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化工廢水綜述該怎麼寫

發布時間:2025-01-28 07:16:40

A. 酸洗廢水處理工藝相關的文獻綜述

酸洗廢水處理工藝相關:
根據不同的酸洗介質,酸洗廢水中可能含有下列組分中的幾種組分,即鹽酸、硝酸、硫酸、磷酸、氫氟酸、檸檬酸、氨基磺酸、乙二胺四乙酸、甲酸與經基乙酸、表面活性劑、銅絡合劑、緩蝕劑以及被清洗下來的金屬氧化物、各種沉積在鍋爐受熱面上的水(鹽)垢等,酸洗廢水處理應包括中和酸性、去除重金屬離子、去除氟離子、降低化學耗氧量(COD)、去除懸浮物或沉澱物等幾部分。下面按酸的種類及涉及的對象分別介紹。

酸洗廢水處理工藝:
1、鹽酸、硝酸、硫酸廢水
當使用鹽酸、硝酸或硫酸作酸洗介質時,其廢液可在廢水池直接用液體工業氫氧化鈉中和處理到pH值6~9,其反應生成物氯化鈉、硝酸鈉或硫酸鈉為無害鹽類,可直接排放。
酸洗工序完成後,酸洗廢水中殘留酸還有2%~4%。燃煤發電廠也可將酸洗廢水直接排到鍋爐沖灰池,利用這些殘余酸清洗沖灰管道,與沉積在灰管上的碳酸鈣等反應進一步消耗掉殘余酸,有機緩蝕劑和溶解到酸洗廢水中的酸洗雜質、重金屬離子同時也會被煤灰吸附固定在灰場。如果灰場灰水中還殘留有酸度,再通過加鹼調整灰水pH值到6~9范圍即可。
2、磷酸廢液
當使用磷酸作酸洗介質時,其廢液可加入過量消石灰或石灰乳中和處理,其反應生成磷酸鈣沉澱,降低廢水中磷酸根的含量。收集沉澱物經過濃縮脫水,擠壓成塊,將其在安全地方掩埋。
3.氫氟酸廢液
氫氟酸清洗廢液的主要問題是溶液中的氟離子含量過高,必須進行處理。處理方法根據所用葯劑不同分為石灰法、石灰一鋁鹽法及石灰一磷酸鹽法等。其中採用混凝沉澱法配合進行處理比較普遍。
(1)石灰法。使用過量的消石灰或石灰乳與氫氟酸反應生成氟化鈣沉澱是最經濟、有效的處理方法,即將生石灰粉(CaO)或石灰乳[Ca(OH)2]與含氟廢水混合,生成氟化鈣沉澱以使氟離子從廢液中去除的方法。 石灰的加入量應比依據反應式計算的理論量要高,約為廢液中氟含量的2.2倍。所用生石灰中的氧化鈣含量應大於70%,一般使用粉狀生石灰其中氧化鈣含量應在85%以上。氫氟酸廢液處理應在廢水沉澱池中進行,所用的沉澱池與溝道應經過防滲處理。處理過程將石灰粉或石灰乳投入沉澱池並要充分混和攪拌,使其反應完全。應注意經過石灰法處理過的含氟酸性廢液中仍殘留有20mg/L的氟離子,為了提高除氟效率,在加入石灰的同時投入一定量氯化鈣或硫酸鋁,可以使氟離子沉澱更完全,直至游離氟離子小於10mg兒後再排放。
(2)石灰—鋁鹽法。當廢液排放量大的情況下應採用這種方法,向廢液中投加石灰乳,調節pH值至6~7.5,然後投加硫酸鋁或聚合氯化鋁等鋁鹽絮凝劑。利用生成的氫氧化鋁膠體吸附懸浮的氟化鈣微小顆粒及氟離子形成沉澱,這種方法的除氟效果比單純加石灰的效果好。
(3)石灰—磷酸鹽法。先向廢液中加人磷酸二氫鈉、六偏磷酸鈉、過磷酸鈣等磷酸鹽,再加入石灰生成難溶的磷石灰等沉澱把氟離子去除。
(4)其他方法。對於氟含量低的大量含氟酸洗廢液可採用活性炭吸附和陰離子交換樹脂處理的方法加以去除。但是,該處理方法存在的問題是所生成的氟化鈣成為固體廢棄物,在有水存在時,它會在相當長的時間內溶出氟離子,可使溶出的氟離子超過5mg/L。如果是在高氟地區,此問題更要注意防範。在乾旱少雨、地下水位低的地區,可送人儲灰場處置,由於灰場已考慮了防滲及灰中氟化物的影響,可不構成對地下水的污染。不可在砂土地上直接挖坑處理廢液。鑒於廢液處理難的問題,一般不建議採用氫氟酸清洗。
4、檸檬酸廢液
(1)與煤混合燃燒處理。檸檬酸清洗廢液所含的污染物質是其自身的化學耗氧量、緩蝕劑帶人的污染物質及清洗下的鐵與銅。清洗液的pH值在3.5~4較低范圍內,不符合排放標准。檸檬酸是相當穩定的有機酸,常規的氧化方法不易使其分解破壞,但它是碳氫氧化合物,可通過燃燒方式使它在高溫下氧化分解。
當將檸檬酸清洗廢液通過專用的燃燒器在鍋爐爐膛中燃燒分解時,其他所含的緩蝕劑也可隨之分解,鐵、銅等轉變為氧化物進入飛灰及爐渣中。考慮到防止燃燒器發生酸腐蝕,應調節檸檬酸清洗廢液pH值為7~9,然後用專用燃燒器霧化後送入爐膛隨煤粉一起燃燒。據有關資料,以670t/h鍋爐為例,以2~4t/h流量摻燒廢液,不會影響鍋爐燃燒。在於燥多風地區,也可把中和後的檸檬酸清洗廢液作為防塵用水噴灑在煤場,隨燃煤一起燃燒處理。
(2)也可將廢液排到鍋爐沖灰池與灰水混合排至灰場,利用粉煤灰的吸附性將檸檬酸(有機物)固定在粉煤灰上。
(3)氧化法降COD。向廢液中加人雙氧水、次氯酸鈉或漂白粉,氧化處理掉化學清洗廢液中的有機物也有較好效果。具體步驟如下:
1) 向廢液中加人雙氧水或次氯酸鈉把廢液中有機物氧化,如廢液中含有Fe2+也會被氧化成Fe3+。
2) 向廢液中加入燒鹼、石灰乳等中和劑,調節pH值至10~12,呈鹼性,然後通人壓縮空氣進行攪拌,促進有機物進一步氧化,把Fe2+全部氧化成Fe3+,並生成Fe(OH)3沉澱。
3) 向廢液中投入明礬,聚丙烯醯胺等凝聚劑使Fe(OH)3、Cu(OH)2及懸浮物全部絮凝沉降,同時測定COD值(此時COD值應降至300mg/L以下)。
4) 為使有機物進一步氧化,COD值降至lOOmg/L以下,加入氧化劑過硫酸銨[(NH4)2S2O8],投放量為1.2kg/m3,並通人壓縮空氣攪拌使有機物充分氧化。
5) 最後用鹽酸把溶液pH值調至6~9,廢液澄清後方可排放。
5、氨基磺酸廢液
當需要對氨基磺酸廢水進行處理時,可按等摩爾量加入亞硝酸鈉,利用亞硝酸鈉的氧化性,將氨基磺酸轉變成無害的硫酸氫鈉,自身還原成氮氣,但應注意處理後的廢水中不應殘留有過多的氨基磺酸或亞硝酸鈉成分。
6、乙二胺四乙酸(EDTA)廢液
EDTA廢液處理應包括兩部分:一是先回收廢液中的EDTA;二是處理廢液中的聯氨、鐵、銅等雜質。
(1) EDTA回收。使用後的EDTA廢液,先用硫酸法進行EDTA回收處理。當形成EDTA沉澱後,轉移上部清液到另一個廢水池進行處理。
(2) 廢液中殘留聯氨處理。EDTA清洗時一般會在清洗液中加有聯氨,因此,完成EDTA回收處理後的廢液中仍會殘留有聯氨,應投加氧化劑分解聯氨使其轉變成無害成分。
7、甲酸與經基乙酸清洗廢液
有機混酸清洗廢液化學耗氧量高,它們都是碳氫化合物,自身具有一定的燃燒熱,也應仿照檸檬酸清洗廢液處理,先將廢液中和到pH值為6~9後,用作防止煤場揚塵的噴灑用水,將其摻入燃煤中燃燒,實際上課增加燃煤熱量。
8、金屬離子廢水
前面講到對酸洗廢水酸性的處理,實際化學清洗廢水中含重金屬離子較多,也應對重金屬離子進行妥善處理。重金屬離子的處理方法有氫氧化物沉澱法、硫化物沉澱法、氧化還原法和離子交換法等,其中以氫氧化物沉澱法使用較普遍,成本低。
為去除酸洗廢液中的銅、鐵等污染離子,向酸洗廢液中加入液體工業氫氧化鈉、純鹼、石灰等,利用壓縮空氣攪動混合,同時可使亞鐵離子氧化,在鐵離子的催化下,聯氨也可分解。調節溶液pH值在10以上的合適范圍,鐵、銅等重金屬離子可與氫氧根離子反應生成難溶於水的金屬氫氧化物沉澱。
此時銅離子將以氫氧化銅的形式沉澱,剩餘銅離子的理論含量<0.1mg/L,可滿足排放標難;三價鉻離子的氫氧化物是兩性氫氧化物,它會溶於過量的鹼中,所以加鹼後溶液pH值應控制在8~9左右。廢液調節溶液pH值後經過靜置沉澱,可將大部分重金屬離子去除,再用酸中和至pH值為9以下排放,如果輔以過濾手段,則去除效果更好。為了防止氫氧化銅部分溶解,排放液pH值不宜低於8。
對於含Cr6+的酸洗廢水常用加亞硫酸氫鈉等還原劑的方法使其轉變成Cr3+, 還原反應在pH<3條件下較快。生成硫酸鉻在水中易溶,再加入氫氧化鈉等鹼性物質可生成難溶的Cr(OH)3沉澱,將其從水中去除。加鹼時控制pH=8~9,當pH>9.2時氫氧化鉻會再溶解。
收集沉澱物經過濃縮脫水,擠壓成塊,將其在安全地方掩埋。

