废水污水处理（精选十篇）
废水污水处理 篇1
1 废水处理操作方法
废水中的重金属一般不能分解破坏, 只能转移其存在位置和转变其物化形态。处理方法是首先改革生产工艺, 不用或少用毒性大的重金属。对已经形成的重金属废水处理方法很多, 一般分为物理法、化学法和生物法, 每种处理方法都有各自的特点和适用条件, 根据不同的原水水质和处理后的水质要求, 可单独应用, 亦可几种方法组合应用。重金属废水处理的主要原理是利用金属离子在碱性条件下的沉淀, 经分离达到净化废水, 回收重金属, 进而回用废水, 最终实现降低金属排放总量, 节约水资源回收贵重金属的目的。对含有机物、络离子及螯合物量大的废水, 要先将妨碍处理重金属的有机物质用氧化、吸附等适当的处理方法除去。然后再把它作无机类废水处理。重金属废水经处理后形成两种产物, 一是基本上脱除了重金属的处理水, 一是重金属的浓缩产物。含重金属废水最常采用的是化学沉淀法, 把重金属离子转变成难溶于水的氢氧化物或硫化物等的盐类, 然后进行共沉淀而除去, 处理后的水中重金属低于排放标准可以排放或回用。加强混凝方法对重金属的处理也很有效, 形成新的重金属浓缩产物应尽量回收利用或加以无害化处理。
2 重金属废水处理工艺
2.1 硫酸盐生物还原法处理含锌废水
硫酸盐生物还原法处理含锌废水其原理是利用硫酸盐还原菌SRB在厌氧条件下产生硫化氢, 硫化氢和废水中的重金属反应, 生成金属硫化物沉淀以去除重金属离子。生物反应器是一个厌氧反应系统, 微生物在厌氧条件下分解有机物, 还原硫酸盐生成硫化氢, 硫化氢与废水中的锌离子反应生成不溶性的硫化锌。生物反应器的类型可以是上流式厌氧污泥床、厌氧接触反应器等。
反应生成的硫化锌沉淀同厌氧污泥混在一起, 当其浓度达到一定程度以后, 为了保证生物反应器的正常运行, 就必然排放一部分污泥。由于污泥中锌含量较高, 可以回收。从沉淀池中的出水, 虽然锌离子的去除率很高, 但是出水中还含有比较高的COD和硫化氢, 因此必须要进行好氧处理去除COD和硫化氢, 使最终出水的指标都达到国家排放标准。
2.2 含铜重金属废水处理工艺
焦磷酸铜废水中铜主要以络合物形式存在, 因此该类废水在强碱条件下投加酸进行破络反应, 再与其他重金属废水混合处理。含铜废水主要来源于电镀、化学镀工序。一般有电镀铜工序产生电镀废水, 工件电镀铜后清洗工序产生清洗水, 化学镀铜工序产生化学镀废水, 工件化学镀铜后清洗工序产生清洗水, 线路板镀铜后蚀刻工序产生蚀刻废水, 线路板镀铜后微蚀工序产生微蚀水, 线路板镀铜后棕化工序产生棕化废水, 线路板镀铜后采用表面活性剂清洗产生清洗水等。
2.2.1 工作原理
氢氧化物除铜原理是2OH-+Cu2+=Cu (OH) 2。重金属废水设计采用以电解方式形成氢氧化物沉淀法去除废水中重金属污染物, 氢氧化物沉淀与PH值有很大的关系, 氢氧化铜理论沉淀完全的pH值为6.7。当污水的PH值过高或污水中存在有害的离子配位体时, 能与金属离子结合成可溶性络合物, 从而使重金属会“反溶解”到水中去。在pH值<7的情况下, 中和剂采用氢氧化钠;pH值>7时, 中和剂采用氢氧化钙, 主要是为减少渣量, 并且氢氧化钙的加入沉降性能也较好。
2.2.2 工艺流程
焦铜废水进行破络预处理后, 经过提升泵进入重金属废水调节池, 铜锌电镀清洗废水进入重金属废水调节池, 泵前加入混凝剂, 利用叶轮高速旋转, 使废水与混凝剂充分混合。经过破氰后的含氰废水一并进入重金属废水调节池, 废水在此稳定水量、均匀水质后, 用提升泵定量将废水提升至混凝反应池, 在混凝反应池投加适量的氢氧化钠或氢氧化钙, 调节酸碱度到8-9之间, 同时进行充分搅拌。在适宜PH值条件下进行混凝反应后, 产生大量“矾花”, 利用矾花网捕和共沉作用, 把大部分铜离子等重金属沉淀下来, 再经过砂滤池, 废水进入幅流沉淀池泥水分离, 污泥进入污泥浓缩池。出水加入重金属捕集剂进入虹吸滤池, 去除细小悬浮颗粒, 最后在中和池加入硫酸调节酸碱度后, 上清液出水进人中间水池, 达标排放。工艺流程如图1所示。
处理系统运行效果见下表1所示。
3 电池厂重金属废水的污水处理系统
某电池生产废水排放量650/d。在生产过程中使用含汞锌、锰和淀粉等原料。在电液配制、糊化、洗碳棒头等生产过程中排出的废水重金属污染物浓度平均为:汞008mg/L、锌315m1/L。锰73mg/L, 如果直接排放会对环境造成较严重的污染。由于废水中含有几种重金属污染物, 处理难度高, 该厂针对水质制定出一套高效经济的废水治理方案。
3.1 工艺流程
很多废水 (如电池的含锌废水) 经絮凝反应后能分离出大量的污泥, 这些絮状污泥有一定的吸附能力。针对重金属离子容易被吸附的特性, EWP高效污水净化器利用Zn在pH=8-9时能生成的Zn (0H) 2絮凝沉淀物, 在净化器内形成吸附过滤流化床, 并添加重金属离子吸附剂GPC, 对汞和其它重金属污染物进行吸附过滤, 达到同时治理几种重金属污染物的效果。废水从调节池自流至反应池, 在反应池的入口与出口处分别加入三组药剂, 再由进流泵将经过混凝反应的废水泵入净化器内处理, 处理后的清水从顶部流出, 污泥从底部排入污泥浓缩罐, 经污泥浓缩罐及污泥贮罐浓缩后脱水运走。
3.2 工艺设备及主要构筑物设计参数
(1) 调节池调节池有效容积为200m3。加设一个反应池。
(2) 加药系统Na2S:用量5×10-5用玻璃钢作溶药搅拌器配制成质量分数为5%的溶液;石灰:由固体加药机投加, 用量由pH自动控制器控制;重金属离子吸附剂GPC:用量3×10, 由固体加药机投加。
(3) 主要设备EWP高效污水净化器共两套:Ew P-10、EWP-20处理量分别为200m/d和500m/d, 污泥脱水机选用10m的板框压滤机, 污泥经脱水后外运至固废中心。
结语
含重金属废水的处理要讲求实效, 可概括为两个方面:
(1) 控制污染源, 尽量改革工艺, 实现少排放。
(2) 使用重金属的生产过程中采用合理的工艺流程和完善的生产设备, 实行科学的生产管理和运行操作, 减少重金属的耗用量和随废水的流失量;在此基础上对数量少、浓度低的废水进行有效的处理。处理以化学沉淀法为主, 适当辅以其他处理方法。污水处理系统工程投入正常运行后, 使得附近大量的陆源污水得到处理, 消减了大量的排海污染物, 使得整个海域海洋生态环境得到改善。对整个近岸海域的海域生态环境的改善将起到积极的作用, 同时对周边的环境和港区的开发建设也起到积极的促进作用, 是正效益工程。
摘要：本文作者以系统工艺设计为研究对象, 介绍了含重金属废水处理的几种方法, 对其原理、优缺点进行了评述, 并提出了处理含重金属废水时应遵循的原则。对从事相关工作的同行有参考价值和借鉴意义。
关键词：重金属废水,处理,工艺
参考文献
[1]王志军, 岳远鑫, 屈银龙等.污水处理实时监测系统[J].广东时报, 2010 (4) .
[2]易晓民.污水处理自动化控制系统的应用[J].北京给排水, 2008 (1) .
[3]郑志辉.中小型污水处理站的水泵装备及其运行方式的研讨[J].铁道勘测与设计, 2003 (5) .
[4]黄志文.邯钢污水处理厂设计及应用[J].西南给排水, 2007 (3) .
[5]林俊飞, 李迎春.污水处理净化过程三维细胞自动机动态模拟[J].智能系统学报, 20l1 (5) .
[6]叶远金, 孙峰, 蒙雪兰.三菱FX2N系列PLC在CASS工艺污水处理自动控制系统中的应用[J].企业研究, 2010 (18) .
