
离心式污泥脱水机螺旋一般采用等螺距,叶片之间大致范围是40-60mm,螺距的选定是个比较复杂的问题,它涉及到处理量,沉渣的含水率,并与转鼓的直径、转速、差速等因素都有关。污泥脱水机在工作时,特别是物料中有泥沙甚至砂粒存在时,例如分离矿物料时,螺旋叶片会产生较大磨损,当物料有腐蚀性时尤甚。螺旋叶片磨损后,通常使得螺旋的出渣能力降低,因此,在设计生产时要求螺旋叶片具有一定的耐腐蚀性、耐磨性。螺旋叶片的本体材料一般与转鼓相同,我公司生产的离心式污泥脱水机通常采用以下三种方法来增加螺旋叶片的耐磨性。
1、在螺旋叶片易磨损的部位堆焊硬质合金(如钴铬、钴镍合钨,其中以碳化钨耐磨性最好);
2、采用可更换的耐磨扇形片,即用可方便拆装的耐磨扇形片作为螺旋叶片外圈;
3、采用表面喷涂技术,即在叶片易磨损部位喷涂耐磨材料如碳化钨等。喷涂的方法有火焰、电弧、等离子、爆炸喷涂等。爆炸喷涂形成的涂层结合强度大、表面硬度高(如喷涂碳化钨和钴混合粉末时硬度为1300)、光洁度好、加工温度低(一般在200摄氏度以下),可减小螺旋叶片的变形。
过量氨氮排入水体将导致水体富营养化,降低水体观赏价值,并且被氧化生成的硝酸盐和亚硝酸盐还会影响水生生物甚至人类的健康。因此,废水脱氮处理受到人们的广泛关注。目前,主要的脱氮方法有生物硝化反硝化、折点加氯、气提吹脱和离子交换法等。消化污泥脱水液、垃圾渗滤液、催化剂生产厂废水、肉类加工废水和合成氨化工废水等含有极高浓度的氨氮(500mg/L以上,甚至达到几千mg/L),以上方法会由于游离氨氮的生物抑制作用或者成本等原因而使其应用受到限制。高浓度氨氮废水的处理方法可以分为物化法、生化联合法和新型生物脱氮法。
1物化法
1.1吹脱法
碱性条件下,利用氨氮的气相浓度和液相浓度之间的气液平衡关系进行分离的一种方法。一般认为吹脱效率与温度、pH、气液比有关。
对吹脱法去除垃圾渗滤液中的氨氮进行了研究,控制吹脱效率高低的关键因素是温度、气液比和pH。在水温大于25℃,气液比控制在3500左右,渗滤液pH控制在10.5左右,对于氨氮浓度高达2000~4000mg/L的垃圾渗滤液,去除率可达到90%以上。吹脱法在低温时氨氮去除效率不高。
采用超声波吹脱技术对化肥厂高浓度氨氮废水(例如882mg/L)进行了处理试验。最佳工艺条件为pH=11,超声吹脱时间为40min,气水比为l000:1试验结果表明,废水采用超声波辐射以后,氨氮的吹脱效果明显增加,与传统吹脱技术相比,氨氮的去除率增加了17%~164%,在90%以上,吹脱后氨氮在100mg/L以内。
为了以较低的代价将pH调节至碱性,需要向废水中投加一定量的氢氧化钙,但容易生水垢。同时,为了防止吹脱出的氨氮造成二次污染,需要在吹脱塔后设置氨氮吸收装置。
在处理经UASB预处理的垃圾渗滤液(2240mg/L)时发现在pH=11.5,反应时间为24h,仅以120r/min的速度梯度进行机械搅拌,氨氮去除率便可达95%。而在pH=12时通过曝气脱氨氮,在第17小时pH开始下降,氨氮去除率仅为85%。据此认为,吹脱法脱氮的主要机理应该是机械搅拌而不是空气扩散搅拌。
1.2沸石脱氨法
利用沸石中的阳离子与废水中的NH4+进行交换以达到脱氮的目的。沸石一般被用于处理低浓度含氨废水或含微量重金属的废水。然而,蒋建国等探讨了沸石吸附法去除垃圾渗滤液中氨氮的效果及可行性。小试研究结果表明,每克沸石具有吸附15.5mg氨氮的极限潜力,当沸石粒径为30~16目时,氨氮去除率达到了78.5%,且在吸附时间、投加量及沸石粒径相同的情况下,进水氨氮浓度越大,吸附速率越大,沸石作为吸附剂去除渗滤液中的氨氮是可行的。
用沸石离子交换法处理经厌氧消化过的猪肥废水时发现Na-Zeo、Mg-Zeo、Ca-Zeo、k-Zeo中Na-Zeo沸石效果最好,其次是Ca-Zeo。增加离子交换床的高度可以提高氨氮去除率,综合考虑经济原因和水力条件,床高18cm(H/D=4),相对流量小于7.8BV/h是比较适合的尺寸。离子交换法受悬浮物浓度的影响较大。
应用沸石脱氨法必须考虑沸石的再生问题,通常有再生液法和焚烧法。采用焚烧法时,产生的氨气必须进行处理。
1.3膜分离技术
利用膜的选择透过性进行氨氮脱除的一种方法。这种方法操作方便,氨氮回收率高,无二次污染。蒋展鹏等采用电渗析法和聚丙烯(PP)中空纤维膜法处理高浓度氨氮无机废水可取得良好的效果。电渗析法处理氨氮废水2000~3000mg/L,去除率可在85%以上,同时可获得8.9%的浓氨水。此法工艺流程简单、不消耗药剂、运行过程中消耗的电量与废水中氨氮浓度成正比。PP中空纤维膜法脱氨效率>90%,回收的硫酸铵浓度在25%左右。运行中需加碱,加碱量与废水中氨氮浓度成正比。
乳化液膜是种以乳液形式存在的液膜具有选择透过性,可用于液-液分离。分离过程通常是以乳化液膜(例如煤油膜)为分离介质,在油膜两侧通过NH3的浓度差和扩散传递为推动力,使NH3进入膜内,从而达到分离的目的。用液膜法处理某湿法冶金厂总排放口废水(1000~1200mgNH4+-N/L,pH为6~9)[7],当采用烷醇酰胺聚氧乙烯醚为表面活性剂用量为4%~6%,废水pH调至10~11,乳水比在1:8~1:12,油内比在0.8~1.5。硫酸质量分数为10%,废水中氨氮去除率一次处理可达到97%以上。