B. 含油污泥處理

從上述國家及各大油田的相關規定不難看出,我國含油污泥無害回化控制指標即為:處答理後土壤中含油量≤3‰。目前國內外含油污泥無害化處理技術,主要包括焚燒技術、固化處理技術和微生物處理技術等。

你可以了解一下微生物修復技術處理技術的優勢:

微生物修復技術是傳統的生物處理方法的發展,與物理、化學修復含油污泥技術相比較,具有許多優點:

(1)可在現場進行處理,減少了運輸費用和人類直接接觸污染源的機會,不僅對人和環境造成影響小,並且處理費用僅為傳統物化法處理費用的30%~50%;、

(2)不破壞植物生長所需要的土壤環境;

(3)微生物處理使含油污泥中的有機物分解為CO2和H2O,能永久消除污染物,不存在其他安全隱患問題;

(4)處理效果好,對低分子質量的污染物去除率非常高;

(5)微生物處理技術對污染場所的干擾或破壞非常小,操作簡單等。因此,微生物修復技術將成為我國生態環境保護領域最有價值和最具生命力的處理技術。

C. 《工業用水與廢水》、《水處理技術》哪個期刊更好一些對水處理設計有更大的幫助,謝謝

《水處理技術》期刊主要刊登各種水處理方法的研究和應用成果,尤其是膜技術在水處理、化工、電力、電子、煤炭、醫葯、食品、紡織、冶金、鐵路、環保、軍事等領域的應用成果,同時為水資源開發、工業用水除鹽、工藝用水處理、超純水制備、廢水治理、水再生回用、海水淡化提供有效的新技術。
《水處理技術》為環境類中文核心期刊,「中國期刊方陣」雙效期刊,如國科技論文統計源期刊,本刊論文被美國SCI、CA和日本科技文獻速報摘錄。曾多次榮獲國家海洋局、華東地區和浙江省優秀期刊獎。辟有綜述與述評、研究報告、應用技術、經驗交流、技術講座、信息與簡訊等欄目。

《工業用水與廢水》雜志是經國家新聞出版總署和國家科學技術部批准,1970年創刊並公開發行的專業性期刊。全國化工給水排水設計技術中心站主辦,是中國土木工程學會水工業分會工業給水排水委員會會刊。國內統一刊號CN34-1204/TQ,國際標准刊號ISSN1009-2455。
《工業用水與廢水》雜志是國內創刊最早的水處理專業期刊之一。三十多年來,為促進水工業的技術進步刊登了大量高質量科技論文。及時報道本行業的重大科研成果與進展,為新技術和新產品的推廣應用刊出大量工程應用實例。內容涉及給水處理、廢水處理及回用、循環冷卻水、冷卻塔、離子交換及功能膜、消防設計等方面。欄目設置有:專論與綜述、給水處理、廢水處理及回用、技術與經驗、工程實例、冷卻塔、消防設計、工程項目信息等。
本刊為核心期刊,入選《中國核心期刊資料庫》、中國科技論文統計源期刊、中國學術期刊(光碟版)、美國《化學文摘》、《劍橋科學文摘》及俄羅斯《文摘雜志》摘錄期刊。
《工業用水與廢水》雜志發行范圍覆蓋全國石化、化工、石油、環保、冶金、電力、市政工程、醫葯、輕工、機械、紡織等行業的生產廠、設計院、科研院所、環保機構。以從事水處理研究、工程設計、生產運營與管理的技術人員以及大專院校的師生為主要服務對象。
為了使工程設計人員及時了解新技術、新產品的開發與應用現況,提高工程設計水平,促進工程產品在建設中的應用,長期以來,《工業用水與廢水》雜志堅持開辦「工程實例」欄目,介紹、推廣工程設計應用技術與產品,為新技術、新產品推廣應用做出了較大的貢獻,同時也贏得了廣大水處理科研部門和產品生產商的贊譽。

