1、化工生產中的三廢處理 近些年，我們一般所說的工業“三廢”是指的是工業生產當中產生的廢氣、廢水和廢渣。而“三廢”的產生主要有這幾個來源，一是化學反應不完全或者有副反應，二是物理分離中產生的，三是通過非正常時期的短期排放產生的。“工業三廢”中含有多種有毒、有害物質，若不經妥善處理，如未達到規定的排放標準而排放到環境（大氣、水域、土壤）中，超過環境自凈能力的容許量，就對環境產生了污染，破壞生態平衡和自然資源，影響工農業生產和人民健康，污染物在環境中發生物理的和化學的變化后就又產生了新的物質。好多都是對人的健康有危害的。這些物質通過不同的途徑（呼吸道、消化道、皮膚）進入人的體內，有的直接產生危害，有的

2、還有蓄積作用，會更加嚴重的危害人的健康。不同物質會有不同影響。 化工生產曾今給人類創造了很多財富，生產了許多各個領域必須的產品，滿足了人們生產和生活的越來越高的要求。但生產過程中的一些廢棄物排入環境中，造成水體、大氣和土壤的污染，這些污染物在水環境、大氣環境和土壤環境之間不斷地時行互相遷移、循環給人類的生活環境帶來嚴重的危害。到20世紀末期尤為嚴重，已經形成了21世紀的一大“公害”。據資料統計，當今世界各國生產使用十多萬種化學化工產品。人們利用各種原料進行加工，其中1/3直接轉化為廢物和污染物，2/3轉化為產品。 一、 化工三廢的產生、分類及特點(1) 化工廢棄物的分類。 化學工業中所產生的廢

3、棄物，可以按聚集在一起時的狀態來分類，也可按它們被處理和利用的辦法來分類。其中最常用且又合理的是按聚集狀態來分類，即將廢棄物分為固體廢物、液體廢物和氣體廢物三大類，也就是我們通常意義上的“三廢”。固體廢物，這是些成粉末狀、灰狀、塊狀或凝固狀的廢物。屬于這一類的有：殘渣，灰渣，飛灰和煙灰，塑料丟棄物，廢橡膠，選礦后留下的含金屬的礦渣，有腐渣的有機物等。液體廢棄物大都是些被污染的水體或其它廢溶液，其中溶有鹽類、堿類、酸和有機物，也包括分散的“油”液和含有懸浮的顆粒狀雜質。屬于這一類的主要是生產中排出的廢水或用過了的有機溶劑和有機液體。氣體形式的廢物，這是一些工業鍋爐、干燥設備、通風設備所排出的氣體

4、以及化學生產過程中分離出來的氣體等等。屬于這一類的有：各種煙，各種氣味的氣體，或霧狀的固體或液體彌散顆粒，以及含N0、S02、HCl、HF等的煙霧，含塵氣體，有機物蒸汽，含有有毒物質的蒸汽空氣混合氣體。除上述三類主要的形式外，還有一類較特殊的廢棄物，即成泥漿狀的廢棄物，它既不能算作液體，也不能算作固體。通常它們是松散的或呈細粒晶體狀的糊，其中含有(按質量計) 2080的水，不預先經過加工處理(干燥、凍結等)就較難運輸。屬于這一類的有：過濾、沉淀后的殘渣，廢液中和處理或特殊加工處理后產生的泥漿等。 化工廢物的“毒性程度”是一個重要的概念或參數。所謂毒性程度，指的是化學或化工廢物對生物界的影響。首

5、先，是指對人類的影響，其次是對動植物的影響。根據毒性程度的大小，化學或化工廢物可以分為無害的、有毒的和劇毒的幾種。實際上，所有的化學或化工廢物幾乎都是有毒的，它所產生的影響的大小取決于人所接觸到的劑量或自然環境中所具有的濃度。此外，許多化學物質無論是在組織中還是在周圍環境中，許多都有能積累的特點，從而越來越加劇了毒性的作用。(2)化工三廢的來源。 雖然產生化工污染物的原因和污染物進入環境的途徑有多種多樣，但概括講，化工污染物的主要來源大致可分為以下兩個方面。二、生產中三廢的綜合利用 將化工廠排放的廢棄物，加以合理的綜合利用和回收，使無用的“廢物”重新成為有用之物，即可治理三廢防治污染，又可創造

