酸性废水处理方法十篇

时间:2023-11-17 17:46:10

酸性废水处理方法

酸性废水处理方法篇1

关键词:柠檬酸 废水处理

柠檬酸,又名枸橼酸,分子式C6H8O7,学名3-羟基-3-羧基戊二酸。柠檬酸是无色半透明晶体或白色结晶性粉末,无臭,有强烈的令人愉快的酸味,其在温暖空气中渐渐风化,在潮湿空气中有潮解性。根据结晶条件不同,它的结晶形态有无水柠檬酸和含结晶水柠檬酸。商品柠檬酸主要是无水柠檬酸(C6H8O7)和一水柠檬酸(C6H8O7#H2O)。柠檬酸是一种重要的化工产品,具有广泛的用途。在食品工业中,添加柠檬酸可降低蔗糖的转化,增加防腐剂的功效,提高香料的风味,稳定抗氧剂,阻抑酶的催化和微量金属引起的催化氧化等。食品中加入柠檬酸除增添酸味外,还可用于控制适当的pH值;在医药工业中,柠檬酸的钠盐可用作血液防凝剂和利尿剂,钾盐可用作解酸剂,铁盐可用作补血剂,铜盐可用作收敛剂。柠檬酸代替三聚磷酸钠用作家用洗涤剂,不仅去污和清洗效果好,而且易于生物降解,不会带来环境污染和公害。

一、柠檬酸生产废水的主要排放源

在我国,柠檬酸生产主要以薯干、玉米等为原料,用薯干为原料,采用薯干粉原料深层发酵法生产柠檬酸是我国独特的先进工艺。该工艺不需特别添加营养盐类或其他产酸促进剂,而且产量较高,且资源丰富,价格低廉。国外生产柠檬酸主要以糖蜜为原料,糖蜜的组成复杂,一般需要进行糖蜜预处理方可进行柠檬酸正常生产。

(一)刷罐水发酵罐排放发酵液后在下一次进料前要用清水将发酵罐洗涤干净从而产生刷罐水主要含有柠檬酸残糖蛋白质维生素和聚醚等。

(二)二压洗滤布水糖液在发酵罐中发酵得到发酵液经压滤机压滤去除菌丝体成为发酵清液送到提取车间压滤机的滤布需要定期清洗由此而产生二压洗滤布水主要含有柠檬酸残糖蛋白质和维生素。

(三)柠檬酸废水的主要来源为糖化洗滤布水在糖化过程中糖化液必须过滤除去玉米渣过滤机的滤布需要定期清洗产生糖化洗滤布水主要含有淀粉蛋白质纤维素玉米脂肪及钠离子等。

(四)沙柱冲洗水精制工序中要把固体物质在沙滤器中除去沙柱需定期冲洗形成沙柱冲洗水含有硫酸钙柠檬酸以及其他结成滤饼的固性物。

(五)洗糖水中和工序得到的固相柠檬酸钙调浆后送入过滤机继续使用的热水进一步洗去残糖及可溶解性杂质抽滤后排放出洗糖水含有柠檬酸柠檬酸钙残糖油脂蛋白质无机钙及有机色素等。

(六)浓糖水发酵清液与中和生成柠檬酸钙沉淀上部母液称为浓糖水含有柠檬酸柠檬酸钙残糖油脂蛋白质微量钠盐聚醚及有机色素等。

(七)阳柱废酸水来自炭柱的酸解液经过阳离子交换柱再生时先放去浓酸液用清水洗涤残液形成阳柱废酸水含有柠檬酸金属离子等。

二、柠檬酸废水治理现状

我国是世界上最大的柠檬酸生产国,柠檬酸消费量大。随着经济的发展,我国柠檬酸的消费水平也在不断提高,目前年消费量在60~80kt,其中90%以上用于食品工业,特别是饮料的生产。柠檬酸生产过程中会产生高浓度有机废水,废水中主要含有淀粉质、蛋白质、各种有机酸、生产菌体所分泌的酶、发酵残留物、葡萄糖、氨氮和脂肪等有机物及N、P、S等无机物。行业统计数据表明,每生产1t柠檬酸可产生7.5m-3废水,高时可达10m3~15m3。其COD和BOD5负荷分别达到25000m3/L~15000m3/L以上。若以我国柠檬酸产量40万t计,每年仅柠檬酸行业的超标废水的排放量就达600万t,成为环境的严重污染源。因此,治理废水、保护环境已成为我国柠檬酸行业的当务之急。

三、柠檬酸废水基本处理方法

目前,国内主要以生物法对柠檬酸工业废水进行处理。因为柠檬酸生产废水属于高浓度有机废水,不含有毒物质,可生化性好,因此,国内外常用的柠檬酸废水处理方法是生物法,根据作用微生物的不同,生物处理方法可分为好养处理好厌氧处理两大类。

(一)好氧生物法

1.活性污泥法是以活性污泥为主体的废水生物处理的主要方法。

活性污泥法是向废水中连续通入空气,经一定时间后因好氧性微生物繁殖而形成的污泥状絮凝物。其上栖息着以菌胶团为主的微生物群,具有很强的吸附与氧化有机物的能力。活性污泥法是利用悬浮生长的微生物絮体好氧处理有机废水的生物处理方法。这种生物絮体叫做活性污泥。它是由具有活性的微生物(包括细菌、真菌、原生动物和后生动物等)、微生物自身氧化的残留物、吸附在活性污泥上不能为生物所降解的有机物和无机物组成。其中,微生物是活性污泥的主要组成部分,而细菌是活性污泥在组成和净化功能上的中心。活性污泥法能够去除废水中的有机物,是经过吸附、微生物代谢、凝聚和沉淀三个过程完成的。此外,由于污泥絮粒的解絮或变小容易被微型生物吞噬,使得微型生物因食物充足而大量繁殖。

2.生物膜法是利用附着生长于某些固体物表面的微生物(即生物膜)进行有机污水处理的方法。

生物膜是由高度密集的好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类等组成的生态系统,其附着的固体介质称为滤料或载体。生物膜自滤料向外可分为厌气层、好气层、附着水层、运动水层。生物膜法的原理是,生物膜首先吸附附着水层有机物,由好气层的好气菌将其分解,再进入厌气层进行厌气分解,流动水层则将老化的生物膜冲掉以生长新的生物膜

(二)厌氧处理法

厌氧生物法是指无分子氧条件下通过厌氧微生物(包括兼氧微生物)的作用,将废水中的各种复杂的有机物分解为甲烷和二氧化碳等物质的过程,同时把部分有机质合成细菌胞体,通过气,液,固分离,使废水得到净化的一种废水处理方法。柠檬酸废水的厌氧处理技术主主要有管道式厌氧消化器、高温厌氧消化池和上流式厌氧污泥床(UASB)等。

1.厌氧消化期内充填填料作为微生物的载体,能滞留高浓度的厌氧活性污泥,增强耐进水地pH和耐负荷变化的能力。采用这种方法,酸性的高浓度废水无需进行pH调整可直接进入处理系统,从而减少药剂消耗量,降低运行费用,便于操作管理。但此法存在污泥六十现象,且需定期排泥。

2.氧消化池具有时间短,消化温度适应性强,运行费用低,有机物去除率高等优点,但废水升高温度需消耗额外的能量,因此仅适用于原废水温度较高的情况。

3.厌氧污泥床(UASB)是国外主要采用的柠檬酸废水处理方法,具体流程如下:污水自下而上通过UASB。反应器底部有一个高浓度、高活性的污泥床,污水中的大部分有机污染物在此间经过厌氧发酵降解为甲烷和二氧化碳。因水流和气泡的搅动,污泥床之上有一个污泥悬浮层。反应器上部有设有三相分离器,用以分离消化气、消化液和污泥颗粒。消化气自反应器顶部导出;污泥颗粒自动滑落沉降至反应器底部的污泥床;消化液从澄清区出水。UASB负荷能力很大,适用于高浓度有机废水的处理。运行良好的UASB有很高的有机污染物去除率,不需要搅拌,能适应较大幅度的负荷冲击、温度和pH变化。

参考文献

酸性废水处理方法篇2

关键词:2-萘酚 废水治理 萃取法 树脂吸附法 化学氧化法

2-萘酚又称β-萘酚、乙萘酚,是重要的有机化工原料及染料中间体,主要用于染料、有机颜料、橡胶防老剂以及医药和农药工业中[1]。 目前国内多以精萘为原料,用传统的磺化碱熔法生产2-萘酚[2],生产过程中排放大量废水。废水浓度高、毒性大、色泽深、酸碱缓冲性强、难以生化降解,对人体和环境造成较大的危害。目前2-萘酚生产废水的治理率和治理合格率都很低,因此治理任务十分艰巨。针对化工行业的这一难题,国内外科学工作者开展了一系列的研究工作,尤其是近年来,对这类废水进行治理和综合利用取得了较大进展。本文将对2-萘酚生产废水治理技术进行总结,着重介绍国内外有发展前景的处理技术的开发。

1 废水特征

2-萘酚生产过程中排出废水色泽深、酸碱缓冲性强,COD高达30000~40000 mg/L,其中含有大量的硫酸钠、亚硫酸钠、氯化钠等无机物(含量高达10%~15%),以及分离不完全的萘磺酸等有机中间产物。因此,废水中COD主要由亚硫酸根及萘磺酸根的氧化引起,尤其含有的高浓度萘磺酸(17~18 g/L)对COD贡献最大。此外,由于萘环是由10个碳原子组成的离域的共轭π键,结构相当稳定,难以降解。这类废水的BOD5/COD极低,可生化性差,且对微生物有毒性,难以用一般生化方法处理[3]。

2 治理方法

2.1 络合萃取法

络合萃取法的基本原理是胺类化合物特别是叔胺类化合物与带有磺酸基、羟基等官能团的化合物容易形成络合物,在碱性条件下,络合物又会发生分解反应。因此,可用叔胺类化合物为萃取剂从废水中络合萃取带有磺酸基或羟基的萘系化合物。萃取和反萃取反应式如下:

