浅谈化工行业与环境保护的协调和谐发展Word文件下载.docx

1、一.化工废渣磷渣用电炉法制取黄磷时，所得到的以硅酸钙为主要成分的熔融物，经淬冷成粒，即为粒化电炉磷渣，简称磷渣。这种磷渣是一种工业废渣。1.工艺过程黄磷生产主要按下式反应进行Ca3（PO4）2 +3Si02+5C3CaSi03+2P+5CO式中，焦碳（C）作为磷的还原剂，石英砂和生成的Ca0结合，成为易熔炉渣（CaSiO3）。因此，Ca0和Si02是磷渣的主要成分，平均含量在90%以上，生产上一般控制Si02/Ca0在0. 7和1. 0之间磷渣出炉前呈熔融状态，温度在1350-1400 之间，经过水淬后，成为颗粒状磷渣。磷渣通常为黄白色或灰白色，如含磷量较高时，则呈灰黑色。急冷后的粒状磷渣主要

2、为玻璃体结构，若将高温液渣自然慢冷，则成为块状磷渣，硬度较大。2.综合利用磷渣掺入混凝土（胶砂）中取代一部分水泥，特别是磷渣掺量较高时，使水泥熟料大为减少。由于磷渣必须在水泥熟料水化产生的氢氧化钙做激发剂的条件下才能进行水化，因而磷本身的水化比水泥熟料慢，而且磷渣对水泥水化有显著的缓凝作用，因而使磷渣混凝土（胶砂）早期强度有所降低。不过，根据一般规律，若水泥早期水化被抑制，其晶体“生长发育”条件好，使水化产物的质量显著提高，水泥石结构更加紧密，内部孔隙率下降，气孔直径变小，因而对混凝土后期强度发展有利，从而使混凝土后期强度提高。此外，磷渣具有较高的活性，其二次水化反应会提高水泥石的强度，改善界

3、面结构和孔径分布，使混凝土（胶砂）后期强度提高。 由于黄磷生产过程中不可能将黄磷全部吸收完全，炉渣中含有少量元素磷成分，俗称“残磷”。硅具有增加土壤松散性、抗病虫害、抗倒伏的作用，在低硅土壤中施用能大幅度提高农作物产量。因此，可利用黄磷渣中的硅、磷元素生产农肥。辽中化工厂将黄磷炉渣与磷泥渣共同混合烘干，破碎磨细成粉状，制成有效磷成分20%的“双渣肥”作为磷肥类利用，对农作物有一定的助长、增产效果ll。与磷泥渣混合的目的是增加“双渣肥”有效磷成分。而本文矸究的磷渣中P205含量达到了3.1%，因此可以作为很好的肥料。二.采矿废渣煤矸石煤矸石是与煤层伴生的矿物，是在煤炭开发和洗选过程中被分离出来的

4、废弃岩石，煤矿上常称之为夹砰它实际上是含碳物（碳质页岩、碳质砂岩等，还有少量煤）与岩石（页岩、砂岩、烁岩等）的混合物大部分结构致密，呈黑色;自燃后呈浅红色，结构疏松煤矸石的主要化学成分一般以氧化物为主，如Si02 、Al2 03等，矿物成分主要由粘土矿物（高岭石、伊利石、蒙脱石、勃母石）、石英、方解石、硫铁及碳质组成，煤矸石是我国口前排放、堆存量最大的工业废渣之一。煤矸石排放量约占原煤产量的15%20 %，已累计储存量达70亿吨之多。煤矸石堆存已经成为大气环境中二氧化硫污染的重要因素。煤矸石山周围的地下水呈现高矿化度、高硬度，硫酸盐、钠离子等含量升高。同时，煤矸石山溢流水的污染使土壤盐分升高，

