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固廢治理的現(xiàn)狀和前景范文第1篇

關(guān)鍵要:鉆井；清潔生產(chǎn)；環(huán)保；廢水；資源化

一、鉆井在線清潔生產(chǎn)發(fā)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(chǎn)作業(yè)區(qū)域的廢水引流溝和人工轉(zhuǎn)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(qū)地層的異常復(fù)雜性，暴雨等自然災(zāi)害時有發(fā)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(shù)增加，廢水產(chǎn)生量大，廢水外泄和溢漏引發(fā)環(huán)境突發(fā)事件的風(fēng)險大，未過多考慮固廢的“減量化與資源化”。今天的清潔生產(chǎn)，實際是過去的完井固化發(fā)展演變和業(yè)務(wù)升級轉(zhuǎn)型而來，川渝地區(qū)率先從事在線清潔生產(chǎn)服務(wù)的單位是華氣能源工程技術(shù)服務(wù)公司（桑園1井、合川75井組），場內(nèi)清潔生產(chǎn)是從殼牌反承包項目開始。隨著2015年1月1日新《國家環(huán)境保護法》的實施，對鉆井清潔生產(chǎn)的發(fā)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(chǎn)，如今是全面推行清潔生產(chǎn)”。為此，工程技術(shù)服務(wù)企業(yè)和建設(shè)單位引起了高度重視，環(huán)保治理資金單列預(yù)算，清潔生產(chǎn)治理項目紛紛上馬。川渝地區(qū)占據(jù)清潔生產(chǎn)服務(wù)主力市場的是蜀渝建安工程公司旗下的多元經(jīng)濟經(jīng)營單位，還有成都大有石油鉆采工程公司、重慶越創(chuàng)公司、鉆井液公司和安檢院的環(huán)境監(jiān)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(chǎn)，安檢院具備試驗微生物處理技術(shù)的能力，鉆井液公司從事的是油基巖屑的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)場固化填埋處置，還有部分有實力的地方環(huán)保科技企業(yè)，也逐步進入油氣田鉆井清潔生產(chǎn)和環(huán)保治理技術(shù)服務(wù)競爭之列。對于健康中國與生態(tài)文明建設(shè)的迫切需求，清潔生產(chǎn)發(fā)展有較大市場經(jīng)濟前景和社會效益。

二、清潔生產(chǎn)發(fā)展的趨勢與現(xiàn)狀

（一）走向清潔生產(chǎn)發(fā)展之路的必然性

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，社會的進步，對環(huán)境保護的要求也越來越高，特別是新的《國家環(huán)境保護法》的頒布實施，對環(huán)境污染事故的處罰也更加嚴(yán)厲，這也是近年來環(huán)境保護領(lǐng)域最為嚴(yán)實的一道防火墻，首次將生態(tài)保護紅線寫入法律。環(huán)境保護工作是關(guān)系到生態(tài)、社會和經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的大事，環(huán)境保護法除了是歷史最嚴(yán)，更是與法律法規(guī)相提并論，各行各業(yè)都深感畏懼與責(zé)任重大。中國石油集團股份公司相繼下發(fā)了《鉆井廢棄物管理規(guī)定（暫行）》，要求嚴(yán)禁向重點生態(tài)功能區(qū)、生態(tài)環(huán)境敏感區(qū)和脆弱區(qū)等國家和地方政府禁止的區(qū)域傾倒、堆放、掩埋鉆井廢棄物。依據(jù)國家環(huán)境劃分相關(guān)要求，結(jié)合當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境特點對鉆井作業(yè)區(qū)域劃分環(huán)境敏感區(qū)和環(huán)境非敏感區(qū)，并根據(jù)不同自然環(huán)境特點和環(huán)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(huán)境敏感地區(qū)，鉆井廢棄物處理應(yīng)采用不落地或集中處理技術(shù)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(chǎn)勢在必行。

（二）當(dāng)前清潔生產(chǎn)治理技術(shù)研究與發(fā)展現(xiàn)狀

1、水基巖屑處理技術(shù)目前川渝地區(qū)的水基巖屑等固廢治理，基本運用的是物理化學(xué)法收集和固化填埋，也在探索微生物自然降解技術(shù)。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(zhuǎn)運至巖屑攪拌罐，加入相關(guān)藥劑配方，攪拌均勻后轉(zhuǎn)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(guān)處理劑配方攪拌均勻，裝車轉(zhuǎn)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(shù)和資源化利用技術(shù)，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(shù)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(biāo)準(zhǔn)要求低于1%，必須通過生物處理或熱解析（熱脫浮）技術(shù)處理后，含油量才能達到低于1%。當(dāng)前國際上采用的技術(shù)主要有：美國采用食油菌群培養(yǎng)生物技術(shù)處理含油巖屑，但還不能廣泛推廣；熱解析技術(shù)尚不成熟，成本高，也不具備條件；高溫焚燒技術(shù)，含油量能達到要求，但易造成煙塵二次污染，且設(shè)備性能不成熟，成本較高。川渝地區(qū)含油巖屑主要集中在頁巖氣區(qū)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(xué)結(jié)構(gòu)基本一致，結(jié)合當(dāng)前技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，分析探索實施了甩干分離、熱解析技術(shù)、研磨資源化利用等綜合措施，終端產(chǎn)品作為水泥添加劑輔料，實現(xiàn)了節(jié)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(shù)試點，最終成為一種燃料替代燃煤實現(xiàn)變廢為寶。

