氧化废水处理论文

2022-04-17

摘要:随着工业的不断发展和环境意识的不断提高,废水的处理难度增大,处理要求提高,尤其对于纺织、印染、化工、医药、造纸等行业的高浓度难降解有机废水的处理受到了广泛的关注。高级氧化法在反应中产生强氧化性的自由基,可以分解废水中的难降解有机物,反影响力高,适用范围广,产生的二次污染小,处理设备简单,占地面积小,具有很高的推广使用潜力。下面是小编为大家整理的《氧化废水处理论文(精选3篇)》,希望对大家有所帮助。

氧化废水处理论文 篇1:

氧化铝循环废水处理自动化系统设计

摘要:水资源是当前我国经济发展中不可缺少的重要资源之一。现代社会发展中,全球面对的共同问题就是水资源短缺。特别是在我国经济迅猛发展背景下,水资源消耗和水质污染问题更为显著,不利于国民经济的可持续发展。所以,加强废水综合治理,提升水资源利用率,也是当前最需要探索的主要问题。研究表明氧化铝生产期间需要应用大量的碱,而水作为氧化铝生产的载体在生产流程中的作用更为关键。但是氧化铝废水成分相对复杂,一旦处理不当,很可能引发严重的环境污染,甚至大大增加企业生产成本。对此,本文将详细论述氧化铝循环废水处理自动化系统的设计问题,希望为这项工作的开展提供必要帮助。

关键词:氧化铝;循环废水;自动化系统

氧化铝循环废水处理问题是众多环境问题中的首要问题,而对循环废水进行处理期间,最合理的方法就是加强污染源控制。本方案主要对废水中的碱成分进行回收利用,将废水处理后出现的再生水进行循环回用,实现氧化铝生产中的零排放。此种方式不仅能有效降低生产过程中的资源消耗,同时还能加强对水资源的合理应用,大大降低对环境的污染程度,最终为企业长远发展带来显著的社会效益和经济效益。

一、废水的主要来源和性质

氧化铝生产中主要采用拜耳法、混联法和烧结法等等[1]。和其他生产流程相比,氧化铝生产的复杂性较高,需要应用较多设备,在生产中会数显大量碱性含油废水。这种废水主要来源于设备清洗用水和车间地坪冲洗水、设备冷却水、物料洗涤水等等。研究发现,氧化铝废水的排量较大,具备水质不稳定的特征。

二、氧化铝循环废水处理自动化控制系统设计概述

本文在对控制系统进行设计过程中,要在智能控制对策的帮助下完成原有系统的软件升级和硬件设计,制定废水自动化处理机制,通过此種方式实现氧化铝循环废水处理自动化控制要求和性能标准。在软件设计过程中,要加强对加药反洗控制模块的设计安排,利用控制端完成工作频率的调整,从而按照神经网络实现字段管控,保证控制结果随时完成更新和上传,从而推进氧化铝循环废水处理的自动化控制[2]。

(一)硬件设计

智能控制策略在系统应用中发挥着十分显著的优势作用,智能化控制手段可以转变传统氧化铝循环废水处理控制水平和效果。在氧化铝循环废水自动化控制中,不仅要对处理能力进行实时管控,还要完成对各个生产环节的精准化自动控制。

1设计废水自动化处理控制设备。在智能化控制设备中,系统硬件设计主要内容包含了废水自动化处理控制机器。这类控制器是电源供电型的氧化铝循环废水处理设备,对于循环废水处理效果的提升有着重要影响。常规情况下,废水自动化处理工控机的工作核定电压为3.5-6.0V,能够承受的电流值大小在60mA左右。在废水自动化处理工控机工作中,水处理工控机箱是最为关键的组成环节,组成内容涵盖了以下几点:厌氧池、缺氧池、好氧池、原水调节池和清水池等[3]。在具体操作中,废水自动化处理工控机的具体流程就是将原水在调节池作用下引入到厌氧池,进入厌氧池后及时进行生产处理,从而将其转移到缺氧池,在生产需要基础上将其转移到药池或清水池,在完成上述工作后继续开展氧化铝循环废水处理的自动化管控。

2制定废水自动化处理工控机控制位置。废水自动化处理工控机整体主要采用低功耗设计方案,比如加强对406不锈钢壳体和接头的应用,此类材料的安防效果更佳,功能实用性显著。在设计软件方案前,工作人员需要按照废水自动化处理方式进行仪表变频调节,从而对数据寄存器进行分配调整。

