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文檔簡介

1、2009-10-22 工業(yè)廢水污染防治 工業(yè)廢水污染防治的主要原則及策略 工業(yè)廢水污染物 同濟大學環(huán)境科學與工程學院 二OO三年十月 Part1 工業(yè)廢水污染防治的主要原 則及策略 Part2 工業(yè)廢水的主要污染物與 排放標準 Part1 工業(yè)廢水污染防治的主要原則及策略 工業(yè)廢水對水環(huán)境的污染: 生產資料 資源 工業(yè)生產 產 生活資料 影響生活質量 廢棄物(廢水, 廢氣,噪聲) 污染環(huán)境 影響可持續(xù)發(fā)展 造福 類 造福人類 Part1 工業(yè)廢水污染防治的主要原則及策略 工業(yè)廢水對水環(huán)境的污染: 水質惡化 改變水體功能(如灌溉、水產養(yǎng)殖) 變 灌 養(yǎng) 污染飲用水源 危及人體健康 Part1 工

2、業(yè)廢水污染防治的主要原則及策略 工業(yè)廢水的分類: 污染物性質 有機廢水 無機廢水 重金屬廢水 放射性廢水 熱污染廢水 污染物種類 含酚廢水 含丙烯晴廢水 酸性廢水 堿性廢水 含鉻廢水 Part1 工業(yè)廢水污染防治的主要原則及策略 工業(yè)廢水的分類: 產生廢水工業(yè)部門 產生廢水的行業(yè) 制漿造紙工業(yè)廢水 印染工業(yè)廢水 焦化工業(yè)廢水 啤酒工業(yè)廢水 制革工業(yè)廢水 冶金工業(yè)廢水 化學工業(yè)廢水 紡織工業(yè)廢水 煤炭工業(yè)廢水 石油工業(yè)廢水 1 2009-10-22 Part1 工業(yè)廢水污染防治的主要原則及策略 工業(yè)廢水的分類: 廢水來源與受污染程度 Part1 工業(yè)廢水污染防治的主要原則及策略 工業(yè)廢水的特點:

3、 1. 種類繁多,治理技術遠比城市污水復雜 2. 組分復雜難用單一處理技術解決費用高 3. 污染物濃度高處理工藝復雜 4. 可能排放有害有毒污染物影響處理技術選擇 5. 廢水排放量大 6. 水質水量變化幅度大,使處理工藝復雜化 生活污水 冷卻水 洗滌廢水 工藝廢水 地表徑流(初期雨水) Part1 概 述 Part1 工業(yè)廢水污染防治的主要原則及策略 工業(yè)廢水污染防治的主要原則 預防為主,防治結合 預防為主 防治結合 三大政策 誰污染,誰治理 強化環(huán)境管理,政策和法規(guī) 工業(yè)廢水的危害: Part1 工業(yè)廢水污染防治的主要原則及策略 工業(yè)廢水污染防治的主要策略 1. 積極推廣與實施清潔生產,實行

4、污染預防、工 業(yè)污染生產全過程控制,促進工業(yè)持續(xù)發(fā)展; 2. 提倡工業(yè)廢水與城市污水的合并處理 3. 調整鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的布局與產品結構,綜合防治鄉(xiāng) 鎮(zhèn)企業(yè)水污染 Part2 工業(yè)廢水的主要污染物 與排放標準 2 2009-10-22 Part3 工業(yè)廢水的主要污染物與排放標準 工業(yè)廢水的主要污染物 重金屬 易降解 Part3 工業(yè)廢水的主要污染物與排放標準 重金屬 通過什么途徑進入人體,是否有累積性, 以及危害(部位不同); 有機污染物 難降解 可降解 無機污染物 N,P 氟化物 氰化物 有機氯化合物、芳香胺類化合物、有機 難降解有機物 重金屬化合物等。毒性強,化學性能穩(wěn) 定,通過食物鏈富集,三致

5、作用; 植物營養(yǎng)素 富營養(yǎng)化; 有機 病原體 熱污染 油類 放射性 懸浮物 無機 Part3 工業(yè)廢水的主要污染物與排放標準 耗氧有機物 碳水化合物、蛋白質、油脂、氨基酸、 酯類、脂肪酸等; a. b. c. d. a. b. c. d. 吸附有毒物質(重金屬,有機物) 產生淤積 傷害魚鰓 影響光合作用生態(tài) 水中DO減少 水生生物代謝速率增大 增加了某些污染物的毒性 使水生生物群體發(fā)生變異 Part3 工業(yè)廢水的主要污染物與排放標準 石油類 a. 形成油膜,阻止復氧自凈能力受影響 b. 魚類,鳥類死亡 c. 食用價值通過食物鏈危害人體 酸、堿和氰化物、氟化物等; 無機懸浮物 機懸浮物 無機有害