酸性

碱性

络合萃取法所用萃取剂与有机物间的相互作用比氢键作用还要强,实际上是一种酸-碱相互作用[4]。该法的萃取效率高,而且利用碱液进行反萃取的效率也高,所以适合于处理毒性大、浓度高、难降解的有机废水。

何燧源等[5]提出用形成第三相的方法处理2-萘磺酸废液,经对2-萘磺酸-水-三辛胺(煤油)体系萃取机理的研究发现,在萃取过程中形成了粘度很大、体积很小的第三相,被萃取物2-萘磺酸在第三相中得到高度富集。

合肥工业大学采用络合萃取的方法处理2-萘酚生产废水,萃取剂选用三辛胺,稀释剂为民用煤油或磺化煤油。废水经过二级萃取后COD去除率达98%,产生的少量络合相经NaOH解络后,上层油相为萃取剂三辛胺,可循环使用;下层浓缩的2-萘磺酸钠有机物回收使用。二级萃取后水相用H2O2-Fe2+氧化后,可达标排放[6]。

2.2 液膜分离法

张莉等[7]对于易溶于水的磺酸基污染物,采用油包水型(W/O)含流动载体乳状液膜分离处理技术。将流动载体TOA(三辛胺)溶于油相(煤油)中,在表面活性剂Span80存在下,高速搅拌(3500 r/min),慢慢加入一定浓度的NaOH溶液,控制油内比Roi(膜相体积比内水相体积)为1∶1.15,连续搅拌3 min制得稳定的白色W/O型乳状液。将制得的乳状液分散到主要含1-氨基-8-萘酚、 3,6-二磺酸的有机萘磺酸类废水中,废水的COD为952~58973 mg/L。控制乳水比Rew(乳液体积比料液体积),在混合萃取器中慢速搅拌(330 r/min),监控外水相中的pH,过5min后将溶液静置分层,取水样分析。将上层乳状液转入破乳器,在220 V电压下破乳,可分离出有机相和内水相,内相溶液中可望回收含1-氨基-8-萘酚、3,6-二磺酸盐、1-氨基-8-萘酚、4,6-二磺酸盐等有机混合物。

2.3 树脂吸附法

李长海等[8]用弱碱性树脂处理β-萘磺酸废水。考察了废水中硫酸、β-萘磺酸在弱碱性树脂Indion860上的吸附与洗脱性能,建立了静态吸附平衡等温线和吸附动力学模型。结果表明,Indion860树脂比其他树脂有更优的性能,可有效地分离β-萘磺酸废水,且易于洗脱再生,是一种具有工业应用前景的优良树脂。

周希圣等[9]采用树脂吸附工艺对这类废水的治理进行了研究。结果表明,CHA-101大孔吸附树脂对废水中的萘磺酸钠具有一定的吸附效果。萘磺酸钠质量浓度为10000 mg/L以上时,树脂的工作吸附量为75 mg/mL左右,2-萘磺酸钠的去除率可达75%。

许昭怡等[3]在前人工作的基础上对树脂进行了改进,研制出性能优良的专用树脂ND-910,并对该废水进行治理和资源化研究,效果显著。深黄色的萘磺酸钠质量浓度约为16 g/L的原废水经吸附后,出水接近无色,萘磺酸钠去除率≥95%;以稀碱为脱附剂,脱附率≥98%,高浓度洗脱液中萘磺酸钠的质量浓度高达80~150 g/L,可经浓缩或冷却析晶回收萘磺酸钠,低浓度洗脱液可循环套用。经近20批重复试验和放大试验,证明ND-910树脂性能稳定,机械强度好。该方法处理效果好,有显著的环境效益和经济效益,有望获得工业应用。

2.4 化学氧化法

2.4.1 臭氧氧化法

臭氧氧化法对水溶性染料、酸性染料、阳离子染料脱色最为有效,用臭氧与无机混凝剂联用则效果更佳。

台湾大学[10]采用UV辐射大大提高了臭氧氧化效果,使得水溶液中的2-萘磺酸化合物得以分解。实验结果对2-萘磺酸化合物的脱除提供了有价值的信息。

西班牙的Rivera-Utrilla[11]对臭氧氧化降解萘磺酸的动力学进行了研究。

2.4.2 催化氧化法

亚铁-过氧化氢法又称芬顿试剂法(Fenton’s Reagent),是一种催化氧化法。H2O2是强氧化剂,如果投入少量Fe2+作催化剂,其氧化能力会大大提高,原因是Fe2+能催化H2O2分解产生HO·,HO·是目前已知的在水中氧化能力最强的氧化剂。带磺酸基团的有机物经芬顿试剂氧化处理后,降低了水溶性,可以提高无机混凝剂的处理效果。

彭书传等[12]先用FeCl3混凝,再用H2O2-Fe2+法氧化处理2-萘磺酸钠生产废水,按每克COD计H2O2投加量为2.0 g,Fe2+投加量为4.0 g/L,反应时间为60 min,pH为1.5~2.5。在此条件下,COD去除率达99.6%,色度去除率达95.3%,但其成本相当高。

Fenton试剂氧化法,反应条件苛刻且耗氧化剂量大,经济和技术上很难实现。

2.5 生物膜反应器法

德国的Reemtsma Thorsten[13]提出用生物膜反应器处理2-萘酚工业废水,处理后的工业废水中萘单磺酸全部除去,萘二磺酸除去率约为40%。

2.6 组合工艺

黎泽华等[14]对氧化吹脱-离子交换组合工艺处理2-萘酚生产废水进行了研究。首先氧化吹脱废水中的亚硫酸盐,然后分离富集废水中萘磺酸盐并加以回收利用,处理后的废水可回用为洗涤液和回收硫酸钠,显著降低处理费用。在常温、流速1 BV/h 和正常pH条件下,COD去除率大于97%,可以回收98%以上的萘磺酸盐,采用该处理方案可有效处理2-萘酚生产废水,并可做到中间体回收、水回用,具有较高的经济和技术可行性。

2.7 传统方法

2.7.1 絮凝法

日本的Sakaue等[15]提出处理含有染料及染料中间体的废水的新方法,使用H2O2-Fe(OH)2或FeSO4中和、絮凝和浮选。

Gnatyuk等[16]提出从2-萘酚母液中分离2-萘磺酸的新方法。在10~40 ℃,每立方米母液中通过加入20 L 0.1%~0.5%(如乙烯醇)絮凝剂,可使2-萘磺酸钠迅速而有效地沉积,此方法优于普通盐析。

2.7.2 浓缩法

浓缩法是利用某些污染物溶解度较小的特点,将大部分水蒸发使污染物浓缩并分离析出的方法。

如将2-萘酚生产过程中产生的废水浓缩,由于其中含有的大量Na2SO4和NaCl有盐析作用,所以会促使2-萘磺酸钠析出,当废水被浓缩至体积的一半并冷却至30 ℃时,其回收率可达50%,进一步浓缩还可回收其中的硫酸钠[17]。

还有报道[18]在2-萘磺酸生产废水中加入Na2SO4、Na2SO3,在100~102 ℃下,蒸发浓缩1.5~2 h,冷却4~5 h,过滤后可得到2-萘磺酸钠。蒸发浓缩可回收高浓度无机盐和有机染料中间体,但难以进一步提纯和分离中间产物。且该法能耗高,如有废热可用或降低能耗,则可以采用该法处理。

唐清提[19]出了回收2-萘酚生产中的硫酸钠和亚硫酸钠废液的方法,有浸没燃烧法、列管蒸发法、新型薄膜干燥法、沸腾床喷雾造粒法、喷雾蒸发浓缩法和敞口锅蒸发浓缩法,将回收的无水硫酸钠和无水亚硫酸钠制成硫化碱,达到废液回收利用的目的。

2.7.3 其他方法

德国的Topp等[20]提出用碱金属处理酚类生产中所产生的废液。首先用SO2或H2SO4处理废液,除去沉积的盐类和酚类化合物,用氧或含氧气体在180~300 ℃和30~150 bar下氧化母液,结晶过滤除去盐类后循环使用。

日本的Sato Toshio等[21]提出以碱熔过程中形成的Na2SO3作为萘磺酸的中和剂循环使用,可降低其在废水中的含量。

3 结 语

传统的2-萘酚生产废水多采用絮凝和浓缩法进行处理,部分预处理后再进行生物化学处理,有的甚至简单采用工业水稀释方法来解决难以处理的2-萘酚生产废水,无法满足废水的治理要求。

近年来,国内外科研机构和生产厂家开发出多种2-萘酚废水处理的新技术。目前,2-萘酚废水的处理方法主要有:萃取法、吸附法、化学氧化法以及它们的组合工艺等。其中已经工业化或具有工业化前景的处理技术主要有大孔树脂吸附和络合萃取技术。目前国内已在近十套萘系废水处理装置中运用[22]。树脂吸附法具有吸附效果好、脱附再生容易、操作简单、可回收资源等优点,是一种处理有机废水的有效方法。用树脂吸附法从水溶液中分离各种酸的技术在国内外现已得到了广泛的研究,并且在酸液的分离方面已经取得了较大的成功。络合萃取对于极性有机物稀溶液分离具有高效性和高选择性,近年来国内外络合萃取的研究开发工作异常活跃,在萘磺酸、萘胺、萘酚类及带有两性官能团等有机物废水的治理方面显示出良好的发展前景,目前国内有数套处理装置在运行。乳化液膜法具有选择性、高效率、低消耗、分离速度快、能实现废液中有用物质的资源化等特点,因而引起了国内外学者的高度重视。乳化液膜法综合了固体膜分离法和溶剂萃取法的优点,特别适合于在水溶液中呈溶解状态或胶体状态的有机污染物的分离。它在湿法冶金、石油化工、环境保护、气体分离、生物医学等领域中,显示出了广阔的应用前景。

