含防染鹽s退鍍廢水的處理研究
① 電鍍廢水含什麼成分,一般怎麼處理
從電鍍生產工藝可將電鍍廢水分為前處理廢水、鍍層漂洗廢水、後處理廢水以及廢鍍液、廢退鍍液等四類。
一、前處理廢水
除油過程中常用鹼性化合物如NaOH、Na2CO3、Na3PO4、Na2SiO3等,對於油污特別嚴重的零件有時還用煤油、汽油、丙酮、甲苯、三氯乙烯、四氯化碳等有機溶劑除油,再進行化學鹼性除油。為去除某些礦物油,通常在除油液中加一定量的乳化劑,如OP乳化劑、AE乳化劑、三乙醇胺油酸皂等。因此除油過程中產生的清洗廢水以及更新廢液都是鹼性廢水,常含有油類及其它有機化合物。 酸洗除銹常用的有鹽酸、硫酸,為防止鍍件基體的腐蝕,常加入某些緩蝕劑如硫脲、磺化煤焦油、烏洛托品聯苯胺等。酸洗除銹過程產生的清洗水一般酸度都較高,含有重金屬離子及少量有機添加劑。 前處理廢水是電鍍廢水處理中的重要組成部分,約占電鍍廢水總量的50%,廢水中含有一定的鹽份、游離酸、有機化合物等,組分變化很大,隨鍍種、前處理工藝以及工廠管理水平等而變。
二、鍍層漂洗水
鍍層漂洗水是電鍍作業中重金屬污染的主要來源。電鍍液的主要成分是金屬鹽和絡合劑,包括各種金屬的硫酸鹽、氯化物、氟硼酸鹽等以及氰化物、氯化銨、氨三乙酸、焦磷酸鹽、有機膦酸等。除此之外,為改善鍍層性質,往往還在鍍液中添加某些有機化合物,如作為整平劑的香豆素、丁炔二醇、硫脲,作為光亮劑的有糖精、香草醛、苄叉丙酮、對甲苯磺醯胺、苯磺酸等。因此鍍件漂洗廢水中除含有重金屬離子外,還含有少量的有機物。漂洗廢水的排放量以及重金屬離子的種類與濃度隨鍍件的物理形狀、電鍍液的配方、漂洗方法以及電鍍操作管理水平等諸多因素而變。特別是漂洗工藝對廢水中重金屬的濃度影響很大,直接影響到資源的回收和廢水的處理效果。
三、鍍層後處理廢水
鍍層後處理主要包括漂洗之後的鈍化、不良鍍層的退鍍以及其他特殊的表面處理。後處理過程中同樣產生大量的重金屬廢水。一般來說,常含有Cr6+ 、Cu2+、Ni2+、Zn2+、Fe2+等重金屬;H2SO4、HCl、H3BO3、H3PO4、NaOH、Na2CO3等酸鹼物質;甘油、氨三乙酸、六次甲基四胺、防染鹽、醋酸等有機物質。總的來說,這類鍍層後處理廢水復雜多變,水量也不穩定,一般都與混合廢水或酸鹼廢水合並處理。
四、電鍍廢液
電鍍、鈍化、退鍍等電鍍作業中常用的槽液經長期使用後或積累了許多其他的金屬離子,或由於某些添加劑的破壞,或某些有效成分比例失調等原因而影響鍍層或鈍化層的質量。因此許多工廠為控制這些槽液中的雜質在工藝許可的范圍內,將槽液廢棄一部分,補充新溶液,也有的工廠將這些失效的槽液全部棄去。這些廢棄的各種濃度液一般重金屬離子濃度都很高,積累的雜質也很多,不僅污染物的種類不同,而且主要污染物的濃度、其他金屬雜質離子的濃度以及溶液介質也都往往有較大的差異。這些差異決定了這些廢水的處理技術上的多樣性和工藝上的特殊性。
電鍍廢水處理設備由調節池、加葯箱、還原池、中和反應池、pH調節池、絮凝池、斜管沉澱池、廂式壓濾機、清水池、氣浮反應,活性炭過濾器等組成。
電鍍廢水處理主要有以下幾種方法。
1.氣浮法 氣浮法是向水中通入空氣,產生微小氣泡,由於氣泡與細小懸浮物之間黏附,形成浮選體,利用氣泡的浮升作用,上浮到水面,形成泡沫或浮渣,從而使水中的懸浮物質得以分離。按照氣泡產生方式的不同,可分為充氣氣浮、溶氣氣浮和電解氣浮三類。 氣浮法是代替沉澱法的新型固液分離手段,1978年上海同濟大學首次應用氣浮法處理電鍍重金屬廢水處理獲得成功。隨後,因處理過程連續化,設備緊湊,佔地少,便於自動化而得到了廣泛的應用。 氣浮法固液分離技術適應性強,可處理鍍鉻廢水、含鉻鈍化廢水以及混合廢水。不僅可去除重金屬氫氧化物,而且可以去除其他懸浮物、乳化油、表面活性劑等。氣浮法用於處理鍍鉻廢水的原理是:在酸性的條件下硫酸亞鐵和六價鉻進行氧化還原反應,然後在鹼性條件下產生絮凝體,在無數微細氣泡作用下使絮凝體浮出水面,使水質變清。
