❶ 染料廢水的處理方法
我國染料廢水處理工藝研究中具有明顯的水量大、水質復雜特色,這種染料廢水的化學需氧量、含鹽量較高,科、化學性較差。對染料廢水進行治理可以減少整體的治理難度,實現對環境的保護,增強整體的處理效果。在進行染料廢水處理的過程中,常選取物理法、化學法、生物法等新型工藝進行染料廢水處理,確保提高處理效果。
一、染料廢水
1、染料廢水的特點
(1)染料廢水的水質隨加工的纖維種類和採用工藝以及使用的染化料的不同而異,污染物組分差異很大。染料廢水具有水量大、有機污染物含量高、色度深、鹼性大、水質變化大等特點,屬難處理的工業廢水。傳統的生物處理工藝已受到嚴重挑戰。傳統的化學沉澱和氣浮法對這類印染廢水的 COD 去除率也僅為 30%左右。
(1)一般染料廢水pH值為6~13,色度可高達1000倍,CODCr為400~4000mg/L,BOD5為100~1000mg/L, 染料廢水一般具有污染物濃度高、種類多、含有毒害成份及色度高的特點。以處理難度為標准可分為:
a.高濃度染料廢水:機織布的退煮漂廢水、牛仔線的漿染廢水、印花廢水、蠟染廢水、鹼減量廢水和綉花廢水等。
b.中等濃度染料廢水:毛織物染色、針織染色、絲綢染整、縫紉線染色及拉鏈染色等。
c.低濃度染料廢水:牛仔服飾洗漂廢水。
二.染料廢水的主要來源
染料廢水主要指天然水體的污染。印染廢水排入天然水體後,印染廢水的水溫較高,且水中大量有機物會迅速消耗水體中的溶解氧,使河流因缺氧產生厭氧分解,釋放出的H2S加大了進一步消耗水體中的溶解氧,水體中溶解氧大幅度下降的水體。這種廢水中總磷、總氮含量增高,排放後使水體過於富營養化。漂白廢水中的游離氯可能破壞或降低河流的自凈能力。
常見的廢水來源主要有:染料中的化學元素沉積、染料有毒元素積累、放射性元素輻射等方面。工業企業在進行染料壓濾和板框壓濾機進行清洗的過程中,很容易出現環境污染廢水。這些廢水中含有較高的染料色素、懸浮物、氨氮元素,導致整體需氧量增加,污染周圍水質,導致環境問題加重。
二、我國印染行業廢水處理中的問題
1、對水處理資金投入不足
發達國家生產的印染產品檔次比國內高,其對印染廢水處理的成本投入也很高,印染廢水處理效果我國與之是天壤之別,其印染廢水排放達到零,我們目前還很難達到。我國國內印染產品的檔次偏低,大部分屬於中低檔,附加利潤也相對較低,造成這些的主要原因是我國對廢水排放處理做的還不到位。目前,國內一些印染廢水處理廠處理一噸印染廢水需要費用在1000元左右,與外國相比有很大的差距,由於投入不足,造成部分印染廠廢水排放很難達標。
2、印染企業管理制度不強
由於我國印染業相對來說處於各行業的最低位置,由於受我國經濟的影響,目前的管理水平與國外發達國家還有一定的差距,因此要想提高和發展印染行業,改善當前的管理制度是首要考慮。
三、染料廢水的處理方法
1、物化處理法
(1)輻射法
近年來,輻射法處理染料廢水得到了較大發展,如電離輻射、紫外輻射等。Solpan等採用β射線輻射法對活性染料進行脫色和降解研究,結果表明,對活性藍5和活性黑5的脫色和降解效果都很好,且隨輻射劑量的增加而增加;當其濃度較低時兩種染料污水的脫色程度達到100%,COD也下降了76%-80%。
(2)超聲波降解法
超聲波作為一種新的能量形式在化學化工領域中的應用研究,獲得了許多有價值的成果。祁夢蘭採用聲化學氧化法作預處理,可使生物難降解的染料廢水可生化性BOD5/COD值由0.22-0.28提高到0.44-0.51。超聲波對化學反應所產生的獨特作用以及它的良好的應用前景正越來越引人注目。
(3)磁分離法
磁分離法不僅能直接處理工業廢水中的各種細微的弱磁性、順磁性物質,而且還能分離出不具磁性的細菌、病毒、藻類、懸浮物、有機和無機化合物、油脂類和重金屬等,其應用范圍非常廣泛。
(4)混凝沉降法
混凝沉降是處理染料廢水經常採用的方法之一, 是迄今為止屬於工藝上比較成熟、處理效果比較穩定的染料廢水處理方法。目前得到普遍認可的混凝機理有壓縮雙層、電中和、橋聯作用和網捕作用 。可以預料,隨著人們對含染料廢水處理機理認識的不斷提高,新型、高效的混凝劑必將更為廣泛地應用於染料廢水處理。混凝法的主要優點是工藝流程簡單、操作管理方便、設備投資省、佔地面積少、對疏水性染料脫色效率很高;缺點是運行費用較高、泥渣量多且脫水困難、對親水性染料處理效果差。
2、生物處理法
好氧法和厭氧法是生物處理的兩大類方法。近年來,很多工程實踐都表明,好氧法和厭氧法由於具有很大程度上的互補性,所以將二者聯合時,能夠使得不能或難以處理的染料廢水在不同程度上取得將好的降解效果。
3、染料廢水處理新技術
(1)超臨界水氧化技術
超臨界水氧化是指當溫度、壓力高於水的臨界溫度(374℃)和臨界壓力(22.1 MPa)條件下水中有機物的氧化。處在超臨界態的水有著與常態水完全不同的物理、化學性質。由於超臨界水汽液相界面消失,成為一均相體系,因而超臨界水中的有機物的氧化反應速度極快。盡管技術有許多優點,並且展現出良好的工業應用前景,但是超臨界水氧化法還有一些實際的技術問題需要解決,如反應條件較為苛刻(高溫、高壓),對設備材質要求高等。在超臨界水中,由於無機鹽溶解度小,因此在氧化過程中會有鹽的沉澱引起反應器和管路的堵塞。
(2)低溫等離子體化學
等離子體是在特定條件下使氣(汽)體部分電離而產生的非凝聚體系。體系內正負電荷相等,整個體系呈電中性,被稱為物質存在的第四態。帶電粒子中電子質量最輕,其溫度高達10 4K以上;離子、自由基、中性原子或分子等重粒子的溫度接近或略高於室溫,稱這種等離子體為低溫等離子體。低溫等離子體具有足夠高能量的活性物種,因而可使反應物分子激發、電離或斷鍵。盡管國內外對低溫等離子體化學技術在環境污染治理的應用的原理已有較多的討論,也有一些單一有機物降解的實驗室研究工作的報道,但是該技術對不同類型的有機物和實際工業廢水的降解的研究報道較少另外,該技術的實際應用也存在如何降低能耗,提高降解效率的問題。
結 語:
對染料廢水進行行之有效的處理不但能降低對環境的污染,給生物創建良好的生活空間,還可以提高我國經濟效益,加快我國社會主義建設,實現我國經濟技術可持續發展。通過對廢水處理工藝進行改進與完善,對染料廢水進行過濾,將污染物進行有機分解,降低分解產物的有害物質,實現對染料廢水的合理處理。通過採用物理、化學、生物等多種方法對其進行有效處理,真正達到染料廢水排放的指標。
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❷ 水處理的處理工藝
最快捷方便的水處理工藝:使用硅磷晶的操作方法非常簡單,首先將其裝入葯罐內,然後接通水源,罐內葯劑通過水流沖擊產生布朗運動,此時葯劑緩溶於水中,就可正常發揮它的葯理作用。
「硅磷晶」水處理技術有別於目前國內市場上的其他水處理葯劑和設備。該技術適用於生活水系統,將防止水質的二次污染與保護用水設備結合起來,不但可以解決「黃水」、「紅水」問題,避免管道和設備的腐蝕,也可以抑制在換熱器中的結垢問題。「硅磷晶」是一種緩慢溶解的球狀化學葯劑。葯劑由多種磷酸鹽、硅酸鹽經特殊加工工藝製成。對於一個特定的用水系統,只要在主管線上安裝一個合適容量的加葯罐,罐中填滿「硅磷晶」即可。當系統用水時,「硅磷晶」即進入用水系統,並開始起作用。
「硅磷晶」技術使用方便,無動力消耗,不增加用水系統的阻力,平時無需專人維護,只需要3—6個月補加一次「硅磷晶」。「硅磷晶」的消耗量約每噸水1—3克,設備投產後,葯罐中的「歸麗精」界面下降,消耗量可從加葯罐的視窗孔觀察到。「硅磷晶(歸麗晶)」是一種可以在飲用水系統安全使用的化學水處理葯劑,葯劑成分符合 FAO/WHO(聯合國食品和農業組織/世界衛生組織)的標准,獲得國際公認的NSF」(美國國家環境衛生基金會)的注冊商標。
硅磷晶是玻璃小球,由聚磷酸鹽及硅酸鹽組成,經高溫燒結成型面製得得玻璃體。硅磷晶在水中微溶,但足以阻止水對金屬材質得腐蝕及生垢。此外,它還能滲入銹瘤使其脫落而光潔管壁。
由於硅磷晶得定量微溶性,使加葯過程變得極為簡單易行,用戶只要根據水的用量選用不同大小的葯器,接在管道上即可。這一獨特之處是國內外類似水處理劑所無法比擬的。
❸ 鋁材廠污水處理用什麼
鋁材廢水的特點
一 廢水特點
鋁型材生產過程主要包括對成型鋁材的脫脂、鹼蝕、酸洗、氧化、封孔及著色,而經上述工序處理後的型材均需用水進行清洗,這部分型材清洗水以溢流形式排出清洗槽,是鋁型材廠廢水的主要來源。鋁型材廠生產的廢水除含有大量的鋁離子,還含有部分鋅、鎳、銅等金屬離子,廢水的酸鹼度視各生產要求的不同而有所變化,但呈酸性的居多。
