減泥高效酸洗磷化污水處理

應(yīng)用范圍

◆電鍍工業(yè)污水處理、印染工業(yè)污水處理、線路板工業(yè)污水處理、藥廠工業(yè)污水處理

◆發(fā)電廠工業(yè)污水處理、有色金屬冶煉工業(yè)污水處理、化肥廠工業(yè)污水處理、

◆酒廠工業(yè)污水處理、飲料廠工業(yè)污水處理、食品廠工業(yè)污水處理。

◆煤化工工業(yè)污水處理、設(shè)備冷卻工業(yè)污水處理、造紙工業(yè)污水處理、石油開(kāi)采冶煉工業(yè)污水處理。

◆洗滌清洗工業(yè)污水處理；濕式油煙凈化、廢氣處理工業(yè)污水處理。

酸洗廢水特點(diǎn)

酸洗是為了使金屬表面整潔，在金屬加工前用硫酸或者鹽酸、硝酸、氫氟酸、磷酸、或用以上幾種酸的混合液，一邊加溫一邊對(duì)金屬進(jìn)行清洗，除掉附著在金屬表面上的氧化物等的過(guò)程，酸洗過(guò)程中有酸洗廢液和酸洗廢水產(chǎn)生。

隨著酸洗的進(jìn)程，金屬氧化物不斷溶解而進(jìn)入酸洗液中，原來(lái)酸洗液中的氫離子逐漸被金屬鹽所代替，酸的濃度逐漸降低，金屬鹽濃度隨之升高，因而酸洗液溶解氧化物的速度逐漸減慢，需要不斷排出廢液，補(bǔ)充新的酸洗液，這種用過(guò)的酸洗效果差的廢液稱酸洗廢液。

從酸洗液中取出的金屬材料，表面上仍附著少量的酸洗液，必須用水沖洗，由此排除的沖洗水即為酸洗廢水。

酸洗廢水特點(diǎn)：

（1）：廢水中PH一般小于4，須要中和處理。

（2）：廢水中的固體懸浮物主要為鐵削等金屬物質(zhì)，由于顆粒比重大體積小，所以不容易攔截卻非常容易沉淀。

（3）廢水中的色度主要是由于亞鐵離子造成的（呈綠色），亞鐵離子排入水體后被水中的溶解氧氧化生成氫氧化鐵，從而使水體呈現(xiàn)紅棕色，只要將廢水中的亞鐵離子取出就可實(shí)現(xiàn)出水色度達(dá)標(biāo)。

（4）鋼材酸洗沖洗廢水屬酸性廢水，含有鐵、鉻、鎳、氟等多種無(wú)極污染物，如不經(jīng)過(guò)處理就直接排放，周邊水體將會(huì)嚴(yán)重污染。

4.2國(guó)內(nèi)外酸洗廢水處理方法

（1）中和法：中和法是常用的比較成熟的處理方法，可采用工業(yè)堿、石灰、電石渣、石灰石-石灰二級(jí)中和等。對(duì)于處理量較大的酸洗廢水，直接用工業(yè)堿或石灰乳進(jìn)行中和調(diào)節(jié)廢水的PH到7-8，不僅堿耗量大費(fèi)用昂貴，而且會(huì)產(chǎn)生大量的不易處理的化學(xué)沉淀污泥，造成二次污染。先用石灰石預(yù)中和（PH4-5）,再進(jìn)行石灰中和，在減少成本的情況下同樣能達(dá)到非常好的污染物取出效果，而且增加水中鈣離子濃度這對(duì)取出水中的PO₄^3-、SO₄^2-和少量的F^-是非常有利的，形成的磷酸鈣、硫酸鈣和氟化鈣沉淀還可以加強(qiáng)其它氫氧化物沉淀的效果。

（2）冷凍結(jié)晶法：通過(guò)控制硫酸亞鐵從廢液中結(jié)晶的條件，使硫酸亞鐵結(jié)晶分離，達(dá)到凈化及回收硫酸亞鐵的目的。對(duì)某些廢水中硫酸亞鐵含量高，具有回收價(jià)值的建議采用。