1.4MAP沉淀法
主要是利用以下化学反应:
Mg2+
+NH4+
+PO43-
=MgNH4PO4
理论上讲以一定比例向含有高浓度氨氮的废水中投加磷盐和镁盐,当[Mg2+][NH4+][PO43-]>2.5×10–13时可生成磷酸铵镁(MAP),除去废水中的氨氮。穆大纲等[8]采用向氨氮浓度较高的工业废水中投加MgCl2·6H2O和Na2HP04·12H20生成磷酸铵镁沉淀的方法,以去除其中的高浓度氨氮。结果表明,在pH为8.9l,Mg2+,NH4,P043-的摩尔比为1.25:1:1,反应温度为25℃,反应时间为20min,沉淀时间为20min的条件下,氨氨质量浓度可由9500mg/L降低到460mg/L,去除率达到95%以上。由于在多数废水中镁盐的含量相对于磷酸盐和氨氮会较低,尽管生成的磷酸铵镁可以做为农肥而抵消一部分成本,投加镁盐的费用仍成为限制这种方法推行的主要因素。海水取之不尽,并且其中含有大量的镁盐。Kumashiro等[9]以海水做为镁离子源试验研究了磷酸铵镁结晶过程。盐卤是制盐副产品,主要含MgCl2和其他无机化合物。Mg2+约为32g/L为海水的27倍。Lee等[10]用MgCl2、海水、盐卤分别做为Mg2+源以磷酸铵镁结晶法处理养猪场废水,结果表明,pH是最重要的控制参数,当终点pH≈9.6时,反应在10min内即可结束。由于废水中的N/P不平衡,与其他两种Mg2+源相比,盐卤的除磷效果相同而脱氮效果略差。
1.5化学氧化法
利用强氧化剂将氨氮直接氧化成氮气进行脱除的一种方法。折点加氯是利用在水中的氨与氯反应生成氨气脱氨,这种方法还可以起到杀菌作用,但是产生的余氯会对鱼类有影响,故必须附设除余氯设施。在溴化物存在的情况下,臭氧与氨氮会发生如下类似折点加氯的反应:
Br-+O3+H+→HBrO+O2
NH3+HBrO→NH2Br+H2O
NH2Br+HBrO→NHBr2+H2O
NH2Br+NHBr2→N2+3Br-+3H+
用一个有效容积32L的连续曝气柱对合成废水(氨氮600mg/L)进行试验研究,探讨Br/N、pH以及初始氨氮浓度对反应的影响,以确定去除最多的氨氮并形成最少的NO3-的最佳反应条件。发现NFR(出水NO3--N与进水氨氮之比)在对数坐标中与Br-/N成线性相关关系,在Br-/N>0.4,氨氮负荷为3.6~4.0kg/(m3·d)时,氨氮负荷降低则NFR降低。出水pH=6.0时,NFR和BrO--Br(有毒副产物)最少。BrO--Br可由Na2SO3定量分解,Na2SO3投加量可由ORP控制。
2生化联合法
物化方法在处理高浓度氨氮废水时不会因为氨氮浓度过高而受到限制,但是不能将氨氮浓度降到足够低(如100mg/L以下)。而生物脱氮会因为高浓度游离氨或者亚硝酸盐氮而受到抑制。实际应用中采用生化联合的方法,在生物处理前先对含高浓度氨氮的废水进行物化处理。
研究采用吹脱-缺氧-好氧工艺处理含高浓度氨氮垃圾渗滤液。结果表明,吹脱条件控制在pH=95、吹脱时间为12h时,吹脱预处理可去除废水中60%以上的氨氮,再经缺氧-好氧生物处理后对氨氮(由1400mg/L降至19.4mg/L)和COD的去除率>90%。
用生物活性炭流化床处理垃圾渗滤液(COD为800~2700mg/L,氨氮为220~800mg/L)。研究结果表明,在氨氮负荷0.71kg/(m3·d)时,硝化去除率可达90%以上,COD去除率达70%,BOD全部去除。
以石灰絮凝沉淀+空气吹脱做为预处理手段提高渗滤液的可生化性,在随后的好氧生化处理池中加入吸附剂(粉末状活性炭和沸石),发现吸附剂在0~5g/L时COD和氨氮的去除效率均随吸附剂浓度增加而提高。对于氨氮的去除效果沸石要优于活性炭。
膜-生物反应器技术(MBR)是将膜分离技术与传统的废水生物反应器有机组合形成的一种新型高效的污水处理系统。MBR处理效率高,出水可直接回用,设备少战地面积小,剩余污泥量少。其难点在于保持膜有较大的通量和防止膜的渗漏。李红岩等[15]利用一体化膜生物反应器进行了高浓度氨氮废水硝化特性研究。研究结果表明,当原水氨氮浓度为2000mg/L、进水氨氦的容积负荷为2.0kg/(m3
·d)时,氨氮的去除率可达99%以上,系统比较稳定。反应器内活性污泥的比硝化速率在半年的时间内基本稳定在0.36/d左右。
3新型生物脱氮法
近年来国内外出现了一些全新的脱氮工艺,为高浓度氨氮废水的脱氮处理提供了新的途径。主要有短程硝化反硝化、好氧反硝化和厌氧氨氧化。
3.1短程硝化反硝化
生物硝化反硝化是应用最广泛的脱氮方式。由于氨氮氧化过程中需要大量的氧气,曝气费用成为这种脱氮方式的主要开支。短程硝化反硝化(将氨氮氧化至亚硝酸盐氮即进行反硝化),不仅可以节省氨氧化需氧量而且可以节省反硝化所需炭源。用合成废水(模拟含高浓度氨氮的工业废水)试验确定实现亚硝酸盐积累的最佳条件。要想实现亚硝酸盐积累,pH不是一个关键的控制参数,因为pH在6.45~8.95时,全部硝化生成硝酸盐,在pH<6.45或pH>8.95时发生硝化受抑,氨氮积累。当DO=0.7mg/L时,可以实现65%的氨氮以亚硝酸盐的形式积累并且氨氮转化率在98%以上。DO<0.5mg/L时发生氨氮积累,DO>1.7mg/L时全部硝化生成硝酸盐。刘俊新等[17]对低碳氮比的高浓度氨氮废水采用亚硝玻型和硝酸型脱氮的效果进行了对比分析。试验结果表明,亚硝酸型脱氮可明显提高总氮去除效率,氨氮和硝态氮负荷可提高近1倍。此外,pH和氨氮浓度等因素对脱氮类型具有重要影响。
