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各种IMC载休的性能比较
适用于废水处理的理想的IMC载体应该是对生物无毒,传质性能良好,机械强度高,寿命长,固定操作容易,且价格便宜。对按图1制备的琼脂、明胶、海藻酸钙(简称SA)、聚乙烯醇(简称PVA)和丙烯酞馁(简称ACRM)5种凝胶作为IMC载体时的机械强度、传质性能等比较结果如下:1)在5种包埋剂中,琼脂机械强度极差,无实际工程应用价值;2)ACRM凝胶中未聚合的单体对生物有毒,且在聚合过程中发热,对细菌杀伤大;传质性能较差,IMC小球内的微生物增殖不好;固定操作不易;3)明胶强度较低,内部结构密实,传质性能较差;4)SA凝胶和PVA凝胶,机械强度较好;电镜观察表明内部呈多孔结构,对生物的毒性小,固定操作容易。5种IMC载体的各性能比较见表2。对SA凝胶和PVA凝胶进一步的研究表明:PVA凝胶的机械强度优于SA凝胶,但SA凝胶的传质性能比PVA凝胶好。将两种IMC小球置于红墨水中,30min时,红墨水沿半径5.Omm的PVA小球径向仅扩散进入0.6mm~0.8mm,而SA小球几乎全部变红。在稳定性方面,SA凝胶易在PO2溶液中溶解,pH>10时,容易破碎;而PVA性能受pH变化影响甚微,但PVA由于交联不彻底,有小量TOC溶出。通过用Na2:CO3:事先将硼酸溶液的pH调到6.7左右,再进行交联,可减少TOC溶出,并可增加高温时凝胶强度的稳定性。综合以上结果,目前较为合适的IMC载体为PVA,但需对传质性能进一步改善。
IMC处理洗衣粉废水效果
随着运行时间及LAS降解速率增加,运行到第八天,降解速率达最大,在进水LAS浓度40mg/L时,在3h内就可将LAS降解97.8%。当进水LAS浓度升高为70mg/L时,LAS的降解速率并没有因为其浓度的提高而降低很多。但随着运行时间的增加,PVA小球的活性有所下降。运行到20天,3h的LAS去除率只有81%。这可能是由于LAS降解产物中有不利于LAS降解菌生长的物质产生,积累到一定量时,导致PVA小球活性下降。采用低浓度LAS进水对PVA小球进行活化培养,可恢复PVA小球的活性,反复使用。半连续试验进行了几个月,结果表明PVA小球一直保持了良好的强度,没有破碎。
【关键词】电镀废水;含氰废水;排放标准;自动控制系统
电镀生产中要大量使用强酸,强碱,盐类,重金属和有机溶剂等化学药品,在作业过程中会散发出大量有毒有害气体, 氢氟酸在空气中发烟,其蒸气具有十分强烈的腐蚀性和毒性,如安全管理、废水处理工作做得不好,极易发生中毒,灼伤,以致燃烧爆炸事故.某机械加工企业,近年来随着电镀车间扩建,全厂排放污水总量达到近30t/d,CN-质量浓度为20mg/L。为改变此状况此厂决定改用新的处理工艺,对电镀废水中有毒有害污染物加以控制。处理后出水达到《污水综合排放标准》(GB8978 1996)一级标准。
1、废水组成及水质
该厂废水主要包括:氰化电镀的镀件清洗废水,其中含有剧毒的游离氰化物、铜氰、银氰、锌氰等络合离子; 排水水质指标为含氰废水CN-质量浓度为20mg/L,pH值为9,重金属离子废水指标为Cu2+15mg/L,Ni+15mg/L,pH值为3。
2、工艺的选择与设计
2.1 工艺的选择
目前,国内多采用化学法,该法技术成熟,效果稳定可靠,较适合小型电镀厂的废水处理。含氰废水和重金属废水的处理工艺种类较多,有的将这几种废水分别处理,但工艺复杂,且造价高;也有的将这几种废水先混合再进行综合处理,但控制工艺较复杂,目前应用也很少。而采用先将含氰废水进行分质处理再进行混合处理的方法,不但工艺流程简单,操作方便,而且占地小,投资少,处理后水质好。本工程中含氰废水与重金属废水混排,将影响后期混合废水处理系统的效果。在这里采取含氰废水分质处理的方法,达到预期目的后,进入混合处理系统,同时重金属废水也进入混合处理系统。该系统处理工艺采取二级物化法,使在不同的处理条件下,各项考察指标均达到国家排放标准。
(1)含氰废水处理方法。为了使处理后含氰废水与其他重金属废水的混合处理效果更佳,采用碱性氯化法处理含氰废水,以次氯酸钠为氧化剂,在碱性条件下,经过2个氧化阶段,将氰化物氧化为二氧化碳和氮气,这种处理方法彻底解决了氰化物的污染问题,而且不会带来其他污染。
(2)混合重金属废水处理方法。采用化学中和凝聚沉淀处理法,使废水中的酸碱中和,同时使重金属离子形成氢氧化物沉淀,再将固液分离,以去除沉淀物。通过以上分析,综合考虑废水的集中处理方法。含氰废水首先进入贮水池,在耐腐蚀离心泵抽取时,加入NaClO和NaOH溶液,在一级反应池中发生不完全氧化反应,进入二级反应池,再加入NaClO和H2SO4溶液,混合液继续完全氧化反应。采用快速定性监测法测定破氰结果,处理后的合格含氰废水(不合格的含氰废水被送回贮水池,进行再处理)和其他重金属废水,分别由泵提升进入混合废水调节池,混合均质以保证后续物化处理的连续性和稳定性,然后泵入混合反应池。该池主要利用重金属离子和碱液反应,生成重金属氢氧化物而去除。在沉淀池前投加凝聚剂,增强絮凝效果。污染物在沉淀池中继续进行絮凝反应,以达到进一步去除的目的。沉淀后污泥排入污泥浓缩池,处理出水经流量计计量后排放。污泥浓缩池接纳混合反应池、沉淀池排出的物化污泥,部分污泥回流到一沉池,剩余的污泥经浓缩压滤脱水后外运处置。
2.2 单元设计
2.2.1 分质处理系统
分质处理系统主要是含氰废水两级反应池,是将氰氧化成二氧化碳和氮气的场所。生产中的含氰废水首先进入贮存池,其容积按废水流量4h计算,采用间歇处理方式,可适当减少贮存池容积,取5m3, 2座合建,采用砖混结构。贮存池中的废水经由泵抽吸,同时定量投加NaOH溶液,调节pH值≥10,及氧化剂NaClO,加入速度约为0.05cm2/s,使在一级反应池中发生不完全氧化反应。
未完全氧化的废水进入二级反应池进行完全氧化反应。该池中需定量投加H2SO4溶液,调节水中pH值为9,再加入NaClO溶液。其反应原理为:
2CNO-+3OCl-+H2O3Cl-+2OH-+2CO2+N2
此阶段的氰酸盐被分解成CO2和N2,含氰废水被完全氧化分解。
2.2.2 多种金属离子混合废水综合处理系统
该系统主要包括混合废水调节池,混合反应池,沉淀池。
混合废水调节池接纳破氰后的含氰废水以及其他重金属废水,是水质水量综合调节的场所,以保证物化系统进水水质水量稳定,避免负荷冲击。调节池有效容积约10m3,2座合建,采用砖混结构,其中1池接纳废水,1池调节pH值,轮流操作,池内壁采用三脂二布玻璃钢防腐处理,并用机械搅拌,加速反应过程。
混合反应池主要是重金属离子和碱液发生絮凝沉淀反应的场所。其有效容积约为10m3,分2格,轮流操作,反应池位于地面,池内壁采用三脂二布玻璃钢防腐处理,并用机械搅拌,废水在池内设计停留时间为25min。沉淀池可进一步去除悬浮物、重金属沉淀物与COD等污染物,达到固液分离,使出水各项考察指标均达到排放标准。
2.2.3 污泥系统
污泥系统包括污泥浓缩池和板框压滤机。污泥浓缩池主要用于浓缩物化剩余污泥。采用砖混结构,池底设泥斗,容积为6m3,接纳2座沉淀池排出的物化污泥。
2.2.4 自控系统
