海安噴織機(jī)污水處理設(shè)備選天環(huán)凈化靠譜該冶煉廠的含性廢水設(shè)計(jì)處理量為250m3/d,砷含量可達(dá)8120mg/L,一般酸性廢水設(shè)計(jì)處理量為900m3/d。該冶煉廠實(shí)際產(chǎn)出的含性廢水量為150m3/d左右,pH值2~4。含性廢水先采用加入硫化鈉除砷,處理后液再混合一般酸性廢水采用石灰鐵鹽法工藝進(jìn)行除砷和除重金屬。
海安噴織機(jī)污水處理設(shè)備選天環(huán)凈化靠譜物料變化后存在的問題:
1)反應(yīng)終點(diǎn)難判斷。酸性廢水中氟含量高,會腐蝕氧化還原電位電極,硫化反應(yīng)終點(diǎn)難判斷,硫化鈉投加量難控制,影響除砷效果。
2)酸性廢水中的硫酸含量低。酸性廢水中砷含量高、硫酸含量低,但采用硫化鈉除砷需要消耗大量的酸,酸性廢水逐漸變?yōu)橹行詮U水,而隨著繼續(xù)加入硫化鈉,不但不能除砷,反而
該工藝中影響除砷效果的因素主要有:除砷反應(yīng)的pH值、反應(yīng)時(shí)間、藥劑投加量等3個(gè)因素。
2.3.1 pH值
在石灰乳中和除砷過程中,除砷效果與反應(yīng)后的pH值成正比例關(guān)系,即反應(yīng)后pH值越高,除砷效果越好。當(dāng)反應(yīng)后pH值躍12時(shí),可保證廢水中砷濃度低于30mg/L,運(yùn)行時(shí)石灰乳中和pH值控制在12~12.5。
石灰乳中和過程控制pH值12~1
內(nèi)蒙古華電烏達(dá)熱電有限公司(以下簡稱烏達(dá)熱電)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)烏海市內(nèi),全廠水源原設(shè)計(jì)為近河道的自備井地下水。由于近年來內(nèi)蒙古自治區(qū)不斷提升環(huán)保指標(biāo)要求,烏達(dá)熱電需停止使用地浸沒式超濾系統(tǒng)的運(yùn)行分為產(chǎn)水、反洗、化學(xué)加強(qiáng)洗和化學(xué)清洗幾個(gè)部分。其中,日常制水過程中按照“產(chǎn)水+反洗"運(yùn)行,固定間隔時(shí)間進(jìn)行化學(xué)加強(qiáng)洗,當(dāng)化學(xué)加強(qiáng)洗無法保證運(yùn)行跨膜壓差在50kPa以內(nèi)運(yùn)行或每3個(gè)月到期時(shí),需要進(jìn)行離線化學(xué)清洗。浸沒式超濾膜是將超濾膜置于構(gòu)筑物內(nèi),污水進(jìn)入構(gòu)筑物后接觸到超濾膜外表面,超濾膜通過膜抽吸水泵的作用,將清水透過膜孔進(jìn)入膜管內(nèi)側(cè)從而分離出來,將污水中的顆粒物、污染物截留在水中。系統(tǒng)運(yùn)行一定時(shí)間后,需要程序控制對膜組件進(jìn)行反沖洗。反沖洗的主要目的是,防止?jié)B濾液中的污染物在膜表面沉積,利用清水反向沖
當(dāng)前我國皮革、染色、電鍍等工業(yè)迅猛發(fā)展,推進(jìn)我國整體工業(yè)進(jìn)程發(fā)展的同時(shí)也帶來了重金屬含鉻廢水對環(huán)境的嚴(yán)重污染。因此有必要對電絮凝法在含鉻電鍍廢水處理中的應(yīng)用進(jìn)行研究、分析,對我國含鉻廢水凈化處理有著重要的意義。
1、含鉻廢水的產(chǎn)生與危害
含鉻廢水的產(chǎn)生源有很多,例如機(jī)械行業(yè)、電鍍工業(yè)、航空行業(yè)等,除此之外,在皮革制造業(yè)中的皮毛染色與鉻鞣,冶金行業(yè)中進(jìn)行相應(yīng)的選礦處理,還有在實(shí)現(xiàn)某些特殊用途的鋼材生產(chǎn)過程中都會產(chǎn)生大量的含鉻廢水。其中,水中鉻的存在形式主要有兩種,一種是以配合物形式存在的Cr,一種是以游離態(tài)形式(Cr(Ⅲ)與Cr(Ⅵ))存在的Cr,其中無毒的Cr是零價(jià)鉻與二價(jià)鉻,Cr(Ⅲ)的毒性并不高,但Cr(Ⅵ)毒性較高,約為Cr(Ⅲ)的一百倍,會對人體造成非常大的危害,具有強(qiáng)烈的致癌作用,因此需要對含鉻廢水進(jìn)行處理,消除對人身體的不良影響。