造纸废水处理 篇2
1.造纸废水的来源
造纸的原料主要以木材、非木材植物、废纸为主，其废水的主要来源于制浆废液、中段水（洗浆水和漂白水）和纸机白水。
2.造纸废水的水质特点及处理工艺
造纸工业废水具有水量大、COD含量高、SS多和含有有毒物质等特点。
其处理工艺大体为：
污水——预处理（除砂、过筛）——一级处理（沉淀、澄清或气浮）——二级处理（天然氧化物，曝气氧化塘，活性污泥法，生物滤池，有时采用化学絮凝法）——污泥处理（浓缩机、离心机、真空过滤机等）
其中一级处理中常使用无机絮凝剂与有机絮凝剂复合使用，污泥处理当中需用阳离子型絮凝剂进行污泥脱水。
3.絮凝剂的应用实例
-以废报和木浆为主的造纸厂其汽浮工艺中需使用有机絮凝剂1.5—3.0ppm。例：3万m3/天污水量，有机絮凝剂用量在45—90kg/天。
-以废报和木浆为主的造纸厂其污泥脱水工艺中需使用有机絮凝剂75—150ppm。例：2000吨/天浓缩污泥量，有机絮凝剂用量在150—300kg/天。
-以草浆和木浆为主的造纸厂其汽浮工艺中需使用絮凝剂1.5—3.0ppm。
例：3万m3/天处理量，有机絮凝剂用量在45—90kg/天。
-以草浆和木浆为主的造纸厂其污泥脱水工艺中需使用有机絮凝剂50—100ppm。例：2000吨/天浓缩污泥量，有机絮凝剂用量在100—200kg/天。
化工厂废水污染及废水处理流程探讨 篇3
近年来，随着我国经济的快速发展，化工厂废水的排放对环境带来的污染日益严重，化工厂在产品加工过程中会排放出大量的有毒有害、结构复杂和生物难以降解的有机物污染物质，处理过程中，存在极大的困难，并且会耗费大量的成本。因此高效、低成本处理化工废水的新工艺、新技术成为目前研究的重点之一。
1.化工废水相关概述
1.1化工废水的水质特点
化工厂废水排放对环境造成的污染危害，以及所采取的处理措施，和化工废水的特性密切相关，这些特性包括污染物的种类、浓度和件质。化工废水的水质并不是一成不变的，它不仅和废水种类有关，而且会随时间而发生改变。化工废水的特点主要表现为：组成比较复杂、排放量较大、污染也较为严重。各种不同的化工废水之间，其水质差异很大。
1.2化工废水处理的特点
处理化工废水时针对性相对较强，技术也复杂多变。主要的处理技术有气浮、隔油、沉淀、混凝、膜过滤和重力过滤、活性炭吸附、离子交换、臭氧氧化、电解、反渗透、电渗析等专用技术来分离减少化工废水中的重金属、油等有毒有害物质，在化工废水处理中也往往会用到接触氧化、水解酸化、纯氧曝气、表面曝气、厌氧和好氧活性污泥法等生化技术。现今，习惯上按作用原理，把这些技术分为物理法、化学法、物理化学法和生物法四大类。因为化工废水中的污染物质是各种各样，不能只靠一种处理方法，想把所有污染物质全部去除。一种废水往往结合多种方法来合成一个新的处理工艺系统，才能达到预期要求的处理效果。
2.废水处理技术
2.1物理處理
所谓的物理处理法就是通过物理作用，把废水中不溶解的呈悬浮状态污染物质进行回收、分离的处理法。而由于不同的物理作用，又可分为离心分离法、重力分离法以及筛滤截流法等。
2.2化学处理法
化学处理法就是通过特定的化学反应除去那些溶解在废水中的呈胶体状态的污染物质，或者把那些有毒有害的物质转化为无毒无害的物质的废水处理法。比如说，通过添加化学药剂使之产生化学反应的处理技术（如中和、混凝、氧化还原等）。在利用化学处理法处理化学废水的过程中，所用的设备有相应的池、灌、塔以及一些附属装置。
2.3物理化学法
当通过传质作用处理废水时，不仅具有化学作用而且又有与之相关的物理作用，因此，称之为物理化学法。它是通过把物理和化学作用结合起来处理污水，从而净化污水处理的方法。属于这种方法的有萃取、吹脱、汽提、吸附、电渗析、离子交换以及反渗透等。在利用这种方法之前，废水要先经过一定的预处理，先把废水中的油渍、悬浮物、以及有害气体等除去，必要的时候还要调节PH。
2.4生物处理法
所谓的生物处理法就是利用微生物的代谢作用，除去废水中那些呈微小悬浮物、胶体、溶液状态的有机污染物质，或者将其转化为无毒无害的物质的处理技术。
3.废水三级处理流程
3.1一级处理
一级处理的主要目的是将废水中的呈悬浮状态的污染物质除去，并且调节废水的酸碱度等处理工艺负荷的处理方法。使用的方法主要有自然沉淀、栅网过滤、上浮、隔油等。经过一级处理之后的污水，通常情况下还不能够达到排放标准。所以一般还要进行后续的二级处理和三级处理。
3.1.1筛滤法
筛滤法是去除废水中悬浮污染物的方法。使用此方法时经常会用到格栅和筛网等设备。格栅的作用是截留污水中大于栅条间隙的漂浮物，一般情况下会将其放置在污水处理场处，目的是避免管道和一些设备的堵塞。在使用格栅清渣的过程中既可以使用机械方法也可以使用人工方法，必要的时候还会将残渣磨碎，再将其投入到格栅下游。
3.1.2沉淀法
沉淀法的核心机理是重力沉降，利用重力沉降可以分离废水中呈悬浮状态污染物质。沉淀法所用的主要设备有沉砂池和沉淀池，它们的作用是去除污水中大部分可沉降的悬浮固体以提高后续的处理效果。
3.1.3上浮法
上浮法的主要作用是除去污水中相对密度较小的污染物，在一级处理过程中，主要是用于去除污水中的油类及悬浮物质。
3.1.4预曝气法
预曝气法是先将污水进行短时间曝气，然后再使之进入处理单元。它的主要作用是（1）使废水自然絮凝或通过生物絮凝的作用，把污水中难以处理的微小颗粒聚集，以便沉淀分离；（2）使废水中的还原性物质被氧化；（3）吹脱废水中溶解的挥发物；（4）增加废水中的溶解氧的浓度，有效的减轻污水的腐化程度，进而使污水的稳定度提高。
3.2二级处理
二级处理的目的是对废水进一步处理，除去存在于废水中大量的有机污染物的一种技术。废水在通过诸如沉淀、筛滤或上浮等一级处理之后，会除去大量的悬浮污染物，但是，对于那些存在于废水中的呈胶体状态或呈溶解状态的氧化物或有机污染物却不能够有效的去除。因此，废水因为未达排放标准，还是不能够直接排放。这时，二级处理就显得非常有必要。二级处理的主要方法如下。
3.2.1活性污泥法
在废水化学处理中，活性污泥处理法占有非常重要的地位。它的主要操作过程是把废水中有机污染物作为底物，在持续通养氧的条件下，把各种微生物群体进行混合连续培养，使之形成活性污泥。利用这种微生物群体形成的活性污泥具有在废水的吸附、凝聚、分解、沉淀、氧化的作用，进而来消除废水中那些有毒的有机污染物质，从而使污水得到净化。活性污泥法从开创至今已经有90年的历史，可谓相当成熟，目前活性污泥法已成为处理有机工业废水和城市污水最有效的生物处理法，应用非常普遍。
3.2.2生物膜法
生物膜法的操作流程就是让废水通过生长在固定支撑物表面上的生物膜，然后通过生物氧化作用以及各相之间的物质交换，把废水中的有机污染物进行降解的方法。使用这种方法处理废水时所用到的设备主要有生物转盘、生物滤池和生物接触氧化池以及近年来研制出的悬浮载体流化床，目前普遍使用的是生物接触氧化池。
3.2.3三级处理
污水三级处理又称污水高级处理或深度处理。二级处理之后，还会存在一些污染物质，这些污染物质主要有微生物未能降解的有机物，以及一些可溶性无机物（如磷、氮、硫等）。三级处理和深度处理在很大程度上很相似，但是也有较重要的区别。三级处理是在二级处理之后，为了进一步除去从废水中余留的某种特定的污染物质而补充增加的处理单元；而深度处理主要是是以废水回收、复用为目的，在二级处理后所增设的处理单元。需要注意的是，三级处理所需的资金较大，管理也较复杂，但能充分利用水资源。
