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文檔簡介
工業(yè)污染核算
一、鍋爐與電力工業(yè)的污染核算我國能源利用現(xiàn)狀
2006年全國煤炭產(chǎn)量為23.8億t,煤炭消費(fèi)量23.7億t。電力、鋼鐵、建材和化工4大行業(yè)的耗煤總量占了全國煤炭消費(fèi)總量的85%左右。其中電力行業(yè)煤炭消費(fèi)量超過12億噸,占到煤炭消費(fèi)總量的50%以上。(二)煤2、煤的用途
動(dòng)力煤:動(dòng)力煤產(chǎn)量占煤炭總產(chǎn)量的80﹪以上,全世界近55%的煤炭用于發(fā)電。煉焦煤:主要用途是煉焦炭。我國煉焦煤資源相對較少,儲(chǔ)量僅占我國煤炭總儲(chǔ)量27.65﹪。燃料名稱折成標(biāo)煤變量燃料名稱折成標(biāo)煤變量普通煤0.714汽油1.471原油或重油1.4291000m3天然氣1.33渣油1.286焦炭0.971柴油1.4571萬kWh1.233、鍋爐的燃燒方式
按照煤炭的燃燒方式,燃燒設(shè)備大致可以分為三類:爐排爐(層燃式鍋爐)、煤粉爐、沸騰爐(懸燃式鍋爐)、拋煤機(jī)爐(半層半懸式鍋爐)。殘?zhí)悸施囷w灰率dfh﹪煙塵中可燃物比率Cfh﹪噸煤廢氣量m31%產(chǎn)塵量kg/t煤NOχ產(chǎn)生量kg/t煤層式燃燒82025125000.51.5~3懸式燃燒2803—585002.05~74、鍋爐廢氣污染物的計(jì)算(2)、煙塵排放量的計(jì)算實(shí)測法G=KQC林格曼黑度法林格曼黑度對照表
4、鍋爐廢氣污染物的計(jì)算(2)、煙塵排放量的計(jì)算煙氣檢測法G產(chǎn)=BAdfh/(1-cfh);G=G(1-η)(A-灰分;dfh——煙塵中飛灰占灰分總量的比率,﹪,與燃燒方式有關(guān);Cfh——煙塵中可燃物的比率,﹪,一般15%-45%。)
物料衡算法(根據(jù)燃煤量、含碳率、殘?zhí)悸?、灰分等指?biāo)以及鍋爐型式計(jì)算)
4、鍋爐廢氣污染物的計(jì)算(3)、SO2排放量的計(jì)算燃煤中的硫成分一般由有機(jī)硫、硫氧化物和硫酸鹽組成,分為可燃硫和不可燃硫,前兩者為可燃硫,燃燒后產(chǎn)生SO2,后一部分為不可燃硫。通??扇剂蛘济褐锌偭蚍值?0%~90%,一般取80%。
GSO2=2*80﹪SB(1-η)
4、鍋爐廢氣污染物的計(jì)算(4)、NOχ排放量的計(jì)算NOχ排放量的計(jì)算可采用系數(shù)法。NOχ排放量=1.63×耗煤量×(然料中的含氮量×氮的轉(zhuǎn)化率+0.000938)其中:然料中的含氮量(%),煤一般為1.3-1.5,重油為0.2.一般氮的轉(zhuǎn)化率層燃爐0.1-0.2;煤粉爐0.2-0.25;燃油鍋爐0.3-0.4
(四)電力工業(yè)的污染2、火電廠的相關(guān)指標(biāo)電廠的裝機(jī)容量
火力發(fā)電廠的發(fā)電能力(功率)的千瓦數(shù)稱發(fā)電廠的裝機(jī)容量。電廠的年平均利用時(shí)間火電廠平均滿負(fù)荷運(yùn)行的等效時(shí)間稱電廠的利用時(shí)間。若用火電廠的年發(fā)電量除以電廠的裝機(jī)容量,就可計(jì)算出電廠的年利用時(shí)間。近6年我國火電年平均利用小時(shí)在5450小時(shí)左右。(四)電力工業(yè)的污染2、火電廠的相關(guān)指標(biāo)電廠的發(fā)電量電廠統(tǒng)計(jì)電量有兩個(gè)數(shù)據(jù),發(fā)電機(jī)發(fā)出的電力是電廠發(fā)電量,電廠生產(chǎn)過程所必需的電量(主要用電設(shè)備如送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、給水泵、循環(huán)水泵等高能耗設(shè)備等消耗的電量)稱電廠自用電量。電廠供應(yīng)的電量是供電量,電廠供電量=發(fā)電量-發(fā)電廠自用電量。電廠進(jìn)行效益統(tǒng)計(jì)是通常填供電量,向電監(jiān)會(huì)上報(bào)的是發(fā)電量。一般老廠自用電占發(fā)電量的10﹪,其中送風(fēng)又占自用電的10﹪,引風(fēng)機(jī)占15﹪,給水泵占20﹪。而新建電廠自用電占發(fā)電量的6﹪左右。(四)電力工業(yè)的污染電廠的耗煤量電廠的煤炭消耗與機(jī)組水平和煤質(zhì)優(yōu)劣有關(guān)。
表不同參數(shù)機(jī)組熱效率及煤耗情況機(jī)組水平效率(﹪)機(jī)組容量等級(jí)(萬kW)g標(biāo)煤/kWhg原煤/kWh萬t/億kWh中壓機(jī)組3010以下4906866.86高壓機(jī)組3310385~410540~5745.4~5.7超高壓機(jī)組3512.5~13.5203653605115045.115.04亞臨界機(jī)組38303335603403353303254754704624554.754.704.624.55超臨界機(jī)組413050603203303004484624204.484.624.20超超臨界機(jī)組4860~1002703783.78(四)電力工業(yè)的污染3、電力工業(yè)的環(huán)境污染(1)、廢氣污染火電廠的廢氣污染主要來自于煤炭儲(chǔ)運(yùn)、磨制煤粉、鍋爐燃燒、氣力輸灰。一般的火電廠年耗煤量都會(huì)在100萬t以上,每噸煤產(chǎn)生的廢氣量都會(huì)在10000Nm3左右。燃煤電廠煙氣中污染物主要是SO2、煙塵和NOX,各種污染物的產(chǎn)生量與燃料的成分、燃燒方式及操作條件有關(guān)。目前,我國燃煤機(jī)組容量達(dá)3億kW,年約排放S02900萬t(約占全國S02總排放量的1/3)、NOx年排放600萬t。(四)電力工業(yè)的污染3、電力工業(yè)的環(huán)境污染(2)、廢水污染單位發(fā)電量耗水率(kg/kW·h)2000年2001年2002年2003年4.203.933.543.36發(fā)達(dá)國家發(fā)電水耗為2.52kg/kWh,南非發(fā)電水耗僅為1.25kg/kWh。(四)電力工業(yè)的污染3、電力工業(yè)的環(huán)境污染(2)、廢水污染沖灰水水力輸灰,灰水經(jīng)過濾回電廠循環(huán)使用。每噸灰渣要用18m3沖灰水,灰水中的主要污染物是SS、pH值、砷和金屬離子等,灰水含SS40g/L,pH值為8~11。火電廠沖灰水耗水量的計(jì)算:耗水量=0.34×18×1.05BA式中:B——耗煤量,t;
A——燃煤灰分,%。注:每沖一噸灰需水18m3,其中重復(fù)利用率66%,則新水為34%,灰渣量為1.05BA。
(四)電力工業(yè)的污染3、電力工業(yè)的環(huán)境污染(2)、廢水污染化學(xué)處理廢水鍋爐用水要進(jìn)行軟化處理,一般采用離子交換法。陰陽離子交換樹脂使用一定時(shí)間后要再生,要用一定濃度的酸堿液沖洗,形成化學(xué)處理廢水。來自化學(xué)水處理車間的沖洗廢水中pH值、部分重金屬離子會(huì)超標(biāo)。火電廠化學(xué)處理(軟化)廢水量的計(jì)算:廢水量=0.03W1×10%式中:W1——發(fā)電蒸汽量,t。(四)電力工業(yè)的污染3、電力工業(yè)的環(huán)境污染(2)、廢水污染發(fā)電廠的其他廢水發(fā)電廠的其他廢水還有煤場排水、鍋爐排水、鍋爐清洗水和冷卻水等,以外排冷卻水的水量最大。外排冷卻水屬于間接冷卻水,如能按規(guī)定分流排放則對外界環(huán)境的影響主要是熱污染。其余廢水均屬于不規(guī)則排放,鍋爐清洗一般在檢修鍋爐前進(jìn)行,廢水中的污染物除了含一定量的磷、SS、油外,還含清洗劑。(電力工業(yè)污染核算-學(xué)生flash)二、鋼鐵工業(yè)污染核算(六)焦化工業(yè)污染焦炭屬于二次能源,是重要的固體燃料,焦炭行業(yè)是鋼鐵工業(yè)重要的輔助性產(chǎn)業(yè)。1、焦化生產(chǎn)工藝焦化技術(shù)是以煤炭為原料,隔絕空氣經(jīng)高溫干餾獲得焦炭產(chǎn)品和荒煤氣,荒煤氣中含多環(huán)芳烴和雜環(huán)化合物、氨、硫化物、氰化物等,荒煤氣經(jīng)凈化、分離和精制可得多種化學(xué)產(chǎn)品。煉焦生產(chǎn)以經(jīng)過洗選,含水約10﹪的煉焦煤為原料,一般制取1噸焦炭需消耗焦煤1.45噸或洗精煤1.38噸。(六)焦化工業(yè)污染2、設(shè)備一般大中型焦化廠的煉焦生產(chǎn)設(shè)備都是焦?fàn)t,是用硅轉(zhuǎn)砌成的一系列窄長方形的炭化室。一座焦?fàn)t通常有25~70個(gè)炭化室組成。炭化室頂部有裝煤孔、煤氣導(dǎo)管,炭化室兩側(cè)有推焦?fàn)t門。