本系统采用西门子自动化控制系统,并采用现场触摸屏和上位机集中控制方式进行控制,本系统可以集中采集、检测工艺运行状态,远程报警,并将所有运行记录保存以作以后运行比较。由于本工程采用先进的DCS控制系统,使此废水处理系统的性价比大大提高。
2.2.5 工程投资及运行结果
投资30万元,包括土建工程,设备及材料购置,软件购置及调试,设备安装调试费和工程设计费。该工程验收的监测数据如下:出水pH值为7.2 8.5,SS质量浓度为65 70mg/L,CN-质量浓度为0.29 0.40mg/L,Ni+质量浓度为0.75 0.83mg/L,Cu2+质量浓度为0.44 0.50mg/L,达到《污水综合排放标准》一级标准。
3、小结
本工程实例显示,采用先分质处理再混合处理的方法处理含氰及多种重金属的电镀废水是可行的,出水水质指标均低于国家污水排放标准。该方法处理的废水不但出水水质好,具有良好的环境效益,而且采用先进的自动化控制系统也具有较好的经济效益,同时运行效果稳定可靠,操作简单,有很高的推广价值。
参考文献
[1]《电镀废水处理及回用技术手册》.张林生.机械工业出版社
关键词:养殖废水;污染;源头控制;末端治理
中图分类号:X713文献标识码:A文章编号:16749944(2013)04022902
1引言
我国畜禽养殖业的快速发展使不同规模、不同方式的养殖场不断涌现,而近年来畜禽养殖业带来的各种污染不断挑战人类物质生活所需及生存环境空间。我国目前对畜禽养殖业的污染主要倾向于末端治理,而按照循环经济“减量化、再利用、资源化”的原则,畜禽养殖业的源头污染控制也不能放松,我们要杜绝“先污染、后治理”的观念,从污染源头和末端两手抓,真正意义做到保护我们的家园,保护我们的地球。
2源头控制
2.1产前控制
2.1.1厂址规划
养殖场的选址要合理,应远离人口稠密区,尤其是要远离环境敏感区,如水源区、河流上游地区、上风向区、自然保护区等。合理的选址能够避免造成重大的环境污染影响。
2.1.2工艺规划
养殖场应采用干青粪工艺,并在设计前期对养殖场内的养殖舍、给排水系统等进行合理布局,保证污水收集能够通畅,全面。养殖场要分别设雨水收集系统和污水收集系统,进行雨污分离,减少污水处理量。
2.2产中控制
养殖场在养殖过程中产生的污染主要有饲料污染、畜禽施用的药物残留污染、畜禽排泄物、遗留物的污染。
2.2.1饲料污染控制
养殖场的污染源主要是粪污中的氮磷等物质引起的,其中氮的主要来源就是未被消化饲料中的植酸磷和人工补充的磷酸氢钙。通过改善养殖场的饲料喂养方式,提高饲料利用率,从而可减少污水中氮磷含量,同时能节省养殖成本。其次,饲料厂和养殖场目前普遍采用高铜、高铁、高锌等微量元素添加剂,由于这些金属元素的吸收率和利用率都很低,易随粪便排出体外,从而进入环境。因此选择绿色环保的养殖饲料,可以降低养殖行业污水的复杂程度和处理难度。
2.2.2畜禽施用的药物残留污染控制
规模化养殖的密度一般较散养户高,养殖舍细菌繁殖较快,尤其是通风、排水等系统不佳时,更容易导致病原体传播,严重时可能导致养殖场瘟疫。因此大量的抗生素、维生素、激素、重金属微量元素的使用已经成为畜禽养殖业防病、保健促生长的普遍需求。滥用药物更是普遍存在的现象,导致残留药物通过畜禽排泄进入污水中,加大了污水处理难度。因此加强养殖场的卫生管理,加强标准化操作,利用生态的微生物循环链等,制定科学的免疫程序,尽量减少抗生素等的使用。
2.3产后控制
养殖场常用的工艺分为干青粪工艺和水冲工艺,其中水冲工艺因为操作强度较低,养殖场地处偏僻,冲洗水来源于地表水或地下水居多,水的使用上受政策和管理的影响较小,因此水冲工艺目前是较为普遍的工艺,尤其是在中小型养殖场中。
水冲工艺将粪便尿液等混为一体,导致水体中有机物、氨氮含量较高,加大了污水处理设备的投资成本和治理难度。因此对水冲工艺进行冲洗水量、频率的合理控制,以及对冲洗后的粪污采用干湿分离器等机械分离措施,可以减少污水的产生量和污水的浓度。
2.4政策扶持
养殖业成为微利行业,并且受市场变化波动很大。对于污染控制及治理的相关措施一般都不愿积极采纳,因此需要国家和当地出台一定的政策给予鼓励和扶植。如对进行环境污染控制、污染治理的养殖场进行一定的物质奖励或政策上的优惠等,调动广大养殖场业主的环保积极性。
3末端治理
目前养殖业的污染治理主要采用的工艺是厌氧、好氧、MBR膜生物反应器、絮凝沉淀、氧化塘等工艺。
3.1预处理
这里所谓的预处理主要是粪污的干湿分离。如果养殖场采用干青粪工艺,那么后续的处理只是处理尿液等污水。如果采用水冲工艺的养殖场,在进行处理前,最好进行机械的干湿分离,如干湿分离器、转鼓格栅、卧式分离器等。经过干湿分离后的污水有机物含量低,悬浮物少,更利于后续的处理。
3.2厌氧处理工艺
常用的厌氧处理主要有沼气池、UASB厌氧反应器、厌氧滤器(AF)等方式,厌氧工艺能够对高浓度的有机物进行去除,一般去除率能够达到80%~90%,而且能够杀死传染性病菌,降解部分难以生化分解的有机物。厌氧处理运行负荷高,占地较小,能量需求低。而且厌氧产生的沼气可以进行回用,为养殖场进行发电、取暖等。
3.3好氧处理工艺
常用的好氧处理工艺有序批式活性污泥法(SBR)、A/O法、生物接触氧化法、生物滤池法等。好氧法对水体中的有机物分解较彻底,其原理主要是利用好氧微生物在好氧条件下分解有机物,将其分解为水、二氧化碳等简单的无机物。好氧与缺氧组合的A/O法是目前针对养殖业废水高有机物和高氨氮最佳的处理方式。它是利用好氧池的好氧硝化细菌将有机氮转化为硝态氮,然后通过硝化液回流的方式将含有硝态氮的污水回流至缺氧池,然后在反硝化细菌的作用下,将硝态氮分解为氨气等无机氮,从而真正意义达到脱氮的效果。
3.4絮凝沉淀
絮凝沉淀法主要是针对养殖业污水中悬浮物较高,且其中含有重金属离子,在化学药剂作用下调整水体pH值可以使水体中的部分重金属离子产生沉淀,并在絮凝剂的作用下生成较大的絮凝沉淀物,网捕水体中的悬浮物和其他颗粒物等。
3.5氧化塘工艺
氧化塘技术是一种自然处理技术的人工整合,它是利用土壤、微生物和生物的综合作用,净化污水。其净化机理主要有过滤、截留、沉淀、吸附和生物氧化吸收等。氧化塘的负荷较低,只能作为养殖业的深度净化单元。因氧化塘构筑物虽然能量消耗低,不产生二次污染等问题,但是因其占地面积大,在土地越发珍贵的今天,已经慢慢被取代。
3.6MBR膜生物反应器
MBR膜生物反应器是随着膜技术的发展,结合好氧活性污泥法发展起来的新技术,是膜分离技术和生物处理法的高效技术工艺,已经在工业废水治理上得到了广泛的应用。MBR膜生物反应器能够提高活性污泥的浓度,是传统意义污泥浓度的3~4倍,因此抗冲击负荷能力强,装置结构紧凑;MBR膜的泥水分离技术可以实现反应器水里停留时间和污泥停留时间相分离的功能,使系统内部能够达到世代较长的生物链,提高出水水质。MBR膜生物反应器的去除率一般比较高,CODcr的去除率一般可高达90%以上。
4结语
畜禽养殖业废水污染控制与治理是目前环保行业关注的重点,将末端治理与源头控制相结合,是从根本上减少畜禽废水产生量和处理成本,真正走可持续发展道路。参考文献:
[1]林萌.规模化养猪场清洁生产技术[J].福建畜牧兽医,2009,31(5).
