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中和与絮凝结合,强化沉淀处理废水
日期:2013/1/29 12:00:23 人气:3900
网管按语:涂装中的废水处理的方法很多,常见的有物理分离法、化学分离法、生物降解法及物理化学分离法四种,这篇由祥和涂料磷化(成都)总部技术保障处发表的论文,介绍的是中和与絮凝结合的沉淀处理废水的方法。

 1  前言

    污水的处理方法大体分为四种:(1)物理分离法:包括机械分离、气提、气池、蒸溜、活性炭吸咐及膜法等;(2)化学分离法:包括絮凝化学沉淀,中和,氧化还原法等;(3)生物降解法:包括曝气沉淀,活性污泥生物降解法等;(4)物理化学分离法:包括电渗析,隔膜电解、高梯度磁分离法等。

所谓前处理废水,一般是指表面处理车间工件脱脂、酸洗、磷化后的废水混合到一起统称为前处理废水。它除含有酸、碱外,还含有铜、锌、铁、镍、锰等金属离子以及其他一些有机物和油类等,这类污水呈酸性或碱性。必须要经过化学中和、化学沉淀、絮凝化学强化沉淀,过滤等处理后才能作为清洗水循环使用或向外排放。

2  酸、碱、废水的化学沉淀、絮凝沉淀、过滤处理

将前处理过程中产生的废酸水和废碱水放入反应池进行中和处理,使水的pH值达到6~9的范围。

酸、碱废水的中和处理系统是由集水池、反应池、澄清池、中和池等组成。处理时,首先将废酸、废碱液导入集水池通过搅拌混合后注入反应池,在反应池内根据测定的pH值大小适当地注入酸液或碱液。将废液的pH值调整在一定的范围内,进行中和处理。应尽量利用废酸、废碱液自然中和处理。

2.1  磷化废水的处理

向含酸的磷化废水中投加适量的碱性物如:碱、生石灰等,使含酸放心水得到中和。它的处理工序是先将石灰加水消化成40~50%的高浓度石灰乳后,再加水搅拌均匀配在5~10%的石灰液用泵抽至反应池,与废水一起搅拌反应,它是利用PO43-能与许多金属离子如:Ca2+、Fe2+、Fe3+和Zn2+等反应形成沉淀。向混合废水中投加生石灰(CaO)或熟石灰(Ca(OH)2)后,由于pH值升高Ca2+浓度增大,会产生Fe3(PO4)2、Zn3(PO4)2、Ca3(PO4)2等沉淀,这样废水中的Ca2+、Fe2+、Fe3+和Zn2+、PO43+等会大大降低。中和澄清后,使水和沉淀得到分离。计算中和碱时,注意不要忽略废水中重金属离子生成气氧化物沉淀所消耗的部份石灰乳,采用电动机搅拌,禁用压缩空气搅拌,防止CaCO3造成损失,投药量为理论值的1.05~1.1倍。

2.2  前处理废水处理新工艺——中和与絮凝结合处理

中和主要是调节废水的pH值,当废水中胶状物质或细微颗粒悬浮物很多时,可以加入凝集剂——聚丙烯酰胺强化沉淀。由于它具有线性结构,固相颗粒易被其强烈的吸附,当它的一端吸附某一固相颗粒后,另一端又吸附另一相颗粒,微粒透过高分子聚丙烯酰胺的吸附架桥作用,颗粒逐渐变大形成絮状,最终形成肉眼可见的大颗粒沉淀,强化了沉淀效果,以石灰乳(即Ca(OH)2)来调节pH值,当混合废水的pH值>7.5以上,以废水中Fe2+、Zn2+已检验不出来,完全能满足废水的排放标准,而PO43-随着废水的pH值升高而急剧下降。

磷化槽在使用过程中,根据生产情况每两个月或更长时间就需要翻槽一次,将其沉淀过滤后用泵打入反应池中,加入Ca(OH)2调节pH=4-5,产生大量的沉渣放入到污泥池,经过滤脱水,再次进入反应池,用30%的H2O2氧化1~2h,加入石灰乳调节pH=6~7,两次脱水。水流入集水池和磷化废水混合均匀,在反应池中加石灰乳调节10.5~11.5,搅10min,然后加入聚丙烯酰胺,搅拌5min,沉淀2~4h,上清液放入到澄清池再进入到三个过滤柱,进一步除去悬浮物,送至中和池,用HCl调节pH=7~8.5,取样化验合格后送至清水池,泵入高位水箱可循环使用,处理磷化废水后产生的废渣经处理后可作磷肥,变废为宝。

