無(wú)錫廢水處理工程設(shè)備—這家靠譜天環(huán)

目前，常用物理、化學(xué)和生物法等常規(guī)方法處理印染廢水。物化法中隔油技術(shù)法、氣浮法、吸附法等工藝實(shí)用性強(qiáng)，但處理效率較低，通常適用于廢水的前期預(yù)處理階段；膜分離法處理技術(shù)去除效率高且出水水質(zhì)穩(wěn)定可靠，但處理水量小、易堵塞并且技術(shù)成本高；臭氧氧化法操作簡(jiǎn)便，原料易獲取，反應(yīng)后排放出多余的氧氣不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生二次污染，但存在空氣源制備臭氧的效率低、臭氧發(fā)生器運(yùn)行成本高的弊端；光催化氧化技術(shù)具有高效、安全、原料易得、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，但也有催化劑易失活、光源利用率低等制約因素；生物法在運(yùn)行過(guò)程中利用微生物氧化分解污染物，在常溫常壓下進(jìn)行，技術(shù)成本較低，不產(chǎn)生二次污染，但微生物的配置馴化及新陳代謝容易受環(huán)境條件的影響，在沖擊負(fù)荷下易造成生化系統(tǒng)波動(dòng)。

炭鐵微電解廣泛應(yīng)用于印染廢水處理，對(duì)分散染料除色有出色的表現(xiàn)，但總體對(duì)COD及可生化性提高的貢獻(xiàn)能力一般。筆者通過(guò)對(duì)鐵炭材料的架構(gòu)形式進(jìn)行研究并研發(fā)出新型復(fù)合炭鐵材料，新架構(gòu)下鐵和炭在廢水中形成的微動(dòng)力在通氣情況下會(huì)發(fā)生一系列電化學(xué)反應(yīng)，通過(guò)使廢水中有機(jī)大分子污染物的鍵斷裂等，達(dá)到廢水初步降解的預(yù)處理目的。因其具有處理成本較低、處理設(shè)備較簡(jiǎn)單、處理效能高等優(yōu)勢(shì)，可提高廢水的可生化性，減輕后續(xù)工藝負(fù)荷。

1、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1.1 實(shí)驗(yàn)儀器與藥品

實(shí)驗(yàn)廢水取自某印刷廠內(nèi)印刷車(chē)間的生產(chǎn)廢水。廢水pH值為5～6，水呈微紅棕色，COD初始濃度為120mg/L。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

新型復(fù)合炭鐵活化過(guò)程：稱取一定質(zhì)量的復(fù)合炭鐵添加5%鹽酸（復(fù)合炭鐵獨(dú)立研發(fā)，為多孔、大比表面積固態(tài)新材料），浸泡活化一段時(shí)間，用蒸餾水沖洗3min，晾干后待用。

實(shí)驗(yàn)步驟：取1000mL印染廢水于燒杯中，投加一定量的已活化的復(fù)合炭鐵，調(diào)節(jié)廢水pH值，放入曝氣泵，進(jìn)行攪拌曝氣反應(yīng)，反應(yīng)后過(guò)濾取濾液測(cè)定各種條件下的水質(zhì)COD值。

2、結(jié)果與討論

2.1 活化時(shí)間的影響

采用5%鹽酸活化新材料的復(fù)合炭鐵填料在不同活化時(shí)間下對(duì)印染廢水的去除效果見(jiàn)圖1。隨著活化時(shí)間的增加，印染廢水中COD的去除率呈現(xiàn)先上升后降低的趨勢(shì)，活化時(shí)間為60min時(shí)，處理，廢水中COD的去除率為32.58%。反應(yīng)時(shí)間小于60min時(shí)，活化時(shí)間不夠長(zhǎng)，復(fù)合炭鐵內(nèi)外表面殘留較多的雜質(zhì)，導(dǎo)致反應(yīng)接觸面偏少，反應(yīng)不充分?；罨瘯r(shí)間超過(guò)60min后，復(fù)合炭鐵內(nèi)外表面的雜質(zhì)基本被去除，鐵原子暴露在鹽酸溶液中，會(huì)繼續(xù)與鹽酸反應(yīng)生成H2與FeCl3，降低了反應(yīng)中陽(yáng)極鐵的含量，造成反應(yīng)效率降低。因此，復(fù)合炭鐵的活化時(shí)間為60min。