5、导致土地盐碱化，使农作物生长发育受到影响，有的因污染严重无法耕种，因煤矸石易于风化，且有机成分容易发生自燃，产生了大量一氧化碳、二氧化硫、硫化氢等有毒有害气体，以至于在一些煤矸石堆积地自燃释放的毒气影响到人们的正常呼吸（煤矸石自燃释放的有害气体之一硫化氢就是某某开县井喷事故造成人员重大伤亡的元凶）煤矸石造成大气环境恶化、河道堵塞、地表和地下水污染、土地沙化和大而积的水土流失，并引发了一系列的社会问题。 2.综合利用 近年来，国内多次报道各地的煤矸石山因自燃、爆炸、倒塌等危及人身安全的事件，因此煤矸石的综合治理也受到了高度重视。但是由于煤矸石的利用技术水平不高，相对国外的煤矸石综合利用水平还存在

6、一定的差距，到口前为止，最成功的煤矸石利用方法是生物复田法。生物复田法可以说是当代最先进的复田工艺，它首先在美国和匈牙利获得成功，口前正向全世界推广。美国还研究成功了直接从燃烧的煤矸石山中回收热能。法国对灰分较大的煤矸石进行洗选，回收了其中的可燃物，用于发电，从而可以节约煤炭。而在我国，煤矸石的综合利用主要结合于建材的生产: （1）用于生产水泥煤矸石可作为生产水泥的原材料，这是因为煤矸石的化学成分与粘土相似，故可以代替粘土，与石灰石、铁粉及硅石等原料一起配料，生产所需要标号的水泥。另外，煤矸石可作为水泥混合材生产煤矸石无熟料及少熟料水泥，煤矸石无熟料水泥是以煤矸石为主要原料，掺入适量的石灰、石

7、膏，细磨制成的水硬性胶凝材料，配合激发剂的使用，其强度可以大幅度提高。煤矸石少熟料水泥也称煤矸石砌筑水泥，它与无熟料水泥相比具有凝结快，早强性好等优点。这种水泥不仅可以用于砌筑、抹面，而且可以作为砖瓦砌块的原料。 （2）用于生产砖、瓦煤矸石经过配料、粉碎、成型干燥和焙烧等工序可制成砖和瓦。除煤矸石的破碎工序以外，其它工艺与普通勤土瓦的生产工艺基本相同。 （3）用作填充材料煤矸石作为塌陷区复地的填充材料，已经取得了很好的经济和社会效应，这种途径消耗渣量大，能有效解决煤矸石占地的问题 （ 4）用于生产空心砌块以煤矸石无熟料水泥作为胶结料，自燃煤矸石作为粗细集料，加水搅拌配制成半干硬性混凝土，经过振

8、动成型，再经蒸汽养护而做成一种新型墙体材料。该墙体材料具有质轩、保温性、隔音性良好的特点。 尽管煤矸石的年利用率逐步提高，但是利用量与其产量相比还远远不够，综合利用煤矸石的技术还不够成熟以煤矸石活化技术为例，其主要采取热活化为手段，但由于各地煤矸石的物性不同，在热活化过程中的最佳保温温度、保温时间也不同，再加上煤矸石的堆积量之大，给以工业化方式综合利用煤矸石带来了一定的困难。就口前煤矸石的利用情况来看，将煤矸石高掺量地用于大型水泥混凝土工程的应用实例不多，许多成果也只限于实验阶段。研究表明煤矸石水泥具有良好的抗物理和化学腐蚀，煤矸石水泥发生碱集料反应的可能性小于硅酸盐水泥混凝土。将煤矸石作为混

9、凝土掺合料使用还有待于进一步研究。三. 冶金废渣钢渣钢渣，作为炼钢过程中的副产物，它呈黑色，外观像结块的水泥熟料，其中夹带部分铁粒，硬度大，密度为1700 2000kg/耐钢渣的主要矿物组成为橄榄石（2Fe0 Si02 ） .硅酸二钙（2Ca0Si02）、硅酸三钙（3Ca0Si02）、铁酸二钙（2Ca0Fe203），还有部分氟磷灰石（9Ca03P205CaF2）和游离氧化钙（Ca0），随着碱度不同，钢渣中主体矿物相有所差别根据钢渣的碱度（R= Ca0/ （Si02 + P205）不同，可以将钢渣分为低碱度、中碱度和高碱度钢渣。口前钢渣的利用以中高度钢渣为主。钢渣的产量约为钢产量的15%一2 0

