電渡廢水一體化處理工藝
帶式壓濾機(jī)知識(shí)談?wù)勱P(guān)于電渡廢水一體化處理工藝 ；
隨著科技的進(jìn)步和環(huán)保技術(shù)的快速發(fā)展，許多新技術(shù)開始應(yīng)用于環(huán)保行業(yè)了，其中以鐵/炭內(nèi)電解反應(yīng)器為核心的技術(shù)在環(huán)保工程中應(yīng)用越來越廣泛。這種一體化處理技術(shù)以其獨(dú)特的優(yōu)勢在電鍍廢水處理工程中具有廣泛的應(yīng)用前景。
1、一體化技術(shù)處理混合電鍍廢水工藝機(jī)理
破CN-、氧化還原Cr6+為Cr3+等預(yù)處理措施是傳統(tǒng)電鍍廢水處理工藝中必須的，因其投資大、技術(shù)參數(shù)控制程度高、操作復(fù)雜等弊端，在工程設(shè)計(jì)與應(yīng)用中具有一定的局限性。
相比起來，以為主體技術(shù)的工藝則避免了污水的分類收集、預(yù)處理等前期工序，廢水可直接混合并進(jìn)入獨(dú)立設(shè)置的調(diào)節(jié)池內(nèi)，進(jìn)行水量水質(zhì)調(diào)節(jié)，然后通過水力提升至鑄鐵/焦炭內(nèi)電解反應(yīng)器內(nèi)，在一定條件下反應(yīng)后進(jìn)入下步工序。由于此類技術(shù)不需要對污水進(jìn)行分類預(yù)處理，而是直接混合處理，因此亦名“一體化處理技術(shù)”，其典型的反應(yīng)機(jī)理可表示如下：
陽極鑄鐵：
Fe-2e→Fe2+ E0(Fe2+/Fe)=-0.44V (1)
Cu2++Fe→Fe2++Cu (2)
陰極焦炭：
2H++2e→2[H]→H2↑ E0(H+/H2)=0.00V (3)
O2+2H2O+4e→2OH- E0(O2/OH-)=0.41V (4)
O2+4H++4e→2H2O E0(O2/H2O)=1.22V (5)
不斷生成的Fe2+在強(qiáng)氧化劑Cr6+作用下，生成具有良好絮凝作用的Fe3+，同時(shí)將Cr6+轉(zhuǎn)化Cr3+，其反應(yīng)為：
6Fe2++Cr2O2-7+14H+→2Cr3++6Fe3++7H2O (6)
同時(shí)，如果污水中還含有氰化物，則可發(fā)生：
CN-＋O2→CNO-〔→…→N2〕 (7)
通過以上一系列無數(shù)的內(nèi)電解反應(yīng)，污水中的重污染物物質(zhì)得到了轉(zhuǎn)化，繼而在后續(xù)處理單元中得到更進(jìn)一步去除。
2、工藝流程及主要設(shè)施說明
2.1、工藝流程
采用此技術(shù)的工程工藝流程如圖1所示。
NaOH PAM 回用水
泵 ↓ ↓ ↑
反沖洗泵
濾液回流 上清液
混合廢水經(jīng)廠區(qū)收集管道流至調(diào)節(jié)池，由耐腐蝕性一級(jí)污水泵提升至鑄鐵/焦炭反應(yīng)器中，在空氣輔助作用下，水中重金屬離子及CN-等在鑄鐵/焦炭表面發(fā)生無數(shù)內(nèi)電解反應(yīng)，通過一系列（1）－（7）式中反應(yīng)達(dá)到轉(zhuǎn)化目的。出水經(jīng)過自動(dòng)控制系統(tǒng)投加堿液調(diào)節(jié)pH后自流至斜管沉淀池進(jìn)行泥水分離，清水經(jīng)過砂濾后即可達(dá)標(biāo)排放或者回用。
斜管沉淀池排放污泥在濃縮池中濃縮后經(jīng)壓濾機(jī)脫水處理，干泥餅中含有大量重金屬，屬于危險(xiǎn)廢物，交由專門機(jī)構(gòu)回收處理。
2.2、主要設(shè)計(jì)參數(shù)
用以調(diào)節(jié)不規(guī)律排水，均衡水量水質(zhì)。設(shè)置水力停留時(shí)間為8 h，液位控制器控制提升泵運(yùn)行。
保證水氣的充分混合，使污水中含有的氧氣分子能在焦炭表面形成內(nèi)電解環(huán)境。溶氣罐設(shè)置水力停留時(shí)間為3～5 min。
鑄鐵/焦炭反應(yīng)器為本工藝的核心部件，污水中含有的重金屬與溶解的氧氣分子在其表面發(fā)生無數(shù)微電解反應(yīng)〔見上（1）－（7）反應(yīng)機(jī)理〕，良好的反應(yīng)條件能夠保證污水中的重金屬以及氰化物等高危害污染物轉(zhuǎn)化為低危害物質(zhì)，繼而在后續(xù)離子固化工序中得以去除。鑄鐵/焦炭反應(yīng)器水力停留時(shí)間為45 min，接觸反應(yīng)時(shí)間為25～30 min。
脫除污水中大量的微小空氣泡，避免帶入反應(yīng)池中被投加藥劑包裹形成絮凝體而使絮凝體變輕上浮。水力停留時(shí)間為15 min，設(shè)置機(jī)械攪拌加快脫氣。