三、清潔生產(chǎn)應(yīng)用取得的主要階段性成效

針對鉆井作業(yè)過程中產(chǎn)生的廢棄物數(shù)量大、成分復(fù)雜、有機物含量高、難以降解等特點，通過對清潔生產(chǎn)工藝技術(shù)與設(shè)備配套的研究，從源頭控制、生產(chǎn)過程控制、廢棄物處理等環(huán)節(jié)入手，完善清潔生產(chǎn)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(chǎn)鉆前功能配套方案優(yōu)化和工藝技術(shù)配方研究等措施，降低勞動強度和安全環(huán)保風(fēng)險，實現(xiàn)節(jié)能減排和綠色鉆井目標(biāo)。通過近幾年的探索實踐，川渝地區(qū)先后完成了100余口井的鉆井在線清潔生產(chǎn)治理工作，清潔生產(chǎn)工作得到了穩(wěn)步發(fā)展，并取得了階段性效果。

（一）形成了一套清潔生產(chǎn)獨立工程項目管理體系

開工驗收技術(shù)交底二過程管理竣工驗收三鉆前驗收開工準(zhǔn)備一為了更好的落實國家環(huán)境保護環(huán)保法要求，先后與建設(shè)單位和環(huán)保研究單位進行多次技術(shù)交流，立足清潔生產(chǎn)設(shè)計和四川油氣田《鉆井固體廢棄物無害化治理技術(shù)規(guī)范》/0267-2015和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，制定清潔生產(chǎn)管理制度、工藝流程、作業(yè)指南，探索鉆井隊一體化管理模式，從清潔生產(chǎn)鉆前配套功能驗收、準(zhǔn)備、開工驗收與技術(shù)交底、實驗配方與取樣檢測、過程管理與監(jiān)督、成本寫實、竣工驗收等入手，并規(guī)范相關(guān)資料建檔，基本形成了一套獨立工程項目管理體系。實現(xiàn)生產(chǎn)組織程序模塊化（參見左圖），促進了物料平衡管理和經(jīng)營成本的精細(xì)化管理，為工程質(zhì)量和責(zé)任的追溯與跟蹤提供原始依據(jù)，降低環(huán)保糾紛和法律風(fēng)險，推動清潔生產(chǎn)工程項目管理轉(zhuǎn)型升級十分關(guān)鍵。

（二）廢水等污物產(chǎn)生量得到明顯控制

通過鉆井清潔生產(chǎn)配套技術(shù)的集成應(yīng)用，推動一體化、全過程管控模式，實現(xiàn)了鉆井“固體廢物減量、廢水零排放”的目標(biāo)。從2016年在線清潔生產(chǎn)完成的雙探3井、磨溪119井和邛崍2等井來看，實現(xiàn)鉆井廢水零轉(zhuǎn)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(qū)某鉆探公司2016年鉆井廢水產(chǎn)生和轉(zhuǎn)運量同比2015年下降了近50%（表1），同類型井鉆井固廢實現(xiàn)減量10-20%，同比過去的完井固化模式，廢水產(chǎn)生量得到明顯控制，大大節(jié)約了廢水和巖屑污泥治理成本。

（三）資源化利用技術(shù)探索應(yīng)用取得成效

立足節(jié)能減排、資源化利用和無害化要求，川渝地區(qū)實現(xiàn)生活廢水撬裝智能處理達標(biāo)排放，水基鉆井巖屑等固廢治理向土壤化轉(zhuǎn)變，開展的微生物菌種培養(yǎng)、馴化與現(xiàn)場試點等工作取得階段性研究與應(yīng)用成果。水基巖屑固廢轉(zhuǎn)化為免燒陶粒、磚或者條石砌塊，強度等相關(guān)指標(biāo)達到行業(yè)要求和國家標(biāo)準(zhǔn)，目前已正式投入在磨高地區(qū)和川西北部地區(qū)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(shù)在頁巖氣項目得到應(yīng)用，終端產(chǎn)物成為生產(chǎn)水泥添加劑或者燃料漿，用于基礎(chǔ)建設(shè)和燃料，實現(xiàn)變廢為寶。得到行業(yè)和地方相關(guān)部門的高度評價，也引起了民間和社會輿論的關(guān)注和贊許。2016年6月24日，新華社四川分社、人民網(wǎng)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(fā)展”現(xiàn)場采訪。