[2]彭艳霞.畜禽养殖业的污染治理及清洁生产对策[J].畜牧与饲料科学,2010,31(5):101~102.
关键词:电镀废水;治理技术;进展Abstract: The liberation of the early national electroplating factory only has a dozen. Electroplating process is simple and backward, electroplating wastewater basically untreated discharged into the city sewer flows into streams and rivers, causing pollution to the surrounding environment, but the quantity is little, the harm is not serious. Since the founding of new China, the electroplating industry in China developed rapidly with the development of industry and agriculture. According to incomplete statistics, the national electroplating factories has been developed to about 1 employees, about 400000 people, about 4000000000 of m3 per year from electroplating wastewater. The government attaches great importance to environmental issues, countries in the formulation of environmental law, the government and enterprises to invest in wastewater treatment project for hundreds of million yuan, has made great achievements in electroplating wastewater treatment. But there are a few electroplating factory point of electroplating wastewater treatment is still unsatisfactory, some understanding, some technical problems, but also some management problems, so that the effect of electroplating wastewater discharge is not compliance.
Keywords: electroplating wastewater; treatment technology; progress
中图分类号:{X829}文献标识码:A 文章编号:
1.电镀废水治理
电镀工业的发展对我国工农业发展起了促进作用,不但提高产品及其设备防护和装饰性能,而且为国防尖端开发了新的功能材料,提高了国防综合水平。电镀工业发展已为我国建设事业立了大功,这是有目共睹的。可是电镀工业在加工过程选用了数百种化工材料,这些材料随着清洗水向外排放,造成对环境污染,其危害如下。
首先,水体受污染。废水将危及水生动植物生长,影响水产养殖,造成大幅度减产甚至鱼虾绝迹。严重的臭味熏天,影响旅游和周围居民正常生活。
其次,农用水源受污染。废水将破坏农田土壤,毁坏庄稼,有害有毒的化工材料被农作物吸收后,转移进入动物和人体内,将引起疾病或死亡。
最后,饮用水源受污染。废水中含有氰、砷、铅及其它有毒的化工材料污染水源,在人体内不断累积,轻者造成慢性中毒,重者引起死亡。废水中含有铬、镍等重金属在人体内达到一定浓度时会引起癌病,最后亦导致死亡。
2.治理技术
目前在生产实际中获得比较广泛应用的方法有:含铬废水处理用硫酸亚铁法,亚硫酸氢钠法,电解法,离子交换法,表面活性剂法,活性炭吸附法,铁氧体法,铁粉过滤法,焦炭一铁屑法,电渗析法,反渗透法等;含氰废水处理用碱性氧化法,电解法,离子交换法等;含铬、铜废水多采用离子交换法等,对于多种金属离子的混合废水,采用气浮法。而基于这次实验是选用絮凝剂。所以只介绍化学法。
化学法处理电镀废水,是一种历史悠久和应用广泛的方法。该法具有投资少、处理成本低、操作容易掌握等特点,能承受大水量和高浓度负荷冲击,可适用各类电镀废水治理。但化学法的最大不足之处,是生产用水不能节约回用,二次污染的隐患依然存在,且占用场地较多。
2.1化学沉淀法
化学沉淀法是传统而实用的电镀废水处理技术,通过向废水中投加如氢氧化钠、碳酸盐、硫化物、氨基甲酸盐、苯甲酸盐等沉淀剂,使重金属被沉淀而除去。该法处理成本低,管理方便,加上砂滤能使出水水质澄清,达标排放,不失为既经济又有效的一种方法。工业上处理电镀混合废水使用中和沉淀法是经济而实用的,出水可达标排放。在含铬废水典型处理的方法中,以钡盐、铅盐等的沉淀法较为成熟。曾一度在我国上海、苏州、沈阳等大中城市广泛应用。天津某厂含铅废水用磷酸钠化学沉淀法处理,出水可达国家排放标准。为从电镀废水中回收银还可选择沉淀氯化银法。一般化学沉淀法处理废水的问题是达不到深度处理的效果,须配合使用各种高分子絮凝剂等,而且处理效率低,沉渣量大,易造成二次污染。
2.2.1 中和沉淀法
在含重金属的废水中加入碱进行中和反应,使重金属生成不溶于水的氢氧化物沉淀形式加以分离。中和沉淀法操作简单,是常用的处理废水方法。实践证明在操作中需要注意以下几点[1]:(1)中和沉淀后,废水中若pH值高,需要中和处理后才可排放;(2)废水中常常有多种重金属共存,当废水中含有Zn、Pb、Sn、Al等两性金属时,pH值偏高,可能有再溶解倾向,因此要严格控制pH值,实行分段沉淀;(3)废水中有些阴离子如:卤素、氰根、腐植质等有可能与重金属形成络合物,因此要在中和之前需经过预处理;(4)有些颗粒小,不易沉淀,则需加入絮凝剂辅助沉淀生成。
2.2.2硫化物沉淀法