6、物 熱污染 病原體 腸道傳染病,病毒,寄生蟲。 Part3 工業(yè)廢水的主要污染物與排放標準 Part3 工業(yè)廢水的主要污染物與排放標準 工業(yè)廢水的排放標準 中華人民共和國環(huán)境保護法(1989) 中華人民共和國水污染防治法(1996) 中華人民共和國海洋環(huán)境保護法(1982) 質量標準 排放標準 國家標準 行業(yè)標準 地方標準 3 2009-10-22 Part3 工業(yè)廢水的主要污染物與排放標準 工業(yè)廢水的排放標準 質量標準 Part3 工業(yè)廢水的主要污染物與排放 工業(yè)廢水的主要污染物與排放標準 工業(yè)廢水的排放標準 排放標準 Part3 工業(yè)廢水的主要污染物與排放標準 工業(yè)廢水的排放標準 中華人民

7、共和國污水綜合排放標準 (GB8978-1996) 城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準 城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準 (GB 189182002 ) 上海市污水綜合排放標準 (DB 31/1991997) 第一類污染物 第二類污染物 Part3 工業(yè)廢水的主要污染物與排放標準 污染物排放總量控制 污染物排放申請登記 污染物排放許可證制度 工業(yè)廢水污染防治 廢水的凈化再生與利用 同濟大學環(huán)境科學與工程學院 2003.11 Part 1 廢水再用的意義 Part2 廢水再用的形式與再生技術 Part3 廢水再用的危害評價 Part4 費用效果分析 Part5 再生水回用的實例 4 2009-10-22

8、Part 1 廢水再用的意義 水資源 Part 1 廢水再用的意義 廣義水資源 狹義水資源 Part 1 廢水再用的意義 中國水資源 Part 1 廢水再用的意義 我國水資源開發(fā)利用的主要問題 我國水資源總量: 27000億m3,排世界第五, 人均僅2630 m3 (世界平均10240 m3 )。 水資源短缺評價: 可利用的水資源量 實際利用量 用水發(fā)展趨勢 社會經濟可持續(xù)發(fā)展 我國水資源特點: 我國水資源特點 總量多,人均占有量少 地區(qū)分布不均勻 季節(jié)分布不均勻 河流含沙量大 水污染日益嚴重 地下水開采過量 Part 1 廢水再用的意義 我國水資源開發(fā)利用的主要問題 水資源不豐富,可利用資源

9、量少 水資源量不豐富 污染嚴重,使可利用資源少 廢水再用的意義 Part 1 廢水再用的意義 用再生水作為第二水源,以緩解水資源 的緊張問題 實際利用不合理,水資源浪費嚴重 實際利用不合理 水資源浪費嚴重 開發(fā)利用差距大,地域性 地下水超采地面下沉,漏斗形 水利用率低,水資源浪費 廢水再用可減輕江河、湖泊污染,保護 水環(huán)境 污水處理率低地下水,地表水污染 用水趨勢 減少水處理費用 5 2009-10-22 廢水再用的主要形式 Part2 廢水再用的形式與再生技術 Part2 廢水再用的形式與再 生技術 直接再用 間接再用 再用水的水質問題 微量有機物 Part2 廢水再用的形式與再生技術 再生

10、水回用基本要求 Part2 廢水再用的形式與再生技術 難降解有機物常規(guī)生物處理難去除 處理費用高 “三致”,可通過食物鏈危及人類 對人體健康無不良影響; 對環(huán)境質量、自然生態(tài)無不良影響; 回用生產目的時,對產品質量無不良影響; 重金屬 總溶解固體 植物營養(yǎng)物 懸浮物 病 毒 水質應符合各類使用規(guī)定的指標。 Part2 廢水再用的形式與再生技術 再生水回用于各類場合的基本要求 農灌: 衛(wèi)生 感官 傳播病原體 土壤鹽 營養(yǎng) 再生水回用于各類場合的基本要求 漁業(yè): 娛樂漁場 商品生產漁場 Part2 廢水再用的形式與再生技術 氨氮、病原體、TDS、DO、pH 食用 食用重金屬 毒害有機物 重金屬、毒