4.结束语
化工厂污水处理已经有多年的历史，化工废水中的一些污染物，比如一些重金属离子、氮、磷等有毒元素以及一些有机物质，给人们的生活带来了许多不便之处。鉴于此，上文通过对化工厂污水中的污染物的特点进行了分析，并提出了一些处理技术，如物理处理法、化学处理法、物理化学处理法、生物处理法以及多级处理法等。这些废水处理技术基本上解决了化工厂废水排放所带来的污染问题，为化工厂的进一步发展奠定了基础。
用人工湿地处理废水 篇4
目前,美国Alcoa公司的一项用于废水处理的采用自然植被的人工湿地技术已首次实现工业化。与常规的槽式废水处理系统相比,该人工湿地技术可降低投资及运行费用,还可降低能耗。
Alcoa公司自2004年开始开发其湿地技术,并与德国Bauer Resources公司合作,将该技术在全世界推广。现在,它们正使该技术应用于Alcoa公司以外的领域,以代替陈旧的市政或工业废水处理设施。Bauer Resources公司负责安装、设计及施工,Alcoa公司负责技术开发。
该技术由3步骤组成。首先,经沉淀池和厌氧池去除废水中的固体、金属及有机物。然后,废水流入生长有湿地植被的人工设计的区块。在表层下的水流中,含氮和磷化合物随着外加有机物一同被去除。这些区块中的湿地植物的品种是根据当地的气候和环境而特殊挑选的,而且这些区块还能根据停留时间(通常为1~3 d)的要求而建造。最后,废水进入一个铝矾土过滤池,进行最后的澄清和消毒处理。
膜处理制浆黑液废水研究 篇5
摘要 制浆污水是我国现今造纸企业生产过程中不可忽视的一项问题，如果没有对其进行良好的处理，往往会对环境造成难以预计的影响。在本文中，将就膜处理制浆黑液废水处理技术进行一定的研究。
关键词：膜处理；制浆黑液废水
1 引言
近年来，我国人民的环保意识得到了较大的提升，对于造纸企业生产过程中所出现的废水来说，由于对于环境具有着较大影响而受到了人们的更多关注。目前，我国已经开始了以膜为方式的制浆污水处理工作，并通过液膜分离技术的发展为我们制浆黑液处理提供了新的选择。
2 液膜分离技术概述
对于液膜技术来说，其是上世纪60年代中期由美国所提出的一种分离方式，具有着分离有效、快速以及节能的优点，并陆续在石油化工、环保以及冶金等行业得到了较大规模的应用。其通过对SAA的使用，通过其所具有的独特双亲分子特性实现分离。而对其所具有的乳状液膜体系来说，则由膜溶剂、SAA、添加剂以及载体等构成，在分离过程中主要包括有液膜的形成、被分离物通过液膜的传质以及后续的破乳等环节。如果待处理液为水相，则需要在SAA作用下首先对W/O乳液进行制成，并將其分散到需要处理的水相之中，并形成W/O三相体系。待处理液中需分离出的溶质，通过在液膜中发生的传质过程不断地转移到内相中，并在内相富集，然后通过静置实现被处理液和乳液的分离，再通过破乳实现内相和液膜的分离，，进而对连续相同溶质实现分离。
3 分离制乳工艺研究
对于该项工艺的研究来说，所涉及到的因素相对较多，研究过程也相对复杂，主要因素主要有油内比、内水相浓度、乳水比、转速以及分离时间等等。
表面活性剂方面，其根据表面活性剂种类所具有的差异而需要对用量进行制定：如果用量过小，就会使所制成的乳液膜具有着不稳定的特点，在后续的传质过程中存在着一定的难度；如果用量过大，又会因为液膜厚度过大而使其分离效率得不到保证。对此就需要能够根据实际情况对用量进行适当的制定。
油内比方面，则是内水相同油相间在体积上的比值，对于该值来说，其大小对成乳的质量产生影响，无论是过大还是过小都不能够满足经济以及传质方面的要求：如果该值较小，液膜质量则会相对不稳定、非常容易出现破裂现象；而如果油内比较大，液膜厚度则会增加，并因此使传质速率得到降低。此外，内水相浓度也是一个非常关键的因素，将直接对污水黑液处理所具有的能力以及经过处理后废水所具有的质量产生影响。
制乳转速以及时间方面，也是对最终成乳质量具有较大影响的一项因素，如果该时间过短，则可能使成乳出现不完全的情况，而如果时间过长，对于处理成本来说也是一种增加。而对于转速来说，转速低就会使乳液颗粒出现增大的现象，而转速高则会使乳液颗粒减少，并因此对后续传质产生较大的影响。
在实际实现制浆黑液的液膜分离中，分离时间将对整个分离过程的效率具有直接的影响，如果时间较短，则可能使制浆黑液同乳液间由于接触不够充分而得不到完全的反应，所获得处理效果也较低；而如果混合时间过长，则又可能因为乳液破损大而使效率下降。可以说，分离转速与分离时间都是整个传质过程中需要我们能够严格控制的两项因素，需要根据污水量以及浓度对其适当的制定。
4 破乳工程研究
当液膜完成传质之后，在经过一定时间的静置分离后位于上层的乳液就会破乳，而下层澄清液则可以得到排放。目前，在乳液破乳方面主要有三种方式，即物理破乳法、生物破乳法以及化学破乳法。目前，物理破乳法是现今制浆黑液处理过程中应用较多的一种方式。其是通过电场的作用将污水中所具有的水滴进行聚结，在电场作用下使其中极化水分子具有了较多的碰撞以及聚结机会，并在不断的结合之后形成最终的大水滴，最终靠油水相对密度差内水相便沉降排出。在该种方式实际应用过程中，主要具有着以下几个影响因素：首先，是乳液自身性质影响，即条件自身所具有的限制，如制乳转速、时间以及对于活性剂的用量等；其次，是电压影响。如果该电压值较大，则会使破乳时间变短，但是对于实际操作来说，50至100V电压即能够满足要求；再次，是温度影响。当环境温度提升时，油相黏度则会随之下降，并因此使微滴沉降的速度逐渐加快。同时，乳液所具有的体积也会逐渐加大，对膜的破裂起到了一定的促进作用；最后，则是放置时间的影响。一般来说，对于新处理的乳液来说，其同经过一段时间放置之后的乳液相比更容易破乳，之所以出现这种情况，则是因为乳液在放置一段时间后黏度会出现增大的情况，并在粘稠的情况下不利于破乳。
5 稀型乳状液膜的应用
溶胀现象是我们开展液膜分离过程中所产生的一种不可避免的副作用情况，尤其是对于制浆黑液来说，溶胀情况的出现对实际分离效率可以说产生了一种阻碍、降低的作用。对于溶胀现象来说，其是指外相水透过膜相进入内相从而使液膜体积胀大的现象，一般分为夹带溶胀以及渗透溶胀这两种情况。可以说，无论是哪一种溶胀情况，都会对分离效率产生负面影响。为了能够对该类问题进行较好的解决，人们在一定研究之后提出了稀型乳状液膜概念，其通过表面具有较低浓度活性剂、低于胶团浓度1/5乳液的应用实现液膜分离。除了具有普通液膜分离的特点之外，其还具有着以下特点：首先，其在活性剂用量方面要少，这种特点的存在，则能够在有限的时间内在迁移之后具有更小的溶胀，对于后续电破乳环节的开展具有着较为积极的意义；其次，油内比大。这种特点的存在，就会使其具有着黏度低、流动性好以及密度更小的特征，更利于工业实际连续化处理方式的运行，且在油膜相损失方面也较小，制浆黑液在处理过后也更为纯净，不会造成二次污染。
6 结束语
在上文中，我们对膜处理制浆黑液废水处理技术进行了一定的研究，可以说，我国现今在膜处理制浆黑液工作中，已经获得了较大的进展。而在今后相关技术的研究中，还需要在现有基础上对更易于企业生产的表面活性剂以及稀型乳状液膜的处理效果进行研究，以此便于我们更好的对制浆黑液进行处理。
参考文献：
[1]洪卫，刘勃，苏颖，季华东，庄会栋，李晓宁.制浆造纸废水深度处理技术解析[J].中华纸业.2009（07）：99-100.