加入硫化物沉淀剂使废水中重金属离子生成硫化物沉淀除去的方法。与中和沉淀法相比,硫化物沉淀法的优点是:重金属硫化物溶解度比其氢氧化物的溶解度更低,而且反应的pH值在7~9之间,处理后的废水一般不用中和。硫化物沉淀法的缺点是:硫化物沉淀物颗粒小,易形成胶体;硫化物沉淀剂本身在水中残留,遇酸生成硫化氢气体,产生二次污染。为了防止二次污染问题,英国学者研究出了改进的硫化物沉淀法,即在需处理的废水中有选择性的加入硫化物离子和另一重金属离子(该重金属的硫化物离子平衡浓度比需要除去的重金属污染物质的硫化物的平衡浓度高)。由于加进去的重金属的硫化物比废水中的重金属的硫化物更易溶解,这样废水中原有的重金属离子就比添加进去的重金属离子先分离出来,同时防止有害气体硫化氢生成和硫化物离子残留问题。
2.2.3螯合沉淀法
加入螯合沉淀剂(如DTCR)使其发生螯合沉淀。该方法有出水稳定达标效果好,适用条件广,无二次污染,污泥含水率低,污泥便于回收,同时设备要求简单,实施方便等特点。缺点在于价格偏高。
2.4 氧化-还原法(置换法)
用氧化-还原反应治理电镀废水,操作简单,工艺成熟,可以处理和回收电镀废液中的金、银、镍、铬等,其中工业上以化学还原法除铬比较成熟。具体地讲,工业上化学还原法处理电镀含铬废水的方法,有硫酸亚铁-石灰法、亚硫酸盐法、二氧化硫法、亚铁盐法、硫化碱法等。其中亚硫酸盐法处理量大,综合利用方便,在国内外应用最广。如,六价铬质量浓度为140 mg/L的某种电镀废水,用亚硫酸氢钠进行处理,出水Cr3+质量浓度可降为0.7~1.0mg/L。另采用二氧化硫作还原剂处理高浓度大流量的含铬废水,国内已有工程实例。亚铁盐还原沉淀法也是治理含铬电镀废水的经典方法,被许多厂家采用。如某五金厂电镀废水:六价铬质量浓度为100 mg/L,Ni2+50 mg/L,pH=4~6,经该法处理后出水达排放标准。目前英、美等国应用水合肼对镀铬漂洗水进行槽内还原,反应速度快,处理效果好。
2.5 铁氧体法
铁氧体技术是电镀废水处理中的另一项工艺,是根据生产铁氧体的原理发展起来的处理方法。该法形成的污泥有较高的化学稳定性,容易进行固液分离和脱水处理。铁氧体法处理重金属废水,能一次脱除多种金属离子,特别适用于重金属混合电镀废水的一次处理。我国大连、沈阳、上海的某些电镀厂已应用铁氧体法数十年,处理后的废水,镉、铜、锌均可达到国家污水综合排放标准中的一级标准]。铁氧体法处理含铬废水是硫酸亚铁还原法的演变和发展,在工程上已比较成熟。其典型工艺有间歇式和连续式,在我国工业中均应用较多。总之,铁氧体法具有设备简单、操作方便、不产生二次污染之优点,可收到化害为利、变废为宝的效益。但是该法能耗高,污泥量大,处理后出水盐度高,不能处理含汞和络合物等的废水。另外,铁氧体的回用还存在问题,影响推广。从近几十年的实践及当前国内外电镀废水治理技术发展趋势来看,化学法处理电镀废水,已有多年的使用经验,技术上较为成熟,国内外电镀废水有80%左右采用化学法处理。化学法仍是目前国内外应用最广泛的电镀废水处理技术。
3.我国电镀废水处理进展
综观我国电镀废水的处理进展,大致可分为以下五个阶段:20世纪50年代末,我国电镀废水的治理刚刚起步,主要着眼于废水的化学法处理技术,处理的主要对象为氰化物和六价铬;第二阶段,即20世纪60年代至70年代中期,电镀三废污染的问题开始引起重视,人们开始注意酸碱废水和其它重金属离子废水的治理,并研究了各种处理方法,但仍处于单纯的防害排放阶段;第三阶段,即20世纪70年代中期至80年代初,大多数镀种的废水都已有了比较有效的处理方法,离子交换法、薄膜蒸发浓缩法等在全国范围内大量推广使用,反渗透法、电渗析法等也已进入工业化使用,废水中有用物质的回收和水的重复利用技术也有了长足的进展;第四阶段,即20世纪80年代至90年代,开始研究从根本上控制污染的技术,以防为主,源头治理,各种多元组合技术已逐步取代单元处理技术,电镀废水的综合防治技术的研究亦取得了可喜的成果;第五阶段,20世纪90年代至今,随着电镀工业迅速发展和环保要求的不断提高,电镀废水治理由工艺改革、回收利用和闭路循环进一步向综合防治方向发展,已经进入了综合防治与总量控制阶段,多元化组合处理和自动控制相结合的资源回用技术成为电镀废水治理的发展主流。
4.结语
1)在最佳投加量下,加PAM后,COD,重金属,SS均比投加前有所增大。铁离子在处理铜,铬等金属离子时,比PAC,PAM效果要好。而处理锌离子时则相反。PAC+PAM的混合使用使污泥大大的减少了。PAM的污泥转化系数最低,即说明只要加很少的量,就能达到最佳值。聚合硫酸铁加PAM时污泥转化系数最高。聚合硫酸铁的使用效果最好。产生的污泥最少。
2) 同一种絮凝剂还加入PAM之后,各种指标均高于加前。聚合硫酸铁与PAM的复合使用产生的污泥差值最大。
3) 当使用硫酸化铁做絮凝剂时,pH等于8~9的时候,SS的量达到最高,污泥转化系数最大。
4)即最佳实验条件为使用聚合硫酸铁与PAM复合使用,产生的污泥转化系数最小,pH范围为8~9。
参考文献
孟祥和,胡国飞.重金属废水处理[M].化学工业出版社,2000
关键词:选矿厂;废水治理;回收利用;环境保护
中图分类号:X703文献标识码: A
随着环境的日益恶化和人们环保意识的提高,工业废水的治理和利用成为社会关注的热点问题。选矿厂作为工业废水排放较多的行业,是工业废水治理和利用的关键,故对选矿废水的治理及回收利用是最为关键的。
1.选矿废水概况
选矿废水包括选矿工艺排水、尾矿池溢流水和矿场排水。选矿工艺排水一般是与尾矿浆一起输送到尾矿池,统称为尾矿水;因此选矿废水处理也称为尾矿水处理。选矿废水中的污染物主要有悬浮物、酸碱、色度、浊度、化学耗氧物质以及部分重金属等。选矿废水不经处理排放或流失会严重污染水源和土壤,危害水产和植物,淤塞河流、湖泊。因此选择合适的处理方法,去除选矿废水中的污染物质,是非常重要的。
选矿废水具有水量大,悬浮物含量高,含有害物质种类较多而浓度较低、色度高、浊度大等特点。色度、浊度主要由悬浮物引起,COD是由于矿粉的自身消耗,重金属存在于悬浮物中,选矿废水中的矿粉及泥粉来自磨矿及选矿过程。
2.选矿废水的处理方法
2.1混凝沉淀法
悬浮物的去除方法主要是混凝沉淀法。混凝沉淀法是在废水中投入混凝剂,借助混凝剂的作用,发生一系列电化学反应和物理化学反应,使废水中的悬浮物、胶体及其他可絮凝物质凝聚成“絮团”,分层,上清液溢流排放,絮团沉降于底部成为泥浆[1]。混凝沉淀法可以有效改善废水的色度和混浊度,可以吸附某些溶解性物质,如砷、氮、磷等。下图1为混凝沉淀法的简单流程图。
图1混凝沉淀法――简单流程图
混凝剂的选择直接决定混凝沉淀法的效果优劣。聚合氯化铝、硫酸亚铁等常作为混凝剂使用。除此之外,还需要加入助凝剂聚丙烯酰胺。实验表明,处理锰矿选矿废水时,使用PAM效果最佳[2]。混凝沉淀法具有高效率、稳定性强、操作简单、技术成熟等优点,但要注意药剂的投入量,避免对水体造成二次污染。
1.2酸碱废水―中和处理法