(二)软件设计

1设计加药反洗控制模块。在具体工作中利用控制器端口设置加药反洗氧化铝循环废水处置频率,按照神经网络设计需求进行模块调整和优化,加强对氧化铝循环废水处理的自动化管理和控制[4]。一般情况下,加药反冲洗氧化铝循环废水的频率表和运行时间直接关系着自动控制阈值水平。所以在对氧化铝循环废水进行自动化控制处理期间,工作人员要在条件允许情况下及时进行控制端氧化铝循环废水的预处理,只有这样才能在脱离配置的基础上完成循环工作的自行控制。

2加强控制字段的设置。除了对上文提及内容进行设计外,还要针对工作要求和方向设置氧化铝循环废水处理自动控制字段,在输入网址后保证软件能够自动识别页面信息,从而按照生产需求和标准获取氧化铝循环废水处理自动控制结果。如果将控制字段设定为出水水质,在神经网络算法的帮助下就可以对出水水质进行分析和计算。比如设定出水水质为n,在神经网络算法作用下降加药反冲洗的频率设定为m,运行时间为m1,就可获得如下公式:

在获取控制系统出水水质后,要在网页中增加氧化铝循环废水处理中自动控制工作的主要任务,发挥数据库的优势作用。但在数据库启动前,相关工作人员也要加强对相关数据和内容的调整,只有这样才能确保控制工作整体稳定性和成功率的提升。

三、对比实验概述

(一)实验准备阶段

为保证实验工作的有效性,在实验中将2L氧化铝循环废水作为主要对象展开研究,并将其分别带入到不同控制系统中进行专业研究和测试。两种控制系统主要是在图形软件和脚本软件帮助下进行自动化控制推进。在本实验期间,主要测试内容就是分析不同控制系统在氧化铝循环废水处理自动化控制中的效果,分析不同控制系统的阈值范围,并且按照实验次数和条件进行内容对比[5]。

(二)实验结果对比

在本文设计的研究方案中,主要选取了几组实验数据,在两种控制系统的研究对比得出:本文提出的设计控制系统阈值范围相对稳定,两组在阈值对比上存在3.0左右的浮动,说明设计方案存在较强合理性和可靠性。但在研究中传统控制系统的控制阈值并不稳定,浮动率较低,虽然在实验中会有小幅度上升阶段,但和控制系统的现代化设计方案相比仍然存在不合理情况,这也在一定程度上印证了控制系统的实用性和可靠性特点[6]。换言之,应该在氧化铝循环废水处理中加强对自动化控制系统的应用,该设计系统在满足各项功能标准的基础上可更好的达成设计要求与目标,因此应在今后工作中加以推广和应用。

结束语

综上所述,基于我国一直以来就比较关注氧化铝循环废水处理自动化控制问题,所以在该控制系统设计阶段,更需要始终坚持智能化控制要求,加强对处理系统的自动化管理和控制。无论是对于个人还是国家整体发展,氧化铝循环废水处理自动化控制都尤为重要,因此希望在本文研究下相关工作人员也能对这项工作引起关注,强化对自动化控制系统内容和方案的探索与研究,积极探索创新性控制对策,在实际工作中切实发挥技术优势和系统特点,实现科学技术水平的全面提升。

参考文献

[1]刁敏师.含煤废水循环利用技术措施的实践[J].上海节能,2021,35(03): 297-301.

[2]徐瑶瑶,王锐,金鑫,石烜,王岩,金鹏康.印染废水循环利用抗生素抗性基因丰度变化特性[J].环境科学,2021,42(06):2937-2945.

[3]龙开先,蒋良富,吴远斌.酸性矿业废水治理与循环利用工程实例分析[J].中国金属通报,2020,14(09):244-246.

[4]訾金峰.氧化铝循环废水处理自动化控制系统设计研究[J].世界有色金属,2020,26(05):15-16.

[5]廖鹏,唐炼.氧化铝废水“零排放”模式的分析[J].科技创新与应用, 2013,35(28):135.

[6]张凯,张琼娜.氧化铝行业水污染控制措施探讨[J].中国环保产业,2015, 28(05):52-55.