2.離子交換法 離子交換法主要是利用離子交換樹脂中的交換離子同電鍍廢水中的某些離子進行交換而將其除去,使廢水得到凈化的方法。 國內用離子交換技術處理電鍍廢水是從20世紀60年代開始進行試驗研究的,到70 年代末,因為迫切需要解決環境污染問題,這一技術得到了很大發展,目前已成為處理電鍍廢水和回收某些金屬的有效手段之一,也是使某些鍍種的電鍍廢水達到閉路循環的一個重要環節。但是採用離子交換法的投資費用很高,系統設計和操作管理較為復雜,一般的中小型企業難以適應,往往由於維修、管理等不善而達不到預期的效果,因此,在推廣應用上受到了一定的限制。 當前,國內對含鉻、含鎳等電鍍廢水採用離子交換法處理較為普遍,在設計、運行和管理上已有較為成熟的經驗。經處理後水能達到排放標准,且出水水質較好,一般能循環使用。樹脂交換吸附飽和後的再生洗脫液經電鍍工藝成分調整和凈化後能回用於鍍槽,基本實現閉路循環。另外,離子交換法也可用於處理含銅、含鋅、含金等廢水。
3.電解法 電解法主要是使廢水中的有害物質通過電解過程在陽、陰兩極上分別發生氧化和還原反應,轉化成無害物質;或利用電極氧化和還原產物與廢水中的有害物質發生化學反應,生成不溶於水的沉澱物,然後分離除去或通過電解反應回收金屬。國內在20世紀60年代開始用電解法處理電鍍含鉻廢水,70年代末對含銀、銅等廢水進行實驗研究,回收銀、銅等金屬,取得了很好的效果。 電解法處理電鍍廢水一般用於中、小型廠,其主要特點是不需投加處理葯劑,流程簡單,操作方便,占生產場地少,同時由於回收的金屬純度高,用於回收貴重金屬有很好的經濟效益。但當處理水量較大時,電解法的耗電較大,消耗的鐵極板量也較大,同時分離出來的污泥與化學處理法一樣不易處置,所以現在已較少採用。
4.萃取法 萃取法是利用一種不溶於水而能溶解水中某種物質(稱溶質或萃取物)的溶劑投加入廢水中,使溶質充分溶解在溶劑內,從而從廢水中分離除去或回收某種物質的方法。萃取操作過程包括混合、分離和回收三個主要工序。
② 電鍍退洗廢水怎麼處理就是洗去鍍件表面鍍上去的鎳和銅的廢水。
建議樓主:
1.確定一下廢水中各重金屬的含量.確定有兩種方法:第一是直接檢測,不過需要有相應的設備和儀器,如原子吸收光譜等,還有一些攜帶型的試紙等.第二,如果沒有相應的條件,則可根據退鍍件表面的厚度/含量及產品的數量除以水量粗略的估算一下各重金屬的濃度.
2.如果濃度非常高,有回收利用價值,則回收.或賣給有資質回收的環保公司(需要按照危險廢棄物處理處置程序和規范進行,儲存/轉移等要接收環保主管部門的監督)
3.如果含量打不到回收標准,則需要處理達標後再排放.處理的方法比較多,目前最經濟實用的還是化學沉澱法,即將廢水調節PH值到10-11左右(鎳的最佳沉澱條件為PH=9左右,銅的最佳沉澱條件為.PH=10.5左右,也即條件允許的話可以分步沉澱,這樣去除效果會更好),通過生成不溶於水的氫氧化鎳或氫氧化銅沉澱,再添加部分混凝劑和絮凝劑形成較大的污泥顆粒後在沉澱池沉澱,沉澱好的污泥通過泥水分離設備分離後形成泥餅而去除.
4.如果廢水中重金屬含量很高,則可能需要多級沉澱,即沉澱一次後將沉澱完但不達標的廢水進行再次沉澱,這樣可提高達標率.
當然了,以上說的是簡單的處理.廢水處理是一個工程,也是一門科學,涉及到許多方面,包括池體的結構和尺寸,設備的選型,工藝的選擇等等,需要多方面考慮,
以上,希望能幫到你.