（四）取得了良好的邊際貢文和社會效益

為了適應(yīng)鉆井清潔生產(chǎn)工藝要求，企業(yè)投入了專項配套經(jīng)費，自制研發(fā)不落地裝置、巖屑收集罐、巖屑管輸裝置、負(fù)壓吸排清掏罐裝置和生活廢水處理裝置等，還聯(lián)合建設(shè)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(guān)設(shè)備的研發(fā)制造能力已初具規(guī)模化和專業(yè)化。根據(jù)川渝地區(qū)雨水多的特點，改變傳統(tǒng)井場修建模式，采用了一體化設(shè)計的雨污分流與分區(qū)防滲系統(tǒng)，取消井場排污溝、廢水池和巖屑池。單井建設(shè)單位投資節(jié)約池類修建費用100余萬元。清潔生產(chǎn)的實施，達到了減少環(huán)境污染，實現(xiàn)鉆井廢水零轉(zhuǎn)運；鉆井巖屑管輸裝置及配套設(shè)備的應(yīng)用，實現(xiàn)了鉆井廢棄物不落地、收集、轉(zhuǎn)運，降低了員工勞動強度和叉車轉(zhuǎn)移帶來的安全環(huán)保風(fēng)險，有效解決了川渝地區(qū)鉆井清潔生產(chǎn)場地受井位部署和地理位置影響的問題，實現(xiàn)了節(jié)能減排、綠色鉆井。

四、結(jié)論與建議

（一）優(yōu)化清潔生產(chǎn)設(shè)備配套與研究，整合現(xiàn)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(jié)能減排提升，有效推動清潔生產(chǎn)管理和業(yè)務(wù)統(tǒng)籌升級轉(zhuǎn)型。（二）強化環(huán)保治理和鉆井清潔生產(chǎn)的系統(tǒng)研究，將鉆井固廢“減量化、資源化和無害化”進一步深挖，實現(xiàn)終端產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為市場價值和社會效益，也是石油鉆探企業(yè)踐行國家生態(tài)文明建設(shè)和環(huán)境保護的發(fā)展理念和具體體現(xiàn)。（三）加快川渝地區(qū)高密度磺化體系鉆井液的固液分離破膠技術(shù)研究，解決閑置鉆井液和報廢鉆井液的轉(zhuǎn)運、儲存和高成本維護難題，有效降低環(huán)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(shù)研究[D].華東理工大學(xué)，2012年.

固廢治理的現(xiàn)狀和前景范文第2篇

    我國生態(tài)環(huán)境污染日趨嚴(yán)重,如 “三廢”污染、水體污染、土壤污染、廢棄塑料和農(nóng)用地膜污染、農(nóng)用化肥和農(nóng)藥污染等,造成水資源嚴(yán)重短缺,土地荒漠化日益加劇,森林覆蓋率劇減,草場嚴(yán)重退化。生態(tài)環(huán)境的惡化,時刻威脅著人們的生命財產(chǎn)安全,疾病發(fā)病率也迅速提高。因此,必須積極發(fā)展高新技術(shù),如現(xiàn)代環(huán)保生物技術(shù)等,采用防治結(jié)合的方式,解決當(dāng)前的環(huán)境危機,維護生態(tài)平衡,已迫在眉睫。

    2環(huán)境生物技術(shù)簡介

    生物技術(shù)是建立在生命科學(xué)的基礎(chǔ)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(chǎn)工藝或能夠高效凈化環(huán)境污染,同時又能生產(chǎn)有用物質(zhì)的工程技術(shù)。主要包括基因工程、細(xì)胞工程、酶工程、蛋白質(zhì)工程、染色體工程、生化工程等。生物技術(shù)在環(huán)保領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用,正衍生出一門新興的學(xué)科與技術(shù),即我們所說的“環(huán)境生物技術(shù)”,亦稱“環(huán)境生物工程”。其特點如下:

    2.1 實現(xiàn)對污染物的循環(huán)利用

    對垃圾廢棄物的降解生成的產(chǎn)物或副產(chǎn)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(xiàn)了對固廢的循環(huán)利用。

    2.2安全可靠、效果明顯

    利用發(fā)酵工程技術(shù)治理,產(chǎn)生的物質(zhì)基本屬于穩(wěn)定無害的物質(zhì),常見的包括CO2、水、氮氣、甲烷等。并且,多數(shù)都是一步到位,無二次污染。因此,該技術(shù)既安全、徹底又高效。