作者:刘柯楠 方运涛

氧化废水处理论文 篇2:

高级氧化技术在废水处理中的应用

摘要:随着工业的不断发展和环境意识的不断提高,废水的处理难度增大,处理要求提高,尤其对于纺织、印染、化工、医药、造纸等行业的高浓度难降解有机废水的处理受到了广泛的关注。高级氧化法在反应中产生强氧化性的自由基,可以分解废水中的难降解有机物,反影响力高,适用范围广,产生的二次污染小,处理设备简单,占地面积小,具有很高的推广使用潜力。本文分类梳理了应用和研究较多的几种高级氧化技术。

关键词:高级氧化技术;废水处理;应用

1 高级氧化技术的理论

高级氧化技术(Advanced Oxidation Processes,简称AOPs)是在近30多年提出的一种新兴的、高效的废水处理方法,它经过氧化或矿化提高污染物的降解性、分解性,同时还可以处理持久性有机物、激素等有毒有害的化学物质,能够分解绝大部分有机物。高级氧化技术实质是通过一系列化学物理相互作用产生大量高活性的羟基自由基(·OH),由于羟基自由基的强氧化性,才能够把污水中的有机物转换为二氧化碳、水及小分子化合物,从而实现良好的水质排放。

高级氧化技术处理工程中产生大量高活性的·OH,并且·OH具有强氧化性与无选择性的特性,能够氧化或矿化绝大部分有机污染物,且不会造成二次污染。但目前高级氧化技术还是不能被广泛应用到实践,并处于起步阶段。

2 高级氧化技术的特点

高级氧化技术(AdvancedOxidationProcesses,简称AOP)的基础在于运用电、光辐射、催化剂,有时还与氧化剂结合,在反应中产生活性极强的自由基(如·OH),再通过自由基与有机化合物之间的加合、取代、电子转移、断键等,使水体中的大分子难降解有机物氧化降解为低毒或无毒的小分子物质,甚至直接降解成为CO2和H2O,接近完全矿化。目前高级氧化技术主要包括化学氧化法、电化学氧化法、湿式氧化法、超临界水氧化法和光催化氧化法等。高级氧化技术的特点主要在于以下几个方面:①反应过程中产生大量氢氧自由基·OH;②反应速度快,多数有机物在此过程中的氧化速率常数可达106~109m-1s-1;③适用范围广,较高的氧化电位使得·OH几乎可将所有有机物氧化直至矿化,不会产生二次污染;④可诱发链反应,由于·OH的电子亲和能为569.3kJ,可将饱和烃中的H原子拉出来,形成有机物的自身氧化,从而使有机物得以降解,这是各类氧化剂单独使用时所不能做到的;⑤可与其他处理技术连用,特别是可作为生物处理过程的预处理手段,对于难以通过生物降解的有机物,在经过高级氧化过程处理后,其可生化性大多可以提高,从而有利于生物法的进一步降解;⑥该技术采用物理—化学处理方法,其操作简单,易于控制和管理。

3 处理废水的高级氧化技术

3.1 臭氧氧化

O 3是一种较强的氧化剂,其氧化性只低于氟,现阶段污水处理工作已经逐步实现对O 3的广泛使用,尤其在消毒、杀菌以及除臭方面发挥着不可替代的重要作用,不仅可对废水中的污染物进行有效清理,针对生物难降解污染物更是具有较强的氧化分解能力。

在实际应用中,O 3 联用高级氧化比单一O 3 氧化明显提高了污水处理效果。O 3 氧化法与O 3 联合高级氧化法具有氧化性强、占地面积少、易控制管理及无2次污染等优点。但同时也具有运行成本较高、技术不够成熟以及对设备要求高等缺点。因此,今后有必要通过研究进一步完善相关工艺及配套设备,提高O 3 利用率与系统稳定性,降低系统运行成本,使其在污水处理领域更具竞争力。

3.2 二氧化氯氧化

二氧化氯处理废水具有操作简单、无二次污染等优点,但二氧化氯极不稳定,受热和遇光易分解成O2和Cl2,在空气中体积分数超过10%时就有可能爆炸,不宜贮存和运输,因此使用时一般要求现场制备。