短程硝化反硝化处理焦化废水的中试结果表明,进水COD、氨氮、TN和酚的浓度分别为1201.6、510.4、540.1、110.4mg/L时,出水COD、氨氮、TN和酚的平均浓度分别为197.1、14.2、181.5、0.4mg/L,相应的去除率分别为83.6%、97.2%、66.4%、99.6%。与常规生物脱氮工艺相比,该工艺氨氮负荷高,在较低的C/N值条件下可使TN去除率提高。
3.2厌氧氨氧化(ANAMMOX)和全程自养脱氮(CANON)
厌氧氨氧化是指在厌氧条件下氨氮以亚硝酸盐为电子受体直接被氧化成氮气的过程。ANAMMOX的生化反应式为:NH4+
+NO2-
→N2↑+2H2O
ANAMMOX菌是专性厌氧自养菌,因而非常适合处理含NO2-、低C/N的氨氮废水。与传统工艺相比,基于厌氧氨氧化的脱氮方式工艺流程简单,不需要外加有机炭源,防止二次污染,又很好的应用前景。厌氧氨氧化的应用主要有两种:CANON工艺和与中温亚硝化(SHARON)结合,构成SHARON-ANAMMOX联合工艺。
CANON工艺是在限氧的条件下,利用完全自养性微生物将氨氮和亚硝酸盐同时去除的一种方法,从反应形式上看,它是SHARON和ANAMMOX工艺的结合,在同一个反应器中进行。孟了等[19]发现深圳市下坪固体废弃物填埋场渗滤液处理厂,溶解氧控制在1mg/L左右,进水氨氮<800mg/L,氨氮负荷<0.46kgNH4+/(m3·d)的条件下,可以利用SBR反应器实现CANON工艺,氨氮的去除率>95%,总氮的去除率>90%。
的研究表明ANAMMOX和CANON过程都可以在气提式反应器中运转良好,并且达到很高的氮转化速率。控制溶解氧在0.5mg/L左右,在气提式反应器中,ANAMMOX过程的脱氮速率达到8.9kgN/(m3·d),而CANON过程可以达到1.5kgN/(m3
·d)。
3.3好氧反硝化
传统脱氮理论认为,反硝化菌为兼性厌氧菌,其呼吸链在有氧条件下以氧气为终末电子受体在缺氧条件下以硝酸根为终末电子受体。所以若进行反硝化反应,必须在缺氧环境下。近年来,好氧反硝化现象不断被发现和报道,逐渐受到人们的关注。一些好氧反硝化菌已经被分离出来,有些可以同时进行好氧反硝化和异养硝化(如Robertson等分离、筛选出的Tpantotropha.LMD82.5)。这样就可以在同一个反应器中实现真正意义上的同步硝化反硝化,简化了工艺流程,节省了能量。
用序批式反应器处理氨氮废水,试验结果验证了好氧反硝化的存在,好氧反硝化脱氮能力随混合液溶解氧浓度的提高而降低,当溶解氧浓度为0.5mg/L时,总氮去除率可达到66.0%。
连续动态试验研究表明,对于高浓度氨氮渗滤液,普通活性污泥达的好氧反硝化工艺的总氮去除串可达10%以上。硝化反应速率随着溶解氧浓度的降低而下降;反硝化反应速率随着溶解氧浓度的降低而上升。硝化及反硝化的动力学分析表明,在溶解氧为0.14mg/L左右时会出现硝化速率和反硝化速率相等的同步硝化反硝化现象。其速率为4.7mg/(L·h),硝化反应KN=0.37mg/L;反硝化反应KD=0.48mg/L。
在反硝化过程中会产生N2O是一种温室气体,产生新的污染,其相关机制研究还不够深入,许多工艺仍在实验室阶段,需要进一步研究才能有效地应用于实际工程中。另外,还有诸如全程自养脱氮工艺、同步硝化反硝化等工艺仍处在试验研究阶段,都有很好的应用前景。
压滤机的安装
1、压滤机安装时,首先检查棍凝土基础结构,要求平整、坚固;卸料时为了便于操作,人行通道要求畅通,压滤机周围需留宽度1米左右的通道;机架应进行水平及对角线校正,止推板支腿用地脚螺栓固定,油缸座支腿不固定,并且与地接触面要求平滑,以保证其在受力状态下保持一定的自由位移。
2、检查压滤机机架各连接螺栓是否紧固,滤板排列是否整齐,各孔位是否对正,明流压滤机要将出液水嘴安装在滤板下端,并拧紧;如用户要求使用接液盘或翻板,整机的底座应比基础面高出一定尺寸,留出接液盘或翻板的空间。
3、滤板要整齐排列在机架上,不允许出现倾斜现象,以免影响压滤机的正常使用;滤布一定要保持平整,不能有折叠,否则会出现漏料现象;使用夹布器的,夹布器螺栓一定要均匀拧紧,使滤布贴紧在进料口处,不然会使滤浆进入滤布和滤板之间,影响压滤机的正常使用。
4、液压站安装的位置可根据用户实际场地而定(部分机型已将泵站和电箱安装在机架上),管道尽可能短,最佳距离在1.5米以内;液压站应离卸料处远一些,以免物料落在液压站上面,影响液压元件或电机的正常使用;检查各油管连接处是否有松动,油箱是否干净,然后向油箱内充满HM46或HM68号抗磨液压油。
5、如有腐蚀气体用户,电气控制柜应安装在与腐蚀气体隔离的操作室内,避免电器元件受损,影响正常工作(其它用户可根据需要进行安装);检查电源及电动机等接线正确无误后,将电源接通,对电控柜再检查一遍。
6、压滤机在吊运时,与吊装绳相接触的地方应衬垫布料或其它软体材料。
压滤机的调试
1、检查整机:
(1)将液压站、电控柜擦干净,检查液压站各油管安装是否正确,电控柜接线是否正确,以及所有电器接线是否正确。
(2)将机架、滤板、擦干净,检查滤板排列是否整齐、正确;检查滤布安装有无折叠现象,如有则需要展平。
(3)检查进料、水洗、吹风等管路及阀门的配置是否正确合理。
2、液压系统调试:
3、电气系统调试:自动保压机型,自动拉板机型请参阅副本。
4、过滤部分调试:
(1)压紧滤板并保压;
(2)打开所有出液阀门,关闭水洗、吹风(可洗机型)阀门,进料阀门打开四分之一左右,启动进料泵,观察滤液及进料压力变化,如压力超高,需打开回流管上的阀门进行调节。由于滤布的毛细现象,刚开始过滤时,滤液有少许混浊。一般明流机型过滤3一10分钟(暗流为6一20分钟)后,可将进料阀门开大。(根据行业不同,时间可长可短)。
软化水设备在使用一段时间后难免会要对设备进行清洗与保养,以延长其使用寿命,发挥更好地工作效率。冲洗方法主要有两种:慢冲洗和快冲洗。
慢冲洗:在用盐水流过树脂以后,软化水设备用原水以同样的流速慢慢将树脂中的盐全部冲洗干净的过程叫慢冲洗,由于这个冲洗过程中仍有大量的功能基团上的钙镁离子被钠离子交换,根据实际经验,这个过程中是再生的主要过程,所以很多人将这个过程称作置换。这个过程一般与吸盐的时间相同,即30分钟左右。
快冲洗:为了将残留的盐彻底冲洗干净,要采用与实际工作接近的流速,用原水对树脂进行冲洗,这个过程的最后出水应为达标的软水。一般情况下,软化水设备的快冲洗过程为5-15分钟。
注意不同型号的软化水设备用盐水清洗的时间不同。根据原水的硬度情况和用多少水量二个因素定:如果是全自动流量型软化水设备:一般为5至8吨水;如果是全自动时间型软化水设备:一般为15天左右;如果是半自动软化水设备:根据用水量和水碱大小而定,如果水碱多一些,就可以用盐洗,一般为15—20天左右
导读:纺织品是一种人类生活所离不开的物质,而纺织品随着近几年时代的发展,现在渐渐引进新品种,而且纺织业的印染工艺也在不断创新,这也致使了纺织业的印染废水处理也成为挑战。
现在,国内的印染废水随着混纺产品的上市,除了碱性大,色度高,水量大之外,水质当中还含有大量有机高污染物,水质变化无常,是现在国内水处理领域典型的难处理工业废水,如不经处理排放,将会对环境造成极大的危害。印染废水处理方法:目前,针对纺织业印染废水的处理主要有物化法、生化法、碱减量处理三种,主要都是针对这类废水的脱色及有机污染物的降解。
由于现在的纺织工业印染废水的可生化性差,处理起来较为麻烦且效果不是那么的理想,所以焦注印染及水处理领域的相关人士都对此情况进行了研究处理。印染废水常规处理方法:现在,纺织业印染废水常规处理方法都是使用组合型处理工艺,可全方位进行处理,主要利用预处理再用生化+物化处理。通常采用处理流程是斜筛—调节池—水解酸化池—活性污泥—接触氧化—混凝絮凝池—二沉池—出水。
印染废水处理技术发展趋势:如今,由于纺织印染业的逐渐状大,而又是一大耗水大户,而我国的纺织印染业耗用的水质在各工业部门排名为第二位,对于现在国内外水资源的利用影响是极大的,所以针对这一情况,现在国内也在研究此类水质的回用处理技术,这也成为了印染工业发展的关键问题之一。
带式污泥压滤机在实际应用中会出现哪些问题?针对这些问题我们如何对设备进行改进?今天,山东博宇环保的小编为大家总结一下:
在实际的应用中有时候出现设备电机跳停的现象,按理说在设计时电动机是可以满足设备动力要求的,但是当外部条件发生变化时,会导致电动机电流突然升高,电机的变频保护装置跳闸门而停止运行,导致污泥分布不均匀的原因主要由以下两个方面:
1、设备入料口不当
带式污泥压滤机有些物料口是管状结构设计的,这样就会造成污泥集中在滤带的中间位置,管口两侧的污泥较少,虽然有分料装置对污泥重新分布,但是由于先天的不足,并不能把污泥平均布置在滤网上,从而造成污泥分布两边薄,中间厚。
2、重力脱水区程度不足
带式污泥压滤机的重力脱水段由于受到设备安装场地的限制,一般不会很长,这样就会导致污泥在重力脱水段脱自由水不充分,那么含水量大的污泥进入到脱水区,污泥的流动性很强,污泥就会由于受到挤压而窜流,从而形成了污泥在滤带中分布厚薄不均匀的现象。
根据以上带式污泥压滤机在实际应用中可能会出现的问题,我们可以加长实际依靠重力脱水的区域,并设置两个梳泥耙,并对入料的设计进行研究。

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摘要:电镀废水中的有机污染物来源主要有3个方面:镀前处理、电镀过程和镀后处理。介绍了污水中有机污染物的3种去除方法:生化法、微波化学法和物化法。通过对3种处理方法的效果比较得出,微波化学法效果最好,物化法次之,生化法最差。但就成本而言,物化法最低。 关键词:电镀废水;有机污染物;生化法;微波化学法;物化法 1 前言 电镀污水中的有机物污染问题是近年来才引起电镀与环保界的重视,其含量通常表示为CODc 。电镀行业废水的处理与监控都只侧重于重金属离子的去除,即使目前正在运行和施工的电镀污水处理系统也没有针对其有机污染物的处理工艺或处理单元。在排污标准日趋严格、特别是提出全因子达标要求以后,使这一问题更需认真对待。目前有关电镀废水处理的设计规范、教科书及专业刊物上均无相关可供参考的资料和工程实例。针对上述状况,笔者在中山市三角镇高平电镀污水处理厂第三期改扩建工程的工艺选型与处理流程的设计上,对有机污染物的处理予以充分的重视。并参考其它相关行业的有机污染物处理工艺进行了多次试验,初步掌握了电镀废水中有机污染物的特点和相关处理工艺。 2 电镀污水中有机污染物的来源 电镀污水中的有机污染物来源主要有3个方面:电镀前处理工艺部分、电镀工艺部分、电镀后处理工艺部分。 表l为电镀污水中有机污染物的比例。从表中可以看出电镀废水中的有机污染物主要来源于镀前处理部分,而电镀工艺本身所占比例较少。