10、%，2004年我国钢产量为2.72亿吨，而今年预计钢产量将突破3亿吨。中国钢产量连续9年世界第一，在钢铁工业飞速发展的背后，钢渣的产量也是绝对不可轻视的。然而就口前钢渣的综合利用情况来看，钢渣的利用率和利用效率都远不如粉煤灰和矿渣，其原因大致可以归纳为以下3点 （ 1）钢渣的易磨性很差根据国标GBJ9286有关指标，钢渣可以归类为最坚硬的岩石之列。钢渣结构致密，且含铁量高，因此较耐磨，粉磨电耗高 （2）钢渣的早期活性很低钢渣中含有具有水硬胶凝性的矿物C3S和C2S，尽管从水泥矿物学的角度看，C3S能对早期强度起主要作用，但是由于钢渣经高温熔融形成“死烧”， C3S的水化活性要在相当长的时间内才

11、能发挥出来再加上C2S只能对后期强度作出贡献，所以在无适合激发剂的情况下，钢渣的早期水化活性很低。 （ 3）钢渣的安定性不良。由于钢渣中的fCa0和Mg0含量较高，f Ca0水化生成Ca（OH）2，体积增长100%300% ；Mg0水化生成Mg（OH）2，体积增长77%，所以若不消除f Ca0和M g0带来的安定性问题，钢渣制品，特别是在使用的中后期，很容易出现膨胀开裂的现象。口前快速解决钢渣安定性问题的方法一般是粉磨，只有当钢渣被粉磨到一定细度时，其中的f Ca0和Mg0才能被活化，在钢渣制品硬化之前提前水化但是由于钢渣的易磨性很差，细磨钢渣需要较高的电耗，磨机的磨损率也将增大，所以仅用机械

12、方式将钢渣粉磨至较大细度以提高其活性在经济上不一定可行。 由于钢渣的这些特性，其利用率相对较低，应用X围也较窄。口前，就建材行业而言，钢渣主要仅应用于路基垫层材料这是由于钢渣具有容重大、表而粗糙不易滑移、耐侵蚀的特点等。钢渣另一个突出特点是在水泥和混凝土中加入钢渣，能明显提高它们的抗折强度。而在道路混凝土相关标准中，抗折强度是衡量道路混凝土性能优劣的主要指标之一，所以将钢渣作为优良的耐磨道路专用材料具有较好的发展前景。另外钢渣混凝土具有良好的抗化学腐蚀的能力，加之其耐磨的特性，也是理想的海工工程材料。由于口前钢渣的价格较低，通过机械激发和化学激发相结合提高钢渣的活性，在水泥和混凝土中部分或全部

13、代替矿渣的使用是钢渣综合利用的发展方向。1.氢氧化钠碱化法将废渣用磁铁吸去机械杂质，再粉碎至325目后，加入过量的稀氢氧化钠溶液碘化亚铜溶解生成氧化亚铜和碘化钠。2干法废渣经除杂质后，送入煅烧炉内加热到650800煅烧，碘化亚铜熔化，取出氧化亚铜后，用磁铁吸去机械杂质，再粉碎至325目，制得氧化亚铜成品。（此法只把两种混合物分离）3葡萄糖还原法将废渣用磁铁吸去机械杂质，再粉碎至325目后，加入过量的氨水，与葡萄糖混合后进行反应，生成氧化亚铜，经过滤、漂洗、烘干粉碎制得氧化亚铜产品。在溶液中加入氢氧化钠即可得到碘化钠。膜生物处理技术（MBR），该工艺技术特别适用于有机浓度高、处理要求高的食品、有

14、机化工、医药及畜牧等行业的废水处理以及中水回用处理。MBR技术以与活性污泥法相同的处理原理去除废水中的有机物，不同的是活性污泥法在沉淀池进行固液分离，而MBR装置则是通过膜分离单元将清水直接抽出。该技术可以同时处理生活污水和科研区污水。MBR工艺流程一、生活污水处理：生活污水处理工艺目前已相当成熟，其核心技术为活性污泥法和生物膜法，对活性污泥法（或生物膜法）的改进及发展形成了各种不同的生活污水处理工艺，传统的活性污泥法处理工艺在中小型生活污水处理已较少使用。根据污水的水量、水质和出水要求及当地的实际情况，选用合理的污水处理工艺，对污水处理的正常运行、处理费用具有决定性的作用。本文主要生活污水处