另外,關於退鍍廢水的顏色呈棕黃色的問題,主要看你用的退鍍劑是什麼?是鹽酸還硝酸還是其他的,或者混合的,具體的顏色來源需要從源頭分析.比如:通常,銅離子Cu2+在水溶液中實際上是以水合離子[Cu(H2O)4]2+的形式存在的,水合銅離子呈藍色,所以我們常見的銅鹽溶液大多呈藍色。而在氯化銅的溶液中,不僅有水合銅離子[Cu(H2O)4]2+,還有氯離子Cl-與銅離子結合形成的四氯合銅絡離子[CuCl4]2-,該離子的顏色為黃色。
.在硝酸跟銅的反應中,稀硝酸與銅反應所得的溶液呈藍色,而濃硝酸與銅反應所得溶液呈綠色。這是因為,濃硝酸與銅反應時,產生大量的二氧化氮氣體,二氧化氮溶解在溶液中呈黃色,二氧化氮的黃色跟水合銅離子的藍色混合就出現了我們看到的綠色。
同時,各種離子的顏色是直接導致廢水顏色的直接原因.例如:一價銅 離子,紅色,二價的銅藍色,二價亞鐵離子,綠色,鐵離子黃色
③ 濕地處理廢水的研究現狀
煤礦山排出的廢水和煤矸石滲出液,含硫量較高。根據大峪溝礦區的實際情況,即使採用綜合一體化處理方法,出水的除硫效果並不明顯,水中SO2-4仍高達1994.21~2144.06mg/L。雖然現有的《煤炭工業污染物排放標准》(GB20426—2006)對SO2-4的排放濃度沒有明確限制,但高硫酸鹽水對大峪溝的地下水和涼水泉水庫的水質仍有嚴重影響。
目前,去除水中SO2-4的方法主要有中和法、反滲透膜法、生物化學處理法和濕地法。前幾種運行費用高,效果不一,有的還存在二次污染或技術不夠完善等問題,更多地採用廉價、清潔的處理方法,即利用濕地除硫。
一般而言,煤礦開采尤其是井工開采都需疏排地下水,在地表形成小溪或小河進入窪地,形成濕地。濕地具有顯著的生態功能,能夠起到凈化水質,調節空氣濕度、溫度,繁衍各種濕生-水生植物,改善人居環境的作用。據調研,目前煤礦山濕地生態功能常常被忽視,要麼棄置不用要麼受損嚴重。本次研究的目的是試圖利用礦區排水形成的濕地解決終端外排水的去硫問題,使之資源化,可以說是前述綜合一體化處理方案的最終一個環節,同時也是解決煤礦山濕地生態修復和濕地生態利用的專門性課題。
利用人工濕地去除水中硫酸根的研究仍處於探索階段,人工濕地屬於人工構築物的范疇,通常的做法是建幾個處理池,池內鋪蓋底泥並種植植物,依靠植物、底泥等要素的作用達到去硫效果;煤礦山濕地顯然不屬於上述的人工濕地,有關煤礦山濕地的生態功能、除污能力的研究,目前還比較少見。據國內外的相關文獻,人工濕地脫硫效果相差較大,有的可以達91.9%,有的為53%,甚至有的去除率幾乎為零。究其原因,主要是濕地規模、水質、氣候、底泥和水生植被的差異。所以在對煤礦山濕地進行研究時,必須查明生態地質的基本條件。
人工濕地是人對自然濕地系統的模擬,利用生態的方法來去除污染物,以達到凈化污水的目的,它利用自然生態系統中的物理、化學和生物三者的協同作用,通過過濾、吸附、共沉、離子交換、植物吸收和微生物分解來實現對污水的高效凈化(彭超英等,2000)。實踐表明,與其他處理污水的方法相比,人工濕地系統具有高效率、低投資、低運行費、低維護技術、基本不耗電即「一高三低一不」的特點(丁疆華等,2000)。自1974年第一個用於污水處理的人工濕地系統在西德建成以來,因其優越的性能,使它獲得較快的發展(劉自蓮等,2005)。20世紀80年代從歐洲到美洲、澳洲等地區和國家都廣泛開展了這方面的研究工作。目前,在美國有600多處人工濕地工程用於處理市政、工業和農業廢水;在丹麥、德國、英國等國至少有200處人工濕地(主要為地下潛流濕地)系統在運行,紐西蘭也有80多處人工濕地系統投入使用(李麗等,2007)。而且大量的監測表明,濕地凈化污水的效果是顯而易見的。例如,Knight(2000)等對1300多條已報道的數據進行分析,人工濕地對飼養家畜排放水的凈化效率平均為:BOD5,65%;TSS,53%;NH4—N,48%;TN,42%和TP,42%。來自美國環保機構的資料庫資料顯示出了更高的處理效率,BOD5,TSS,TN,NH4—N,NO3—N和TP分別高達95%、88%、67%、61%、72%和76%(Braskerud等,2002)。
