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減泥高效酸洗磷化污水處理
產品分類: 水處理設備
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應用范圍

電鍍工業污水處理、印染工業污水處理、線路板工業污水處理、藥廠工業污水處理

◆發電廠工業污水處理、有色金屬冶煉工業污水處理、化肥廠工業污水處理、

酒廠工業污水處理、飲料廠工業污水處理、食品廠工業污水處理。

◆煤化工工業污水處理、設備冷卻工業污水處理、造紙工業污水處理、石油開采冶煉工業污水處理。

◆洗滌清洗工業污水處理;濕式油煙凈化、廢氣處理工業污水處理。

酸洗廢水特點

酸洗是為了使金屬表面整潔,在金屬加工前用硫酸或者鹽酸、硝酸、氫氟酸、磷酸、或用以上幾種酸的混合液,一邊加溫一邊對金屬進行清洗,除掉附著在金屬表面上的氧化物等的過程,酸洗過程中有酸洗廢液和酸洗廢水產生。

隨著酸洗的進程,金屬氧化物不斷溶解而進入酸洗液中,原來酸洗液中的氫離子逐漸被金屬鹽所代替,酸的濃度逐漸降低,金屬鹽濃度隨之升高,因而酸洗液溶解氧化物的速度逐漸減慢,需要不斷排出廢液,補充新的酸洗液,這種用過的酸洗效果差的廢液稱酸洗廢液。

從酸洗液中取出的金屬材料,表面上仍附著少量的酸洗液,必須用水沖洗,由此排除的沖洗水即為酸洗廢水。

酸洗廢水特點:

(1):廢水中PH一般小于4,須要中和處理。

(2):廢水中的固體懸浮物主要為鐵削等金屬物質,由于顆粒比重大體積小,所以不容易攔截卻非常容易沉淀。

(3)廢水中的色度主要是由于亞鐵離子造成的(呈綠色),亞鐵離子排入水體后被水中的溶解氧氧化生成氫氧化鐵,從而使水體呈現紅棕色,只要將廢水中的亞鐵離子取出就可實現出水色度達標。

(4)鋼材酸洗沖洗廢水屬酸性廢水,含有鐵、鉻、鎳、氟等多種無極污染物,如不經過處理就直接排放,周邊水體將會嚴重污染。

4.2國內外酸洗廢水處理方法

(1)中和法:中和法是常用的比較成熟的處理方法,可采用工業堿、石灰、電石渣、石灰石-石灰二級中和等。對于處理量較大的酸洗廢水,直接用工業堿或石灰乳進行中和調節廢水的PH到7-8,不僅堿耗量大費用昂貴,而且會產生大量的不易處理的化學沉淀污泥,造成二次污染。先用石灰石預中和(PH4-5),再進行石灰中和,在減少成本的情況下同樣能達到非常好的污染物取出效果,而且增加水中鈣離子濃度這對取出水中的PO43-、SO42-和少量的F-是非常有利的,形成的磷酸鈣、硫酸鈣和氟化鈣沉淀還可以加強其它氫氧化物沉淀的效果。

(2)冷凍結晶法:通過控制硫酸亞鐵從廢液中結晶的條件,使硫酸亞鐵結晶分離,達到凈化及回收硫酸亞鐵的目的。對某些廢水中硫酸亞鐵含量高,具有回收價值的建議采用。

(3)膜過濾法:將酸洗廢水中和后用戈爾膜分離器進行分離。該過濾器是將膨體聚四氟乙烯用特殊工藝復合在底部支撐材料上,制成薄膜濾袋進行有效過濾,懸浮物被全部截留在薄膜表面,而且此薄膜具有不粘性和非常小的摩擦系數,故不易產生堵塞。

(4)吸附法:是一種常用的方法,一些天然物質或工農業廢棄物具有很好的吸附性能,其來源豐富、價格低廉,因而在使用后不必再生,使用方便。但這些吸附劑吸附了污染源后仍存在后處理、再生及二次污染問題,所以限制了它們的工業化應用。

(5)生物吸附法:以細菌、真菌、藻類等作為生物吸附劑,利用生物吸附劑材料的細胞壁作用,絡合及離子交換作用、氧化還原作用等可實現對廢水中重金屬離子的吸附轉移,采用固定床或流化床裝置將吸附、洗脫、再生過程同時進行,實現連續操作。生物吸附法是一種新方法,近二十年來,國內外學者對此進行了大量研究,但大多處于實驗階段,實際應用較少,較有發展前景。