11、害有機物 娛樂用水: 牧場灌溉: 結核病菌,蟲卵 接觸 不接觸 病原體,化學刺激物 6 2009-10-22 再生水回用于各類場合的基本要求 發(fā)電廠和工 業(yè)冷卻水: Part2 廢水再用的形式與再生技術 水中組分因循環(huán)而被濃縮 結垢、腐蝕、泡沫、滋生微生物 P、有機物、油脂、硬度、硅、N、 病原體、TDS 懸浮物 滋生微生物(粘泥) 再生水回用于各類場合的基本要求 城市中的再用: 有限制的再用消毒 Part2 廢水再用的形式與再生技術 無限制的再用符合飲用水標準 地下水回灌: 結垢指數、混濁度、總細菌數、 氧濃度、硫化氫、懸浮物等 廢水再用的衛(wèi)生標準和推薦再生技術 Part2 廢水再用的形式與

12、再生技術 廢水再用的衛(wèi)生標準和推薦再生技術 廢水再生技術、處理水平依據再用目的確 定,作為飲用水要求最高; 衛(wèi)生標準病原體、殘存化學品; 衛(wèi)生標準 病原體 殘存化學品 除回灌不直接食用農作物,均要二級處理 及進一步處理; Part2 廢水再用的形式與再生技術 表37 表38 除回灌不直接食用農作物,均需消毒。 廢水再用技術的選擇 Part2 廢水再用的形式與再生技術 Part3 廢水再用的危害評價 7 2009-10-22 廢水再生回用可行性評價 廢水再生 可行性 Part3 廢水再用的危害評價 廢水再用于工業(yè)的危害評價 Part3 廢水再用的危害評價 是否使產品質量下降工藝水: 微生物污染滋

13、生粘物 產品產生污漬水中的濁度,色度,鐵,錳 化學污染反應 再生水硬度較高 化學污染反應再生水硬度較高 產品色澤,光澤水中懸浮固體、濁度、色度 是否引起設備損壞: 腐蝕、侵蝕氯對熱交換器影響 含碳酸鈉冷卻塔填料溶脫木質素 再生技術的合理性和經濟性 術 濟 人體 危害評價 產品質量,產量 費用效果分析 廢水再用于工業(yè)的危害評價 Part3 廢水再用的危害評價 是否引起效率降低,產量降低: 產生結節(jié)或形成泥漿; 起泡(Na,K); 滋生微生物(C,N,P); 積垢(Ca,Mg)。 Part3 廢水再用的危害評價 再生水的衛(wèi)生危害評價 再生水的 衛(wèi)生危害評價 危害鑒定 危害判斷 社會評價 Part3

14、 廢水再用的危害評價 再生水的衛(wèi)生危害評價 危害鑒定 確定損害和傷害的潛在可能 定性的評價 病原體,化學物質 病害統計研究、流行病學研究、 動物研究等 描述有害物質 性 質 鑒定急性和慢 性的有害影響 鑒定潛在的效 益 ( 危 害 ) 再生水的衛(wèi)生危害評價 危害判斷(評價) Part3 廢水再用的危害評價 定量評價損害或傷害的潛在可能 產生不利影響 時某物質劑量 吸收的介 質 總 量 危害物濃度、 危害源距離 持續(xù)接 觸時間 可能接 觸人數 8 2009-10-22 再生水的衛(wèi)生危害評價 社會評價 Part3 廢水再用的危害評價 判斷危害是否可以被人們接受 Part4 費用效果分析 成本/效益

15、分析 危害/效益分析 Part4 費用效果分析 費用效果分析 (Cost-Effectiveness Analysis) 費用貨幣度量 費用 貨幣度量 效益無形的用物理化學指標等評估 費用效益分析 (Cost-Benefit Analysis) 費用和效益均用貨幣度量 經濟性項目 Part5 再生水回用的實例 Part5 再生水回用的實例 Part 6 集成電路廠廢水回用案例 集成電路廠廢水回用: 美國的廢水再用 光刻 光敏電阻器 西南非洲的廢水再用 印度棉紡工業(yè)的廢水再用 我國的廢水再用 切片 刻蝕 顯影 金屬化、摻入 封裝 剝脫 氧化 集成電路芯片的制作過程 9 2009-10-22 Pa

16、rt 6 集成電路廠廢水回用案例 集成電路廠廢水回用: 為了確保芯片的質量,制作過程中需要使用大量高純度 的水對芯片表面進行沖洗, 以去除制作過程中殘留刻蝕 液,切削或研末產生的顆粒物 液 切削或研末產生的顆粒物 由于高純水的制備成本高,芯片廠高純水的消耗量大, 提高水的利用率和廢水回用率成為降低成本的關鍵所在 Part 6 集成電路廠廢水回用案例 (2) 集成電路廠廢水回用: 典型上海自來水 電導率 TOC SiO2 濁度 Na+ ClSO42480-985S/cm 3.4 mg/L 7 mg/L 0.6-1.1NTU 511 mg/L 21196mg/L 4789 mg/L ASTM 一級