2、實(shí)驗(yàn)
2.1 實(shí)驗(yàn)儀器及實(shí)驗(yàn)試劑選擇
主要的實(shí)驗(yàn)儀器有:722型可見分光光度計(jì),DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器,PHS-2F型酸度計(jì)。該實(shí)驗(yàn)用到的儀器及材料有:鋁片尺,去離子水,氯化鈉,電鍍廢水,氫氧化鈉。其中鋁片尺的規(guī)格為:45mm×55mm×3mm。
2.2 實(shí)驗(yàn)方法
首先取一定量的重金屬離子的電鍍廢水(廢水中含Cu2+、Cr(Ⅵ)與Ni2+),放在1000mL的普通燒杯中,該燒杯即為電解槽。將鋁片作為陰陽兩級,并放入燒杯中,應(yīng)保證鋁片作為電極放入電解槽后平行且垂直。為了有效提升電導(dǎo)率,可以在廢水中加入1g氯化鈉,并用NaOH調(diào)節(jié)試樣的pH值。隨后完成接線并將電源接通,為避免電解液出現(xiàn)濃差極化的現(xiàn)象,可以對電壓、電流進(jìn)行調(diào)整,并利用磁力攪拌器對其進(jìn)行攪拌處理。接著計(jì)時(shí)開始,并定時(shí)定量地取電鍍廢水水樣進(jìn)行相應(yīng)分析,每次取的電鍍廢水水樣不得超過2mL。并用紫外分光光度計(jì)來對Cu2+、Cr(Ⅵ)與Ni2+的質(zhì)量濃度進(jìn)行檢測,并計(jì)算Cu2+、Cr(Ⅵ)與Ni2+的去除率。檢測標(biāo)準(zhǔn)要嚴(yán)格按照GB/T7466-1987、GB/T11910-1989和GB/T7473-1987標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測。其中廢水水質(zhì)pH值處于2至6之間,Cr(Ⅵ)的濃度為9.5至13mg/L,Ni2+的濃度為400至600mg/L,Cu2+的濃度為350至450mg/L。
取2.0g活性炭纖維放置在規(guī)格為250mm×130mm×150mm的自制容器中,該容器的有效容積為4L,厚度為5mm。在正常室溫下,電鍍廢水自下而上緩緩流過活性炭纖維,流速為3mL/min,當(dāng)纖維被穿透說明活性炭纖維已經(jīng)充分吸附并達(dá)到了飽和狀態(tài)。最后來檢測活性炭纖維對電鍍廢水中Cu2+、Cr(Ⅵ)與Ni2+的去除率。
3、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
3.1 電流密度對金屬離子去除率的影響分析
利用電絮凝法來對含鉻廢水進(jìn)行相應(yīng)處理,pH值為8.0,微堿性。處理時(shí)間控制在30min,當(dāng)電極板的間距在2cm時(shí),不同電流密度對Cu2+、Cr(Ⅵ)與Ni2+的去除率的影響如圖1所示:
洗,使膜外表面的污染物質(zhì)剝落下來。一般每次反洗時(shí)長為0.5~1.0min,超濾膜每過濾15.0~30.0min進(jìn)行一次反洗。反洗時(shí)曝氣風(fēng)機(jī)同時(shí)啟動(dòng),對膜絲表面進(jìn)行空氣擦洗,清除表面附著的污染物。為保持膜的長期運(yùn)行,需要定期對膜進(jìn)行短期的化學(xué)加藥浸泡,減緩膜表面的污染。通常為1~3天1次,每次30.0min,可以根據(jù)污染物的不同選擇不同的清洗劑。