制革废水氨氮处理技术 篇6
制革加工工艺相对稳定成熟，也有相对成熟的废水治理技术。原来技术对污染物的处理集中在CODCr、Cr、SS和硫化物的去除上，没有考虑氨氮的去除。近年来随着国家对氨氮等指标要求的日益严格，企业开始重视氨氮的去除，但由于已有的废水处理技术和制革业的特殊性，除氮效果不是太理想。根据国家有关部门调研的情况，目前制革企业采用的废水处理系统，氨氮去除率普遍较低，最多可达80%左右，制革脱氮处理后废水中氨氮的质量浓度为60～120mg/L之间，大部分企业处理后的氨氮超过100 mg/L[1]。有效去除废水中的氨氮不但成本很高，单从技术角度也是一个很大的难题。本文结合两种典型生化技术实例，对制革废水氨氮处理技术进行分析与探讨。
2 制革生产废水简介
2.1 主要污染物排放情况
制革生产工艺是以各种动物原皮为原料，经过准备、鞣制、整饰三个阶段制得产品。由于在生产工艺中使用大量的食盐、纯碱、石灰、硫化碱、铬粉、氨盐、酸及染料等各种化工原料，废水中污染物种类繁多。制革废水主要污染物排放情况如表1[1]。
2.2 废水主要特性
制革废水是一种高浓度有机废水，成分复杂。其特性是色度高、臭味重、耗氧物质含量高、悬浮物多，含有重金属铬、硫化物等有毒有害物质，特别是氨氮含量较高。水质波动大，各工序废水中的污染物浓度相差较大，如上表1中脱灰废水氨氮质量浓度为3000～7000mg/L，而浸灰脱毛废水氨氮浓度仅为50～100 mg/L。
3 制革废水氨氮处理
3.1 废水氨氮特性
制革废水中的氨氮含量较高，主要原因为：一是制革脱灰和软化过程中要用到无机铵盐，脱灰、软化工序产生的高浓度氨氮废水是制革废水氨氮的主要来源，目前从成本和使用效果来看，还没有可以全部替代无机铵盐的脱灰剂;另一方面制革是以加工胶原纤维———蛋白质为主要原料的过程，大量的皮蛋白被水解到废水中，随着废水中蛋白质的氨化，废水氨氮浓度迅速升高，使得氨氮质量浓度高达300～600 mg/L，有时候甚至出现废水越处理氨氮浓度越高的现象[1];因此，进行废水处理工程设计时，必须在考虑对有机污染物去除的同时，特别要考虑氨氮的去除。
3.2 氨氮处理技术的选择
用于去除氨氮的方法有多种，主要有物理化学法和生物法两大类。物理化学法主要有：吹脱法、化学沉淀法、氧化剂氧化、催化氧化、电解法、离子交换和臭氧氧化等[2]，由于建设、运行费用相对较高，氨氮去除不彻底，易产生二次污染等缺点，从经济、技术等综合因数考虑，对于水量较大、氨氮浓度较高的制革废水，其处理技术都是首选生物法。生物法脱氮是最经济有效的治理技术，它工艺技术成熟、运行稳定、处理费用较低。生物法脱氮的原理和特点如下：
生物法脱氮是利用自然界氮的循环原理，通过人工方法予以控制。首先，污水中的含氮有机物转化成氨氮，而后在好氧条件下通过硝化菌将污水中的氨氮转化为硝酸盐氮(NOX-N)，这阶段称为好氧硝化。随后在缺氧条件下，通过反硝化菌，利用外碳源将硝酸盐氮还原为氮气从水中逸出从而达到脱氮的目的，这阶段称为缺氧反硝化。整个生物脱氮过程就是氮的分解还原反应过程，在生物脱氮过程中，要将硝酸盐氮还原为氮气，除了必须具备适当的环境条件外，还必须有外碳源充当还原剂。一般认为，污水的硝化过程总是在碳化过程之后进行的，因此在采用生物脱氮时可采用两种方式提供碳源：其一是利用原水中的有机物作碳源脱氮，通过回流硝化液脱氮，此法必须付出大比例回流的经济代价，A/O工艺是其典型代表;其二是利用生物污泥作碳源脱氮，SBR法是其典型代表。生物脱氮虽然工艺成熟、运行费用较低，且能彻底地消除氮污染，但生物脱氮对水中的碳氮比例、碱度等都有一定的要求。生物脱氮的最大优点在于它彻底消除了水中的氮污染，没有二次污染和其它后遗症，其缺点是微生物对生存环境有一定的要求[3]。
4 制革废水氨氮处理典型生化技术实例
国内制革业现有的废水处理设施，可以做到氨氮达标的为数不多。常规生物处理法如氧化沟法、A/O法、SBR法等，这些生化处理法只要生化处理设计参数选择合理，COD的控制指标都能实现，但氨氮的控制指标(二级标准为25 mg/L、一级标准为15 mg/L)大多都不能达到，现在国内极大部分制革废水处理工程氨氮的处理水平为50～250mg/L范围之间[4]。常规生物法去除氨氮，需要有亚硝化细菌和硝化细菌的参与，亚硝化细菌和硝化细菌属于自养型好氧细菌，增殖速率缓慢，无法与异氧菌竞争。在氧化沟、SBR等工艺中，硝化菌数量占到活性污泥微生物量的0.5%以下，在制革废水处理中，由于活性污泥铬、钙累积，硝化菌在活性污泥中的含量将更低[5]。因此，应用于制革废水处理的氧化沟、SBR等工艺基本上没有脱氮功能，只适合于低浓度氨氮废水的处理，用来处理氨氮浓度较高的制革废水，是无法实现达标排放的。下面以全国最大的猪皮革生产基地—平阳县水头制革基地污水处理厂氨氮达标改造工程为例进行具体分析。
4.1 多级A/O（硝化/反硝化）活性污泥工艺
水头制革基地蓝天、绿地两个污水处理厂采用上海同济建设科技有限公司设计的多级A/O工艺。以蓝天污水处理厂为例(日处理制革废水6500 t)，由于原有的生化处理系统设计停留时间较短，有机氮(蛋白质)的氧化过程仅进行到氨氮阶段，生化处理系统的供氧不足等原因导致出水的CODCr和氨氮浓度仍然很高，特别是氨氮几乎未去除。经改造后的废水具体处理工艺流程如图1[3]。
该工艺特点是通过多级A/O工艺的串联、并联使用，经内回流和污泥回流，多次硝化与反硝化确保废水中的氨氮达标排放，实现单级A/O工艺无法达到的去除效果。为使氨氮硝化和反硝化反应彻底，设计停留时间较长。进水采用中间进水，这样可以充分利用污水中的碳源，进行氨氮的硝化和反硝化，避免外加碳源，节约运行费用。硝化阶段消耗碱度，反硝化阶段又能回收部分碱度，反应过程总体上需要补充一定量的碱剂。运行管理的关键是调整控制各级A/O之间水量的分配、内回流和污泥回流比。作为传统单级A/O工艺的改建，该工艺对运行控制的管理技术水平相对较高。
4.2 悬浮生物滤池工艺
悬浮生物滤池是一种生物滤池工艺，采用了一种质轻、多孔的高分子材料作为载体，微生物可固定在载体上。该载体比表面积大，对微生物的吸附、截留能力强，持水后载体密度在0.9～1.0 g/cm3，故在曝气池中呈悬浮态，在空气作用下，呈流化态。悬浮生物滤池不需要布水系统和填料支撑层，不会堵塞，不需要反冲洗。与曝气生物滤池相比，有很大优势。
水头制革基地侨信、河头两个污水处理厂采用浙江省环境保护科学设计研究院研究开发的悬浮生物滤池工艺。以侨信污水处理厂为例(日处理制革废水1300 t)，在充分利用原有设施和设备基础上，将原有一座SBR池改造成为悬浮生物滤池，在该池投加高效硝化菌种用于生物硝化，悬浮生物滤池部分出水回流至SBR池进行反硝化，部分出水达标排放。简要处理工艺流程如下图2[6]。
该工艺具有以下特点：一是有机物去除与生物硝化过程分开，解决了铬、钙等有毒有害物质积累与生物硝化需要长污泥龄的矛盾。二是采用生物强化技术与微生物固定化技术解决氨氮生物硝化问题。高效硝化菌种能适应制革废水水质，能够自我繁殖。固定化载体比表面积大，生物亲和性强，适宜硝化菌生长，不易流失。三是运行管理简单，硝化容积负荷高，可提高废水处理效果，降低工程造价和运行费用，固定硝化菌能力强，硝化速率快，处理氨氮负荷高，出水水质好。四是利用SBR池中局部缺氧环境进行反硝化，通过反硝化降低总氮、同时又可去除部分有机物，以降低运行电费，还可提供硝化所需的部分碱度。作为传统生物滤池的改进工艺，该工艺对微生物的载体(填料)要求较高，要有特别制作的填料和培养的特种硝化菌。
4.3 氨氮处理效果及影响因素
蓝天、绿地、侨信、河头四个污水处理厂设计进水CODCr≤6000mg/L、氨氮≤350 mg/L，出水CODCr≤250 mg/L、氨氮≤25 mg/L，采用上述工艺改造后，氨氮处理效果明显、运行较为稳定，能够做到稳定达标排放。自2007年7月进水调试，同年9月初基本实现达标排放，长期监督性监测和污水处理厂自行监测数据显示，总体运行状况良好，出水CODCr、氨氮等指标浓度都远低于排放标准，一段时间氨氮排放质量浓度低于10 mg/L，甚至在1mg/L以下，处理效率达到90%以上，效果非常显著。在实际进水水质超过设计进水指标的情况下(有时进水CODCr7000～8000mg/L、氨氮500～600 mg/L),CODCr、氨氮等指标的出水浓度仍能达到排放标准。
影响制革废水氨氮处理效果的因素很多，如进水水质水量的变化，废水中重金属离子铬等有毒有害物质对硝化反应的抑制作用，特别是环境因素(包括温度、pH值、溶解氧等)对生物硝化、反硝化的影响。由于硝化菌对温度较为敏感，适宜的温度为20～30℃，水温低于5℃时硝化菌几乎停止生长[7]。试验表明，当生物反应池温度在15℃以下，氨氮处理效果明显下降，当温度低于12℃时，氨氮处理效果已经很弱[1]。2007年、2008年冬季气温较低时，上述几个污水处理厂都曾出现氨氮处理效果显著下降现象，其中悬浮生物滤池受温度影响相对较小，A/O活性污泥工艺影响更明显。因此，在处理工艺设计时要通过工艺参数的适当选取来满足不同温度变化的处理要求，努力克服外界因素对生物硝化、反硝化的影响，使其能持续稳定地发挥作用，以达到处理目标。另外，由于硝化菌对pH值的变化非常敏感，为控制最佳的pH值条件(8.0左右)，多级A/O活性污泥工艺的O池和悬浮生物滤池都需要及时投加一定量的碱剂以保持足够的碱度，如不投加或投加量不足，硝化效果将会受到较大影响，特别是多级A/O活性污泥工艺的O池，调节控制好碱度尤为重要，否则对氨氮去除效果的影响更明显。
两种方法在工艺技术上已较为成熟，尽管还存在一些设计和运行管理等方面的不足，需结合实际情况做进一步的调整和完善，但总体上已达到了设计的要求和目标，高浓度的氨氮基本被去除并达标排放，相比而言，其它普通的生化处理技术根本无法达到如此好的去除效果。
5 结语
选择高效成功的制革废水氨氮处理技术工艺，是一件较难的事情，目前的各种生化处理工艺，都各有优缺点，只有最适合某个工程的工艺，并不存在最先进的工艺。我们应该根据进出水水质、污水处理厂的规模、当地的经济条件、气候情况、厂址情况等综合因素，选择最适宜的氨氮处理工艺，努力达到投资少，运行费用低，运行管理简单。在这些因素难以平衡的条件下，应该优选运行费用低，运行简单的工艺，同时可以大胆地尝试一些虽然在国内目前应用较少，但比较适合处理制革废水氨氮且较为成功的典型处理技术工艺。
参考文献
[1]制革及毛皮加工工业水污染物排放标准编制说明(征求意见稿).中国皮革协会,中国轻工业清洁生产中心,2007.12:15-28.
