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        電化學(xué)法處理有色冶煉廢水的研究

        2014-06-09 05:12:22孫海明鄒琳邢曉方煙臺恒邦集團(tuán)有限公司山東煙臺264100
        化工管理 2014年23期
        關(guān)鍵詞:水質(zhì)

        孫海明 鄒琳 邢曉方(煙臺恒邦集團(tuán)有限公司 山東 煙臺 264100)

        一、前言

        隨著我國經(jīng)濟(jì)的增長以及工業(yè)的迅速發(fā)展,工業(yè)排放的廢水呈現(xiàn)出成分復(fù)雜、種類多、毒害大等特點(diǎn),其中有毒有害的物質(zhì)有鎘、鉛、銅、鋅、砷等多種重金屬,如直接排入地表水體,會危及水生動植物生長,并通過食物鏈危害人類健康;或是進(jìn)入飲用水源,在人體內(nèi)積累,輕者引起慢性中毒,重者導(dǎo)致死亡。

        冶煉廢水對環(huán)境破壞性大,國家在控制冶煉廢水排放方面要求嚴(yán)格,相繼推出了一系列的排放規(guī)范。目前國內(nèi)外已開發(fā)應(yīng)用的廢水處理技術(shù)主要有化學(xué)法、電化學(xué)法和生物法等。包括化學(xué)沉淀、電化學(xué)、離子交換、膜分離、活性炭和硅膠吸附、生物處理等方法。但大部分污水處理廠都面臨著處理后水質(zhì)不達(dá)標(biāo),處理成本高等問題,而如何保證水質(zhì)達(dá)標(biāo)排放成為冶煉廢水處理首要研究課題。

        二、廢水處理現(xiàn)狀

        現(xiàn)有某公司處理工藝設(shè)施為2008年建化學(xué)污水處理廠,處理規(guī)模1500m3/d,采用硫化法+氫氧化鈣+鐵鹽中和氧化法+固液分離的傳統(tǒng)重金屬污染廢水的處理工藝,具體工藝流程圖如下:

        圖2.1 污水處理站工藝流程圖

        1.主要污染物水質(zhì)指標(biāo)

        在該污水處理廠廢水池采集水樣,水樣檢測結(jié)果如表2-1所示:

        表2.1 廢水主要污染物濃度

        2.污水處理現(xiàn)狀存在的問題

        現(xiàn)有處理工藝采用二次氫氧化鈣+二次鐵鹽中和氧化法+固液分離的傳統(tǒng)重金屬污染廢水的處理工藝,處理后出水水質(zhì)不穩(wěn)定,很難達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》,極大制約了污水處理廠的正常運(yùn)行,并且生產(chǎn)中需要加入大量化學(xué)藥劑,工人勞動輕度大。

        針對污水處理廠存在的上述問題,計(jì)劃進(jìn)行改造,對國內(nèi)多家污水處理企業(yè)進(jìn)行實(shí)地考察,并查閱大量資料,對比各種污水處理工藝后發(fā)現(xiàn)電化學(xué)處理工藝具有占地少,自動化程度高,出水水質(zhì)穩(wěn)定,運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn),但是否適合該污水處理廠仍需進(jìn)行試驗(yàn),研究冶煉廢水通過電化學(xué)法處理效果,為污水處理廠改造提供依據(jù)。

        二、電化學(xué)法處理冶煉廢水試驗(yàn)

        1.試驗(yàn)方法:

        試驗(yàn)過程如下:

        a.在現(xiàn)有處理系統(tǒng)2#3#濃密機(jī)溢流處增設(shè)管路,引入部分濾液至1.5m3中間槽。

        b.向中間槽中加入濃硫酸溶液,對pH值進(jìn)行回調(diào)。

        c.中間槽底流流入電化學(xué)處理設(shè)備(由電化學(xué)廠家提供),通過閥門控制流量1m3/h。

        d.將c中電化學(xué)反應(yīng)后的水樣過濾,取樣化驗(yàn)。

        2.試驗(yàn)數(shù)據(jù)

        (1)石灰中和除雜

        調(diào)節(jié)石灰加入量,調(diào)節(jié)一次中和濃密機(jī)溢流濾液PH值,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下:

        3-1 調(diào)PH除雜試驗(yàn)數(shù)據(jù)表

        從表3-1試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)PH值到11時,除金屬Cd、Zn等離子微量超標(biāo)外,只剩下As還超標(biāo)嚴(yán)重,擬通過后續(xù)電化學(xué)絮凝氣浮實(shí)驗(yàn)將其出去。

        (2)回調(diào)PH后電化學(xué)除雜

        對上述濾液加入硫酸溶液,進(jìn)行PH值回調(diào),進(jìn)行一級電化學(xué)廢水處理系統(tǒng)不同pH條件下,工作電流、電壓對廢水處理效果的影響試驗(yàn):

        表3-2 PH=9時,電化學(xué)系統(tǒng)工作電流、電壓對廢水處理效果影響

        表3-3 PH=8時,電化學(xué)系統(tǒng)工作電流、電壓對廢水處理效果影響

        Pb Cu Cd Zn 0.04 0.16 0.004 0.40 0.06 0.46 0.008 1.4 0.04 0.27 0.007 0.72 0.04 0.15 0.004 0.41

        表3-4 PH=7時,電化學(xué)系統(tǒng)工作電流、電壓對廢水處理效果影響

        表3-5 PH=6時,電化學(xué)系統(tǒng)工作電流、電壓對廢水處理效果影響

        由以上模擬實(shí)驗(yàn)可以看出一級電化學(xué)廢水處理系統(tǒng)在pH=7~8,工作電流:3000mA,電壓:30V條件下廢水處理效果最佳采用同樣方法我們對二級電化學(xué)廢水處理系統(tǒng)進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn),最終確定二級電化學(xué)廢水處理系統(tǒng)最佳工作電流:2500mA、電壓:25V。

        (3)按實(shí)驗(yàn)的最佳條件二次電化學(xué)試驗(yàn):

        按照最佳實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行沉淀,過濾,回調(diào)PH值,電化學(xué)等流程,試驗(yàn)結(jié)果如下:

        表3-6 試驗(yàn)數(shù)據(jù) 單位:mg/L

        從表3-6數(shù)據(jù)可以看出,經(jīng)石灰中和除雜和電化學(xué)處理后水中各類重金屬污染物處理效果明顯,處理效率都超過了99.99%,出水達(dá)到了《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

        結(jié)語

        通過試驗(yàn)可以看出,采用電化學(xué)法處理后水質(zhì)可達(dá)到第三類地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),該項(xiàng)研究為污水處理廠日后改造提供了理論依據(jù),下一步將繼續(xù)深入研究優(yōu)化工藝流程及運(yùn)行費(fèi)用,為改造做好前期準(zhǔn)備工作。

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