参考文献

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酸性废水处理方法篇3

关键词:钛白废酸 环境保护 治理 浓缩

国家发改委2005年12月7日了《促进产业结构调整暂时规定》,同时下发了《产业结构调整指导目录》,目录分为鼓励类、限制类和淘汰三类。按照规定,氯化法钛白生产属于鼓励类,而以钛精矿为原料硫酸法钛白生产属于限制类,环境污染是制约其发展的主要原因。中国的科技工作者在长期的生产和实践中已经成功地解决了硫酸法钛白生产中的废气[1,2]、废渣[3]和废水[4]对环境造成的影响。

硫酸法钛白生产中,每生产1t钛白约产生含硫酸质量分数为2.5%左右的废水40t左右。目前我国的钛白生产除攀钢集团锦州钛业有限公司15kt/a生产装置采用氯化法生产外,其余厂家均采用硫酸法生产。因此,废水的治理与综合利用是解决硫酸法钛白环境污染和企业生存的一项重要的工作。

酸性废水主要来源于钛白生产装置各工段:如酸解、水解、水洗、漂洗、煅烧等、大多为酸性并含有少量SS。

一、工艺技术方案

湿法磷酸生产所用的磷矿中镁主要以碳酸盐形式存在,在湿法生产过程中会全部进入湿法磷酸中,会对磷酸盐产品质量产生影响。国内外采用浮选和湿法除镁两类工艺。前者存在设备投资大,工艺流程长,单位成本高的弊端。国内对于湿法脱镁路线进行了大量的研究,目前已有各类专利如使用酸性镁盐溶液作为洗涤剂脱镁,将二氧化硫气体或亚硫酸处理磷矿脱镁,使用脱镁捕收剂脱镁或直接配制稀酸脱镁等方法。

磷矿中的镁、铝和钙等化合物主要以碳酸盐形式存在,这种碳酸盐化合物在萃取过程中会多耗酸,而并不转化为磷酸。使用脱镁捕收剂对碳酸钙等其它成分没有反应活性,使用二氧化硫气体或亚硫酸由于酸性过低,导致反应活性不够,直接配制稀酸脱镁虽然对所有碳酸盐都具有反应活性,但却会导致生产成本增加。

CaCO3MgCO3+2H2SO4=CaSO4+MgSO4+2H2O+2CO2

采用硫酸法钛白工艺中的酸性废水治理与磷矿净化脱镁可以实现了有机衔接。将钛白生产过程中产生的酸性废水用于磷化工预处理脱镁,既降低了钛化工的废水治理成本,又实现了磷矿低成本净化和减少磷矿萃取过程中硫酸消耗的目的。

由于钛白生产过程中产生的酸性废水中钛和铁的含量较高,通过其对进行特殊处理,可避免酸性废水中的钛和铁离子进入磷矿体系,影响后续磷酸盐产品质量。

综合利用硫酸法钛白粉生产过程中产生的酸性废水进行磷矿预处理,其工艺具有以下特点:

1.酸性废水的硫酸浓度为2~4%,温度为30~50℃。

2.经过对磷矿进行预处理后的酸性废水中硫酸浓度降到0.3%以下。

3.对酸性废水进行中和处理的石灰用量相比未处理磷矿前的石灰用量下降50%以上。

4.磷矿浆的浓度为45~75%,75%以上过100目。

5.酸性废水直接加入磷矿浆中,控制体系的pH值范围,酸性废水与磷矿浆的比例在2:1到5:1之间。

6.根据体系pH值的不同,反应时间从0.5小时到2小时之间。

7.磷矿经过预处理后的脱镁率在70%以上,磷损失率在3%以下。

二、工艺流程简述

来自磷矿堆场经筛分符合粒度要求的磷矿(大粒度的磷矿用颚式破碎机破碎)经称重带式输送机计量后送入球磨机中研磨成一定粒径的磷矿浆后进入预处理槽。根据pH值的要求,磷矿浆与来自钛白粉生产装置的酸性废水按一定比例在预处理槽中混合,反应利用酸性废水本身的热量,无需加热即可达到设定反应温度。反应完毕过后的料浆送至转台过滤机过滤,滤饼经洗涤后用于生产磷酸盐。滤液则用石灰进行中和,处理达标后的水送至湿法磷酸装置回用。

经液固分离后的废水通过中和氧化+沉淀后,出水中COD和SS浓度可达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)表4中一级标准。为确保达标排放,设计中考虑延长中和时间,加大压缩空气量,使二价铁能完全氧化成三价铁,使沉降完全,处理后出水水质:SS≤70mg/L PH:6~9 Fe≤50mg/L。

三、结语

采用硫酸法钛白生产过程中产生的酸性废水预处理磷矿技术,不仅提高了磷矿的品质,同时还解决了钛白酸性废水资源化利用和中低品位磷矿资源高效开发利用两大难题,酸性废水全部实现回用。采用该技术的磷酸盐装置磷回收率达到94%以上,吨产品98%硫酸消耗减少约0.4t。

参考文献

[1]罗武生,喻胜飞.钛白粉厂酸解尾气的处理[J].中国涂料,2005,20(10):43-44.

[2]黄华林.钛白煅烧尾气处理工艺及设备[J].化工设计通讯,1996,22(3):45-47.

[3]魏绍东.硫酸法钛白生产过程中酸解泥渣处理[J].涂料工业,1995,25(6):19-20.

酸性废水处理方法篇4

关键词:硫酸法;钛白粉;综合治理

中图分类号: C35 文献标识码: A

一、硫酸法钛白粉生产工艺简述

硫酸法钛白粉生产工艺,以钛铁矿为原料,经酸解,生成可溶性硫酸氧钛(TiOSO4),再经沉降,真空结晶,亚铁分离,控制过滤去除不溶性杂质。再经真空浓缩,常压水解制得偏钛酸(H2TiO3),偏钛酸经水洗、漂洗去除残留杂质后,经煅烧脱水后制得TiO2。再经中间成品粉碎、后处理(包膜)制得高档金红石型钛白粉。

其主要化学反应为:

将钛精矿(FeO・TiO2)中的TiO2用硫酸分解为可溶性硫酸氧钛(TiOSO4)

FeTiO3+3H2SO4Ti(SO4)2+FeSO4+3H2O

FeTiO3+2H2SO4TiOSO4+FeSO4+2H2O

钛精矿中的高价铁(Fe3+)也与硫酸反应,生成硫酸高铁,为使高价铁还原为二价铁,用铁屑进行还原

Fe2O3+3H2SO4Fe2(SO4)3+3H2O

Fe2(SO4)3+Fe3FeSO4

硫酸氧钛水解生成水合二氧化钛(TiO2・H2O)(又称偏钛酸:H2TiO3)

Ti(SO4)2+H2OTiOSO4+H2SO4TiOSO4+2H2OH2TiO3+H2SO4

水合二氧化钛煅烧,脱水脱硫变成二氧化钛

(TiO2)TiO2・XSO3・YH2OTiO2+XSO3+YH2O

硫酸法金红石型钛白粉的生产有以下工序:原矿粉碎、酸解沉降、亚铁结晶及分离、钛液浓缩、钛液水解、水洗及漂白、盐处理、偏钛酸煅烧,表面处理及后处理。

二、生产废气种类及治理措施

1、酸解尾气

酸解反应产生的废气(含H2O、H2SO4雾、SO2)经一级水洗+两级碱洗喷淋+文丘里+电除雾器除去酸雾后,处理后排放物 到达《大气污染归纳排放规范》(GB16297-1996)中二级规范。

处理流程为:钛渣及矿粉在酸解时产生酸解尾气,首要污染物为硫酸雾、SO2、颗粒物。酸解尾气经一级水洗+两级碱洗喷淋+文丘里,两级喷淋洗刷、冷凝,然后进入循环水池中进行气水分离,不凝气体经过排气筒排入大气。喷淋后的水回来循环池后一部分循环使用,一部分排入废水处理站。其流程图见图2。

2、煅烧尾气

偏钛酸煅烧过程中产生的废气首要富含硫酸雾、SO2和粉尘等污染物。废气必须先经旋风除尘器处理后进入余热锅炉回收热量,再进入预浓缩塔选用约20%稀酸喷淋洗刷换热,然后选用脱硫除雾塔(三级碱喷+2级(折板+填料)除雾)处理后,尾气中硫酸雾、粉尘、SO2均可以到达《大气污染物归纳排放规范》(GB16297-1996)中的二级规范和《工业窑炉大气污染物排放标准B9078-1996》中的二级规范。

其处理流程为:煅烧窑尾气经旋风收尘器收尘后进入预浓缩塔采用约20%稀酸喷淋换热,经复档除膜器除酸膜后进入榜首级复喷洗刷器,采用增加碱液将一洗、二洗废水调理pH为9以上后进行复喷洗刷,第二级复喷运用晶种制备工序的碱性废水喷淋,喷淋后的废水经过CN过滤回收TiO2后,去污水站。二级复喷洗刷后的气体经电除雾器处理合格后,由排气筒排放。尾气处理流程见图3。

三、生产废液种类及治理措施

1、酸性废水

硫酸法钛白粉1t产品排出废水60~100m3,酸度约2%,含H2SO4、FeSO4、TiO2,首要来自钛白粉出产线的板框过滤液、水洗酸性废水、尾气喷淋水、废酸浓缩冷凝液、亚铁车间废水,首要污染物为酸水、悬浮物、硫酸盐、化学需氧物质、钛、钒、铜、镍、铅、铬、铁。酸性废水采用碱中和法处理,废水经管道流入污水处理站,采用四级中和、二级沉积酸性废水处理技术,在酸性废水中参加碱性物质中和H2SO4,生成CaSO4・2H2O和少数Fe(OH)3污泥,污泥脱水后构成石膏渣,处理后的排放水到达国家排放规范后排放或循环运用。当前,环保部门需求硫酸法钛白粉生产公司在废水排放口装置流量计,COD、pH在线监测设备,以便于对外排废水实时监控,防止公司搁置废水处理设备,废水偷排、超支排放等环境违法行为。

