近年来,随着半导体和集成电路的迅速发展,人们常提到超纯水水质如何适应微电子工业要求的问题。在各国现有的标准中,大多是由一些半导体厂家和水处理公司提供的,最近几年也有学会颁布的,尽管标准中所列的指标大同小异,但仍有差别,有的甚至会达到一个数量级,特别是由水处理公司提供的数据往往是从商业需要出发,可谓品类繁多。为了避免使用上的盲目性,建立符合我国国情的超纯水标准,乃是当务之急。
1936年,Langelier提出了著名的饱和指数原理,并综合了水中的碳酸平衡和碳酸钙的溶解平衡,推导出以他自己的名字命名的指数-Langelier指数(亦称Langelier饱和指数),用以判别水质的稳定状况,即结垢或腐蚀倾向。在Langelier所做工作的基础上,Ryznar又进行了一系列的实验室试验和现场校正试验,于1944年提出了Ryznar指数(亦称Ryznar稳定指数),用比较定量的数值表示水质稳定性。
人们通常用阻垢率去讨论阻垢剂的效率:阻垢率=(加入阻垢剂后水中钙离子的稳定浓度/水中钙离子的初始浓度)%阻垢率虽然可以告诉人们,当水中加入某个剂量(浓度)的阻垢剂后可以使百分之多少的钙离子保持在水中而不析出,但它只能反映某一具体阻垢剂浓度下的阻垢效果,不能反映单位浓度阻垢剂的阻垢效果,故不便于比较和使用,也不便于从经济效益上探讨阻垢剂性能的优劣。
在冷却水技术开发的初期,广泛采用铬酸盐和磷酸盐处理方案。冷却水在酸性pH值范围内运行,氯气杀生费用低、药效高而被普遍采用。但是,到了七十年代,各国相继制订排放水法规,严格限制铬等重金属排放,冷却水处理剂逐渐向使用非毒性物质转变。这时,控制无机垢的重大突破是开发了有机磷化合物,从而开拓了现代碱性水处理技术的道路。
我国现有大型氮肥厂15家,每年约生产合成氨370万吨,尿素600万吨,同时排放大量废水,每年约损失尿素4万余吨。此外,排出的废水严重污染环境,致使有的厂家每年赔款或罚款数十万元。因此,避免污染、保护环境、降低能耗业已提到氮肥厂的议事日程上来了。各大氮肥厂的主要废水源大同小异,现以大庆化肥厂为例。氮肥厂的废水源很多,表1第2至第9项废水处理较容易。本文将重点介绍尿素和合成氨工艺冷凝液的最新处理技术。
本文探讨了用金属盐凝聚剂处理含磷废水的机理,并对其作用过程进行了综合描述。实际应用结果表明,该方法兼有较好的处理效果和较高的经济效益,不仅可以大量去除水中含磷化合物、降低悬浮性固体(SS)含量和生化需氧量(BOD),而且能同时使金属离子含量大大减少,显然是一种值得推广应用的有效方法。
目前我国纺织工业正在由着重抓数量和发展速度,转变到着重抓质量和花色品种上来,这一转变首当其冲的是纺织工业的染整行业;伴随而来的废水污染问题,将会由于废水组分不断增长的变化速度而加剧。在这新的形势下,研究其变化和趋向,提出相应的对策,无疑是我们共同关心的问题。本文仅从以下几个方面谈点粗浅的看法,谬误处欢迎指正。
在冷却水化学处理工艺中需采用加入成膜缓蚀剂来防止腐蚀,为使设备表面迅速生成防腐膜,一般是在正常运转前加大药剂用量进行基础处理,称为预膜。为了使膜能牢固地附着在金属表面,就要先清除设备表面脏物。因此,冷却水化学处理工艺过程分清洗、预膜、正常运转三个阶段。清洗的作用是使设备表面清洁,以保证预膜质量,同时有利于提高换热效率。预膜的主要作用是迅速在金属表面形成防腐蚀膜,保护设备免受腐蚀。正常运转主要是维护防腐蚀膜的完整,同时要防止结垢与积污。系统清洗、预膜是冷却水化学处理中十分重要的环节。
循环冷却水的碱性处理,是指将循环水的pH控制在碱性范围,充分利用溶解在水中的Ca2+,Mg2+,CO32-,HCO3-,SiO32-与OH-等缓蚀离子,在金属表面形成保护性薄层,让少量缓蚀剂控制腐蚀,同时使用阻垢剂控制结垢的一种处理方法。
水中碳酸钙垢的生成,主要是由于水的蒸发浓缩使水中含盐量逐渐升高,当它处于过饱和状态时,就可能发生晶体析出。循环冷却水通过换热器使水温上升,回到冷却塔中喷淋进行热交换,部份水份蒸发而使水温下降,由于曝气使水中的一部份碳酸氢根离子变成碳酸根离予,同时pH值上升,这样造成碳酸钙在水中的量逐渐增多,超过它的溶解度,但仍然看不到碳酸钙结晶,它是以过饱和的状态存在于水中。