[2]王欣,黄瑞敏,陈克复.制革废水氨氮处理的研究进展[J].皮革化工,2004,21(2):9-12.
[3]平阳县蓝天污水处理厂氨氮达标改造工程设计方案.上海同济建设科技有限公司,2007,4.
[4]陈学群,姚丹,孔了一.制革废水氨氮达标和脱氮处理技术分析[J].西部皮革,2008,30(4):27-32.
[5]平阳县水头制革基地Ⅱ号污水处理厂氨氮达标改造工程设计方案.浙江省环境保护科学设计研究院,2006,12.
[6]平阳县侨信制革污水处理厂氨氮达标改造工程设计方案.浙江省环境保护科学设计研究院,2007,4.
生化法处理制革废水 篇7
1 制革工业的生产工艺与废水特性
1.1 生产工艺
制革工业以动物皮(猪皮、牛皮、羊皮等)为原料,产品分轻革和重革两种。
制革工艺大体分为准备、鞣制和整理三道工序。前两道是湿法工序,最后一道是干加工工序。制革工业的废水从湿法工序中产生。
准备工序包括浸水、浸灰、脱毛、膨胀,其目的是准备半成品,去除附着在原皮上的毛、蹄尾及血污、泥沙、防腐剂等,去除皮肉油脂及非纤维性蛋白质,使生皮的纤维结构适当分离和松散,便于鞣制和以后的整理。
鞣制工序包括脱灰、软化、浸酸、鞣制(铬鞣或植物鞣)、中和水洗、染色加脂等,使生皮成革。成革具有抗水、水汽、微生物及化学品的侵蚀能力。因此鞣革工序是制革生产中的重要环节。
整理工序是将鞣制成革进行物理化学处理及机械整理,以增进成革的物理机械性能和感官性能。
1.2 废水特性
由于原料皮作为成品的利用率很低,大量蛋白质和油脂转移到废水废渣中,这是造成制革废水污染负荷高的主要原因。此外,在制革过程中还添加了大量的化工原料:酸、碱、盐、硫化钠、石灰、铬鞣剂、植物鞣料、加脂剂、染料等,除一部分被吸收外,大部分进入废水,这是造成制革废水污染物含量高的另一个重要原因。因此,制革废水的特点是污染程度高,含大量有机物、无机物和悬浮物,带有颜色和臭味,有毒性。由于原料皮种类、鞣制方法、产品品种的不同及管理水平的差异,原皮在加工过程中的用水量差别很大,产生污染物的数量亦不同。排出的污染物中主要是蛋白质和油脂,特别是猪皮制革废水中的油脂含量更大。废水中主要的有毒物质是三价铬盐和硫化物,三价铬盐来源于鞣制工序的铬鞣剂,硫化物来源于准备工段脱毛剂(硫化钠)和蛋白质的分解。制革工业废水水质情况见表1[1]。
制革废水若不经处理直接排入水体造成水体缺氧,鱼类和水生生物死亡,对环境造成严重的污染。废水中的悬浮物沉入河底,在厌氧环境下有机物质分解,产生恶臭,恶化水质,并污染地下水质。废水和废渣中的三价铬在环境中积累和氧化,会对生物和人畜带来危害。
为保护环境,防治污染,首先应从源头着手,在生产的全过程中控制污染。通过改革工艺,更新设备,加强管理,减少跑、冒、滴、漏;回收废水中有用物质:蛋白质、油脂、硫化钠和硫酸铬;节约用水;对废水进行清污分流,废水循环回用等措施,最大限度地降低排污量。
2 废水处理工艺及特点说明
根据我国制革企业的现状,国家对制革工业的行业要求(GB8978-1996处理猪盐湿皮每吨原皮允许最大排水量为60 m3,处理牛干皮每吨原皮允许最大排水量为100 m3,处理羊干皮每吨原皮允许最大排水量为150 m3),制革废水排放标准以及水资源综合利用和清洁生产的要求,切实提高治理措施和管理水平,改进制革工业废水处理工艺,从环境和经济效益两方面使企业达到可持续发展。
2.1 废水处理工艺流程
要使制革废水出水达标排放,必须采用合理的生化处理工艺及参数,使废水中的S2-、Cr3+、木质素、油脂、蛋白质、悬浮物等,在进入生化系统前得到有效的去除,并削减大部分有机物,强化物化预处理工艺。工艺流程见图1。
2.2 工艺特点说明
⑴将含铬废水单独处理,控制适当的沉淀时间,可在碱性条件下预先去除Cr3+。
⑵在制革工艺中把铬鞣皮车间与其它工艺车间区别开,单独设立,并铺设独立管道至含铬废水处理系统,使毒污分流,分隔治理,改变目前许多中小型制革企业完成全套制革生产工艺只用一个转鼓,不仅管理混乱,排污管路交叉,而且不同水质的废水混合,影响废水处理系统的正常出水水质。铬剂鞣皮车间与含铬废水处理系统自成体系,减少对综合废水处理系统进水水质影响。有了稳定进水水质,才能提高处理后出水水质[2]。
⑶为防止大量的毛皮、肉屑、木屑及细小颗粒进入预沉隔油池,在经前置一、二道格栅后,设置了间隙更细的无动力弧形格栅,可避免预沉隔油池刮泥机负荷过大而出现故障。
⑷预曝气调节池内,由于充入足够的氧气(经计算确定),设置的充氧时间使S2-在不加催化剂的条件下大部分被氧化。
⑸经一级反应沉淀后,由于控制适合的pH值,投加相应的少量药剂,即可使大部分油脂、蛋白质、木质素及残余S2-、Cr3+得以脱稳而去除。同时在二级反应沉淀池内调整微生物所需要的酸碱度,为后续生化系统的稳定运行创造必要的环境条件。一、二级反应池是保证达标的技术关键。
⑹MSBR池系由A/O池和SBR池组成,前段为高负荷系统,其功能以碳化为主;后段为低负荷系统,以硝化反应为主。两者有机结合,可大大减小曝气容积,保证硝化反应有效进行。
⑺生化系统中前置水解池,不仅具有可提高BOD5/CODCr和去除部分有机物的作用,还具有反硝化功能。
3 工程实例[3]
某猪皮制革厂,采用生猪皮制革。废水呈碱性,为蓝灰色的乳化液体,并挟带有许多猪毛、肉屑、皮屑、木屑等固体废物。该废水处理工程规模为3000 m3/d,原水水质见表2。设计时要求出水水质达《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准。
在设计之前,对当地制革废水处理工程的运行情况进行了多次研究,分析未达标原因,取样试验。在此基础上,提出前述处理工艺。各单元设计控制指标见表2。
由表2可知,废水出水水质符合《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准要求。该工程总投资478 万元,其中土建工程200 万元,机械设备及材料133 万元,安装工程70.7 万元。运行费用1.557 元/m3,其中药剂费0.548 元/m3,电费0.806 元/m3。单位电耗1 kwh/m3。
4 结语
⑴使猪皮制革废水处理出水达到一级标准的关键是:将废水中的S2-、Cr3+、木质素、油脂、蛋白质、悬浮物等,首先予以去除,并以可行的方法改善废水的生化性能。
⑵必须严格控制一级反应池的pH值,同时启用二级反应池,创造合适的生化环境。
⑶达标处理技术中,除采用先进的工艺外,还必须根据废水的特性,采用合理的设计参数。
⑷严格考察生化系统进水的C/N,控制曝气池的污泥负荷,以确保硝化反应、反硝化反应的顺利进行。
⑸对于生化系统工艺(如氧化沟、SBR、A/O等)设计时应进行综合论证,充分估计蛋白质分解产物对NH3-N的影响。
⑹重力流管道流速的设计,除了满足不冲不淤流速外,还要综合考虑由此引起的水头损失对废水处理能力的影响。
参考文献
[1]吴浩汀,刘立伟.制革工业清洁工艺与废水处理技术[J].中国给水排水,1999,15(4):22-23.