我國的濕地研究起步較晚。從「七五」時期開始試驗,取得了人工濕地工藝特徵、技術要點和工程參數等研究成果(胡康萍等,1991)。20世紀90年代以來,我國對人工濕地的研究發現燈心草、香蒲等植物在人工濕地中凈化污水能達到國家二、三級地面水標准,人工濕地可以廣泛應用於工業廢水處理、農業水處理、雨水處理等。在研究利用人工濕地生態系統去除水體中藻類方面,說明人工濕地系統在污水深度處理或減少水體富營養化、抑制藻類生長等方面也具有特色。全國數十個城市開展人工濕地研究,很多已投入生產;已有不少城市建立了蘆葦人工濕地污水處理系統。這些系統運行以來,產生了良好的經濟和社會效益,為我國環境保護做出了貢獻。廣東韶關市鉛鋅礦廢水治理,在人工濕地中種植香蒲的研究表明(陽承勝等,2000),利用香蒲凈化含鉛、鋅工業廢水的效果非常好,COD、SS、Pb、Zn、Cu和Cd的去除率分別為92.19%、99.62%、93.98%、97.02%、96.87%和96.39%,水質得到明顯改善,主要污染物TSS、Pb、Zn、Cu和Cd等均達到排放標准。此外,人工濕地在處理鐵礦酸性廢水的試驗結果表明(唐述虞,1996),酸水pH值由2.6升高到6.1;銅離子、鐵離子和錳離子去除率分別為99.7%、99.8%、70.9%。在利用濕地去除廢水中常見的硫酸根離子方面,通過查閱國內外文獻發現,前人的研究尚不充分,而且在不多的文獻報道中,脫硫效果相差很大。研究資料表明,經生化預處理的紡織廢水在經過濕地前後SO2-4由1235mg/L變為1244mg/L,去除率幾乎為零(尹軍等,2004);美國佛羅里達州的Hidden River雨水濕地處理系統的SO2-4去除率達到53%(王世和等,2007);另有研究表明,畜禽舍污水經過濕地後,硫化物的降解率可達88.3%(汪植三等,1995);在對濕地凈化養豬場豬糞水的研究時發現,SO2-4去除率達到91.9%(劉開容等,1997);國外學者研究認為,人工濕地對生活污水中無機硫的去除率可達95%(Buisma 等,1990)。
在濕地設計方面,國外學者通過示蹤劑實驗發現,在同樣的濕地面積下,填料深度為0.45m的濕地系統的BOD去除效果比深度為0.3m的濕地系統去除效果稍好(George,2000)。美國環保局在關於構建濕地處理市政廢水的手冊中認為,潛流濕地進水區域水深一般為0.4m,基質深度應比水深深0.1m,即系統總體深度為0.5m(USEPA,2000)。國內有學者研究了20cm、40cm、60cm三個水深條件下COD的去除率,發現水深為60cm時,即使運行的水力負荷較高(433.3cm/d),COD的去除率仍然可達84.9%(王世和等,2003)。另有研究發現,進水負荷的增大引起水力停留時間和出水速率的下降,不利於污水的凈化處理。但另一方面,進水負荷太小又不能充分發揮濕地的凈化潛力,因此濕地系統都存在一個較佳的進水負荷(吳振斌等,2001)。研究表明,低流速和高水力停留時間(HRT)對有機物和TSS(總懸浮固體)有較好的去除作用,過高的HRT會增加人工濕地水分的蒸騰作用。鑒於濕地植物在處理廢水中有機物和重金屬的重要作用,目前國外對人工濕地的植物選擇研究不斷深入,總的來看一般有三種植物較為常用,為風車草、蘆葦和香蒲(Ciria等,2005; Karathanasis 等,2003)。國外有學者研究了人工濕地處理系統中八種植物對污染物的去除效果,發現香蒲的去除能力最強(Klomjek,2005)。國內人工濕地系統植物的應用情況和國外基本相同,在研究香蒲、美人蕉、燈心草、蘆葦、營蒲、茭白和黃花鶯尾這七種武漢地區常見濕地植物對生活污水的處理效果時,發現其中香蒲、美人蕉、黃花鶯尾、茭白和營蒲的處理效果相對較好(魯敏等,2004)。風車草、香根草、香蒲、蘆葦和燈心草是國內人工濕地應用比較多的植物(靖元孝等,2002;廖新梯,2002;成水平等,1997;王全金等,2004)。
通過以上總結,可以發現,目前針對濕地處理廢水的研究和應用在國內外均是一個熱點問題,取得了一定的理論和實踐成果,但是,由於濕地作為一個特殊的生態系統有其自身的復雜性,加之廢水類型的復雜多樣,具體的情況千差萬別,所以,在利用濕地凈化廢水特別是煤礦山廢水方面,還有著諸多問題亟待解決,可以說還在「摸著石頭過河」。目前國內外對於濕地凈化污染物能力的評估,多是根據溶質平衡的原理,將濕地進水口與出水口的溶質量相減,認為其結果就是濕地的凈化能力。這種評價方法有許多弊端,一是必須依賴於長期、大量的監測數據作為基礎,二是不能給出較為准確的單位面積的凈化效率數據,三是只能在濕地建成後進行評估,而想要更科學地進行濕地設計,在建設之前就必須對濕地凈化能力進行合理的預測。目前,國內外的濕地設計往往多著眼於水力學參數和化學指標,對於影響凈化效果的關鍵因素例如植物、底泥等涉及較少,特別是缺少對濕地各要素研究成果的綜合分析,現有的很多研究,實際上,或是將濕地看做是常有植物,鋪有底泥的「反應釜」,或是僅從植物、化學等單一學科角度出發來研究濕地凈化這種多學科問題。