二氧化氯的性质极不稳定,遇水能迅速分解,生成多种强氧化剂,如HClO3、HClO2、HClO、Cl2,O2等,这些氧化组合在一起产生多种氧化能力极强的活性基团。二氧化氯氧化法可以在常温常压下破坏降解有机污染物,提高废水的可生化性,是处理难降解有机废水的一种有效途径。

3.3 湿式氧化技术(WetairOxidation)

湿式氧化技术是在高温(125~320℃)、高压(0.5~10MPa)的条件下采用纯氧或空气作氧化剂,氧化水中悬浮态和溶解态的有机物、还原态的无机物,使其反应生成水和二氧化碳的一种处理技术。该技术能够彻底氧化一些难降解的有机物,降低水中CODCr,还可以提高废水的可生化性能,这也是该技术常与生物处理相结合的原因。湿式氧化技术具有效率高、氧化速度快、不产生二次污染、反应彻底的优点。

近年来,在应用上引入另一种氧化剂――液态H2O2作,使得该技术实现了在常温常压下进行的目标,COD和色度的去除率分别达到80%和90%以上,极大的扩大了应用范围。但是湿式氧化技术设备要求高、操作条件比较苛刻、运行费用昂贵,使得该技术的推广受到一定限制。

3.4 光化学氧化法

由于反应条件温和、氧化能力强光化学氧化法近年来迅速发展,但由于反应条件的限制,光化学法处理有机物时会产生多种芳香族有机中间体,致使有机物降解不夠彻底,这成为了光化学氧化需要克服的问题。光化学氧化法包括光激发氧化法(如03/UV)和光催化氧化法(如Ti02/UV)。

光激发氧化法主要以03、H202、02和空气作为氧化剂,在光辐射作用下产生OH;光催化氧化法则是在反应溶液中加入一定量的半导体催化剂,使其在紫外光的照射下产生?OH,两者都是通过?OH的强氧化作用对有机污染物进行处理。

4 结语

水环境保护是当前人类社会广泛关注的一个问题,随着我国国民经济的快速发展,高浓度的有机废水对我国宝贵的水资源 造成了威胁。然而利用现有的生物处理方法,对可生化性差、相对分子质量从几千到几万的物质处理较困难,而高级氧化法(Advanced Oxidation Process,简称AOPs)可将其直接矿化或通过氧化提高污染物的可生化性,同时还在环境类激素等微量有害化学物质 的处理方面具有很大的优势,能够使绝大部分有机物完全矿化或分解,具有很好的应用前景。

参考文献:

[1]胡晓.臭氧高级氧化技术在水处理领域的研究进展[J].安徽农学通报,2017,23(16):104+155.

[2]邓凯顺.臭氧氧化技术在废水处理中应用研究[J].煤炭与化工,2017,40(08):156-160.

[3]徐红岩.多相催化臭氧化技术处理染料废水生化出水的试验研究[D].北京化工大学,2017.

[4]徐红岩,王俊,张原洁,韩黎明,宋英豪,刘广青,苏本生.多相催化臭氧氧化技术处理染料废水生化出水[J].环境工程学报,2017,11(05):2819-2827.

(作者单位:浙江正泰中自控制工程有限公司)

作者:王珲

氧化废水处理论文 篇3:

二氧化氯在低氰废水处理中的应用

摘 要:本文简述和比较了常用二氧化氯发生器类型。通过对南京造币厂预处理后的低浓度含氰废水取样投药试验,研究废水中CODCr对破氰效果的干扰,确定二氧化氯投加浓度和反应时间。根据试验结论完成工程应用中设备选型、工艺设计和运行调试。针对运行过程中常见的残余二氧化氯问题、原料杂质问题和配药浓度控制问题做了分析,并提出解决方案。

关键词:二氧化氯 发生器 低氰废水 工艺设计

南京造币厂铜锡合金电镀采用的是传统含氰电镀工艺,每天产生约1.5t高浓度含氰废水,总氰浓度在10000mg/L以上。我厂采用次氯酸钠法对其进行初级破氰处理,总氰浓度能够控制在10mg/L以下,处理效果稳定,运行成本经济。低浓度含氰废水中与综合废水中和后,可以达到国家综合污水一级排放标准0.5mg/L的指标要求。随着生产能力的增加,现有含氰废水处理能力基本达到饱和,同时,新电镀线即将竣工上马,现有含氰废水处理压力越来越大。为了实现“增产不增污”的环保总体目标,我们引入二氧化氯法深度处理低氰废水工艺。