D. 化工專業畢業論文開題報告

化工專業畢業論文開題報告範文

1.引言

中國有82%的人飲用淺井和江河水,其中水質污染嚴懲細菌超過衛生標準的佔了75%,受到有機物污染的飲用水人口約1.6億。長期以來,人們一直認為自來水是安全衛生的。但是,因為水污染,如今的自來水已不能算是衛生的了。一項調查顯示,在全世界自來水中,測出的化學污染物有2221種之多,其中有些確認為致癌物或促癌物。從自來水的飲用標准看,中國尚處於較低水平,自來水目前僅能採用沉澱、過濾、加氯消毒等方法,將江河水或地下水簡單加工成可飲用水。自來水加氯可有效殺除病菌,同時也會產生較多的鹵代烴化合物,這些含氯有機物的含量成倍增加,是引起人類患各種胃腸癌的最大根源。目前,城市污染的成分十分復雜,受污染的水域中除重金屬外,還含有甚多農葯、化肥、洗滌劑等有害殘留物,即使是把自來水煮沸了,上述殘留物仍驅之不去,而煮沸水中增加了有害物的濃度,降低了有益於人體健康的溶解氧的含量,而且也使亞硝酸鹽與三氯甲烷等致癌物增加,因此,飲用開水的安全系數也是不高的。據最新資料透露,目前中國主要大城市只有23%的居民飲用水符合衛生標准,小城鎮和農村飲用水合格率更低。水污染防治當務之急,應確保飲用水合格。為此應加大水污染監控力度,設立供水水源地保護區。母親河黃河1972年第一次斷流,1997年斷流226天,近700公里河床乾涸。海河300條支流,無河不幹,無河不臭。華北地下水嚴重超采,形成面積7萬多平方公里的世界上最大的地下水漏斗區,地面下沉,海水入侵。全國668個城市中,有400多個供水不足,100多個嚴重缺水。上世紀九十年代末以來,土地沙化速度上升到每年3400多平方公里。

更可怕的是,中國水資源總量還在下降。1997年總量為27855億立方米,而2004年就降到24130億立方米。從上世紀50年代以來,長江上游20多條河流平均萎縮了37.1%。世界自然基金會3月19日發表報告,將長度與水量均為世界第三的長江列入世界面臨乾涸的10條大河之一。水體污染影響工業生產、增大設備腐蝕、影響產品質量,甚至使生產不能進行下去。水的污染,又影響人民生活,破壞生態,直接危害人的健康,損害很大。目前,人們已意識到不能以破壞生態環境來發展經濟,這樣的代價太大了。中國已提出社會經濟可持續發展和保護人民的身體健康的戰略,對整治水域污染採取了一系列強有力的措施。

水污染處理有三種方法:物理法、化學法、生物降解法。

物理法:廢水處理方法的選擇取決於廢水中污染物的性質、組成、狀態及對水質的要求。一般廢水的處理方法大致可分為物理法、化學法及生物法三大類。

利用物理作用處理、分離和回收廢水中的污染物。例如用沉澱法除去水中相對密度大於1的懸浮顆粒的同時回收這些顆粒物;浮選法(或氣浮法)可除去乳狀油滴或相對密度近於1的懸浮物;過濾法可除去水中的懸浮顆粒;蒸發法用於濃縮廢水中不揮發性的可溶性物質等[2]。

化學法:利用化學反應或物理化學作用回收可溶性廢物或膠體物質,例如,中和法用於中和酸性或鹼性廢水;萃取法利用可溶性廢物在兩相中溶解度不同的“分配”,回收酚類、重金屬等;氧化還原法用來除去廢水中還原性或氧化性污染物,殺滅天然水體中的病原菌等[2]。

生物法:利用微生物的生化作用處理污水中的.有機物。例如,生物過濾法和活性污泥法用來處理生活污水或有機生產污水,使有機物轉化降解成無機鹽而得到凈化[2]。

長期以來污水多採用活性污泥法處理,也是世界各國應用最廣泛的一種生物處理流程,具有處理能力高,出水水質好的優點。

2.課題名稱、專業年級、學生、指導老師

課題名稱:三價鹽氯化鋁對活性污泥降解性能的影響

專業年級:××××級應用化工技術

成 員:×××

指導老師:×××

3.課題內容

①活性污泥的培養

實驗室活性污泥培養是利用間歇培養的方法,利用曝氣裝置向活性污泥曝氣,即悶曝,只是通入氧氣,隔一段時間進行靜置沉澱一小時,然後換水,要加入適量養料培養,如此反復,維持實驗所需的活性污泥的濃度。

②三價鹽氯化鋁對活性污泥降解性能研究方法

水體質量的判斷主要是依靠某些指標來表示,包括DO,COD,BOD等。其中COD是“化學需氧量(chemical oxygen demand)”的英文縮寫,是反映水體中還原性污染物(包括有機的和無機的還原性物質)的指標。這里就採用COD指標來表示。COD的測定方法有很多種。參照大量文獻最總總結出一種測定方法,即往試樣中加入已知量的重鉻酸鉀溶液,在強酸介質中,以硫酸銀作為催化劑,經高溫消解後,用分光光度法測定COD值。當試樣中COD值為100mg/L至1000mg/L,在60020納米波長處測定重鉻酸鉀被還原產生的三價鉻離子的吸光度,試樣中COD值與三價鉻離子的吸光度的增加值成正比例關系,將三價鉻離子的吸光度換算成COD的值。當試樣中COD值為15mg/L至250mg/L,在440±20納米的波長處測定重鉻酸鉀未被還原的六價鉻離子和被還原產生的三價鉻離子兩種鉻離子的總吸光度;試樣中COD值與六價鉻離子的吸光度的減少值成正比,和三價鉻離子的吸光度的增加值成正比,將總吸光度換算成COD值[3-8]。

配置不同濃度的三價鹽氯化鋁水樣,在迴流裝置中加熱,沸騰一小時後,放入錐形瓶中冷卻,而後加入指示劑用而配置好的已知濃度的硫酸亞鐵銨標准溶液進行滴定,記錄數據。再重復上述操作,從而研究三價鹽氯化鋁對活性污泥降解性能的影響。

③驗證

通過實驗數據,作出不同濃度氯化鋁水樣的COD值隨時間的變化曲線,從而分析三價鹽氯化鋁對活性污泥降解性能是否有影響。

4.本課題的目的、意義

隨著社會的發展,造紙、化工行業都排放大量的工業廢水。含重金屬的廢水污染環境,破壞生態平衡,影響動植物生長,嚴重危害人類健康。因此,國內外學者都在積極探索和研究一種高效的降解活性污泥的方法。

本文主要研究了廢水中不同濃度的氯化鋁對活性污泥降解性能的影響,通過測定污泥處理前後工業污水的COD值,研究不同濃度馴化下的活性污泥的生長及對有機物的降解情況,為進一步推廣活性污泥在工業中的應用提供有力的數據支持[9]。

5.擬使用的主要試劑和儀器

①試劑:

無水氯化鋁(分析純)、六水合硫酸亞鐵銨(分析純)、重鉻酸鉀(優級純)、濃硫酸(分析純)、硫酸汞(分析純)、硫酸銀(分析純)、葡萄糖(優級純)(50g/L)、1,10-鄰菲羅琳、蒸餾水等。

②儀器:

智能恆溫電熱套、鼓泡機、托盤天平、電子天平、圓底燒瓶(250mL)、空氣冷凝管、小燒杯(50mL)、量筒(100mL)、量筒(10mL)、量筒(5mL)、錐形瓶(250mL)、離心機等。

6.預期目標

影響活性污泥活性的因素有很多,而本實驗只研究不同濃度的氯化鋁對活性污泥降解能力是否有影響,因此我們選氯化鋁為研究對象,測定污泥處理前後污水的COD值,研究不同濃度氯化鋁馴化下的活性污泥的生長及對有機物的降解情況,可以給對於活性污泥降解能力的研究提供一個客觀的數據支持,另外在課題實驗中還要最大可能的排除氯離子的影響,以達到一個客觀准確的測量結果。

7.階段性工作

第4~5周 文獻查閱。

第6周 完成開題報告及文獻綜述,制定實驗方案。

第7周 准備實驗室,領取儀器和葯品,配製所需試劑。

第8~14周 按實驗方案完成實驗,同時總結試驗過程中的不足,以及實驗過程中的現象和結論,記錄並處理數據。

第15~16周 整理數據,製表畫圖,撰寫畢業論文。

第17周 論文答辯

參考文獻

[1] 崔衍立.城市污水處理常用方法比較研究[J].內江科技,2010.