(六)焦化工業(yè)污染焦化生產(chǎn)過程,主要有煤的配備、煉焦、煤氣的凈化和回收。粉碎成細(xì)顆粒的煉焦煤由炭化室頂?shù)难b煤孔卸入,隔絕空氣,由炭化室兩側(cè)的燃燒室加熱到約1000℃,經(jīng)高溫干餾產(chǎn)生焦炭。干餾產(chǎn)生的焦?fàn)t氣通過炭化室頂部的煤氣導(dǎo)管排到化學(xué)產(chǎn)品回收車間經(jīng)冷卻凈化后回收氨、苯類、煤焦油等化學(xué)品。煤焦油精致可以得到萘、酚、瀝青等產(chǎn)品。粗苯經(jīng)過精制,可以得到苯、甲苯、二甲苯、溶劑油、古馬隆原料等產(chǎn)品。煉焦結(jié)束,將炭化室兩側(cè)爐門打開,推焦車將熾熱的焦炭推進(jìn)熄焦車,熄焦車通過熄焦塔淋水熄焦(或置入關(guān)閉的槽內(nèi)由循環(huán)惰性氣體冷卻成焦炭。),最后將焦炭放在涼焦臺(tái)。3、焦化生產(chǎn)廢氣焦?fàn)t在備煤車間的煤場貯煤、裝卸、破碎、運(yùn)輸、配料過程產(chǎn)生的無組織排放主要是粉塵,大約1千克/噸焦。在煉焦車間的裝煤、推焦、濕熄焦、放焦過程中產(chǎn)生大量煙粉塵,約6千克/噸焦(裝煤1千克/噸焦、推焦2.5千克/噸焦、熄焦1.5千克/噸焦、爐門爐頂泄漏1千克/噸焦),還有泄漏的CO、SO2、甲烷、焦油氣、苯并(a)芘等。苯并(a)芘排放量約6.5g/t焦,成為焦化生產(chǎn)過程的主要廢氣。煉焦過程的煙粉塵主要是無組織排放,而且是間斷排放,其中裝煤過程排放的污染物占料焦過程排放總量的50﹪,推焦占15﹪,熄焦占15﹪,煉焦設(shè)備泄漏占20﹪。3、焦化生產(chǎn)廢氣鋼鐵廠焦?fàn)t的加熱常采用高爐煤氣混焦?fàn)t煤氣加熱,非鋼鐵廠的大型焦?fàn)t采用焦?fàn)t煤氣加熱,中小鍋爐采用焦?fàn)t煤氣加熱。產(chǎn)生的廢氣量約1500立米,廢氣中有少量SO2、NOχ。在化學(xué)產(chǎn)品回收和精制車間設(shè)備和管道的泄漏,將生產(chǎn)過程中的許多化學(xué)品硫化氫、苯、酚、氰化物、碳?xì)浠衔?、氨、多環(huán)芳烴等排放到外界環(huán)境,都屬于有毒化學(xué)品。4、焦化生產(chǎn)廢水焦化廠的污水主要產(chǎn)生于煉焦、制氣、化學(xué)產(chǎn)品回收過程。廢水量大,水質(zhì)復(fù)雜。污水中有大量銨鹽、硫化物、氰化物,油類、氨氮還有酚、苯、多環(huán)芳烴和雜環(huán)烴等,不僅有毒有害、難以降解,而且還有致癌物質(zhì),對環(huán)境污染極其嚴(yán)重。
焦化生產(chǎn)廢水污染嚴(yán)重,治理難度大,應(yīng)實(shí)行循環(huán)經(jīng)濟(jì)。這是節(jié)能減排的的要求。5、焦化生產(chǎn)廢渣焦炭生產(chǎn)、煤氣凈化、化學(xué)產(chǎn)品精制過程中會(huì)產(chǎn)生固態(tài)、半固態(tài)及液態(tài)的固體廢物,如塵泥、焦油渣、酸焦油、洗油殘?jiān)?、黑萘、吹苯殘?jiān)皻堃?、生化處理污泥、酚和吡啶精制殘?jiān)⒚摿驓堅(jiān)?、焦油與焦油殘?jiān)取_@些廢渣除塵泥外,均為有毒、易燃的危險(xiǎn)廢物,應(yīng)嚴(yán)格管理,盡量回收利用。(鋼鐵工業(yè)污染核算-學(xué)生flash)三、有色金屬工業(yè)污染有色金屬是除鐵、錳、鉻以外的所有金屬的總稱。我國列入有色金屬范圍的有64種金屬,分為重有色金屬(銅、鉛、鋅、鎳、鈷、錫、銻、汞等)、輕有色金屬(鋁、鎂等)、貴重金屬(金、銀、鉑等)和稀有金屬(鍺、鈦、鎢、鉬、鋰、銣等)四大類。其中常用的有色金屬為:銅、鋁、鉛、鋅、鎳、鎂、鈦、汞、錫、銻。這10種有色金屬是國家衡量有色金屬產(chǎn)量及其他指標(biāo)考核的基礎(chǔ)。我國有色金屬礦產(chǎn)資源貧礦多、品位低、伴生元素成分復(fù)雜,許多礦床含硫分較高。因此我國有色金屬冶煉企業(yè)的產(chǎn)品種類多,工藝復(fù)雜,產(chǎn)生的污染物種類也較多。(一)銅冶煉工業(yè)污染核算1、原料熔煉銅主要原料有銅精礦、熔劑(石灰石、砂等)和燃料(焦炭、無煙煤、重油等)。銅冶煉廠使用的銅精礦主要以硫化銅礦(Cu2S)、黃銅礦(CuFe2S2)、硫砷銅礦(Cu3AsS4)為主,銅含量一般在20﹪~40﹪,硫含量一般為銅含量的1~3倍,銅精礦還含有氟、鉛、鋅、金、銀、砷等多種元素。2、銅精礦的采選工藝我國開采的銅礦石(硫化銅礦)含銅品位在1%左右,采取浮選、重選、離析、溶浸等選礦法用藥劑把銅和其他金屬富集加工成銅精礦。銅精礦的含銅一般為12%~30%。我國銅冶煉廠的銅精礦一般含銅18~24%,含鐵21~30%,含硫14~33%,含二氧化硅6~18%。銅精礦中還含有許多非常有價(jià)值的金屬,如鉛、鋅、鎳、鈷、金、銀、鉑、鈀等重金屬和貴金屬。在銅冶煉過程中也要把它們以不同的形式回收。鉛、鋅以氧化物形式回收,鎳、鈷以硫酸鹽形式回收,金、銀、鉑、鈀等貴金屬以純金屬形式回收。3、銅精礦的粗煉銅锍以硫化亞鐵、硫化亞銅聚合物(FeS-Cu2S)為主,并含有金、銀。銅锍組成含銅41~70%,含鐵8~29%,含硫21~24%,含鈀0.3~5%,含鋅0.3~2%(不同熔煉法含量不同)。煉銅生產(chǎn)過程產(chǎn)生的大量SO2,可以回收生產(chǎn)硫酸。3、銅精礦的粗煉目前我國熔煉粗銅的設(shè)備與方法有10種:閃速爐熔煉、諾蘭達(dá)爐熔煉、電爐熔煉、白銀爐熔煉、氧氣頂吹熔煉、反射爐熔煉、氧氣底吹熔煉、密閉鼓風(fēng)爐熔煉、奧斯麥/艾薩熔煉和離析法熔煉(處理難選氧化銅礦)。目前,密閉鼓風(fēng)爐、電爐和反射爐等幾種熔煉方法屬落后的高耗能工藝,其t粗銅的平均綜合能耗為1.28t標(biāo)煤,高出發(fā)達(dá)國家(0.4t左右)3倍。若將密閉鼓風(fēng)爐、反射爐改為較先進(jìn)的諾蘭達(dá)爐煉銅法,能耗可減少一半以上;實(shí)施并擴(kuò)大浸出-萃取-電積法處理低品位或難選的含銅物料濕法工藝,銅冶煉生產(chǎn)工藝能耗會(huì)大幅度降低。3、銅精礦的粗煉(2)冰銅吹煉(粗銅)造锍過程完成了銅與絕大部分鐵的分離。熔煉得到的冰銅(銅锍)再送入轉(zhuǎn)爐通過吹煉除去銅锍中的鐵(形成爐渣)、硫(形成SO2)及其他雜質(zhì)成為粗銅。一個(gè)吹煉周期分為兩個(gè)階段:第一階段,將FeS氧化成FeO,造渣除去,得到白冰銅(Cu2S)。冶煉溫度1150~1250℃。主要反應(yīng)是:2FeS+3O2─→2FeO+2SO22FeO+SiO2─→2FeO·SiO2第二階段,冶煉溫度1200~1280℃將白冰銅按以下反應(yīng)吹煉成粗銅:2Cu2S+3O2─→2Cu2O+2SO2Cu2S+2Cu2O─→6Cu+SO2
3、銅精礦的粗煉(2)冰銅吹煉(粗銅)吹煉一般在掛式倒吹(P-S)轉(zhuǎn)爐內(nèi)進(jìn)行。吹煉有兩個(gè)周期,鼓入空氣吹煉,發(fā)生反應(yīng),直到生成粗銅(含銅98.5%以上),吹煉結(jié)束。(銅的冶煉-視頻)4、粗銅的精煉轉(zhuǎn)爐產(chǎn)生的粗銅,含銅量一般為98.5~99.5%,余量為雜質(zhì)(如硫、氧、鐵、砷、銻、鋅、鉛、鎳、鈷、硒、鉍、碲、金、銀等)。雜質(zhì)影響銅的品質(zhì),有的雜質(zhì)(如金、銀、硒、鎳、鋅、銻等)又有較高經(jīng)濟(jì)價(jià)值,需要回收利用,所以粗銅還要通過精煉工藝進(jìn)行提純。工業(yè)上銅精煉方式有火法精煉和電解精煉兩類?;鸱ň珶捒梢缘玫?9-99.9%的純銅。電解精煉可以使銅的純度達(dá)到99.95-99.99%。所以粗銅一般先經(jīng)過火法精煉,除去部分雜質(zhì),再澆鑄成陽極,進(jìn)行電解精煉,產(chǎn)出含雜質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的精銅。4、粗銅的精煉(1)火法精煉:火法精煉是利用某些雜質(zhì)對氧的親和力大于銅,而其氧化物又不熔于銅液等性質(zhì),通過氧化造渣或揮發(fā)除去。其過程是將液態(tài)銅加入精煉爐升溫或固態(tài)銅料加入爐內(nèi)熔化,然后向銅液中鼓風(fēng)氧化,使雜質(zhì)揮發(fā)、造渣;扒出爐渣后,用插入青木或向銅液注入重油、石油氣或氨等方法還原其中的氧化銅。還原過程中用木炭或焦炭覆蓋銅液表面,以防再氧化。精煉后可鑄成電解精煉所用的銅陽極或銅錠。精煉爐渣含銅較高,可返回轉(zhuǎn)爐處理。精煉作業(yè)在反射爐或回轉(zhuǎn)精煉爐內(nèi)進(jìn)行。4、粗銅的精煉(2)電解精煉:雜質(zhì)比銅活潑的Zn、Fe等:陽極:Zn-2e=Zn2+Fe-2e=Fe2+Cu-2e=Cu2+活潑性在銅之后的銀、金等還原性比銅差的,不能失去電子,它們以單質(zhì)的形式留在溶液中,成為陽極泥。陰極:Cu2++2e=CuCuSO4溶液粗銅純銅5、濕法煉銅用溶劑浸出銅礦石或精礦,而后從浸出液中提取銅。濕法煉銅目前主要用于處理氧化銅礦。①硫酸化焙燒-浸出法是將精礦中的銅轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄粤蛩徙~溶出;②氨液浸出法是將銅轉(zhuǎn)變?yōu)殂~氨絡(luò)合物溶出,浸出液在高壓釜內(nèi)用氫還原,制成銅粉,或者用溶劑萃取-電積法制取電銅;③氯鹽浸出法是將銅轉(zhuǎn)變?yōu)殂~氯絡(luò)合物進(jìn)入溶液,然后進(jìn)行隔膜電解得電銅。6、銅冶煉環(huán)境污染廢氣來源于焙燒、燒結(jié)、熔煉和火法精煉過程,與消耗的能源數(shù)量有直接關(guān)系。目前我國銅冶煉綜合能耗平均水平1200kg標(biāo)煤/t銅。銅的火法冶煉產(chǎn)生大量廢氣,廢氣量近30000m3/t粗銅,產(chǎn)生的煙粉塵量為320kg/t粗銅(其中轉(zhuǎn)爐150kg、反射爐90kg、焙燒爐75kg、煉前處理5kg),產(chǎn)生的SO2為1600kg/t粗銅。如果有5﹪的沒有回收,將排放80kgSO2/t粗銅。粉塵中還含一定量的銅、鋅、鉛、鎘等重金屬和砷、氟等元素,含大量CO。如果使用閃速爐、轉(zhuǎn)爐煉銅煙粉塵產(chǎn)生量只有150kg/t粗銅。6、銅冶煉環(huán)境污染粗銅的廢水產(chǎn)生量約為20m3/t粗銅,廢水中含銅、鋅、鉛、鎘等重金屬和高濃度SS,廢水中銅和鋅的產(chǎn)生量各為1.5kg/t左右。銅渣的水淬用水量約7~8m3/t爐渣,排水量約5m3/t爐渣。濕法銅冶煉過程中廢水量約為30~80m3/t。
