開題報告 燃煤煙氣脫硫廢水零排放工藝的探討資料

開題報告書論文名稱陰離子交換樹脂工業(yè)鹽的產(chǎn)生和特性研究一：課題研究的背景和意義。離子交換樹脂是一類比較重要的精細(xì)化工產(chǎn)物，其具有離子交換，催化等功能，被廣泛使用于化工石油企業(yè)，環(huán)保行業(yè)，制藥工業(yè)，輕工業(yè)等[2]，目前市場上的離子樹脂需求量很大，由于生產(chǎn)方法的限制，在其生產(chǎn)過程中往往會排出大量的廢水，這些樹脂生產(chǎn)廢水是一種污染負(fù)荷高，酸性強，成分較為復(fù)雜且比較難處理的化工高鹽廢水，廢液中的鹽成分含量也極為很高，這些廢水中除了含有有機(jī)污染物外，還含有大量的COD，懸浮物等，這些高鹽廢水若未經(jīng)處理直接排放，將會對生活飲用水和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水產(chǎn)生極大的危害。通過研究離子交換樹脂工業(yè)鹽的產(chǎn)生，對實現(xiàn)節(jié)能減排具有重要意義。二：國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析。離子交換樹脂是最早出現(xiàn)的功能高分子材料，自1935年酚醛系離子交換樹脂問世以來，已有半個多世紀(jì)的歷史，在此期間，離子交換樹脂及其應(yīng)用技術(shù)得到迅速發(fā)展，四五十年代，苯乙烯和丙烯酸系樹脂在市場上出現(xiàn)[19]，也正是這個時期，我國開始生產(chǎn)和應(yīng)用離子交換樹脂，經(jīng)過長期發(fā)展，制造和應(yīng)用技術(shù)方面已顯然成熟很多，伴隨著應(yīng)用范圍的不斷拓展和技術(shù)方面更高的要求，促使國內(nèi)外離子交換樹脂產(chǎn)量不斷提高，品種也趨于多樣化，其生產(chǎn)工藝也在逐漸進(jìn)步。目前離子交換樹脂的全球年消費量約為60萬噸，而且以3%—4%的速度增長[31]，但隨著離子樹脂行業(yè)的迅猛發(fā)展，在其生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的環(huán)境問題也日漸明顯，廢水污染是生產(chǎn)企業(yè)公司所面臨的重要環(huán)保問題之一，它的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，有大量的中間產(chǎn)物，未反應(yīng)原料和副反應(yīng)產(chǎn)物隨著中間品和成品的沖洗過程進(jìn)入到水中，況且樹脂生產(chǎn)廢水是一種難處理的化工廢水，采用常規(guī)的處理方法難以達(dá)到排放的要求。目前國內(nèi)的離子交換樹脂生產(chǎn)企業(yè)大都采用生物法對其處理，效果并不理想，因此通過對各生產(chǎn)環(huán)節(jié)污染源的調(diào)查與分析，結(jié)合清潔生產(chǎn)工藝，采取加強物化預(yù)處理延長生化處理的治理措施，即根據(jù)廢水中各污染物的不同特征，利用其自身各自的物理化學(xué)特性，在物化處理中有針對性地采取不同的處理手段，最大限度地將有毒有害和抑制生化處理的污染物和能回收利用的物質(zhì)區(qū)別開來進(jìn)行處理，保證最有效的處理結(jié)果。目前廢水中的雜鹽處理有如下幾種工藝：（1）生物處理：此類有活性污泥法,厭氧處理，好氧與厭氧結(jié)合等工藝。其實就是利用自然界的存在的微生物氧化，分解，吸附廢水中的無機(jī)鹽和有機(jī)物使廢水得到凈化，但廢水中的無機(jī)鹽會對一般微生物產(chǎn)生抑制作用，其中耐鹽和嗜鹽微生物在廢水處理中發(fā)揮積極的作用。活性污泥為主體的污水處理技術(shù)，與廢水充分接觸，在有氧的條件下對廢水中的有機(jī)物進(jìn)行代謝分解活動，鹽度對活性污泥的影響較大[17]。生化處理工藝中的微生物代謝速率快，繁殖快，適應(yīng)性強，比較經(jīng)濟(jì)，高效，但是由于耐鹽嗜鹽菌的一系列的馴化培養(yǎng)和對環(huán)境適應(yīng)性有一定限度，仍然有大量的濃鹽廢水面臨有效處理的地步。