[2] 殷實.淺談活性污泥在廢水處理中的應用[J].環境研究與監測,2010,(2) :23-24.

[3] 孫惠修.排水工程.第四版.北京:中國建築工業出版社,1999:105-107.

[4] 蘇振中.CODcr與BOD5的相關性研究[J].黑龍江環境通報,2010,34 (2):75-78.

[5] 顧鳳妹.李秀霞.重鉻酸鉀法測定COD影響因素分析[J].小氮肥,2009,37 (3):18-20.

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[7] 肖肖,陳英姿.BOD5測定的影響因素分析[J].化學工程與裝備,2009,9:176-177.

[8] 王銳剛.活性污泥法除磷動力學研究[D].中國礦業大學環測學院,2009:9-11.

[9] 徐航.COD重鉻酸鉀分析法相關問題的探討[J].化學工程與裝備,2010,6: 171-172.

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E. 超濾技術在工業廢水處理中的應用

超濾技術在工業廢水處理中的應用
簡介:超濾是迅速崛起的一門分離技術,它在環境保護的水處理中有著廣泛的應用。文章簡要介紹了超濾技術的發展現狀,並對超濾分離法在電泳漆、化學纖維、紡織、造紙、印鈔、釀造、製革、石油和食品工業廢水處理中的應用進行了綜述。
早在1861年Schmidt用牛心包膜截留阿拉伯膠,可作為世界上第一次超濾試驗,到1960年,在Loeb和Sourirajan試驗成功不對稱反滲透醋酸纖維素膜的影響下,1963年Michaels開發了不同孔徑的不對稱CA超濾膜。基於CA膜物化性質的限制,1965年開始,不斷有新品種的高聚物超濾膜問世,並很快商品化,1965-1975年是超濾工藝大發展的階段,膜材料從初期的不對稱CA膜擴大到現在的聚碸(PSF)、聚丙烯腈(PAN)、聚醚碸(PES)以及各種高分子合金膜等,膜組件有板式、卷式和中空纖維等,在不同的生產過程中都已成功的應用[1]。目前所用超濾膜較多由高分子材料製成,隨著工業上超濾技術的應用和發展,以金屬、陶瓷、多孔硅鋁等材料製成的無機膜,在20世紀80年代初期至90年代獲得了重要發展。如1980-1985年期間,美國UCC公司開發的載體為多孔炭、外塗一層陶瓷氧化鋯的無機膜可用作超濾膜管,美國Alcoa/SCT公司開發的商品名為Membralox的陶瓷膜管,能承受反沖,可採用錯流(CrossFlow)操作[2]。用無機膜進行超濾,比常規的分離技術更加經濟有效。目前工業所用的無機膜幾乎全部是多孔陶瓷膜或以多孔陶瓷為支撐體的復合膜。隨著粉末技術的發展,很多優質價廉的燒結金屬微孔管投入市場,它具有易於和金屬構件組合、加工等優點。近年來,國外還有人燒結不銹鋼微孔管內壁燒結孔徑為0.1納米的TiO2薄層,構成Scepter不銹鋼膜[3]。
近30年是超濾技術迅速發展的時期,超濾技術被廣泛地應用於飲用水制備、食品工業、制葯工業、工業廢水處理、金屬加工塗料、生物產品加工、石油加工等。
1 工業廢水處理中的應用
目前膜法水處理技術在環境過程中的應用,主要是超濾、反滲透、滲析和電滲析等方法用於處理各工業廢水。超濾技術因其操作壓力低、能耗低、通量大、分離效率高,可以回收和回用有用物質和水,特別是通量大的特點,使得超濾成為廢水處理工程採用的主要膜分離技術。
1.1 電泳漆廢水
國外超濾技術的較大規模應用開始於70年代,當時就是主要用於電泳塗漆工業。廢水中的漆料是使用漆料總量的10%~50%,採用超濾技術處理電泳漆廢水不僅可以減少漆的損失和回用廢水,而且可以使有害無機鹽透過超濾膜從而提高了電泳漆的比電阻,調節和控制、漆液的組成,保證電泳塗漆的正常運行。70 年代初期主要用CA膜管式超濾器處理陽極電泳漆廢水,70年代後期,改用框式、卷式、中空纖維式超濾器處理陰極電泳漆廢水。國內一些汽車廠、電泳漆行業也採用超濾技術,如長春汽車轎車廠從Aomicon公司引進中空纖維式陰極電泳漆專用超濾器,由30根直徑7.62cm的膜組件並聯而成,總膜面積約75 cm2,處理能力為1.5 t/h,裝有循環液定時自動換向系統,以減少膜污染,延長膜清洗周期。北京某汽車廠原排放電泳漆廢水量為200 m3/d,工件帶出漆液量19.13 L/h,經用超濾法處理後,保證了電泳槽漆液的電阻率大於500 Ω/cm,維持了電泳漆的固體含量穩定,對電泳漆的截留率為97%~98%,排水量降到5 m3/d,節省了大量補充的去離子水[4]。中國科學院生態環境研究中心研製出荷正離子的中空纖維膜組件,對比實驗表明結果良好,與進口膜性能相近,可以用於生產。無錫超濾設備廠對有關的超濾膜進行開發,以共聚丙烯腈為膜材料,二甲基乙醯胺為溶劑,添加適量致孔劑製取的荷正電荷超濾膜透液量大,性能穩定,油漆截留率高,抗污染性能好,也已用於生產。我國許多廠家引進國外超濾裝置,所以用性能優良的國產荷電超濾膜裝置取代進口裝置成為現在的新目標。
1.2 化纖、紡織工業廢水
化纖工業中有多種廢水可用超濾法處理與回收。如回收聚乙烯醇(PVA),國外不少工廠已用於生產。日本某工廠採用8 cm2的管式超濾器將PVA原液由0.1%濃縮到10~15倍,進口壓力為3.92×105 Pa,出口壓力為1.96×105 Pa,進料溫度55~66℃,膜的水通量為100~140 L/ (cm2·h),對PVA的分離率為98.2%,每天回收PVA 20 kg,運行良好[5]。
染料廢水種類繁多,組成復雜,主要包括含鹽、有機物的有色廢水;氯化及溴化廢水;含有微酸和微鹼的有機廢水;含有銅、鉛、鉻、錳、汞等陽離子的有色廢水;含硫的有機物廢水。廢水量大,濃度高,色度高,毒性大,是治理難度最大的工業廢水之一。上海印染廠最早採用醋酸纖維外壓管式超濾裝置處理還原染料廢水並回收染料獲得成功,中科院環境化學所也完成了用聚碸超濾膜管式和中空纖維式裝置處理染料廢水的現場實驗,脫色率為95%~98%,COD去除率60%~90%,濃縮液含染料15~20 g/L,並被印染廠引用於生產[6]。
洗毛廢水是紡織工業污染最嚴重的廢水之一,洗毛廢水中含有大量的懸浮物、油脂和合成洗滌劑,其中主要污染物是羊毛脂。羊毛脂是日用化工、醫葯工業的原料,也是很好的防腐劑和潤滑劑,具有較高的經濟價值。傳統回收羊毛脂的方法回收率較低,而採用超濾技術處理洗毛廢水取得了好的效果。國內的許多毛紡廠和洗毛廠採用超濾法處理洗毛廢水工藝,該工藝包括預處理、超濾濃縮、離心分離和水回用四個系統,比傳統的離心工藝羊毛脂回收率提高1~2倍。具體操作工藝條件為[7]:料液溫度50 ℃,操作壓力0.12~0.35 MPa,膜表面流速3 m/s,膜平均水通量40 L/(cm2·h),濃縮倍數為3~6倍,結果油脂截留率為98%~99%,COD截留率為90%~98%。
