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          中和與絮凝結合,強化沉淀處理廢水
          日期:2013/1/29 12:00:23 人氣:5869
          網管按語:涂裝中的廢水處理的方法很多,常見的有物理分離法、化學分離法、生物降解法及物理化學分離法四種,這篇由祥和涂料磷化(成都)總部技術保障處發表的論文,介紹的是中和與絮凝結合的沉淀處理廢水的方法。

           1  前言

              污水的處理方法大體分為四種:(1)物理分離法:包括機械分離、氣提、氣池、蒸溜、活性炭吸咐及膜法等;(2)化學分離法:包括絮凝化學沉淀,中和,氧化還原法等;(3)生物降解法:包括曝氣沉淀,活性污泥生物降解法等;(4)物理化學分離法:包括電滲析,隔膜電解、高梯度磁分離法等。

          所謂前處理廢水,一般是指表面處理車間工件脫脂、酸洗、磷化后的廢水混合到一起統稱為前處理廢水。它除含有酸、堿外,還含有銅、鋅、鐵、鎳、錳等金屬離子以及其他一些有機物和油類等,這類污水呈酸性或堿性。必須要經過化學中和、化學沉淀、絮凝化學強化沉淀,過濾等處理后才能作為清洗水循環使用或向外排放。

          2  酸、堿、廢水的化學沉淀、絮凝沉淀、過濾處理

          將前處理過程中產生的廢酸水和廢堿水放入反應池進行中和處理,使水的pH值達到6~9的范圍。

          酸、堿廢水的中和處理系統是由集水池、反應池、澄清池、中和池等組成。處理時,首先將廢酸、廢堿液導入集水池通過攪拌混合后注入反應池,在反應池內根據測定的pH值大小適當地注入酸液或堿液。將廢液的pH值調整在一定的范圍內,進行中和處理。應盡量利用廢酸、廢堿液自然中和處理。

          2.1  磷化廢水的處理

          向含酸的磷化廢水中投加適量的堿性物如:堿、生石灰等,使含酸放心水得到中和。它的處理工序是先將石灰加水消化成40~50%的高濃度石灰乳后,再加水攪拌均勻配在5~10%的石灰液用泵抽至反應池,與廢水一起攪拌反應,它是利用PO43-能與許多金屬離子如:Ca2+、Fe2+、Fe3+和Zn2+等反應形成沉淀。向混合廢水中投加生石灰(CaO)或熟石灰(Ca(OH)2)后,由于pH值升高Ca2+濃度增大,會產生Fe3(PO4)2、Zn3(PO4)2、Ca3(PO4)2等沉淀,這樣廢水中的Ca2+、Fe2+、Fe3+和Zn2+、PO43+等會大大降低。中和澄清后,使水和沉淀得到分離。計算中和堿時,注意不要忽略廢水中重金屬離子生成氣氧化物沉淀所消耗的部份石灰乳,采用電動機攪拌,禁用壓縮空氣攪拌,防止CaCO3造成損失,投藥量為理論值的1.05~1.1倍。

          2.2  前處理廢水處理新工藝——中和與絮凝結合處理

          中和主要是調節廢水的pH值,當廢水中膠狀物質或細微顆粒懸浮物很多時,可以加入凝集劑——聚丙烯酰胺強化沉淀。由于它具有線性結構,固相顆粒易被其強烈的吸附,當它的一端吸附某一固相顆粒后,另一端又吸附另一相顆粒,微粒透過高分子聚丙烯酰胺的吸附架橋作用,顆粒逐漸變大形成絮狀,最終形成肉眼可見的大顆粒沉淀,強化了沉淀效果,以石灰乳(即Ca(OH)2)來調節pH值,當混合廢水的pH值>7.5以上,以廢水中Fe2+、Zn2+已檢驗不出來,完全能滿足廢水的排放標準,而PO43-隨著廢水的pH值升高而急劇下降。

          磷化槽在使用過程中,根據生產情況每兩個月或更長時間就需要翻槽一次,將其沉淀過濾后用泵打入反應池中,加入Ca(OH)2調節pH=4-5,產生大量的沉渣放入到污泥池,經過濾脫水,再次進入反應池,用30%的H2O2氧化1~2h,加入石灰乳調節pH=6~7,兩次脫水。水流入集水池和磷化廢水混合均勻,在反應池中加石灰乳調節10.5~11.5,攪10min,然后加入聚丙烯酰胺,攪拌5min,沉淀2~4h,上清液放入到澄清池再進入到三個過濾柱,進一步除去懸浮物,送至中和池,用HCl調節pH=7~8.5,取樣化驗合格后送至清水池,泵入高位水箱可循環使用,處理磷化廢水后產生的廢渣經處理后可作磷肥,變廢為寶。