(四)電解鋁工業(yè)污染鋁的冶煉包括氧化鋁的提煉和電解法制取金屬鋁兩個(gè)生產(chǎn)階段。1、鋁礬土的開采制造1噸氧化鋁約需要2~3噸鋁土礦,并消耗8500-12000MJ熱能;而制造1噸金屬鋁也需要近兩噸氧化鋁。(四)電解鋁工業(yè)污染2、氧化鋁生產(chǎn)我國的氧化鋁生產(chǎn)是以鋁土礦為原料,經(jīng)破碎、選礦、加堿(NaOH)高壓溶出、提取沉渣分離出氫氧化鋁,氫氧化鋁再經(jīng)結(jié)晶、焙燒成氧化鋁產(chǎn)品。氧化鋁的生產(chǎn)分燒結(jié)法、混聯(lián)法和拜耳法。目前我國氧化鋁生產(chǎn)多采用混聯(lián)聯(lián)合法,它是以拜耳法處理大部分易溶的一水硬鋁石,將難溶或不溶部分轉(zhuǎn)入燒結(jié)法,且在燒結(jié)法中再配入部分鋁土礦以提高品位。高硅礦石燒結(jié)焦炭堿液沉降分離氫氧化鋁熟料溶出脫硅稀釋分離精液洗滌分離石灰石、焦炭煅燒蒸發(fā)赤泥高壓溶出鋁土礦分離洗滌循環(huán)母液氫氧化鋁沉降過濾煅燒氧化鋁混聯(lián)聯(lián)合法氧化鋁生產(chǎn)工藝
(四)電解鋁工業(yè)污染3、氧化鋁生產(chǎn)污染氧化鋁廠的有組織排放廢氣主要來自熟料窯、焙燒窯等設(shè)備,無組織排放廢氣主要來自破碎、篩分、運(yùn)輸、加料的生產(chǎn)過程。氧化鋁耗煤量較高,生產(chǎn)1t氧化鋁綜合能耗1.1t標(biāo)煤/t,堿耗67.3㎏/t。實(shí)際耗煤約1.5t原煤。燒結(jié)法生產(chǎn)1t氧化鋁平均廢氣產(chǎn)生量約為12000m3,(其中熟料窯10000m3、焙燒窯2000m3)粉塵產(chǎn)生量約為1600kg(熟料窯1300kg、焙燒窯300kg)左右,聯(lián)合法生產(chǎn)1t氧化鋁,廢氣產(chǎn)生量約為5000m3,粉塵產(chǎn)生量約為1200kg左右。燃煤產(chǎn)生的二氧化硫可以通過物料衡算進(jìn)行計(jì)算。
(四)電解鋁工業(yè)污染每生產(chǎn)1t鋁土礦需要用水7.8m3。氧化鋁生產(chǎn)的分離、洗滌、過濾等過程產(chǎn)生和排放大量廢水,生產(chǎn)1t氧化鋁廢水量燒結(jié)法為30m3/t、聯(lián)合法為20m3/t。廢水中的主要污染物有SS、氧化鋁、堿類物質(zhì),廢水中含堿燒結(jié)法為30kg、聯(lián)合法為14kg,含SS燒結(jié)法為22kg、聯(lián)合法為12kg。廢渣主要有在沉降分離中產(chǎn)生大量赤泥,赤泥產(chǎn)生量燒結(jié)法為1.8t/t、聯(lián)合法為1.1t/t。由于消耗大量燃煤,還會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)于燃煤耗量25﹪的灰渣。(四)電解鋁工業(yè)污染4、電解鋁生產(chǎn)電解鋁生產(chǎn)過程,一般以氧化鋁為原料加氟化鹽為熔劑,碳素材料為陰陽極,用電解法制取金屬鋁。反應(yīng)結(jié)果是陽極上生成CO2、CO、少量的HF,陰極上析出液態(tài)的鋁。電解鋁主要設(shè)備是電解槽。按電解槽所用陽極類型又分為自焙陽極電解槽和預(yù)焙陽極電解槽。(鋁-視頻)(四)電解鋁工業(yè)污染5、電解鋁生產(chǎn)污染電解鋁生產(chǎn)過程中,每生產(chǎn)1t鋁產(chǎn)生廢氣量約10~24萬m3/t鋁。廢氣中含氟化氫、載氟粉塵(四氟化硅、四氟化碳、氧化鋁、氟化鹽、碳粒等)、瀝青煙、SO2。廢氣中氟化物的濃度高,一般1t電解鋁產(chǎn)生的煙氣中含總氟16~24kg。除了被電解槽襯里吸收部分氟外,大約有17kg氟進(jìn)入凈化系統(tǒng)。電解槽的集氣率約為95~98﹪,還有部分隨無組織排放的塵從天窗排放(約2kg/t鋁)。載氟氧化鋁的回用可以回收電解氟化鹽消耗的50﹪。自焙槽因含水分和碳?xì)浠衔?,產(chǎn)生的廢氣量大,煙氣中氟的含量比預(yù)焙槽高。氟化氫占總氟化物總量的比例自焙槽占2/3,預(yù)焙槽只占1/3。(四)電解鋁工業(yè)污染5、電解鋁生產(chǎn)污染電解鋁生產(chǎn)本身廢水量和廢渣量都比較少,廢水主要是除塵水,污染物主要是SS和氟化物。但許多電解鋁生產(chǎn)還有炭素陽極的生產(chǎn),有氧化鋁的生產(chǎn),有氟化鹽的回收和生產(chǎn),這些生產(chǎn)過程廢水量較大,且污染物比較復(fù)雜;這些過程的廢渣量也比較多。四、水泥工業(yè)的污染核算
(水泥生產(chǎn)前半部分-視頻)(一)水泥生產(chǎn)工藝
1、水泥生產(chǎn)工藝過程
水泥生產(chǎn)是兩磨一燒,即將石灰石和粘土原料經(jīng)過采掘、粗碎、烘干,用生料磨磨細(xì)成為生料;生料在水泥窯中與煤粉混勻經(jīng)1450℃的高溫煅燒成為熟料;冷卻后的熟料再摻入石膏和配料,在熟料磨中磨成普通硅酸鹽水泥細(xì)粉。若在熟料中再摻入高爐渣、礦渣等混合材料,制得的是礦渣硅酸鹽水泥。(水泥生產(chǎn)的后半部分-視頻)(一)水泥生產(chǎn)工藝2、水泥生產(chǎn)原料生產(chǎn)1噸熟料約需生料1.52噸左右。其中1.25噸石灰石、0.25噸粘土、0.02噸鐵質(zhì)料,同時(shí)耗煤0.245噸(其中煅燒耗煤0.21噸,烘干耗煤0.035噸)。生產(chǎn)1噸水泥需0.72噸熟料,0.28噸混合材料(包括0.06噸石膏)。
(一)水泥生產(chǎn)工藝原料破碎工藝主要是將石灰石通過破碎機(jī)進(jìn)行一次和二次破碎,碎成20毫米的石塊,常用的破碎設(shè)備有錘式、顎式、反擊式、沖擊式、輥式、圓錐式破碎機(jī)等。(一)水泥生產(chǎn)工藝烘干工藝是將粘土、石灰石碎塊、煤、礦渣等通過烘干機(jī)進(jìn)行加熱干燥(干法生產(chǎn)都要烘干,濕法生產(chǎn)主要對煤進(jìn)行烘干),專門的烘干設(shè)備有回轉(zhuǎn)式烘干機(jī)、懸浮式烘干機(jī)、烘干塔等,水泥廠普遍使用的是回轉(zhuǎn)式烘干機(jī)?;剞D(zhuǎn)式烘干機(jī)內(nèi)溫度約700℃,排放廢氣量約1300立米/噸料。(一)水泥生產(chǎn)工藝生料粉磨工藝是分別通過生料磨和煤磨將混合料和煤磨成粒徑在幾十微米的粉料。常用的設(shè)備有雷蒙磨、高壓磨、高壓懸輥磨、球磨機(jī)、圓錐球磨機(jī)等。磨機(jī)通風(fēng)抽出的廢氣中粉塵顆粒級(jí)細(xì),廢氣中的粉塵濃度較高。(一)水泥生產(chǎn)工藝水泥生產(chǎn)的焙燒半干法生產(chǎn)是將干生料粉加10%~15%水制成料球入窯煅燒。主要設(shè)備是立窯和立波爾窯。立窯是水泥工業(yè)應(yīng)用最早的煅燒窯。它是先將生料與煤混合粉磨制成小于20毫米的料球,由立窯上部加入窯內(nèi)。含煤粉的料球在窯內(nèi)被預(yù)熱烘干,煤粉燃燒將生料分解燒成熟料。燒好的熟料由底部經(jīng)卸料篦子卸出。冷風(fēng)由窯下鼓入,在上升的過程中將熟料冷卻,本身也得到預(yù)熱,到高溫區(qū)供料球中的煤粉燃燒用,廢氣由窯頂排出。立窯生產(chǎn)規(guī)模小,設(shè)備簡單,投資相對較低,運(yùn)行熱耗與電耗都比較低。但立窯煅燒不均勻、產(chǎn)品質(zhì)量較低,窯的規(guī)?;a(chǎn)量較低,從目前的技術(shù)水平來看也難以實(shí)現(xiàn)高水平的現(xiàn)代化。(一)水泥生產(chǎn)工藝濕法工藝生產(chǎn)是將生料制成含水32%~36%的料漿,在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)將生料漿烘干并燒成熟料。
(一)水泥生產(chǎn)工藝干法生產(chǎn)是將生料粉直接送入窯內(nèi)煅燒,以前的干法生產(chǎn)多用中空回轉(zhuǎn)窯,窯內(nèi)傳熱效率較低,現(xiàn)在多采用預(yù)分解技術(shù)、原料預(yù)均化及生料質(zhì)量控制技術(shù)。(一)水泥生產(chǎn)工藝所謂預(yù)分解技術(shù)就是將生料粉的預(yù)熱和碳酸鹽分解都移到窯外在懸浮狀態(tài)下進(jìn)行,采用的設(shè)備是新型預(yù)分解窯。新型預(yù)分解窯是在短的回轉(zhuǎn)窯后面加上懸浮式預(yù)熱器,物料在極短時(shí)間通過旋風(fēng)筒,溫度升高到800℃以上,完成烘干、預(yù)熱和部分碳酸鹽的分解,熱效率高,產(chǎn)品質(zhì)量高。一般將懸浮預(yù)熱和預(yù)分解窯統(tǒng)稱為新型干法窯,新型干法生產(chǎn)是今后的發(fā)展方向。窯型新型干法窯機(jī)立窯濕法窯干法中空窯噸熟料千克標(biāo)準(zhǔn)煤(原煤)115(161)160(224)208(291)243(340)熱耗指數(shù)100139181211(二)水泥生產(chǎn)的環(huán)境污染水泥工業(yè)對環(huán)境的污染主要表現(xiàn)為大氣污染、水污染和噪聲污染。
水泥工業(yè)的水污染主要為生產(chǎn)設(shè)備外排的冷卻水、水收塵產(chǎn)生的廢水、化驗(yàn)室廢水。
(二)水泥生產(chǎn)的環(huán)境污染1、廢氣量的測算