1.3 造紙工業廢水
造紙工業耗水量極大,造紙廢水主要來源於去皮、漿化、洗凈、漂白、抄紙等工序。用超濾技術處理造紙廢水既可以對廢水中某些有用成分進行濃縮回收,又可將透過水回用。開山屯化纖漿廠是國內制漿造紙行業中第一家引進了具有國際80年代先進水平的大型超濾設備,並成功地用於亞硫酸鹽制漿廢液的處理,在此基礎上又用自製聚碸膜代替進口膜而取得成功,實驗證明達到了DDS公司生產的FSN61PP超濾膜的水平。工藝為:將廢液預熱升溫到50~70℃,打開進料閥,廢液經過過濾器進入儲罐內,超濾始終控制入口壓力0.6 MPa,出口壓力0.3 MPa,膜的工作溫度60~65 ℃,膜工作面積2.25 cm2。結果成品的木質素磺酸濃度大於95%,還原物去除率大於85%,固形物的率大於30%,達到了對廢液中高分子木質素磺酸的有效分離、純化以及濃縮的目的。日本於1981年採用NTU-3508超濾組件建成了日處理4000 m3的管式膜裝置,是世界上最大規模的裝置。我國目前已具備生產此類超濾和反滲透膜組件的能力,並迅速推廣[8]。
1.4 印鈔廢水
我國印鈔業擦板廢液的處理一直是困擾印鈔行業的老大難問題。中科院上海原子核研究所與上海印鈔廠、南昌印鈔廠、西安印鈔廠等合作,從1993年開始進行了用板式超濾器處理擦板廢液的工作,並對原有的HPL-Ⅱ(A)型超濾器進行了改進,研製成功適用於處理印鈔擦板廢液的HPL-Ⅱ(B)型板式超濾器。經超濾處理後,透過膜的清液不含油墨,鹼的含量不變,對COD的去除率為99%以上,對固含量為3%的擦板廢液可濃縮至12%,廢液的回收率為75%,且比採用中和法處理廢液省力省大量資金。
1.5 釀造工業廢水
味精廢液是含大量菌體等有機物、氯化物的粘性液體,COD高達70 000 mg/L,廢液的排放對環境造成嚴重的污染,同時廢液中還含有一些價值很高的代謝副產物。味精廠用CA、PS、PVC等超濾膜對味精廢液進行處理,其操作條件為:操作壓力0.25MPa,操作溫度25℃,超濾濃縮倍數5~6倍,處理結果表明:透過液清澈透明,菌體去除率達98%以上。透過液經管道輸入醬油廠用來生產味精醬油;對濃縮液進行超濾可得到含蛋白質和脂肪及核酸的價值很高的代謝副產物;超濾谷氨酸發酵液,透過液清澈透明,用來提取谷氨酸可提高純度和提取率[9]。
1.6含油廢水的處理
乳化油廢水是一種常見的工業廢水,超濾法處理乳化油廢水應用已有20多年。在1979年,西德已有超過250個超濾設備被用於濃縮乳化油,所用膜組件為管式、卷式和板式,1989年膜生產單位提高為能處理乳化油廢水的系列膜設備。採用荷電中空纖維膜處理含有氫氧化鈉、磷酸鹽、碳酸鈉、硼酸鈉、亞硝酸鈉和非離子或陰離子表面活性劑的乳化油廢水時,在溫度50℃,進口壓力0.12 MPa,出口壓力0.10 MPa時,透過液通量達25~33 L/(cm2·h),透過液含油量僅十幾mg/L。對於含有氫氧化鈉、鹽等水溶液和部分表面活性劑的透過液稍加調整即可回用脫脂。濃縮液進入油-水分離器,分離出來的油品可回收形成無排放體系。目前,上海寶鋼採用Abcor公司管狀膜的大型超濾設備來處理乳化油廢水。中科院上海原子核研究所選用PSF100型超濾膜採用3塊HPM型隔板並聯成板式超濾器,在料液流速1.6 m/s,平均壓力0.3 MPa,自然升溫等運行條件下,先後進行2次連續濃縮運行,結果表明:油分截留率大於99%,COD的去除率達到95%,體積濃縮比高,超濾平均通量為30 L/(cm2·h),處理乳化油廢液效果很好[10]。
含原油廢水中含油量通常為100~1000 mg/L,超過國家排放標准(10 mg/L),故排放前必須進行除油處理。可採用中空纖維超濾膜組件和超濾設備,在操作壓力為0.10 MPa,廢水溫度40℃,膜的透水速度可達60~120 L/(cm2·h),可以把含原油100~1000 mg/L的廢水處理達到環境排放標准10 mg/L以下,也使處理後的水質達到了低滲透油田的注水標准[11]。
金屬加工過程中產生大量的含有切削油、懸浮物和洗滌劑的廢水,必須進行處理才能排放。超濾處理可把廢水分離成兩部分:濃縮液中含有油和懸浮顆粒,透過液中幾乎不含油。用超濾與微濾聯合進行處理,先用微濾把油濃縮至10%,其中微濾膜的透水能力為250 L/(cm2·h),在進行超濾處理,可回收85%的清洗劑。用超濾處理鋼廠冷壓車間的壓延油廢水時,先用80目篩網過濾後,含油廢水進入循環槽,再經60目篩網過濾後進入超濾膜,超濾濃縮液進入油-水分離器,分離出的油含油量大於90%,可進行燃燒處理,分離出的水返回循環槽進行超濾處理。超濾透過液可循環使用,超濾過程中的透水量和透過液的油分濃度都很穩定,不受供給水中油分濃度的影響。
處理石油開采產生的含油廢水,可在油田用膜分離器中進行超濾與反滲透(或納濾)的組合操作。先使分離出的水進入中空纖維超濾膜,透過液再進入反滲透膜(或納濾膜),不但去除了懸浮物,還去除了溶解鹽和溶解油,以滿足特殊水質的要求。
用超濾處理各種乳化油廢水的開發還在進行,分離效率已基本解決,而要攻克的難關是膜的污染與清洗問題[12]。
1.7 製革工業廢水
製革工業脫毛用的原料主要是Na2S和石灰,其廢水產生量約占皮革污水總量的10%,且毒性大,硫化物含量達2 000~4 000 mg/L,懸浮物和濁度值都很大,是皮革工業中污染最為嚴重的廢水。在對廢水進行處理時,用超濾法分離其中蛋白質,採用磺化聚碸類膜進行超濾,把浸灰廢液的濃度提高5~10倍,膜不會出現堵塞現象,其處理效果優於一般凈化技術。
超濾可回收40%的Na2S、20%的石灰和68%~70%的液體,回收大量的蛋白質,據估算,每噸鹽腌皮可獲得30~40 kg的角蛋白,因而具有較好的經濟效益[13]。
1.8食品工業廢水
生產大豆分離蛋白質會產生大量的高濃度有機廢水,用超濾法處理起廢水,既可回收經濟價值很高的可溶性蛋白和低聚糖,又解決了環保問題,並且與傳統的處理方法相比,運行費用低,產出效益高,回收產品質量穩定,操作簡便。
馬鈴薯生產澱粉的廢液有機物含量高,COD通常在10 000 mg/L左右,國外應用超濾技術去除馬鈴薯澱粉排放廢水中的COD並濃縮回收可溶性蛋白質,國內也用膜裝置為聚碸(PS)和聚丙烯腈(PAN)中空纖維超濾膜組件進行實驗,工藝條件為:操作壓力0.10 MPa,進料流量70 L/h,室溫,超濾前調整料液pH 3.5左右(接近蛋白質等電點,截留率高)。實驗結果表明超濾效果較好,廢水的COD值由8 175 mg/L降為3 610mg/L,COD去除率為55.8%。膜污染後用40 ℃、0.1 mol/L的NaOH溶液來清洗,恢復率在90%左右[14]。