6、財富，故稱之為“資源的二次開發工作”。 1.廢氣的處理和利用 廢氣的常用處理方法：冷凝法，吸收法，吸附法，直接燃燒法，催化燃燒法五種。典型化工廢氣的處理和利用化工生產過程中典型的廢氣處理主要有：煙氣脫硫和煙氣脫硝兩大部分。 2.廢水的處理方法 工業上對廢水處理的方法有物理法，化學法和生物法三類。化工生產過程中典型的廢水有：含硫廢水，含酚、氰有毒廢水含硫廢水的處理：主要有空氣氧化法和水蒸氣氧化法 3.廢渣的處理方法 化工生產過程中排出的廢渣，除少數組分回收利用外，大都分采用堆放處理。化學和生物處理。用化學和生物的方法處理化工廢渣，主要有中和、氧化、還原、水解、化學固定等方法。三、三廢治理原則 對

7、于三廢的防治，在進行工藝設計和工程設計時，要把三廢治理作為重要環節，做到“三同時”，即同時設計、同時施工、同時投產。對于已經投產的企業，如果三廢不加治理時，可以指令限期治理，不然可以令其停產。治理三廢的積極的思路就是改造工藝，使其不產生無法治理或難以治理的三廢；其次是“三廢”資源化，回收利用或生產出新的產品(過去稱綜合利用產品)，萬不得已則使之無害化。這是總的原則。 采用先進工業技術，控制產生污染 (1)對有嚴重污染的原料路線、生產方法進行改革。 化工生產中采用的某些原料、催化劑以及生產過程中的中間產物，是有毒有害的，直接污染生產環境，長期危害操作人員健康。因此，力圖實現工藝改革，采用無害或低

8、害的原料路線，并相應改變工藝生產方法。隔膜電解法代替水銀電解法，就免除了汞污染。有些生產中由于使用大量酸、堿、溶劑、氨等，造成嚴重的污染。如用次氯酸化法生產環氧乙烷，需要排放大量的石灰漿和含有機氧化物的廢水；采用乙烯直接氧化制環氧乙烷，污染顯著減輕。 (2)改變造成污染的產品品種。 有些化工產品在生產和使用過程中有毒有害，污染環境，需要采用改革產品品種的措施。農藥生產在這方面的例子是顯著的。如以往使用的無機砷、有機汞農藥以及六六六、滴滴涕等有機氯制劑，現在已禁止生產和使用。 (3)改變設備、改進操作。 為減少和消除污染，需要對污染環境的生產設備進行改造。如在冷卻、洗滌操作上，采用直接接觸式設備

9、，會產生大量的廢水，如改用問接冷卻器進行問接冷卻，可有效地減少污染物的排放量。電解食鹽水工業中產生的氯氣，過去用直接噴淋水冷卻的方法去除氯氣中的水蒸氣，在噴淋過程中水與氯氣直接接觸，有一部分氯氣溶解于水，因而排放出來的廢水中含有一定量的氯。現在采用鈦管列管冷卻器，氯氣通過鈦管，被管外的冷凍水進行問接冷卻，使濾器中的水蒸氣直接冷凝下來，不與冷卻用水接觸，消除了排出水含氯的問題，同時減少了氯氣的損失。 (4)采用密閉循環工藝。 所謂密閉循環，指系統的廢棄物，通過一定的治理技術，重新回到系統中加以使用，以避免污染物排放環境的工藝。又稱為“無廢工藝”或“零排放工藝”。它既可降低原料消耗，又減少污染物的

10、危害。 (5)減少系統泄漏。 從控制污染觀點考慮，提高設備管道的嚴密性、減少反應物料的泄漏也是十分重要的。需要提高設備和管道的嚴密性，對泵和閥門等管件要選用密閉性能好的，如屏蔽屏、整體閥門等；管件連接密封，可選用優質墊圈，采用雙層密封等。為防止泄漏，在設計上應盡量減少機械連接，在材質上要選用耐腐蝕的材料，對因腐蝕易引起泄漏的部位，要在設計上考慮便于監測和修補。視流體性質不同，應安裝自動報警或監測泄漏的裝置，以防止泄漏事故的發生。四、本文主要介紹幾項重大污染行業的三廢處理：造紙業、氯堿工業。造紙業： 隨著造紙工業的迅速發展，造紙工業廢水已經成為水環境的重要污染源之一。造紙工業廢水的污染已經是世界