生料→熟料準(zhǔn)備過程(破碎、粉磨、烘干)產(chǎn)生廢氣量約2000立米/噸熟料,立窯生產(chǎn)焙燒廢氣約3500立米/噸熟料,生料→熟料共產(chǎn)生廢氣量5500立米/噸熟料旋窯生產(chǎn)焙燒廢氣約4200立米/噸熟料,生料→熟料共產(chǎn)生廢氣量6200立米/噸熟料(不同旋窯差別較大)濕法和立波爾窯廢氣量與立窯相近。
(二)水泥生產(chǎn)的環(huán)境污染熟料→水泥包括磨制和包裝產(chǎn)生約1000立米/噸水泥生料→熟料→水泥立窯0.72×5500+1000=4960立米/噸水泥約為5000立米/噸水泥旋窯0.72×6200+1000=5464立米/噸水泥約為5500立米/噸水泥
(二)水泥生產(chǎn)的環(huán)境污染2、粉塵的排放量排放粉塵的主要設(shè)備有:回轉(zhuǎn)窯、煤磨、破碎機(jī)、生料磨、水泥磨、包裝機(jī)、輸運(yùn)系統(tǒng)及其它通風(fēng)設(shè)備,另外在熟料運(yùn)進(jìn)、運(yùn)出和產(chǎn)品運(yùn)出過程,由于產(chǎn)品干燥,如不采取一定防塵措施,也會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的粉塵無組織排放。在爆破采石(石灰石)、原料和水泥的儲(chǔ)運(yùn),會(huì)產(chǎn)生無組織排放粉塵。原料破碎、烘干、粉磨、焙燒過程會(huì)產(chǎn)生有組織排放粉塵。(二)水泥生產(chǎn)的環(huán)境污染(1)、立窯生產(chǎn)如果立窯平均含塵濃度按20克/立米,產(chǎn)塵量約為:生料→熟料110千克/噸熟料生料→熟料→水泥100千克/噸水泥(二)水泥生產(chǎn)的環(huán)境污染(2)、旋窯生產(chǎn)如果濕法平均濃度按20克/立米;干法平均濃度按30克/立米計(jì)算,產(chǎn)塵量約為:濕法:(立波爾窯包括在內(nèi))生料→熟料110千克/噸熟料生料→熟料→水泥100千克/噸水泥干法:生料→熟料180千克/噸熟料生料→熟料→水泥165千克/噸水泥(二)水泥生產(chǎn)的環(huán)境污染(3)、熟料→水泥熟料→水泥20千克/噸水泥無組織排放粉塵產(chǎn)生量約為20千克/噸水泥(采取措施應(yīng)酌減)(二)水泥生產(chǎn)的環(huán)境污染3、SO2排放量
(1)、噸熟料二氧化硫產(chǎn)生量水泥生產(chǎn)過程約耗燃煤245千克/噸熟料,其中水泥原料焙燒時(shí)耗原料煤210千克/噸t熟料,烘干工序耗燃料煤35千克/噸。產(chǎn)生的SO2主要來自煤中的硫分,焙燒時(shí)石灰石產(chǎn)生的氧化鈣還可吸收生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的大部分SO2,形成硫酸鈣,所以SO2實(shí)際排放較少,不同的窯型對SO2的吸收率不同,平均吸收率約為85﹪。窯型
預(yù)分解
懸浮預(yù)熱器窯
立波爾窯
立窯
濕法窯
吸收率﹪
90~95
90~95
90~95
80~90
75~85
不同的窯型對SO2的吸收率
(二)水泥生產(chǎn)的環(huán)境污染(2)、噸水泥二氧化硫產(chǎn)生量(生料→熟料→水泥)產(chǎn)生的SO2總計(jì)為噸熟料生產(chǎn)產(chǎn)生的SO2乘以0.72。
(3)、由熟料磨制水泥沒有SO2(二)水泥生產(chǎn)的環(huán)境污染4、NOx的排放量
由生料燒制熟料,噸熟料NOx的產(chǎn)生量約為1千克/噸熟料。由生料燒磨成水泥,t水泥NOx的產(chǎn)生量約為1×0.72=0.72千克/噸水泥。由熟料磨制水泥,不產(chǎn)生NOx。(二)水泥生產(chǎn)的環(huán)境污染4、NOx的排放量
NOx排放濃度約550毫克/立米。水泥生產(chǎn)中不同的窯型廢氣中的NOχ的含量也不同。還有些水泥企業(yè)使用的粘土中氟的含量較高,廢氣中還會(huì)產(chǎn)生氟污染。(水泥工業(yè)污染核算-學(xué)生flash)五、礦產(chǎn)品開采與洗選(四)礦產(chǎn)品儲(chǔ)運(yùn)過程的污染礦產(chǎn)品儲(chǔ)運(yùn)產(chǎn)生的揚(yáng)塵污染與風(fēng)速、場地面積、氣候干燥程度等因素有關(guān)。儲(chǔ)存與裝卸煤炭時(shí)煤塵排污量約為2~5kg/t煤,一般為2。少量煤炭堆存煤塵排污量約為1.5~2kg/t煤·年(如有封閉煤倉的排污量,如有噴水方法等措施的排污量減30﹪,如建有防風(fēng)墻的減20﹪)。(四)礦產(chǎn)品儲(chǔ)運(yùn)過程的污染小面積的短期儲(chǔ)煤場,在煤炭裝卸和儲(chǔ)存過程中,干燥氣候下,儲(chǔ)運(yùn)煤塵排放量約為2~4kg/t煤;潮濕季節(jié)排放量近為0.2~0.4kg/t煤。(五)煤炭開采的環(huán)境污染(煤的成因與開采后半部分-視頻)(五)煤炭開采的環(huán)境污染
1、大氣污染(1)礦井開采過程中產(chǎn)生的有害氣體和粉塵污染。(2)矸石自燃煙氣。(3)煤炭運(yùn)輸、裝卸和破碎過程中產(chǎn)生的煤塵。(4)礦區(qū)取暖煙氣。
(五)煤炭開采的環(huán)境污染
2、廢水污染煤礦區(qū)廢水主要來源于礦井開采中產(chǎn)生的礦井涌水(地表滲透水、巖石孔隙水、礦坑水、地下含水層的疏放水)、生產(chǎn)過程中用于防塵、灌漿、充填的污水,以及選煤廠生產(chǎn)的廢水。3、廢渣污染煤產(chǎn)生的矸石量約在0.15噸-1噸左右,北方煤礦在正常開采時(shí),開采1噸煤排出矸石為0.15噸;南方煤礦在正常開采時(shí),開采1噸煤排出矸石為0.2噸-0.4噸。
(五)煤炭開采的環(huán)境污染4、噪聲污染煤礦區(qū)地面及井下各種噪聲大、震動(dòng)強(qiáng)烈的設(shè)備多,如空氣壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)、鑿巖機(jī)、風(fēng)鎬、采煤機(jī)。因此礦山機(jī)械噪音被認(rèn)為是礦區(qū)聲環(huán)境污染的首要原因。另外,交通噪音也是礦區(qū)噪音污染的又一主要原因。
(五)煤炭開采的環(huán)境污染(六)礦山采選工業(yè)節(jié)能減排嚴(yán)禁“全民采礦”的蔓延,取締小采礦和無證采礦;提高礦山的開采和洗選的回收率;加強(qiáng)對礦山采選工業(yè)的無組織粉塵排放;加強(qiáng)對礦山開采產(chǎn)生的廢水的處理和處置,減少重金屬污染水環(huán)境;減少礦山開采對生態(tài)環(huán)境的破壞。六、造紙工業(yè)的污染(一)造紙生產(chǎn)的原料造紙生產(chǎn)的纖維原料包括木材類(樹皮、木屑、枝椏、木材、毛竹等)、禾草類(麥草、稻草、甘蔗渣、蘆葦、秸稈等)以及廢布頭、棉花和各類廢紙。制漿過程用的化工原料及藥品:磺鐵礦或硫磺、氧化鎂、氧化鈣、火堿、芒硝、亞硫酸鈉、亞硫酸銨、氨水、尿素、氯氣、漂白粉等。造紙過程用的化工原料與藥品:松香、礬土、染料、淀粉、酪素、三聚氰胺、滑石粉等。(二)造紙生產(chǎn)工藝造紙生產(chǎn)工藝主要包括制漿和抄紙兩部分。制漿生產(chǎn)是利用化學(xué)方法(或機(jī)械方法、或半化學(xué)半機(jī)械方法),將植物原料中的纖維與木質(zhì)素分開解離出來制成本色紙漿或漂白紙漿的生產(chǎn)過程;原料貯存→備料→蒸煮(或磨漿、蒸煮(或浸漬)和磨漿)→洗滌→篩選→漂白→紙漿堿法制漿造紙用植物纖維原料,是由木質(zhì)素、纖維素、多糖類和少量的果膠、蛋白等物質(zhì)組成。堿法制漿是以NaOH與木質(zhì)素作用,生成堿木素,溶于堿液中而除去。堿法制漿的蒸煮設(shè)備主要為蒸球、立罐或連續(xù)臥式蒸解設(shè)備。蒸解后紙漿與殘液成懸濁液,其中紙漿50~80﹪,其余為殘液,通過壓濾分離出大部分殘液(黑液)。磨解在機(jī)械法制漿中磨解是使纖維成漿的主要工序,它是用石磨的機(jī)械或水力磨擦作用將原木或草片磨碎成漿料。磨解使用的設(shè)備是磨木機(jī)或盤磨機(jī)。洗選洗選工序?qū)⒄艚獬龅臐{料用水洗除蒸解藥液及溶出物,再經(jīng)篩選設(shè)備除掉粗大纖維束及其他雜質(zhì),得到均勻純凈的紙漿,便于漂白。洗選的主要設(shè)備有:除渣機(jī)、洗滌機(jī)、篩漿機(jī)、脫水機(jī)等。漂白漂白工序是通過漂白機(jī)、洗漿機(jī)、濃縮機(jī)等設(shè)備,使用漂白劑(漂白粉、氯氣、雙氧水等)將本色紙漿漂成白色紙漿。(二)造紙生產(chǎn)工藝
造紙生產(chǎn)是將紙漿經(jīng)打漿處理、再加色料膠料、加填料助劑,經(jīng)抄紙機(jī)抄造成紙產(chǎn)品的生產(chǎn)過程。