項目 pH 懸浮物(mg/L) 銅(mg/L) 鋅(mg/L) 鎳(mg/L)
濃度 2~4 300~1000 0.5~3 1.5~4 1.5~4
二廢水處理工藝流程
針對鋁型材廢水主要含各種金屬離子及懸浮物的特性,採用中和調節及混凝沉澱法工藝。
鋁型材生產廢水由車間排出後流入中和調節池,池內設空氣攪拌,以均衡水質。廢水經調節池均衡水質及水量後,加入鹼調節pH值至6~9,再用泵抽送入沉澱池中,在抽送過程同時加入絮凝劑(PAM)。廢水中的金屬離子在與鹼反應形成氫氧化物後,又在絮凝劑的作用下,形成較大顆粒礬花,在重力作用下快速沉降,沉澱池上半部清液可直接外排,沉澱池污泥經污泥池濃縮後用泵抽送入板框壓濾機脫水後作衛生填埋或綜合利用。
三 工藝原理
3.1 調節池
在鋁型材廢水處理中,將調節池的池型分為間歇和連續兩種。人工調節時需將調節池分成兩格,每格池廢水的停留時間為1~2 h,輪流間歇使用,以便於人工調節;自動調節只需一格調節池,用pH自動調節儀控制廢水的pH值,由於鋁型材廢水含有大量的鋁,而鋁在溶液中呈兩性狀態。當pH<3時,鋁主要存在形態為Al(H2O)3+6;當pH=7時,氫氧化鋁成為Al3+的主要存在形態;當pH>8.5後,大部分氫氧化鋁便水解為帶負電荷的絡合陰離子。所以,在工程調試時必須將pH值控制在適當的范圍,以使鋁能以氫氧化鋁的形態充分沉澱。
3.2 反應池
反應池的作用主要是使鋁型材廢水中的Al3+與OH-充分反應生成難溶的Al(OH)3沉澱。通常豎流式沉澱池採用渦流反應器,平流式沉澱池用折流式反應器。
3.3 混凝沉澱池
廢水中的金屬離子在調節池與鹼反應後,生成難溶的氫氧化物,但由於形成的顆粒較小,在水流的作用下不易沉降,所以必須加入絮凝劑使這些顆粒相互粘結,聚集成較大顆粒,通過沉澱池固液分離被去除。沉澱池採用平流式或豎流式,尤其後者用得最為廣泛。豎流式沉澱池特別適合於絮凝物沉降,且操作簡單、易於管理、上清液可直接外排。沉澱池停留時間2h,表面負荷為1m3/(m2·h)。
3.4 污泥處理
經過沉澱池排出的鋁型材污泥含水率達到90%以上,需要進行脫水處理。根據工廠的生產能力、排污規模,選取自然干化和機械脫水兩種方法對污泥進行處理。
自然干化就是用干化池盛放污泥,利用陽光將其曬干。這種方法的優點是省事、經濟,但只適合污泥量較小的企業,而且遇上陰雨天氣非常麻煩;機械脫水包括採用離心機、帶式壓濾機、板框壓濾機。但由於鋁型材污泥結構疏鬆,且帶有一定的腐蝕性,只有板框壓濾機的效果最好。所以在工程設計中,將污泥從沉澱池利用靜壓排至污泥濃縮池內,經濃縮後用泵抽送到板框壓濾機壓濾。處理後污泥含水率可降至70%左右,泥餅外運或綜合利用。
3.5 調試的關鍵
在鋁型材廢水治理工程調試中,最關鍵的是對廢水的pH值進行控制,使各種金屬離子生成難溶的氫氧化物,從而達到最佳的去除效果。
❹ 制葯廠污水排放化學需氧量和總氮超標如何處理
一、制葯廢水的處理方法
制葯廢水的處理方法可歸納為以下幾種:物化處理、化學處理 、生化處理 以及多種方法的組合處理等,各種處理方法具有各自的優勢及不足。下面就來為大家詳細介紹各種處理方法以及工藝的選擇。
物化處理
根據制葯廢水的水質特點,在其處理過程中需要採用物化處理作為生化處理的預處理或後處理工序。目前應用的物化處理方法主要包括混凝、氣浮、吸附、氨吹脫、電解、離子交換和膜分離法等。
(1) 混凝法
該技術是目前國內外普遍採用的一種水質處理方法,它被廣泛用於制葯廢水預處理及後處理過程中,如硫酸鋁和聚合硫酸鐵等用於中葯廢水等。高效混凝處理的關鍵在於恰當地選擇和投加性能優良的混凝劑。近年來混凝劑的發展方向是由低分子向聚合高分子發展,由成分功能單一型向復合型發展[3]。劉明華等[4]以其研製的一種高效復合型絮凝劑F-1處理急支糖漿生產廢水,在 pH為6.5, 絮凝劑用量為300 mg/L時,廢液的COD、SS和色度的去除率分別達到69.7%、96.4%和87.5%,其性能明顯優於PAC(粉末活性炭)、聚丙烯醯胺(PAM)等單一絮凝劑。
(2) 氣浮法
氣浮法通常包括充氣氣浮、溶氣氣浮、化學氣浮和電解氣浮等多種形式。新昌制葯廠採用CAF渦凹氣浮裝置對制葯廢水進行預處理,在適當葯劑配合下,COD的平均去除率在25%左右。
(3) 吸附法
常用的吸附劑有活性炭、活性煤、腐殖酸類、吸附樹脂等。武漢健民制葯廠採用煤灰吸附-兩級好氧生物處理工藝處理其廢水。結果顯示, 吸附預處理對廢水的COD去除率達41.1%,並提高了BOD5/COD值。
(4) 膜分離法
膜技術包括反滲透、納濾膜和纖維膜,可回收有用物質,減少有機物的排放總量。該技術的主要特點是設備簡單、操作方便、無相變及化學變化、處理效率高和節約能源。朱安娜等採用納濾膜對潔黴素廢水進行分離實驗,發現既減少了廢水中潔黴素對微生物的抑製作用,又可回收潔黴素。
(5) 電解法
該法處理廢水具有高效、易操作等優點而得到人們的重視,同時電解法又有很好的脫色效果。李穎[8]採用電解法預處理核黃素上清液,COD、SS和色度的去除率分別達到71%、83%和67%。
化學處理
應用化學方法時,某些試劑的過量使用容易導致水體的二次污染,因此在設計前應做好相關的實驗研究工作。化學法包括鐵炭法、化學氧化還原法(fenton試劑、H2O2、O3)、深度氧化技術等。
(1) 鐵炭法
工業運行表明,以Fe-C作為制葯廢水的預處理步驟,其出水的可生化性可大大提高。樓茂興等採用鐵炭—微電解—厭氧—好氧—氣浮聯合處理工藝處理甲紅黴素、鹽酸環丙沙星等醫葯中間體生產廢水,鐵炭法處理後COD去除率達20%,最終出水達到國家《污水綜合排放標准》(GB8978—1996)一級標准。
(2) Fenton試劑處理法
亞鐵鹽和H2O2的組合稱為Fenton試劑,它能有效去除傳統廢水處理技術無法去除的難降解有機物。隨著研究的深入,又把紫外光(UV)、草酸鹽(C2O42-)等引入Fenton試劑中,使其氧化能力大大加強。以TiO2為催化劑,9 W低壓汞燈為光源,用Fenton試劑對制葯廢水進行處理,取得了脫色率100%,COD去除率92.3%的效果,且硝基苯類化合物從8.05 mg/L降至0.41 mg/L。
(3)氧化法
採用該法能提高廢水的可生化性,同時對COD有較好的去除率。如Balcioglu等對3種抗生素廢水進行臭氧氧化處理,結果顯示,經臭氧氧化的廢水不僅BOD5/COD的比值有所提高,而且COD的去除率均為75%以上。
(4) 氧化技術
又稱高級氧化技術,它匯集了現代光、電、聲、磁、材料等各相近學科的最新研究成果,主要包括電化學氧化法、濕式氧化法、超臨界水氧化法、光催化氧化法和超聲降解法等。其中紫外光催化氧化技術具有新穎、高效、對廢水無選擇性等優點,尤其適合於不飽合烴的降解,且反應條件也比較溫和,無二次污染,具有很好的應用前景。與紫外線、熱、壓力等處理方法相比,超聲波對有機物的處理更直接,對設備的要求更低,作為一種新型的處理方法,正受到越來越多的關注。肖廣全等[13]用超聲波-好氧生物接觸法處理制葯廢水,在超聲波處理60 s,功率200 w的情況下,廢水的COD總去除率達96%。
生化處理
生化處理技術是目前制葯廢水廣泛採用的處理技術,包括好氧生物法、厭氧生物法、好氧-厭氧等組合方法。
(1) 好氧生物處理
由於制葯廢水大多是高濃度有機廢水,進行好氧生物處理時一般需對原液進行稀釋,因此動力消耗大,且廢水可生化性較差,很難直接生化處理後達標排放,所以單獨使用好氧處理的不多,一般需進行預處理。常用的好氧生物處理方法包括活性污泥法、深井曝氣法、吸附生物降解法(AB法)、接觸氧化法、序批式間歇活性污泥法(SBR法)、循環式活性污泥法(CASS法)等。
1.1深井曝氣法
深井曝氣是一種高速活性污泥系統,該法具有氧利用率高、佔地面積小、處理效果佳、投資少、運行費用低、不存在污泥膨脹、產泥量低等優點。此外,其保溫效果好,處理不受氣候條件影響,可保證北方地區冬天廢水處理的效果。東北制葯總廠的高濃度有機廢水經深井曝氣池生化處理後,COD去除率達92.7%,可見用其處理效率是很高的,而且對下一步的治理極其有利,對工藝治理的出水達標起著決定性作用。
1.2AB法
AB法屬超高負荷活性污泥法。AB工藝對BOD5、COD、SS、磷和氨氮的去除率一般均高於常規活性污泥法。其突出的優點是A段負荷高,抗沖擊負荷能力強,對pH和有毒物質具有較大的緩沖作用,特別適用於處理濃度較高、水質水量變化較大的污水。楊俊仕等採用水解酸化-AB生物法工藝處理抗生素廢水,工藝流程短,節能,處理費用也低於同種廢水的化學絮凝-生物法處理方法。