[2]卲武,李中和,李亚卿.制革废水处理回用方案探讨[J].广东化工,2006,33(12):70-72.
含汞废水处理 篇8
目前汞污染,除金属汞和无机汞化合物外,最引人关注的是有机汞,尤其是烷基汞的问题。消减水中的汞污染,国内外均开展了多种净化含汞废水的处理技术的研究。工业上常用的是硫化物沉淀法、离子交换法［1］、活性物质吸附法［1］和还原法。此外,还有加压浮选法、铁氧体法［2］、磁性法、铁粉法［3］与磁分离［1，3］、溶剂萃取法以及微生物法正处于中间试验和研究阶段。现仅就几种主要方法予以介绍。
1. 1 硫化物沉淀法
利用汞离子与硫离子有较强的亲和力能生成溶度积很小的硫化物沉淀的特性,向含汞废水中加入硫化物( 多为硫化碱) ,使与汞反应生成难溶的硫化汞而予以清除,或者与化学混凝法并用达到净化目的。
美国道屋( Dow) 化学公司在处理汞阴极电解槽外排的含汞50 mg / kg左右的饱和盐水时,采用了硫化物沉淀法。将脱氯盐水导入胶凝池中,加入0. 2 ~ 1 当量的硫化钠溶液( 过量50 ~80% ) ,使Hg2 +生成Hg S沉淀。将此细粒硫化汞胶状盐水再送往混合池,投入5 ~ 20 mg/kg的铁盐和0. 5 ~ 5 mg/kg的淀粉,再用氢氧化钠调整混合液的p H值为8 ~ 10,废水在池中停留10 ~ 30 min后流入沉淀池,排出氢氧化铁和硫化汞的沉淀污泥,将上层脱汞盐水返回电解槽使用。有机汞废水需要先用氯进行氧化分解,再用硫化物沉淀法进行脱汞处理。由于硫化物沉淀颗粒非常微细,难以完全滤除,处理后的排水含汞往往在0. 2 mg / kg以上。特别在S2 －离子过量时,由于有生成[Hg S2]-络离子的倾向( 形成常数K = 100. 68,可引起汞的再溶解,所以应注意控制S2 －之离子的过量浓度［1］。据报导,目前该法的最好处理效果,可使处理水含汞在0. 05 mg/kg左右。
1. 2 活性物质吸附法
活性炭是常用的活性吸附剂之一,它对含汞化物形态不明的废水有较好的处理效果。为提高处理效果,一般常将硫化物沉淀法与活性炭吸附法并用。为降低成本,上海医用仪表厂曾采用制药工业废料( 废活性炭粉) 为吸附剂。该厂已设计日处理量40 t的滤池。原水含汞为0. 94 ~ 28 mg/kg,处理后含汞为0. 05 mg / kg,最后经微孔塑料管过滤外排。
1. 3 离子交换法
汞在废水中常以Hg2 +、[Hg Cl4]2 －络合阴离子和游离状态的金属汞等形态存在。因此,最初工业上曾使用强碱季胺型阴树脂去[Hg Cl4]2 －络合阴离子该树脂是用叔胺与交联共聚物( 苯乙烯和少量二乙烯苯) 合成的。但吸附汞的阴树脂难以用强酸或碱脱吸,后来采用Na2S水溶液为再生剂。其中以钻石制碱公司的方法较为典型。其主要技术指标如下: 再生剂为1 m3硫化钠水溶液,流量0. 17 ~ 0. 34 m3/ min·m2( 滤柱面积) ,除汞能力为67 kg( Hg) /m3( 树脂) ; 处理水含汞0. 1 mg/kg; 净化后的排水返回盐水饱和器中而回用［2］。但一般强碱季胺型阴树脂难以达到这么高的除汞效果。特别在氯根等阴离子过高时,对树脂的交换容量有很大影响。目前,国内外采用这类树脂除汞较为广泛。
1. 4 还原法
还原法除汞包括电解还原、还原剂( 金属、盐类、醛、肼) 还原等。目前,国内外均有采用还原法除汞的工业化实例。近来,国外应用电浮选技术处理重金属离子废水的实例日益增多,MEF式电解浮选槽是常用装置之一。日本MEF电浮选槽的规格,按处理能力分为三种: 处理水量在10 t时以下的是聚氯乙烯槽,10 ~ 20 t时的是纤维增塑制槽,20 ~ 30 t时的是混凝土槽在工业化应用时,可按实际处理水量的要求进行两种或三种槽并用。目前,认为小型的固液分离装置较为适宜,此时,水力负荷为30 ~ 45 m3时,废水在槽内停留时间为3 ~ 6 min。电解浮选的特点是可在同样的p H条件下,把汞、锡等重金属处理到排放标准,并能处理各种金属络合物,及含油的重金属离子,产生的污泥量少并呈中性,同时,占地面积亦小。但由于铝阳极的溶解,要消耗5 ~ 10 g/m3处理水的铝及0. 3 ~ 0. 6 k W/m3的电能。铁屑和锌粒是最常用的两种脱汞还原剂。铁屑除汞要调整p H值在7 ~ 8 之间,处理1 m3含汞废水最少消耗铁0. 01 kg。当p H低于6 时,铁的消耗量迅速增加。对于适于在高p H值下处理的含汞废液,常采用金属锌作还原剂,p H值在9 ~ 11 之间。工业上多采用铁屑或锌粒滤床,先将废水调整到适当的p H值,然后自下而上的流经还原剂滤床。滤床中还原剂的性质、状态及接触时间,决定Hg2 +离子被还原为金属汞的时间。美国新泽西锌业公司,采用锌灰还原反应床除汞,当含汞10 mg/kg的废液通过粒径2 mm的锌粒敷成的10 cm厚的滤床时,过滤13 s便可净化到20 μg/kg。
近几年来,铁磁除汞引起人们的重视。日本同和矿业株会社中央研究所,设计了成套的DOW铁粉法处理装置处理含汞废水该法的原理是利用特制铁粉还原、置换、中和、吸附、共沉淀等综合效应,对汞等重金属离子废水进行净化处理,然后通过磁场,将含铁的沉淀物进行分离。它能够处理含汞的络合物及其它重金属络合物、亚铁氰化物等。随着磁性分离技术的发展,出现了一批磁性过滤装置,其中,日本的二秒分离机效果较好。该装置使用聚氯乙烯等非磁性材质做成直径1 m的圆盘,上面装有若干块永久磁铁。然后,把数块圆盘安装在同一根转动轴上。含汞等重金属离子的共沉淀物,连续的进入二秒分离机,使铁粉及重金属共聚物在瞬间被磁铁吸附,再由非磁性的刮刀将污泥刮走,送入脱水机中。处理水由分离机的底部排出。二秒分离机的特点是结构小巧,占地面积小,泥浆含水率比一般经增稠器处理的小,适用于含油的重金属废水处理,同时,分离效果不受气温等气象条件的影响。苏联全苏黑色冶金动力净化工业科学研究所也设计了一种类似日本二秒分离机的磁性分离器,并用烟气对泥浆进行干燥,使之成干渣外排［4］。
除上述四类废水脱汞的方法外,微生物法和加压磁选法等仍停留在实验阶段。总之,要针对不同含汞水质,选用不同的处理方法,以便单独使用一种方法或数种方法组合进行。目前,对于含汞20 mg/kg、含碱土金属盐类10% 的高浓度含汞废水,一般均需要采用一定的预处理措施。
2 实验原理
废水中的汞离子,能发生水解反应。
可见水解反应与p H值有关。对Hg2 +离子来说,在p H < 2时不发生水解,p H值在5 ~ 7 范围内汞离子几乎全部水解为Hg( OH)2［3］。因此,在弱碱性( p H值8 ~ 11) 汞离子能与硫化钠生成难溶于水的沉淀。
因为Na2S在水中溶解速度快,生成的Hg S溶度积很小。所以生成Hg S的沉淀速度也较快,从而达到处理废水的目的。
2. 1 实验含汞废水
含汞废水来源: 新疆天业聚氯乙烯生产中产生的含汞废水;
含汞( Hg Cl2) 量: 0. 2 mg/L。
2. 2 试剂及仪器
试剂均为分析纯。
p H计; CG - Ⅰ型测汞仪; 玻璃仪器。
2. 3 操作
取含汞废水500 m L盛于1 000 m L烧杯中,用10% Na OH溶液调节其p H值至8 ~ 11,加入Na2S和Fe SO4、搅拌沉淀。用CG - Ⅰ型测定仪测定清液中的汞。
3 结果与讨论
在不同的p H ( 9 ~ 11) 值条件下,含汞不同的废水中加入的等当量的Na2S,测定清液汞的方法,进行对比研究。
3. 1 Na2S级用量对处理效果的影响
在一定的p H值( 等于10) 条件下Na2S的用量与处理效果有直接影响,试验结果见表1。
结果表明在废水p H值10 的情况下,Na2S的用量等于其理论值的12 倍时,可将废水中的Hg2 +降至国标要求( 0. 05 mg/L)以下。
3. 2 废水p H值对处理效果的影响
Na2S的用量一定时( 理论值的12 倍) ,处理效果与废水的p H值有关,详见表2。
从表2 可知废水的p H值对处理效果影响。适宜p H值条件下即废水p H值9 ~ 10 时处理效果最好。此时,可将废水中的Hg2 +降至国标( 0. 05 mg/L) 以下。
3. 3 其它要注意的事项
( 1) 因为废水中除了Hg2 +离子外还有Zn2 +、Mn2 +等金属离子能与Na2S反应。所以需要Na2S过量。