紙漿→打漿→施漿、加填→篩選、凈化→抄造精選、整理→成品紙打漿、調(diào)料紙漿通過打漿機(jī)、磨漿機(jī)、精漿機(jī)、制膠設(shè)備等將纖維素切斷、帚化、分經(jīng)、壓潰、水化,適于紙張成型,并增加強(qiáng)度。再根據(jù)紙張品種需要加相應(yīng)的膠料(如松香)、填料(如滑石粉)、染料(如品蘭)等。主要設(shè)備圓盤磨漿機(jī)、精漿機(jī)、打漿機(jī)、制膠設(shè)備等。抄紙經(jīng)打漿和調(diào)料好的漿料通過抄紙機(jī)在抄紙網(wǎng)抄成濕紙,再經(jīng)壓榨輥軋除水分,再經(jīng)加熱蒸發(fā)制成干毛紙。主要設(shè)備是圓網(wǎng)和長網(wǎng)紙機(jī)。整理整理工序通過分切機(jī)、復(fù)卷機(jī)、切紙機(jī)等設(shè)備制成筒紙或平板紙。再生紙生產(chǎn)再生造紙以廢板紙、廢報(bào)紙、廢書刊紙等為主要原料,生產(chǎn)多種規(guī)格的白板紙、箱板紙、瓦楞紙等產(chǎn)品。再生紙加工分機(jī)械處理法和化學(xué)機(jī)械處理法。機(jī)械法處理的紙漿多用于瓦楞紙板、紙板、牛皮襯紙等產(chǎn)品,生產(chǎn)工藝包括:廢紙、碎解、凈化、篩選、濃縮、紙漿?;瘜W(xué)機(jī)械處理法在機(jī)械分離之前,要增加廢紙脫墨工藝。目前常用采用化學(xué)脫墨助劑(NaOH、Na2CO3、Na2O2、H2O2等)脫墨處理,用洗滌法或浮選法去除紙漿中的油墨顆粒。(三)造紙工業(yè)廢水污染造紙工業(yè)的水污染主要來自制漿過程。制漿過程的廢水主要是蒸煮廢水和中段廢水。堿法蒸煮廢液稱黑液(來自噴放倉、擠漿機(jī)、逆流洗漿機(jī)),65﹪為有機(jī)物,主要是木素(40%)和碳水化合物的降解產(chǎn)物。黑液COD濃度5000~40000mg/L,COD產(chǎn)生量在1300㎏/t漿,主要是纖維素、木質(zhì)素、果膠、樹脂等,還含大量殘堿,BOD5≥5萬mg/L,pH值≥13,SS≥1500mg/L。一般每生產(chǎn)1噸化學(xué)漿,產(chǎn)生10m3黑液。黑液堿回收的技術(shù)路線:黑液提取、蒸發(fā)濃縮、焚燒回收、苛化、回用。其工作原理就是首先將溶解性固體物從紙漿纖維中分離出來,通過蒸發(fā),使黑液濃縮,然后送入堿爐中焚燒,將木素等可燃物燒掉,這時(shí)的主要成分是Na2CO3,將其熔融后,再加石灰苛化,生成NaOH后再回用到紙漿生產(chǎn)工藝中去。(三)造紙工業(yè)廢水污染(三)造紙工業(yè)廢水污染洗漿和篩漿生產(chǎn)用水量特別大,1t漿耗水250m3,排水量約為50m3/t漿。COD濃度在1000~1500mg/L,COD產(chǎn)生量在300~350㎏/t漿,污染物與黑液相同。但濃度遠(yuǎn)低于黑液。漂白廢水的污染,傳統(tǒng)的CEH(氯化-堿處理-次氯酸鹽漂白)三段漂污染產(chǎn)生量較大,廢液中不但含有COD和BOD,而且還含有其它劇毒物質(zhì)(有機(jī)氯化物)。目前漂白過程多使用雙氧水為漂白劑。(三)造紙工業(yè)廢水污染洗選漂產(chǎn)生的廢水與堿回收蒸發(fā)的冷凝水稱為制漿的中段廢水,廢水量120~180m3/t紙漿、pH值10~12、SS600~1000mg/L、COD800~1200mg/L、BOD5300~600mg/L。中段廢水量較大,且提取率較低。(三)造紙工業(yè)廢水污染造紙過程的廢水主要來自打漿、紙機(jī)前篩選和抄造等工序。造紙機(jī)在生產(chǎn)過程中紙料在造紙網(wǎng)上流動(dòng)時(shí),漿料中添加的輔助化學(xué)品和助劑(防腐劑、殺菌劑、消泡劑等)一部分保留在漿料中,另一部分則隨著用于懸浮纖維的水流向網(wǎng)下。真空吸濾的、洗毛布的、冷凝冷卻污水,除了不能回用水外,統(tǒng)稱剩余白水。我國造紙?jiān)O(shè)備耗水量一般在50~80m3,許多老企業(yè)和中小企業(yè)排水量較大,可到100多m3,如果采用白水回用,廢水量會(huì)大大減少。SS和COD污染負(fù)荷分別為60和80kg/t,白水主要含細(xì)小纖維,少量填料、果膠、糖類、填料、染料和助劑,都是有用的資源。白水中主要污染物指標(biāo)是SS和COD,其中:pH值7~8、SS500~800mg/L、COD300~600mg/L、BOD5100~300mg/L。(三)造紙工業(yè)廢水污染再生紙制漿工藝污染物產(chǎn)生量遠(yuǎn)低于草木原料制漿,尤其不進(jìn)行高溫蒸煮處理的,污染負(fù)荷會(huì)明顯減少,因此不脫色再生紙的生產(chǎn)水的循環(huán)使用率很高,實(shí)際排水量很少,只有10~20噸/噸紙。再生紙中生產(chǎn)過程如果需要脫墨,因洗滌脫墨工藝用水量大,每噸脫墨漿用水量約為60~100m3,實(shí)際排水量會(huì)比不脫色的再生紙生產(chǎn)大的多,廢紙中50﹪的填料、70﹪的細(xì)小纖維和95﹪的油墨和少量脫墨劑、表面活性劑進(jìn)入廢水中,但由于沒有蒸煮黑液,污染物濃度會(huì)比制漿造紙低許多。一般不脫墨廢水中COD濃度為1200mg/L、BOD濃度300mg/L、SS濃度1000mg/L;脫墨廢水中COD濃度為1200mg/L、BOD濃度500mg/L、SS濃度800mg/L。國家對再生紙的排水量限制在60m3/t。為節(jié)省用水,許多紙廠將利用抄紙廢水作為碎漿和高濃度洗漿的用水,可以減少用水量。七、紡織印染工業(yè)污染核算棉紡織印染行業(yè)又分為棉紡織行業(yè)和印染行業(yè)。棉紡織行業(yè)將棉花經(jīng)梳理紡紗,再由紗織成坯布,送印染廠染色或印花。棉紡織印染行業(yè)產(chǎn)品又分為純棉及棉混紡產(chǎn)品,純棉及棉混紡產(chǎn)品產(chǎn)量占全國印染布總產(chǎn)量的64.87﹪。純棉及棉混紡產(chǎn)品在織造方法上又分為機(jī)織與針織產(chǎn)品。(一)棉紡印染工業(yè)污染核算1、棉紡印染工藝(1)紡紗生產(chǎn)工藝粗梳棉紡工藝原棉→開清棉→梳棉→并條→粗紗→細(xì)紗精梳棉紡工藝原棉→開清棉→梳棉→精梳前準(zhǔn)備→并條→粗紗→細(xì)紗(一)棉紡印染工業(yè)污染核算(2)機(jī)織品織造生產(chǎn)工藝經(jīng)紗→絡(luò)筒→整經(jīng)→上漿→穿經(jīng)(綜)緯紗→絡(luò)筒→卷緯經(jīng)紗、緯紗交織→坯布(一)棉紡印染工業(yè)污染核算(3)針織產(chǎn)品生產(chǎn)工藝針織產(chǎn)品由一根根紗線變成線圈,互相吊套連接而成的。針織用紗不用上漿。
(一)棉紡印染工業(yè)污染核算(4)棉紡印染工藝坯布→退漿→煮煉→漂白→絲光→染色(印花)→漂洗→整理→成品
(一)棉紡印染工業(yè)污染核算純棉布印染工藝2、棉紡印染污染棉紡印染的環(huán)境污染中,紡紗廠和織造廠的主要污染是噪聲和無組織排放的棉塵,廢水污染很不明顯。紡織印染行業(yè)的主要污染都由印染廠的環(huán)境污染體現(xiàn)出來,印染廢水基本就是紡織印染行業(yè)的全部廢水,紡織印染行業(yè)的廢氣主要印染行業(yè)的鍋爐有組織排放的煙氣。
(一)棉紡印染工業(yè)污染核算(1)退漿廢水退漿廢水含堿、酶等退漿劑和各種漿料,如淀粉、改性淀粉、PVA、羧甲基纖維素(CMC,一種變性淀粉)等,用水量不多,其廢水量約占總廢水量的15﹪,污染物較多,COD、BOD、SS濃度高達(dá)數(shù)千mg/L,退漿廢水中的COD約占整個(gè)印染過程加工廢水中COD的45﹪,如采用天然漿料廢水中BOD/COD比值大于0.6,如采用化學(xué)漿料,則BOD/COD比值小于0.3,不利于生物降解處理。
(一)棉紡印染工業(yè)污染核算(2)煉漂廢水①煮煉廢水煮煉廢水量約占總廢水量的18﹪,其中含大量燒堿和表面活性劑以及各種原棉雜質(zhì),煮煉用水量多,廢水呈深褐色,堿性很強(qiáng),pH值高達(dá)12~13,同時(shí)含大量植物有機(jī)物(如生物蠟、漿料分解物、纖維、酶等),COD、BOD濃度高達(dá)5000mg/L以上。經(jīng)中和處理后可排放。如在煮練蒸箱下面做一個(gè)蓄堿槽,排放水中的堿劑可以適度利用,這種廢水應(yīng)處理后排放。
(一)棉紡印染工業(yè)污染核算②漂白廢水漂白是用次氯酸鈉、亞氯酸鈉、雙氧水等氧化劑除去纖維中的色度,水量大,但污染較小,有時(shí)可排放或利用,也有略加處理后回用。(一)棉紡印染工業(yè)污染核算③絲光廢水從絲光工序排出的廢液,雖經(jīng)堿液回收,但排出的廢水pH值仍高達(dá)12~13。這一工序應(yīng)嚴(yán)格控制堿的流失率。絲光過程從織物上洗下來的燒堿數(shù)量很大,國內(nèi)印染廠大多進(jìn)行燒堿回收,回收后排出的廢水中BOD值和總固體都不高。用水量不多,含堿較高,pH值l2以上,絲光水經(jīng)簡單處理后可回用。(一)棉紡印染工業(yè)污染核算煮煉、絲光和漂白以及相應(yīng)的漂洗過程所排出的廢水統(tǒng)稱為煉漂廢水,也稱前處理廢水。煉漂廢水PH較高,色度較低,有機(jī)污染物含量較高。(一)棉紡印染工業(yè)污染核算(3)染整廢水染色廢水含各種染料和染色工藝助劑,水質(zhì)隨染料而不同,色澤深,COD值較高,BOD值一般不高,可生化性較差,排放廢水除常規(guī)處理還需脫色處理。對有些染料可采用殘液集中專項(xiàng)處理,如:采用超濾法回收還原染料等疏水性染料,以降低色度和COD量。
如果著色是印花工藝,由于印花色漿中,漿料量比染料量多若干倍,印花廢水含各種染料、添加劑和大量漿料,BOD、COD值都較高,故印花工藝比染色工藝COD、BOD要高得多。BOD約占印染廠廢水總量的15-20﹪。應(yīng)處理后排放。整理廢水量小,對染整廢水影響不大。(一)棉紡印染工業(yè)污染核算染色、印花漂洗廢水和整理廢水合稱染整廢水。染整廢水量約占總廢水量的60﹪,含各種染料、助劑(印花還有漿料)等有機(jī)物,生化降解性差,色度較高。染整廢水主要是流失的染料和助劑產(chǎn)生的色度和COD污染,這部廢水中的COD主要是流失的染料產(chǎn)生的,可生化性較差,色澤較深。印染廢水的色度主要是這部分廢水帶來的。(一)棉紡印染工業(yè)污染核算(4)棉紡印染綜合廢水純棉印染綜合廢水中COD平均濃度約800~1200mg/L,SS約300mg/L,色度500~700左右和pH值在10左右。棉紡印染綜合廢水生化處理效果還可以,BOD/COD比值在30~40﹪,經(jīng)活性污泥法處理后COD去除率在70﹪,BOD去除率在90﹪,色度去除率在50﹪。退漿和絲光廢水應(yīng)進(jìn)行堿回收或中和預(yù)處理。(一)棉紡印染工業(yè)污染核算(4)棉紡印染綜合廢水現(xiàn)在許多棉織物多為混紡,含有化纖生產(chǎn)殘留物,且上漿多用化學(xué)漿料(聚乙烯醇),廢水中BOD/COD比值在10~30﹪,生物可降解性大大降低,單純采用好氧生物降解,不能滿足達(dá)標(biāo)排放的要求。棉混紡中的化學(xué)單體、PVA漿料、化纖堿解物等難降解有機(jī)物進(jìn)入棉印染廢水,大大增加了棉紡印染廢水中COD的濃度,可能上升至2000~3000毫克/升,BOD/COD比值較低,低于0.2,生化降解性降低。