1.3生物接觸氧化法
該技術集活性污泥和生物膜法的優勢於一體,具有容積負荷高、污泥產量少、抗沖擊能力強、工藝運行穩定、管理方便等優點。很多工程採用兩段法,目的在於馴化不同階段的優勢菌種,充分發揮不同微生物種群間的協同作用,提高生化效果和抗沖擊能力。在工程中常以厭氧消化、酸化作為預處理工序,採用接觸氧化法處理制葯廢水。哈爾濱北方制葯廠採用水解酸化-兩段生物接觸氧化工藝處理制葯廢水,運行結果表明,該工藝處理效果穩定、工藝組合合理。隨著該工藝技術的逐漸成熟,應用領域也更加廣泛。
1.4SBR法
SBR法具有耐沖擊負荷強、污泥活性高、結構簡單、無需迴流、操作靈活、佔地少、投資省、運行穩定、基質去除率高、脫氮除磷效果好等優點,適合處理水量水質波動大的廢水。用SBR工藝處理制葯廢水的試驗表明:曝氣時間對該工藝的處理效果有很大影響;設置缺氧段,尤其是缺氧與好氧交替重復設計,可明顯提高處理效果;反應池中投加PAC的SBR強化處理工藝,可明顯提高系統的去除效果。近年來該工藝日趨完善,在制葯廢水處理中應用也較多,採用水解酸化-SBR法處理生物制葯廢水,出水水質達到GB8978-1996一級標准。
(2)厭氧生物處理
目前國內外處理高濃度有機廢水主要是以厭氧法為主,但經單獨的厭氧方法處理後出水COD仍較高,一般需要進行後處理(如好氧生物處理)。目前仍需加強高效厭氧反應器的開發設計及進行深入的運行條件研究。在處理制葯廢水中應用較成功的有上流式厭氧污泥床(UASB)、厭氧復合床(UBF)、厭氧折流板反應器(ABR)、水解法等。
2.1UASB法
UASB反應器具有厭氧消化效率高、結構簡單、水力停留時間短、無需另設污泥迴流裝置等優點。採用UASB法處理卡那黴素、氯酶素、VC、SD和葡萄糖等制葯生產廢水時,通常要求SS含量不能過高,以保證COD去除率在85%~90%以上。二級串聯UASB的COD去除率可達90%以上。
2.2UBF法
買文寧等將UASB和UBF進行了對比試驗,結果表明,UBF具有反應液傳質和分離效果好、生物量大和生物種類多、處理效率高、運行穩定性強的特徵,是實用高效的厭氧生物反應器。
2.3水解酸化法
水解池全稱為水解升流式污泥床(HUSB),它是改進的UASB。水解池較之全過程厭氧池有以下優點:不需密閉、攪拌,不設三相分離器,降低了造價並利於維護;可將污水中的大分子、不易生物降解的有機物降解為小分子、易生物降解的有機物,改善原水的可生化性;反應迅速、池子體積小,基建投資少,並能減少污泥量。近年來,水解-好氧工藝在制葯廢水處理中得到了廣泛的應用,如某生物制葯廠採用水解酸化-二段式生物接觸氧化工藝處理制葯廢水,運行穩定,有機物去除效果顯著,COD、BOD5和SS的去除率分別為90.7%、92.4%和87.6%。
(3) 厭氧-好氧及其他組合處理工藝
由於單獨的好氧處理或厭氧處理往往不能滿足要求,而厭氧-好氧、水解酸化-好氧等組合工藝在改善廢水的可生化性、耐沖擊性、投資成本、處理效果等方面表現出了明顯優於單一處理方法的性能,因而在工程實踐中得到了廣泛應用。如某制葯廠採用厭氧-好氧工藝處理制葯廢水,BOD5去除率達98%,COD去除率達95%,處理效果穩定;採用微電解-厭氧水解酸化-SBR工藝處理化學合成制葯廢水,結果表明,整個串聯工藝對廢水水質、水量的變化具有較強的耐沖擊能力,COD去除率可達86%~92%,是處理制葯廢水的一種理想的工藝選擇;在對醫葯中間體制葯廢水的處理中採用水解酸化-A/O-催化氧化-接觸氧化工藝,當進水COD為12 000 mg/L左右時,出水COD達300 mg/L以下;採用生物膜-SBR法處理含生物難降解物的制葯廢水,COD的去除率能達到87.5%~98.31%,遠高於單獨的生物膜法和SBR法的處理效果。
此外,隨著膜技術的不斷發展,膜生物反應器(MBR)在制葯廢水處理中的應用研究也逐漸深入。MBR綜合了膜分離技術和生物處理的特點,具有容積負荷高、抗沖擊能力強、佔地面積小、剩餘污泥量少等優點。採用厭氧-膜生物反應器工藝處理COD為25 000 mg/L的醫葯中間體醯氯廢水,系統對COD的去除率均保持在90%以上;利用專性細菌降解特定有機物的能力,首次採用了萃取膜生物反應器處理含3,4-二氯苯胺的工業廢水,HRT為2 h,其去除率達到99%,獲得了理想的處理效果。盡管在膜污染方面仍存在問題,但隨著膜技術的不斷發展,將會使MBR在制葯廢水處理領域中得到更加廣泛的應用。
二、制葯廢水的處理工藝及選擇
制葯廢水的水質特點使得多數制葯廢水單獨採用生化法處理根本無法達標,所以在生化處理前必須進行必要的預處理。一般應設調節池,調節水質水量和pH,且根據實際情況採用某種物化或化學法作為預處理工序,以降低水中的SS、鹽度及部分COD,減少廢水中的生物抑制性物質,並提高廢水的可降解性,以利於廢水的後續生化處理。
預處理後的廢水,可根據其水質特徵選取某種厭氧和好氧工藝進行處理,若出水要求較高,好氧處理工藝後還需繼續進行後處理。具體工藝的選擇應綜合考慮廢水的性質、工藝的處理效果、基建投資及運行維護等因素,做到技術可行,經濟合理。總的工藝路線為預處理-厭氧-好氧-(後處理)組合工藝。採用水解吸附—接觸氧化—過濾組合工藝處理含人工胰島素等的綜合制葯廢水,處理後出水水質優於GB8978-1996的一級標准。氣浮-水解-接觸氧化工藝處理化學制葯廢水、復合微氧水解-復合好氧-砂濾工藝處理抗生素廢水、氣浮-UBF-CASS工藝處理高濃度中葯提取廢水等都取得了較好的處理效果。
三、制葯廢水中有用物質的回收利用
推進制葯業清潔生產,提高原料的利用率以及中間產物和副產品的綜合回收率,通過改革工藝使污染在生產過程中得到減少或消除。由於某些制葯生產工藝的特殊性,其廢水中含有大量可回收利用的物質,對這類制葯廢水的治理,應首先加強物料回收和綜合利用。針對其醫葯中間體廢水中含量高達5%~10%的銨鹽,採用固定刮板薄膜蒸發、濃縮、結晶、回收質量分數為30%左右的(NH4)2SO4、NH4NO3作肥料或回用,具有明顯經濟效益;某高科技制葯企業用吹脫法處理甲醛含量極高的生產廢水,甲醛氣體經回收後可配成福爾馬林試劑,亦可作為鍋爐熱源進行焚燒。通過回收甲醛使資源得到可持續利用,並且4~5年內可將該處理站的投資費用收回,實現了環境效益和經濟效益的統一。但一般來說,制葯廢水成分復雜,不易回收,且回收流程復雜,成本較高。因此,先進高效的制葯廢水綜合治理技術是徹底解決污水問題的關鍵。
四、結語
關於處理制葯廢水的研究已有不少報道,但由於制葯行業原料及工藝的多樣性,排放的廢水水質千差萬別,所以制葯廢水並沒有成熟統一的治理方法,具體選擇哪種工藝路線取決於廢水的性質。根據該廢水的特點,一般應通過預處理以提高廢水的可生化性並初步去除污染物,再結合生化處理。目前,開發經濟、有效的復合水處理單元是亟待解決的問題。同時,應加強清潔生產的研究,並在處理前期考慮廢水是否有回收利用的價值和適當的途徑,以達到經濟效益和環境效益的統一。
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❺ 制葯廢水用什麼處理
制葯廢水的處理工藝及選擇:
制葯廢水的水質特點使得多數制葯廢水單獨采內用生化法容處理根本無法達標,所以在生化處理前必須進行必要的預處理。一般應設調節池,調節水質水量和pH,且根據實際情況採用某種物化或化學法作為預處理工序,以降低水中的SS、鹽度及部分COD,減少廢水中的生物抑制性物質,並提高廢水的可降解性,以利於廢水的後續生化處理。
預處理後的廢水,可根據其水質特徵選取某種厭氧和好氧工藝進行處理,若出水要求較高,好氧處理工藝後還需繼續進行後處理。具體工藝的選擇應綜合考慮廢水的性質、工藝的處理效果、基建投資及運行維護等因素,做到技術可行,經濟合理。總的工藝路線為預處理-厭氧-好氧-(後處理)組合工藝。採用水解吸附—接觸氧化—過濾組合工藝處理含人工胰島素等的綜合制葯廢水,處理後出水水質優於GB8978-1996的一級標准。氣浮-水解-接觸氧化工藝處理化學制葯廢水、復合微氧水解-復合好氧-砂濾工藝處理抗生素廢水、氣浮-UBF-CASS工藝處理高濃度中葯提取廢水等都取得了較好的處理效果。
❻ 市政污水處理工藝和回用技術
我國面臨著非常嚴重的水資源短缺形勢:人均佔有水資源量約為世界平均值的1/4,水資盯鄭帆源的地區分布很不均勻,同時我國用水效率不高、用水浪費的現象凱雹也普遍存在。本文就市政污水處理的工藝進行分析,具體闡述了污水的處理和回用的技術。