2.1 电镀前处理废水中有机污染物的产生 镀前处理工艺中CODc 与电镀企业的产品类型及工艺路线有很大的关系。工件在电镀前必须进行表面整饰(如抛光、滚光、压花等),然后再进行除蜡、除油、酸洗活化等工序,其目的是为后续的电镀工序提供一个清洁的表面。目前绝大多数的电镀厂采用的是乳化除蜡、除油工艺,在其废水中含大量的非离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂及其它部分助剂(如缓蚀剂等),这些物质本身就是高分子有机污染物。而且生产过程中工件表面的蜡及油污被乳化后进人工作母液,伴随着生产过程进行工作母液中的油污会逐渐积累到极限值,这时工作母液必须全部排放干净后再重新配制。由于镀前处理的工作母液中的污染物主要是表面活性剂、助剂、矿物油及蜡,这部分废液没有任何的回收价值,故所有电镀企业都将其直接排入污水处理系统,此时的母液CODcr最高可达20 000~50 000 mg/L。一般情况下电镀企业的镀前处理母液的工作周期在7~15天,所以这部分废水对污水处理系统的CODc 值有很强的冲击性。正常情况下镀前处理工艺过程中排放的清洗水CODc 在100~200 mg/L之间,这部分废水的量较大,占废水排放量的20% ~25%,其负荷状态比较稳定。 2.2 电镀工艺废水中有机污染物的产生 电镀工艺过程中的有机污染物主要来源于电镀液中添加的各种光亮剂。这些光亮剂为多组分混合高分子有机化合物。添加量单一品种为80~150 mt/(kA·h),一般电镀槽需添加2~3个品种的光亮剂。工件在电镀过程中会消耗这些光亮剂,有部分被分解后进入镀层,有部分残留在镀液中,另有部分被工件带出后进入清洗水中。因此电镀工艺过程中清洗水中的CODcr在40~60 mg/L之间。也有的镀种不含有机光亮剂,比如采用稀添加剂的镀铬工艺与无光亮剂的预镀件碱铜工艺。电镀工艺清洗水占总排放量的60% ~70%,这部分废水的CODc 相对稳定。 2.3 电镀后处理工艺废水中有机污染物的产生 镀后处理是指工件经电镀后进行的一道工序,如浸表面活性剂脱水处理(又称脱水剂),或者为增加防腐性而采取的化学抗腐蚀处理,例如镀铜或镀铜锌合金后浸苯并三氮唑溶液。还有生产过程中产生的废次品工件需进行镀层脱除(即退镀),若采用防染盐退镀(又称退镍粉),其废水中含有大量的间硝基苯磺酸钠与氰化钠,废液呈深棕色,致使处理后的排水颜色偏黄(有人会误认为是六价铬超标),而且其颜色很难去除。镀后处理产生的废水中CODcr变化比较大,母液在2 000~3 000 mg/L,清洗水中COD0为50~150 mg/L(与采用的工艺有关)。这部分废水的数量不是很大,占总排水量的5%左右。 3 电镀污水中有机污染物的去除方法 针对电镀前处理污水中有机污染物的组成及物理化学与生物学特性笔者进行了3种工艺实验,即生化法、微波化学法和物化法。 3.1 生化法 生化法实验时由新大禹公司制造了一个小型模拟装置进行试验。该方法工艺流程如图1所示。
污水在物化处理池调整pH至8~9,并加入混凝剂后在沉降池中除去重金属离子和少量的有机物,然后在厌氧池里由池中的微生物对其中的有机物进行降解,在好氧池中由间氧型微生物对有机物进行进一步的降解,在后段的处理过程中有机物被微生物代谢分解,最后随着微生物的死亡以絮凝体的形式沉降出来。 但是考虑到前处理废水中可能会混入重金属离子和阴离子表面活性剂,对细菌有毒杀作用,在生化处理前还应加一套物化装置,去除废水中的重金属离子并稳定废水的pH。鉴于镀前处理废水中的有机污染物多为表面活性剂与矿物油,可生化性很差,以及生化处理系统抗冲击性负荷及运行中的可靠性等综合性考虑,笔者认为采用这种处理工艺不是最佳的选择,有较高的风险。 3.2 微波化学法 微波化学法处理废水工艺是近几年发展起来的一种新型废水处理工艺。它利用了微波特有的物理、化学、生物学效应,配合多种化学药剂,完成对有机污染物的氧化、分解、吸附、混凝等作用。该方法工艺流程如图2所示。
该方法是采用北京润泽东方环保科技(集团)有限公司制造的一台2 kW、波长2 450 MHz的微波反应器。由于该公司以技术保密为由,拒绝笔者参与其具体的实验,故在试验过程中的加药量、pH、温度、微波功率调节等工艺参数笔者不得而知。从昆明第六污水处理厂3 500 m3/d生活废水微波化学法深度处理系统试验报告及现场考察得到的资料分析,其原理是:利用微波提供化学反应的外加能量场,废水中的有机污染物在相关药剂的作用下一部分被直接氧化,另外一部分在敏化剂的作用下,剧烈地吸收微波场中的能量,使敏化剂局部温度急速上升,从而使有机物被分解。从实验的检测数据来看该工艺的去除率可以很高。而且反应时间很短,在微波谐振膛内仅需l0~ 25 S,反应中有多种气体产生,如cH4、cO、cO2、N2、H2S、H20等8种气体,对氰化物与重金属亦有较好的去除率。详见表2。