另外,國內外的研究雖已證明了濕地處理廢水的有效性和實用性,然而多數研究都注重於濕地對廢水中氮、磷、pH值和金屬離子去除的研究,很少有針對酸性廢水中含量相當高的硫酸根離子去除情況的研究。高硫廢水是工業生產特別是煤礦開采中大量產生的一類污染,在利用濕地來去除水中的硫酸根離子方面,國內外研究不多,並且所得的結論也是差異較大。造成這一現象的原因是,前人所研究的各個濕地的環境,包括氣候、底泥、面積、植物種類、數量等,以及所排放廢水的性質包括水量、pH值、硫酸根濃度、COD、BOD5等都差異較大。因此,在對具體某處濕地進行研究時,應該實地展開調查取樣,來評價該處濕地對SO2-4的去除作用。從根本上說,正是由於對濕地生態系統結構的生態地質學研究不夠,才導致了濕地凈化廢水研究方面的欠缺,使其功能沒有得到充分發揮。
④ 電鍍廢水處理完後水變紅變黃是什麼原因導致的
1.如果水中含鉻的話估計你還原不徹底,導致六價鉻沒被徹底還原,所以水是紅回色的。你必須保證答還原時pH在2.5或更低。
2.看你的水中是否混有退鍍廢水。如果有,裡面有防染鹽,這東西用一般的處理流程很難出去。建議把退鍍水和電鍍漂洗廢水分開處理。
3.你的廢水中是否含有清槽槽渣。如果有,裡面的電極殘渣是不能被常規方法除去的。如果是這樣,即便水呈紅色,裡面也沒有金屬離子,而是金屬顆粒,他不會對你壓濾之後的泥餅的處理帶來麻煩。
另外常規處理,一定要保證沉澱pH在8以上,但不能超過9
⑤ 某研究小組模擬工業處理電鍍含氰廢水並測定處理的效率,利用如圖所示裝置進行實驗.將CN-的濃度為0.2mol
(1)實驗的原理是利用-+ClO-═CNO+Cl-;2CNO-+2H++3ClO-═N2↑+2CO2↑+3Cl-+H2O,通過測定鹼石灰的質量的變化測得二氧化碳的質量,根據關系式計算含氰廢水處理百分率,實驗中應排除空氣中二氧化碳的干擾,防止對裝置⑤實驗數據的測定產生干擾,裝置①和⑥的作用是排除空氣中二氧化碳對實驗的干擾,
故答案為:排除空氣中二氧化碳對實驗的干擾;
(2)根據已知裝置②中發生的主要反應依次為CN-+ClO-═CNO-+Cl-、2CNO-+2H++3ClO-═N2↑+2CO2↑+3Cl-+H2O,可知溶液中有氯離子、氫離子和次氯酸根離子,酸性條件下,氯離子和次氯酸根離子反應生成氯氣,產生的氯氣用碘化鉀吸收,所以發生的離子反應方程式為:ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O,
故答案為:ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O;
(3)反應後裝置中殘留二氧化碳,應繼續通過將凈化的空氣,將裝置內的殘留的二氧化碳全部進入裝置⑤,以減少實驗誤差,
故答案為:使裝置中殘留的二氧化碳全部進入裝置⑤;
(4)通過測定氫氧化鋇溶液的質量的變化測得二氧化碳的質量,根據關系式計算含氰廢水處理百分率,則需要測定裝置⑤反應前後的質量,
故答案為:裝置⑤反應前後質量;
(5)根據碳元素守恆可知被處理的CN-的物質的量為n(CN-)=n(CO2)=0.02mol×90%=0.018mol,所以標准狀況下的體積為0.018mol×22.4L/mol=0.4L,
故答案為:0.4L.
⑥ 退鍍工藝中會用到間硝基苯環酸鈉,對電鍍廢水處理有怎樣的影響,求業內高手!!
使用防染鹽,這部分水的顏色和鉻水顏色差不多黃,傳統的分股處理方法中由回於未好好分類(答部分流入氰系統、部分流入綜合水系統),對後續水質顏色有十分嚴重的影響,造成出水顏色嚴重偏黃。但是若使用「物化處理」就不會出現這樣的問題了。
⑦ 含重金屬廢水處理的處理方法
含重金屬廢水處理使用膜處理技術:
其中納濾可以濃縮廢水中金屬離子、鹽類等,反滲透可以膜截留金屬離子和有機添加劑,而讓水分子透過膜,而達到分離、濃縮目的。
含重金屬廢水進入處理系統,根據需要,經過復合試劑預處理,減少其它離子對膜系統的影響,之後通過納濾膜、反滲透膜實現物料分離、濃縮。
本系統設置多套納濾裝置,既可以輔助實現濃縮倍數的要求,也可以切換實現出水重金屬離子實現達標排放的要求。
重金屬廢水來源及其處理原則:
重金屬廢水主要來自礦山、冶煉、電解、電鍍、農葯、醫葯、油漆、顏料等企業排出的廢水。廢水中重金屬的種類、含量及存在形態隨不同生產企業而異。由於重金屬不能分解破壞,而只能轉移它們的存在位置和轉變它們的物理和化學形態。