    2.3簡化流程,節(jié)約成本

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

    3.環(huán)境生物技術(shù)在三廢處理中的應(yīng)用

    3.1在廢水處理方面的應(yīng)用

    廢水中含有許多有毒有害物質(zhì),比如,酚類、氰化物、重金屬、有機磷、有機汞、有機酸、醛、醇、蛋白質(zhì)等。廢水生化處理經(jīng)近百年的發(fā)展,現(xiàn)已形成了許多新工藝、新技術(shù)。通過生物技術(shù)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(shù)與厭氧降解技術(shù)兩種。耗氧降解技術(shù)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(xì)胞技術(shù),它屬于酶工程技術(shù)。固定化酶又稱為水不溶性酶,是通過物理吸附法或化學(xué)鍵合法,導(dǎo)致水溶性酶和固態(tài)的不溶性載體結(jié)合起來,從而使酶不再溶于水。微生物細(xì)胞猶如一個天然的固定化酶反應(yīng)器。微生物細(xì)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(xì)胞進行治理。國內(nèi)外有很多這方面的成功案例。

    3.2在廢氣凈化方面的應(yīng)用

    廢氣是近年來重要的污染源之一。如何利用生物技術(shù)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(fù)法等。常用的生物反應(yīng)器有生物凈氣塔、滲濾器和生物濾池等。根據(jù)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(fù)技術(shù)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(shù)。現(xiàn)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(yè)惡臭氣體,效果明顯,且還不會出現(xiàn)二次異臭。德國與荷蘭利用生物膜過濾技術(shù)可除掉超過90%的硫化氫。我國相關(guān)學(xué)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(chǎn)生的低濃度的有機廢氣,經(jīng)試驗表明,該方法是可行的,若相關(guān)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(shù)法有著很多優(yōu)勢:節(jié)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(yīng)用

    工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、城市建設(shè)與日常生活都會產(chǎn)生很多固體廢棄物。傳統(tǒng)固體廢棄物的處理方式,不僅浪費資源能源,還會污染環(huán)境。利用生物技術(shù)處理城市生活垃圾和農(nóng)業(yè)廢棄物,不但可以把這些廢棄物變?yōu)閮?yōu)質(zhì)的有機肥料,實現(xiàn)廢物的資源化,更有利于生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán)。常見的處理方式包括衛(wèi)生填埋、堆肥和發(fā)酵制沼氣等。

    4.環(huán)境生物技術(shù)在環(huán)境污染修復(fù)中的應(yīng)用

    4.1污染土壤的生物修復(fù)

    隨著農(nóng)業(yè)的發(fā)展,各種化學(xué)殺蟲劑、農(nóng)藥被大量使用。而這些農(nóng)藥很多都會殘留在土壤中,。尤其是那些極難降解的農(nóng)藥給生態(tài)環(huán)境造成難以估量的損害。通過相關(guān)生物技術(shù)處理,可以把這些污染物質(zhì)進行有效分解,生成水與CO2。不僅不會造成對環(huán)境的破壞,還能防止出現(xiàn)二次污染。但是是分解周期較長,不符合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)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(yīng))導(dǎo)致重金屬的化學(xué)形態(tài)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(fù)污染土壤的過程中,還能提高土壤有機物的數(shù)量,調(diào)動相關(guān)微生物的活性,從而優(yōu)化土壤生態(tài)結(jié)構(gòu)。同時,還能強化對土壤的固定作用,避免土壤受到風(fēng)蝕、水蝕的破壞,預(yù)防水土流失。

    4.2.水體生物自然凈化技術(shù)

    環(huán)境生物技術(shù)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(shù)。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(yīng)構(gòu)建集組合曝氣、水生植物、水產(chǎn)養(yǎng)殖一體化復(fù)合生態(tài)系統(tǒng),進而提高生物塘的處理能力。后者是通過自然生態(tài)系統(tǒng)中的物理、化學(xué)、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(tǒng)出水水質(zhì)較好,可用于飲用水源的處理,并且所需成本也比常規(guī)處理方法要低。

    4.3白色污染的治理

    采用生物技術(shù)治理可從兩方面入手,一是篩選具有降解塑料與農(nóng)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(nèi),如根瘤菌。這樣,既能發(fā)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(yīng)重點對預(yù)防白色垃圾技術(shù)進行攻關(guān)與研發(fā)。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(jié)約成本、提高產(chǎn)量,人們正致力于通過DNA重組技術(shù),試圖改造某些微生物。比如,當(dāng)前一個重點研究課題就是通過微生物發(fā)酵生產(chǎn)聚-β羥基烷酸(PHAs),相關(guān)研究人員正試圖形成自溶性PHAs生產(chǎn)菌種。通過把PHAs重組菌發(fā)酵后,積累數(shù)量眾多的PHAs,再添加一些信號物質(zhì),從而生成裂解蛋白,然后細(xì)胞壁被破壞,PHAs析出。即簡化PHAs的提取流程,達到節(jié)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(xué)方法處理掉。上海交大生命科學(xué)技術(shù)學(xué)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(fā)現(xiàn)兩種菌的除油效果很好,除油率高達92.80% 和95.49%,相關(guān)特性還有待進一步研究。