2、废酸回收利用

硫酸法制取钛白粉,每生产1t产品产生浓度为20%~25%的稀硫酸为3~5t,直接处理需求很多石灰石,不仅处理本钱高,而且极浪费资源,添加生产成本。对于废酸可采用废酸浓缩方式进行回收利用。

2.1废酸浓缩

废酸浓缩生产工艺已成熟,工业上广泛运用的方法为真空浓缩技能,其简略技能为:22%浓度废酸运用煅烧工序尾气余热先浓缩到28%,经专用管式过滤器过滤收回TiO2后,通过合理匹配的两效强行循环蒸气浓缩,将稀硫酸浓缩至65%左右,然后进入熟化槽逗留约36h,将酸温度降至60℃左右送压滤机分离一水亚铁,过滤分离一水硫亚铁,得到浓度约70%的浓硫酸,用于钛精矿酸解工序。真空废酸浓缩设备对资料耐腐蚀性和传热效率需求高,制约了该技能的广泛运用。

2.2综合利用

2.2.1制备硫酸铵

将浓、稀废酸混合后用氨水中和,当反应温度到达90℃、pH1.5时分出TiO2・H2O,过滤别离TiO2・H2O后的母液持续中和到pH8.3,通入CO2气体,使铁以FeCO3的方式沉积分离,母液经多效蒸腾器蒸腾,结晶分出硫酸铵产品。选用钛白废酸液与废氨水出产硫酸铵,能够大大下降钛白废酸的处理成本,使钛白废酸能够综合使用,改变传统的钛白废酸处理办法,符合循环经济、节约型社会和环保政策的需求。既能够使用废酸,又能够综合使用变废为宝,不会给环境形成二次污染。这也是往后综合使用的方向,并且生产过程能够使用很多的硫酸亚铁,产生氧化铁黑,充分消化公司的硫酸亚铁副产品,完成副产品的高附加值。

2.2.2制备硫酸锰

在中国锰矿资本相对丰厚的区域建造钛白粉厂,使用废酸中的FeSO4、H2SO4复原氧化软锰矿中的MnO2、Mn3O2,而且用H2SO4溶解软锰矿中的贱价锰,然后浸出生产MnSO4,既处理了废酸排放的疑问,又降低了Mn-SO4生产成本,完成资本综合使用。

2.2.3其他方面利用

全国各地钛白粉生产公司使用当地资源优势,使用废酸生产多种化工产品,完成废酸综合使用,降低环境污染,完成资源综合使用,如:石膏和氧化铁颜料、浸取低档次氧化铜矿、聚合硫酸铁、普通过磷酸钙等。

四、废渣的综合利用

目前我国的硫酸法钛白粉工业根本选用钛铁矿为质料,硫酸亚铁是出产过程中重要的副产品,依据矿源不一样,1t钛白粉要发生2~5t硫酸亚铁。硫酸亚铁可出产组成磷酸铁、化肥(铁肥)土壤改良剂、工业水处理剂、氧化铁红等,完成资本综合利用。

1、硫铁矿制酸掺烧

国内大多数硫铁矿制酸设备有掺烧硫酸亚铁制酸的实践经验,其掺入量可为20%~50%,并且对控制炉温有利,可使炉温下降,还可下降炉气出口的含尘量。但因其混合物的吸湿性,输送时会在输送机、料斗和溜槽发作阻塞,因而,通常依照30%的份额进行掺烧。

2、制备氧化铁系颜料

我国每年需求30万t氧化铁颜料,氧化铁还广泛应用于油漆、油墨、橡胶等行业中。通过使用钛白副产硫酸亚铁制得氧化铁红、氧化铁黄、氧化铁黑等,还可以做电子元件所需的高纯磁性铁氧体材料。这些都能有效地提高钛白副产硫酸亚铁综合利用的经济效益。

3、还原解毒铬渣

铬渣是铬铁矿出产铬酸钠的残渣,其中仍含铬化合物3.0%~4.5%(质量分数,以Cr203计,下同),水溶性铬l%~2%,酸溶铬0.95%~1.8%,是一种有毒废渣。解毒此废渣必需要复原剂或者提供复原空气。硫酸亚铁具有复原性亚铁离子,将其与铬渣按必定份额混合,在酸性条件下,Fe2+可将铬渣中的Cr6+复原为Cr3+,使铬渣解毒。解毒后的铬渣可用作水泥添加物或制砖。

结束语

目前,钛白粉的生产办法主要有硫酸法和氯化法,硫酸法能以廉价的钛铁矿与硫酸为原料、生产工艺较成熟 、设备简单、防腐蚀材料易处理,国内绝大部分钛白粉厂都是选用此法。可是硫酸法技术发生污染物及副产物多,副产物硫酸亚铁及废酸收回使用难,既浪费资源,又污染环境;近几年来很多生产厂家因污染环境纷繁被责令限产或停产整理,损失惨重。为此,要使硫酸法钛白粉生产长远发展, “三废”治理是可持续发展之路。

参考文献

[1]范兵,刘生,李志广,刘振锋,任保增.硫酸法钛白水解的研究现状[J].涂料技术与文摘,2014,01:31-36.

酸性废水处理方法篇5

关键词废酸液 酸洗太阳能电池沉淀

太阳能作为一种清洁能源,被越来越广泛的应用。但在太阳能电池生产过程中会有废水排出,如不及时进行处理,将危害周围环境,从而降低太阳能电池能源的清洁度。其中多晶硅生产过程中产生的废酸液是一种污染性强的污染物。

1.废水概况

由于在生产过程中需要对含硅原料用氢氟酸、铬酸、硝酸、盐酸等强酸进行适当的腐蚀,因此产生大量的含氟酸废水。该类废水pH值低,含氟量高,并含有一定量的色度和悬浮物,且水量、水质的变化幅度大,处理难度大。

1.1 废水水量及水质

废酸液水量为80m³/d,排水量不大,但氟离子浓度极高,大约在8000-120000mg/L之间,pH

1.2 出水水质要求

根据该厂废水排放情况,要求废酸液经处理后排放废水中氟离子浓度低于100mg/L,pH为6-9。处理达到该要求的废水再进入下一水处理单元进行综合处理,最终使出厂排水氟离子浓度达标。本文主要讨论高浓度废酸液的处理工艺。

2.废水处理工艺流程

对于高浓度含氟废水(废酸液),目前国内外常用的含氟废水处理方法是沉淀法。其它处理方法如吸附法、离子交换树脂除氟法等,因这些方法的处理成本高,故很难广泛推广应用。因此本次高含氟废水处理采用沉淀法。

沉淀法投加的药剂主要是钙盐等,形成氟化钙沉淀,从而去除氟物质。该方法具有处理工艺简单、运行费用低等特点。现常用钙盐有电石渣、生石灰(氧化钙)和氯化钙等。

其运行原理如下:

Ca2++2F-=CaF2

Ca2++SO42-=CaSO4

Ca2++2Cl-=CaCl2

18℃时氟化钙在水中的溶解度为16×10-3g/L。当水中含有氯化钙等盐类时,由于同离子效应可降低氟化钙的溶解度。

电石渣中含有较多杂质,钙离子的有效成分很少,所以在反应过程中电石渣的用量很大,直接导致产泥量大,污泥处理费用高,溶加药难度大。氯化钙具有纯度高,故泥量少,污泥处理费用低,但药品成本高。

生石灰成本不高,产泥量少,污泥处理费用低。而且生石灰可以用罐车运输,然后直接由增压送入密闭溶加药设备,可以避免二次污染的产生。由于废酸液呈现强酸性,采用生石灰作为投加药剂的另一个优点是它除了可以去除氟离子外,还能起到调节PH值的作用。

综合考虑上述三种药品的优缺点,本设计当时采用氧化钙作为处理废酸液的最佳药品,同时配少量氯化钙使用。

氧化钙粉料由罐车直接送入密闭粉料溶加药设备制成溶液,Ca2+与废酸液中的F-反应产生CaF2沉淀,通过沉淀脱水分离即可除去废液中的氟化物。

由于废酸液水量较小,本次废酸液处理采用批式处理,其具体处理工艺为“调节池+批式处理槽+板框压滤机”。

具体水处理工艺见图1。

废酸液由车间排入到调节池,在调节池内混合均质后经提升泵将废酸液打入批式处理槽内(液位差计控制启停),在搅拌机的作用下加入氧化钙溶液溶液,通过搅拌混合均匀形成氟化钙沉淀,再由污泥泵打入到板框压滤机内进行脱水处理(液位差计控制启停),滤液进入到中水池内,泥饼外运处置。

在处理工程中会有少量挥发性酸以酸雾形式挥发,故设置一套酸雾处理系统。

氧化钙粉料用中水池中处理后的废水溶解成氧化钙溶液,从而减少自来水的用量。

3.主要构筑物设计

(1)调节池:设置重防腐,有效容积为105m3,2台提升泵,耐酸防腐,Q=10m3/h,H=15m,N=1.5kW,内设耐酸防腐型液位计。

(2)批式处理槽:设置重防腐,2套,有效容积为120m3,其中各内置搅拌机1台(耐酸防腐),配耐酸防腐型污泥泵。在批处理槽中投加药剂,生成氟化物沉淀物,从而去除废水中的氟离子。

(3)板框压滤机:对氟化钙沉淀进行脱水,滤液进入中水池。

(4)中水池:设置重防腐,有效容积50 m3,提升泵1台,可将出水打入溶药系统,减少自来水用量,实现出水回用。

4.处理效果分析

处理效果见表1。

表1处理效果一览表

5.运行成本估算

表2运行成本估算表

运行成本分析:从上表可以看出,本处理工艺吨水费用最高的单项费用为药剂费用。经过分析,采用氧化钙作为药剂,经过权衡分析,虽然药剂费用较高,但后期的污泥处理费用低。

经过本套废酸液处理后的废酸液要与低氟水混合后进一步处理,经本系统后可减轻后续处理系统(低氟水)的运行负担,从而降低整套含氟废水(废酸液和低氟水)处理系统的运行成本。

6.结论

太阳能电池生产过程中产生的废酸液(高含氟废水),氟离子浓度高,pH低,水量不大,本次设计采用钙沉淀法对废水进行处理,工艺符合企业排水水质特性,工艺成熟,运行效果稳定;采用自动粉料加药系统,大大的节省了工人的劳动强度,且避免了二次粉尘污染的产生。经过该工艺后,处理出水氟离子浓度小于100mg/L,pH6-9,可进入下一处理单元(低氟水处理单元)进行处理。

参考文献:

[1]许宇兴.多晶硅原料清洗含氟酸性废水的处理.江苏冶金,2007,35(6):52-54.