中和处理法是利用化学反应处理废水的方法,其原理是将氢氧根离子加入酸性废水中,并与废水中氢离子中和,或氢离子加入碱性废水中,使氢离子与氢氧根离子发生中和反应生成重金属沉淀物,从而固液分离。
酸性废水常使用石灰石、苛性钠、片碱等作为中和剂。碱性废水常用各种无机酸作为中和剂。若在工厂附近同时具备碱性废水和碱性废渣,则优先考虑利用两者来实现中和处理。
1.3含氰废水的处理
含氰废水的处理方法主要有碱性氯化法、酸化回收法、微生物降解法。
(1) 碱性氯化法
碱性氯化法具有操作简单、实施方便、方法成熟等优点,是处理含氰废水中使用频率较高的方法[3]。原理是:在碱性介质中,利用氯的强氧化性将氰化物氧化成二氧化碳和氮气,从而消除氰化物。漂白粉、氯气等可作为氯氧化剂使用。在使用碱性氯化法时,要注意废水pH值、氧化剂的添加量及反应时间等。下图2为碱性氯化法的简单流程图。
图2碱性氯化法的简单流程图
(2)酸化回收法
酸化回收法既可以回收氰化物,又可以回收绝大部分铜、部分银亚铁氰化物与银、金等。本方法原理是用硫酸或二氧化硫将废水酸化,待pH值升到1. 5―3. 0时,金属氰络合物被分解,生成极易挥发的HCN,然后向废水中充气,使HCN挥发出来,用碱液吸收HCN再回收利用。处理后的废水中残氰浓度很高,需二次处理后,才可排放。下图3是酸化中和法操作的简单流程图。
图3酸化中和挥发法的简单流程图
(3)微生物降解法
微生物降解法是近年来新兴的一种废水处理方法,它具有成本低、效率高等优势。其原理是:将氰化物和硫氰化物氧化,生成二氧化碳、氨及硫酸盐,或水解氰化物,生成甲酞胺;然后选择以氰化物和硫氰化物为碳源和氮源的微生物加入废水中,重金属被细菌吸附,随生物膜脱落除去氰化物。
1.4含重金属离子废水的处理
下文选取了中和沉淀法、硫化物沉淀法、铁氧体法、吸附法等四种处理含重金属离子废水的方法,进行简单的介绍。
(1)中和沉淀法
重金属废水中加入碱液,利用OH-与重金属离子反应生成难溶的金属氢氧化物沉淀,通过固液分离,从而除去的污染物。常使用石灰作为中和剂,成本很低,使用较为广泛。使用时要注意重金属离子与轻基离子的浓度及溶液的pH,只有各方面条件合适,才能生成重金属氢氧化物的沉淀[4]。
(2)硫化物沉淀法
原理是:将重金属废水调节pH值为碱性后,向重金属废水中投加硫化物,使废水中的重金属离子与二价硫离子结合,生成难溶解的金属硫化物沉淀,从废水中析出。常用硫化钠和硫化钾作为沉淀剂。与中和沉淀法相比,硫化物沉淀法使用药剂较少,金属去除率高,沉渣量少,容易脱水,沉渣金属品位高,有利于金属回收。但是药剂成本较高,处理成本高,硫化物结晶比较细小,难以沉降,因此应用不是很广。
(3)铁氧体法
原理是:向废水中投加铁盐,通过控制工艺条件,使废水中的重金属离子在铁氧体的包裹、夹带作用下进入铁氧体晶格中形成复合铁氧体,然后经固液分离,脱除多种重金属离子。常用硫化铁、三氯化铁作为的铁离子添加剂。铁氧体法具有投资小、设备简单、易操作、处理量大、去除率高、净化效果好等特点。
(4)吸附法
基本原理是:使用固体吸附剂吸附废水中污染物并去除。吸附法可分为材料吸附法、生物吸附法、树脂吸附法。本方法成本很低、去除效果较好。
3.选矿废水回收利用
3.1湿式预选废水综合利用
湿式预选工艺既可以节约能耗,还可保证生产系统的稳定性和高效率。随着湿式预选工艺的不断改进,已经实现了粉矿经 CTS-1050×1000磁选机的预选操作,精矿直接投入球磨机的给料过程,但预选尾矿细石中留有大量的废水,同时废水中还存在较多细颗粒矿物。为解决这一问题,对预选尾矿进行了改进,让其进入分级机预先分级,在水闭路中循环,这样可以有效的抛除废水,实现废水的再利用,还可以将所含金属回收起来[5]。下图4为湿式预选的简单流程示意图。
图 4 湿式预选流程
3.2 清洁废水综合利用
清洁废水主要来源于碎矿除尘器产生的废水,设备清洗水及地面清洗水。清洁废水含有很多矿粉,这些矿粉可回收为金属矿物的过程中难免会发生跑冒滴漏的情况,因此,要对清洁废水进行处理和回收。
为降低环境污染和提高金属回收率,设一带溢流口沉淀池,废水收集其中;由泵打入浓缩机,对废水浓缩分级,上清液返回各作业点。具体流程见下图5。
图5生产废水与尾矿水处理流程
结束语:
选矿废水的处理及综合利用对我国矿厂的可持续发展意义重大,不但减少了废水的排放量,而且提高了矿厂的工作效率,同时也为工人创造了一个清洁的作业环境。从宏观的角度来看,矿厂废水的处理和利用可减少废水对地下水和土地的污染,有利于土地资源和水资源的保护。因此矿厂一定要重视废水的处理和回收利用,为实现能源领域的循环经济发展模式而做出努力。
参考文献
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[2]李海令,付鑫.内蒙古获各琦铅锌选矿厂废水利用[J].有色金属(选矿部分),2013(01):20-22.
[3]王博,张伟,林乐谊.山东金岭铁矿粉矿湿式预选工艺改进[J].金属矿山,2012(14):180-181.
[关键词]酶催化技术优点废水处理
一、酶催化技术
酶技术由于其工作条件温和,反应效率高,成本低廉,操作范围宽,能合成或处理难降解有机物,在废物治理、回收利用等领域得到广泛的应用。由于传统的生物方法对印染废水中污染物的去除往往不够理想,面对日益严峻的全球化环境污染问题,探求高效、低耗、投资省的印染废水处理新技术已日显重要。国内外许多学者致力于将环境工程技术与生物技术结合发展,产生了生物强化技术,所以以环境生物技术为新技术体系解决环境污染成为当今乃至未来发展的方向。酶与酶技术的开发与应用是环境生物技术中重要的部分,为环境污染治理提供了新的技术手段。
二、生物酶技术处理污染物的机理
通过酶催化技术来去除污染物,是采用不同于普通微生物菌的系列生物酶、菌结合技术,通过酶打开污染物质中更复杂的化学链,将其迅速降解为小分子,从高分子有机物降解为低分子有机物或CO2、H2O等无机物,降低COD值,从而达到去除污染物的目的,大大降低污水处理费用。
生物酶处理有机物的机理是先通过酶反应形成游离基,然后游离基发生化学聚合反应生成高分子化合物沉淀。与其他微生物处理相比,酶处理法具有催化效能高、反应条件温和、对废水质量及设备情况要求较低,反应速度快,对温度、浓度和有毒物质适应范围广,可以重复使用等优点。
三、生物酶技术的应用
针对目前印染废水的处理现状,应用生化工程技术与环境科学技术相结合,通过应用系统方法,对高效酶类的选用与开发、酶固定化载体的选择、酶生物反应器的研究与制造,以成本低、速度快、效率高、安全简便的操作解决环境污染中的废水处理问题。开发出新一代的环保用酶制剂和酶生物反应器系列产品,并且使该技术得到应用。即应用生物酶催化技术处理高难度印染废水,取得了一定的效果。印染废水中主要难降解物质是表面活性剂以及活性染料、阳离子染料等,采用针对性生物酶和微生物可直接分解上述污染物。在印染废水处理工艺中,投加专性生物酶,通过特殊生物酶的催化作用,增加废水的可生化性,出水可达到相应标准,并且在运行过程中,降低运行成本和工作强度,减少对环境的污染。