二氧化氯是一种经济、安全、适用范围广泛的高效水处理剂。90年代中期,我国利用化学法制造出具有独特工艺配方,新颖设计原理的设备——高效化学法二氧化氯发生器,并在医药、医院、水体消毒等领域开始应用[1]。近年来,利用化学法制备二氧化氯处理含氰电镀废水,破氰具有节能、运行成本低、效率高、操作方便、使用寿命长的特点。但由于含氰电镀废水中金属离子,有机物等含量不同,对二氧化氯的破氰过程产生的干扰存在较大差异[2,3],因此在应用过程中设备选型,投药方式,余氯控制对破氰效果、运行稳定性和经济性尤为重要。

1 常用化学法二氧化氯发生器介绍

1.1 工作原理

常见的高效化学法二氧化氯发生器按反应原料及原理可分为以下三大类。

1.1.1 NaClO3/HCl类型[4]

工作原理:2NaClO3+4HCl→2ClO2+ Cl2+2H2O+2NaCl

副反应为:NaClO3+6HClO→3Cl2+NaCl+H2O

优缺点:运行成本低,产物中Cl2含量高,适用于对Cl2有兼容作用的应用领域。反应需加热控制,电加热元件在有酸气、二氧化氯气环境下,极易腐蚀,有可能出现电接点过热,引发设备自燃。

1.1.2 NaClO2/Cl2类型[5]

工作原理:2NaClO2+Cl2→2ClO2+2NaCl

副反应:Cl2+H2O→HClO+HCl

优缺点:转化率高,适用于已有氯气设施领域。反应需精细投加HCl调节pH在2~3,且氯气作为危化品在运输、储存和使用上安全要求都很高。

1.1.3 NaClO2/HCl类型[5]

工作原理:5NaClO2+4HCl→4ClO2+5NaCl+2H2O

优缺点:二氧化氯纯度高,余氯含量低,应用范围广泛。亚氯酸钠价格高,储存安全要求高,造成运行成本较高。

1.2 型号确定

我厂污水处理站现有10m3盐酸储罐,且考虑到设备运行和药品储存的安全性,选用NaClO2/Cl2类型二氧化氯发生器。

2 二氧化氯发生器在低浓度含氰废水处理中的应用

低氰废水深度处理常见方法有液氯法、臭氧法、离子交换法和二氧化氯法等[6]。液氯虽然成本低,但易引起安全事故;臭氧虽然去氰能力高、产渣量低,但运行费用高;离子交换法只是将总氰从废水中转换到废固中,清渣处理更为麻烦;二氧化氯法直接将CN-氧化成N2和CO2是较为理想的处理工艺。

2.1 二氧化氯破氰反应机理

二氧化氯中的氯以正四价态存在,其活性为氯气的2.63倍,氧化能力是次氯酸的9倍多。能将CN-氧化成N2和CO2[7],彻底消除氰化的的毒性:

一级反应:ClO2+CN-+2OH-→CNO-+Cl-+H2O

二级反应:2ClO2+2CNO-+2H2O→N2↑+2CO2↑+2Cl-+4OH-

一步反应:2CN-+2ClO2→2CO2↑+N2↑+2Cl-

由反应方程,可得破氰理论值投药比例为ClO2:CN-=1.68:1。

2.2 二氧化氯发生器选型

根据相关文献[6,7],废水中有机物成份和含量对二氧化氯投加量影响较大。我厂低氰废水废水中主要有机物为抛光工序废水中的表明活性剂,其CODCr平均含量在400mg/L,因此需要通过试验消除有机物的干扰,确定二氧化氯真实投加量。

2.2.1 二氧化氯投加量小试

取200L电镀车间预处理后低浓度含氰废水水样2份,水样总氰=6.32mg/L,CODCr=426mg/L,pH=7.1。利用南京水夫T10G10型二氧化氯发生器(试验机型)分别以5g/h和10g/h发生量进行投加试验,机械搅拌120r/min。每30min检测一次试验水样的总氰含量,试验时间6h。试验结果见表1。