隨著城市污水處理廠的大量建設,傳統的生活污水處理工藝所具有的污泥產量高、污泥處理困難、處理過程中產生惡臭、設備復雜、管理難度大、投資大等問題開始逐步顯現,使其推廣存在一定困難。而社會對污水處理廠所產生的二次污染問題、帶來的綜合社會效益及其覆蓋面也日益重視,所以必須尋求一種新的工藝來解決上述問題。目前,我國的城市污水主要來自城鎮居民的生活污水和工廠排放的工業廢水,為了達到國家要求的排放標准,污水處理廠所採用的處理工藝需具有一定的脫氮除磷效果。
一、污水處理工藝
1.超濾工藝處理廢水的原理及其技術要點
1)超濾的基本原理
超濾是指溶液在靜壓差的推動作用下進行的液相分離過程,其分離機理主要是物理的篩分作用。超濾分離是指在對料液施加一定壓力後,高分子物質、膠體物質因膜微孔吸附,孔內阻塞截留及膜表面的篩分作用等3種方式被超濾膜阻止,而水和其他低分子物質通過膜的過程。超濾膜比微濾膜孔徑小,在0.7~7kg/cm2的壓力下,可用於分離直徑小於10μm的分子和微粒,超濾材料大多數是有機高分子膜或者無機膜材料。
2)超濾工藝的技術要點
超濾的工作壓力一般為0.1~0.6MPa,溫度為60℃,此時超濾的透過通量為1~500L/m2・h,一般情況下為1~100L/m2・h。根據工程使用經驗,超濾透過通量的影響因素有料液流速、操作壓力、運行溫度、運行周期和膜的清洗維護等因素,可通過工藝技術參數的合理選取,使超濾膜保持良好的工作狀態,保證出水水質的穩定和可靠。
2.外置正壓膜過濾工藝(CMF)
這種膜過濾形式是目前最為成熟和應用最廣泛的一種過濾方式,它是在傳統膜過濾工藝的基礎上加入反洗、氣水雙洗、加葯強化清洗等膜污染控制手段後使膜過濾保持在高通量穩定運行。目前該工藝已經廣泛用於市政污水三級深度處理,地表水凈化,海水淡化預處理、工業用水處理等方面,CMF也是最常用的反滲透預處理技術,與反滲透組成的雙膜工藝(CMF+RO)是目前制備高品質再生水以回用到生產過程的常規工藝。
3.膜生物反應器(MBR)工藝
這是一種將膜浸沒於活性污泥混合液中的使用方式,其直接作用是泥水分離,間接作用是可以提高污泥濃度,有效截留各種微生物,具有強化有機物、氨氮的去除效果,減少佔地面積。因此在用地緊張及高標准排放要求地區,或高氨氮廢水處理方面具有較大優勢。MBR技術正以超乎想像的速度在污水處理領域拓展其應用。
4.生物濾池法
生物濾池法是指利用需氧微生物對污水或有機廢水進行生物氧化處理的方法,是一種生物膜處理工藝。生物膜以淬石、焦炭、礦渣或人工濾襯等作為填層濾膜。污水流過濾床時,其中一部分污水中的污染物和細菌附著在表面,形成有大量微生物的成熟的生物膜。進而對污水中的有機污染物進行吸附、降解,從而得到凈化。生物濾池系統由初沉池、生物濾池、二沉池組合而成,由於生物濾池主要依賴生物膜中的微生物進行反應,因此所處理的污水需具有適於生物處理的水質。生物濾池既可有效去除污水中氨氮、耗氧物質,又可與多種工藝組合,實現有機物的降解。曝氣生物濾池即是將生物氧化降解和吸附過濾兩種處理過程結合在同一反應器中的新型污水處理技術,它有良好的脫氮效果,可達到回用水水質標准,適用於生活污水和工業有機廢水的處理和資源化利用。
5.WWRR工藝
WWRR工藝是集A2/O法和生物接觸氧化於一身的生物處理工藝。使用WWRR工藝的曝氣叢租池是本水廠的核心部分。WWRR工藝的曝氣池工作原理與A2/O法相似,但在布置上有其獨特之處。它是將水平布置的A2/O水處理單元垂直疊置起來,形成一個深度達9.45m的水池。也就是說,這種布置取消水處理單元的界面,形成「垂直布置無界面水處理單元綜合模型」。原水自進水端池底進入曝氣池,從出水端池頂流出,自下而上流經以上三個區WWRR工藝綜合著活性污泥、生物膜等生物凈化及凝聚、沉澱等物理凈化過程,存在著厭氧―缺氧―好氧的交替過程,幾乎包含了目前生活污水處理的所有有效方法,因此能夠達到比較理想的效果。
採用此種工藝的生化處理只需要一個曝氣池,而不像傳統工藝需要很多處理單元相互配合運行,其設備簡單、技術難度低、維修方便,操作人員的數量少,可利用當地廢棄坑塘或不規則用地,節約耕地。主要設備可在中國國內采購,可以減少工程設施的投入,並縮短建設周期。同時,本工藝便於污水分散處理,可節省市政管網建設投資。
二、污水處理中應該注意的問題
1.優化設計並注重設備的選型
在設計階段就要充分地考慮進水水質與水量的波動性,並多參照成功的污水處理廠的運行數據,合理選擇提升機驅動設備,優化設計,把降低能耗的理念貫徹到整個污水處理設計中。
2.注重污水處理廠的運行維護,並及時優化升級污水處理設備
要定期對污水處理設備進行檢測、維護,對落後的、老化的設備及工藝要進行及時的更換和升級改造。
3.優化處理工藝
現在所有的污水處理工藝中還是存在著許多問題的,能耗的浪費情況較嚴重,應該利用現代的科技,對污水處理工藝進行優化,例如用計算機建立數學模型,通過輸入必要的數據計算出所用設備的最佳氣量、污泥的運行狀態或安裝距離等。這樣就更能准確地選擇處理設備,達到降低能耗的目的。
三、、城市工業污水回用規劃
1.中水系統服務范圍和分類
建築的中水系統一般建設在建築群和大型的建築中,對建築施工中排放的污水進行及時的收集和處理,採用地下室等進行污水的處理和再回收,回收的水一般用於澆花,沖洗廁所等,這樣可以促進水資源的充分利用,實現道路保潔、綠化等服務。區域的水系統的運用中,建築的小區和區域的機關單位為主要的使用對象。一般住宅區的人比較多,污水資源比較豐富,可回收的價值比較高,相對的處理的流程也會比較多,處理費用比較高,要達到比較高的回收標准,以包租人們日常生活的需要。一般來說,經過濾網、自然沉澱、混凝、過濾、消毒、供水調節池等,有的甚至用到活性炭和臭氧氧化等技術,通過踔厲的水質標准一般達標,可以用在城市生活的很多方面,能夠有效的促進城市的工業、道路的養護、灑水、綠化等。
2.處理回用方式
進行處理過的污水大致可以分為兩種回用方式:集中回用和分散回用兩種。對建築和區域中的水系統的利用屬於分散回用的方式,城市整體的二次回水的利用屬於集中使用的方式。一般來說,分散利用的方式比較容易實現,它不必採用城市的污水管道,可以實現自身的污水的回收再利用,方法比較簡單,對於城市市政建設污水管網的設備不完善的情況來說,這樣方法比較方便,可以作為污水處理的水源補充,滿足了人們對水資源的利用,達到了節水的目的,但是採用猜中方法的處理費用相對的比較高。
城市中的污水處理廠組成了集中回用的系統。根據污水廠實際處理的情況,對其所在的位置、華寧等因素進行分析後,要採取不同的污水處理的辦法和流程對城市的污水進行處理,採用這樣辦法回收的水質的性質也是不同的,但無論採用何種辦法,要保證污水的處理達到規定水質的標准,這樣可以促進城市污水的利用,進行資源的充分利用。
綜上所述,對城市的污水進行處理和回用,能夠有效的節約資源,保證水資源的充分利用,保護城市環境,促進城市可持續發展。
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❼ 生物制葯廢水如何處理有哪些工藝方法
制葯廢水的水復質特點使得多制數制葯廢水單獨採用生化法處理根本無法達標,所以在生化處理前必須進行必要的預處理。一般應設調節池,調節水質水量和pH,且根據實際情況採用某種物化或化學法作為預處理工序,以降低水中的SS、鹽度及部分COD,減少廢水中的生物抑制性物質,並提高廢水的可降解性,以利於廢水的後續生化處理。
預處理後的廢水,可根據其水質特徵選取某種厭氧和好氧工藝進行處理,若出水要求較高,好氧處理工藝後還需繼續進行後處理。具體工藝的選擇應綜合考慮廢水的性質、工藝的處理效果、基建投資及運行維護等因素,做到技術可行,經濟合理。總的工藝路線為預處理-厭氧-好氧-(後處理)組合工藝。如陳明輝等[28]採用水解吸附—接觸氧化—過濾組合工藝處理含人工胰島素等的綜合制葯廢水,處理後出水水質優於GB8978-1996的一級標准。氣浮-水解-接觸氧化工藝處理化學制葯廢水、復合微氧水解-復合好氧-砂濾工藝處理抗生素廢水、氣浮-UBF-CASS工藝處理高濃度中葯提取廢水等都取得了較好的處理效果
❽ 污水處理工藝的適用條件
2.1 氧化溝
氧化溝是活性污泥法的一種變型, 其曝氣池呈封閉的溝渠形, 其曝
氣池呈封閉的溝渠形, 污水和活性污泥混合液在其中循環流動, 並因此
而得名。又稱 "循環曝氣池"、"無終端的曝氣系統"[2]。
氧化溝具有獨特的工藝特點, - 般不設初沉池, 通常採用延時曝氣。
污泥負荷和污泥齡的選取要考慮污水硝化和污泥穩定化兩個因素, 一般