15、理常用的工艺作简单介绍。二、 中小型生活污水处理工艺典型的生活污水处理完整工艺如下：污水前处理 生化法 二沉池消毒 出水 | | -污泥处理系统-前处理也称为预处理技术，常用的有格栅或格网、调节池、沉砂池、初沉池等。由于生活污水处理的核心是生化部分，因此我们称污水处理工艺是特指这部分，如接触氧化法、SBR法、A/O法等。用生化法（包括厌氧和好氧）处理生活污水在目前是最经济、最适用的污水处理工艺，根据生活污水的水量、水质及现场的条件而选择不同的污水处理工艺对投资及运行成本具有决定性的影响。下面就目前常用的生活污水处理工艺作一简介。1、 无能耗地埋式小型生活污水装置即改进型化粪池，工艺流程如下：污

16、水厌氧水解池 厌氧过滤池 氧化沟出水厌氧水解池即为国标化粪池，厌氧过滤池即为厌氧接触氧化池，内置填料，氧化沟即利用排水沟及强制通风，空气中的氧气溶入污水中的过程为自然进行。这一污水处理工艺适宜单个住宅楼的生活污水处理，且可与国标化粪池组合使用，其最大的优点是运行费用为零。出水水质可达到国家污水综合排放标准中的二级标准。该工艺适宜于污水量小于20m3/d的污水处理工程，可在较为富裕的农村地区使用。2、 A/O法即厌氧好氧污水处理工艺，流程如下：污水前处理厌氧水解池接触氧化池沉淀池过滤池出水 |_ 污泥回流_|设计要点：A：厌氧水解池采用上升流式厌氧污泥床反应器的形式，设计水力停留时间为24小时。

17、厌氧池下部为污泥床区，污泥床厚度通常控制在11.2M之间，进水系统可采用脉冲进水中阻力布水系统，底部设布水沟，保留污泥不沉积底部，呈悬浮状态。污泥床平均浓度为3035g/l,则污泥负荷为0.350.30kgCODcr/kg（ss）.d。B：生物接触氧化工艺是介于活性污泥法与生物膜法之间的一种污水处理工艺。池内设有填料，微生物一部分以生物膜的形式固着于填料表面，一部分则以絮状悬浮生长于水中，因此它兼有活性污泥法与生物滤池的特点。曝气系统可采用鼓风或射流曝氧增氧系统（设计时必须考虑投资及运行成本）。为培养微生物的不同的优势菌种，将接触氧化池分为两格是行之有效的。第一格有效水力停留时间为2.5小时，

18、有机负荷为1.15kgBOD5/m3.d。第二格有效水力停留时间为1.5小时，有机负荷0.768kgBOD5/m3.d。A/O法的主要特点是：适应能力强；耐冲击负荷；高容积负荷；不存在污泥膨胀；排泥量非常少；具有较好的脱氮效果。由A/O法衍生的A2/O、A3/O污水处理工艺，原理上是相似的。3、SBR法即间歇式活性污泥法，由于它具有一系列优于普通活性污泥法的特征，目前已普遍应用于污水处理工程中。SBR法中曝气池兼具沉淀的作用，厌氧、好氧也在同一池进行。其运行操作由流入、反应、沉淀、排放、待机五个工序组成。通过调节每个工序的时间，可达到除磷脱氮的效果。前处理SBR反应器 过滤出水 污泥处置理论上

19、SBR反应器的容积负荷有一个较在的X围，为0.11.3 kgBOD5/m3.d，但为安全计，一般取低值，如0.1 kgBOD5/m3.d左右。最高水位和最低水位，最高水位即反应时的水位，最低水位是指排放工序结束时的水位，最低水位必须保证在排水在此水位时，沉淀污泥不随上清液而流失。SBR工艺的主要特点有：出水水质较好；占地少；不产生污泥膨胀；除磷脱氮效果好。4、氧化沟氧化沟是活性污泥法的一种变形，其池体狭长，故称为氧化沟。氧化沟有多种构造型式，典型的有：卡罗塞式；奥巴尔型；C：交替工作式氧化沟；D：曝气沉淀一体化氧化沟氧化沟技术已广泛应用于大中型城市污水处理厂，其规模从每日几百立方米至几万立方米