小结:①当二氧化氯投加量达到50mg/l时,破氰速度明显加快;当二氧化氯投加量达到250mg/L,总氰浓度低于0.5mg/L。

②二氧化氯破氰速度随总氰浓度的降低而减缓,当总氰浓度低于1mg/L,与二氧化氯浓度关系不大,主要受反应时间影响。

③反应时间3h以上,二氧化氯破氰效率在90%以上。

2.2.2 设备选型

我厂低氰废水处理流量12m3/h,CODCr≤450mg/L,总氰含量小于6mg/L, 24h系统连续运行。

根据2.2.1.试验结果①计算,预达到处理后废水总氰浓度低于1mg/l的效果,二氧化氯发生器发生量需达到1500g/h。考虑到低氰废水流量和含量的波动,设备选型发生量为2000g/h。考虑24h连续运行需求,采用一用一备组合式发生器。最终选型选用NaClO2/HCl类型,发生量为2000×2g/h反应器。

2.2.3 运行费用

根据2.2.1.试验结果②计算,我厂低氰废水每吨破氰处理二氧化氯投加量为125g。我厂低氰废水年处理量约为7.5万吨,二氧化氯需求量为9.4吨,每吨二氧化氯产生成本3.5~4.0万元,全年运行费用约34万元。

2.3 发生器工艺设计

2.3.1 工艺设计

见图1。

2.3.2 工艺特点

控制器根据废水在线余氯浓度调整盐酸和亚氯酸钠两台计量泵工作频率,自动控制加药量;加药计量泵泵后端装有背压阀,脉动阻尼器确保投药稳定,消除虹吸倒流现象;发生器设有与污水泵联动功能,实现与待处理废水同步启停;贮槽设有原料低液位报警装置,实现缺料报警;设有投药压力报警功能,确保投药在安全压力下工作;设漏氯报警功能,二氧化氯泄漏发生器自动停机报警;采用正压式投料,进料计量直观准确,运行稳定,能耗低。

2.4 功能调试

2.4.1 投加点的选择

为了提高二氧化氯氧化效率,必须对运行过程中二氧化氯投加点进行选择。我厂低氰废水工艺处理过程(见图2)中,可投加点有A、B、C、D、E五处。

说明:废水处理流量12m3/h,单釜容积18m3,废水平均停留时间1.5小时。

A点投加:二氧化氯氧化能力比过氧化氢强,在水中与过氧化氢会发生如下反应[8]:

2ClO2+H2O2+2OH-→2ClO2-+2H2O+O2

过氧化氢产生干扰,不宜A点投加。

E点投加,反应时间1.5小时,根据2.2.1.试验结果推理,反应时间不能满足破氰需求,二氧化氯利用率低,不宜E点投加。

B、C、D点投加,反应时间在3~6h,均满足破氰需求设计3个投加点。根据2.2.1.试验结果可知,破氰效率主要受浓度和应时间影响,因此,可根据废水总氰浓度,调整投加点。浓度高B点投加,增加反应时间,出口余氯低,发生器自动增加投药量;浓度低D点投加,缩短反应时间,出口余氯高,发生器自动减少投药量。

2.4.2 余氯值的确定

试运行采用C点投放,盐酸浓度30%,亚氯酸钠浓度24.5%,加药计量泵冲程50%,投加比例1∶1。对7月份试运行期我厂低氰废水出口余氯与总氰检测,数据绘制点散图,见图3。

由点散图可见,当余氯高于4mg/L时,总氰低于0.5mg/L,达到国家一级排放标准。

将控制器余氯值下限设定在4mg/L,对应计量泵频率为90次/分钟;余氯值下限设定在6mg/L,对应计量泵频率为60次/分钟。

3 应用中存在的问题与解决方案

3.1 残余二氧化氯问题

在用处理水体时,大约有50%~70%未参与反应的ClO2转化为ClO2-和Cl-残留在水中。在欧美一些国家严格规定总氧化剂(ClO2、ClO2-和ClO3-)残余不许超过1mg/L,我国要求低于0.7mg/L[9]。通常采用在铁铝复合药剂中添加1%的亚铁硫酸方法去除残余二氧化氯[10]。反应原理:

ClO2+4Fe2++10H2O→4Fe(OH)3+Cl-+8H+

结合我厂废水处理特点,我们将处理后的低氰废水排入综合废水进行二次处理。一方面,利用综合废水稀释残余二氧化氯。另一方面,充分二氧化氯利用强氧化性,将综合废水中的长链有机物分子氧化为短链分子,有利于后续好氧工艺处理降解CODCr。