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F. 電鍍污水處理畢業設計

我最近也要在做的,我們討論下:

電鍍廢水文獻綜述
設計要求:(1)水質:銅離子30mg/L,六價鉻25mg/L,鋅離子12mg/L,鎳離子16mg/L,氰8mg/L,其他微量,鉛等,Ph4.5
(2)處理要求:執行《污水綜合排放標准》(GB8978-1996)一級標
中文摘要: 電鍍行業的廢水量在整個工業系統廢水中雖然所佔比重較小,但電鍍廢水含有氰化物、酸、鹼以及六價鉻、銅、鎳、鋅、鎘等金屬污染物,對環境有嚴重的危害,因此,國內外對這類廢水積極的展開了治理方法的研究與應用。本文在吸取微電解和生物吸附處理重金屬離子廢水的優點以及已有實驗對單一重金屬離子廢水進行處理的基礎上,確定了使用微電解—生物膜復合工藝對實際電鍍廢水進行處理。
關鍵詞:含鉻廢水 處理 還原
英文摘要: The plating wastewater with cyanide, acid, alkali and heavy metal ions such as chromium, copper, nickel, zinc, cadmium etc. has appeared to be environmental serious damage despite its small quantity proportion in all through the instrial wastewater. For the moment, the research and application of the wastewater treatment has commenced forwardly in domestic and overseas. In this paper, micro-electrolysis and biological lessons Absorption of Heavy Metal Ions wastewater treatment, as well as have the experimental advantage of heavy metal ions on a single wastewater treatment on the basis of determining the use of micro-electrolysis – biofilm composite plating process on the actual wastewater treatment.
Keywords: Electroplating wastewater, treatment,restore

鉻在水環境中的存在形態主要是三價鉻(Cr(Ⅲ)和六價鉻(Cr(Ⅵ)),它們在水體中的遷移轉化有一定的規律性。Cr(Ⅲ)主要被吸附在固體物質上面而存在於沉積物中;Cr(Ⅵ)多溶於水中,而且是穩定的,只有在厭氧的情況下,才還原為Cr(Ⅲ)。鉻的毒性與其存在狀態有關,通常認為Cr(Ⅵ)的毒性遠比Cr(Ⅲ)大[1]。在電鍍含鉻廢水中,Cr(Ⅵ)是主要的特徵污染物。
1 Cr(Ⅵ)污染的來源
Cr(Ⅵ)化合物,是冶金工業、金屬加工電鍍、製革、顏料、紡織品生產、印染以及化工等行業必不可少的原料,這些工業分布點多面廣,每天排放出大量含鉻廢水,這些廢水的排放可造成水體和土壤的污染直接影響人類飲用水的衛生狀況。WHO所規定的飲用水中Cr(Ⅵ)的含量標准為1~2μmol/L[2],國內有不少地方的飲用水由於受到工業廢水的污染或因地質背景所致使生活飲用水中Cr(Ⅵ)含量嚴重超標。

2 含Cr(VI)污水的處理技術
通過查資料,電鍍工業含鉻廢水的處理最常用的方法有還原法、電解法,工藝成熟,運行效果好。但是近來又有很多其他的方法被研究出來,綜合比較會發現這些方法也各有優缺點。作為新方法,他們自有借鑒之處。
2.1還原沉澱法
化學沉澱法處理電鍍含Cr(Ⅵ)廢水,一種是通過還原法,把Cr(Ⅵ)還原成Cr(Ⅲ),然後沉澱;另一種是用鋇鹽,使鉻酸根生成鉻酸鋇沉澱。袁智斌[3]通過建調節池,使含鉻廢水經調節池後進入還原池,在還原池通過加H2SO4控制pH值在2.5~3投加NaHSO3,將Cr(Ⅵ)還原成Cr(Ⅲ),並在反應池通過投加NaOH形成Cr(OH)3沉澱。竇秀冬等[4]通過研究比較,發現通過還原-沉澱法Cr去除率均達到99%以上,MgO的鉻泥沉降性能非常優越,NaOH和CaO中摻入部分MgO可以較大地改善所生成鉻泥的性能,最佳投葯量以投加後pH≈8.3為宜。鄭新卿[5]對還原-沉澱法處理含鉻廢水工藝步驟、固-液分離後的上清液和沉降污泥Cr(Ⅵ)含量以及Cr(Ⅲ)-Cr(Ⅵ)之間的形態轉化相關性進行研究和分析,提出要特別注意控制含鉻污水中鉻反彈及全過程處理的完整性。