[2]郭瑾,李积和. 国内外多晶硅工业现状.上海有色金属, 2007, 28(1):20-26.

[3]李学志,曹克忠,程伟等.电石渣应用钛白废酸水处理的可行性.行业科技,57

酸性废水处理方法篇6

关键词:硫酸法;钛白;清洁生产;环境保护

收稿日期:2011-08-08

作者简介:申朝春(1972―),女,河南焦作人,助理工程师,主要从事化工工艺过程方面的研究工作。

中图分类号:X781 文献标识码:A 文章编号:1674-9944(2011)09-0145-02

1 引言

我国硫酸法钛白生产工艺,基本上都采用间歇酸解的方法。这种生产工艺在酸解、沉降、过滤、水解、漂洗、盐处理、煅烧、粉碎等主要工序都有污染物产生,其污染物产生量大,带来的环境污染问题十分严重,对厂区周围环境质量会造成一定的影响。

2 环境污染治理现状分析

2.1 废气处理

废气处理包括磨矿工序含尘尾气、酸解尾气和煅烧尾气。通过治理,磨矿工序含尘尾气通过袋式除尘器收尘之后,粉尘浓度可达50mg/m3以下,符合环保的要求,经烟囱排放,酸解尾气在酸解罐经经多级水喷淋,又经填料碱洗塔洗涤,使处理后的气体中SO2、酸雾可满足环保排放标准要求,通过烟囱排放。煅烧尾气经干法收集、洗涤、电雾处理,再通过引风机经碱洗塔处理,符合环保的要求,可以排放筒排放。

2.2 废酸处理

硫酸法钛白生产中,产生的废硫酸也是宝贵的资源,因此,企业都加大了对废酸的回收利用。生产企业根据规模不同,绝大部分采取浓缩技术返回钛白系统供配酸之用。少数的或用于生产普通过磷酸钙,或生产硫酸锰等产品,也有的经过石灰、电石渣中和、压滤之后,以合格废水形式达标排放,过滤的废渣堆放处置。

2.3 废水处理

硫酸法钛白生产废水量较大,通常每生产1t会产生酸度约2%的废水60m 主要由洗涤水、冷却水以及清洗设备、操作场地的含酸废水等组成,通过封闭循环系统,加入白云石、石灰石、电石渣、废碱等碱性物质中和,过到环保要求后,再经深沉、滤清排放。同时,经压滤产生的红石膏滤饼,经自然晒干,可送水泥厂等作为工业辅料利用。

2.4 废渣

硫酸法钛白生产中产生的主要废渣有酸解废渣、FeSO4・H2O、滤后石膏、FeSO4・7H2O等。其中,酸解废渣,主要成份是酸不溶性的钛铁矿和二氧化硅等物,对环境已无不良影响,目前尚无工业化利用的有效办法,大多送至渣场填埋;FeSO4・H2O可用于硫铁矿掺烧生产硫酸,既能处理废酸浓缩产生的废渣,还能产生可观的经济效益;废渣石膏的处理方法是将石膏晒干,送水泥厂当作熟料添加剂;FeSO4・7H2O,即硫酸亚铁又称绿矾,是硫酸法钛白生产中的主要副产品,可作为生产合成氨铁触媒的原料、化肥(铁肥)土壤改良剂、工业水处理剂、饲料添加剂、作氧化铁红颜料等。

3 污染防治的主要问题

近些年来,随着环境保护意识的提高,环境执法力度的加大,我国硫酸法钛白生产企业加快了环境污染防治设施的完善步伐,也取得了比较好的污染防治效果,但还存在不少问题,主要表现在以下几个方面。

(1)生产工艺落后,设备技术差。由于有些企业生产规模小,单位产品能耗高,废弃物重复利用率低,使得污染物排放总量维持在较高水平。

(2)废酸处理不够彻底。有的企业没有配套磷肥装置,把浓废酸当成副产品出售时,价值不大,也不便于运输,而当成一般废水处理时,处理成本既高又浪费资源。即使一些有配套磷肥装置的企业,也是把磷肥生产当成副业来抓,当磷肥市场出现波动时,又不敢大量生产磷肥,因此,从行业来讲,废酸难以完全实现综合利用。

(3)将酸解沉降废渣填埋处理,可能对环境产生二次污染。

(4)酸性废水成分复杂,较难处理。特别是废水处理中产生的污泥,脱水难度大。

(5)污染防治设施运行费用高,除设备是一次性投入外,维护运行和保养费用,达到利润的20%~30%,企业难以接受。同时,在管理方面也存在问题,比如环保法律法规的适用,生产企业的地理配置,环境容易等,导致了同样的工艺,可能会出现不同的企业生成现状,也在事实上造成了钛白粉市场竞争的不公平性。

4 污染防治对策

我国绝大部分钛矿资源具有酸溶性高的特点,现行钛白粉企业在硫酸法应用上有较好的产业基础,决定了钛白粉生产工艺可能会在相当长的时期内仍会以硫酸法为主。国内外的经验表明,只要实施清洁生产、深化污染防治、强化环境管理,硫酸法工艺生产钛白粉面临的环境污染问题是可以得到很好地解决的。

(1)依靠科技进步,实现“减量化”。要推行清洁生产,降低原辅材料消耗,减少污染物总量,是解决硫酸法生产钛白粉环境污染问题的最佳路径。

(2)积极开展综合利用,实现“资源化”。比如,对于浓废酸,最好是浓缩后返回酸解;将中和石膏渣,进行开发后,实行产品化,再次利用;对经过处理后的废水可在不影响工艺的前提下作为系统补充水再次利用等等。

(3)深化污染治理,实现“无害化”。要实现“无害化”,首先要宣传教育,提高全员环境保护意识。其次是要尽量选择先进、经济工艺,努力实现达标排放,并符合总量控制要求。

(4)合理布局,“以废治废”。在结构调整或者扩建改建中,最好是有意识地建立硫酸-钛白粉-磷肥联合企业,使各个环节产生的废弃物作为原材料进入下一个生产环节,形成经济产业的产业链,建立真正的循环经济产业链技术体系。

5 结语

自2000年以来,我国钛白粉行业朝大型化和规模化迅速发展。钛白粉产量迅速增长。从2000年的0.29万t增至2009年的105万t,至2010年全国钛白粉总产量达147万t,钛白粉行业迎来了发展的繁荣期。然而,由于我国钛铁矿品位低,杂质较多,矿源复杂,硫酸法钛白生产中排出的废弃物数量较多,一直因扰着企业的发展,加上国家不断加大环保监察的力度,环保部门在企业排污口基本都安装了在线监测系统,硫酸法钛白的清洁生产已成为企业发展的根本方向。钛白行业清洁生产,当前要结合实际,依据现有经验和条件,实现资源的合理有效配置,彻底解决环境污染问题,增加产品的附加值,创造可观的经济效益。

参考文献:

[1] 邓 捷.钛白粉应用手册(修订版)[M].北京:化学工业出版社,2004.

酸性废水处理方法篇7

该厂所产生的电镀废水中含氰废水主要来源于氰化镀银工艺,包含铜件镀银、铝件镀银、导体镀银生产线,在该废水中含有由氰化物与铜离子、镍离子等金属离子结合形成的极稳定的络合物,使废水中的部分金属离子不能在碱性条件下生成氢氧化物沉淀去除;地面废水来源于各生产线冲洗工件水、冷凝水、冲刷地面等,由于生产工艺、生产任务量等因素的影响,地面废水水质、水量很不稳定,该废水中常含有氰化物及少量铜离子、镍离子、银离子、锌离子和表面活性剂等污染物;酸碱综合废水来源于车间各生产线综合排放水,主要含有酸、碱及重金属盐类等污染物,该废水一般呈酸性PH值4-6。

2电镀废水处理工艺对比

2.1电镀废水处理原有工艺

该电镀厂废水站新建时,污水排放标准执行的是《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中三级标准,主要处理工艺采用化学沉淀法,原有处理工艺及设施已无法满足现有污水排放要求。

2.2电镀废水处理改造后工艺

该电镀废水站原有工艺在处理废水时存在以下弊端:(1)含镍废液与含氰废水混合处理时,由于镍废液中重金属离子与氰形成稳定的络合物,造成破氰困难氰化物和重金属常常超标;(2)地面废水来源于各生产线,水质极其复杂,常常含有氰化物和重金属离子,该废水直接进入酸碱综合废水池将无法破氰;(3)酸碱废液浓度较高,打入酸碱综合池后导致后续处理负荷较大,处理达标较困难;(4)原系统仅能处理碱性重金属离子,而中性重金属离子锌无法去除,已无法满足新标准《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)中对锌离子的要求;(5)含氟废液和磷化废液是直接向废液池内投加药品,再通过压滤机压榨过滤的方式处理,该方式不易控制,同时处理高浓度含氟废液产生的酸雾对人体健康和车间环境造成极大损害。针对原系统种种弊端,现改造后工艺将废液处理作为单独处理单元,处理后的清液再进入综合废水后续处理单元,减小废液直接对酸碱综合水的冲击,而地面废水则进入含氰废水处理单元,综合废水处理系统增加二级斜管沉淀设备,同时增加硫化钠,采用硫化物沉淀法作为氢氧化物沉淀法的补充。