    4.5化學(xué)農(nóng)藥污染的消除

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

    5.環(huán)境生物技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測方面的應(yīng)用

    應(yīng)用在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域的生物技術(shù)主要有以下幾種:①監(jiān)測水質(zhì),利用細(xì)菌的數(shù)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(zhì)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(fā)光細(xì)菌對環(huán)境中的毒物進行檢測,速度較快。④根據(jù)對水中藻類的生長情況測定,對水質(zhì)進行監(jiān)測或檢測某些物質(zhì)的毒性。近年來,國際上在這一領(lǐng)域的重點研究對象包括PCR技術(shù)(應(yīng)用聚合酶式反應(yīng)技術(shù))、核酸探針、生物傳感器等。PCR技術(shù)可用于當(dāng)前還無法培養(yǎng)的微生物檢測,一般適用于對土壤、水樣、沉積物等環(huán)境標(biāo)本的細(xì)胞檢測。

    隨著今后技術(shù)的不斷完善,對于水質(zhì)的檢測,核酸探針與PCR技術(shù)極有可能取代現(xiàn)在的常規(guī)微生物檢測方式。此外,生物酶法具有良好的發(fā)展?jié)摿?它適用于快速檢測與現(xiàn)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(zhuǎn)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(jié)果精確。

    5環(huán)境生物技術(shù)現(xiàn)狀及前景展望

    5.1現(xiàn)狀

    環(huán)境生物技術(shù)雖有諸多優(yōu)點,并能有效解決各種污染問題。但實際應(yīng)用中依然存在種種局限:

    ①反應(yīng)速度較慢,并且需要大型的反應(yīng)器,需占用過多的土地面積。

    ②對于原水水質(zhì)有著十分嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn),不然,不利于微生物的生長。

固廢治理的現(xiàn)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(guān)鍵詞:玉米酒精糟液;膜技術(shù);節(jié)能減排

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

中圖分類號:TS95 文獻標(biāo)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(chǎn)1噸酒精需3噸玉米,排出糟液約為12立方米。淀粉質(zhì)原料(玉米)酒精發(fā)酵產(chǎn)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(biāo)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(chǎn)品如丁醇,乙醇、丙酮等低沸點易揮發(fā)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(zhì)、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(shù)

玉米酒精糟中含有大量的蛋白質(zhì)、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(shù)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(chǎn)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(chǎn):玉米酒精糟固液分離、濾渣直接做飼料或生產(chǎn)DDG蛋白飼料、濾液厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣等四種。酒糟中存在的對酵母酒精發(fā)酵有抑制作用的物質(zhì),大部分被濕渣帶走,留下的只是極少部分,通過調(diào)整回流比完全有可能在回流系統(tǒng)中將其濃度控制在酵母能夠忍受的范圍之內(nèi)。所以現(xiàn)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(chǎn)系統(tǒng)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(dāng),酒精廢水回流技術(shù)的應(yīng)用不僅不會影響酵母的酒精發(fā)酵,反而有可能會提高酒精產(chǎn)量。

2.1 高效蒸發(fā)濃縮工藝蒸發(fā)濃縮法是通過多效蒸發(fā),將廢液中的水分除去、蒸發(fā)冷凝水清澈透明,即可回用于酒精生產(chǎn),又可達標(biāo)排放,蒸發(fā)剩余的干物質(zhì)制成固體蛋白質(zhì)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(jīng)固液分離回收為產(chǎn)品,而上清液則進入多效蒸發(fā),蒸發(fā)器按具體情況可選二至三級。用玉米酒精槽生產(chǎn)DDGS,雖從根本上解決了環(huán)境污染問題,但該技術(shù)一般為國外采用,一次性投資巨大,能耗較大,目前在國內(nèi)無法推廣應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)中的二級標(biāo)準(zhǔn)。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(fù)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(xiàn)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(fù)荷,高懸浮物,屬環(huán)保節(jié)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(chǎn)生沼氣,能減輕后續(xù)有機負(fù)荷處理,降低酒精生產(chǎn)成本,回收大量能源,節(jié)約資源。在厭氧處理工段,目前國內(nèi)常采用的厭氧反應(yīng)器類型大致有3種:ACP、UASB、AF。UASB反應(yīng)器抗懸浮物沖擊性能較差,AF容易發(fā)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(chǎn)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(guān)鍵因素。但以下幾個方面還需要深入研究:①IC(內(nèi)循環(huán))反應(yīng)器的最基本特征,與其它反應(yīng)器的主要區(qū)別;②IC內(nèi)部的流體力學(xué)規(guī)律;③循環(huán)(回流)的優(yōu)缺點,和循環(huán)量的估算;④IC設(shè)計的規(guī)范,制作的標(biāo)準(zhǔn)化;⑤采用低等污泥啟動IC。