（2）膜分離工藝：利用天然或人工合成膜對混合物中各組分選擇透過性能的差異來分離，分級，提純，和富集的方法[26]，常用的有電滲析，反滲透，超濾等類型技術(shù)。超濾不能有效去除水中鹽分，對SS和COD去除較好，電滲析和反滲透是有效的脫鹽技術(shù)，但成本較高。廢水中如若有機(jī)物濃度較高，膜容易被污染，會導(dǎo)致操作過程中難以正常運轉(zhuǎn)。（3）加熱蒸發(fā)：用加熱的方法，使溶液中的部分溶劑氣化并得以去除，通過濃縮含鹽廢水中的鹽分和有機(jī)物來達(dá)到減少廢水體積的目的[25]。其實質(zhì)還是利用將溶液蒸發(fā)，而后對水蒸氣進(jìn)行冷卻來回收剩余廢水，通過不斷的發(fā)展和創(chuàng)新，衍生出多效蒸發(fā)，膜蒸餾，蒸汽壓縮冷凝等工藝。蒸發(fā)方法其結(jié)構(gòu)簡單、操作容易、所得淡水水質(zhì)好等。脫鹽技術(shù)已經(jīng)得到充分的發(fā)展與研究，日趨成熟。在實際選用中，究竟哪種方法最好，何種脫鹽技術(shù)處理成本最低，均不是絕對的，要根據(jù)脫鹽規(guī)模大小、選材、當(dāng)?shù)啬茉磧r格、水質(zhì)要求、地理氣候條件、技術(shù)與安全性、投資來源與管理體制等實際條件而定。三：研究內(nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問題。主要研究陰離子交換樹脂的生產(chǎn)工藝及廢水中的污染指標(biāo)和鹽組分，對各個環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的廢液有所熟知，對產(chǎn)污環(huán)節(jié)，找到主要污染因子的削減和治理措施，進(jìn)一步提出廢鹽的處理防治和減輕污染的對策和建議。廢鹽的處理技術(shù)主要有生化處理，膜分離法，離子交換法，電解，加熱蒸發(fā)等工藝，在本課題中準(zhǔn)備采用蒸發(fā)結(jié)晶法研究廢水特性，其中在樹脂生產(chǎn)環(huán)節(jié)，取一些廢水，測量其COD含量，氨氮量，PH值，電導(dǎo)率。采用蒸發(fā)濃縮方法去除水中的鹽分，首先調(diào)節(jié)廢水pH至堿性，再經(jīng)簡單過濾，將廢水濃縮到一定程度，使溶液中的大部分氯化鈉被結(jié)晶析出。在這個過程中，廢水隨著蒸發(fā)體積的變化情況，分別取幾組數(shù)據(jù)，測量相應(yīng)的COD含量，氨氮值，PH值，電導(dǎo)率，做出對應(yīng)的蒸發(fā)體積或時間變化曲線圖，分析廢水隨著蒸發(fā)廢鹽的結(jié)晶情況，最后對結(jié)晶鹽進(jìn)行烘干，分析，提純。關(guān)鍵問題是蒸發(fā)結(jié)晶出來的雜鹽，怎樣提純，再返回到工藝生產(chǎn)過程中，做到進(jìn)一步做到節(jié)能減排。四：采取的研究方法路線。樹脂生產(chǎn)廢水成分復(fù)雜多變，COD高，往往還含有多種雜質(zhì)及鹽類，根據(jù)廢水水質(zhì)特點，需采用物理，化學(xué)相結(jié)合的方法作為廢水預(yù)處理的基本思路，然后再采用蒸發(fā)結(jié)晶方式研究廢水中雜鹽的特性，這種方法在目前國內(nèi)是比較常用的技術(shù)，成本較低，節(jié)能，其蒸發(fā)效果也比較穩(wěn)定。采取的步驟如下：1）蒸發(fā)：將一定量廢水置于燒杯中，放在加熱裝置上蒸發(fā)，隨著溶液蒸發(fā)，體積不斷變少，由不飽和逐漸轉(zhuǎn)為飽和溶液，在這個過程中，隔一定時間測量幾組溶液電導(dǎo)率，進(jìn)而得知鹽量概況。2）鹽析：溶液在隨體積的減少，由飽和狀態(tài)轉(zhuǎn)為過飽和狀態(tài)，也會有結(jié)晶體不斷析出，主要為氯化鈉和其他一些無機(jī)鹽的析出，直至最后大部分晶體析出，停止加熱。