( 2) 用Na2S处理实验含汞废水时加入Fe SO4为宜。这是因为Fe SO4在水中易形成Fe( OH)2和Fe( OH)3胶体。这些胶体不仅能吸附汞离子,而且能捕集和裹扶悬浮的汞离子与Na2S共同沉淀下来,起到良好的混凝沉淀作用。
( 3) 用Na2S处理的沉渣化学性质稳定,不易造成二次污染,便于处置。
总之,p H值在9 ~ 10 条件下加入适量Fe SO4用过量Na2S( 理论值12 倍) 处理含汞废水不仅排放达标,且沉渣不易二次污染,便于处置。
3. 4 工艺原理及方法
利用沉降方法消除汞害。硫化钠溶液和汞离子生成硫化汞沉淀:
在p H在9 ~ 10 范围内的水中,絮凝剂生成氢氧化铁胶体,使硫化汞及其他沉淀物和氢氧化铁沉淀下来。
基于以上物质的化学性质,采用向废水中先加硫化钠,再加絮凝剂( Fe Cl3) 的方法,使废水中的汞离子和汞的化合物沉淀下来。吸附法是目前研究最热门的含重金属废水的处理方法。吸附法的特点: ( 1) 可对经化学沉淀法处理后的含极低浓度汞离子的废水进行深度处理;( 2) 许多吸附剂都可通过酸洗、盐洗等脱吸附手段得到重复使用; ( 3) 所用吸附剂的品种多样,既可满足不同应用环境的要求,又为人工设计和开发新型吸附剂提供了广阔的空间; ( 4) 二次污染小,通常不会向所处理的水体中引入新的污染物。但就吸附法处理含汞废水的现状而言,该法的处理费用过高。
4 结论
制药企业废水处理站废气收集与处理 篇9
随着人们对雾霾与挥发性有机化合物VOCs (volatile or ganic compounds) 关联度的认识及北京、上海等地VOCs整治收费政策的出台, 制药企业面临越来越大的VOCs整治压力。
由于制药企业使用的有机溶剂种类多, 很多有机溶剂最终到废水中, 使得废水处理过程中常产生大量的VOCs, 如甲苯, 正己烷, 乙酸丁酯, 二氯甲烷等, 另外, 废水在降解过程中产生含恶臭的中间产物, 如硫化氢、氨、硫醇, 如不加以收集和妥善处理, 会严重污染周边环境。由于很多企业对废水处理过程中的废气污染认识不足和环保投入不足, 制药企业的废水处理现场常存在严重的臭气污染和VOCs污染, 须对废水处理过程中废气进行收集与处理。
2 废水处理站的废气收集
制药企业的废水处理设施主要包括调节池、事故池、预处理池、生化处理池、沉淀池、排放池、污泥池、污泥处理与储存等, 还有的有危险废物堆放场, 这些部位的废气均应收集、处理。
废气的收集宜在项目设计阶段就综合考虑, 做好设备、水池的密封。废气收集方式一般采取机械引风收集。位置不同收集方式也应有所区别, 特别是调节池, 曝气式调节池的VOC有时高达数千ppm, 如不加以特殊考虑, 存在很大的安全隐患, 为降低安全风险, 该位置必须设置阻火器。从安全角度考虑, 最为理想的是水封式阻火器, 水封高度一般250~300mm。调节池用独立的引风机收集最为理想, 其它部位采用一台引风机, 合理设计管路和风速以满足废气收集的需求。
生化处理池的废气收集十分关键, 很多失败的设计是由于忽略了生化处理池特别是好氧池废气的收集, 导致企业不得不进行另请环保专业单位进行二次设计、加盖, 原先设计的废气处理设施也因废气量增加而不适用, 需要增加废气处理设施, 对企业造成损失。
各个水池吸风口的末端要安装压力检测装置, 常用的有压力变送器与压力表, 范围-1000~0Pa, 实际运行时要保证在-5Pa以下, 确保池内整体负压, 才能保证无废气外溢。各收集部位的风管需安装阀门, 用以调节风量与压力平衡。
由于水池加盖后检修变得困难, 在加盖范围内的设备、管道材质需要提升防腐等级。管道材质可选用不锈钢、玻璃钢或PP, 各个部位需设置排液装置。干管风速一般8~10m, 支管风速4~5m。
3 废气处理方案的选择
废水处理站的废气处理方法多种多样, 常用的处理方法有生物处理法、光催化氧化法、低温等离子法、多级喷淋吸收法、光化学氧化法、RTO焚烧法、催化焚烧法等。
很多企业采用生物处理, 由于生物处理法对低浓度的硫化氢有良好的处理效果, 对有机物的处理也有一定效果[1], 处理费用低, 得到很多企业的欢迎。由于生物法对有机物的效果有限, 且随着VOC收费政策的出台与臭气排放标准的提高, 生物处理法大多难以满足企业对臭气浓度的处理需要。
对于个别企业而言, 用高空排放进行稀释扩散[2]的办法能实现臭气浓度与VOC的达标, 但对污染物的削减没有意义, 由于园区内各企业废气排放的迭加效应及在大气污染物扩散的不利天气, 废气对周边环境会产生较大的影响。为提高整体的处理效果, 改善环境, 需要加强废气收集、密闭与处理, 实现有效降低废气污染物的总量排放。
低温等离子法与光化学氧化法的处理原理总体相似, 都是用高氧化性的物质来氧化废气, 处理效果也较相似, 废气处理后需要增加臭氧分解装置, 否则对臭气浓度的处理效果较差, 难以达到即将提高的臭气浓度排放标准。
喷淋吸收法常为多级喷淋吸收法, 对于不同的物质选用不同的吸收剂, 对乙醇、丙酮等水溶性的物质处理效果较好, 可达到70~85%[3]。对非水溶性的物质处理效果较差, 需消耗较多的吸收剂, 总体处理效果一般, 难以达到处理效率与臭气浓度标准的双控制要求, 对于处理较高浓度的非水溶性VOC的废气也存在难以达标的问题, 该方法仅对水溶性VOC且臭气浓度较低的废气较适用。
催化焚烧法是指有机废气在固体催化剂的催化作用下, 当反应温度达到起燃温度而发生无火焰氧化, 并氧化分解为二氧化碳和水, 同时放出大量热能的现象。催化焚烧法的起燃温度较低, 一般在200~500℃[4]即可发生氧化反应, 因而具有能耗较低, 处理效果好等多种优点, 但对于废气中含有易导致催化剂中毒物质或易产生二英的废气不适用, 催化剂常含有贵金属, 设备造价常常较高。
RTO焚烧法即蓄热式热氧化炉法, 一般选用用三室RTO, 焚烧温度750~850℃, 停留时间1.5~3s, 对废气的选择性小, 高温对VOC及恶臭物质分解较完全, 废气焚烧的热量通过蓄热材料回收, 在节约能源和减少废气污染方面具有很大优势。为进一步提高废气的处理效果, RTO后设计喷淋吸收塔, 以吸收尾气中的二氧化硫、氯化氢等酸性物质。
某制药企业根据企业的实际情况, 对废水处理站的废气收集进行了一体化设计, 使用RTO焚烧法处理废水处理站的废气, 焚烧温度850~860℃, 停留时间2s, 废气处理能力38000m3/h。设计上采用生产车间收集的VOC2000~5000mg/L废气和车间副产物甲醇作为RTO焚烧炉的补充能源, 具有能耗低、处理成本低、处理效果稳定可靠等特点, 尾气加碱液喷淋吸收塔, 废气排放达标有可靠的保障。
经2年多的实际运行检测, 对甲醇、甲苯、非甲烷总烃等VOCs的处理效率大于95%, 非甲烷烃排放浓度小于10mg/m3, 恶臭浓度小于550 (排气筒高度35m) , 均远远小于排放标准。
4 设计运行注意事项
由于大部分VOCs为易燃易爆气体, 为确保RTO的运行安全, 除设置泄爆装置、阻火器等安全设施外, 在废气进入RTO前的总管上还需安装在线LEL检测仪, 安装距离必须足够, 以留有足够的阀门切换时间, 确保进入RTO的VOCs可燃气体浓度小于混合气体爆炸下限的25%以下, 最好在20%以下, LEL检测仪器宜用可靠的双仪表检测, 并进行定期校验。
另外, 由于废气中不可避免地含有腐蚀性物质, 管道与设备防腐, 建议优先选用导静电的玻璃钢管, 其次为SUS304不锈钢管, 所有管道必须做好可靠的接地, 并每年按相关规范进行检测。
5 结语
废水处理站的废气全部收集后, 与车间收集的较高浓度VOCs废气混合后采用RTO焚烧处理能有效降低处理成本, VOCs去除率95%以上, 处理效果好, 臭气浓度与VOCs完全达到环保排放标准, 该废气收集与处理办法在某制药企业的应用取得了良好环保效果并实现低碳运行, 值得在相似的制药与医药化工企业废水处理站的废气处理推广, 企业可根据当地的环保要求与自身的生产特点选用。
摘要：对废水处理站废气的进行集中收集, 用RTO进行焚烧处理, 取得了低碳处理的良好效果, VOC处理效果95%以上。
关键词：废气,收集,处理,RTO,VOCs,低碳
参考文献
[1]张海杰, 王鹏.生物滤床处理污水处理厂恶臭废气中试研究, 2014 (4) :113~115.