分為二級(jí)反應(yīng)，前段通過pH計(jì)自動(dòng)控制系統(tǒng)投加氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值，重金屬得以固化，后段投加PAM絮凝劑加速絮凝體的沉淀。兩級(jí)反應(yīng)時(shí)間均為15 min。
此外，相對于其它工藝，鑄鐵/焦炭反應(yīng)器本身生成的Fe3+具有良好絮凝作用，在控制pH為7－10的情況下，生成的絮凝體大而穩(wěn)定，易于沉淀。
用以實(shí)現(xiàn)反應(yīng)池出水中的泥水分離。表面負(fù)荷取1.0 m3/(m2.h)。
沉淀池出水中一般都含有微小的懸浮物質(zhì)，這些通過機(jī)械作用強(qiáng)制固化的重金屬物質(zhì)可能會(huì)重新溶出而造成出水中重金屬物質(zhì)的超標(biāo)，在沉淀池后設(shè)置砂濾池可以有效的將微小的懸浮物質(zhì)除去。砂濾池設(shè)計(jì)流速以不超過1.0 m/h為佳。
暫存清水，提供砂濾池的反沖洗用水或者回用水。
3、結(jié)果與體會(huì)
3.1、影響水質(zhì)因素
鑄鐵/焦炭反應(yīng)器是本技術(shù)的關(guān)鍵處理設(shè)施，其主要參數(shù)的設(shè)計(jì)直接決定著系統(tǒng)出水效果的好壞。在水質(zhì)一定的情況下，鑄鐵和焦炭的質(zhì)量比、安裝方式、焦炭粒徑大小以及接觸反應(yīng)時(shí)間是關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)。
在進(jìn)水pH值為1～3的條件下，采用的鑄鐵：焦炭質(zhì)量比約為1～1.5:1，分層安裝，鑄鐵粒徑細(xì)?。ě妫?/SPAN>5～15 mm），焦炭以細(xì)薄塊狀較好；整個(gè)反應(yīng)器接觸時(shí)間為20～30 min，提供空氣量為0.1～0.13 m3/min時(shí)，水樣分析表明，在此條件下，污水中含有的高危險(xiǎn)物質(zhì)Cr6+及CN-等能夠良好的轉(zhuǎn)化為低危險(xiǎn)、易除去的Cr3+及CNO-等。
一體化處理池中出水含有大量的空氣，在進(jìn)行加藥前必須盡量脫除。本工程設(shè)計(jì)之初由于沒有充分考慮好脫氣問題，在斜管沉淀池中經(jīng)常發(fā)生污泥上浮現(xiàn)象，原因即為水中含有的空氣在沒有完全脫除之前已經(jīng)被投加堿及PAM包裹在絮凝體內(nèi)，造成污泥密度變小而上浮。脫氣池設(shè)置較大的表面積及增加攪拌有利于快速脫氣。
重金屬沉淀對pH要求較高，所以采用pH自動(dòng)控制器來投加NaOH量。
砂濾池主要將出水中可能含有的微小懸浮物除去，避免固化重金屬重新溶解到清水中，過高的濾速不利于濾除微小的懸浮物。
3.2、工程投資與運(yùn)行費(fèi)用
以內(nèi)電解技術(shù)為主體的污水處理工藝無論是倫理上還是工程應(yīng)用上已經(jīng)日漸成熟，尤其是此類技術(shù)為核心的一體化處理工藝應(yīng)用于電鍍廢水處理工程更有著傳統(tǒng)工藝無法比擬的優(yōu)越性。一體化技術(shù)處理電鍍廢水不需鋪設(shè)多種管路，避免了因分類收集作預(yù)處理帶來的管路復(fù)雜、設(shè)備多、加藥量大、控制要求高等弊端，因此工程投資費(fèi)用省、運(yùn)行費(fèi)用低（表1）。
表1 工程主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
|
序號(hào) |
總投資（萬元） |
運(yùn)行成本（元/噸水） | ||||
|
1 |
土建投資 |
設(shè)備投資 |
其它 |
藥劑費(fèi) |
人工費(fèi) |
水電費(fèi) |
|
2 |
13.3 |
41.9 |
6.8 |
0.63 |
0.22 |
0.36 |
|
合計(jì) |
62 |
1.21 | ||||
3.3、反應(yīng)器更換填料對系統(tǒng)的影響
反應(yīng)器中鑄鐵是一直處于消耗狀態(tài)的，當(dāng)其含量下降到一定程度時(shí)，反應(yīng)器處理效果變差，甚至出水不能達(dá)標(biāo)，此時(shí)需要及時(shí)補(bǔ)充鑄鐵，可能對系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行產(chǎn)生影響。因此，在反應(yīng)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮到此種情況的發(fā)生，可以通過設(shè)置多個(gè)獨(dú)立并聯(lián)的處理單元，或者在工廠停產(chǎn)檢修時(shí)進(jìn)行。
3.4、結(jié)果
實(shí)例工程于2004年1月開工，2004年4
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