2.4 膜技術(shù)處理酒精廢糟液膜技術(shù)作為一種新型的分離技術(shù),具有節(jié)能高效的特點,是一種純物理分離技術(shù),無相變。分子級分離,分離徹底,分離效率高,對分離物質(zhì)無破壞性,在廢水處理上,幾乎是全回收有用物質(zhì),因為節(jié)能節(jié)水,所以處理成本低,經(jīng)濟效益高,設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊,占地小,采用全封閉生產(chǎn),無二次污染。其在各行業(yè)中都有廣泛的應(yīng)用,尤其是在水處理和醫(yī)藥行業(yè)的應(yīng)用已經(jīng)非常成熟。它是目前大生產(chǎn)中解決清潔生產(chǎn),提高產(chǎn)品質(zhì)量,提高產(chǎn)品得率,降低生產(chǎn)成本的一種可靠的技術(shù)手段。采用膜分離處理酒糟濾液,可以替代蒸發(fā)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(guī)發(fā)酵酒糟濾液全回流、濃醪發(fā)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(xiàn)在不影響DDGS飼料報酬的前提下,節(jié)約用于全蒸發(fā)能量的50%,酒精生產(chǎn)總能耗降低8%;真正以最經(jīng)濟的方法實現(xiàn)酒精清潔生產(chǎn)。目前,采用膜分離技術(shù)處理酒糟國內(nèi)外還未見工業(yè)化報道,但其是未來酒糟處理的發(fā)展方向。其工藝路線圖如下。

膜技術(shù)經(jīng)過近20多年的飛速發(fā)展,膜種類和膜材質(zhì)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(xiàn)了納濾膜、膜蒸餾、膜萃取等新技術(shù),膜材質(zhì)也發(fā)展到有機膜、陶瓷膜、金屬膜等多種材質(zhì),膜元件的形式也由平板膜發(fā)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(xiàn),使得膜技術(shù)的應(yīng)用范圍不斷擴大,以前膜技術(shù)無法解決的問題現(xiàn)如今已經(jīng)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(shù)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(jīng)濟上也是可行的。

3目前國內(nèi)酒精糟液幾種處理技術(shù)的比較

3.1 經(jīng)濟效益比較傳統(tǒng)酒精糟水清液用蒸發(fā)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(fā)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(fā)器,但總能耗要比傳統(tǒng)的多效蒸發(fā)器低至少30%以上,傳統(tǒng)的蒸發(fā)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(fā)耗氣量占整個酒精生產(chǎn)耗氣量的30%,在此可節(jié)省能耗8%,同時由于80%的廢水回用,使生產(chǎn)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(jié)約生產(chǎn)成本20元/噸酒精。

總體計算,通過膜處理技術(shù)的使用,可降低酒精生產(chǎn)成本100元/噸酒精,能耗可降低8%。水耗量降低40%,環(huán)保費用降低40%。

3.2 社會效益分析膜分離技術(shù)取替了蒸發(fā)裝置,使得酒精生產(chǎn)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(shù)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(huán)境效益分析目前發(fā)酵酒精的廢水已經(jīng)是輕工行業(yè)的第二大污染源,廢水量太大,嚴(yán)重限制了酒精的生產(chǎn),而新興的膜處理糟液技術(shù)的使用,使得廢水質(zhì)量明顯好于傳統(tǒng)工藝,大幅提高了廢水的回用率,相應(yīng)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(huán)境效益也非常好。

4結(jié)論與展望

酒精工業(yè)的巨大的市場需求和廣泛的應(yīng)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(huán)保問題受到了國家的高度重視,對酒精工業(yè)現(xiàn)有企業(yè)要推行清潔生產(chǎn),提高資源利用率,篩選最佳技術(shù),獲取較大環(huán)境、經(jīng)濟統(tǒng)一效益。膜技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用對于降低酒精生產(chǎn)成本,經(jīng)濟效益,社會效益,環(huán)境效益良好有重要意義,膜處理酒精糟液技術(shù)對于未來的應(yīng)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(shù)的研究進展[A].2005年度山東建筑學(xué)會優(yōu)秀論文集[C],2005年.

