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工業污水及實驗室廢水處置工藝探討

發布時間:2019年12月25日 09:12 作者:建筑細部 點擊數:

來源:建筑細部


摘要:由于目前我國的經濟發展勢頭十分迅話,而我國的工業生產又長期以來是處于低產出、低效率、高消耗、高投入,資源的最費極為嚴重。廢水和污染物的排放量極大,這樣就導致了我國生態環境日益著化水環境污染十分的產量。因此加強工業污水和實驗室廢水處理方法及發服趨勢的探討就顯得尤為重要,本文就新工藝進行了深入的探過,具有一定的參考價值。

關鍵詞:工業污水、實驗室廢水、處理工藝和方法

隨著經濟的發展和科技的進步,當今各大城市的科研單位和高等院校進行的科研實驗越來越深入、廣泛,從實驗室以及工廠中排放的廢水相對增多,廢水的水質相當復雜。此類廢水的排放周期不定,排放水量也無規律性,且所含污染物成分較為復雜,除含有洗滌劑及常用溶劑等有機物外,還有較多的酸堿,有毒有害的有機物(三致物、酚和環境激素類物質等)以及重金屬,而且含有許多新生物質,性質很難確定。實驗室廢水水量相對較小,但如果不加處理就外排將對環境造成極大的污染,然而經過調研,發現許多科研實驗室對產生的廢水僅僅是簡單的處理,其至不作任何處理就排放,工業污水的排放量不僅巨大而且處理工程極其簡單,根本達不到污水排放的要求。為了進步加強對實驗室以及工廠的污水排放管理,研究廢水綜合治理的方法與處理效果好、技術先進、投資較少的設備勢在必行。

一、工業污水以及實驗室廢水分類

工業污水的分類有以下三種:

第一種是按中所含主要污染物的化學性質分類,含無機污染物為主的為無機廢水,含有機污染物為主的為有機廢水。例如電鍍廢水和礦物加工過程的廢水,是無機廢水;食品或石油加工過程的廢水,是有機廢水。

第二種是按工業企業的產品和加工對象分類,如冶金廢水、造紙廢水、煉焦煤氣廢水、金屬酸洗廢水、化學肥料廢水、紡織印染廢水、染料廢水、制革廢水、農藥廢水、電站廢水等。

第三種是按廢水中所含污染物的主要成分分類,如酸性廢水、堿性廢水、含氰廢水、含鉻廢水、含鎘廢水、含汞廢水、含酚廢水、含醛廢水、、含硫廢水、含有機磷廢水和放射性廢水等。

實驗室廢水的分類:

二、實驗室廢水按污染程度可分為高濃度和低濃度實驗室廢水。高濃度實驗室廢水主要成分為液態的失效試劑(廢洗液、廢有機溶劑、廢試劑等),液態的實驗廢棄產物或中間產物(如各種有機溶劑、離心液,液體副產品等);低濃度實驗室廢水指實驗室過程中排放的濃度與毒性較低的實驗用水,以及各種洗滌液(產物或中間產物的洗滌液,儀器或器具的潤洗液和洗滌廢水等),毒性小,濃度低的廢試液,以及用作冷卻、加熱用途的水。

根據廢水中所含主要污染物性質,可以分為有機和無機實驗室廢水兩大類。無機廢水主要含有重金屬、重金屬絡合物,酸堿,氰化物,硫化物,鹵素離子以及其他無機離子等。有機廢水含有常用的有機溶劑,有機酸,醚類,多氯聯苯,有機磷化合物,酚類,石油類,油脂類物質。

二、廢水的處理方法

1.離子交換法:離子交換法的主要工作狀態就是應用離子交換劑與廢水中的有害離子進行交換,從而達到消除廢水中有害離子的目的。并且其方法應用于重金屬廢水處理中,還可以回收其中的重金屬離子。因此該方法具有治理效果好、可回收有效物質、簡單高效的應用優勢。但是在實際的廢水治理過程中,該方法由于受到交換劑、成本等因素的影響,其廢水處理范圍極為的有限,而且該方法對廢水的預處理要求較高,不適用于大量的廢水治理。

2.反滲透和電滲析法:反滲透和電滲析法在所有的物化處理中,其廢水處理效果最佳,并且處理后的水可實現循環應用,但是其使用成本較高,無法適應于大批量的廢水處理,該方法應用十分的有限。