2.3  HCL废水的处理

在进行废水处理时,将高浓度的废HCL液泵入到低浓度的集水池中进行稀释后,再泵入到反应池用石灰乳作为药剂的第一次中和,将pH值调整至4左右,凭借pH控制器的指示,供给碱溶液将pH调至6~9的范围内,中和过程中产生的含有悬浮物的废水,经加入聚丙烯酰胺搅拌均匀后产生的大量沉淀放入到污泥池,清液泵入到澄清池澄清,澄清液经三个过滤柱进一步除去悬浮物,再泵入二次中和槽,根据测定的pH值情况加入酸或碱将pH值调至7.5~8,处理后的水就可以循环使用或向外排放了。沉淀后的泥渣通过过滤机浓缩脱水后形成可搬运的固态物。加入建筑材料后,可进一步做成建材。

2.4  H2SO4废水的处理

H2SO4废水处理投药中和,它和HCL废水处理相比,除没有第一次中和外,其他程序都是相同的。这是因为若在处理H2SO4废水时设置第一次中和,在处理全过程中,生成的CaSO4不溶于水,在药剂的表面生成一层难溶的盐毂,使中和反应不能继续进行,而失去第一次设置中和意义。而处理HCL废水时,生成的氯化物在水中能迅速溶解,不阻碍中和反应的进行。

3  酸、碱中和处理的有关计算

(1)中和处理药品投加量的计算:

G2=

QsC'ak

×100        kg/h

a

式中:Qs—含酸废水的处理量(m3/h)

a—药剂纯度以%计

k—中和反应不均匀系数。一般采用1.1~1.2

C's—含酸废不的浓度。(%)

但以石灰乳中和H2SO4时,采用K=1.05~1.10以干粉和石灰浆中和时,由于反应不彻底和缓慢,K=1.4~1.5,中和HCL、HNO3时K=1.05;

a—药剂纯度以%计,按当地产品纯度计算,如无资料时,按下列资料计算,生石灰含60~80%有效的CaO,熟石灰65~75%的Ca(OH)2;电石渣及废石灰含60~70%有效的CaO;石灰石含有90~95%的CaCO3;白云石含45~50%的CaCO3

(2)中和反应池有效容积的计算

V=

(Qs+Qc)t

m3

60×1000

式中:Qs—含酸废水的处理量(m3/h)

t—混合中和反应时间(min)

Qc—药剂液消耗量(L/h)

用石灰中和,t=1~2min,对于废水中含有重金属盐或其他有毒物质时,其混合反应时间应根据作盐和解毒的要求来确定。

(3)药剂溶液消耗量的计算

Qc=G2/ry·C'2(L/h)

式中:G2—药剂中和消耗量(kg/L)

ry—药剂密度(kg/L)

用石灰中和ry=0.9—1.1

C'2—药剂液的浓度,以%计,石灰溶液C'2=5—10%。

(4)中和反应沉淀池有效容积的计算

V=

(Qs+Qc)t1

(m3)

60×1000

式中t1—混合液停留时间min,若反应时间大于沉淀时间,则t1为沉淀时间,采用石灰中和t1=60—120min。

(5)药剂液池有效容积的计算

V1=

G'2

(m3)

ry C'2N

式中V1—药剂溶液有效容积

G'2—药剂中和消耗量(顿/天)

ry—药剂密度(顿/m3);石灰ry=0.9~1.1

C'2—药剂液的百分比浓度以%计,石灰溶液一般C'2=5—10%

N—每月配药的次数,人工搅拌按3次计算,机械搅拌按6次计算。

4  结语

我国淡水资源日益紧张,水质污染日趋严重,将工业污水处理作为一次清洗水回收使用仍是节省资源,减少污染的必然发展趋势。



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