固廢治理的現(xiàn)狀和前景范文第4篇

1.課程設(shè)置。在環(huán)境工程專業(yè)的教學(xué)計劃安排上，環(huán)境材料學(xué)為36學(xué)時，設(shè)置在第5學(xué)期或第7學(xué)期。其先修課程為無機化學(xué)、物理化學(xué)、有機化學(xué)、環(huán)境學(xué)原理、環(huán)境生態(tài)學(xué)、環(huán)境工程原理等課程。結(jié)合實際教學(xué)情況，環(huán)境工程專業(yè)培養(yǎng)側(cè)重水、大氣、固廢的污染控制和治理，這些專業(yè)基礎(chǔ)課程作為先修內(nèi)容被充分掌握，有利于本課程中重點和難點內(nèi)容的理解和學(xué)習(xí)掌握。

2.實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。“厚基礎(chǔ)、寬口徑、強能力、高素質(zhì)”是本科教育致力實現(xiàn)的培養(yǎng)目標(biāo)，對于工科專業(yè)而言，實踐教學(xué)環(huán)節(jié)是不可或缺的重要環(huán)節(jié)，這在環(huán)境材料學(xué)課程的教學(xué)中也應(yīng)有所體現(xiàn)。實踐教學(xué)通常包括專業(yè)實驗課、課程實習(xí)和課程設(shè)計等內(nèi)容。專業(yè)實驗課教學(xué)可鍛煉學(xué)生動手能力，培養(yǎng)其創(chuàng)新思維。課程設(shè)計把理論課程中學(xué)習(xí)到的理論知識、工程規(guī)范、計算方法等串聯(lián)起來。目前，受限于教學(xué)學(xué)時、師資力量等因素，環(huán)境材料學(xué)僅設(shè)置課堂理論教學(xué)，這不利于學(xué)生充分理解和掌握教學(xué)內(nèi)容。

3.教學(xué)內(nèi)容、模式單一。依據(jù)不同專業(yè)的學(xué)科特點和培養(yǎng)目標(biāo)，環(huán)境材料學(xué)的課程教學(xué)重點和內(nèi)容取舍也有所側(cè)重，筆者所在的環(huán)境工程專業(yè)具有較強的工程實踐性，要求學(xué)生更多地掌握環(huán)境治理材料、環(huán)境功能材料等內(nèi)容；同時要求學(xué)生具備將所學(xué)知識與環(huán)境工程現(xiàn)場實踐相結(jié)合的能力，目前的教學(xué)內(nèi)容相對單一，教學(xué)模式相對簡單，基本處于教師單向講解、學(xué)生被動接受的層次；如何在相對較少的學(xué)時條件下，改進教學(xué)模式、擴展教學(xué)內(nèi)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(shè)置。學(xué)生對與材料學(xué)相關(guān)的有機化學(xué)、高分子化學(xué)等基礎(chǔ)課掌握程度不深，在有限的課堂教學(xué)學(xué)時內(nèi)，學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)和體系沒有完全建立，這對環(huán)境材料的教學(xué)開展較為不利；針對目前狀況，筆者認(rèn)為應(yīng)加大前修課程，應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生高度重視，從而為本課程學(xué)習(xí)打下堅實基礎(chǔ)。例如，本課程的第八章為環(huán)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(nèi)容需要對大氣污染的產(chǎn)生機理、過程、治理方法等有深入學(xué)習(xí)和理解后才能更好地為學(xué)生所掌握。針對目前情況，筆者認(rèn)為應(yīng)加大前修基礎(chǔ)課程的學(xué)時，同時應(yīng)該把課程設(shè)置由第五學(xué)期向后延至第六或第七學(xué)期，這樣，在完成了相關(guān)專業(yè)課的學(xué)習(xí)后，學(xué)生在環(huán)境材料學(xué)的后續(xù)課程中才能更好地掌握相關(guān)內(nèi)容，遇到一些教學(xué)難點、重點才不會產(chǎn)生畏難情緒而影響學(xué)習(xí)。

2.完善實踐教學(xué)。本課程以理論教學(xué)為主，但是開展適當(dāng)?shù)膶嵺`教學(xué)對學(xué)生建立完整的知識架構(gòu)和體系也是有很大促進作用的。例如可以在環(huán)境治理材料一節(jié)中設(shè)置關(guān)于水污染治理材料的實驗，針對目前最有發(fā)展前景的膜處理技術(shù)，設(shè)置相關(guān)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(xué)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(chǔ)和核心就是制備成膜的基質(zhì)材料的不同。通過不同的實驗裝置及材料組合可以為學(xué)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(yōu)良的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性、可適用于各種復(fù)雜工作環(huán)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(zhì)，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(zhì)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(xué)生比較容易建立起直觀而深刻的認(rèn)識，達到舉一反三、觸類旁通的效果。在實驗結(jié)束后，以小組為單位，組織學(xué)生針對各組所用膜材料的結(jié)構(gòu)、性能、處理效果進行分析、討論，促進教學(xué)內(nèi)容吸收理解的同時又可以鍛煉學(xué)生討論和表達能力。