例如,經化學沉澱處理後,廢水中的重金屬從溶解的離子形態轉變成難溶性化台物而沉澱下來,從水中轉移到污泥中;經離子交換處理後,廢水中的重金屬離子轉移到離子交換樹脂上,經再生後又從離子交換樹脂上轉移到再生廢液中。
因此,重金屬廢水處理原則是:首先,最根本的是改革生產工藝.不用或少用毒性大的重金屬。其次是採用合理的工藝流程、科學的管理和操作,減少重金屬用量和隨廢水流失量,盡量減少外排廢水量。
⑧ 如何去除防染鹽顏色
很難去除。防染鹽s能使廢水變成黃色,出水色度容易超標。最好在退鎳工序中改用其他葯劑代替。
⑨ 含砷廢水怎樣處理
處理含砷廢水,目前國內外主要有中和沉澱法、絮凝沉澱法、鐵氧體法、硫化物沉澱法等,適用於高濃度含砷廢水,生成的污泥易造成二次污染。在化學法方面的研究已經比較成熟,很多人曾在這方面做了深入的研究。
1 化學法處理含砷廢水
中和沉澱法作為工程上應用較廣的一種方法,很多人在這方面作了深入的研究,機理主要是往廢水中添加鹼(一般是氫氧化鈣)提高其pH,這時可生成亞砷酸鈣、砷酸鈣和氟化鈣沉澱。這種方法能除去大部分砷和氟,且方法簡單,但泥渣沉澱緩慢,難以將廢水凈化到符合排放標准。
絮凝共沉澱法,這是目前處理含砷廢水用得最多的方法。它是藉助加入(或廢水中原有)Fe3+、Fe2+、Al3+和Mg2+等離子,並用鹼(一般是氫氧化鈣)調到適當pH,使其形成氫氧化物膠體吸附並與廢水中的砷反應,生成難溶鹽沉澱而將其除去。其具體方法有,石灰-鋁鹽法、石灰-高鐵法、石灰-亞鐵法等。
鐵氧體法,在國外,自70年代起已有較多報道,工藝過程是在含砷廢水中加入一定數量的硫酸亞鐵,然後加鹼調pH至8.5-9.0,反應溫度60-70℃,鼓風氧化20-30分鍾,可生成咖啡色的磁性鐵氧體渣。Nakazawa Hiroshi 等研究指出,在熱的含砷廢水中加鐵鹽(FeSO4或Fe2(SO4)3),在一定pH下,恆溫加熱1 h。用這種沉澱法比普通沉澱法效果更好。特別是利用磁鐵礦中Fe3+鹽處理廢水中As(III)、As(V),在溫度90℃,不僅效果很好,而且所需要的Fe3+濃度也降到小於0.05mg/L。趙宗升曾從化學熱力學和鐵砷沉澱物的紅外光譜兩個方面探討了氧化鐵砷體系沉澱除砷的機理,發現在低pH值條件下,廢水中的砷酸根離子與鐵離子形成溶解積很小的FeAsO4,並與過量的鐵離子形成的FeOOH羥基氧化鐵生成吸附沉澱物,使砷得到去除。
馬偉等報道,採用硫化法與磁場協同處理含砷廢水,提高了硫化渣的絮凝沉降速度和過濾速度,並提高了硫化劑的利用率。研究發現經磁場處理後,溶液的電導率增加,電勢降低,磁化處理使水的結構發生了變化,改變了水的滲透效果。國外曾有人提出在高度厭氧的條件下,在硫化物沉澱劑的作用下生成難溶、穩定的硫化砷,從而除去砷。
化學沉澱法作為含砷廢水的一種主要處理方法,工程化比較普遍,但並不是採用單一的處理方式,而是幾種處理方式的綜合處理,如鈣鹽與鐵鹽相結合,鐵鹽與鋁鹽相結合等等。這種綜合處理能提高砷的去除率。但由於化學法普遍要加入大量的化學葯劑,並成為沉澱物的形式沉澱出來。這就決定了化學法處理後會存在大量的二次污染,如大量廢渣的產生,而這些廢渣的處理目前尚無較好的處理處置方法,所以對其在工程上的應用和以後的可持續發展都存在巨大的負面作用。
2 物化法處理含砷廢水
物化法一般都是採用離子交換 、吸附、萃取、反滲透等方法除去廢液中的砷。物化法大都是些近年來發展起來的較新方法,實用的尚不多見,但是有眾多學者在這方面做了深入的研究,並取得了顯著的成果。
陳紅等曾利用MnO2對含As(III)廢水進行了吸附實驗,結果表明,MnO2對As(III)有著較強的吸附能力,其飽和吸附量為44.06mg/g(δ-MnO2)和17.9 mg/g(ε-MnO2),陰離子的存在使MnO2吸附量有所下降,一些陽離子(如Ga3+、In3+)可增加其吸附量,吸附後的MnO2經解吸後可重復使用。
胡天覺等報道,合成制備了一種對As(III)離子高效選擇性吸附的螯合離子交換樹脂,用該離子交換柱脫砷:含As(III)5 g/L的溶液脫砷率高於99.99%,脫砷溶液中砷含量完全達標,而且離子交換柱用2mol/L的氫氧化鈉(含5% 硫氫化鈉)作洗脫液洗滌,可完全回收As(III)並使樹脂再生循環利用。
劉瑞霞等也曾制備了一種新型離子交換纖維,該離子交換纖維對砷酸根離子具有較高的吸附容量和較快的吸附速度。實驗表明該纖維具有較好的動態吸附特性,30mL 0.5mol/L氫氧化鈉溶液可定量將96.0 mg/g吸附量的砷從纖維上洗脫。