（3）膜過(guò)濾法：將酸洗廢水中和后用戈?duì)柲し蛛x器進(jìn)行分離。該過(guò)濾器是將膨體聚四氟乙烯用特殊工藝復(fù)合在底部支撐材料上，制成薄膜濾袋進(jìn)行有效過(guò)濾，懸浮物被全部截留在薄膜表面，而且此薄膜具有不粘性和非常小的摩擦系數(shù)，故不易產(chǎn)生堵塞。

（4）吸附法：是一種常用的方法，一些天然物質(zhì)或工農(nóng)業(yè)廢棄物具有很好的吸附性能，其來(lái)源豐富、價(jià)格低廉，因而在使用后不必再生，使用方便。但這些吸附劑吸附了污染源后仍存在后處理、再生及二次污染問(wèn)題，所以限制了它們的工業(yè)化應(yīng)用。

（5）生物吸附法：以細(xì)菌、真菌、藻類等作為生物吸附劑，利用生物吸附劑材料的細(xì)胞壁作用，絡(luò)合及離子交換作用、氧化還原作用等可實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水中重金屬離子的吸附轉(zhuǎn)移，采用固定床或流化床裝置將吸附、洗脫、再生過(guò)程同時(shí)進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)連續(xù)操作。生物吸附法是一種新方法，近二十年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了大量研究，但大多處于實(shí)驗(yàn)階段，實(shí)際應(yīng)用較少，較有發(fā)展前景。

（6）膠束增強(qiáng)超濾法：這是一項(xiàng)將表面活性劑和超濾膜耦合起來(lái)的新技術(shù)，國(guó)內(nèi)研究報(bào)道較少，國(guó)外也處于研究階段。目前使用的表面活性劑主要是有機(jī)合成的，具有一定的毒性，有的使用卵磷脂等具有表面活性劑功能的天然物質(zhì)來(lái)替代這些有機(jī)物。某些陰離子與陽(yáng)離子或非離子表面活性劑混合后具有協(xié)同作用，能形成較大的膠束，增強(qiáng)對(duì)污染物的去除效果。超濾膜能耗低，處理后的水可以回用，具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

處理各種酸洗廢水和重金屬?gòu)U水的方法還有：萃取法、混凝法、氧化還原法、浮選法、電滲析法、反滲透及離子交換樹(shù)脂等。綜上所述，采用石灰石-石灰乳二級(jí)曝氣中和法處理酸洗廢水是目前最經(jīng)濟(jì)合理、工藝最簡(jiǎn)單易于操作、最適合工程應(yīng)用的有效方案。

4.3處理方法的確定

4.3.1鐵

    鐵在水中常以三價(jià)或者二價(jià)形態(tài)存在，這取決于水的PH和溶解氧濃度，在進(jìn)水中由于溶解氧濃度低且PH值小于3-4，主要以二價(jià)鐵存在。當(dāng)PH呈中性且有氧存在時(shí)，可溶性的亞鐵能迅速氧化成三價(jià)鐵，后者又易水解成不溶性的氫氧化鐵。處理鐵主要方法是將亞鐵轉(zhuǎn)化成三價(jià)鐵，并使之生成氫氧化鐵沉淀。PH為8.5時(shí)，氫氧化鐵的溶解度最小，PH為12時(shí)，氫氧化鐵從新溶解。在PH為7-7.5條件下進(jìn)行曝氣，亞鐵可迅速轉(zhuǎn)化為三價(jià)鐵，氫氧化鐵的自發(fā)形成可以使鐵通過(guò)沉淀而去除。另外生成氫氧化鐵沉淀比生成氫氧化亞鐵沉淀優(yōu)越。

4.3.2鎳

環(huán)境中的鎳主要以二價(jià)離子形態(tài)存在，能與許多無(wú)機(jī)和有機(jī)絡(luò)合物生成溶于水的鎳鹽。常見(jiàn)的鎳（II）鹽有：黃綠色的NiSO₄和綠色的Ni(NO₃)₂，在廢水中主要以離子形態(tài)存在。主要處理技術(shù)有：