固廢治理的現(xiàn)狀和前景范文第5篇

摘要：

粘膠纖維生產(chǎn)過程中產(chǎn)生含油溶解性半纖維素的濃堿液，應(yīng)用耐堿納濾膜過濾技術(shù)，實現(xiàn)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(fù)合耐堿膜，其正常運行通量為23L／（m2·h），經(jīng)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(zhì)．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(fù)率分別為52．2％、60．9％、73％及90．4％．經(jīng)過逐步清洗，膜過濾通量恢復(fù)率為90％．

關(guān)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(yè)中的重要品種，其生產(chǎn)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(chǎn)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(fù)雜，有效成份是纖維素，含量一般大于85％（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）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(zhì)量分?jǐn)?shù)）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(tǒng)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(yīng)，生產(chǎn)堿纖維素，但隨之也產(chǎn)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(dāng)半纖維素濃度升高到一定程度時不能再應(yīng)用于生產(chǎn)．企業(yè)一般采用堿液部分排放的方式調(diào)整半纖維素的含量，這樣增加了后續(xù)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(shù)［4－6］，則可使NaOH與半纖維素分離，實現(xiàn)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(shè)備是用于處理棉漿泊浸漬、壓榨后產(chǎn)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(dāng)于傳統(tǒng)透析工藝的10倍以上，而傳統(tǒng)透析工藝是以半滲透膜的兩側(cè)濃度差作為推動力來完成的，傳質(zhì)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(dāng)，可直接回用．經(jīng)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(chǎn)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(zhì)量（MWCO）為150～1000，其特殊的孔徑和膜材料表面處理（復(fù)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(zhì)的濃縮和純化［7］．本項目選用型號Suntar357卷式復(fù)合耐堿膜，截留相對分子質(zhì)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(xù)運行pH值為0～14；NaOH耐受濃度為2％～20％（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）．

1．3測試方法

1．3．1丁達爾效應(yīng)

當(dāng)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(xiàn)的一條光亮的“通路”，這種現(xiàn)象叫丁達爾現(xiàn)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(fā)生光的反射；如果粒子小于入射光波長，則發(fā)生光的散射，這時觀察到的是光波環(huán)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(yīng)就是光的散射現(xiàn)象或稱乳光現(xiàn)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(dāng)可見光透過溶膠時會產(chǎn)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(xiàn)象來區(qū)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(fù)程度可用膜通量恢復(fù)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(jié)果與討論

2．1膜污染現(xiàn)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(jié)合作用力的可能污染（如結(jié)垢、色素類）已清洗干凈，膜活性層質(zhì)地比較白．膜面上、網(wǎng)格上有不少掛在上面的成團黑色物質(zhì)，形成堵塞性污染，通過沖洗無法沖出來，污染物與膜沒有結(jié)合力，容易剝離，成團附在膜面和網(wǎng)格上（見圖2）．將膜芯剖開，可見成團黑色物質(zhì)，卷式膜的網(wǎng)格部分發(fā)生扭曲變形，流體方向已經(jīng)發(fā)生改變．將成團黑色物質(zhì)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?jǐn)?shù)）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(yīng)實驗，溶液產(chǎn)生了丁達爾現(xiàn)象，可以判斷該污染物為膠體類物質(zhì)．污染物可能來源為料液自析或前端工藝帶進的其它雜質(zhì)．

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(chǎn)品，性質(zhì)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(lǐng)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(luò)合劑、堿性助洗劑、抗氧化劑，具有優(yōu)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(zhì)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(yīng)用pH，主要成份為表面活性劑、強堿、高效絡(luò)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(yīng)用pH。主要成份為表面活性劑、強堿、高效絡(luò)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(fù)情況分析，污染為長時間積累性污染，清洗恢復(fù)需要多次、反復(fù)、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(fù)率分別為52．2％、60．9％、73％、90．4％．LC－01、LC－90清洗后，膜通量恢復(fù)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(fù)，膜過濾通量恢復(fù)效果對比如圖3所示，通量恢復(fù)率為90．4％．

3結(jié)論

針對粘膠纖維生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的溶解性半纖維素的濃堿液，采用納濾膜過濾技術(shù)，實現(xiàn)NaOH與半纖維素分離，達到回收堿液的目的，降低了環(huán)境風(fēng)險．項目中堿回收工藝選用型號Suntar357卷式復(fù)合耐堿膜，其正常運行通量為23L／（m2·h）．經(jīng)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(zhì)．選用LC－01、LC－90、LC－42清洗劑，逐步清洗，膜過濾通量恢復(fù)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(fù)率分別為52．2％、60．9％、73％及90．4％．

參考文獻：

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［4］李巖．納濾膜技術(shù)在造紙黑液中廢堿液回用的研究［D］．長春：吉林大學(xué)，2011：25－26．

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