另外,還有不少人作了用鋼渣、選礦尾渣、高爐冶煉礦渣等廢渣處理含砷廢水的研究,取得了不錯的成果。但由於物化法只能處理濃度較低,處理量不大,組成單純且有較高回收價值的廢水,而工業廢水的成分較復雜,所以物化法的工程化程度較低。
3 微生物法處理含砷廢水
與傳統物理化學方法相比,用微生物法處理含砷廢水具有經濟、高效且無害化等優點,已成為公認最具發展前途的方法。
3.1 活性污泥
國內外諸多研究表明,活性污泥ECP(胞外多聚物)能大量吸附溶液中的金屬離子,尤其是重金屬離子,他們與ECP的絡合更為穩定。關於吸附機制,在ECP的復雜成分中吸附重金屬離子的似乎是糖類。Brown和Lester(1979)指出ECP中的中性糖和陰離子多糖有著吸附不同金屬離子的結合點位,不同價態或不同電荷的金屬離子可以在不同的點位與 ECP結合,如中性糖的羥基、陰離子多聚物的羥基都可能是金屬的結合位。Kasan、Lester、Modak和Natarajam等認為:活性污泥對重金屬離子的吸附有兩種機制即表面吸附和胞內吸收;表面吸附是指活性污泥微生物的胞外多聚物(甲殼素、殼聚糖等)含有配位基團—OH,—COOH,—NH2,PO43-和—HS等,他們與金屬離子進行沉澱、絡合、離子交換和吸附,其特點是快速、可逆和不需要外加能量,與代謝無關;胞外吸收通過金屬離子和胞內的透膜酶、水解酶相結合而實現,速度較慢需要能量,而且與代謝有關。
此外,Ralinske指出:好氧生物能大量富集各種重金屬離子,這些離子積累於細胞外多聚物中,並在厭氧條件下釋放回液相中。這就有利於我們在二沉池中分離和沉降重金屬離子。
在活性污泥法處理含砷廢水的實驗中,存在許多影響因素,主要影響因素如下:
(1)砷的濃度及價態
不同價態的砷對活性污泥的毒性不同。實驗表明,As(III)對脫氫酶的毒性比As(V)平均大53倍。As(III)對蛋白酶活性的毒性約為As(V)的75倍。還有,As(III)對活性污泥脲酶活性的毒害作用是As(V)的35倍。所以處理含砷廢水時有必要將As(III)氧化成As(V)。實驗還表明,活性污泥對低濃度砷的去除率高於對高濃度砷的去除率,這是由於污泥的吸附能力有限所造成的。此外,重金屬離子濃度小於5mg·L-1時,活性污泥法對污水中有機物的處理效果不受重金屬影響,當重金屬離子濃度大於30mg·L-1時,活性污泥法污水中有機物的處理效果則大大受到影響。
(2)有機負荷
有機負荷對活性污泥去除五價砷也有較大的影響,有機負荷高,去除率也高。主要有兩方面的原因:一是污水中的有機物本身可和五價砷相結合,降低了污水中砷的濃度;二是有機物濃度高有利微生物生長繁殖,這進一步提高活性污泥對五價砷的去除率。此外,有機負荷高還可以防止污泥膨脹。因為在高有機負荷環境中絮狀菌比大多數絲狀菌有更強的吸附和存貯營養物能力,能夠充分利用高濃度的底物迅速增殖,具有較高的比生長速率,抑制了絲狀菌的生長。在低負荷下混合液中底物濃度長時間都低,由於缺少足夠的營養底物,絮狀菌的生長受到抑制,而絲狀菌具有較大的比表面積,當環境不利於微生物的生長時,絲狀菌會從菌膠團中伸展出來以增加其攝取營養物質的表面積。一方面,伸出絮體之外的絲狀菌更易吸收底物和營養,其生長速率高於絮狀菌,從而成為活性污泥中的優勢菌種;另一方面,絲狀菌越多,其菌絲越長,活性污泥越不易沉降,SVI越高,導致了污泥膨脹。
(3)pH
pH 對金屬去除影響很大,因為pH不僅影響金屬的沉降狀態,而且影響吸附點的電荷。一般pH 升高有利於污泥對陽離子金屬的吸附。直至產生氫氧化物沉澱,反之則有利於對呈負電荷狀態存在的金屬的吸附。但是,過高或過低的pH對微生物生長繁殖不利,具體表現在以下幾個方面:①pH過低(pH=1.5),會引起微生物體表面由帶負電變為帶正電,進而影響微生物對營養物的吸收。②過高或過低的 PH還可影響培養基中有機化合物的離子化作用,從而間接影響微生物。③酶只有在最適宜的pH時才能發揮其最大活性,極端的pH使酶的活性降低,進而影響微生物細胞內的生物化學過程,甚至直接破壞微生物細胞。④過高或過低的pH均降低微生物對高溫的抵抗能力。
(4)生物固體停留時間(Qc)
Qc對陽離子金屬去除有較大影響,因為活性污泥表面常被難溶性或微溶性的多聚物所包圍(如多糖),這些多聚物表面的電荷可使金屬迅速地得以去除。已經證實,細菌多聚物產生和細菌生長相有關,穩定相和內源呼吸階段多聚物產量最大,而Qc增大,污泥中細菌處於穩定相和內源呼吸階段,有利於對金屬的去除。