為保持膜的性能,膜組件應(yīng)該定期進(jìn)行化學(xué)清洗,一般推薦3個(gè)月進(jìn)行1次化學(xué)清洗。浸沒式超濾膜系統(tǒng)詳細(xì)運(yùn)行參數(shù)見表4。下水作為全廠水源,生產(chǎn)用水水源改為當(dāng)?shù)厥姓鬯畯S達(dá)標(biāo)排放水,黃河水作為備用水源,生活用水水源改為市政自來水。由于市政污水處理廠提供水源為低污染類水源,有機(jī)物含量較高,為了節(jié)約用水,考慮新建規(guī)模為97m3/h的冷卻塔排污水回收系統(tǒng)。同時(shí),考慮到系統(tǒng)運(yùn)行安全和遠(yuǎn)期擴(kuò)建需要,設(shè)計(jì)建設(shè)3套每套出力為49m3/h的循環(huán)冷卻水回收系統(tǒng),正常運(yùn)行2套,循環(huán)備用1套。市政污水處理廠提供水源通過該回收系統(tǒng)處理后,作為電廠生水補(bǔ)充水源回用到電廠生產(chǎn)用水中。
1、水質(zhì)分析
海安噴織機(jī)污水處理設(shè)備選天環(huán)凈化靠譜烏達(dá)熱電水源由近河道地下水改為市政污水廠達(dá)標(biāo)排放水,水源類型由水質(zhì)優(yōu)異的地下水調(diào)整為受污染的回用水,使整個(gè)電廠水處理系統(tǒng)都面臨較大的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn),因此,需要根據(jù)水源特性,選擇有針對性的工藝應(yīng)對方案。項(xiàng)目配套的市政污水處理廠水源水質(zhì)和循環(huán)水排污水回用取水點(diǎn)采樣水質(zhì)見表1。由表1可見,循環(huán)排污水水質(zhì)由于其
機(jī)械加速澄清池主要用于去除水體中的大顆粒物質(zhì)、大直徑懸浮物膠體等。機(jī)械加速澄清池具有處理效果較穩(wěn)定、適應(yīng)性較強(qiáng)的特點(diǎn),常作為電廠原水預(yù)處理工藝,但其運(yùn)行操作有較高技術(shù)要求,加藥量、藥劑類型、水溫、藻類、攪拌器轉(zhuǎn)速等都會影響出水效果,甚至?xí)霈F(xiàn)礬花無法沉降的“翻池"現(xiàn)象,造成出水水質(zhì)超標(biāo)。
浸沒式超濾膜是將膜組件放置在膜池中,通過負(fù)壓抽吸或虹吸自流方式過濾水,通常用于原水水質(zhì)波動(dòng)較大的中水回用或已有濾池改造項(xiàng)目上。由于開放式的膜池結(jié)構(gòu),使其具有進(jìn)水水質(zhì)要求較寬松、耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、對預(yù)處理的要求較低等特點(diǎn);同時(shí),具有出水水質(zhì)穩(wěn)定、占地面積小、運(yùn)行成本低等優(yōu)勢,可用于反滲透前處理,去除膠體、濁度、細(xì)菌、病毒等,達(dá)到反滲透系統(tǒng)進(jìn)水水質(zhì)要求。浸沒式超濾對預(yù)處理的要求較低、耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng),因此,應(yīng)用于污染較嚴(yán)重的水質(zhì)處理和規(guī)模較大的工程時(shí),更具優(yōu)勢。
反滲透技術(shù)主要用于除鹽,需要對反滲透膜的進(jìn)水污染指數(shù)(SDI)、進(jìn)水濁度進(jìn)行控制,通常要求SDI不高于4,濁度不高于0.2NTU。反滲透前的預(yù)處理效果越好,出水水質(zhì)越穩(wěn)定,反滲透膜運(yùn)行越穩(wěn)定。