(6)膠束增強超濾法:這是一項將表面活性劑和超濾膜耦合起來的新技術,國內研究報道較少,國外也處于研究階段。目前使用的表面活性劑主要是有機合成的,具有一定的毒性,有的使用卵磷脂等具有表面活性劑功能的天然物質來替代這些有機物。某些陰離子與陽離子或非離子表面活性劑混合后具有協同作用,能形成較大的膠束,增強對污染物的去除效果。超濾膜能耗低,處理后的水可以回用,具有經濟價值。

處理各種酸洗廢水和重金屬廢水的方法還有:萃取法、混凝法、氧化還原法、浮選法、電滲析法、反滲透及離子交換樹脂等。綜上所述,采用石灰石-石灰乳二級曝氣中和法處理酸洗廢水是目前最經濟合理、工藝最簡單易于操作、最適合工程應用的有效方案。

4.3處理方法的確定

4.3.1

    鐵在水中常以三價或者二價形態存在,這取決于水的PH和溶解氧濃度,在進水中由于溶解氧濃度低且PH值小于3-4,主要以二價鐵存在。當PH呈中性且有氧存在時,可溶性的亞鐵能迅速氧化成三價鐵,后者又易水解成不溶性的氫氧化鐵。處理鐵主要方法是將亞鐵轉化成三價鐵,并使之生成氫氧化鐵沉淀。PH為8.5時,氫氧化鐵的溶解度最小,PH為12時,氫氧化鐵從新溶解。在PH為7-7.5條件下進行曝氣,亞鐵可迅速轉化為三價鐵,氫氧化鐵的自發形成可以使鐵通過沉淀而去除。另外生成氫氧化鐵沉淀比生成氫氧化亞鐵沉淀優越。

4.3.2

環境中的鎳主要以二價離子形態存在,能與許多無機和有機絡合物生成溶于水的鎳鹽。常見的鎳(II)鹽有:黃綠色的NiSO4和綠色的Ni(NO3)2,在廢水中主要以離子形態存在。主要處理技術有:

  1. 沉淀法:投加石灰可使鎳生成難溶的Ni(OH)2,該法是含鎳廢水處理常用的基本方法。另外還可以用硫化物沉淀法處理鎳,在中性的PH時可達到很好的處理效果。

  2. 離子交換法:可用于回收鎳,陽-陰離子交換樹脂已被用來處理硫酸鎳電鍍漂洗廢水,鎳可得到完全回收,且處理后出水能再用于漂洗。但對于混合金屬廢水,采用該法回收就不太經濟。

  3. 蒸發法:該方法要求減少廢水體積,從而提高廢水中鎳的濃度,所以常采用逆流洗滌封閉循環蒸發回收方式,這必須在漂洗工藝的設計和建設中一起完成。

  4. 反滲透法:特別適用于處理接近中性的含鎳廢水,而且回收利用昂貴的鎳化合物在經濟上可獲利,因此很多反滲透裝置都專門用于處理鎳電鍍液。對于酸洗廢水,鎳的濃度偏低,如采用此法成本過高而且無回收價值。

4.3.3

鉻在水中常以三價(Cr3+)和六價(Cr6+)離子形態存在,在一定條件下可互相轉化。 Cr(III)、Cr(VI)在酸性溶液中以Cr3+、Cr2O72-形態存在,而在堿性溶液中存在著Cr(OH)4-、 CrO42-。酸洗廢水呈酸性,而且廢水中存在大量的具有還原性的亞鐵離子,所以進水中鉻主要以三價(Cr3+)存在。

三價鉻的處理技術主要有下列方法:

  1. 沉淀法:通過投加石灰或苛性堿以形成氫氧化鉻沉淀物而達到去除目的。

  2. 離子交換法:使用離子交換樹脂進行濃縮回收作為常用的沉淀處理后續深度處理手段。

  3. 高梯度磁分離-鐵氧體法:這是一種新的用于處理含鉻廢水的方法。由于鐵氧體具有強磁性,沉渣可以用高梯度磁分離技術分開,分離后的沉渣可用作鐵氧體材料和鉻鐵合金原料。高梯度磁分離和離子交換往往在特殊情況下使用,一般工業中三價鉻仍常用石灰進行處理較為簡便和經濟。

4.3.4

    氟作為機體生命活動所必須的微量元素,具有多方面的生理作用,但當攝入氟含量過高時,將對機體產生一系列毒副作用,過量的氟對骨、肝、腎、心血管系統、免疫系統、生殖系統等組織均有不同程度的損害作用。因此我國規定飲用水中適宜氟濃度為0.5-1.1mg/L,工業廢水中氟的無機化合物最高允許排放濃度為10 mg/L。

     處理氟廢水的方法主要是沉淀和吸附法

  1. 沉淀法:沉淀常用的化學藥品主要有石灰、氯化鈣、鎂化合物并配合聚合硫酸鐵、硫酸鋁、聚合氯化鋁、PAM等使用,反應機理為:Ca2++2F-=CaF2↓.