若要求该工艺的污染物去除率大于80%,就必须加大对废水中lv系氧化剂的投加量,此时在反应后经混凝沉降过滤后排出的清水中可闻到刺鼻的余lv气味;若去除率小于80%左右时,就无明显气味。此外微波化学法去除污水尚有一个明显的作用就是具有强烈的杀菌作用。因此在高平电镀污水处理厂选用该项工艺的重要一点是试验该工艺在生活污水处理中应用的可能性,特别是综合处理成本。据昆明市环保局对昆明市第六污水处理厂微波化学法深度处理装置验收报告提供的数据来看,生活废水CODCr进水时为300 450 m L,出水时为7~15 m L。其单位处理成本为0.886元/m3。北京润泽东方公司提供的运行成本预算是1.35元/m3(指电镀前处理废水)。因为是新技术,所以对其工艺的可靠性、经济性、可操作性等目前尚无法全面评价。 3.3 物化法 物化法工艺试验是由三角环保所工作人员自行负责设计的。首先在实验室内对物化反应所需的药剂进行了大量的筛选,并对工艺流程及参数进行了优化组合,其去除率为70% ~80%,后又在高平电镀污水厂进行了3次1 000 L的小型工业化试验,均达到了较理想的处理结果。该方法工艺流程如图3所示。
在pH调整池中加入烧碱(也可以加消石灰)或酸将pH控制在8.5~9.5之间,这时有大量的沉淀产生(沉淀物中有重金属离子和部分有机物)。然后加入一定量的氧化剂、混凝剂和吸附剂将剩余的有机物进行深度分解与吸附后,再沉降分离出来。此法使前处理废水在经处理后与其它CODc 较低的废水混合后排放l=l的CODCr可保证在70~80Ⅱ L左右(即达标排放),而且所用的药剂廉价、易购、设备简单、工程造价低、运行可靠,对目前现有的无独立处理单元的工程很容易完成改造,单位处理成本为0.50~O.70元/m3。 3.4 3种处理工艺效果的比较 电镀污水中有机污染物的种类同各地所采用的电镀工艺与原料有很大的区别,因此其处理效果也就有所不同。由此也就需要各地同行依据当地的具体情况,采用不同的工艺与药剂,以求取得最好的处理效果。即便是去除率最高的微波化学法,目前在2 000 m3/d处理规模的设备上,在2个月的调试过程中去除率也仅在75%以下,有待于进一步改进。表3为3种工艺处理效果对比。
4 结束语 电镀污水中有机污染物的去除工艺是一个全新的研究课题,但目前还未引起电镀与环保界的重视。在环保呼声日渐增高,排放标准越发严格,环境污染现状不容乐观的今天,电镀工业这一传统的,涉及产业较多的高污染行业的污染治理应该引起高度的重视。电镀行业较发达的地区,在对电镀行业进行集中进园、统一定点、集中污水处理的政策指引下,如何做到全因子达标,并完成清洁生产法对电镀行业要求中水回用率达到60%这一目标,研究并开发出切实可行的有机污染物去除工艺已迫在眉睫。笔者目前的工作只是对其进行了初步的探索与研究,希望借此引起同行的关注与探索 |
微波催化技术:
频率从300MHz~300GMHz的电磁波,其方向和大小随时间作周期性变化;微波与废气物分子直接作用,将超高频电磁波能量对废气进行微波辐射,使细胞中极性物质随高频微波场的摆动受到干扰和阻碍,引起微生物细胞的蛋白质,核酸等生物大分子受凝固或变性失活,从而导致其突变或死亡,同时对磁共振使之产生强磁辐射对废气分子进行切割、破坏、断裂,如:氨、三甲胺、硫化氢、甲硫氢、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳和苯乙烯,硫化物H2S、VOC类,苯、甲苯、二甲苯的分子键,破坏细菌的核酸(DNA),再通过臭氧进行氧化反应,彻底达到脱臭及杀灭细菌的目的。最后采用特制合成催化剂对废气进行光合还原反应。可有效地破坏废气中分子链,将有毒有害物质改变成为低分子无害物质,如水和二氧化碳等。
RCO催化燃烧
简述:化燃烧是借助催化剂在低温下(200~400℃)下,实现对有机物的完全氧化,因此,能耗少,操作简便,安全,净化效率高,在有机废气特别是回收价值不大的有机废气净化方面,比如化工,喷漆、绝缘材料、漆包线、涂料生产等行业应用较广,已有不少定型设备可供选用。
催化燃烧基本原理:催化燃烧是借助催化剂在低温下(200~400℃)下,实现对有机物的完全氧化,因此,能耗少,操作简便,安全,净化效率高,在有机废气特别是回收价值不大的有机废气净化方面,比如化工,喷漆、绝缘材料、漆包线、涂料生产等行业应用较广,已有不少定型设备可供选用。
催化作用的机理:在一个化学反应过程中,催化剂的加入并不能改变原有的化学平衡,所改变的仅是化学反应的速度,而在反应前后,催化剂本身的性质并不发生变化。是催化剂本身参加了反应,正是由于它的参加,使反应改变了原有的途径,使反应的活化能降低,从而加速了反应速度。例如反应A+B→C是通过中间活性结合物(AB)过渡而成的:??
即:A+B→[AB]→C其反应速度较慢。当加入催化剂K后,反应从一条很容易进行的途径实现:A+B+2K→[AK]+[BK]→[CK]+K→C+2K中间不再需要[AB]向C的过渡,从而加快了反应速度,而催化剂并未改变性质。??
