表面处理废水设计指南(2)

2019-01-12 14:09

3废水的分类

3.1钢铁件表面处理废水根据污染物的性质一般分为以下几类:

(1)酸洗磷化废水:主要来源于酸洗和磷化工序清洗水,含金属离子与无机盐类为低CODcr类;

(2)含铬废水: 主要来源于钝化工序产生的含有重铬酸钾或铬酐清洗废水,含有重金属六价铬为低CODcr类,一般经过还原预处理后与一般清洗废水一同物化处理;

(3)有机废水:主要来源于除油、喷漆、电泳和发黑工序的清洗水,含有较高的油类、苯类等有机物类物质,主要为等CODcr较高的废水,对于这种废水必须先采用化学氧化沉淀,再采用生化的方法来达到降解CODcr目的;

(4)浓废液:主要来源于各生产工序中废弃及更换的槽液,废液中主要污染物为高浓度的酸、碱、重金属或有机物,如排到废水处理系统会造成处理设施无法正常运行。需交由危险废物处理站进行外运处理或回收利用。

3.2金属铝及其合金件表面处理废水根据污染物性质、处理工艺和处理后的用途可分为以下几类:

(1)综合清洗废水:主要来源于表调和阳极氧化工序清洗水。含金属离子、磷酸盐与无机盐类为低CODcr类;

(2)含六价铬废水:主要来源于化学氧化工序产生的含有重铬酸钾或铬酐清洗废水和铬盐钝化工序,含有重金属六价铬为低CODcr类,一般经过还原预处理后与一般清洗废水一同物化处理;

(3)有机废水:主要来源于除油、着色等色度和CODcr较高的废水,含有较高的油类、染料等有机物类物质,对于这种废水必须先采用化学氧化沉淀,再采用生化的方法来达到降解色度和CODcr目的,处理后可回用于生产或排放。

(4)含磷废水:主要来源于化学抛光工序清洗水,含磷酸盐非常高,水量大时必须分开进行预处理再进入综合水处理,水量较小时可进入综合废水一起处理。

3.3浓废液:表面处理浓废液主要来源于各生产工序中废弃及更换的槽液,废液中主要污染物为高浓度的酸、碱、重金属或有机物,如排到废水处理系统会造成处理设施无法正常运行。需交由危险废物处理站进行外运处理或回收利用。

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4废水处理的工艺设计

4.1处理原理和工艺选择

4.1.1混凝沉淀法除磷即向含磷废水中投加混凝药剂,使水中的PO43-生成难溶盐,从水中沉降分离,达到除磷目的。

5Ca2++4OH-+3H2PO42-→Ca5OH(PO4)3↓+3H2O?

4.1.2石灰除氟的原理是向水中投回石灰乳或氯化钙,使水中的氟化物生难溶的氟化钙,从水中沉淀分离达到除氟的目的。

Ca2++2F-→CaF2↓

4.1.3六价铬的还原投加亚硫酸盐、硫酸亚铁等,在酸性条件下与六价铬发生还原反应,将六价铬还原成三价铬,亚硫酸盐被氧化成硫酸盐,亚铁离子被氧化成三价铁,亚硫酸盐包括亚硫酸氢钠、亚硫酸钠等二种。

2H2Cr2O7+6NaHSO3+3H2SO4→2Cr2(SO4)3+3Na2SO4+8H2O H2Cr2O7+3Na2SO3+3H2SO4→Cr2(SO4)3+3Na2SO4+4H2O

Cr2O72-+6Fe2++14H+→2Cr3++6Fe3++7H2O

4.2工艺的确定:

4.2.1一般清洗废水的工艺确定:一般清洗废水中含有酸、碱、磷酸盐及

重金属等采用应用最广的化学处理方法进行去除,投加石灰乳成絮凝剂达到去除金属离子与悬浮物的目的。虽然一般清洗废水处理起来相对比较简单,但应起注意的是两性物质锌和处理起来难度较大的氟化物。所以在工艺确定是必须要考虑采用二级混凝,并严格控制运行条件才能达到排放标准。

4.2.2含铬废水的工艺确定:含铬废水来源于生产工序的钝化、化学氧化

等工序,由于废水中铬以六价铬酸根离子的形式存在,所以必须先将铬酸根离子还原成三价铬离子,然后三价铬离子在碱性条件下才可以生成不溶于水的沉淀物,最终将铬从废水中分离出来。亚硫酸盐还原法是深圳地区常用的处理含六价铬废水的方法,它的主要优点是处理后水能达到排放标准,设备操作也简单。

4.2.3有机废水的工艺确定:含油废水首先经过隔油池隔除浮油,可选用

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平流式隔油池。再与喷漆、电泳、着色等有机废水一同进入Fenton试剂氧化阶段,利用H2O2被Fe2+氧化分解成具有极强氧化能力的羟羟基自由基,它与有机物发生反应,使有机物C-C键断裂分解。然后进入接触氧化生化系进行生化处理,使有机物完全降解。

有机废水处理的基本任务是去除其中的各种有机物,主要方法根据污染物浓度来确定是用化学氧化法还是生物处理法或是二者结合。化学氧化法,目前也有很多,应用较好的有次氯酸盐和Fenton试剂氧化,对含较高的有机物可采用此方法+生化处理,因为Fenton试剂在降解生化需氧量的同时还可以改变生化需氧量与化学需氧量的比值,为生化处理创造条件。