(一)棉紡印染工業(yè)污染核算(二)毛紡印染工業(yè)污染核算
1、洗毛工藝及環(huán)境污染原毛中含多種雜質(zhì),主要為羊毛脂、羊汗、固體雜質(zhì)。原毛在織染前必須進(jìn)行去雜,即洗毛。原毛→選毛→開毛→洗毛→烘干→炭化→烘干→捻?xiàng)l→毛條洗毛設(shè)備內(nèi)有溶解一定量純堿和洗滌劑的水,用于去除羊毛所含雜質(zhì),一般采用五槽式聯(lián)合洗毛機(jī)。洗毛廢水屬生化降解性能較好的高濃度有機(jī)廢水。4、5槽水回用,洗毛廢水水量大致在10~30m3/t毛,屬高濃度廢水,COD值在15000~30000mg/L,BOD值在8000~10000mg/L,SS值在5000~6000mg/L。洗毛廢水增加回收羊毛脂工藝(在第2、3槽),COD可降至6000~10000mg/L。(二)毛紡印染工業(yè)污染核算炭化工序?qū)⒑s質(zhì)的洗凈毛通過酸液,再經(jīng)烘焙、搓壓,用風(fēng)力分離已炭化的草屑。然后中和去除羊毛上過多的酸。有些洗毛工藝不用炭化工序,采用梳毛工序代替。(二)毛紡印染工業(yè)污染核算2、毛粗紡染整生產(chǎn)工藝(1)坯染工藝:毛條→粗紗→細(xì)紗→整經(jīng)→打緯→織造→洗呢、縮呢(洗縮廢水)→染色(染色廢水)→整理→成品(2)散毛染色:散毛→染色(染色廢水)→梳毛制條→粗紗→細(xì)紗→整經(jīng)→打緯→織造→洗呢、縮呢(洗縮廢水)→整理→成品(二)毛紡印染工業(yè)污染核算洗呢工序使用水、純堿、洗滌劑等去除呢坯中的油污、在雜質(zhì)等,產(chǎn)生一定洗泥廢水。縮呢工序是利用縮劑(以洗滌劑為主),在一定溫度與壓力下,使織物產(chǎn)生一定收縮,廢水量很少。染色使用的染料主要是媒介染料和酸性染料,如織物是毛混紡,還會(huì)使用部分分散染料、陽離子染料和直接染料等,產(chǎn)生的染色廢水含染料殘液和含染料的漂洗廢水。(二)毛紡印染工業(yè)污染核算3、毛精紡染整工藝(1)條染工藝:毛條→染色(染色廢水)→復(fù)精洗(復(fù)洗廢水)→復(fù)精梳→紡紗→織造→煮呢、洗呢(洗呢廢水)→整理→成品(2)坯染工藝:毛條→梳毛→復(fù)精梳→紡紗→織造→修補(bǔ)→染色(染色廢水)→成品(二)毛紡印染工業(yè)污染核算毛精紡產(chǎn)品一般為薄織物,屬高檔產(chǎn)品。毛精紡染色是毛紡染色中廢水量和污染物量最大的。毛精紡使用的染料主要有酸性染料,還會(huì)使用部分分散染料、陽離子染料和直接染料等,其生產(chǎn)廢水的PH值一般在5.8~6.5左右,主要含染料殘液,污染物較低。煮呢、洗呢廢水還含一定量洗滌劑和滲透劑。(二)毛紡印染工業(yè)污染核算4、絨線生產(chǎn)工藝絨線的紡紗系統(tǒng)基本屬于毛精紡系統(tǒng),但不同點(diǎn)在于細(xì)紗之后增加捻線及紗線合股工藝。毛條→梳毛→紡紗→洗線(洗線廢水)→染色(染色廢水)→脫水→成品洗線工序排放一定量的含洗滌劑的廢水。染色工序排放含染料殘液和含染料的漂洗水。毛絨線分為粗絨線和細(xì)絨線,染色通常采用酸性染料,毛腈綸則采用陽離子染料。染色工序產(chǎn)生的廢水主要為漂洗廢水和染色殘液,其污染物濃度介于粗紡與精紡印染廢水之間。(二)毛紡印染工業(yè)污染核算5、毛紡染整環(huán)境污染鍋爐排放的燃料燃燒廢氣染整廢水。毛紡織物染整主要使用酸性染料、陽離子染料和分散染料,染色環(huán)節(jié)主要產(chǎn)生漂洗廢水和染色殘液。主要含染料和各種助劑。污染物濃度不高,大多呈中性,可生化性較好。其印染廢水水質(zhì)一般為:COD500~900mg/L,BOD250~400mg/L,PH值6~9,色度100~300倍。(二)毛紡印染工業(yè)污染核算毛紡染整廢水比棉紡廢水污染強(qiáng)度低一些。毛粗紡比毛精紡廢水中COD濃度要高一些。純毛染色廢水生化性較好,BOD/COD值在40﹪左右,毛混紡的BOD/COD比值在30﹪左右,均屬于生化性較好和可以生化的有機(jī)廢水。
毛紡廢水中還含有一定的懸浮物,是流失的毛纖維。散毛染色最多,粗紡比精紡要多。(二)毛紡印染工業(yè)污染核算八、皮革工業(yè)的污染核算
皮革工業(yè)主要包括制革工業(yè)、皮鞋制造業(yè)、皮革制品業(yè)、毛皮業(yè)等4個(gè)主體行業(yè)與之配套皮革機(jī)械、皮革化工、鞋用材料等行業(yè)組成。
(一)制革生產(chǎn)工藝
制革生產(chǎn)工藝分為準(zhǔn)備工段、鞣制工段、整飾工段,前兩者為濕操作,后者主要為干操作。準(zhǔn)備工段的工藝:表面活性劑堿、硫化物原料皮→水洗→浸水→去肉→脫毛→浸灰→水洗(一)制革生產(chǎn)工藝準(zhǔn)備階段:包括從浸水到浸酸之前的操作,包括浸水、去肉、脫毛等工序,去除原料皮上的廢肉、油脂、血污、泥沙、毛、糞便、防腐劑、殺蟲劑等雜物,使原料皮恢復(fù)到鮮皮狀態(tài),以使經(jīng)過防腐保存而失去水分的原料皮便于制革加工,并有利于化工原料的滲透和結(jié)合,除去表皮層、皮下組織層等物質(zhì),適度松散真皮層膠原纖維,使裸皮處于適于鞣制狀態(tài)。
(一)制革生產(chǎn)工藝鞣制工段的工藝:軟化→浸酸→鉻鞣→削勻→中和→染色→加脂鞣制工段-包括鞣制和鞣后濕處理,鞣制的方法是用鞣料處理裸皮,使皮的蛋白質(zhì)纖維同鞣料結(jié)合,性質(zhì)轉(zhuǎn)變,從而使皮變成了革。鞣制分鉻鞣和植鞣。國內(nèi)目前主要采用鉻鞣。
(一)制革生產(chǎn)工藝制革工業(yè)由于所用鞣劑不同,可將皮革分為輕革和重革。一般用于鞋面、服裝、手套等的革,稱為輕革,按面積計(jì)量,輕革是以鉻鹽為鞣劑,在皮革內(nèi)部纖維表面之間,加入適宜的油脂,使皮內(nèi)纖維表面之間的磨擦力,約等于油分子的磨擦力,這樣皮就會(huì)很柔軟;用較厚的動(dòng)物皮經(jīng)植物鞣劑或結(jié)合鞣制,用于皮鞋內(nèi)、外底及工業(yè)配件等的革稱為重革,按重量計(jì)量。
(一)制革生產(chǎn)工藝裸皮在鞣制前要經(jīng)過脫灰軟化和浸酸。脫灰軟化是在銨鹽和酶的溶液中去除石灰,降低氣味,使纖維溶解,并消除蛋白質(zhì)降解結(jié)合物。浸酸是利用酸溶液使其變成酸性的并防止下一步用鉻鞣皮時(shí)鉻鹽沉淀。經(jīng)初鞣后的革稱為藍(lán)濕革,還需進(jìn)行鞣后濕處理,進(jìn)一步改善革的品質(zhì)和外觀。削勻是為了增強(qiáng)革的粒面堅(jiān)實(shí)性。加脂是在皮革上油,以彌補(bǔ)在前面工序中損失的天然油料。(一)制革生產(chǎn)工藝整飾工段-包括革的整理和涂飾,將皮革進(jìn)行干燥,使用涂飾劑(目前我國使用的涂飾劑70﹪是丙烯酸樹脂類)進(jìn)行涂飾,涂飾是在皮革表面涂施一層高分子薄膜,使皮革更具防水、防油、防污、耐光、耐溶劑、透明度高、真皮感。整飾階段操作基本上是干法的,以機(jī)械加工為主,排出物少。(二)制革工業(yè)的環(huán)境污染
1、制革廢水各種原皮加工的耗水量:一張豬皮0.45m3、一張牛皮0.9m3、一張羊皮0.25m3,加工1噸原料皮產(chǎn)生廢水50m3。(二)制革工業(yè)的環(huán)境污染
(1)準(zhǔn)備工段廢水鞣前準(zhǔn)備工段在水洗、浸水、脫毛、浸灰、脫脂、軟化等生產(chǎn)過程產(chǎn)生大量廢水,廢水量占總水量的70﹪以上,廢水中含大量有機(jī)廢物(污血、蛋白質(zhì)、脂肪等)、無機(jī)廢物(酸、堿、硫化物、無機(jī)鹽類)、有機(jī)化學(xué)物質(zhì)(表面活性劑、脫脂劑等)。廢水中COD、BOD、SS等污染物濃度很高,COD濃度高達(dá)3000mg/L左右、BOD濃度1500mg/L左右、SS濃度達(dá)3000mg/L、pH值平均在10左右,顯堿性。
(二)制革工業(yè)的環(huán)境污染
在制革廢水的準(zhǔn)備工段中由于原料皮的油脂含量在25~35﹪,其中脫脂時(shí)會(huì)去除10﹪,產(chǎn)生脫脂廢液。脫脂廢液占制革總廢水量的5﹪,其中油脂含量1~2﹪(1g油脂相當(dāng)3gCOD),COD濃度約3000mg/L。對脫脂廢液應(yīng)回收油脂。制革生產(chǎn)的脫毛工序多采用硫化堿脫毛技術(shù),脫毛使用的化工原料主要是硫化鈉和石灰,其廢水占總水量的10﹪,脫毛廢液廢水的COD量占污染總量的50﹪,硫化物污染占95﹪,該部分廢水屬高濃度,高毒性廢水,廢水中硫化物濃度在1300mg/L,廢水中SS濃度液很大。(二)制革工業(yè)的環(huán)境污染