20、，工艺日趋完善，其构造型式也越来越多。其主要特点是：进出水装置简单；污水的流态可看成是完全混合式，由于池体狭长，又类似于推流式；BOD负荷低，处理水质良好；污泥产率低，排泥量少；污泥龄长，具有脱氮的功能。混合液悬浮固体浓度5000mg/l；生物固体平均停留时间，去除BOD5时，取58天，当要求硝化反应时取1030天；水力停留时间为20、24、36、48h，根据对处理水水质要求而定；BODSS负荷（Ns）为0.030.07kgBOD/（kgMLSS.d）；BOD容积负荷（Nv）为0.10.2 kgBOD/（m3.d）；污泥回流比为50150%；混合液在渠内的流速为0.40.5m/s；沟底流速为0

21、.3 m/s。实验室废水处理实验室废水的排放周期不定，排放水量也无规律，且所含污染物成分较为复杂，除含有洗涤剂及常用溶剂等有机物外，还有较多的酸碱、有毒有害的有机物苯、酚以及重金属。实验室废水按污染程度可分为高浓度和低浓度实验室废水。高浓度实验室废水主要成分为液态的失效试剂废洗液、废有机溶剂、废试剂等，液态的实验废弃产物或中间产物如各种有机溶剂、离心液，液体副产品等;低浓度实验室废水指实验室过程中排放的浓度与毒性较低的实验用水，以及各种洗涤液产物或中间产物的洗涤液，仪器或器具的润洗液和洗涤废水等），毒性小，浓度低的废试液，以及用作冷却、加热用途的水。根据废水中所含主要污染物性质，可以分为有机、

22、无机、及含病原微生物实验室废水三大类。无机废水主要含有重金属、重金属络合物，酸碱，氰化物，硫化物，卤素离子以及其他无机离子等。有机废水含有常用的有机溶剂，有机酸，醚类，多氯联苯，有机磷化合物，酚类，石油类，油脂类物质。按照废水中所含污染物的主要成分来分类，可以分为含重金属废水、含氰废水、含酚废水、酸性废水、碱性废水、卤素类废水等。含病原微生物废水主要由医疗及生物实验室化验废水、解剖台冲洗废水、生物培养液、培养基和少量实验器具冲刷水、动物室笼具冲刷废水，含有病源微生物。3实验室废水处理方法概述1絮凝沉淀法 这类方法适用于含重金属离子较多的无机实验室废水。当确定了废水的性质后，在探索了各种离子沉降

23、的特性后，选择合适的絮凝剂（石灰、铁盐、铝盐等），在弱碱性条件下可形成Mn（OH） ,Fe（OH）3，和A1（0H）3，的絮胶状沉淀，且具有吸附作用，在去除重金属离子的同时，也可以除去一部分水中的其它污染物，降低废水的COD，提高废水的可生化性。2硫化物沉淀法 此类方法是针对含有汞、铅、辐等金属比较多的实验室废水，一般是用NaZS或NaHS把废水中的重金属转变为难溶于水的金属硫化物，然后使其与Fe（OH）3共沉淀而分离出去。将废水的pH值调到8.0-10.0，再向废水中加入过量的硫化钠，使其生成硫化物沉淀，再加入FeSO4作为共沉淀剂，生成的FeS将水中悬浮的硫化汞、硫化铅、硫化辐微粒吸附而共

24、沉淀，然后静置，分离过滤。3氧化还原中和沉淀法此类方法多适用于含有六价铬或具有还原性的有毒物质，比如氰根离子等，以及一些金属的有机化合物。常用的工艺过程就是让废水经过氧化还原反应，使得毒性高的污染物转化成毒性低的物质，然后再经过混凝、沉淀将污染物从反应体系中除去。 对于六价铬的废液，先把Cr6+还原成Cr3+，然后用沉淀剂将其沉淀除去或将其与其他的重金属废液一起处理。该反应中的还原剂常为铁粉、亚铁盐、亚硫酸氢盐或二氧化硫等，在pH值低于3.0的条件下进行反应，然后中和沉淀，将铬转化为难溶盐除去。当溶液中有氰根离子时，一般先在碱性条件下用氧化剂将其氧化成为N:和COZ，主要的方法有氯碱法、电解氧