3）提純：對結(jié)晶體烘干，使少量水分進(jìn)一步蒸發(fā)，得到比較干燥的固體，挪到坩堝上放入加熱裝置再高溫蒸發(fā)，使其中的雜質(zhì)鹽得到去除，得到比較純的氯化鈉。4）廢鹽組分研究：對處理后的氯化鈉鹽進(jìn)行純度分析，看是否達(dá)到回收利用的要求。生化處理裝置5）生化處理裝置回收液回收液提純鹽析蒸發(fā)廢水分析提純鹽析蒸發(fā)廢水五：預(yù)期的結(jié)果。（1）：通過這個實驗，可以完成自己論文所要研究的問題，對論文有一個很好的理論支持，作為一次實踐，對含鹽廢水的處理有一定的了解掌握，寫出自己的畢業(yè)學(xué)士論文，同時取得201陰離子交換樹脂母液的蒸發(fā)結(jié)晶析鹽的工藝流程，建造合適的廢水處理工程裝置。（2）：依據(jù)通過比較曲線圖，了解廢水在整個蒸發(fā)過程中的變化情況，分析得出廢水的體積變化相對應(yīng)的參數(shù)變化規(guī)律和雜鹽的濃縮結(jié)晶情況。（3）可以作為理論參考，對實際投入的生產(chǎn)工藝有一定的反饋情況，或者根據(jù)這些理論，，參考實際應(yīng)用，配套相應(yīng)措施，處理含鹽廢水，六:研究進(jìn)度安排。2016.03.01—2016.03.04選題指導(dǎo)2016.03.07—2016.03.25完成開題報告2016.03.28—2016.04.28查閱，收集資料，擬定提綱，完成初稿2016.05.01—2016.05.10論文定稿2016.05.10—2016.05.20準(zhǔn)備論文答辯參考文獻(xiàn)：[1]李柄緣,劉光全,王瑩,等.高鹽廢水的形成及其處理技術(shù)進(jìn)展[J].化工進(jìn)展,2014(2):493-497.[2]王成.離子交換樹脂的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].中南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院.2012.6.[3]江學(xué)，梅凱.高鹽廢水處理研究新發(fā)展[J].能源環(huán)境保護(hù).2014.8（28）:4.[4]Kincannon,D.F.Gaudy,A.F.Someeffectsofhighsaltconcentrationsonactivatedsludge[J].J.WaterPollute.ControlFed.1966,38(7),1148-1159[5]高廷耀，顧國維，周琪.水污染控制工程[M].北京:高等教育出版社,2007.[6]卞國建.苯乙烯型陰離子交換樹脂的研究進(jìn)展[J].化工時刊.2004.3（18）:3[7]鄭賢助，戴艷，謝敏高濃度含鹽化工廢水蒸發(fā)脫鹽回收處理的研究[J].污染防治技術(shù).2009.8（22）：4[8]KimDH.Areviewofdesaltingprocesstechniquesandeconomicanalysisoftherecoveryofsaltsfromretentates[J].Desalination,2011,270(s1–3):1-8.[9]馬承愚.高難度難降解有機(jī)廢水的治理與控制[M].[s.1]:[s.n.],2007[10]劉玉濤，張建民，周磊.某化工廠樹脂生產(chǎn)廢水處理工藝的研究[J].廣東化工.2013.20（40）:262[11]OlivierL,ReneM.Treatmentoforganicpollutioninindustrialsalinewaste-water:aliteraturereview.[J].WaterResearch,2006,40(20):3671-82.[12]LinSH,ShyuCT,SunMC.SalineWaste-waterTreatmentbyElectrochemicalMethod[J].WaterResearch,1998,32(4):1059-1066.[13]趙宏.離子交換樹脂生產(chǎn)廢水處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