浸灰工序產(chǎn)生的廢灰液中含大量蛋白質(zhì),主要是角質(zhì)蛋白質(zhì),從灰液中分離蛋白可以大大減少廢水中的污染物。每t鹽濕皮可回收30~40㎏角蛋白。(二)制革工業(yè)的環(huán)境污染(2)鞣制工段廢水鞣制工段在浸酸、鞣制、水洗過程產(chǎn)生大量有毒廢水,廢水量占總水量的8﹪,其廢水中含高濃度鉻鹽、COD等,色度會(huì)嚴(yán)重超標(biāo)。含鉻濃度1500~2000mg/L,COD濃度2000mg/L左右、SS濃度2500mg/L。鞣后濕整飾工序在水洗、擠水、染色、加脂過程產(chǎn)生污水,廢水量占總水量的20﹪,廢水中含表面活性劑、酚類、有機(jī)溶劑等,COD濃度4000mg/L、SS濃度達(dá)3000mg/L。(3)制革廢水特點(diǎn)制革廢水COD、BOD濃度,含高濃度硫化物和三價(jià)鉻,有毒,有臭味,SS高,色度深,總體顯堿性,含鹽量高。2、制革廢氣
(1)鉻酸霧:來自鉻鞣液的配制過程,含鉻酸、CrO3、硫酸、硫酸鹽、有機(jī)物等,有毒,且CrO3為強(qiáng)氧化劑,與一些有機(jī)物質(zhì)接觸易著火。(2)H2S:脫毛浸灰、浸酸以及含硫離子的廢水處理過程,此外在皮下腳料堆放處、植鞣以及排水溝都有H2S產(chǎn)生,H2S易燃易爆,有刺激性。(3)甲醛:含甲醛的鞣制過程或固定劑噴涂過程,有刺激性,引起中毒。(4)NH3:來自浸灰軟化,去除氨時(shí)的氨氣氣提過程和蛋白質(zhì)水解過程等,對人體呼吸道有強(qiáng)烈刺激作用。(5)有機(jī)粉塵:制革廠磨革、毛皮廠梳毛、燙毛。3、制革廢渣肉片、毛皮、邊角料、灰塵、淤泥、油脂等。九、釀酒工業(yè)污染核算
(一)啤酒工業(yè)污染核算
啤酒是世界通用性飲料,是以優(yōu)質(zhì)大麥為主要原料,啤酒花為香料,經(jīng)過制麥芽、糖化、發(fā)酵等工序制成的富含營養(yǎng)物質(zhì)和二氧化碳的釀造酒。
(一)啤酒工業(yè)污染核算1.啤酒工業(yè)生產(chǎn)工藝
啤酒生產(chǎn)工藝包括:制麥芽、糖化、發(fā)酵、后處理等四大工序。
1.啤酒工業(yè)生產(chǎn)工藝(1)麥芽制備工段:由原料大麥制成麥芽,習(xí)慣稱為制麥,它是啤酒生產(chǎn)的開始。制麥芽的目的是產(chǎn)生各種水解酶,并使麥粒胚乳細(xì)胞的細(xì)胞壁受半纖維素酶和蛋白消解酶作用后變成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),便于在糖化時(shí)酶進(jìn)入胚乳細(xì)胞內(nèi)進(jìn)一步將淀粉和蛋白質(zhì)等消解。麥芽制備工段分為大麥貯存、篩選、浸漬、發(fā)芽、干燥和除根等六個(gè)工序。1.啤酒工業(yè)生產(chǎn)工藝(2)麥汁制備工段:麥汁制備過程俗稱糖化。將麥芽粉碎與溫水混合,借助麥芽自身的多種水解酶,將淀粉和蛋白質(zhì)等高分子物質(zhì)進(jìn)一步分解成可溶性低分子糖類、糊精、氨基酸、胨、肽等,麥芽內(nèi)容物的浸出率可達(dá)80%,這就是糖化過程。糖化后立即過濾除去麥糟得到麥汁。1.啤酒工業(yè)生產(chǎn)工藝(3)發(fā)酵工段:麥汁經(jīng)煮沸定型后,除去酒花糟然后澄清冷卻至6.5~8.0℃,接種酵母進(jìn)行發(fā)酵。發(fā)酵分前發(fā)酵和后發(fā)酵。前發(fā)酵是酵母對以麥芽糖為主的麥汁進(jìn)行發(fā)酵,產(chǎn)生乙醇和CO2,后發(fā)酵是將前發(fā)酵得到的嫩酒送至后發(fā)酵罐,長期低溫貯藏,以完成殘?zhí)堑淖詈蟀l(fā)酵,澄清啤酒,促進(jìn)成熟。
1.啤酒工業(yè)生產(chǎn)工藝(4)成品酒工段:在后發(fā)酵罐中,殘余酵母和蛋白質(zhì)等沉積于罐底部,少量懸浮于酒中,須經(jīng)硅藻土過濾,成分分離,后才能罐裝。1.啤酒工業(yè)生產(chǎn)工藝成品啤酒按殺菌形式可分成3類:①鮮啤酒:成品酒未經(jīng)巴式殺滅酵母菌即出售,口味醇正,但有再次發(fā)酵變質(zhì)的可能;②純生啤酒:成品酒不用巴式殺菌,而經(jīng)超濾等方法進(jìn)行無菌過濾處理;③熟啤酒:成品酒經(jīng)巴式殺菌處理。
⒉啤酒生產(chǎn)廢水
目前國內(nèi)啤酒的平均排水量約為10~20m3/噸酒,清潔生產(chǎn)水平較好的啤酒廠排水量約為8~10m3/噸酒。啤酒工業(yè)廢水按其有機(jī)物含量大致可分為以下幾類:(1)麥汁工序洗糟廢水—來自糖化鍋和糊化鍋沖洗水、洗槽水、麥汁煮沸、冷卻會(huì)產(chǎn)生廢酒花容器洗滌水,屬于高濃度污水,廢水量占總排水量的5~10﹪,廢水中有機(jī)物濃度很高,COD濃度可達(dá)30000mg/L。每噸成品酒產(chǎn)生COD7.2㎏、BOD53.8㎏。⒉啤酒生產(chǎn)廢水(2)發(fā)酵工序洗酵母廢水—來自發(fā)酵和貯酒過程產(chǎn)生發(fā)酵罐洗滌水、廢消毒液、酵母漂洗水、過濾洗滌水、酵母壓縮機(jī)洗滌水,消毒廢水、酵母漂洗污水。其水量占總水量的25﹪,其廢水為中濃度污水,COD濃度約2500mg/L,每噸成品酒產(chǎn)生COD8.3㎏、BOD5㎏。(3)裝酒廢水、制麥芽廢水—來自浸麥水、沖洗水、灌裝酒時(shí)的殘酒、洗瓶廢水、消毒廢水、清洗廢水等,其水量占總排水量的65﹪,廢水中有殘酒、洗滌液、紙漿、染料、漿糊和泥沙等,COD濃度約700mg/L。⒉啤酒生產(chǎn)廢水(4)冷卻水-冷凍機(jī)、麥汁和發(fā)酵冷卻水等,這類廢水基本上未受污染。(5)辦公廢水—其水量占總排水量的10﹪,COD濃度約300mg/L。
⒊啤酒生產(chǎn)的廢氣和廢渣啤酒企業(yè)的廢氣主要來自鍋爐房的燃燒廢氣。啤酒生產(chǎn)的各道工序都會(huì)產(chǎn)生廢渣,包括過濾出的廢麥糟、酵母泥、廢硅藻土、廢酒泥等。麥糟是麥汁制作過濾后的廢物,主要成分是蛋白質(zhì)、淀粉、還原糖、粗纖維、灰分等;廢酵母是洗滌酵母過程過濾后的廢物,啤酒廢渣應(yīng)進(jìn)行回收利用。
(二)白酒工業(yè)污染核算
白酒是以曲類、酒母為糖化發(fā)酵劑,利用淀粉質(zhì)(糖質(zhì))原料,經(jīng)蒸煮、糖化、發(fā)酵、蒸餾、陳釀和勾兌而釀制而成的各類蒸餾白酒。
⒈白酒生產(chǎn)工藝固態(tài)發(fā)酵法半固態(tài)發(fā)酵法液態(tài)發(fā)酵法
⒈白酒生產(chǎn)工藝
固態(tài)發(fā)酵法是指發(fā)酵酒醅含水分不多,糖化與發(fā)酵在固體狀態(tài)的酒醅中同時(shí)進(jìn)行。以高粱等糧谷為原料,使用大曲或麩曲,入窖固態(tài)糖化發(fā)酵,成熟后固態(tài)蒸餾取酒。我國傳統(tǒng)的白酒生產(chǎn)工藝,大曲酒、麩曲白酒及部分小曲酒的生產(chǎn)均屬固態(tài)發(fā)酵法。⒈白酒生產(chǎn)工藝一般的固態(tài)發(fā)酵釀酒生產(chǎn)工藝如下:
原料→粉碎→出窖配料→蒸餾糊化→揚(yáng)晾→加曲→加水→入窖→糖化發(fā)酵→酒醅→蒸餾→出酒
⒈白酒生產(chǎn)工藝固態(tài)發(fā)酵法又分續(xù)渣法、清渣法兩種工藝。續(xù)渣法將渣子(粉碎后的生原料)蒸料后,加曲(大曲或麩曲和酒母),入窯(即發(fā)酵池)發(fā)酵,取出酒醅蒸酒,在蒸完酒的醅子中,再加入清蒸后的渣子(清蒸);亦有采用將渣子和酒醅混合后,在蒸桶內(nèi)同時(shí)進(jìn)行蒸酒和蒸料(混燒),然后加曲繼續(xù)發(fā)酵,如此反復(fù)進(jìn)行,由于生產(chǎn)過程中一直在加入新料及曲,繼續(xù)發(fā)酵蒸酒,故稱續(xù)渣發(fā)酵法。
⒈白酒生產(chǎn)工藝半固態(tài)發(fā)酵法是以大米為原料、小曲為糖化發(fā)酵劑或采用先固態(tài)培菌糖化、再半固態(tài)半液態(tài)發(fā)酵和蒸餾的方法,如桂林三花酒等;或采用半固態(tài)邊糖化邊發(fā)酵,然后蒸餾的方法,如廣東米酒等,均屬此法。
⒈白酒生產(chǎn)工藝液態(tài)發(fā)酵法是指發(fā)酵醪于液態(tài)中進(jìn)行發(fā)酵,實(shí)際上是采用相似于淀粉質(zhì)原料(或糖質(zhì)原料)制造酒精的生產(chǎn)工藝。先制造酒精,再進(jìn)行串香、調(diào)香或固液勾兌生產(chǎn)白酒。此法生產(chǎn)的白酒稱為液態(tài)白酒。世界其他各國蒸餾酒的生產(chǎn)工藝大都采用液態(tài)發(fā)酵法,例如白蘭地、威士忌、伏特卡及藍(lán)姆酒等,可見液態(tài)發(fā)酵法是白酒工業(yè)發(fā)展的方向。⒈白酒生產(chǎn)工藝液態(tài)法白酒是產(chǎn)量最大的白酒,生產(chǎn)方法與酒精生產(chǎn)類似,但在調(diào)香、后處理等方面則有所不同。⒈白酒生產(chǎn)工藝將液態(tài)法與固態(tài)法相結(jié)合,創(chuàng)造了一套生產(chǎn)白酒的新工藝,即利用液態(tài)發(fā)酵法生產(chǎn)質(zhì)量較好的酒精作為酒基,對采用固態(tài)發(fā)酵法制成的香醅進(jìn)行串蒸或浸蒸,稱串香法。串香法白酒生產(chǎn)工藝流程如下:原料→蒸煮→冷卻→加曲(加酒母)→加水混合→入池發(fā)酵→加酒精串香蒸餾→新工藝白酒
⒉白酒工業(yè)的廢水