[2]朱金芝.污水厂恶臭处理技术探究, 资源节约与环保, 2013 (9) :129.
[3]王伯超.催化焚烧技术在苯酚丙酮装置尾气处理中的应用, 石化技术, 2011, 18 (4) :49~51.
轧钢废水处理方法思路构建 篇10
中天钢铁集团有限公司 江苏常州 213011
摘要 随着我国社会水平的提升，经济步伐的推进，我国的工业也在这个过程中得到了较大程度的发展。其中，轧钢废水是工业建设过程中经常出现的一种废水类型，需要我们能够做好其处理工作。在本文中，将就轧钢废水处理方法思路进行一定的研究与分析。
关键词：轧钢废水；处理方法；思路构建；
1 引言
近年来，我国的工业建设得到了较大程度的发展，而在工业生产规模提升的同时，企业产生的废水量也在此过程中得到了增加，为我们的处理带来了一定的难度。其中，轧钢废水是工业生产工作中经常会出现的一种废水类型，需要我们能够以针对性的方式对其进行处理。
2 轧钢废水处理流程
对于轧钢的废水处理这项工作来说，处理效果的良好与否不仅对工艺设备的使用寿命产生影响，而且对于环境以及水资源来说也具有较为积极的意义。目前，轧钢用水主要用于粗中轧钢出炉辊道冷却、冲氧化铁皮、轧辊冷却、精轧机前后水冷箱冷却以及加热炉水封等，在处理过程中，轧钢废水中除精轧机前后水冷箱冷却水质含有少量的油及颗粒细小的氧化铁皮外，其余使用后的浊环水均含有大量浮油及氧化铁皮，这两部分水均应处理后再循环使用，且对于水质情况较好的水冷箱来说也应当对其进行单独的处理，以此最大程度减少废水处理的总投资成本。下面，我们以含有氧化铁皮以及大量浮油为例对处理流程进行一定的阐述。
2.1 第一种流程
2.1.1 流程特点
在该流程中，主要使用了化学除油器，对于该设备来说，其可以称之为一种具有物化特征的处理方式，能够使轧钢废水在助凝剂的作用下逐步形成具有粘性的絮状物质，同时在对废水中悬浮颗粒进行吸附的同时使自身由重量的增加而下沉、最终达到固液分离的目的。同时，在水处理的过程中也会通过旋流沉淀的方式对其中所存在的体积较大的氧化铁皮进行清除，之后再进入到化学除油装置中，以此对用水设备以及循环泵设备的磨损情况进行最大程度的降低。
在化学除油装置中，其同时具有着沉淀区、清水区以及化学反应区等，具有着性能稳定、操作简单、效果显著等优点，可以说是现今钢铁企业对循环水进行冷却处理的有效措施。在除油方面，则具有着两种药剂类型：第一种为电介质类，如复合聚铝、碱式氯化铝、聚合硫酸铁以及硫酸铝等等，并在实际应用中将其投入到第一混合室之中；第二种为油絮凝剂，其为一种高分子油絮凝剂，在实际应用中需要将其投入到第二混合室，并保证应用过程中要将上述两种药剂以分开的方式进行投加，且在次序方面保证正确性，避免出现颠倒情况。药量方面，一般情况下15mg/L即可，投加浓度则需要控制在2%至3%左右，并在投藥之后将其通过第一、二混合室混合之后将其放入到后部的斜管沉淀室以及反应室中，并将水中所具有的悬浮物以及油类等物质在药剂的絮凝下形成体积较大的絮花并降落到设备的排泥斗之中，再将上部清水经溢流堰，出水管排出，而下部污泥则可以定期对其进行排放。当其排放之后，则能够在进入到系统浓缩池之中在一定的加压处理之后成为泥饼，并由工作人员将其运出。
2.1.2 流程优缺点
在本处理流程中，所使用的化学除油器较为适合对浓度较低的除油装置进行处理，并当设备的进水含油处于40mg/L左右、ss在25mg/L以下时，含油量较高的废水则需要在此基础上再进行气浮、带式除油以及隔油等方式进行处理。同时，在本处理流程中，整个系统也需要适当的增加化学药剂投资，且保证药剂的投加以及配置需要保证其流程以及顺序的正确性，根据出水浊度对实际投加量进行适当的调整。而在整个处理过程中，也需要对加药流量计所具有的稳定性进行时刻的观察，并在发现其存在问题或者故障时能够在第一时间对其进行维修或者更换。另外，也需要做好定时排污工作，避免因为排污的不及时使污泥出现膨胀现象，而在每年度，企业都需要对除油器进行一至两次的清洗，对斜管中的沉积污泥进行彻底的清除。
2.2 第二种流程
2.2.1 流程特点
在这种处理流程中，稀土磁盘分离净化废水设备是我们重点应用的一种设备类型，其通过物理方式进行排污工作，且并不需要向其中添加化学药剂，也不会对污泥、污水自身所具有的总量以及性质进行改变，能够较为有效的避免因使用化学药剂而造成的二次污染情况。同传统方式相比，省却了除油池以及二沉池的应用，无论是从投资成本方面还是工艺流程方面都具有大大的优势，且所具有的占地面积也非常的小，仅仅为传统方式的三分之一。在实际处理过程中，则需要先通过旋流沉淀池的应用对池中体积较大的氧化铁皮进行清除，之后再通过净化设备的应用对污水中所存在的悬浮物进行去除，以此对用水设备、循环泵在处理过程中产生的磨损情况进行降低，无论是从耗电方面还是操作维护方面都更为理想。
对于稀土磁盘分离净化废水设备来说，其工作原理就是通过稀土永磁材料所制成的磁盘以逐个的方式进行串装，且不同磁盘间为流水通道形式，会根据磁盘上磁极的一定分布最终使磁盘形成较强的词长。而当水流经过该区域流到位置时，水中所含有的磁性悬浮颗粒也会在磁场所产生的吸引力作用下使污水中的颗粒从流体中得到分离，并最终吸附到磁盘之上。同时，该吸盘也会以一定的转速进行旋转，从而使悬浮物在旋转力的作用下使大部分水分得到脱离，并在运转到刮渣条位置时通过上方所具有的隔磁卸渣装置对磁盘表面的吸附物进行清除，在经过输渣的处理之后输入到渣池之中，以此使该轧钢废水处理设备得以循环、净化使用。
2.2 流程优缺点
对于该种处理方式来说，其使用性能较为稳定，且使用寿命也相对较长，所具有的设备衰减率非常低，通常情况下可以运行长达20年，具有着较小的占地情况以及更好的操作维护性。其次，其非常擅长对于污水中铁磁性悬浮物的清除，去除率会达到80%以上，且在废水的清除量方面也具有着较大的优势，能够保证连续、长时间的使用。另外，该设备也具有着良好的适用性，进水压力不存在特殊要求，一般情况下0.05MPa即可满足设备工作需求。
3 结束语
在我国现今工业发展的情况下，对于工业生产的废水处理已经成为了一种非常重要、严峻的工作。在上文中，我们对于轧钢废水处理方法思路进行了一定的研究与探讨，而在实际操作过程中，也需要我们能够在对两种处理方式良好把握的基础上根据轧钢工艺的不同以及污水性质的不同选择适合的方式，以此获得更好的处理效果。
参考文献
[1]张寅龙，马进峰.机床涂装废水处理方法[J].河南水利与南水北调.2011（16）：55-57.
[2]陈志剑，郑怀礼，林女玉，石袁媛.冷轧平整液废水处理方法及工艺研究[J].土木建筑与环境工程.2011（S2）：77-78.
[3]张云峰，黄梅玲，许秀真.石材加工废水处理方法的探讨[J].能源与环境.2011（05）：101-102.