污泥齡為 l0d 一 30d, 污泥負荷在 0.05- 0.10kgBOD5/(kgMLSS.d)之間。氧
化溝對有機物的去除效率很高, 其不同工藝組合還具有除磷脫氮功能。
近年來, 隨著氧化溝專用設備的開發研製, 在技術裝備和運行控制上有
了一整套技術, 如荷蘭 DHV 公司與美國 EMICO 公司合作推出的 Car-
rousel2000 氧化溝、丹麥 Kruger 公司推出的交替工作式氧化溝、美國 En-
virex 公司推出的 Orbal 氧化溝、德國 Passavant 公司推出的轉刷曝氣氧化
溝等。
北京燕山石化公司牛口峪污水處理廠曾對氧化溝進行了工程測
試, 該廠主要接納工業廢水及少量生活污水, 結果表明, Orbal 氧化溝處
理效果很好, 出水各項指標均遠遠低於設計值, COD、氨氮的去除率都
超過 90%[3]; 重慶建築大學鄧榮森等[4]應用側渠式氧化溝與厭氧處理方
法相結合, 對高濃度有機廢水(屠宰)進行處理, 研究表明, 組合式氧化溝
處理高濃度有機廢水是完全可行的, 厭氧組合有助於提高出水水質, 側
渠合建能實現無泵污泥自動迴流; 目前, 氧化溝以其流程簡單、管理方
便、處理效果好等優點, 在我國中小城市污水處理廠中得到廣泛應用。
2.2 SBR 法
SBR 法是間歇式(序批式)活性污泥法的簡稱, 它集曝氣、沉澱池於
一體, 不需設二次沉澱池, 省去了污泥迴流及設備; 該工藝具有工藝流程
簡單, 布置緊湊, 佔地節省, 運行方式靈活, 除磷脫氮效果較好等一系列
優點, 缺點是對自控要求高, 管理較復雜。
近年來, 自控技術的迅速發展為 SBR 法再度得到深入研究和廣泛
應用, 提供了極為有利的先決條件。如今, SBR 法已發展為一種簡單可
靠、經濟有效、頗具競爭能力的城市污水處理技術, 並且以其為基礎出現
了許多變型工藝, 如間歇進水間歇曝氣的 CAST(Cyclic Activated Sludge
Technology)工藝、CASS(Cyclic Activated Sludge System)工藝、連續進水間
歇曝氣的 ICEAS(Inten'nittent Cyclic Extended Aeration System)工藝等。
和占龍、唐永明等[5]採用 SBR 工藝處理獼猴養殖場廢水, 結果出水水質
各項指標優於 GB8978- 1996《污水綜合排放標准》二級排放標准, 達到動
物飼養場廢水達標排放標准; 袁忠等[6]用 SBR 發處理甲醇廢水, 結果表
明, 處理效率高, 沉降效果好, 污泥產量低, 活性污泥不容易發生膨脹; 黃
明等[7]利用 SBR 發去除城市污泥中的重金屬, 結果表明: 對 Cu 和 Zn
的去除率達 78.3%和 77.7%, 對 Cd 的去除率接近 99% , 瀝濾處理後污泥
中的殘余重金屬含量符合污泥農用的國家標准。
2.3 厭氧生物處理技術
厭氧生物處理是利用兼性厭氧菌和專性厭氧菌在無氧條件下降解
有機污染物的處理技術。因其效率高、成本低而成為現代先進的廢水處
理技術之一。
厭氧方法適合處理高濃度的有機廢水。同時, 採用厭氧生物處理技
術時, 每去除 1 kg COD 能產主 0.35m3 的甲烷[8].因此.廢水厭氧處理在
食品釀造和製糖工業中得到廣泛應用。強志民等[9]利用好氧污泥轉厭氧
馴化的方法在厭氧復合床(結合了缺氧生物濾池和 UASB 的優點)內接種
培養, 處理含酚 l g/L 左右的廢水, 處理效果明顯, 苯酚去除率達 98.7%,
COD 去除率達 98.3% 。
厭氧工藝處理城市污水最大的缺點是出水水質通常達不到排放標
准, 因為厭氧處理主要是去除污水裡的 COD, 使得出水水中氨氮和硫化
物濃度較高, 一些感官性指標如色度、氣味也較重。對於處理後出水裡的
BOD、TSS、N、P 和病原體/ 致病微生物等可採取一些生物方法 ( 如穩定
塘) , 物理化學方法( 如石灰投加法等) 和化學方法( 如加入 O3 等去除) 。
在用厭氧處理污水的時候, 值得注意的是污水的處理溫度和濃度, 溫度
會影響溶解性有機物的降解, 在溫度低於 20℃時有機物的水解過程會受
到抑制[10], 而污水的濃度則影響厭氧微生物的生長速度。
2.4 天然凈化系統
自然生物處理法是利用在自然條件下生長、繁殖的微生物處理廢
水的技術。其主要特徵是工藝簡單、建設與運行費用都較低, 但凈化功能
受自然條件的制約。主要的處理技術有土地處理法、人工濕地和穩定塘
等。下面主要介紹土地處理和人工濕地在污水處理中的應用。
2.4.1 土地處理法
土地處理法是利用土壤一微生物一植物組成的生態系統對污水中
的污染物進行物理、化學和生物凈化, 並通過系統營養物質和水分的循
環利用, 使綠色植物生長繁殖, 從而實現污水的資源化、無害化和穩定
化, 是一種高效、節能、經濟並符合生態原理的污水處理系統。
污水土地處理技術有 5 種基本類型: 慢速滲濾、快速滲濾、地下滲
濾、地表漫流和濕地系統。各種類型適用的污水處理范圍見表 1[11]。
土地處理系統工藝類型的選擇, 主要是根據土壤性質、透水性、地形、種
植作物種類、氣候條件和對廢水處理程度的要求等來選擇的。
2.4.2 人工濕地處理系統
人工濕地是二十世紀七八十年代發展起來的。它是一種利用濕地
自然生態系統中的物理、化學和生物學協同作用, 通過過濾、吸附、共沉、
離子交換、植物吸附和微生物分解來實現對廢水的高效凈化的污水處理
方法[12]。
人工濕地去除污染物的范圍很廣泛 ,包括 N ,P ,SS、有機物、微量元
素、病原體等。彭超英等[13]人對某地人工濕地進行探討和檢測 ,結果表
明 ,其 CODCr 去除率可達 83% ,總氮去除率達 45% ;李亞治[14]等採用水
葫蘆一水草人工濕地系統對再生漿造紙廢水進行了處理。結果表明:
BOD5, CODCr, SS的 去除率分別達到 98%, 93%和 89% ,而且系統性能穩
定。出水水質達到排放標准且可用於農灌。
3. 小結
(1)氧 化溝工藝和 SBR 工藝是城市污水處理的首選工藝 ,首先其
基建費用明顯低於常規活性污泥法、A/O、A2/O 法, 且處理效果又相對
很好 ;(2)厭 氧生物處理技術是一種低成本、低能耗、污泥產量低的技術,
且把廢水處理與能源的回收利用相結合 ,是包括中國在內的大多發展中
國家的首選技術 ;(3)天 然凈化系統作為一種古老的污水凈化系統 ,由於
具有其它污水處理技術所不能比擬的優越性 ,在世界范圍內一直得到廣
泛重視 ,尤其在中小城鎮的污水處理廠具有廣闊的應用前景。
❾ 造紙廢水處理技術
本文對造紙廢水的來源和性狀進行了分析,並介紹了造紙廢水的常用處理技術。
一、造紙工業概述
造紙工業在國民經濟中佔有重要的地位,紙和紙板的消費水平,是衡量現代化水平與文明程度的重要標志之一。我國自改革開放以來,隨著國民經濟的發展和人民生活水平的不斷提高,紙和紙板的生產量以年均9.8%的速度遞增,其中2001~2005年間,平均每年增長13.6%。但是,目前我國國民人均年紙張消費量還不高,只有24.7kg,距世界人均年消費量54.9kg尚有相當差距。據預測,到2010年,我國紙及紙板總消費量將為6000~8000萬噸,人均消費量達到43~57kg。因此,隨著我國國民經濟的發展,GDP的快速增長,必然會帶來紙和紙板的生產與消費量的更快速增長。
眾所周知,造紙工業是水污染大戶。據不完全統計,2005年全國縣及縣以上造紙企業排放廢水量約為24億噸,佔全國工業廢水排放量的11%,居第三位;COD排放量為300餘萬噸,佔全國COD排放量的42%,居第一位。由悉州此可見,為了控制污染,保護環境,迫切需要解決造紙工業同環境保護協調發展的問題。
九十年代以來,為了保護我國的自然環境和生態平衡,減輕造紙工業污染,特別是制漿黑液對環境的污染,我國的造紙工業已經逐漸摒棄「以草為主」,改變「小而散」的局面,對原料結構、產品結構進行了很大的調整,以商品漿和廢紙取代自製漿,建設了一批有競爭力的大、中型造紙企業,生產白紙板、白卡紙、箱板紙、瓦楞紙等適應市場和人民生活需要的各種產品。以浙江省為例,目前以商品漿和廢紙為原料的紙板及機制紙產量佔全省造紙年產量的70%左右。因此,如何搞好以商品漿和廢紙為原料的造紙廢水處理,是減少造紙工業水污染重要和主要組成部分。本文主要討論以商業漿和廢紙為原料的造紙廢水處理技術。
二、造紙廢水來源與性狀
1、廢水來源及污染成份
造紙廢水是以廢紙、商品漿(大多為進口漂白林漿)為主要原料,生產多種規格的白紙板、白卡紙、箱板紙、瓦楞紙等產品。生產工藝根據產品不同有一定的差異,排放的廢水主要來自廢紙的碎漿、篩漿、浮選及抄紙過程中產生的廢水,如根據生產需要有脫墨工序的話,則還有脫墨廢水等等。