1. 沉淀法：投加石灰可使鎳生成難溶的Ni(OH)₂，該法是含鎳廢水處理常用的基本方法。另外還可以用硫化物沉淀法處理鎳，在中性的PH時(shí)可達(dá)到很好的處理效果。

2. 離子交換法：可用于回收鎳，陽(yáng)-陰離子交換樹(shù)脂已被用來(lái)處理硫酸鎳電鍍漂洗廢水，鎳可得到完全回收，且處理后出水能再用于漂洗。但對(duì)于混合金屬?gòu)U水，采用該法回收就不太經(jīng)濟(jì)。

3. 蒸發(fā)法：該方法要求減少?gòu)U水體積，從而提高廢水中鎳的濃度，所以常采用逆流洗滌封閉循環(huán)蒸發(fā)回收方式，這必須在漂洗工藝的設(shè)計(jì)和建設(shè)中一起完成。

4. 反滲透法：特別適用于處理接近中性的含鎳廢水，而且回收利用昂貴的鎳化合物在經(jīng)濟(jì)上可獲利，因此很多反滲透裝置都專門用于處理鎳電鍍液。對(duì)于酸洗廢水，鎳的濃度偏低，如采用此法成本過(guò)高而且無(wú)回收價(jià)值。

4.3.3鉻

鉻在水中常以三價(jià)（Cr³⁺）和六價(jià)(Cr⁶⁺)離子形態(tài)存在，在一定條件下可互相轉(zhuǎn)化。 Cr（III）、Cr（VI）在酸性溶液中以Cr³⁺、Cr₂O₇^2-形態(tài)存在，而在堿性溶液中存在著Cr(OH)₄^-、 CrO₄^2-。酸洗廢水呈酸性，而且廢水中存在大量的具有還原性的亞鐵離子，所以進(jìn)水中鉻主要以三價(jià)（Cr³⁺）存在。

三價(jià)鉻的處理技術(shù)主要有下列方法：

1. 沉淀法：通過(guò)投加石灰或苛性堿以形成氫氧化鉻沉淀物而達(dá)到去除目的。

2. 離子交換法：使用離子交換樹(shù)脂進(jìn)行濃縮回收作為常用的沉淀處理后續(xù)深度處理手段。

3. 高梯度磁分離-鐵氧體法：這是一種新的用于處理含鉻廢水的方法。由于鐵氧體具有強(qiáng)磁性，沉渣可以用高梯度磁分離技術(shù)分開(kāi)，分離后的沉渣可用作鐵氧體材料和鉻鐵合金原料。高梯度磁分離和離子交換往往在特殊情況下使用，一般工業(yè)中三價(jià)鉻仍常用石灰進(jìn)行處理較為簡(jiǎn)便和經(jīng)濟(jì)。

4.3.4氟

    氟作為機(jī)體生命活動(dòng)所必須的微量元素，具有多方面的生理作用，但當(dāng)攝入氟含量過(guò)高時(shí)，將對(duì)機(jī)體產(chǎn)生一系列毒副作用，過(guò)量的氟對(duì)骨、肝、腎、心血管系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)等組織均有不同程度的損害作用。因此我國(guó)規(guī)定飲用水中適宜氟濃度為0.5-1.1mg/L，工業(yè)廢水中氟的無(wú)機(jī)化合物最高允許排放濃度為10 mg/L。

     處理氟廢水的方法主要是沉淀和吸附法

1. 沉淀法：沉淀常用的化學(xué)藥品主要有石灰、氯化鈣、鎂化合物并配合聚合硫酸鐵、硫酸鋁、聚合氯化鋁、PAM等使用，反應(yīng)機(jī)理為：Ca²⁺+2F^-=CaF₂↓.