硅酸盐用作管道及金属设备的缓蚀剂,已有60多年的历史。但应用在循环冷却水系统还不够广泛。近几年,为了解决用铬系和磷系药剂带来的环境污染和生物危害问题,在循环水处理中采用硅酸盐为缓蚀剂又引起了人们的注意。近来,国内有些石油化工厂,如大庆石油化工总厂、常州石油化工厂、四川大化肥厂等,已经分别进行了试验和使用硅酸盐-有机磷复合配方,进行处理冷却水,后者已应用成功。
重型机械行业含油污水的净化是废水处理的一个重要领域,也是工业废水处理中的一个十分重要和紧迫的课题,已经越来越引起人们的注意。1984年,清华大学核能技术研究所用膜分相法治理北京重型机器厂6000吨水压机的冷却水(不含乳化油)。经过工艺研究,在搅拌强度为~200转/分、膜通量为0.5吨/M~2·时、pH为3-4的条件下,只要一级膜分相除油就能使6000吨水压机所排放的含油废水达到排放标准(小于10ppm)。
随着炼油、石油化工、合成纤维以及城市煤气化等化学工业的发展,含酚废水所造成的污染问题也愈来愈突出。据资料报导,某些废水的酚浓度每升高达几万毫克。这些含酚废水必须经过严格处理,使酚含量达到规定排放标准,为开发成本低、效率高、工业上易于实现的方法,本文筛选出两个体系:(1)磷酸三丁酯(TBP)加异辛醇的煤油体系;(2)TBP加三辛基氧膦(TOPO)的煤油体系。
在涤纶纤维的生产过程中,为保证纤维的可纺性,需要对半成品及成品中加入一定数量的有机油剂,其主要成份是以阴离子和非离子表面活性剂为主。使用后有10~15%的油剂随废水排放,其中有机物浓度较高,COD在3000mg/L左右,水量虽小,但不符合排放要求。故需进一步处理。
氧气顶吹转炉除尘污水是冶金企业中水量大、水质污染严重的污水之一。目前转炉除尘污水的水质净化技术已较为完善,而净化后循环污水的水质稳定技术还不成熟。我国大多数转炉除尘供水(除宝钢外)都属单独系统,在使用初期,除主供水都曾按设计循环使用。由于水质稳定问题没有解决,很快造成设备、管道系统严重结垢,不得不将循环水改成部分外排或全部排放,严重地污染了环境。
大化肥装置的脱盐水处理。经过了几年来的运行,许多厂把引进树脂已经调换或正在准备调换成国产树脂。但是调换后,有的厂效果并不好。树脂工业在我国还较落后,品种不多,不能满足各种水处理工艺的要求。但近年来,我国已制造系列树脂,特别是对D354系列树脂应用的技术鉴定表明,它是一种性能良好的树脂,从而为脱盐水处理开辟了新的途径。标志着我国水处理和树脂制造工业的发展达到了一个新的水平。
1984年曾对考克兰锅炉进行合成有机防垢剂水处理试验,其药剂是采用锦州塑料厂研制的,并已在机车锅炉试用过的药剂,效果很好,我们在低压锅炉内进行了三个月试验,其结果是3毫米厚的老垢大部分脱落,老垢及水渣沉积于U形圈底部。在两个手孔里放的两块150×100试片上挂有的白色水渣,也基本上被水冲掉,表面附有白色的痕迹。附着在炉胆受热面上水渣没有成垢被水冲掉,达到了预想目的。一、试验情况所用水源水质有关指标:总硬度6.8毫克当量/升;暂时硬度5.64毫克当量/升;永
工业冷却水化学处理是一种应用技术。十年来,在大型化肥、炼油、化工以及引进的钢铁等工厂都相继应用,并取得一定成果。为了预测或确认处理效果,一般采用热交换器动态模拟试验、监测挂片、监测热交换器及动态污垢监测仪等,用以测定腐蚀速度、污垢热阻或者附着速度,并对沉积物进行化学组成分析,以便研究沉积物产生的原因,判断水处理效果。本文介绍宝钢采用的沉积物分析方法并对该法进行探讨。
利用电化学方法产生氢氧化物作为凝聚剂净化水的一种工艺。直流电通过待处理水,并且应用金属可溶性电极作为阳极,在电流的作用下,金属离子进入水中,在水中金属离子受到水解形成氢氧化物,氢氧化物絮凝将污染粒子,其中也包括胶体粒子吸附。如用铝作阳极,当电极与直流电源接通后,阳极金属溶解成为金属离子进入水中Al-3e→Al3+水被电解H2O→H++OH-带正电荷的氢离子在阴极上取得电子成为氢气。