廢水中主要含有半纖維素、木質素、無機酸鹽、細小纖維、無機填料以及油墨、染料等污染物。木質素、半纖維素主要形成廢水的COD及BOD5;細小纖維、無機填料等主要形成SS;油墨、染料等主要形成色度及COD。這些污染物綜合反映出廢水的SS、COD指標均較高。
2、水量和水質
目前,國內造紙企業因原料、設備、工藝操作等不同,排水量差異較大。通常噸紙產品的排水量在100~200m3,低者小於50m3,高者超過200m3。一般,企業規模越大,設備越先進、商品漿比例越高、管理越完善,噸紙排水量也就越低。在同等條件下,高檔紙噸產品排水量要高於低檔紙噸產品排水量,如生產瓦楞紙噸產品排水量相對較低,脫墨紙噸產品排水量相對較高。
3、造紙廢水的特點
(1)廢水中的BOD同COD的比值一般約為0.15~0.25,生化性較差,且廢水中N、P含量偏低,因此不適合直接採用生化法進行處理,而必須先經過混凝沉澱或氣浮處理後,BOD/COD為0.4~0.7時,才適合生化處理。(2)造紙廢水中的細小懸浮性纖維較多,SS和COD含量高。COD由非溶性COD和可溶性COD兩部分組成,非溶性COD佔COD組成總量中的大部分,因此,當SS被除去時,非溶性COD同時亦可大部分被降低。因此,處理造紙廢水最關鍵的問題是先採用物化方法除去水中的細小懸浮性纖維。
三、梁碰造紙廢水處理技術
1、廢水處理技術簡介
(1)基本原理和方法
所謂睜渣蔽污水處理,實質上是採用各種技術手段,將污水中的污染物質分離出來,或將其轉化為無害的物質,從而使水污染得到控制。
現代的污水處理技術,按其作用原理,可分為物理化學法和生物化學法兩類。物理化學法包括篩濾、沉澱、上浮、氣浮、過濾和反滲透以及中和、混凝、電解、氧化還原、萃取、吸附和離子交換、電滲析等,是利用物理或化學作用,將廢水中的某些溶解性污染物轉化為容易從水中分離的形態,並最終分離出來。
物理化學法則是利用微生物的新陳代謝功能,使廢水中呈溶解和膠體狀態的有機污染物被降解並轉化為無害穩定的物質,從而使造紙廢水得以凈化。根據參與作用的微生物種類和供氧情況,其生物處理過程分為好氧、厭氧和好氧厭氧組合生物處理三大類。
水污染的物化控制技術在污水處理中佔有極大的比重。大多數工業污水由於生化性不高,不宜採用生化法進行處理,只能採用物化法進行處理。城市污水和一些生化降解性較好的工業污水一般採用生化法進行處理,並採用物化法進行生化處理的預處理和後處理;污水的深度處理也多採用物化法去實現。與生化法相反,物化法的優點是見效快、處理效果好、易於管理的控制,其缺點是處理成本高,有的方法還會產生二次污染。
(2)基本流程
生化法的基本流程
2、造紙廢水常用處理技術
根據造紙廢水生化性較差的特點,對噸紙廢水排放量>150m3、濃度較低的中小型造紙企業,通過氣浮或沉澱等物化處理,出水水質指標即可達到或接近國家排放標准;而對於噸紙產品廢水排放量在150m3以下,廢水COD在800~1000mg/l以上的大、中型企業來說,由於原廢水SS和COD濃度較高,不可能期望通過氣浮或沉澱處理的方法使處理水水質達到國家一級排放標准。這樣,勢必要在物化處理之後,採取生物處理方法,最終使處理水水質達到排放標准。
(1)物化法從經濟和實用的角度考慮,造紙廢水處理採用較多的物化法是氣浮法和沉澱法。採用氣浮或沉澱方法,通過投加混凝劑,可去除絕大部分SS,同時去除大部分 非溶解性COD及部分溶解性COD和BOD5。其典型的處理工藝流程為:廢水 篩網 集水池 氣浮或沉澱 排放。氣浮和沉澱均為物化處理方法,處理效果與選用的設備、工藝參數、混凝劑等有關,其COD去除率通常能達到70%~85%。
最近幾年來,在氣浮法中高效淺層氣浮異軍突起。高效淺層氣浮具有水力停留時間短(<5min)、池體水深淺(僅500mm)、處理效果好等優點。它應用淺池理論和「零速度」原理,可在短時間內獲得優質出水,其SS、COD去除率可略高於沉澱法,對中型規模的廢水處理有其一定的優越性。
(2)物化同生化相結合對於噸紙廢水排放量較低、廢水含COD較高的大中型廢紙造紙企業,期望通過單級氣浮或沉澱的物化方法達到國家一級排放標准有較大的難度,因為可溶性COD、BOD5主要通過生化方法才能有效去除。一般,當執行COD≤100mg/l的排放標准時,原水COD濃度不宜超過600~800mg/l;當執行COD≤150mg/l的排放標准時,原COD濃度不宜超過800~1000mg/l。因此,在原水SS和COD濃度較高時,應在一級物化處理之後接生化方法處理,使處理出水最終達到國家排放標準的要求。物化加生化處理方法的典型工藝流程如下:廢水 調節 沉澱或氣浮 好氧或厭氧加好氧 二沉池 排放。
厭氧生化法目前常用的有厭氧生物濾池、上流式厭氧濾池、升流式厭氧污泥床、厭氧流化床、厭氧附著膜膨脹床、厭氧浮動生物膜反應器和厭氧折流板反應器等。厭氧生化法適用於高濃度造紙廢水的處理。單一的好氧或厭氧方法處理造紙廢水往往得不到較好的效果,單獨的好氧處理成本高,單獨的厭氧處理其出水達不到排放標准。實踐證明,厭氧――好氧處理法既能獲得良好的處理效果,又可降低成本,具有單一方法不可比擬的優點,因此在實際工程中應用十分廣泛。
3、氣浮或沉澱法的關鍵
造紙廢水處理的重要步驟為氣浮或沉澱,而要保證氣浮或沉澱的效果,關鍵是選取高效經濟的絮凝劑。衡量絮凝劑性能的主要指標是:絮凝劑對廢水pH值的適應范圍大,形成礬花的時間短,所得礬花的沉降速度快,含水率低,在處理水中殘留毒性小。
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❿ 關於電鍍含鎳廢水處理
電鍍廢水的處理與回用對節約水資源以及保護環境起著至關重要的作用。本文綜述了各種電鍍廢水處理技術的優缺點,以及一些新材料在電鍍廢水處理上的應用。
01 化學沉澱法
化學沉澱法是通過向廢水中投入葯劑,使溶解態的重金屬轉化成不溶於水的化合物沉澱,再將其從水中分離出來,從而達到去除重金屬的目的。
化學沉澱法因為操作簡單,技術成熟,成本低,可以同時去除廢水中的多種重金屬等優點,在電鍍廢水處理中得到廣泛應用。
1.鹼性沉澱法
鹼性沉澱法是向廢水中投加NaOH、石灰、碳酸鈉等鹼性物質,使重金屬形成溶解度較小的氫氧化物或碳酸鹽沉澱而被去除。該法具有成本低、操作簡單等優點,目前被廣泛使用。
但是鹼性沉澱法的污泥產量大,會產生二次污染,而且出水pH偏高,需要回調pH。NaOH由於產生污泥量相對較少且易回收利用,在工程上得到廣泛應用。
2.硫化物沉澱法
硫化物沉澱法是通過投加硫化物(如Na2S、NariS等)使廢水中的重金屬形成溶度積比氫氧化物更小的沉澱,出水pH在7~9,無需回調pH即可排放。
但是硫化物沉澱顆粒細小,需要添加絮凝劑輔助沉澱,使處理費用增大。硫化物在酸性溶液中還會產生有毒的HS氣體,實際操作起來存在局限性。
3.鐵氧體法
鐵氧體法是根據生產鐵氧體的原理發展起來的,令廢水中的各種重金屬離子形成鐵氧體晶體一起沉澱析出,從而凈化廢水。該法主要是通過向廢水中投加硫酸亞鐵,經過還原、沉澱絮凝,最終生成鐵氧體,因其設備簡單、成本低、沉降快、處理效果好等特點而被廣泛應用。
pH和硫酸亞鐵投加量對鐵氧體法去除重金屬離子的影響,確定鎳、鋅、銅離子的最佳絮凝pH分別為8.00~9.80、8.00~10.50和10.00,投加的亞鐵離子與它們摩爾比均為2~8,而六價鉻的最佳還原pH為4.00~5.50,最佳絮凝pH則為8.00~10.50,最佳投料比為20。出水的鎳含量小於0.5mg/L,總鉻含量小於1.0mg/L,鋅含量小於1.0mg/L,銅含量小於0.5mg/L,達到《電鍍污染物排放標准》(GB21900—2008)中「表2」的要求。
化學沉澱法的局限性
隨著污水排放標準的提高,傳統單一的化學沉澱法很難經濟有效地處理電鍍廢水,常常與其他工藝組合使用。
採用鐵氧體-CARBONITE(一種具有物理吸附與離子交換功能的材料)聯合工藝處理Ni含量約為4000mg/L的高濃度含鎳電鍍廢水:先以鐵氧體法控制pH為11.0,在Fe/Fe。摩爾比O.55,FeSO4·7H2O/Ni質量比21,反應溫度35℃的條件下攪拌反應15min,出水Ni平均濃度從4212.5mg/L降至6.8mg/L,去除率達99.84%;然後採用CARBONITE處理,在CARBONITE投加量1.5g/L,pH=6.5,溫度35℃的條件下反應6h,Ni去除率可達96.48%,出水Ni濃度為0.24mg/L,達到GB21900-2008中的「表2」標准。