1.酶催化技术应用案例
某织染厂目前主要从事化纤染织生产,随着生产的发展、规模的扩大,日排放印染废水400m3,为了保护环境,某市环保部门加大力度督促现有印染厂的污染治理。同时随着环保意识的提高,生产企业决定在厂内建设废水处理设施,处理能力为400m3/d.废水的主要污染成分为:活性染料、分散性染料、酸性染料、浆料、助剂等。因此确定设计进水水质。
参照《污水综合排放标准))GB8978―1996及《纺织染整工业水污染物排放标准)GB4287―1992 中的一级排放标准,确定处理后的水质目标。
由于印染废水中COD 浓度高,BOD/COD=0.2 左右,可生化性差,同时废水中含有苯系、萘系、蒽醌系以及苯胺、硝基苯、酚类污染物以及各种助剂污染物,增加了废水的处理难度,采用传统处理工艺不仅处理流程复杂,处理时间长,投资及运行费用增加,而且难以去除污染物。针对以上问题,决定采用生物酶催化技术处理印染废水,特定的生物酶可以高效迅速降解COD,提高废水的可生化性,同时可大大降解染料中的苯系、萘系、蒽醌系以及苯胺、硝基苯、酚类污染物及废水中的各种助剂污染物,将其转化为小分子易生物降解的污染物。为后续生化处理创造有利条件,不仅工艺流程简捷、工程造价低、运行经济、便于管理,而且可以达标排放。即采用物化法+ 酶催化+ 厌氧+ 好氧的处理系统,废水处理效果好。
生物酶催化处理设施经过半个月的运行,可以看出,生物酶催化技术应用于难降解印染废水处理中,可以迅速高效去除污染物,酶催化进水中COD=1200―1250mg/L、BOD=400mg/L、SS=150―170mg/L,运行稳定后酶催化出水中COD=340mg/L、SS=66mg/L,其中BOD/COD=0.58,COD 去除率可以达到72%以上,提高废水的可生化性,整个处理系统最终出水中COD=68mg/L,大大优于排放标准,同时特定的生物酶可将印染废水中苯系、萘系、蒽醌系以及苯胺、硝基苯、酚类污染物及废水中的各种助剂污染物,降解为小分子的有机物,很好的解决了印染废水中难降解有机物的降解问题,为后续生化处理创造有利条件,不仅可以减小构筑物的结构,同时可降低投资和运行成本。
2.酶催化技术优势
应用酶催化技术处理印染废水,可以高效迅速的降解废水中的污染物浓度,包括COD、BOD、染料中的苯系、萘系、蒽醌系以及苯胺、硝基苯、酚类污染物以及废水中的各种助剂污染物,并可提高废水的可生化性,为后续处理创造条件。
(1)污水处理效率高,出水水质好。与传统方法比较,酶促污水处理效率高出几十倍。BOD5 的容积负荷为BOD525kg/m3,氨氮负荷为1.5kg/m3,一级处理COD 去除率达90%以上,氨氮去除率达98%以上,SS 去除率达90%以上。出水水质可达到相关标准。
(2)有效处理高浓度难降解废水,尤其是高浓度难降解印染废水。
(3)技术适应性强。生物酶可在常温常压、温和的反应条件下进行高效的催化反应,污染物中难降解物质在酶的催化下能得以处理,降解速度快,反应时间短,并且生物酶稳定性较高,有利于底物、产物的分离,可以在较长时间内连续装柱反应,其反应过程可以严格控制,可实现连续化、自动化的废水处理,提高了酶的利用效率,降低处理成本,大大提高处理效果;应用酶法处理废水,较之细菌法处理,生物催化直接,不产生因菌团生化过程产生的臭味和生物渣体,与目前的印染废水处理工艺相比,本工艺反应速度快、高效、直接。
(4)生物酶反应器需氧量小,不需要搅拌,可在常温下进行,在创造高效的同时实现了低能耗,是一种节能型的废水处理设备;其副产物少,载体只要简单的正压与负压反冲洗即可清除附着物;反应器的容积负荷可以根据进水水量与水质进行任意调节和控制,大大提高效率,降低工程投资成本;多级生物酶反应器可根据废水处理量,设并联或者串联,连接用管阀自动开启或闭合。
(5)酶生物反应器较之传统的生物滤池等菌群处理方法,基本无污泥产生,运行方便,操作简单,大大降低运行成本。在酶的参与下,提供同化作用和异化作用,得到最终的产物CO2和H20,较之固定化细胞作用更直接,减少菌群处理过程需要碳源与营养才能进行转化的过程,可在200℃~50℃条件下运行。载体结构设计科学,使得好氧、兼氧、厌氧菌种能共存于一体,许多难以用好氧微生物直接处理的难降解有机物可先经厌氧水解成小分子化合物,再经好氧代谢成无机物。
(6)运行中无不良气味,不产生池蝇。
(7)建设投资和运营成本显著下降。项目建设投资少,运行成本低。占地面积仅为传统方法的2/5―2/10,池容量仅为普通曝气池20%左右。项目建设投资为传统方法的65%左右,运行成本为传统方法的50%。
粘胶纤维的生产过程中会产生大量的酸、碱废水,其直接排放将造成严重的水污染和大量纤维资源的流失浪费,急需研究开发既可靠又经济的治理新工艺。
一、粘胶纤维生产废水处理后的改进工艺及中试效果
根据目前国内粘胶纤维生产废水治理工艺存在的一些不足,结合该废水的实际水质水量情况,通过中试试验研究,提出了在常规的“物化+生化”处理工艺的基础上增添“浅层气浮+铁屑过滤”的改进新工艺(如图1所示)。
图1、粘胶废水治理改进工艺流程图
1.主要工艺原理
(1) 浅层气浮工艺。原水从气浮池中心的旋转进水管进水,通过旋转布水管布水,布水管的移动速度和进水流速相同,这样就产生了“零速度”,在这种状态下进水不会对池水产生扰动,使得颗粒的悬浮和沉降都在一相对静止的状态下进行,且这类气浮装置的池深一般不超过650mm。正是依据“零速理论”和“浅池理论”,使得该装置的进水停留时间短(仅3~5min),表面负荷高达9.5~12m3/(m2·h),悬浮物的去除效率可达85%以上。
(2)铁屑过滤工艺。铁屑过滤系统是用废铁屑经预处理和活化后作填料,利用其产生的电化学反应的氧化还原、电附集、催化、混凝、吸附过滤等综合效应达到处理效果,其中主要作用是氧化还原和电附集。
废铁屑的主要成分是铁和碳,当将其浸入电解质溶液中时,由于铁和碳之间存在1.2V的电极电位差,因而会形成无数的微电池系统,在其作用空间构成一个电场,其电极反应如下:
阳极:Fe-2e-Fe2+
阴极:2H++2 e-2[H]H2
O2+4H++4e-2H2O
O2+2H2O+4e-4OH-
阳极反应生成大量的Fe2+进入废水,形成具有较高吸附絮凝活性的絮凝剂;阴极反应产生大量新生态的H,在偏酸性的条件下,新生态的H能与废水中的许多组分发生氧化还原反应,使有机大分子发生断链降解,提高废水的可生化性;且阴极反应消耗了大量的H+生成了大量的OH-,这使得废水的pH值也有所提高。