另外,部分企业只有喷漆或电泳等废水,可采用简单的混凝沉淀使水质清澈后回用至生产线,循环使用一定时间后,可交由危险废物处理站统一处理。本工艺只适用于清洗用水水质要求不高,且用水量较小的工业企业。

4.2.4金属表面处理废水治理的工艺流程图:

酸 还原剂 PH ORP 含铬废水 → 含铬废水调节池→ PH调整池→ 还原反应池 石灰 PAM 酸 PAC PAM PH PH 综合废水→隔油池→调节池→ pH调整池→反应池→沉淀池→回调池→反应池

上清液 泥饼外运←厢式压滤机←污泥浓缩池

回用或排放←排放堰 ←清水池 ←沉淀池

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Fenton试剂 PAM

PH PH 有机废水→隔油池→调节池→ 化学氧化池→ 反应池→沉淀池→兼氧池

干泥饼外运←污泥脱水系统←污泥池 好氧池

排放或回用←清水池←过滤池←气浮池←反应池

PAC PAM

4.3工艺流程控制条件

4.3.1含铬废水单设调节池进行水质和水量的均衡,停留时间不得小于8

小时; PH调整池池内要装有PH自动控制系统,通过PH控制系统自动控制酸的加入量,控制PH值2-3;还原池内要装有ORP自动控制系统,通过ORP自动控制系统控制还原剂的加入量,使ORP值300-350mV;经还原后的含铬废水排入综合清洗废水调节池再进行处理。

4.3.2综合废水设调节池使水质和水量得到均衡;PH调整池要装有PH

自动控制系统控制石灰的加入,PH控制在10.5左右;混凝反应池根据水量可设快混和慢混池,通过计量泵定量加入混凝剂与助凝剂;沉淀池如水量不是特别大应采用斜管沉淀池进行固液分离(长宽比不得小于2:1、深度不得小于3.5米、表面负荷不可大于0.7m3/(m2.h)),较大水量时可选用辅流沉淀池;PH回调池通池内装PH自动控制系统控制PH在8左右;絮凝反应池通过计量泵定量投加絮凝剂聚合氯化铝和助凝剂聚丙烯酰胺;(设计时应综合考虑锌和铝等两性物质与磷及重金属离子沉淀条件相矛盾之处,通过碱性沉淀是不完全的在回调时又会析出等;另外氟化物的去除用石灰处理理论上可以降到10mg/l以下,但在实际应用中处理后在15-18mg/l,经实践证明石灰与铝盐的结合可以控制在3 mg/l以下推荐使用此工艺,其它工艺使试验成功后方可使用);二沉池同采用沉淀池进行固液分离;可选择过滤器过滤细小悬浮物后回用或外排。

4.3.3除油、喷漆、电泳和着色等高CODcr废水,须设隔油池对漂浮物和浮

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油进行隔除;设调节池对水质和水量进行均衡;化学氧化池通过计量泵加入硫酸亚铁和双氧水,投加量为进水量的0.2-0.6%和0.03-0.08%,通过PH计控制PH为3.0左右池内氧化时间为30分钟左右; PH回调池通过PH计控制碱的加入控制PH值为8.2左右,同时加入聚丙烯酰胺使矾花增大;采用沉淀池进行固液分离;兼氧建议采用水解酸化池,在兼氧菌的作用下完成大分子有机物分解成小分子有机物的过程;好氧建议采用接触氧化池,在好氧菌的作用下达到降解有机物的目的(如果条件允许可加入少量生活污水为微生物提供氮、磷等营氧),其中气水比控制在12-15:1;絮凝反应池通过计量泵投加聚合氯化铝和聚丙烯酰胺使水中悬浮物凝聚成较大的矾花;通过气浮或斜管沉淀进行固液分离;可设过滤池过滤后回用于车间。

4.4主要污染物的几种处理方法的介绍:

4.4.1含油废水:废水中的油类分为浮上油、分散油和乳化油3种状态存在。一般处理方法为:

含油废水 → 隔油→ 气浮→过滤→出水

由于废水中所含油类的种类、浓度、特性和处理要求不尽相同,处理方法和流程也随之而异,因此上述流程应根据含油废水性质、含量、处理要求、工艺条件及其它因素进行取舍和组合。

隔油池处理类型为自由浮上分离装置,一般用于处理以浮上油为主,应

用平流式隔油池的较多,一般停留时间为1.5-2.0小时,水平流速2-5米;

气浮用于分离粒径小于100um的分散油或相对密度大于1的重油,一般

应用加压溶气气浮或市面上比较先进的气液混合泵一体泵,气液混合泵不像传统的加压溶气应用设备那么多一台泵就可以完成,而且运行稳定。气浮池溶气水为原水量的10-30%,溶气罐压力0.4Mpa,溶气时间3-6分钟,气浮池水力停留时间30-50分钟,水平流速4-15mm/s,一般出水油含量低于10mg/l以下。

过滤为保证出水而设,一般采用市售或加工的活性炭过滤器即可。 4.4.2乳化液废水处理:来自轧钢、机械制造的乳化液废水,一般具有

①含水量高。含油量高达升数万毫克,其中乳化油含量为2-5%;②油粒细。粒

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