採用高級Fenton一化學沉澱法處理含螯合重金屬的廢水,使用零價鐵和過氧化氫降解螯合物,然後加鹼沉澱重金屬離子,不僅可以去除鎳離子(去除率最高達98.4%),而且可以降低COD化學需氧量。
02 氧化還原法
1.化學氧化法
化學氧化法在處理含氰電鍍廢水上的效果尤為明顯。該方法把廢水中的氰根離子(CN一)氧化成氰酸鹽(CNO-),再將氰酸鹽(CNO-)氧化成二氧化碳和氮氣,可以徹底解決氰化物污染問題。
常用的氧化劑包括氯系氧化劑、氧氣、臭氧、過氧化氫等,其中鹼性氯化法應用最廣。採用Fenton法處理初始總氰濃度為2.0mg/L的低濃度含氰電鍍廢水,在反應初始pH為3.5,H202/FeSO4摩爾比為3.5:1,H202投加量5.0g/L,反應時間60min的最佳條件下,氰化物的去除率可達93%,總氰濃度可降至0_3mg/L。
2.化學還原法
化學還原法在電鍍廢水處理中主要針對含六價鉻廢水。該方法是在廢水中加入還原劑(如FeSO、NaHSO3、Na2SO3、SO2、鐵粉等)把六價鉻還原為三價鉻,再加入石灰或氫氧化鈉進行沉澱分離。上述鐵氧體法也可歸為化學還原法。
該方法的主要優點是技術成熟,操作簡單,處理量大,投資少,在工程應用中有良好的效果,但是污泥量大,會產生二次污染。採用硫酸亞鐵作為還原劑,處理80t/d的含總鉻7O~80mg/L的電鍍廢水,出水總鉻小於1.5mg/L,處理費用為3.1元/t,具有很高的經濟效益。
以焦亞硫酸鈉為還原劑處理含80mg/L六價鉻、pH為6~7的電鍍廢水,出水六價鉻濃度小於0.2mg/L。
03 電化學法
電化學法是指在電流的作用下,廢水中的重金屬離子和有機污染物經過氧化還原、分解、沉澱、氣浮等一系列反應而得到去除。
該方法的主要優點是去除速率快,可以完全打斷配合態金屬鏈接,易於回收利用重金屬,佔地面積小,污泥量少,但是其極板消耗快,耗電量大,對低濃度電鍍廢水的去除效果不佳,只適合中小規模的電鍍廢水處理。
電化學法主要有電凝聚法、磁電解法、內電解法等。
電凝聚法是通過鐵板或者鋁板作為陽極,電解時產生Fe2+、Fe或Al,隨著電解的進行,溶液鹼性增大,形成Fe(OH)2、Fe(OH)3或AI(OH)3,通過絮凝沉澱去除污染物。
由於傳統的電凝聚法經過長時間的操作,會使電極板發生鈍化,近年來高壓脈沖電凝聚法逐漸替代傳統的電混凝法,它不僅克服了極板鈍化的問題,而且電流效率提高20%~30%,電解時間縮短30%~40%,節省電能30%~40%,污泥產生量少,對重金屬的去除率可達96%~99%。
採用高壓脈沖電絮凝技術處理某電鍍廠的電鍍廢水,Cu2十、Ni2、CN一和COD的去除率分別達到99.80%、99.70%、99.68%和67.45%。
電混凝法通常也與其他方法結合使用,利用電凝聚法和臭氧氧化法聯合處理電鍍廢水,以鐵和鋁做極板,出水六價鉻、鐵、鎳、銅、鋅、鉛、TOC(總有機碳)、COD的去除率分別為99.94%、100.00%、95.86%、98.66%、99.97%、96.81%、93.24%和93.43%。
近年來內電解法受到廣泛關注。內電解法利用了原電池原理,一般向廢水中投加鐵粉和炭粒,以廢水作為電解質媒介,通過氧化還原、置換、絮凝、吸附、共沉澱等多種反應的綜合作用,可以一次性去除多種重金屬離子。
該方法不需要電能,處理成本低,污泥量少。通過靜態試驗研究了鐵碳微電解法對模擬電鍍廢水的COD及銅離子的去除效果,去除率分別達到了59.01%和95.49%。然而,採用微電解反應柱研究連續流的運行結果顯示,14d後微電解出水的COD去除率僅為10%~15%,銅的去除率降低至45%~50%之間,可見需要定期更換填料或對填料進行再生。
04 膜分離技術
膜分離技術主要包括微濾(MF)、超濾(UF)、納濾(NF)、反滲透(RO)、電滲析(ED)、液膜(Lv)等,利用膜的選擇透過性來對污染物進行分離去除。
該方法去除效果好,可實現重金屬回收利用和出水回用,佔地面積小,無二次污染,是一種很有發展前景的技術,但是膜的造價高,易受污染。
對膜技術在電鍍廢水處理中的應用和效果進行了分析,結果表明:結合常規廢水處理工藝與膜生物反應器(MBR)組合工藝,電鍍廢水被處理後的水質達到排放標准;電鍍綜合廢水經UF凈化、RO和NF兩段脫鹽膜的集成工藝處理後,水質達到回用水標准,RO和NF產水的電導率分別低於100gS/cm和1000gS/cm,COD分別約為5mg/L和10mg/L;鍍鎳漂洗廢水通過RO膜後,鎳的濃縮高達25倍以上,實現了鎳的回收,RO產水水質達到回用標准。
投資與運行費用分析表明:工程運行1年多即可收回RO濃縮鎳的設備費用。
液膜法並不是採用傳統的固相膜,而是懸浮於液體中很薄的一層乳液顆粒,是一種類似溶劑萃取的新型分離技術,包括制膜、分離、凈化及破乳過程。
美籍華人黎念之(NormanN.Li)博士發明了乳狀液膜分離技術,該技術同時具有萃取和滲透的優點,把萃取和反萃取兩個步驟結合在一起。乳化液膜法還具有傳質效率高、選擇性好、二次污染小、節約能源和基建投資少的特點,對電鍍廢水中重金屬的處理及回收利用有著良好的效果。
05 離子交換法
離子交換法是利用離子交換劑對廢水中的有害物質進行交換分離,常用的離子交換劑有腐殖酸物質、沸石、離子交換樹脂、離子交換纖維等。離子交換的運行操作包括交換、反洗、再生、清洗四個步驟。
此方法具有操作簡單、可回收利用重金屬、二次污染小等特點,但離子交換劑成本高,再生劑耗量大。
研究強酸性離子交換樹脂對含鎳廢水的處理工藝條件及鎳回收方法。結果表明:pH為6~7有利於強酸性陽離子交換樹脂對鎳離子的去除。離子交換除鎳的適宜溫度為30℃,適宜流速為15BV/h(即每小時l5倍樹脂床體積)。適宜的脫附劑為10%鹽酸,脫附液流速為2BV/h。前4.6BV脫附液可回用於配製電鍍槽液,平均鎳離子質量濃度達18.8g/L。
Mei.1ingKong等研究了CHS—l樹脂對cr(VI)的吸附能力,發現Cr(VI)在低濃度時,樹脂的交換吸附率是由液膜擴散和化學反應控制的。CHS一1樹脂對Cr(VI)的最佳吸附pH為2~3,在298K下其飽和吸附能力為347.22mg/g。CHS一1樹脂可以用5%的氫氧化鈉溶液和5%氯化鈉溶液來洗脫,再生後吸附能力沒有明顯的下降。
使用鈦酸酯偶聯劑將1一Fe203與丙烯酸甲酯共聚,在鹼性條件下進行水解,制備出磁性弱酸陽離子交換樹脂NDMC一1。
通過對重金屬Cu的吸附研究發現,NDMC—l樹脂粒徑較小、外表面積大,因而具有較快的動力學性能。具體聯系污水寶或參見http://www.dowater.com更多相關技術文檔。
06 蒸發濃縮法
蒸發濃縮法是通過加熱對電鍍廢水進行蒸發,使液體濃縮達到回用的效果。一般適用於處理含鉻、銅、銀、鎳等重金屬濃度高的廢水,用其處理濃度低的重金屬廢水時耗能大,不經濟。
在處理電鍍廢水中,蒸發濃縮法常常與其他方法一起使用,可實現閉路循環,效果不錯,比如常壓蒸發器與逆流漂洗系統聯合使用。蒸發濃縮法操作簡單,技術成熟,可實現循環利用,但是濃縮後的干固體處置費用大,制約了它的應用,目前一般只作為輔助處理手段。
07 生物處理技術
生物處理法是利用微生物或者植物對污染物進行凈化,該方法運行成本低,污泥量少,無二次污染,對於水量大的低濃度電鍍廢水來說是不二之選。生物法主要包括生物絮凝法、生物吸附法、生物化學法和植物修復法。
1.生物絮凝法
生物絮凝法是一種利用微生物或微生物產生的代謝物進行絮凝沉澱來凈化水質的方法。微生物絮凝劑是一類由微生物產生並分泌到細胞外、具有絮凝活性的代謝物,能使水中膠體懸浮物相互凝聚、沉澱。
生物絮凝劑與無機絮凝劑和合成有機絮凝劑相比,具有處理廢水安全無毒、絮凝效果好、不產生二次污染等優點,但其存在活體生物絮凝劑不易保存,生產成本高等問題,限制了它的實際應用。目前大部分生物絮凝劑還處在探索研究階段。
生物絮凝劑可以分為以下三類:
(1) 直接利用微生物細胞作為絮凝劑,如一些細菌、放線菌、真菌、酵母等。
(2) 利用微生物細胞壁提取物作為絮凝劑。微生物產生的絮凝物質為糖蛋白、黏多糖、蛋白質等高分子物質,如酵母細胞壁的葡聚糖、Ⅳ-乙醯葡萄糖胺、絲狀真菌細胞壁多糖等都可作為良好的生物絮凝劑。
(3) 利用微生物細胞代謝產物的絮凝劑。代謝產物主要有多糖、蛋白質、脂類及其復合物等。
近年來報道的生物絮凝劑主要為多糖類和蛋白質類,前者有ZS一7、ZL—P、H12、DP。152等,後者有MBF—W6、NOC—l等。陶穎等]利用假單胞菌Gx4—1胞外高聚物製得的絮凝劑對cr(Ⅳ)進行了絮凝吸附研究。