2.2電解法沉澱過濾
1.工藝流程概況
電鍍含鉻廢水首先經過格柵去除較大顆粒的懸浮物後自流至調節池, 均衡水量水質, 然後由泵提升至電解槽電解,在電解過程中陽極鐵板溶解成亞鐵離子,在酸性條件下亞鐵離子將六價鉻離子還原成三價鉻離子,同時由於陰極板上析出氫氣,使廢水pH 值逐步上升,最後呈中性。此時Cr3+ 、Fe3+ 都以氫氧化物沉澱析出,電解後的出水首先經過初沉池,然後連續通過(廢水自上而下)兩級沉澱過濾池。一級過濾池內有填料:木炭、焦炭、爐渣;二級過濾池內有填料:無煙煤、石英砂。污水中沉澱物由過濾池填料過濾、吸附,出水流入排水檢查井。而後通過泵進入循環水池作為冷卻用水。過濾用的木炭、焦炭、無煙煤、爐渣定期收集在鍋爐房摻燒。
2.主要設備
調節池1座;初沉池1座、沉澱過濾池2座;循環水池1 座;電源控制櫃、電解槽、電解電源、電解電壓1套;水泵5台。
3.結果與分析
某電鍍廠電鍍廢水處理設備在正常工況條件下,間隔不同的時間多次取樣。
電鍍含鉻廢水採用電解法沉澱過濾工藝處理後全部回用,過濾池內填料定期集中於鍋爐房摻燒,達到了綜合治理電鍍含鉻廢水的目的。
該處理技術雖然運行可靠,操作簡單,但應注意幾個方面:
a)需要定期更換極板;
b)在一定的酸性介質中,氫氧化鉻有被重新溶解的可能;
c)沉澱過濾池內的填料必須定期處理,焚燒徹底,否則會引起二次污染。由此可見,對處理設施加強管理非常重要。
4.結論
1)該處理工藝對電鍍含鉻廢水治理徹底,過濾池內填料定期統一處理,不會引起二次污染;處理後清水全部回用,可節省水資源,具有明顯的經濟效益。
2)該工藝投資較小,技術成熟,運行穩定可靠,操作方便,易於管理,適應於不同規模的電鍍生產企業。

2.3吸附法
吸附法是利用多孔性固態物質吸附水中污染物來處理廢水的一種常用方法。吸附法的關鍵技術是吸附劑的選擇,目前工業應用中最常用的吸附劑是活性炭,活性炭吸附容量大,對Cr(Ⅵ)陽離子也具有較強還原作用[6],用20%硫酸溶液浸泡後,Cr(Ⅵ)去除率達91.6%,易於再生[7]。Valix等[8]研究了活性炭表面的雜環原子(如S、N、O、H等)以及活性炭的結構特性對吸附Cr(Ⅵ)的影響,認為雜環原子輔助活性炭起還原劑作用,提高活性炭吸附鉻酸根離子,此外提高活性炭的總表面積有助於提高吸附容量和取出Cr(Ⅵ)。
活性炭雖然性能優良,但我國活性炭產量少,價格較昂貴,限制了它們在一些經濟不發達地區和一些行業的使用,因此,又開發出來了許多類型的吸附劑,一類是利用工農業廢棄物做吸附劑,以廢治廢,不僅吸附效果好,還具有價格低,來源廣的優點。李鑫金等[9]用活化赤泥處理含鉻廢水,處理含Cr(III)濃度在300 mg/L以下廢水,去除率可達99%以上;處理含Cr(Ⅵ)廢水,先加入硫酸亞鐵還原,同樣可使Cr(Ⅵ) 濃度在300 mg/L以下廢水處理後達到國家標准。馬少健等[10]利用鋼渣吸附Cr(III),去除率可達99%以上,同時可去除廢水中94%以上的Pb2+。蔣艷紅等[11]研究了高爐渣對鉻離子的吸附特性,在pH4~12范圍內高爐渣對Cr(III)去除率可達97%以上,對Cr(Ⅵ)需加硫酸亞鐵還原再處理。Hu等[12]研究了磁赤鐵礦納米顆粒吸附Cr(Ⅵ),吸附容量可與活性炭相比,不受其他共存離子的影響,易於再生,可用於回收廢水中的Cr(Ⅵ)。程永華等[13]研究了殼聚糖高效吸附含鉻廢水,在強酸下殼聚糖對Cr(Ⅵ)吸附速度較快,在弱酸下殼聚糖對Cr(Ⅲ)吸附有利,通過控制pH值分段吸附,可有效除去廢水中的鉻含量。
另一類是用改性材料作為吸附劑,由於一些天然材料(或廢棄物)的吸附效果不理想,許多學者就對它們進行改性,目前有許多這方面的報道。韓毅等[14]以氯化鐵為改性劑製得改性赤泥,任乃林等[15]用木屑經酸化、與8-羥基喹啉金屬絡合劑浸泡處理製得改性木屑,馬小隆等[16]用無機酸對鈣基膨潤土進行活化改性,Li等[17]用氯化鐵改性汽爆秸稈吸附Cr(Ⅲ),隋國舜等[18]研究了低聚合羥基鐵離子-蛭石復合體對Cr(Ⅵ)的吸附,結果都表明了改性後的吸附劑對Cr(Ⅵ)吸附能力明顯提高,廢水中Cr(Ⅵ)去除能力更強。