11、公認的“六大”公害之一，對環境的污染主要為廢水、廢氣、廢渣、噪聲和惡臭。其中廢水的污染最為嚴重和復雜，這是由于造紙工業廢水排放量大，又還有大量的纖維素、木質素、無機堿以及丹寧、樹脂、蛋白質等。并且即使經過充分的廢液回收利用，也還是或多或少地會有一些纖維素和半纖維素流失進入廢水中。含有大量有機物的造紙廢水排入水體，對水體會造成不同程度的污染。同時造紙過程中通常還需要加入一些必要的化學藥劑和化學助劑，這些物質流失進入水體中更是加重了水體污染。造紙工業的漂白工段通常是采用含氯化合物漂白，導致排出的漂白廢水中含有大量的氯化有機物，其中的氯苯酚、氯化脂肪酸、氯化樹脂酸、dioxin 等有毒且難以處理的氯

12、化有機物，對環境中的生物具有強烈的毒害、致畸、致多發性腦神經病變作用，因此如何有效地去除造紙廢水中的含氯有機物已經成為廢水處理的一大難題。本文在查閱大量文獻資料的基礎上針對當前的廢水來源和廢水處理技術特點進行詳述, 主要介紹國內外處理造紙廢水的方法和新技術，并就國內外治理造紙廢水的現狀和未來的發展前景加以評述。4.1 制漿造紙廢水特點和處理方法 造紙工業廢水主要分為蒸煮廢液、中段水、造紙白水三種, 對于廢紙制漿企業來說, 在廢紙再生利用過程中會產生脫墨廢水, 它們由于產生的情況和來源不同, 其污染的嚴重程度和特點也有一定的差異。4.1.1 蒸煮廢液 蒸煮廢液即堿法制漿的黑液和酸法制漿的紅液。目

13、前國內的制漿技術主要是堿法制漿, 黑液的污染負荷最大, 占整個造紙行業污染負荷的90% , 其產生的黑液污染物濃度與所用造紙原料種類、生產工藝等有關。一般黑液中雜質約占10% 20% , 其中1/ 3 為無機物, 主要是各種鈉鹽; 2/ 3 為有機物, 主要是堿木素、半纖維素、脂肪酸和樹脂酸等。對其處理方法主要是采用堿回收, 但目前草類原料中的硅干擾問題沒有完全解決, 使得黑液提取率比木材低得多, 堿回收比較困難, 造成一定的污染, 而且堿回收工藝投資大, 工藝復雜, 只有大型制漿企業才能承受。4.1.2 中段水 中段水來源于造紙工藝的洗滌、篩選、漂白工段, 是廢水處理的主要目標, 其化學成分

14、與黑液相仿, 只是濃度稍低, 其中漂白廢水中含有大量的有機氯化物, 具有很深的顏色和很大的毒性, 除了需要除去COD、BOD、SS 等物質外, 還要進行脫色處理。目前中段廢水的處理工藝主要是物化和生化處理, 經過處理后, 雖然COD、BOD、SS 等物質大大降低, 但部分有機污4.1.3 造紙白水 造紙白水主要來自打漿、漿料的凈化篩選和造紙機的濕部。白水污染物濃度低, 主要是一些纖維、填料、涂料等, 可通過白水封閉循環、過濾、篩分、氣浮、沉淀等處理工藝, 回收纖維實現可循環利用, 減少污染排放量。 4.1.4 廢紙脫墨廢水 廢紙脫墨廢水主要來源于制漿部分的洗滌廢, 該廢水不僅SS 含量高、色度