濃縮倍率提升,表現(xiàn)為堿度、硬度、氯離子等增加,同時(shí)水中有機(jī)污染物指標(biāo)化學(xué)需氧量(COD)也相應(yīng)增高。在分析水源水質(zhì)時(shí),應(yīng)重點(diǎn)考慮控制有機(jī)污染物,減少對反滲透膜造成的污染。綜合目前成熟的應(yīng)用工藝技術(shù),選擇機(jī)械加速澄清池和超濾的組合工藝作為反滲透預(yù)處理工藝,通過投加藥劑使污染物通過團(tuán)聚和分子鍵橋聯(lián)、靜電吸附等作用,形成穩(wěn)定的礬花沉淀下來,依靠超濾技術(shù)將水中不易沉降的懸浮物進(jìn)一步除去。
2.5,如果一般酸性廢水量較少時(shí),會造成調(diào)節(jié)池pH值偏高,導(dǎo)致進(jìn)入石灰鐵鹽法工藝處理的pH值偏高,影響除砷效果,應(yīng)將pH控制在7左右,以保證達(dá)到最好除砷效果。在石灰鐵鹽法除砷過程中,氧化槽pH值影響亞鐵離子的氧化速度,氧化環(huán)境pH值越低,氧化效果越差,氧化速度也越慢。當(dāng)pH過低時(shí),甚至基本不發(fā)生氧化反應(yīng),所以要達(dá)到好的氧化效果和快的氧化速度,氧化環(huán)境pH值需躍7,同時(shí)考慮到后繼處理的pH值控制,要求氧化槽pH值控制在7~8范圍內(nèi);二級中和槽pH影響最終的除砷率,當(dāng)pH值約9時(shí),除砷率隨pH值升高而升高;當(dāng)pH值躍11時(shí),砷開始反溶,除砷率隨pH值升高而開始降低;二級中和槽除砷效果在pH值9~11之間為佳,但是點(diǎn)在pH值9~10之間,要求二級中和槽的pH值控制在9~10之間。
2.3.2 反應(yīng)時(shí)間
石灰乳中和反應(yīng)為離子反應(yīng),反應(yīng)迅速。只需投加石灰乳調(diào)節(jié)到pH值再反應(yīng)10min即可。氧化槽為曝氣氧化,需要一定的氧化時(shí)間,一般30~40min即可滿足氧化要求,但同時(shí)還需根據(jù)氧化效果和速度調(diào)節(jié)曝氣量,才達(dá)氧化反應(yīng)效果。整個(gè)石灰一鐵鹽一氧化段反應(yīng)時(shí)間為1.5~2h。
2.3.3 藥劑投加量
的投加量是影響石灰鐵鹽法除砷效果的重要因素,通常鐵鹽的投加量用鐵與砷的質(zhì)量比(簡稱野鐵砷比冶)來表示。要達(dá)到好的除砷效果,通常要求鐵砷比逸10。同時(shí)考慮的絮凝作用,當(dāng)調(diào)節(jié)池砷含量躍30mg/L時(shí),投加量按10倍鐵砷比投加;當(dāng)調(diào)節(jié)池砷含量約30mg/L時(shí),投加量按廢水含砷30mg/L時(shí)10倍鐵砷比投加,以保證除砷效果。石灰乳的投加量以達(dá)到所需控制的pH值為基準(zhǔn)。
會溶掉生成的三硫化二砷沉淀,生成可溶的硫此時(shí)必須加入硫酸調(diào)節(jié)pH值,控制pH值在2~3范圍內(nèi)。但伴隨硫酸的加入,會產(chǎn)生大量硫化氫氣體,極易造成泄漏,危害人體健康。
3)處理成本高,帶入大量鈉離子。硫化鈉法處理高性廢水時(shí),加入大量的硫化鈉,處理成本高,并帶入大量的鈉離子進(jìn)入水中,處理后液中含鹽量高,不但影響石灰鐵鹽氧化法工藝的除砷效果,還影響最終產(chǎn)水的回收利用。
2、改進(jìn)后的工藝
2014年7月,該冶煉廠含性廢水處理工藝采用石灰中和法替代硫化鈉法,配合石灰鐵鹽法工藝,處理后可將砷的濃度控制在0.3mg/L以下,處理后的水可回收利用,同時(shí)不再產(chǎn)生有毒、有害氣體硫化氫,產(chǎn)生的砷渣送危廢渣場填埋。
2.1 工藝的原理
該冶煉廠的酸性廢水中的砷主要以三價(jià)砷的形態(tài)存在,當(dāng)它與石灰乳作用時(shí),可生成難溶的Ca(AsO2)2(偏鈣)或Ca(OH)AsO2(偏亞