3电镀废水处理调试与运行

3.1含铬废水预处理

含铬废水通过泵提升至铬还原池,与此同时,氧化还原电位(ORP)控制仪根据设定值自动控制还原剂加药电动阀,当ORP<100mv时,自动按比例减小并关闭电动阀,在此条件下,废水中六价铬将被还原为三价铬,反应时间20min,反应后废水排至酸碱综合废水池一起处理。

3.2含氰废水预处理

含氰废水通过泵提升至破氰反应池,与此同时,PH和余氯控制仪根据设定值自动控制NaOH和次氯酸钠加药电动阀,当PH>10.5时,自动按比例减小并关闭加碱电动阀,当余氯超过10时,自动按比例减小并关闭加次氯酸钠电动阀,反应时间20min,在此条件下,氰化物氧化成氰酸盐,此时完成一级氧化破氰,反应后废水排至酸碱综合废水池一起处理。

3.3槽液预处理

含镍、含氟、磷化和酸碱废液分别单独处理,每处理废液按照废液类别和污染物种类,相应的投加NaOH、硫化钠、次氯酸钠、氯化钙、硫酸、PAC及PAM等药品,按照先破氰再化学沉淀的方式处理,反应搅拌时间大于5小时。处理槽液时,在投加NaOH调整PH为10.5-11后,依重金属离子浓度投加硫化钠以去除残余重金属离子,处理完废液排放至碱性污泥池,经压滤后滤液进入酸碱综合废水池一起处理。

3.4酸碱综合废水处理

经含铬、含氰、槽液预处理的水与车间综合排放水混合后,废水由提升泵进入一步净化器,与此同时,加药阀自动打开,PH控制仪根据设定值自动控制加碱电动阀,当PH>10.5时,自动按比例减小并关闭加碱电动阀,当废水处于正常状态时,投加药品主要为NaOH、硫化钠、PAM,实际调试过程中NaOH与硫化钠按10:1比例混合投加,其处理效果最佳,而硫酸亚铁和次氯酸钠作为应急处理药品,在酸碱综合水非正常状态时手动加药。一步净化器处理出水自流至二级斜管沉淀设备,此时,酸、PAC、PAM加药泵均自动打开,PH控制仪根据设定值自动控制加酸计量泵,斜管出水自流至中间水箱时,次氯酸钠加药泵打开,其停留时间10min,在此条件下,氰酸盐将彻底氧化,此时完成二级破氰,此后再经过过滤提升泵进入多介质过滤罐后外排。

3.5污泥处理

碱性污泥及中性污泥经板框压滤机脱水后,滤液再次进入综合废水池与酸碱废水一起处理,脱水后污泥装袋运往固废中心处理。

3.6处理效果

经过连续5个月的调试运行,整个处理工艺运行稳定,出水水质良好,经改造后出水水质指标达到《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)中各项标准。

4结束语

酸性废水处理方法篇8

[关键词]:含氰废水 处理方法 原理

1. 含氰废水处理方法

据不完全统计,处理含氰废水的方法有二十余种,可分为三大类型:破坏氰化物、转化氰化物为低毒物和回收氰化物。破坏氰化物的方法有碱性氯化法、二氧化硫―空气氧化法、过氧化氢氧化法、活性炭催化分解法、臭氧氧化法、电解法、高温分解法、吹脱曝气法、微生物分解法、自然净化法。转化氰化物为低毒物的方法有内电解法、铁盐沉淀法、多硫化物法。回收氰化物的方法有酸化回收法、离子交换法、电渗析法、乳化液膜法、铜盐或锌盐沉淀法、废水或贫液循环法。这些方法有些已经用于工业生产,有些还处于试验室研究阶段。

2. 黄金行业处理含氰废水主要方法分析

我国黄金行业使用的处理含氰废水的方法主要有碱性氯化法、活性炭催化分解法、自然净化法和酸化回收法,近几年开始使用二氧化硫―空气氧化法。

2.1 碱性氯化法

2.1.1 碱性氯化法的原理

利用氯的强氧化性氧化氰化物,使其分解为低毒物或无毒物的方法叫做碱性氯化法。氯与氰化物的化学反应视氯加入量的不同有两种结果,当控制反应条件尤其是加氯量一定时,氰化物仅被氧化成氰酸盐,称氰化物的局部氧化或不完全氧化:CN-+ClO-+H2O=CNCl+2OH-

生成的CNCl在碱性条件下水解:CNCl+2OH-=CNO-+Cl-+H2O

当加氯量增加时,生成的氰酸盐又被氧化为无毒的氮气和碳酸盐,称为氰化物的完全氧化,该反应是在局部氧化的基础上完成的:

2CNO-+3ClO-+H2O=2HCO3-+N2+3Cl-

通过调节反应pH值在9~11,使废水中氰化物降低到0.5mg/L,把反应控制在氰化物不完全氧化阶段,称之为碱性氯化法一级处理工艺,我国黄金行业几乎全部采用这种工艺。

2.1.2 碱性氯化法的优点

1)碱性氯化法是一种成熟的方法,在工艺设备等方面都积累了丰富的经验,且投资少,工艺、设备简单,易操作。

2)采用碱性氯化法处理后,氰化物可降低到0.5mg/L甚至更低。氰酸盐能进一步水解,生成无毒物。

2.1.3 结论

碱性氯化法可用于四方金矿尾矿库含氰废水的处理。

2.2 活性炭催化分解法

2.2.1 活性炭催化分解法的原理

活性炭对氰化物有很强的吸附能力,尽管活性炭能吸附氰化物,但活性炭法除氰主要有三种途径:氧化、水解和吹脱,根据条件不同,可以主要由一种或两种除氰途径起作用。

2.2.2 氰化物在活性炭上的氧化

当活性炭同时与废水和空气接触时,空气中的氧就会吸附在活性炭上,比水中溶解氧高数千倍,氧化学吸附在活性炭表面上,形成过氧化物和羟基酸官能团,构成活性表面。

活性炭

O2+2H2O+2e──H2O2+2OH-

由于活性炭吸附氧的过程产生了H2O2,而且活性炭上氰化物浓度比废水中氰化物浓度高很多,在炭表面上发生过氧化氢氧化氰化物的反应,H2O2可将氰化物氧化为氰酸盐。

2.2.3 氰化物在活性炭上的水解

吸附在活性炭上的氰化物在氧不足的条件下发生水解反应生成甲酸铵:HCN+H2O=HCONH2,这一反应的发生在水溶液中并不明显,但活性炭的作用使这一反应的速度明显加快,生成的甲酸铵在加热时分解出CO和NH3。

2.2.4 活性炭的填料作用

如果不考虑活性炭的内在特点,仅把它做为一种填料,由于活性炭的亲水性比其它填料好很多,活性炭所构成的填料塔是一个良好的HCN吹脱塔,向废水中充入气体时,HCN就会从液相逸入气相而被气流带走。

2.2.5 活性炭催化分解法的优点

1)能回收废水中的微量金银,具有较好的经济效益。

2)投资小、成本低,工艺设备简单,易于操作、管理。

2.2.6 结论

活性炭催化分解法适用于四方金矿尾矿库含氰废水的处理,四方金矿尾矿库回水处理系统采用活性炭法中的催化水解法,该方法不需要向吸附塔内通入空气,工艺简单,易于操作、管理。更重要的是,该工艺可回收废水中的微量金,具有较好的经济效益。

2.3 自然净化法

2.3.1 自然净化法的原理

研究表明,自然净化法至少是曝气、光化学反应、共沉淀作用和生物分解四种作用的叠加。

2.3.1.1 曝气

含氰废水与大气接触,大气中的SO2、NOx、CO2就会被废水吸收,使废水pH值下降:CO2+OH-HCO3-,SO2+OH-HSO3-

随着废水pH值的下降,废水中的氰化物趋于形成HCN:CN-+H+HCN

由于空气中HCN极微,废水中的HCN将倾向于全部逸入大气中。

2.3.1.2 光化学反应

亚铁氰化物和铁氰化物离子在光照下分解出游离氰化物,分解出的游离氰化物不断地被氧化、水解以及逸入空气中,达到了降低废水中氰化物浓度的目的。

2.3.1.3 共沉淀作用

废水中亚铁氰化物还会形成Zn2Fe(CN)6、Pb2Fe(CN)6之类的沉淀,与Cu(OH)2、Fe(OH)3、CaCO3、CaSO4等凝聚在一起,沉于水底从而达到了去除重金属和氰化物的效果。

2.3.1.4 生物化学反应

当尾矿库废水氰化物浓度很低时,废水中破坏氰化物的微生物将逐渐繁殖起来,并以氰化物为碳、氮源,把氰化物分解成碳酸盐和硝酸盐。

2.3.2 结论

尾矿库除贮存尾矿外,兼具自然净化之功效。

2.4 酸化回收法与二氧化硫―空气氧化法

酸化回收法只适用于处理高浓度含氰废水(1000~3000 mg/L),当氰化物浓度低时,处理成本高于回收价值,而四方金矿尾矿库含氰废水总氰化物浓度低于40mg/L,因此该方法不适用。采用二氧化硫―空气氧化法处理含氰废水后COD增加,还需进行二次处理才能排放,该方法同样不适用。对于上述两种方法的原理在此不做分析。

3. 四方金矿尾矿库含氰废水处理现状

四方金矿尾矿库含氰废水在库内自然沉淀澄清,尾矿澄清水及渗流水通过库内溢流涵洞及排渗系统排至坝前回水池,经活性炭吸附池、吸附塔过滤吸附后,全部输送至生产系统循环利用,不外排,事故状态下需外排时,则引入外排废水搅拌槽加漂白粉搅拌处理,再经过沉淀池,使外排废水中的CN-、pH、SS、COD等指标达到允许排放标准后外排。因此,四方金矿尾矿库含氰废水处理方法包括:废水循环法、活性炭催化分解法、碱性氯化法与自然净化法。