2.治理效果
在南平天元化纤厂现场进行了粘胶纤维废水的中试,原水水质情况见表1:
表1、粘胶纤维废水水质
碱性和酸性废水按1∶2.5混合,经处理后出水水质能达到国家一级排放标准。试验结果见表2:
表2、粘胶纤维废水处理中试结果
① 经浅层气浮后的出水,其COD含量能降至250mg/L,COD的去除率能达到85.9%以上的水平,这充分说明了浅层气浮在本工艺中运用的合理性和优越性。
② 废水在铁屑过滤塔中反应,停留30min左右后,出水Zn2+的含量<0.05mg/L,硫化物的含量<0.5mg/L,这充分说明了铁屑过滤完全满足本工艺对Zn2+和硫化物的治理要求。
二、结论
通过改进工艺的中试研究,可得出以下结论:
1.采用改进工艺处理粘胶纤维生产废水切实经济可行,出水水质能稳定地达到国家一级排放标准,且能回收纤维素资源,值得在实践中推广应用。
2.实践证明:浅层气浮和铁屑过滤在粘胶纤维生产废水治理过程中的运用是合理、先进的,彻底解决了常规处理中时常会出现的COD、Zn2+和S2-等超标的问题。
3.结合粘胶纤维生产废水的实际水质情况,充分发挥浅层气浮和铁屑过滤的特点和优势,整个工程投资和占地面积较常规方法均能节省1/3左右,也无需另外投加絮凝剂,用电石乳废液代替石灰乳使投加量大为减少,故投药费用也能节省近2/3。
4.采用改进工艺能使处理过程中产生的污泥量大为减少,大大降低了污泥的处置费用和难度。
关键词:煤矿废水 环境污染治理技术
中图分类号:X5 文献标识码:A 文章编号:
煤炭在我国能源结构中占70%以上,煤炭开采过程中排放大量废水,若不经处理直接排放,势必对环境造成严重污染,同时造成水资源的大量浪费,无法实现循环经济的目标。如何针对西南地区煤矿废水酸性严重,水流量大,煤矿酸性水的pH、Fe~(2+)、SS、重金属含量较高的特点,开发、利用好煤矿废水资源,对西南地区煤炭工业可持续发展具有重要意义。
1煤矿废水的特征及特点
西南地区的煤矿,由于和煤伴生的硫铁矿是在强还原条件下生成的,煤层开采后处于氧化条件,硫铁矿和矿井水、空气中的氧接触后,经过一系列的氧化、水解等反应,生成硫酸和氢氧化铁等,使水呈酸性。矿井水是煤炭开采过程中地下水渗透到巷道,为安全生产而排出的废水。因此它具有地下水的特征,但由于受到人为污染,又具有地表水的特点。矿井水的特性取决于成煤的地质环境和煤系地层矿物化学成分,其中井田水文地质条件及充水因素矿井水的水质水量有决定性的影响。矿井水主要有悬浮物(SS)、硫化物、化学需氧量(CODcr)、氟化物、铁等几项指标,其中有机物是悬浮物附带作用及水中某些还原性溶解物质所致,它将随悬浮物的去除而大幅下降;其中铁和氟化物的超标倍数都较低,一般可以通过混凝、沉淀过滤等方法去除。
2 不同性质煤矿废水的危害
2.1酸性废水。分析调查显示,酸性矿井废水的主要污染物为:大量的氢离子,ph<6;铁离子,呈二价或三价;含有一定的悬浮物,主要是煤、岩粉和粘土等细小颗粒物,尤其是煤粉,其含量为几十至几百mg/l;含钙、镁、锰等其它金属离子及硫酸根、氯根等阴离子。如果直接外排含铁、含ss的酸性矿井废水,它将污染地表水体和土壤,使水体中的重金属及无机物毒性增大,对生态环境产生毒害作用,损害生物生长,酸性水流入排水沟、河流之后,水体发黄(人们常说的锈水),色度严重超标,还将破坏自然景观。
2.2非酸性矿井水。主要污染物是悬浮物。含悬浮物矿井水多呈灰黑色,排入水体后,会造成水体外观恶化、浑浊度升高,改变水的颜色。悬浮物沉积河底淤积河道,危害水底栖生物的繁殖,影响渔业生产;沉积于灌溉的农田,则会堵塞土壤毛细管,影响通透性,造成土壤板结,不利于作物的生长。
3 煤矿废水的主要处理技术
3.1预沉池曝气。矿井废水中含有少量的有机物,通过曝气接触氧化去除废水中的有机物。另外,井下液压支柱等设备产生少量油类,通过气浮除油,使废水中油类达标。
3.2混凝沉淀。煤矿矿井水主要污染物为悬浮物,处理悬浮物主要采用混凝沉淀法,用铝盐或铁盐做混凝剂,混凝剂混合方式采用管道混合器混合。混凝沉淀装置采用倒喇叭口作为反应区,水流在反应区中流速逐渐降低,使废水和混凝剂药液的反应在反应器中逐渐全部完成。完全反应的废水流出反应区后开始形成混凝状物质,经过布水区进入斜管填料,由于斜管填料采用PVC六角峰窝状填料,利用多层多格浅层沉淀,提高了沉淀效率。将絮状物沉淀到底部而被去除,清水从上部溢流排出。
3.3砂滤净化。矿井废水经混凝沉淀后,水中还含有较小颗粒的悬浮物和胶体,利用砂滤设备将悬浮颗粒和胶体截留在滤料的表面和内部空隙中,它是混凝沉淀装置的后处理过程,同时也是活性炭吸附深度处理过程的预处理。砂滤罐为重力式无阀滤池,采用自动虹吸原理达到反冲洗,不需要人工单独管理,操作简便,管理和维护方便。
3.4活性炭吸附。煤矿废水主要含有挥发酚,酚类属于高毒物质,它可以通过皮肤、粘膜、口腔进入人体内,低浓度可使细胞蛋白变性,高浓度可使蛋白质沉淀。长期饮用被酚污染的水源,会引起蛋白质变性和凝固,引起头晕、出疹、贫血及各种神经症状,甚至中毒。若处理后的水用作生活饮用水,必须用活性炭吸附装置处理。活性炭的比表面积可达800~2000m2/g,具有很强的吸附能力。该装置采用连续式固定床吸附操作方式,活性炭吸附剂总厚度达3.5m,废水从上向下过滤,过滤速度在4~15m/h,接触时间一般不大于30~60min。活性炭吸附了大量的吸附质,达到饱和丧失吸附能力,活性炭需更换或再生。
3.5消毒。废水中含有一定的病菌、大肠菌群,处理后回用于洗浴时,若不经过消毒,对人体皮肤伤害严重。所以矿井废水处理后作为生活用水必须经过消毒处理,本工艺采用二氧化氯消毒,现场用盐酸和氯酸钠反应产生二氧化氯,二氧化氯无毒、稳定、高效、杀菌能力是氯的5倍以上。
4污水废水资源化技术
4.1连续膜过滤技术(CMF)。CMF技术的核心是高抗污染膜以及与之相配合的膜清洗技术,可以实现对膜的不停机在线清洗,从而做到对料液不间断连续处理,保证设备的连续高效运行。CMF目前主要用于大型城市污水处理厂二沉池生水的深度处理回用,海水淡化或大型反渗透系统的预处理。地表水地下水净化、饮料澄清除浊等。
4.2膜生物反应器(MBR)。膜生物反应器是膜分离技术和生物技术结合的新工艺。用在污水废水处理领域,利用膜件进行固液分离,截留的污泥或杂质回流至(或保留)在生物反应器中,处理的清水透过膜排水,构成了污水处理的膜生物反应器系统,膜组件的作用相当于传统污水生物处理系统中的二沉池。 MBR中使用的膜有平板膜、管式膜和中空纤维膜,目前主要以中空纤维膜为主。生活污水经MBR处理后,生水水源已达到很高的水标准。此方法不仅限于处理生活污水,MBR技术也广泛地用于染色废水,洗毛废水、肉类加工污水等水处理系统。