25、化法、普鲁士蓝法+（是以生成铁氰化合物的形式使之沉淀的方法）、臭氧氧化法以及铁屑内电解法。4活性炭吸附法 活性炭吸附法多用于去除用生物或物理、化学法不能去除的微量呈溶解状态的有机物。实验室浓有机废水含有大量试验残液和废溶剂，其主要成分为烷烃类、芳香族以及能使液而表而自由能降低很多的物质，且废水浓度高、量小、呈酸性，很适合用活性炭吸附处理。处理工艺流程为先经过简单分离把废水中的有机相分离出来，再经过活性炭二级吸附，COD的去除率可达到93%，同时活性炭还吸附部分无机重金属离子。5高浓度有机废水处理方法 有焚烧法、溶剂萃取法、氧化分解法、水解法以及生物化学处理法等。有机溶剂如醇类、酯类、有机酸、酮

26、及醚等应尽量回收，循环使用。对含水的低浓度废液，用与水不相混合的挥发性的溶剂进行萃取，分离后再焚烧。对形成乳浊液之类的废液不能用此法处理，要用焚烧法处理。如果量少可把它装入铁制或瓷制容器，选择室外安全的地方烧掉。对难以燃烧的物质，可把它与可燃性物质混合燃烧。但在运作时要特别注意勿使燃烧不完全之毒性物质或燃烧产生之毒气逸出造成二次污染，燃烧完全与否，视燃烧温度、燃烧区域之停留时间及混合状况而定。6含病原微生物废水处理 针对不同的病菌和细菌投放相应的化学药剂灭活处理后，再采用高温高压蒸汽灭菌处理系统消毒处理。化学消毒:一般采用的化学消毒剂有含氯消毒剂、过氧化物类消毒剂、醛类消毒剂、环氧乙烷、醇类消

27、毒剂、酚类消毒剂、季按盐类消毒剂等;高温高压蒸汽灭菌消毒系统主要由蒸汽发生器、高压蒸汽灭菌装置组该方法是对含病原微生物最有效和最可靠的方一般121 0C, 30min以上99.9%可以灭活。成氨废气回收及综合利用合成氨废气回收及综合利用装置，将精炼工段再生气、冷冻氨冷凝器放空气中的氨回收制成氨水，送往碳化工段与脱碳闪蒸气中的co2进行反应生成碳酸氢铵。1.精炼再生气氨回收工艺流程再生气出回流塔后在高速喷射氨水的抽吸作用下进入高位吸氨器，气体在尾管内和氨水充分接触反应进入下部带冷却装置的吸收塔，气相在其中鼓泡，再生气中的NH3和CO2被大量吸收，余气在净氨塔上部填料段经脱盐水洗涤回收残余的NH3

28、和Co2后，尾气中NH3含量小于0.3%，送往脱硫工段罗茨风机进口，汇入煤气总管。吸收塔内所用氨水为碳化母液，经氨水泵加压在吸氨器和吸收塔内循环，此过程小仅有二氧化碳、水和氨的化学反应吸收，并且有氨溶于水的物理吸收，因此具有速度快、吸收更为彻底的优点当氨水浓度达到150tt时送碳化工段生产碳铵，净氨塔制得的稀氨水作为系统补充用。2.冷冻氨冷凝器放空气氨回收合成氨生产的氨制冷系统所用的液氨中溶解有少量氢氮气，随着氨制冷剂的循环，这部分氢氮气在冷冻氨冷凝器中累积，形成一定分压，从而导致冷凝压力上升，冰机电耗高，严重超压时冰机无法正常运行为解决这一问题，冷凝器必须定期放空，将氢氮气士下放，其中含量在90%左右的氨也被自自放掉经过认真分析，大胆创新，决定将这部分放空气减压后送往碳化上段吸收岗位，用精炼送来的氨水巧150tt将其吸收，制得180tt的浓度水供碳化使用。3.碳化工艺流程脱碳岗位来的闪蒸气经