(5)污泥濃度
污泥濃度高,吸附點也隨著增加,從而有利於金屬的去除。從去除金屬的角度出發,高有機負荷,高污泥濃度的運行方式最為理想。
活性污泥法處理含砷廢水,不論在處理費用,還是二次污染,或者工程化方面,都比傳統處理方法具有相當突出的優勢。雖然在理論研究方面還不是十分完善,但是在處理機制和影響因素方面都已達成一定的共識。如果在處理工藝上再進行一定的改進,如往污泥中投加優勢菌種,可以改善污水的處理效果;此外,還可以引進生活污水進行混合處理並進行曝氣,這樣不僅降低了砷的濃度以及砷對污泥的毒害作用,同時還解決了活性污泥的營養源問題,為活性污泥法處理含砷廢水的工程化應用開辟了一片新天地。
3.2 菌藻共生體
國外研究表明,生物遷移轉化作為一種新的微生物法處理重金屬廢水,與傳統方法相比,具有更高效,費用更低等優點。用小球藻的生物遷移轉化處理重金屬廢水的工藝,有一些已投入工程運作。
菌藻共生體對砷的去除機理可認為是藻類和細菌的共同作用。許多研究表明,在去除金屬過程中,微生物的表面起著重要作用。菌藻共生體中,藻類和細菌表面存在許多功能鍵,如羥基、氨基、羧基、硫基等。這些功能鍵可與水中砷共價結合,砷先與藻類和細菌表面上親和力最強的鍵結合,然後與較弱的鍵結合,吸附在細胞表面的砷再慢慢滲入細胞內原生質中。因而在藻類和細胞吸附砷中,可能經過快吸附過程和較慢吸附兩過程後,吸附作用才趨於平衡。
廖敏等人曾研究了菌藻共生體對廢水中砷的去除效果。研究發現:培養分離所得菌藻共生體中以小球藻為主,此時菌藻共生體積累砷達7.47 g/kg乾重。在引入菌藻共生體並培養16h後,其對無營養源的含As(III),As(V)的廢水除砷率達80%以上,並趨於平衡,含營養源的As(III)、As(V)的廢水中,菌藻共生體對As(V)的去除率大於As(III),對As(V)去除率超過70%,但對As(III)的去除率也在50%以上,在除砷過程中同時出現砷的解吸現象。在無營養源條件下,對As(III)、As(V)混合廢水的除砷率超過80%。
菌藻共生體是一種易培養獲得的材料。其對廢水中的砷具有較強的去除力,並能同時去除廢水中的營養物,因此其在含砷廢水的處理運用中有著廣闊的前景。
3.3 投菌活性污泥法
投菌活性污泥法(Application of Bio-Augmentation Process with Liquid Live microorganisms)是將具有強活力的細菌投入到曝氣池裡去,使曝氣池混合液內的各種細菌處於最佳活性狀態,這樣.不僅投入了吸氣池內所缺少的細菌,在流入污水水質不變的條件下,微生物氧化作用顯著,而且,當污水水質改變,環境變異的情況下,微生物仍能適應,保持活性,其氧化代謝過程依然充分,投入菌液後使曝氣池耐沖擊負荷,提高污水處理廠的處理效果,改善了出水水質。
投菌活性污泥法(LLMO)是出之一種新的概念,它是根據在同一環境里,最適宜的細菌能自然繁殖,同樣,污水處理廠曝氣池混合液內的細菌也會自然繁殖到一定數目,自然界無處不可找到細茵,然而,在同一環境里並非可以找到一切細菌這一原則,作為理論指導,從自然界土壤內篩選出污水廠中的有用細菌製成液態的或固態的產品。液態菌液微生物成活率高;固態菌使用前需先用水溶成液態,細菌的成活率較液態菌液低,使用時按一定比例將液態菌液投入曝氣池內或投到需用處,投菌活性污泥法(LLMO)在國外已收到良好的應用效果。
因此,我們可望通過向活性污泥中投加對砷具有高耐受力,對砷具有特殊處理效果的混合菌種,達到對砷的高效處理,凈化工業含砷廢水。
4 前景展望
隨著冶金、化工等產業的日益發展,以及含砷製品市場的日益拓大,含砷廢水的排放和污染問題,必將影響到人們的生活水平的提高,影響到人類生存環境的改善,所以解決含砷廢水的污染問題已迫在眉睫。然而傳統的處理方法都存在一定的問題。如化學法,雖然在工程上有了一定的應用,處理效果也較明顯,但由於化學葯劑的添加,導致了產生大量的廢渣,而這些廢渣目前尚無較好的處置辦法。而物理法的處理費用較高,處理投資非常大,無法進行工程運作。微生物法作為一種最有前途的處理方法,不僅具有高效、無二次污染,而且處理費用低等優點。其中,活性污泥法處理含砷廢水的理論在國內外處於熱點研究探索中,又由於活性污泥具有的來源廣泛,容易培養,處理後二次污染小等一系列優點,使其在工程上的應用成為可能,成為含砷廢水的主要處理方法。此外,若對單純活性污泥法進行工藝上的改進,如引進優勢菌種,或摻入生活污水進行混合處理等工藝上的改進,都可能為活性污泥法的應用創造更為廣闊的前景。