4. 几点建议

四方金矿尾矿澄清水及渗流水正常情况下全部回用于生产系统,回水处理系统目前运行良好,为了在事故状态下保证达标排放的同时,最大限度地降低外排水CN-浓度,特提出以下几点建议:

1)从反应动力学角度研究,在碱性氯化法工艺中采用的是全返混式反应器,为了使CN-浓度降低到0.5mg/L以下甚至更低,在总反应时间或搅拌槽有效容积一定的条件下,采用几个小体积搅拌槽串联比采用一个大容积的搅拌槽处理效果好得多。由于氯氧化氰化物的反应速度较快,反应器数量超过3台无多大意义。因此,可设置两个搅拌槽,事故状态下,二者串联使用,只在第一个搅拌槽投加漂白粉,第二个搅拌槽无需投加,以便使反应进行完全。

酸性废水处理方法篇9

关键词:酸洗磷化;废水处理;实际应用;评价

中图分类号:X703 文献标识码:A

一、酸洗磷化废水处理工艺的研究现状分析

(一)通过加入强碱对酸洗磷化的废水进行中和处理

向酸洗磷化的废水中加入一定量的强碱溶液进行中和处理,是一种传统的,也较为常见的处理方式。虽然,这种方式可以在某种程度上减低废水的危害性,但是,却不能完全的将废水中的有害物种除去,尤其是废水中存在的磷离子。而且,在使用强碱处理废水时,很难满足环保的要求。同时,在加入强碱的剂量方面也存在很多弊端,没有一个确定的标准。在经过强碱处理后的废水,由于其中含有氢氧离子的混合物,还需要对废水进行下一步的处理。因此,该种处理方式工序较为繁琐。

(二)利用石灰对废水进行处理

考虑到强碱处理废水带来的弊端。人们逐渐发现用石灰对废水进行处理,不仅仅可以减低废水的酸性,同时,还可以使废水中的钙离子发生沉淀,除此之外,用石灰对废水处理还可以有效的控制废水中的磷离子浓度。相对于强碱处理,使用石灰处理可以降低其他重金属的离子浓度。而且处理方式相对简单,经济性较强,对环境的危害性较小。

然而,除了上述的两种方式外,人们现在也努力的改进酸洗磷化技术,加强对酸洗磷化废水的重新回收和利用,以及采用生物手段来处理废水,进而来减少废水对环境造成的污染。

二、酸洗磷化废水的来源和特点分析

(一)酸洗磷化废水的来源

当前,在我国所使用的酸洗磷化工序多是使用的是多槽或是多工位步进式全自动一体化生产线,整个的操作流程都是由电脑控制的。在这个过程中,在每一个流程中都会产生不同的废水,其废水的成分也是不同的。通常,可以将废水分为以下四种:

(1)磷化废水;磷化废水的水质成分相对简单,主要是根据使用的磷化剂情况。但是,一般来讲,磷化废水中常含有大量的酸性物质以及锌离子等重金属。一般可以利用碱性条件下的混凝沉淀处理后就可以达标排放。

(2)倒槽废液;倒槽废液主要是指在酸洗磷化过程中定期冲洗下来的各种废液(包括废脱脂液等)。虽然各类倒槽废液的量并不是很多,但是废液的污染物浓度很高,不容易进行一般的废水处理。通常都是由专业的废水处理公司进行定期回收和处理。

(3)酸洗综合废水;该类废水主要是来自酸蚀、中和、氧化等。该类废水的处理工艺相对复杂。

(4)脱脂废水;脱脂废水主要来自使用脱脂剂后产生的废水,而常用的脱脂剂主要有两种:一是碱性皂化除油剂;二是乳化除油剂。一般,脱脂剂产生的废水都是呈现碱性。用一般的混凝沉淀无法处理而达到排放的标准。

(二)废水的特点分析

首先,可再生难度大,处理难度大;仅是单纯的酸洗磷化废水的可再生系数一般在0.1以下,很难将其在重复利用。而且,使用传统的处理方式,处理效果不理想,处理难度很大。其次,废水的水质和废水产生量不稳定,废水的排放也无规律可言;根据酸洗磷化的废水排放流程,仅有部分废水是从排水槽中连续被排出的,而其他的各个工序所产生的废水多是间歇性被排出的。而且,在这个过程中,不同阶段所产生的水的含量以及水质也是不同的。这也给废水的处理带来了不小的困难。再次,排出的废水成分复杂,废水中含有的污染物浓度相对较高;废水中除了含有大量的酸碱离子外,还含有大量的重金属。这些物质的存在势必会给废水的处理带来极大的困难,废水中含有的一些物质是很难被完全除去,因此,给环境带来了极大的危害。

三、废水处理技术以及相关评价

(一)废水处理技术工艺流程

首先,碱法混凝沉淀除去废水中的锌离子;由于锌离子具有两性金属的性质。因此,在处理的过程中,主要是通过控制系统的pH来保证锌离子能够以氢氧化锌的形式形成沉淀。可以根据氢氧化锌的浓度积来确定不同pH条件下废水中所含有的锌离子浓度,进而依据此来确定最佳沉淀用的pH值。其次,除去废液中的磷;通常废液中的磷,以PO43 -的形式存在,而且在有钙离子存在的情况下,可以和钙离子结合,形成磷酸钙而产生沉淀。再次,其他沉淀物的除去;主要是通过砂滤的方式去除其余的沉淀物。这些沉淀物主要是在上述沉淀去离子过程中未能分离出来的磷酸钙等。通过砂滤的方式去除这些沉淀,可以提高后续的吸附工艺的处理效率。最后,使用活性炭来除去磷;为了能够保证最终的废液处理效果,通常会在处理工艺的最后设置活性炭吸附装置,通过使用活性炭,利用其巨大的比表面积来充分吸收废水中的残留物质,进而保证废水可以达标排放。

(二)碱法混凝沉淀除去锌离子的实例效果评估和分析

碱法混凝沉淀除锌系统。在经过安装调试后,确定了最终的混凝反应沉淀最佳控制条件:首先是要加入碱,充分搅拌10min,当池中的废水pH值稳定在8.5~9.0时,系统中会出现大量的结构看起来十分紧密的颗粒状矾花;随后加入PAC200mg/L,在不间断搅拌10分钟,这时,会发现系统中矾花体积会显著的增加,并由原来的颗粒状变为片状;再投入PAM100MG/L,继续搅拌10分钟,会发现颗粒沉淀变为规则的球形,而且很均匀,肉眼可见的游离状微粒消失;关系搅拌系统。最后进行固体和液体的分离。

对该系统的沉淀效果和分离效果进行分析,结果表明,最佳沉淀时间为半个小时。而且,在此条件下,该系统如果不间断运行5天,对锌离子的平均除去率高达90%以上。由此可见,该系统的沉淀除锌效率还是很好的,满足实际生产需要。

参考文献

酸性废水处理方法篇10

关键词: 含铬废水 处理 还原

通过查资料,电镀工业含铬废水的处理最常用的方法有还原法、电解法,工艺成熟,运行效果好。但是近来又有很多其他的方法被研究出来,综合比较会发现这些方法也各有优缺点。作为新方法,他们自有借鉴之处。

现将所查到的资料综合 总结 如下:

一、还原沉淀法

化学还原法是利用硫酸亚铁、亚硫酸盐、二氧化硫等还原剂将废水中六价铬还原成三价铬离子,加碱调整ph值,使三价铬形成氢氧化铬沉淀除去。这种方法设备投资和运行费用低,主要用于间歇处理。

常用处理工艺为在第一反应池中先将废水用硫酸调ph值至2~3,再加入还原剂,在下一个反应池中用naoh或ca(oh) 2 调ph值至7~8,生成cr(oh) 3 沉淀,再加混凝剂,使cr(oh) 3 沉淀除去。改良的工艺为在第一反应池中直接投加硫酸亚铁,用naoh或ca(oh) 2 调ph值至7~8,生成cr(oh) 3 沉淀,再加混凝剂,使cr(oh) 3 沉淀除去。使用该技术后,含铬废水日处理量为1000m 3 ,废水中铬含量为10mg/l.该技术适用于含铬工业废水处理。

在一些报道中也有提到利用聚合氯化铝铁处理电镀含铬废水。Www.133229.coM聚合氯化铝铁兼有传统絮凝剂pac ,pfc的优点,形成的絮凝体大而重,沉降速度快。其出水色度比聚合氯化铁好,除浊效果和絮凝体沉降性能又优于聚合氯化铝。具体报道 内容 附于文后。

二、电解法沉淀过滤

1.工艺流程概况

电镀含铬废水首先经过格栅去除较大颗粒的悬浮物后自流至调节池, 均衡水量水质, 然后由泵提升至电解槽电解,在电解过程中阳极铁板溶解成亚铁离子,在酸性条件下亚铁离子将六价铬离子还原成三价铬离子,同时由于阴极板上析出氢气,使废水ph 值逐步上升,最后呈中性。此时cr3+ 、fe3+ 都以氢氧化物沉淀析出,电解后的出水首先经过初沉池,然后连续通过(废水自上而下)两级沉淀过滤池。一级过滤池内有填料:木炭、焦炭、炉渣;二级过滤池内有填料:无烟煤、石英砂。污水中沉淀物由过滤池填料过滤、吸附,出水流入排水检查井。而后通过泵进入循环水池作为冷却用水。过滤用的木炭、焦炭、无烟煤、炉渣定期收集在锅炉房掺烧。