我厂含氰废水与综合废水处理量约为1∶6,改进工艺后,总排废水余氯含量由4 mg/L降低到0.5mg/L以下,总氰含量由0.5 mg/L降低到0.1mg/L以下。

3.2 亚氯酸钠中的杂质问题

固体亚氯酸钠产品为白色或微带黄绿色结晶粉末或颗粒,含量高于78%。在使用某厂生产的亚氯酸钠(符合GB/T1618-1995标准)时,反应釜进液管和流量计出现一种乳白色的粘稠物。这种现象会造成进料不准,影响低氰废水的处理,甚至会导致发生器堵塞和爆裂安全事故。

经南京大学现代化学分析中心对其亚氯酸钠样品进行成份化验,其中Na2SO4为0.6%,Na2CO3为1.3%,粘稠物其主要成分为CaSO4、CaCO3和Mg(OH)2。分析其主要原因是配药过程中自来水中Ca2+、Mg2+与药品中的SO42-、CO32-反应,长期富集沉淀形成粘稠物不溶物。

解决方案:将原有的单箱化料器改造为投药区、混合区和静止过滤器区三部分,使不溶解物沉淀在化料器的底部,并定期清洗化料器,用软化水代替自来水进行配药。有条件的情况下,也可直接使用浓度20%~25%亚氯酸钠溶液,即可解决药品杂质影响,又可消除亚氯酸钠固体贮存中的安全问题。

3.3 浓度控制

亚氯酸钠质量问题和人工配药过程中的操作问题,产生亚氯酸钠溶液浓度波动。当亚氯酸钠溶液浓度大于28%时,出现反应釜局部反应剧烈,产生爆响现象,且亚氯酸钠反应率低;当亚氯酸钠溶液浓度低18%时,出口pH低于2.5,影响综合废水pH的调节。

解决方案:精确配制浓度为24.5%亚氯酸钠溶液,测量其波美度为22.3é。要求操作人员用波美度计检测亚氯酸钠溶液波美度,控制溶液浓度。

4 运行效果对比

通过上述问题的解决,二氧化氯发生器连续三个月稳定运行后,提取低氰废水深度处理后(2008年10月份)总氰排放浓度数据与未经深度处理前(2006年10月份)数据进行对比,如图4。

低氰废水通过二氧化氯深度处理后破氰率在80%以上,总氰排放浓度明显降低,并能够稳定的控制在0.1mg/L以下。

5 结语

低浓度含氰废水深度处理采用NaClO2/HCl类型二氧化氯发生器,其反应原理简单、设备运行稳定,氧化破氰高效。但在使用过程中必须考虑废水CODCr干扰因素和残余二氧化氯问题;药品质量和配药浓度是影响其稳定性和安全性的主要因素;控制废水出口余氯在4mg/L,破氰效率稳定在80%以上,总氰排放浓度低于0.1mg/L。

参考文献

[1] 黄君礼.新型水处理剂——二氧化氯技术及其应用[M].北京:化学工业出版社.工业装备与信息工程出版中心,2002,13~21:550-553.

[2] Lykins B W Jr.Chlorine Dioxide for Drinking Water Disin-Fecion.EPA/600/D-89/082.1989.

[3] 王亚明.有机废水催化氧化处理的研究进展.化工环保,1999,19(3):145-147.

[4] 王永仪.二氧化氯及其在水处理中的应用[J].化工进展,1996,1:25-28.

[5] (法)德格雷蒙公司编著,王业俊等译《水处理手册》中国建筑工业出版社,凝土,1983.

[6] 贾金平.电镀废水处理技术及工程实例[M].北京:化学工业出版社,2009,5:125-147.

[7] 李金成.二氧化氯处理高浓度含氰废水的工程实践[J].给水排水,2001,27(6): 37-39.

[8] 茹振修.碱性条件下处理含氰含铬混合电镀废[J].给水排水,2000,26(8):36-38.

[9] 贺启环.二氧化氯在环境保护中的应用.污染防治技术,1997,10(2):88-89.

[10] 武江津,王凯军,丁庭华,等.三废处理工程技术手册(废水卷)[M].北京:化学工业出版社,2000.223-231.

作者:刘强