2.4其他國內外含鉻廢水處理方法的研究進展
1.1 生物法
生物法治理含鉻廢水,國內外都是近年來開始的。生物法是治理電鍍廢水的高新生物技術,適用於大、中、小型電鍍廠的廢水處理,具有重大的實用價值,易於推廣。國內外對SRB菌(硫酸鹽還原菌)、SR系列復合功能菌、SR復合能菌、脫硫孤菌、脫色桿菌(Bac.Dechromaticans)、生枝動膠菌(Zoolocaramigera)、酵母菌、含糊假單胞菌、熒光假單胞菌、乳鏈球菌、陰溝腸桿菌、鉻酸鹽還原菌等進行研究,從過去的單一菌種到現在多菌種的聯合使用,使廢水的處理從此走向清潔、無污染的處理道路。將電鍍廢水與其它工業廢棄物及人類糞便一起混合,用石灰作為凝結劑,然後進行化學—凝結—沉積處理。研究表明,與活性的淤泥混合的生物處理方法,能除去Cr6+和Cr3+,NO3氧化成NO3-.已用於埃及輕型車輛公司的含鉻廢水的處理。
生物法處理電鍍廢水技術,是依靠人工培養的功能菌,它具有靜電吸附作用、酶的催化轉化作用、絡合作用、絮凝作用、包藏共沉澱作用和對pH值的緩沖作用。該法操作簡單,設備安全可靠,排放水用於培菌及其它使用;並且污泥量少,污泥中金屬回收利用;實現了清潔生產、無污水和廢渣排放。投資少,能耗低,運行費用少。
1.2 膜分離法
膜分離法以選擇性透過膜為分離介質,當膜兩側存在某種推動力(如壓力差、濃度差、電位差等)時,原料側組分選擇性透過膜,以達到分離、除去有害組分的目的。目前,工業上應用的較為成熟的工藝為電滲析、反滲透、超濾、液膜。別的方法如膜生物反應器、微濾等尚處於基礎理論研究階段,尚未進行工業應用。電滲析法是在直流電場作用下,以電位差為推動力,利用離子交換膜的選擇透過性,從而使廢水得到凈化。反滲透法是在一定的外加壓力下,通過溶劑的擴散,從而實現分離。超濾法也是在靜壓差推動下進行溶質分離的膜過程。液膜包括無載體液膜、有載體液膜、含浸型液膜等。液膜分散於電鍍廢水時,流動載體在膜外相界面有選擇地絡合重金屬離子,然後在液膜內擴散,在膜內界面上解絡,重金屬離子進入膜內相得到富集,流動載體返回膜外相界面,如此過程不斷進行,廢水得到凈化。膜分離法的優點:能量轉化率高,裝置簡單,操作容易,易控制、分離效率高。但投資大,運行費用高,薄膜的壽命短。主要用於回收附加值高的物質,如金等。
電鍍工業漂洗水的回收是電滲析在廢液處理方面的主要應用,水和金屬離子可達到全部循環利用,整個過程可在高溫和更廣的pH值條件下運行,且回收液濃度可大大提高,缺點為僅能用於回收離子組分。液膜法處理含鉻廢水,離子載體為TBP(磷酸三丁酯),Span80為膜穩定劑,工藝操作方便,設備簡單,原料價廉易得。也有選用非離子載體,如中性胺,常用Alanmine336(三辛胺),用2%Span80作表面活性劑,選用六氯代1,3-丁二烯(19%)和聚丁二烯(74%)的混合物作溶劑,分離過程分為:萃取、反萃等步驟。近來,微濾也有用於處理含重金屬廢水,可去除金屬電鍍等工業廢水中有毒的重金屬如鎘、鉻等。
1.3 黃原酸酯法
70年代,美國研製成新型不溶重金屬離子去除劑ISX,使用方便,水處理費用低。ISX不僅能脫除多種重金屬離子,而且在酸性條件下能將Cr6+還原為Cr3+,但穩定性差。不溶性澱粉黃原酸酯脫除鉻的效果好,脫除率>99%,殘渣穩定,不會引起二次污染。鍾長庚等人用稻草代替澱粉製成稻草黃原酸酯,處理含鉻廢水,鉻的脫除率高,很容易達到排放標准。研究者認為稻草黃原酸酯脫除鉻是黃原酸鉻鹽、氫氧化鉻通過沉澱、吸附幾種過程共同起作用,但黃原酸鉻鹽起主要作用。此法成本低,反應迅速,操作簡單,無二次污染。
1.4 光催化法
光催化法是近年來在處理水中污染物方面迅速發展起來的新方法,特別是利用半導體作催化劑處理水中有機污染物方面已有許多報道。以半導體氧化物(ZnO/TiO2)為催化劑,利用太陽光光源對電鍍含鉻廢水加以處理,經90min太陽光照(1182.5W/m2),使六價鉻還原成三價鉻,再以氫氧化鉻形式除去三價鉻,鉻的去除率達99%以上。
1.5 槽邊循環化學漂洗
這一技術由美國ERG/Lancy公司和英國的Ef fluentTreatmentLancy公司開發,故也叫Lancy法。它是在電鍍生產線後設回收槽、化學循環漂洗槽及水循環漂洗槽各一個,處理槽設在車間外面。鍍件在化學循環漂洗槽中經低濃度的還原劑(亞硫酸氫鈉或水合肼)漂洗,使90%的帶出液被還原,然後鍍件進入水漂洗槽,而化學漂洗後的溶液則連續流回處理槽,不斷循環。加鹼沉澱系在處理槽中進行,它的排泥周期很長。廣州電器科學研究所開發了分別適用於各種電鍍廢水的三大類體系的槽邊循環化學漂洗處理工藝,水回用率高達95%、具有投葯少、污泥少且純度高等優點。有時,用槽邊循環和車間循環相結合。
1.6 水泥基固化法處理中和廢渣
對於暫時無法處理的有毒廢物,可以採用固化技術,將有害的危險物轉變為非危險物的最終處置辦法。這樣,可避免廢渣的有毒離子在自然條件下再次進入水體或土壤中,造成二次污染。當然,這樣處理後的水泥固化塊中的六價鉻的浸出率是很低的。
2、電鍍含鉻廢液及污泥的綜合利用
由於電鍍含鉻老化廢液有害物質含量高,成分復雜,在綜合利用之前應對各種廢液進行單獨和分類處理。對於鍍鋅鈍化液、銅鈍化液及含磷酸的鋁電解拋光液均用酸鹼調節pH;對於陰離子交換樹脂,只需將它變為Na2CrO4即可。
2.1 利用鉻污泥生產紅礬鈉
在高溫鹼性條件介質Na2CrO4中三價鉻可被空氣氧化為Na2Cr2O7,同時污泥中所含的鐵、鋅等轉化為相應的可溶鹽NaFeO2、Na2ZnO2.用水浸取鹼熔體時,大部分鐵分解為Fe(OH)3沉澱而除去。將濾液酸化至pH<4,Na2CrO4即轉變為Na2Cr2O7,利用Na2SO4與Na2Cr2O7溶解度差異,分別結晶析出。採用高溫鹼性氧化鉻污泥制紅礬鈉的條件是n(Na2CO3)∶n(Cr2O3)=3.0∶1.0,溫度780℃,時間2.5h,鉻的轉化率在85%以上。
2.2 生產鉻黃
利用純鹼作沉澱劑去除電鍍廢液中的雜質金屬離子,再利用凈化後的電鍍廢液替代部分紅礬鈉生產鉛鉻黃。電鍍液加入Na2CO3飽和液後,調整pH至8.5~9.5.進行過濾,濾液備用。在鹼性條件下將濾渣中的Cr3+用H2O2氧化為Cr6+,再經過濾,濾液與上述濾液混合。將濾液與硝酸鉛溶液和助劑,在50~60℃反應1h,然後經過濾、水洗,洗去氯根、硫酸根以及其它部分可溶性雜質,再經乾燥粉碎即得成品鉛鉻黃。利用電鍍廢液生產鉛鉻黃,不僅解決了污染問題,而且使電鍍廢液中的鉻得到了回收利用。據估算,按年處理電鍍廢液200t,年平均回收18t紅礬鈉,可實現年創收4萬余元。效益可觀。
2.3 生產液體鉻鞣劑及皮革鞣劑鹼式硫酸鉻
含鉻廢液先用氫氧化鈉去除金屬離子雜質,控制pH=5.5~6.0,然後過濾,濾液待用,污泥用鐵氧體無害化處理。然後,在濾液中投加還原劑葡萄糖,使Na2Cr2O7還原為Cr(OH)SO4,在100℃條件下,進一步聚合,當鹼度為40%時,分子式為4Cr(OH)3.3Cr2(SO4)3,即為鉻鞣劑。河北省無極縣某皮革廠就是利用電鍍含鉻廢水生產液體鉻鞣劑。按每天生產5t液體鉻鞣劑,每天可得利潤為6000餘元。可見利用含鉻廢液生產鉻鞣劑的經濟效益是十分顯著的。另外,可將含鉻的污泥與碳粉混合,在高溫下煅燒,從而可製得金屬鉻。因為含鉻污泥是電鍍車間污泥的主要品種,根據電鍍處理方法不同,污泥的回收利用也不同。
電解法污泥:
(1)做中溫變換催化劑的原料;
(2)做鐵鉻紅顏料的原料。
化學法的污泥:
(1)回收氫氧化鉻;
(2)回收三氧化二鉻拋光膏。鐵氧體污泥做磁性材料的原料等等。
3、結束語
以上介紹的含鉻廢水的處理方法及其資源化利用,有的已經實現了工業化,有的尚處於實驗室基礎研究階段。在實際使用過程中並不一定限定於上述的處理方法,也可將上述的幾種處理方法一起使用。從環保角度出發,人們將擯棄傳統的化學法,而選擇微生物法、膜分離法等。微生物法將代表21世紀電鍍含鉻廢水處理方法的發展趨勢,可以預計在不久的將來,微生物法會得到更為廣泛的應用。

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