17、高純水標準 電阻率 TOC SiO2 顆粒 Na+ ClSO4218.2M.cm pp 25 ppb 5 ppb 1個/ml 0.5 ppb 1 ppb 1 mg/L Part 6 集成電路廠廢水回用案例 (2) 集成電路廠廢水回用: 高純水的制備過程 Part 6 集成電路廠廢水回用案例 (4)高純水的制備過程(2) 超純水的制水成本:上海約為6.5元/m3, 北京近10元/m3. Part 6 集成電路廠廢水回用案例 (2) 集成電路廠廢水回用: 集成電路芯片制作中排放的廢物 (以上海華虹NEC為例) 清洗 酸廢氣,堿廢氣,有機廢氣,氨廢水,酸堿廢水 氧化 酸廢氣 涂膠 酸廢氣, 有機廢氣

18、 酸廢氣 光刻 酸廢氣 顯影 堿廢氣和THAM廢水 刻蝕 含氟廢水,硫酸廢液,氨廢水,磷酸廢水,酸堿廢水 擴散 離子注入 化學機械拋光 金屬化 背面減薄 酸廢氣 酸廢氣 酸、堿廢氣,含氟廢水,酸堿廢水,背磨,化學拋光廢水 酸廢氣 背磨,化學拋光廢水 Part 6 集成電路廠廢水回用案例 (2) 集成電路廠廢水回用: 集成電路廠廢水的分類 含氟廢水 酸堿廢水 工藝廢水 有機廢水 過氧化氫廢水 研磨廢水 集成電路生產 廢氣洗滌廢水 超純水制備廢水 冷卻水 生活污水 其中70%的水電阻 率在3M.cm 以 上,具有顯著的 回用價值 回用的技術途徑? 經濟可行性? 10 2009-10-22 Part

19、 6 集成電路廠廢水回用案例 (2) 集成電路廠廢水回用: 廢水回收利用的技術經濟考慮 高濃度 廢水種類 主要污染物 不宜回收 HF、KH4F、HNO3、 酸堿和含氟廢水 H2SO4,H3PO4, NH4OH, CH3COOH 有機廢水 顯影液 研磨類廢水 丙酮,甲醇,甲 苯,三氯乙烯等 TMAH,光刻膠 硅粒子 電導率 >150 uS/cm 可回收 電導率 <150 uS/cm 最宜回收 低濃度 極低濃度 Part 6 集成電路廠廢水回用案例 (2) 集成電路廠廢水回用: 高濃度廢水 廢水處理站 市政管網 自來水 電導率 <150 uS/cm 超純水 系統 生產工藝 低濃度

20、廢水 廢水回用站 回用 TOC>5 mg/L TOC<5 mg/L TOC<1 mg/L TOC> 500 mg/L TOC< 500 mg/L 濁度>1000NTU 濁度 <1000NTU 部分回收系統 Part 6 集成電路廠廢水回用案例 (2) 集成電路廠廢水回用: 研磨廢水的回用 電阻率 18.2M.cm 25 ppb 5 ppb 1個/ml 0.5 ppb 1 ppb 1 mg/L Part 6 集成電路廠廢水回用案例 (2) 集成電路廠廢水回用: 研磨廢水的回用 超濾出水可回用 超純水系統 進水 回流泵 研磨廢水水質特點 懸浮物: 5500

21、 ppm 懸浮物 pH: 56 水溫: 2030oC TOC < 2 ppm 活性硅 < 3 ppm TOC SiO2 顆粒 Na+ ClSO42- 進水池 進水泵 超濾出水池 超濾 反洗泵 壓濾機 污泥池 Part 6 集成電路廠廢水回用案例 (2) 集成電路廠廢水回用: Part 6 集成電路廠廢水回用案例 (2) 集成電路廠廢水回用: 研磨廢水的回用 10m3/hr 超濾系統 膜成本 能耗 廢水回收率 系統總投資 年運行成本 S$60,700 25.15 kW 95% S$198,000 S$101,842 S$1.41/m3 廢水 投資回收年限 1.34 years 新加坡水價: S$ 2.5/m3 新加坡某電子芯片廠研磨廢水回用系統 (Chemitreat Pte Ltd提供) 11 2009-10-22 Part 7 小結 工業(yè)廢水污染防治 (1) 廢水水質的調查; (2) 用水水質標準 查 用水水質標準調查; (3) 廢水處理工藝路線的確定; (4) 回用工藝的技術經濟分析。 工業(yè)廢水與城市污水 合 并 處 理

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