4.3用不同量的石灰乳中处理同一定量煤矿酸性水时,随着石灰乳量的增加,pH值不断的升高,但pH值不会超过9,同时pH在1-3时变化不大,这是由于煤矿酸性水中Fe~(3+)被沉淀为Fe(OH)_3时,大量消耗OH~-,从而在一定范围内,使废水中OH~-保持恒定。而在一定量的酸性水中,一次性加入定量石灰乳,在相同反应强度下,测定不同反应时间内的pH值的变化时发现在处理含铁量较低的煤矿酸性水时pH值上升很快一分钟就可以到达7左右;而处理含铁量较高的煤矿酸性水时pH值上升较慢,需二十分钟才可以到达7左右。同时发现经石灰乳处理后的煤矿酸性水中的Fe~(2+)、Cu~(2+)、Mn~(2+)、Pb~(2+)的含量也大量减小,这是由于石灰乳处理煤矿酸性水时会生成胶体,这些胶体会吸附重金属离子。但这些胶体比重较小,经搅拌后,又使处理后的酸性水浊度升高,含重金属离子仍然超标。
4.4用石灰石处理同一定量的煤矿酸性水时,石灰石的用量要大于石灰乳的1-2倍,而且反应的速度较慢、处理的时间较长。取出石灰石反应后的水样,静止观察其沉淀物的分离时间,发现经石灰石处理后的出水悬浮物不能形成矾花,成浑浊状态,极难快速沉淀,只有放置10小时左右,分层才较为清晰。同时,也发现处理后的煤矿酸性水中的Fe~(2+)、Cu~(2+)、Mn~(2+)、Pb~(2+)的含量也减小,但没有石灰乳的作用明显。
参考文献:
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关键字:屠宰场选址人工湿地氧化塘养鱼塘
中图分类号:R155文献标识码: A
屠宰场因粪便、屠宰废物等散发氨气、硫化氢气味恶臭,周围需设置一定的卫生防护距离,在卫生防护距离内,不得建设学校、医院、居民区等敏感保护目标,所以屠宰场一般选址都远离居民敏感点。在我国南方地区,多为山区、丘陵,在满足供水、供电、交通的条件下,建议屠宰场选址尽量设置在城镇郊区的山坳里。山坳选址一般有以下优势:1、远离居民区等敏感点,能够满足卫生防护距离的要求;2、厂址环山,与周围环境有一道天然屏障,且山体植被有利于废气的降解;3、一般山坳里可利用土地较为充裕,可以利用周围土地建设自然生态系统对屠宰废水进行处理,节约成本。下面就以此例介绍山区屠宰场废水处理工艺。
该项目位于皖南山区城镇郊区,三面环山,西500m为郊区村落,约950人,南1000m为地表水体,地表水体为GB3838中的Ⅲ类功能水域,项目污水最终进入该地表水体。
1 废水来源
废水主要来自生猪冲洗、退毛、解体、开腔、清洗肠胃以及猪圈、地面设备冲洗等过程,废水中含有血、毛、油脂、碎肉及从肠胃洗出的饲料和粪便并带有令人不适的血红色及血腥味,而且还含有大肠杆菌、粪便链球菌等危害人体健康的致病菌。这些废水具有浓度变化大,有机物含量高等特点,直接排入环境将严重污染水体。
2 水量、水质
屠宰过程中废水往往集中在短时间内排放,水量波动较大,废水日排放量约为50t。废水水质见表1。
项目污水接纳水体水质功能为GB3838中的Ⅲ类水域,污水排放应执行《肉类加工工业水污染物排放标准》(GB13457-92)中的一级标准排放。出水水质见表2。
表1 废水主要水质指标 单位:mg/L
PH(无量纲) CODCr BOD5 SS 氨氮 动植物油 大肠杆菌
6.0-9.5 2000 1000 800 50 200 1.0×105
表2 废水主要水质指标 单位:mg/L
PH(无量纲) CODCr BOD5 SS 氨氮 动植物油 大肠杆菌
6.0~8.5 80 30 60 15 15 5000
3 处理工艺流程
屠宰场废水属于高浓度有机废水,项目废水采用UASB(收集沼气)――湿地――氧化塘――养鱼塘处理系统,工艺流程及污水去向如下图所示:
废水
首先废水经隔油池,先将屠宰废水中的油脂等分离出来,避免油脂在水量少或水温低的情况下形成油垢,堵塞管道和设备,收集的油脂可出售作工业用油。废水经隔油池后从管道流过UASB池前的机械格栅,废水经拦截猪毛、碎肉等较大的固体后进入UASB池进行生物厌氧发酵,高分子有机物经厌氧分解变为较低分子量有机物,同时经UASB的三相分离器中分离出降解产生的沼气,沼气经管道供给职工食堂餐饮等。底部污泥经干化池干化后,提供给附近居民作肥料。经厌氧处理后的污水进入集水池,再经过人工湿地、氧化塘及鱼塘对污水进行自然生物处理。
4 主要构筑物
①UASB池:水力滞留时间为2天,UASB池设计容积100m3,尺寸5m×5m×4m。UASB对COD的去除效率在80%左右,每去除1kgCOD沼气产率约为0.43m3,项目沼气产气量约在34.4m3/d,用于值班职工餐饮等。
②潜流型人工湿地:1、长宽比 :长宽比为10:1,结合场地情况,长100m、宽10m;2、坡度 S=0~3%,按1%计;3、结构设计:填料的使用:湿地床由三层组成表层土层、中层砾石、下层小豆石,表层土粒径在0.5~5mm,钙含量在2~2.5kg/100kg为好;土层0.4m,砾石层粒径在20mm,铺设厚度0.5m。下层小豆石粒径在5mm,铺设厚度0.3m,总厚度1.2m;4、植被选择:主要以挺水植物为主,结合考虑植物适应性、耐受力、净化能力、根系发达程度、经济观赏性、观赏价值和物种搭配等因素,本项目采用芦苇、菖蒲和美人蕉结合水葱种植。
③氧化塘:在人工湿地后设计氧化塘,氧化塘设计深度1m左右,种植水生植物。结合场地情况氧化塘面积约1500m2。
④养鱼塘:养鱼塘约1500m2,鱼塘里种植植物及放养鱼种,鱼种以鳞鳙鱼为主,搭配鲤、鲫、鳊、草鱼。放养密度为每亩1000~1500尾。养鱼塘利用鱼类可以对水体进一步净化,且鱼塘深度4m左右,总容积约为6000m3,能够容纳将近4个月左右的项目污水及山体雨水,可作为污水事故排放容纳水体。
⑤技术可行性分析
拟建项目各处理单元的处理效果及排水水质情况如下表所示:
污水处理系统处理效率及出水水质情况
CODCr BOD5 SS 氨氮 动植物油 大肠杆菌
个/L
进水水质 mg/L 2000 1000 800 50 200 1.0×105
隔油池、格栅 去除率 - - 40% - 85% -
出水浓度mg/L 2000 1000 480 50 30 1.0×105
UASB
池 去除率 80% 85% 60% 50% 30% 80%
出水浓度mg/L 400 150 192 25 21 20000
人工湿地+氧化塘+养鱼塘出水 去除率 80% 85% 80% 60% 40% 80%
出水浓度mg/L 80 30 38.4 10 12.6 4000
排放标准 mg/L 80 30 60 15 15 5000
项目污水经过UASB+人工湿地+氧化塘+养鱼塘系统处理后,能够达到《肉类加工工业水污染物排放标准》(GB13457-92)中的一级标准排放。