15、大, 而且還含有大量成分復雜的COD 物質。這些COD 物質主要包括細小纖維、油墨、樹脂、顏料、化學藥品和機械雜質等污染物, 根據廢紙來源和生產工藝的差別, 洗滌廢水的特征有所不同。我染物無法有效去除。國目前采用的廢紙造紙廢水處理技術為混凝沉淀( 或氣浮) 等。氯堿，即氯堿工業 使用飽和食鹽水制氯氣氫氣燒堿的方法。工業上用電解飽和NaCl溶液的方法來制取NaOH、Cl2和H2，并以它們為原料生產一系列化工產品，稱為氯堿工業。氯堿工業是最基本的化學工業之一，它的產品除應用于化學工業本身外，還廣泛應用于輕工業、紡織工業、冶金工業、石油化學工業以及公用事業。氯堿工業是化學工業的一個重要組成部分，是生

16、產基本化工原料的行業。近 年來，中國氯堿工業迅速發展，原有氯堿企業紛紛擴大了生產能力，一些新的企業也相繼投產，產能快速提升，氯堿工業呈現出加速向規模化，高技術含量方面發展的態勢。中國氯堿工業在產能迅速提升的同時，技術也獲得了長足發展，規模化裝置增多，裝置技術水平提高，中國氯堿工業呈規模化、高技術化發展態勢。氯堿行業為國民 經濟發展做出了重要貢獻。同時，氯堿行業對環境污染也是比較大的。 每年氯堿行業排放三廢數量大，污染物多，其中工業廢水年排放7200萬80000萬t，廢氣排放600億700億m3，廢渣160萬200萬t。全國化學工業每年排放廢水60億m3，廢氣7000億m3，廢渣3500萬t，氯

17、堿行業年排放總量約占全國化學工業排放總量比例分別為廢水占1.2%1.3%，廢氣占8.6%-10%，廢渣占4.6%5.7%。由此可以看出，氯堿行業產生“三廢”廢氣量最大，其次是廢水和廢渣。“三廢”種類包括:重金屬、有機氯化物、硫化物、氯化物、酚類、油類及放射性物質等等。因此應加大對廢氣和廢水治理力度，逐步采用清潔生產，把三廢消除在生產過程中，搞綜合利用，變廢為寶，變“三廢”為資源，做到社會環境和經濟效益的統一。4.2.1 廢水治理 氯堿生產中廢水主要來源于工藝廢水，如鹽水凈化、電解系統、氯氫處理系統、燒堿蒸發廢水、PVC含酸廢水、有機氯產品含酸廢水、乙炔發生電石灰廢水、電站水凈化產生廢水等等。這

18、些廢水大部分是酸性水，含有各種污染物，鹽分高、懸浮物高、COD高，個別有異味，排人水體后集中處理不但數量大，難度也很大，污染環境，腐蝕設備、管道。根據各廠經驗，分別將各種產品產生的廢水針對各種污染物種類，采取不同的處理方法，將其解決在某一工藝過程中。高濃度廢水綜合利用回收有價值的可作為產品和半成品，可變廢為寶，取得較好的經濟和環境效益。廢水治理各廠都有自己好的經驗，大致包括:酸性廢水治理、PVC含汞廢水治理、過氯乙烯和氯苯廢水治理、含三氯乙醛廢水治理、含酚廢水治理、含硫廢水治理、氯水綜合利用，含有機氯廢水治理等。生產過程中全部堿性廢水回收利用 燒堿蒸發中大量的冷凝水，已實現了閉路冷卻，再循環利

19、用。在此基礎上實現了燒堿生產廢水的零排放。其中有:吸附工段，沖網、沖地面、真空泵排水等含懸浮物的堿性廢水，采用濾池過濾后清液全部回收循環使用，廢石棉絨定期清池集中處理，實現吸附工段廢水零排放。蒸發和鹽水工段下水回收。各類泵冷卻水、42%堿二段冷卻器回收、離心機冷卻水、42%堿熱水槽溢流水等，這些水引人貯槽，用泵送人水封槽，再進人堿性循環水系統。氯乙烯堿洗廢水回收。氯乙烯堿洗塔置換時，廢堿液利用堿循環泵打入電石渣濃縮池，濃縮壓濾處理后作為發生器的補充水。酸性廢水治理 氯堿生產中酸性廢水主要來自離子膜樹脂塔再生酸性水，電站水處理磺化酶再生水及氯產品洗水，廢氣塔吸收水等。近幾年浙江善高化工有限公司，