  2. 吸附法:含氟廢水流經接觸床,通過于床中固體介質進行特殊或常規的離子交換或化學反應可去除氟化物。雖然處理過程中不需要移去固定介質,但接觸床的再生及高濃度再生液的處理是整個過程不可缺少的。由于接觸過程的基本機理是離子交換或表面反應,因此吸附法一般不直接用于氟廢水的處理,只適用于低濃度含氟廢水或經過其它方法處理后的氟化物濃度降至10-20mg/L的廢水,否則吸附接觸床再生繁瑣,運行成本高。接觸床吸附介質包括磷石灰、離子交換樹脂和改性礬土等。

    以上分析可知,雖然每種污染物均有多種處理技術,但酸洗廢水是多種離子混合的重金屬廢水及含氟廢水,采用離子交換、反滲透等方法均難以一個過程全部去除,而且很不經濟,然而采用操作最簡單最成熟的石灰中和法就可同時實現廢水中鐵、鎳、鉻、氟等污染物的去除。

物化法一般分為格柵、絮凝沉淀、自然沉淀、斜管斜板沉淀、化學沉淀、化學氧化、化學還原、離子交換、過濾等等,

4.3.5 CODcr

酸洗廢水中除上面所描述的重金屬外,COD也很高。這是因為:

  1. 金屬表面含有有機油或者溶解油。

  2. 廢水中含有游離CL.

  3. 鍋爐的麻石水幕過濾污水混入。

  4. 有機污染物混入。

因此簡單的中和、混凝沉淀不能同時處理COD,需要另外設置生化工藝。

4.4生化法的確定   

生化法一般分為厭氧生化、好氧生化工藝。

4.4.1厭氧生化

厭氧生化具有下列優點:無需攪拌和供氧;動力消耗少。厭氧池內利用厭氧菌的作用,使有機物發生水解、酸化和甲烷化,去除廢水中的有機物,并提高污水的可生化性,有利于后續的好氧處理。

常用的厭氧法包括普通消化池、厭氧接觸消化池、水解酸化塘池等

4.4.2好氧生化

好氧生化一般分為活性污泥法(包括變種的氧化溝、A2/O、SBR等)和曝氣生物濾池法。

在污水好氧生物處理工藝的發展和應用中,活性污泥法和生物膜法一直占據主導地位。隨著新型濾料的開發和配套技術的不斷完善,與活性污泥法平行發展起來的生物膜工藝技術得以快速發展,即獨立又幾乎已經結合到污水處理的各種其它工藝中,這是由于生物膜法具有諸多優點:

處理效率高、耐沖擊負荷性能好、體積小、占地面積少、運營管理穩定、低成本、低能耗、投資省、運營成本低、不存在活性污泥法的污泥膨脹問題、可以維持較高的污泥齡、生物相相對豐富穩定、具有較高的微生物量、水力停留時間較短、對毒性物質和沖擊負荷具有較強的抵抗性、具有一定的消化和反消化功能、可以實現封閉式運轉、解決臭味問題等。

下表為生物膜與活性污泥的微生物比較:

生物膜及活性污泥出現的微生物比較

微生物種類

活性污泥法

生物膜法

微生物種類

活性污泥法

生物膜法

細菌

大量

大量

其他纖毛蟲

一般

多量

真菌

少量

多量

輪蟲

少量

多量

藻類

極少

一般

線蟲

少量

一般

鞭毛蟲

一般

多量

寡毛類

極少

一般

肉足蟲

一般

多量

其他后生動物

極少

少量

纖毛蟲緣毛類

大量

大量

昆蟲類

極少

一般

纖毛蟲吸管蟲類

少量

少量




從上表可以看出生物膜上的微生物種類繁多,各菌種數量穩定且量大,單位反應器內的生物量可高達活性污泥法的5-20倍,因而生物膜反應器具有較高的處理能力。

以下為幾種常用污水二級處理工藝比較。   

項   目

氧化溝法

生物接觸氧化法

A/A/O

基建投資

較小

較小

運行費用

較低

抗負荷變化能力

抗水質變化能力強

抗水質變化能力強

較強

環境影響

噪聲小、有臭味

無噪音,無異味

無噪音,無異味

污泥膨脹情況

有污泥膨脹   

無污泥膨脹

有污泥膨脹

污泥回流

100%   動力大

不需要

100%   動力大

能耗

較大

污泥產生

化學藥品費用

占地面積

操作管理

簡單

簡單

簡單

BOD去除率

90%以上

93%以上

90%以上

氣溫、水溫影響

較小

較小

較大

由上表可以看出采用曝氣生物濾池法具有投資少、能耗低、運行費用低、抗沖擊負荷能力強、出水水質穩定高效等優點。


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