催化燃烧的工艺组成:不同的排放场合和不同的废气,有不同的工艺流程。但不论采取哪种工艺流程,都由如下工艺单元组成:
废气预处理:为了避免催化剂床层的堵塞和催化剂中毒,废气在进入床层之前必须进行预处理,以除去废气中的粉尘、液滴及催化剂的毒物??
②预热装置:预热装置包括废气预热装置和催化剂燃烧器预热装置。因为催化剂都有一个催化活性温度,对催化燃烧来说称催化剂起燃温度,必须使废气和床层的温度达到起燃温度才能进行催化燃烧,因此,必须设置预热装置。但对于排出的废气本身温度就较高的场合,如漆包线、绝缘材料、烤漆等烘干排气,温度可达300℃以上,则不必设置预热装置。
③催化燃烧装置:一般采用固定床催化反应器。反应器的设计按规范进行,应便于操作,维修方便,便于装卸催化剂。
RTO技术简介:
RTO(RegenerativeThermal??Oxidizer,简称RTO),再生热氧化分解器,又称蓄热式焚烧器。其基本原理实在高温下(≥760℃)将有机废气氧化生成CO2和H2O,从而净化废气,并回收分解时所释出的热量,以达到环保节能的双重目的,是一种用于处理中高浓度挥发性有机废气的节能型环保装置。
RTO主体结构由燃烧室、陶瓷填料床和切换阀等组成。该装置中的蓄热式陶瓷填充床换热器可使热能得到最大限度的回收,热回收率大于95%,处理VOC时不用或使用很少的燃料。若处理低浓度废气,可选装浓缩装置,以降低燃烧消耗。??
RTO技术优点:
操作费用低,超低燃料费。有机废气浓度在2000PPM以上时,RTO装置基本不需添加辅助燃料。净化率高,净化率一般在98%以上。可实现全自动化控制,操作简单,运行稳定,安全可靠性高。不存在因压力变化产生的脉冲现象。蓄热室内温度均匀分级增加,加强了炉内传热,换热效果更佳,炉膛容积小,降低了设备的造价。??
采用分级燃烧技术,延缓状燃烧下释出热能;炉内升温匀,烧损低,加热效果好,不存在传统燃烧过程中出现的局部高温高氧区,抑制了热力型氮氧化物(NOX)的生成,无二次污染。??
废气进口设置惰性氧化铝瓷球,对蓄热陶瓷起到保护、缓冲、过滤的作用,延长蓄热陶瓷的使用寿命。??
RTO适用场合:
RTO处理技术适用于高浓度有机废气、涂装废气、恶臭废气等废气净化处理;适用于废气成分经常发生变化或废气中含有使催化剂中毒或活性衰退的成分(如水银,锡,锌等的金属蒸汽和磷、磷化物,砷等,容易使催化剂失去活性;含卤素和大量的水蒸气的情形),含有卤素碳氢化合物及其它具腐蚀性的有机气体。RTO一般适用于处理浓度在5000~20000mg/m3的多种有机废气。??
UV光氧化技术
技术原理:
一、利用特制的高能UV紫外线光束照射恶臭气体,裂解恶臭气体如:氨、三甲胺、硫化氢、甲硫氢、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳和苯乙烯,硫化物H2S、VOC类,苯、甲苯、二甲苯的分子键。??
二、利用高臭氧分解空气中的氧分子产生游离氧,即活性氧,因游离氧所携正负电子不平衡所以需与氧分子结合,进而产生臭氧,使呈游离状态的污染物分子与臭氧氧化结合成小分子无害或低害的化合物。如CO2、H2O等。UV+O2→O-+O*(活性氧)O+O2→O3(臭氧)。??
三、利用特制的催化剂进行氧化还原反应;运用高能UV紫外线光束、臭氧及催化剂对恶臭气体进行协同分解氧化反应,使恶臭气体物质其降解转化成低分子化合物、水和二氧化碳,彻底达到脱臭及杀灭细菌的目的。??
性能特点:
1、高效除恶臭:能高效去除挥发性有机物(VOC)及各种恶臭味,脱臭效率最高可达99%以上。??
2、无需添加任何物质:只需要设置相应的排风管道和排风动力。??
3、适应性强:可适应高浓度,大气量,可每天24小时连续工作,运行稳定可靠。??
4、运行成本低:本设备无任何机械动作,无噪音,无需专人管理和日常维护。??
5、无需预处理:工作环境温度在摄氏-30℃~95℃之间,湿度在30%~98%、PH值在3-13之间均可正常工作。??
6、设备占地面积小,自重轻:处理10000m3/h风量设备占地面积??<1平方米。
7、优质进口材料制造:防火、防爆、防腐蚀性能高,设备性能安全稳定。??
8、环保高科技产品:采用国际上最先进技术,可彻底分解恶臭气体中有毒有害物质,并能达到完美的脱臭效果,经分解后的恶臭气体,可完全达到无害化排放,绝不产生二次污染。??
适用范围:
恶臭气体(工业废气)UV光氧净化设备适用范围:炼油厂、橡胶厂、化工厂、制药厂、污水处理厂、垃圾转运站等恶臭气体的脱臭净化处理。??
低温等离子技术
技术简介:
采用双介质阻挡放电形式产生等离子体,所产生等离子体的密度是其他技术产生等离子体密度的1500倍,该技术节能、环保,应用范围广。利用所产生的高能电子、自由基等活性粒子激活、电离、裂解工业废气中的各组成份,使之发生分解,氧化等一些列复杂的化学反应,再经过多级净化,从而消除各种污染源排放的异味、臭味污染物,使有毒有害气体达到低毒化、无毒化。??