一部分為高濃度廢水,所含有機(jī)質(zhì)濃度非常高,如白酒糟、蒸餾鍋底水和蒸餾工段地面沖洗水、地下酒庫滲漏水、發(fā)酵池盲溝水等,COD濃度高達(dá)20000~100000mg/L、BOD濃度高達(dá)10000~44000mg/L左右,但這部分廢水量很小,只占總量的4%。污水中的主要污染物有醇類、氨基酸、酯類、醛類等物質(zhì)。這部分污水屬高濃度有機(jī)污水,應(yīng)先進(jìn)行預(yù)處理再與低濃度污水混合。⒉白酒工業(yè)的廢水其余如蒸餾工具清洗水和冷卻水等屬于低濃度廢水,有機(jī)質(zhì)濃度較低,COD濃度只有100~300mg/L,如釀造車間的冷卻水、洗瓶水、蒸餾操作工具的沖洗水、灌裝車間酒瓶清洗水等。高濃度和低濃度污水混合的綜合污水COD濃度約900mg/L、BOD濃度約450mg/L。廢水中的污染物的成分大部分為可生化降解的有機(jī)物,但其他組分中低碳醇、脂肪酸含量大,需經(jīng)很好的馴化才能使這部分物質(zhì)為生物所氧化。
⒊白酒工業(yè)的廢氣和廢渣
白酒企業(yè)的廢氣主要來自鍋爐房的燃燒廢氣。白酒生產(chǎn)會(huì)產(chǎn)生大量酒糟,1998年我國白酒產(chǎn)量650萬噸,產(chǎn)生白酒糟1000多萬噸,約合1.6噸酒糟/噸酒。鮮酒糟含水量60﹪以上,貯存極其困難,極易霉變,有些企業(yè)將大量白酒糟的任意堆放嚴(yán)重污染環(huán)境。干酒糟中粗淀粉含量低于玉米,粗蛋白、粗脂肪含量均高于玉米,干糟中的氨基酸、維生素、礦物質(zhì)和各種生物活性物質(zhì),作飼料均優(yōu)于一般谷物,應(yīng)督促白酒企業(yè)將白酒糟回收加工成飼料,既可減少污染,又可增加效益。白酒企業(yè)應(yīng)該大力開展白酒糟的綜合利用,發(fā)展白酒糟分離稻殼工藝、白酒糟干燥工藝,生產(chǎn)菌體蛋白等技術(shù)。⒋白酒的清潔生產(chǎn)
調(diào)整白酒產(chǎn)品結(jié)構(gòu),增加低度酒產(chǎn)量可以減少原料;擴(kuò)大液態(tài)法白酒生產(chǎn),原料出酒率可增加20﹪。對產(chǎn)生的白酒糟進(jìn)行綜合利用,生產(chǎn)飼料和其他產(chǎn)品。增加白酒生產(chǎn)低濃度污水的處理回用率。
(三)酒精工業(yè)的污染核算
可用于酒精的原料淀粉類原料包括薯類、谷類等糧食原料糖類原料主要是廢糖蜜纖維質(zhì)原料木材的廢料、農(nóng)作物秸稈、甘蔗渣、廢纖維等原料其他原料亞硫酸鹽紙漿廢液、植物等原料⒈酒精生產(chǎn)工藝
酒精生產(chǎn)分為發(fā)酵法和化學(xué)合成法兩種,我國食用酒精的生產(chǎn)工藝以發(fā)酵法為主。
⒈酒精生產(chǎn)工藝(1)發(fā)酵法是將淀粉質(zhì)、糖質(zhì)原料,在微生物作用下,經(jīng)發(fā)酵生產(chǎn)食用酒精。①淀粉質(zhì)原料酒精淀粉質(zhì)原料酒精主要產(chǎn)地是北方,以薯類、玉米、谷物和農(nóng)副產(chǎn)品為原料,利用其中的淀粉發(fā)酵而成,其中淀粉質(zhì)原料酒精產(chǎn)量占全國食用酒精總產(chǎn)量的81%。⒈酒精生產(chǎn)工藝淀粉質(zhì)原料酒精生產(chǎn)工藝如下:
糖化劑或糖化酶CO2酒母↓↑↓原料→粉碎→蒸煮→冷卻→糖化→冷卻→發(fā)酵→蒸餾→酒精、雜醇油↑↓↓↓↓α淀粉酶蒸煮廢水糖化廢水發(fā)酵廢水蒸餾廢水⒈酒精生產(chǎn)工藝②糖質(zhì)酒精糖質(zhì)酒精是以糖蜜為原料,經(jīng)發(fā)酵后醪液從初餾塔蒸餾而出,我國廣東、海南、廣西、云南、福建等省以甘蔗糖蜜生產(chǎn)酒精,黑龍江、內(nèi)蒙、新疆等省以甜菜糖蜜生產(chǎn)酒精。許多糖廠都設(shè)有糖蜜制酒車間。⒈酒精生產(chǎn)工藝糖質(zhì)原料酒精生產(chǎn)工藝如下:包括稀糖液制備、酒母培養(yǎng)、發(fā)酵、蒸餾等。糖蜜→稀釋→酸化→滅菌→澄清→添加營養(yǎng)鹽→發(fā)酵→↑↑水酒母成熟醪→蒸餾→成品酒精↓酒精廢醪⒈酒精生產(chǎn)工藝③纖維質(zhì)原料酒精是以林業(yè)和木材工業(yè)的下腳料、秸稈、廢纖維廢料、甘蔗渣等為原料,發(fā)酵、蒸餾工業(yè)酒精。纖維質(zhì)原料酒精生產(chǎn)工藝如下:原料→預(yù)處理→水解→水解液處理→發(fā)酵→蒸餾→↑↑↓酸或酶酒母酒精糟酒精、醛酯餾分、雜醇油
⒈酒精生產(chǎn)工藝④化學(xué)合成法是以煉焦炭、裂解石油的廢氣為原料,經(jīng)化學(xué)合成生產(chǎn)工業(yè)酒精(乙醇)。生產(chǎn)方法又可分為間接水合法和直接水合法兩種,目前工業(yè)上普遍采用后者。間接水合法:又稱硫酸水合法,它的生產(chǎn)過程是將乙烯與硫酸經(jīng)加成作用生成硫酸氫乙脂,再進(jìn)行水解,生成乙醇和硫酸。此法的缺點(diǎn)是對設(shè)備腐蝕嚴(yán)重,酸消耗較多,優(yōu)點(diǎn)是對原料氣體的純度要求不高,設(shè)備簡化,易于上馬。⒈酒精生產(chǎn)工藝直接水合法:乙烯與水蒸氣在磷酸催化劑存在下,在高壓高溫下可直接發(fā)生加成反應(yīng),生成酒精。此法要求乙烯純度在98%以上的原料氣,需要采用特殊的方法分離裂解其中各種組分,對設(shè)備、材料都提出了較高的要求,但此法步驟簡單,無腐蝕問題。2.酒精工業(yè)廢水及治理技術(shù)
高濃度污水:蒸餾工序的粗餾塔底部排放的酒精廢醪。每生產(chǎn)1噸酒精產(chǎn)生酒精廢醪約12~15噸,酒精廢醪屬高濃度有機(jī)廢水,其中主要含固體不溶物、油脂、蛋白質(zhì)、淀粉、膠體、糖類和無機(jī)物,有機(jī)物占總量的94﹪,COD濃度可達(dá)20000~150000mg/L、BOD達(dá)13000~40000mg/L,SS高達(dá)10000~50000mg/L、pH值3~5。酒精廢醪粘度大、色度高、呈酸性,處理難度大。2.酒精工業(yè)廢水及治理技術(shù)酒精廢醪在處理之前需經(jīng)過固液分離來降低廢水中的固體物質(zhì)含量,回收其中的有用物質(zhì),減輕后續(xù)處理的負(fù)荷。固液分離技術(shù)主要分兩大類,一類是直接進(jìn)行機(jī)械分離或蒸法濃縮分離;另一類先加藥進(jìn)行絮凝或中和,再進(jìn)行機(jī)械分離或蒸發(fā)濃縮分離。但是國內(nèi)外酒精廢醪的固液分離技術(shù)和設(shè)備大多是針對玉米酒精廢醪開發(fā)的,薯干和糖蜜酒精廢醪由于粘度比玉米酒精廢醪更大,因此直接的機(jī)械分離往往難以奏效,為了使機(jī)械分離得以順利進(jìn)行,常在機(jī)械分離之前添加一些化學(xué)助劑來調(diào)節(jié),以改善酒精廢醪的分離性能。2.酒精工業(yè)廢水及治理技術(shù)目前國內(nèi)外對酒精廢醪的處理技術(shù)有引田灌溉法、生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白、濃縮法、厭氧-好氧法、化學(xué)絮凝、高梯度磁場法等,我國一般采用厭氧-好氧法進(jìn)行處理。但該工藝運(yùn)行成本高,廢水在進(jìn)入?yún)捬醵吻靶杞?jīng)過中和,需消耗大量的堿。
2.酒精工業(yè)廢水及治理技術(shù)酒精生產(chǎn)過程中還要耗費(fèi)大量的水進(jìn)行沖洗、冷卻、提取等操作。污染來源包括粉碎、提取、泵送、蒸發(fā)、結(jié)晶、廢糖蜜的儲(chǔ)存和輸送;通氣操作過程中的滲漏、逃液、超負(fù)荷以及違章操作。地板沖洗、鍋爐洗滌、鍋爐房的操作等都能引起環(huán)境污染。生產(chǎn)設(shè)備的沖洗水、洗滌水屬于中濃度污水,COD濃度約600~2000mg/L,BOD在500~1000mg/L;蒸煮、糖化、發(fā)酵、蒸餾工藝的冷卻水屬于低濃度污水,COD濃度低于100mg/L。
3.酒精工業(yè)的廢氣和廢渣污染
酒精企業(yè)的廢氣主要來自鍋爐房的燃燒廢氣。廢渣來自酒精廢醪的預(yù)處理得到的酒精干酒醪。酒精行業(yè)每年產(chǎn)生4350萬立方米酒精糟。
4.酒精工業(yè)的清潔生產(chǎn)
國家規(guī)定的酒精行業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)政策包括以下內(nèi)容。①“釀酒工業(yè)環(huán)境保護(hù)行業(yè)政策、技術(shù)政策和污染防治政策”中酒精部分規(guī)定的行業(yè)政策為:酒精生產(chǎn)的最小經(jīng)濟(jì)規(guī)模為3萬噸/年;酒精生產(chǎn)原料由以薯類為主調(diào)整為玉米為主,實(shí)現(xiàn)有經(jīng)濟(jì)效益的綜合利用和廢水達(dá)標(biāo)排放;提倡糖蜜酒精集中加工處理和綜合利用;嚴(yán)格控制擴(kuò)大酒精生產(chǎn)能力的紀(jì)檢、技改項(xiàng)目。4.酒精工業(yè)的清潔生產(chǎn)
②規(guī)定的技術(shù)政策中限制和淘汰的技術(shù)有:淀粉原料高溫蒸煮糊化技術(shù);低濃度酒精發(fā)酵技術(shù);常壓蒸餾技術(shù)和裝置。推廣應(yīng)用的技術(shù)有:以玉米為原料的酒精糟生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)蛋白飼料(DDGS)技術(shù);薯類酒精厭氧發(fā)酵制沼氣,消化液再經(jīng)好氧處理技術(shù);糖蜜酒精糟采用大罐通風(fēng)發(fā)酵生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白飼料技術(shù)。
4.酒精工業(yè)的清潔生產(chǎn)
③“輕工業(yè)資源綜合利用技術(shù)”規(guī)定的酒
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