2. 吸附法:含氟廢水流經(jīng)接觸床，通過(guò)于床中固體介質(zhì)進(jìn)行特殊或常規(guī)的離子交換或化學(xué)反應(yīng)可去除氟化物。雖然處理過(guò)程中不需要移去固定介質(zhì)，但接觸床的再生及高濃度再生液的處理是整個(gè)過(guò)程不可缺少的。由于接觸過(guò)程的基本機(jī)理是離子交換或表面反應(yīng)，因此吸附法一般不直接用于氟廢水的處理，只適用于低濃度含氟廢水或經(jīng)過(guò)其它方法處理后的氟化物濃度降至10-20mg/L的廢水，否則吸附接觸床再生繁瑣，運(yùn)行成本高。接觸床吸附介質(zhì)包括磷石灰、離子交換樹(shù)脂和改性礬土等。

   以上分析可知，雖然每種污染物均有多種處理技術(shù)，但酸洗廢水是多種離子混合的重金屬?gòu)U水及含氟廢水，采用離子交換、反滲透等方法均難以一個(gè)過(guò)程全部去除，而且很不經(jīng)濟(jì)，然而采用操作最簡(jiǎn)單最成熟的石灰中和法就可同時(shí)實(shí)現(xiàn)廢水中鐵、鎳、鉻、氟等污染物的去除。

物化法一般分為格柵、絮凝沉淀、自然沉淀、斜管斜板沉淀、化學(xué)沉淀、化學(xué)氧化、化學(xué)還原、離子交換、過(guò)濾等等，

4.3.5 CODcr

酸洗廢水中除上面所描述的重金屬外，COD也很高。這是因?yàn)?

1. 金屬表面含有有機(jī)油或者溶解油。

2. 廢水中含有游離CL.

3. 鍋爐的麻石水幕過(guò)濾污水混入。

4. 有機(jī)污染物混入。

因此簡(jiǎn)單的中和、混凝沉淀不能同時(shí)處理COD，需要另外設(shè)置生化工藝。

4.4生化法的確定   

生化法一般分為厭氧生化、好氧生化工藝。

4.4.1厭氧生化

厭氧生化具有下列優(yōu)點(diǎn)：無(wú)需攪拌和供氧；動(dòng)力消耗少。厭氧池內(nèi)利用厭氧菌的作用，使有機(jī)物發(fā)生水解、酸化和甲烷化，去除廢水中的有機(jī)物，并提高污水的可生化性，有利于后續(xù)的好氧處理。

常用的厭氧法包括普通消化池、厭氧接觸消化池、水解酸化塘池等

4.4.2好氧生化

好氧生化一般分為活性污泥法（包括變種的氧化溝、A2/O、SBR等）和曝氣生物濾池法。

在污水好氧生物處理工藝的發(fā)展和應(yīng)用中，活性污泥法和生物膜法一直占據(jù)主導(dǎo)地位。隨著新型濾料的開(kāi)發(fā)和配套技術(shù)的不斷完善，與活性污泥法平行發(fā)展起來(lái)的生物膜工藝技術(shù)得以快速發(fā)展，即獨(dú)立又幾乎已經(jīng)結(jié)合到污水處理的各種其它工藝中，這是由于生物膜法具有諸多優(yōu)點(diǎn)：

處理效率高、耐沖擊負(fù)荷性能好、體積小、占地面積少、運(yùn)營(yíng)管理穩(wěn)定、低成本、低能耗、投資省、運(yùn)營(yíng)成本低、不存在活性污泥法的污泥膨脹問(wèn)題、可以維持較高的污泥齡、生物相相對(duì)豐富穩(wěn)定、具有較高的微生物量、水力停留時(shí)間較短、對(duì)毒性物質(zhì)和沖擊負(fù)荷具有較強(qiáng)的抵抗性、具有一定的消化和反消化功能、可以實(shí)現(xiàn)封閉式運(yùn)轉(zhuǎn)、解決臭味問(wèn)題等。

下表為生物膜與活性污泥的微生物比較：

生物膜及活性污泥出現(xiàn)的微生物比較

從上表可以看出生物膜上的微生物種類繁多，各菌種數(shù)量穩(wěn)定且量大，單位反應(yīng)器內(nèi)的生物量可高達(dá)活性污泥法的5-20倍，因而生物膜反應(yīng)器具有較高的處理能力。

以下為幾種常用污水二級(jí)處理工藝比較。   

由上表可以看出采用曝氣生物濾池法具有投資少、能耗低、運(yùn)行費(fèi)用低、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、出水水質(zhì)穩(wěn)定高效等優(yōu)點(diǎn)。