2.主要设备

调节池1座;初沉池1座、沉淀过滤池2座;循环水池1 座;电源控制柜、电解槽、电解电源、电解电压1套;水泵5台。

3.结果与 分析

某电镀厂电镀废水处理设备在正常工况条件下,间隔不同的时间多次取样,。

电镀含铬废水采用电解法沉淀过滤工艺处理后全部回用,过滤池内填料定期集中于锅炉房掺烧,达到了综合治理电镀含铬废水的目的。

该处理技术虽然运行可靠,操作简单,但应注意几个方面:

a)需要定期更换极板;

b)在一定的酸性介质中,氢氧化铬有被重新溶解的可能;

c)沉淀过滤池内的填料必须定期处理,焚烧彻底,否则会引起二次污染。由此可见,对处理设施加强管理非常重要。

4.结论

1)该处理工艺对电镀含铬废水治理彻底,过滤池内填料定期统一处理,不会引起二次污染;处理后清水全部回用,可节省水资源,具有明显的 经济 效益。

2)该工艺投资较小,技术成熟,运行稳定可靠,操作方便,易于管理,适应于不同规模的电镀生产 企业 。

三、其他国内外含铬废水处理方法的研究进展

1.1 生物法

生物法治理含铬废水,国内外都是近年来开始的。生物法是治理电镀废水的高新生物技术,适用于大、中、小型电镀厂的废水处理,具有重大的实用价值,易于推广。国内外对srb菌(硫酸盐还原菌)[1]、sr系列复合功能菌[2]、sr复合能菌[3]、脱硫孤菌[4]、脱色杆菌(bac.dechromaticans)、生枝动胶菌(zoolocaramiger a)[5]、酵母菌[6]、含糊假单胞菌、荧光假单胞菌[7]、乳链球菌、阴沟肠杆菌、铬酸盐还原菌[8]等进行研究,从过去的单一菌种到现在多菌种的联合使用,使废水的处理从此走向清洁、无污染的处理道路。将电镀废水与其它工业废弃物及人类粪便一起混合,用石灰作为凝结剂,然后进行化学—凝结—沉积处理。研究表明,与活性的淤泥混合的生物处理方法,能除去cr 6 +和cr 3 +,no3氧化成no 3 -.已用于埃及轻型车辆公司的含铬废水的处理[9].

生物法处理电镀废水技术,是依靠人工培养的功能菌,它具有静电吸附作用、酶的催化转化作用、络合作用、絮凝作用、包藏共沉淀作用和对ph值的缓冲作用。该法操作简单,设备安全可靠,排放水用于培菌及其它使用;并且污泥量少,污泥中金属回收利用;实现了清洁生产、无污水和废渣排放。投资少,能耗低,运行费用少。

1.2 膜分离法

膜分离法以选择性透过膜为分离介质,当膜两侧存在某种推动力(如压力差、浓度差、电位差等)时,原料侧组分选择性透过膜,以达到分离、除去有害组分的目的。 目前 ,工业上 应用 的较为成熟的工艺为电渗析、反渗透、超滤、液膜。别的方法如膜生物反应器、微滤等尚处于基础 理论 研究阶段,尚未进行工业应用。电渗析法是在直流电场作用下,以电位差为推动力,利用离子交换膜的选择透过性,从而使废水得到净化。反渗透法是在一定的外加压力下,通过溶剂的扩散,从而实现分离。超滤法也是在静压差推动下进行溶质分离的膜过程。液膜包括无载体液膜、有载体液膜、含浸型液膜等。液膜分散于电镀废水时,流动载体在膜外相界面有选择地络合重金属离子,然后在液膜内扩散,在膜内界面上解络,重金属离子进入膜内相得到富集,流动载体返回膜外相界面,如此过程不断进行,废水得到净化。膜分离法的优点:能量转化率高,装置简单,操作容易,易控制、分离效率高。但投资大,运行费用高,薄膜的寿命短。主要用于回收附加值高的物质,如金等。

电镀 工业 漂洗水的回收是电渗析在废液处理方面的主要 应用 ,水和金属离子可达到全部循环利用,整个过程可在高温和更广的ph值条件下运行,且回收液浓度可大大提高,缺点为仅能用于回收离子组分。液膜法处理含铬废水,离子载体为tbp(磷酸三丁酯),span80为膜稳定剂,工艺操作方便,设备简单,原料价廉易得。也有选用非离子载体,如中性胺,常用alanmine336(三辛胺),用2%span80作表面活性剂,选用六氯代1,3-丁二烯(19%)和聚丁二烯(74%)的混合物作溶剂,分离过程分为:萃取、反萃等步骤[10,11].近来,微滤也有用于处理含重金属废水,可去除金属电镀等工业废水中有毒的重金属如镉、铬等[12,13].

1.3 黄原酸酯法

70年代,美国研制成新型不溶重金属离子去除剂isx[14~16],使用方便,水处理费用低。isx不仅能脱除多种重金属离子,而且在酸性条件下能将cr6+还原为cr3+,但稳定性差。不溶性淀粉黄原酸酯[17]脱除铬的效果好,脱除率>99%,残渣稳定,不会引起二次污染。钟长庚[18,19]等人用稻草代替淀粉制成稻草黄原酸酯,处理含铬废水,铬的脱除率高,很容易达到排放标准。 研究 者认为稻草黄原酸酯脱除铬是黄原酸铬盐、氢氧化铬通过沉淀、吸附几种过程共同起作用,但黄原酸铬盐起主要作用。此法成本低,反应迅速,操作简单,无二次污染。

1.4 光催化法[20,21]

光催化法是近年来在处理水中污染物方面迅速 发展 起来的新 方法 ,特别是利用半导体作催化剂处理水中有机污染物方面已有许多报道。以半导体氧化物(zno/tio 2 )为催化剂,利用太阳光光源对电镀含铬废水加以处理,经90min太阳光照(1182.5w/m 2 ),使六价铬还原成三价铬,再以氢氧化铬形式除去三价铬,铬的去除率达99%以上。

1.5 槽边循环化学漂洗

这一技术由美国erg/lancy公司和英国的ef fluenttreatmentlancy公司开发,故也叫lancy法。它是在电镀生产线后设回收槽、化学循环漂洗槽及水循环漂洗槽各一个,处理槽设在车间外面。镀件在化学循环漂洗槽中经低浓度的还原剂(亚硫酸氢钠或水合肼)漂洗,使90%的带出液被还原,然后镀件进入水漂洗槽,而化学漂洗后的溶液则连续流回处理槽,不断循环。加碱沉淀系在处理槽中进行,它的排泥周期很长[22].广州电器 科学 研究所开发了分别适用于各种电镀废水的三大类体系的槽边循环化学漂洗处理工艺,水回用率高达95%、具有投药少、污泥少且纯度高等优点。有时,用槽边循环和车间循环相结合[23].

1.6 水泥基固化法处理中和废渣[24]

对于暂时无法处理的有毒废物,可以采用固化技术,将有害的危险物转变为非危险物的最终处置办法。这样,可避免废渣的有毒离子在 自然 条件下再次进入水体或土壤中,造成二次污染。当然,这样处理后的水泥固化块中的六价铬的浸出率是很低的。

2、电镀含铬废液及污泥的综合利用

由于电镀含铬老化废液有害物质含量高,成分复杂,在综合利用之前应对各种废液进行单独和分类处理。对于镀锌钝化液、铜钝化液及含磷酸的铝电解抛光液均用酸碱调节ph;对于阴离子交换树脂,只需将它变为na 2 cro 4 即可。

2.1 利用铬污泥生产红矾钠[25]

在高温碱性条件介质na 2 cro 4 中三价铬可被空气氧化为na 2 cr2o 7 ,同时污泥中所含的铁、锌等转化为相应的可溶盐nafeo 2 、na 2 zno 2 .用水浸取碱熔体时,大部分铁分解为fe(oh) 3 沉淀而除去。将滤液酸化至ph<4,na 2 cro 4 即转变为na 2 cr 2 o 7 ,利用na2so4与na 2 cr 2 o 7 溶解度差异,分别结晶析出。采用高温碱性氧化铬污泥制红矾钠的条件是n(na 2 co 3 )∶n(cr 2 o 3 )=3.0∶1.0,温度780℃,时间2.5h,铬的转化率在85%以上。

2.2 生产铬黄[26]

利用纯碱作沉淀剂去除电镀废液中的杂质金属离子,再利用净化后的电镀废液替代部分红矾钠生产铅铬黄。电镀液加入na 2 co 3 饱和液后,调整ph至8.5~9.5.进行过滤,滤液备用。在碱性条件下将滤渣中的cr3+用h 2 o 2 氧化为cr6+,再经过滤,滤液与上述滤液混合。将滤液与硝酸铅溶液和助剂,在50~60℃反应1h,然后经过滤、水洗,洗去氯根、硫酸根以及其它部分可溶性杂质,再经干燥粉碎即得成品铅铬黄。利用电镀废液生产铅铬黄,不仅解决了污染 问题 ,而且使电镀废液中的铬得到了回收利用。据估算,按年处理电镀废液200t,年平均回收18t红矾钠,可实现年创收4万余元。效益可观。

2.3 生产液体铬鞣剂及皮革鞣剂碱式硫酸铬[27,28]

含铬废液先用氢氧化钠去除金属离子杂质,控制ph=5.5~6.0,然后过滤,滤液待用,污泥用铁氧体无害化处理。然后,在滤液中投加还原剂葡萄糖,使na 2 cr 2 o 7 还原为cr(oh)so 4 ,在100℃条件下,进一步聚合,当碱度为40%时,分子式为4cr(oh) 3 .3cr 2 (so4) 3 ,即为铬鞣剂。河北省无极县某皮革厂就是利用电镀含铬废水生产液体铬鞣剂。按每天生产5t液体铬鞣剂,每天可得利润为6000余元。可见利用含铬废液生产铬鞣剂的 经济 效益是十分显著的。另外,可将含铬的污泥与碳粉混合,在高温下煅烧,从而可制得金属铬[29].因为含铬污泥是电镀车间污泥的主要品种,根据电镀处理方法不同,污泥的回收利用也不同[30].电解法污泥:

(1)做中温变换催化剂的原料;

(2)做铁铬红颜料的原料。

化学法的污泥:

(1)回收氢氧化铬;

(2)回收三氧化二铬抛光膏。铁氧体污泥做磁性材料的原料等等。