技术作用原理:
低温等离子体是继固态、液态、气态之后的物质第四态,当外加电压达到气体的放电电压时,气体被击穿,产生包括电子、各种离子、原子和自由基在内的混合体。放电过程中虽然电子温度很高,但重粒子温度很低,整个体系呈现低温状态,所以称为低温等离子体。低温等离子体降解污染物是利用这些高能电子、自由基等活性粒子和废气中的污染物作用,使污染物分子在极短的时间内发生分解,并发生后续的各种反应以达到降解污染物的目的。
基本过程:
过程一:高能电子的直接轰击
过程二:O原子或臭氧的氧化O2+e→2O
过程三:OH自由基的氧化H2O+e→OH+H、H2O+O→2OH、H+O2→OH+O
过程四:分子碎片+氧气的反应
技术特点:
应用于恶臭气体治理,具有处理效果好,运行费用低廉、无二次污染、运行稳定、操作管理简便、即开即用等优点。废气收集后,一部分废气需要进行预处理,除水后进入等离子体反应区,在高能电子的作用下,使异味分子受激发,带电粒子或分子间的化学键被打断,同时空气中的水和氧气在高能电子轰击下也会产生OH自由基、活性氧等强氧化性物质,这些强氧化性物质也会与异味分子反应,使其分解,从而促进异味消除。
应用对象:
产生的高能电子能量高,自由基密度大,因此绝大部分有毒有害物质均能被分解,且处理对象广泛,对《国家恶臭污染控制标准》中规定的八大恶臭物质硫化氢、氨、三甲胺、甲硫醇、甲硫醚、二硫化碳、苯乙烯、二甲二硫均能有效去除??
活性炭吸附技术
吸附技术是最为常用的VOC净化技术,而吸附材料是吸附技术的基础,吸附材料的优劣和选用正确与否,关系到整个吸附工艺的成败。吸附材料的种类很多,主要有颗粒活性炭、蜂窝活性炭、活性炭纤维、疏水性蜂窝分子筛等。
活性炭的吸附作用。
吸附作用的形成,主要来自伦敦分散力,这也是另一种凡得瓦力的表现形式。此种力普遍存在于不具有永久性偶极矩的分子之间,它是一种自然的吸引力。只要分子足够靠近,都会很自然产生这种作用力。凡是能利用此种力把物质吸住的作用,我们称为物理吸附。此种作用力与温度无关,因此不受温度之影响。伦敦分散力必须在炭表面与被吸附分子之间达到作用的距离之后才会发生,该力的大小涉及被吸附分子中所有相关原子与活性炭表面碳原子密切接触的程度。如果接触的程度越高,则该力越大,同时活性炭对该分子的吸附能力也越强。??
①活性炭吸附剂的性质:活性炭的比表面积越大,吸附能力就越强;??活性炭是非极性分子,易于吸附非极性或极性很低的吸附质;活性炭吸附剂颗粒的大小,细孔的构造和分布情况以及表面化学性质等对吸附也有很大的影响。
②吸附质的性质:取决于其溶解度、表面自由能、极性、吸附质分子的大小和不饱和度、附质的浓度等??
③废水PH值:活性炭一般在酸性溶液中比在碱性溶液中有较高的吸附率。PH值会对吸附质在水中存在的状态及溶解度等产生影响,从而影响吸附效果。??
④共存物质:共存多种吸附质时,活性炭对某种吸附质的吸附能力比只含该种吸附质时的吸附能力差??
⑤温度:温度对活性炭的吸附影响较小??
⑥接触时间:应保证活性炭与吸附质有一定的接触时间,使吸附接近平衡,充分利用吸附能力。??
微生物净化
生物脱除恶臭技术
生物脱除恶臭技术,是通过脱臭菌种的筛选、培养,在特殊设计的生物反应器中,经过生物悬浮液和生物膜的生物吸收与降解作用,达到脱除气体中的恶臭物质,达到净化恶臭的目的,仅对臭气中的甲硫醇的脱除率就可达到90%左右。??
生物脱臭技术与传统的物理、化学方法相比有许多优越性。它能在常温和常压下将恶臭物质分解为无害的物质,去除了臭味,在整个处理过程中不会产生二次污染,而且工艺、设备和工艺操作都比较简单,共投资费用和运行费用都比较低。生物脱除恶臭的应用同时带来了,良好的环境效益和经济效益,是今后发展和应用的主导工艺。??
生物技术处理有机废气VOCS和臭味标准系统模式:??
一个标准的生物处理技术用于处理挥发性有机物(称之为VOCS)和臭味,它们均来自于工业废气和城市污水处理厂,诸如喷漆系统,喷塑系统,彩印系统及广泛的有机
化学洗涤技术
错流式洗涤器的原理:
(传统的洗涤技术-喷淋塔在此就不作详细介绍)
借助于风机内部流场及各种力的作用,形成气、液、固三相之间高速相对运
动。本技术运用流体力学、空气动力学及气溶胶理论,利用叶轮高速旋转的作用
形成超强动力,使喷于其上的液体充分雾化,并与烟气以最大接触面积和最大冲
击速度(60~150m/s)剧烈的碰撞、聚合,实现在最短的时间、最小的空间、最
小的液气比下气液充分接触,进行高速传质的过程,在这一过程中,灰尘被液体
捕捉,完成一系列的净化过程。烟气在洗涤系统中各阶段速度的变化,在理论上
等效于湿式文丘里洗涤器,文丘里气液混合过程可以通过叶轮对气流形成动力的
同时在洗涤系统内部来完成,可以说错流式洗涤系统相当于动态的文丘里,由于
烟气不是直线运动,所以错流式洗涤系统的净化机理及效果等效并高于文丘里洗
涤器,同时又避免了传统文丘里高能耗这一缺陷,由于没有脱硫除尘专用设备,
系统阻力只有200Pa左右,只是其它脱硫除尘设备的1/5~1/7。
错流式洗涤系统的特点:
1、在保证锅炉正常运行的同时,还保证了99%以上的除尘效率,95%以上的脱硫效率,并且解决了除尘脱硫设备占地大、投资高、能耗大等一系列问题,真正做到了三效合一。??
2、采用以水为净化介质的方式,并且对产品结构进行了新的设计,减小了设备的磨损,还可为高温烟气降温,防止了高温对净化设备及净化效果的影响。??
3、流程简单,采用三级脱硫除尘的方法,使总效率更高。??
4、设备结构新颖,具有体积小,能耗低,耐腐蚀,耐高温,振动噪音小,寿命长,投资少,安装检修方便等优点,??
5、设备还可用于其他各种被污染的空气进行净化的场所??