3.電解還原法:上文中已經明確地指出物化處理工藝的主要功能剝離水中的金屬離子,因此這些物化處理方法的功效也是消除廢水中的金屬離子,其中電解還原法主要是消除廢水中的陽離子污染。電解還原法的主要工作方法就是利用鐵板電極,在直流電的影響過程中,鐵板不斷溶解出亞鐵離子。而且,廢水中的氫離子也在不斷地減少,使廢水中的 pH 值不斷地增大,此時的廢水呈高堿性,在這樣的環境中重金屬離子會與廢水中的氫氧根離子結合,產生氫氧化物沉淀,也阻止了廢水堿性的持續上升,保證了重金屬離子的獨立。

并且這些獨立的重金屬離子會與陽極溶解的 Fe3 +、Fe2 +產生反應形成 Fe(OH)3 和 Fe(OH)2,并且這些物質對于水中的膠體物質能夠產生很強的凝聚 性和吸附性,實現凈化水質的目的。

但是采用電解還原法處理水中的廢金屬離子時,需要大量的電能以及鋼材,成本較高。如果在廢水中加入適量的食用鹽可減少電能的消耗,但也增加了廢水中的含鹽量,導致處理后的廢水不能循環使用。因此電解還原法應用范圍十分的有限。

4.鐵鹽-石灰法:鐵鹽-石灰法在廢水物化處理中應用的最為廣泛,其中不僅可有效處理廢水中的鎘、鉻、砷等污染物,還擁有較高的經濟效益,處理成本較低、投資小等特點。在鐵鹽-石灰法中,也會在廢水中產生 Fe(OH)3 和 Fe(OH)2,聚集和吸附水中的膠體物質,并且在消除廢水中的鎘、鉻時,鐵鹽又可以作為共沉劑使用,并且對廢水中的 Cr6+離子也具有很好的處理效果。鐵鹽-石灰法在應用的過程中產生大量的沉渣,但具有較為廣泛的應用范圍。

三、工業污水和實驗室廢水的處理工藝

由于廢水中含有大量的重金屬,如果直接進入焚燒處置,勢必會對大氣造成污染,因此最終采用了物理化學法來處置該危險廢物。物化主要目的是通過物理化學的方法去除廢水中 度、CODcr及 重 金 屬,使處理后的水達到GB8978—1996《污水綜合排放標準》三級排放標準[9]。通過多次實驗比較,其中分別進行了絮凝沉降法、芬頓氧化法、次鈉氧化法、亞鐵/石灰法絮凝沉降法、脫色劑+絮凝沉降法等各類實驗方法。觀察出水的情況及數據分析,最終確定采用脫色劑+絮凝沉降+Fenton氧化法。

廢水工藝的設計原理:脫色劑采用杭州銀湖化工有限公司季銨型陽離子高分子聚合物,利用其極強的吸附能力,易吸附較大分子的染料分子,通過絮凝沉降達到脫色及去除部分CODcr的效果。但脫色劑本身是高分子聚合物,投加過量時會增加廢水中CODcr的含量。因此要選擇合適的投加量,既能達到脫水效果,又不會增加廢水中CODcr的含量。脫色后的廢水呈淡紅色,而且CODcr在5g/L,不能直接排放,所以必須進行Fenton氧化,去除剩余的色度及CODcr。

重金屬廢水物化處理應用:根據上述設計原則本文以含有重金屬離子的生產廢水為例,使用物化和生化組合處理工藝。其中物化系統去除重金屬離子,物化后的廢水進入生化系統(廢水進入生化系統時和廠區生活污水一并處理,從而提高B/C比,有利于生化反應。為提高設備利用率,同時減小設備體積,工藝設計擬采用連續工作方式。并且廢水來源決定了其水量、水質波動不大,因此物化處理設施前端設置了一個調節池,隨后采用了調節pH值、還原、中和、混凝、濃縮沉降,過濾等措施。

四、結束語

當前,我國的危險廢物處置都還處于發展階段,其中危險廢物處置中心的技術水平參差不齊,并且還存在處置設備利用率不高、運行成本較大以及處理不徹底產生再污染等問題。因此,各危險廢物處置中心應該提高現有的處理技術,在保證處理質量的同時,還要結合經濟效益。本文簡單介紹了廢水處理系統中物化處理工藝的運用,旨在提高廢水處理效果,實現經濟的可持續發展。


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