，形成堵塞性污染，通過沖洗無法沖出來，污染物與膜沒有結合力，容易剝離，成團附在膜面和網格上（見圖2）．將膜芯剖開，可見成團黑色物質，卷式膜的網格部分發生扭曲變形，流體方向已經發生改變．將成團黑色物質取下，采用20％的NaOH溶液進行溶解實驗（85℃），固形污染物在該溶液中不溶解；采用5％（體積分數）硫酸溶液進行溶解實驗，固形污染物在該溶液中不溶解．因此，排除污染物為短纖成分．通過丁達爾效應實驗，溶液產生了丁達爾現象，可以判斷該污染物為膠體類物質．污染物可能來源為料液自析或前端工藝帶進的其它雜質．

2．2清洗劑選擇

選用的專用清洗劑有LC－01、LC－90、LC－42，均為三達膜科技（廈門）有限公司產品，性質如表1所示．LC－01膜清洗劑是弱堿性清洗劑，對于染料化工領域的膜污染清洗具有較強的針對性，主要成份為陰、非離子表面活性劑、高效絡合劑、堿性助洗劑、抗氧化劑，具有優良的去污能力、抗硬水能力和緩蝕作用，有一定的抗氧化作用，適用于所有材質膜的清洗．LC－90膜清洗劑是廣譜通用強堿型清洗劑，具有較高的應用pH，主要成份為表面活性劑、強堿、高效絡合劑、堿洗助劑，有效去除蛋白、油污、膠狀污染物和其它有機物殘余物，去除鈣、鐵、鎂等離子形成的無機污染．LC－42膜清洗劑是廣譜通用強堿型清洗劑，具有較高的應用pH。主要成份為表面活性劑、強堿、高效絡合劑、堿洗助劑，有效去除蛋白、油污、膠狀污染物和其它有機物殘余物，去除鈣、鐵、鎂等離子形成的無機污染．

2．3清洗過程及效果

采用LC－42、LC－01、LC－90依次進行清洗，其清洗過程見表2．膜芯清洗前水通量為8L／（m2·h），從清洗流程及通量恢復情況分析，污染為長時間積累性污染，清洗恢復需要多次、反復、長時間逐步的清洗，采用浸泡方式能最大程度提高清洗效果．其中，LC－42清洗劑效果最佳，LC－01、LC－90清洗效果不明顯．LC－42清洗后，其膜過濾通量恢復率分別為52．2％、60．9％、73％、90．4％．LC－01、LC－90清洗后，膜通量恢復率均無提高．本項目正常運行膜通量為23L／（m2·h），長期運行膜污染后，通量下降至8L／（m2·h），下降＞60％，通過一系列的清洗恢復，膜過濾通量恢復效果對比如圖3所示，通量恢復率為90．4％．

3結論

針對粘膠纖維生產過程中產生的溶解性半纖維素的濃堿液，采用納濾膜過濾技術，實現NaOH與半纖維素分離，達到回收堿液的目的，降低了環境風險．項目中堿回收工藝選用型號Suntar357卷式復合耐堿膜，其正常運行通量為23L／（m2·h）．經過長期運行膜污染后，通量下降＞60％．將膜芯剖開，通過酸堿溶解實驗、丁達爾實驗分析污染物為膠體類物質．選用LC－01、LC－90、LC－42清洗劑，逐步清洗，膜過濾通量恢復率達到90％．其中，LC－42清洗劑效果最佳，LC－01、LC－90清洗效果不明顯．LC－42清洗后，其膜過濾通量恢復率分別為52．2％、60．9％、73％及90．4％．

參考文獻：

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