          2.3  HCL廢水的處理

          在進行廢水處理時,將高濃度的廢HCL液泵入到低濃度的集水池中進行稀釋后,再泵入到反應池用石灰乳作為藥劑的第一次中和,將pH值調整至4左右,憑借pH控制器的指示,供給堿溶液將pH調至6~9的范圍內,中和過程中產生的含有懸浮物的廢水,經加入聚丙烯酰胺攪拌均勻后產生的大量沉淀放入到污泥池,清液泵入到澄清池澄清,澄清液經三個過濾柱進一步除去懸浮物,再泵入二次中和槽,根據測定的pH值情況加入酸或堿將pH值調至7.5~8,處理后的水就可以循環使用或向外排放了。沉淀后的泥渣通過過濾機濃縮脫水后形成可搬運的固態物。加入建筑材料后,可進一步做成建材。

          2.4  H2SO4廢水的處理

          H2SO4廢水處理投藥中和,它和HCL廢水處理相比,除沒有第一次中和外,其他程序都是相同的。這是因為若在處理H2SO4廢水時設置第一次中和,在處理全過程中,生成的CaSO4不溶于水,在藥劑的表面生成一層難溶的鹽轂,使中和反應不能繼續進行,而失去第一次設置中和意義。而處理HCL廢水時,生成的氯化物在水中能迅速溶解,不阻礙中和反應的進行。

          3  酸、堿中和處理的有關計算

          (1)中和處理藥品投加量的計算:

          G2=

          QsC'ak

          ×100        kg/h

          a

          式中:Qs—含酸廢水的處理量(m3/h)

          a—藥劑純度以%計

          k—中和反應不均勻系數。一般采用1.1~1.2

          C's—含酸廢不的濃度。(%)

          但以石灰乳中和H2SO4時,采用K=1.05~1.10以干粉和石灰漿中和時,由于反應不徹底和緩慢,K=1.4~1.5,中和HCL、HNO3時K=1.05;

          a—藥劑純度以%計,按當地產品純度計算,如無資料時,按下列資料計算,生石灰含60~80%有效的CaO,熟石灰65~75%的Ca(OH)2;電石渣及廢石灰含60~70%有效的CaO;石灰石含有90~95%的CaCO3;白云石含45~50%的CaCO3

          (2)中和反應池有效容積的計算

          V=

          (Qs+Qc)t

          m3

          60×1000

          式中:Qs—含酸廢水的處理量(m3/h)

          t—混合中和反應時間(min)

          Qc—藥劑液消耗量(L/h)

          用石灰中和,t=1~2min,對于廢水中含有重金屬鹽或其他有毒物質時,其混合反應時間應根據作鹽和解毒的要求來確定。

          (3)藥劑溶液消耗量的計算

          Qc=G2/ry·C'2(L/h)

          式中:G2—藥劑中和消耗量(kg/L)

          ry—藥劑密度(kg/L)

          用石灰中和ry=0.9—1.1

          C'2—藥劑液的濃度,以%計,石灰溶液C'2=5—10%。

          (4)中和反應沉淀池有效容積的計算

          V=

          (Qs+Qc)t1

          (m3)

          60×1000

          式中t1—混合液停留時間min,若反應時間大于沉淀時間,則t1為沉淀時間,采用石灰中和t1=60—120min。

          (5)藥劑液池有效容積的計算

          V1=

          G'2

          (m3)

          ry C'2N

          式中V1—藥劑溶液有效容積

          G'2—藥劑中和消耗量(頓/天)

          ry—藥劑密度(頓/m3);石灰ry=0.9~1.1

          C'2—藥劑液的百分比濃度以%計,石灰溶液一般C'2=5—10%

          N—每月配藥的次數,人工攪拌按3次計算,機械攪拌按6次計算。

          4  結語

          我國淡水資源日益緊張,水質污染日趨嚴重,將工業污水處理作為一次清洗水回收使用仍是節省資源,減少污染的必然發展趨勢。



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