其研究結果表明,在適宜條件下Or(Ⅳ)的去除率可達51%。研究枯草芽孢桿菌NX一2制備的生物絮凝劑v一聚谷氨酸(T-PGA)對電鍍廢水的處理效果,實驗證明,T-PGA能有效地去除Cr3+、Ni等重金屬離子。
2.生物吸附法
生物吸附法是利用生物體自身的化學結構或成分特性來吸附水中的重金屬,然後通過固液分離,從水中分離出重金屬。
可以從溶液中分離出重金屬的生物體及其衍生物都叫做生物吸附劑。生物吸附劑主要有生物質、細菌、酵母、黴菌、藻類等。該方法成本低,吸附和解析速率快,易於回收重金屬,具有選擇性,前景廣闊。
研究各種因素對枯草芽胞桿菌吸附電鍍廢水中Cd效果的影響,結果表明:pH為8、吸附劑用量為10g/L(濕重)、攪拌轉數為800r/min、吸附時間為10min的條件下,廢水中鎘的去除率達93%以上。
吸附鎘後的枯草芽胞桿菌細胞膨大,色澤變亮,細胞之間相互粘連。Cd2+與細胞表面的鈉進行了離子交換吸附。
殼聚糖是一種鹼性天然高分子多糖,由海洋生物中甲殼動物提取的甲殼素經過脫乙醯基處理而得到,可以有效地去除電鍍廢水中的重金屬離子。
通過乳化交聯法制備了磁性二氧化硅納米顆粒組成的殼聚糖微球,然後用乙二胺和縮水甘油基三甲基氯化反應的季銨基團改性,所得生物吸附劑具有很高的耐酸性和磁響應。
用它來去除酸性廢水中的cr(VI),在pH為2.5、溫度為25℃的條件下,最大吸附能力為233.1mg/g,平衡時間為40~120min[取決於初始Cr(VI)的濃度。使用0.3mol/LNaOH和0.3mol/LNaC1的混合液進行吸附劑再生,解吸率達到95.6%,因此該生物吸附劑具有很高的重復使用性。
3.生物化學法
生物化學法是指微生物直接與廢水中的重金屬進行化學反應,使重金屬離子轉化為不溶性的物質而被去除。
從電鍍廢水中篩選分離出3株可以高效降解自由氰根的菌種,在最佳條件下可以將80mg/L的CN一去除到0.22mg/L。研究發現,有許多可以將cr(VI)還原成低毒cr(III)的微生物,如無色桿菌、土壤細菌、芽孢桿菌、脫硫弧菌、腸桿菌、微球菌、硫桿菌、假單胞菌等,其中除了大腸桿菌、芽孢桿菌、硫桿菌、假單胞菌等可以在好氧條件下還原Cr(VI),其餘大部分菌種只能在厭氧條件下還原cr(VI)。
R.S.Laxman等發現灰色鏈黴菌能在24~48h內把cr(VI)還原成cr(III),並能夠將cr(III)顯著地吸收去除。中科院成都生物研究所的李福、吳乾菁等從電鍍污泥、廢水及下水道鐵管內分離篩選出35株菌種,並獲得了SR系列復合功能菌,該功能菌具有高效去除Cr(VI)和其他重金屬的功效,並在此基礎上進行了工程應用,取得較好的效果。
4.植物修復法
植物修復法是利用植物的吸收、沉澱、富集等作用來處理電鍍廢水中的重金屬和有機物,達到治理污水、修復生態的目的。
該方法對環境的擾動較少,有利於環境的改善,而且處理成本低。人工濕地在這方面起著重要的作用,是一種發展前景廣闊的處理方法。
李氏禾是一種可富集金屬的水生植物,在去除水中重金屬方面具有很大的潛力。在人工濕地種植了李氏禾,用以處理含鉻、銅、鎳的電鍍廢水,使它們的含量分別降低了84.4%、97.1%和94_3%。當水力負荷小於0.3m/(m2·d1時,出水中的重金屬濃度符合電鍍污染物排放標準的要求;當進水鉻、銅和鎳的濃度為5、10和8mg/L時,仍能達標排放。
可見用李氏禾處理中低濃度的電鍍廢水是可行的。質量平衡表明,鉻、銅和鎳大部分保留在人工濕地系統的沉積物中。
08 吸附法
吸附法是利用比表面積大的多孔性材料來吸附電鍍廢水中的重金屬和有機污染物,從而達到污水處理的效果。
活性炭是使用最早、最廣的吸附劑,可以吸附多種重金屬,吸附容量大,但是活性炭價格昂貴,使用壽命短,需要再生且再生費用不低。一些天然廉價材料,如沸石、橄欖石、高嶺土、硅藻土等,也具有較好的吸附能力,但由於各種原因,幾乎沒有得到工程應用。
以沸石作為吸附劑處理電鍍廢水,發現在靜態條件下,沸石對鎳、銅和鋅的吸附容量分別達到5.9、4.8和2.7mg/g.先以磁性生物炭去除電鍍廢水中的Cr(vI),
然後通過外部磁場分離,使得cr(VI)的去除率達到97.11%。而在10rain的磁選後,濁度由4075NTU降至21.8NTU。其研究還證實了吸附過程後,磁性生物炭仍保留原來的磁分離性能。近年來又研製開發了一些新型吸附材料,如文中提到的生物吸附劑以及納米材料吸附劑。
納米技術是指在1~100nm尺度上研究和應用原子、分子現象,由此發展起來的多學科交叉、基礎研究與應用緊密聯系的科學技術。納米顆粒由於具有常規顆粒所不具備的納米效應,因而具有更高的催化活性。
納米材料的表面效應使其具有高的表面活性、高表面能和高的比表面積,所以納米材料在制備高性能吸附劑方面表現出巨大的潛力。雷立等l採用溫和水熱法一步快速合成了鈦酸鹽納米管(TNTs),並應用於對水中重金屬離子Pb(II)、cd(II)和Cr(III)的吸附。
結果表明:pH=5時,初始濃度分別為200、100和50mg/L的Pb(II)、Cd(II)和Cr(III)在TNTs上的平衡吸附量分別為513.04、212.46和66.35mg/L,吸附性能優於傳統吸附材料。納米技術作為一種高效、節能環保的新型處理技術,得到人們的廣泛認同,具有很大的發展潛力。
09 光催化技術
光催化處理技術具有選擇性小、處理效率高、降解產物徹底、無二次污染等特點。
光催化的核心是光催化劑,常用的有TiO2、ZnO、WO3、SrTiO3、SnO2和Fe2O3。其中TiO2具有化學穩定性好、無毒、兼具氧化和還原作用等諸多特點。TiO:在受到一定能量的光照時會發生電子躍遷,產生電子一空穴對。
光生電子可以直接還原電鍍廢水中的金屬離子,而空穴能將水分子氧化成具有強氧化性的OH自由基,從而把很多難降解的有機物氧化成為COz、H:0等無機物,被認為是最有前途、最有效的水處理方法之一。
以懸浮態的TiO2為催化劑,在紫外光的作用下對絡合銅廢水進行光催化反應。結果表明:當TiO2投加量為2g/L,廢水pH=4時,在300W高壓汞燈照射下,載入60mL/min的空氣反應40rain,對120mg/LEDTA絡合銅廢水中Cu(II)與COD的去除率分別達到96.56%和57.67%。實施了「物化一光催化一膜」處理電鍍廢水的工程實例,出水COD去除率達到70%以上,同時TiO2光催化劑可重復使用。
膜法的引入可大大提高水質,使處理後水質達到中水回用標准,提高了電鍍廢水的資源化利用率,回用率達到85%以上,大大節約了成本。然而光催化技術在實際應用中受到了很多的限制,如重金屬離子在光催化劑表面的吸附率低,催化劑的載體不成熟,遇到色度大的廢水時處理效果大幅下降,等等。不過光催化技術作為高效、節能、清潔的處理技術,將會有很大的應用前景。
10 重金屬捕集劑
重金屬捕集劑又叫重金屬螯合劑,它能與廢水中的絕大部分重金屬離子產生強烈的螯合作用,生成的高分子螯合鹽不溶於水,通過分離就可以去除廢水中的重金屬離子。
重金屬捕集劑處理後的重金屬廢水中剩餘的重金屬離子濃度大部分都能達到國家排放標准。以二硫代氨基甲酸鹽重金屬離子捕集劑XMT探討了不同因素對Cu的捕集效果,對Cu去除率在99%以上,出水Cu濃度小於0.05mg/L,出水遠低於GB21900-2008的「表3」標准。
選取3種市售重金屬捕集劑對實際電鍍廢水中的Cu2+、Zn2+、Ni進行同步深度處理,發現三聚硫氰酸三鈉(簡稱TMT)對Cu的去除效果最為顯著,投加量少且效果穩定,但對Ni的去除效果較差。甲基取代的二硫代氨基甲酸鈉(以Me2DTC表示)的適用性最強,對3種重金屬離子均具有良好的去除效果,可達到GB21900-2008中的「表3」排放標准,且在DH=9.70時處理效果最佳。至於乙基取代的二硫代氨基甲酸鈉(Et2DTC),對Ni的去除效果不佳。
重金屬捕集劑因高效、低能、處理費用相對較低等特點而有很大的實用性。
結語
電鍍廢水成分復雜,應盡量分工段處理。在選擇處理方法時,應充分考慮各種方法的優缺點,加強各種水處理技術的綜合應用,形成組合工藝,揚長避短。
重金屬具有很大的回收價值且毒性大,在電鍍廢水處理過程中應多使用重金屬回收利用的工藝,盡可能地減少排放。
基於化學沉澱法污泥產量大,電化學法能耗高,膜分離技術的膜組件造價高且易受污染等諸多問題,就現有電鍍廢水處理技術而言,應向著節能、高效、無二次污染的方向改進。
同時可與計算機技術相結合,實現智能化控制。還可結合材料學、生物學等學科,開發出更適合處理電鍍廢水的新型材料。