20、北京二化股份有限公司等利用58mm的石灰石中和酸性水，并建立了大型廢水處理裝置，多年運行狀況良好，廢水處理后pH值(69)合格率100%。4.2.2廢氣的治理1.鍋爐、爐窯煙道氣SO2治理 濕法脫硫 即目前國內較先進的“煙囪組合型簡易濕式脫硫裝置”，由日本三菱重工業株式會社承擔設計，提供主體設備，由日本政府無償援助3套，都用在氯堿行業，山東濰坊亞星集團公司、廣西南寧化工集團和四川長壽化工總廠，其中濰坊亞星集團的運行較好，脫硫效率可達82.4%(一般在70%左右)。使用的脫硫劑是生產PvC副產電石渣漿，因是簡易脫硫法，產物硫酸鈣未做處理，水泥廠做填料。現在僅此三家，因造價高還未全面推廣。 浙江大

21、學開發研制雙堿脫硫法 即用氫氧化鈉和氫氧化鈣作為脫硫劑吸收SO2，其生成物為亞硫酸鈉和亞硫酸鈣，在水中水解后逐步由鈣鹽代替。脫硫除塵同時在花崗巖砌筑塔內進行，脫硫劑定期加入循環使用，將吸收煙塵隨循環吸收液一起排人沉降池沉降，上清液循環，沉渣做磚用材料，兩塔串聯使用除塵效率達95%以上，除塵渣煤灰可利用。脫硫效率達70%，該技術造價低，運行費用低。 2.按脫硫法 原理是采用50%甲基二乙酸胺(MEDA)來脫硫，運行能耗低，50:脫除率高，效果好。此技術由美國道化學公司和加拿大的TurbOSoulc公司合作研究開發，脫硫系統包括特定的胺與亞硫酸氣反應，加熱分離成有用的50:和可回收的胺。與一般方法

22、相比生成物大為減少，后處理方便易行。此公司技術目前只在亞洲國家、印度、韓國和澳大利亞使用。今后美國將此技術與中方合作，擴大應用范圍來解決中國的脫硫間題。3.生產工藝廢氣治理 氯堿行業排放工藝廢氣一般都含有氯化氫、氯氣、硫化氫及有機氯化物，VCM單體，硫醇類，對大氣產生污染，有些嚴重超標，是群眾較敏感的問題。4.2.3廢渣的治理氯堿行業產生廢渣主要有:電石渣、粉煤灰、爐渣、鹽泥、鋇渣及化工廢渣等。1998年全國電石法生產PvC88.4萬t，產生的電石渣在160萬一170萬t，利用率80%以上。1998年燒堿產量508萬t，產生鹽泥7萬一10萬t。全國氯堿行業自備電站裝機容量為50萬kwh，每年產

23、生粉煤灰30萬一40萬t，爐渣80萬100萬t。 1.粉煤灰的治理及應用 一般液態排渣爐粉煤灰比較細，流動性強，輸送困難，風吹運輸造成貯灰場灰塵飛揚，污染環境。一般在灰場建立灰倉儲存，并在灰倉上部加布袋除塵器，再反吹下來收集到料倉里，運往用戶。目前粉煤用量最大是建高速公路路基填土代替三合土，硬度強，質量好，已供不應求。 另外，隨著建材行業迅速發展，用粉煤灰做粉煤灰水泥，有獨特性能，特用在橋梁建筑橋墩上，越接觸水強度越好。粉煤灰中含有大量SiO2:和A12O3等活性物質，與Ca(OH)2反應后生成一系列水化產物，產生水硬性，將粉煤灰、氧化鈣、鋁粉、水泥混合固化制成加氣混凝土砌塊，粉煤灰用量占60%70%以上，這種非承重空心砌塊用于框架填充材料，又輕又保溫且造價低，很受歡迎。粉煤灰用于農業方面，作為肥源制造硅鈣肥、硅鉀肥、微肥補充源，又是改良土坡物化狀態價廉物美改良劑，制造人造土