高濃度氨氮廢水來(lái)源非常廣泛，常見(jiàn)的有消化污泥脫水液、垃圾滲濾液、肉類(lèi)加工廢水、合成氨廢水及焦化廢水等。這些廢水若未經(jīng)有效處理而排入水體中，極易造成水體富營(yíng)養(yǎng)化，使藻類(lèi)大量繁殖，水中溶解氧極度消耗而不能補(bǔ)充，從而導(dǎo)致水生生物死亡，水體黑臭，最終影響水體環(huán)境和人類(lèi)健康。目前比較常用的去除廢水中高濃度氨氮的方法有生物法、吹脫法、膜分離法、沸石脫氨法和磷酸銨鎂（MAP）沉淀法等。其中，MAP沉淀法因工藝操作簡(jiǎn)單方便、處理效果好、沉淀速率快等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用，其反應(yīng)產(chǎn)物也可作為緩釋肥等進(jìn)行再利用。然而，MAP沉淀法的氨氮去除效果受到多種因素的影響，如反應(yīng)pH、氨氮初始濃度、磷酸鹽和鎂鹽的投加量等。為研究這些因素對(duì)焦化廢水中氨氮去除效果的影響及探索的工藝條件，吳揚(yáng)通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)分析了5個(gè)因素對(duì)氨氮處理效果的影響，其影響程度從大到小依次為n（Mg2+）∶n（PO43-）∶n（NH4+）、反應(yīng)pH、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度、氨氮初始濃度。而杜雯倩等研究發(fā)現(xiàn)，用MAP沉淀法處理氨氮廢水前，加入一定量的聚合氯化鋁（PAC）等絮凝劑可以改善去除效果，但未對(duì)其他因素的影響及處理工藝進(jìn)行深入研究和討論。

本工作采用MAP沉淀和絮凝法聯(lián)合處理高濃度氨氮廢水，通過(guò)單因素法以及進(jìn)一步的正交實(shí)驗(yàn)法，考察了pH、磷酸鹽投加量、絮凝劑投加量等重要因素對(duì)氨氮去除效果的綜合影響，確定了工藝條件，同時(shí)探索了絮凝劑對(duì)于MAP沉淀法處理氨氮的作用方式和機(jī)理，為提高實(shí)際氨氮廢水的去除效果提供理論及技術(shù)支持。

在現(xiàn)代生活領(lǐng)域中，人們對(duì)各類(lèi)鋁制品的需求也不斷增大，鋁制品在全球各行各業(yè)的運(yùn)用是人們生產(chǎn)和生活的重要資源，為此，我國(guó)大力發(fā)展電解鋁企業(yè)，滿足社會(huì)對(duì)鋁制品的需求。隨著社會(huì)需求的提升導(dǎo)致市場(chǎng)日益激烈，各電解鋁為保障自身市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，實(shí)時(shí)對(duì)自身技術(shù)手段和管理體系進(jìn)行創(chuàng)新和優(yōu)化，堅(jiān)決貫徹可持續(xù)發(fā)展方針，使用可替代清潔能源，優(yōu)化硬件設(shè)施和污染處理設(shè)備。但在實(shí)際生產(chǎn)生活中，陽(yáng)極碳?jí)K仍是電解鋁工作中的重要設(shè)備，陽(yáng)極碳?jí)K在通電時(shí)不可避免的會(huì)釋放有害氣體。脫硫廢水也是同理，雖然在原材料和能源方面已經(jīng)傾力改良，但部分硫化物依然會(huì)產(chǎn)生脫硫廢水。既然無(wú)法避免脫硫廢水的生成，各電解鋁就要想辦法將脫硫廢水純凈，確保無(wú)公害后再進(jìn)行排放，由此可見(jiàn)，脫硫廢處理技術(shù)的重要作用。

一、電解鋁脫硫廢水的特點(diǎn)

電解鋁在生產(chǎn)工作不斷進(jìn)行，雖然由于電解煙氣特點(diǎn)每小時(shí)產(chǎn)生的廢水量較少，但是因其連續(xù)性，其運(yùn)行期間仍會(huì)累積大量的脫硫廢水，廢水的排放主要是為了保證脫硫系統(tǒng)內(nèi)氯離子的平衡，氯離子的濃縮會(huì)對(duì)硬件設(shè)施帶來(lái)負(fù)面影響，縮短其使用壽命，假如脫硫廢水長(zhǎng)時(shí)間和硬件設(shè)施接觸，會(huì)對(duì)其內(nèi)部零件連接處形成腐蝕，導(dǎo)致其效率降低，性能受到影響，甚至停止運(yùn)轉(zhuǎn)，無(wú)法應(yīng)對(duì)工作需求。脫硫廢水若直接排放還會(huì)對(duì)電解鋁周?chē)纳鷳B(tài)環(huán)境造成破壞，使得周?chē)鷳B(tài)系統(tǒng)循環(huán)能力降低，無(wú)法實(shí)現(xiàn)凈化工作。電解鋁工作過(guò)程中產(chǎn)生的脫硫廢水，通常具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：首先，脫硫廢水是弱酸性液體，PH值在多次對(duì)電解鋁脫硫廢水酸堿度檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)中明確其通常處在5.0左右，其酸性并非和正常值7.0相比較為接近為弱酸性[1]。其次，脫硫廢水中存在多種雜質(zhì)漂浮物，其有些是化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中所遺留的殘?jiān)行┦窃O(shè)備腐蝕后脫離的表皮，也有些是環(huán)境中存在的灰塵或雜質(zhì)，整體較為渾濁。再然后，電解鋁的脫硫廢水中含有多種有害化學(xué)成分，其主要組成有鉛，汞，鎘等等，這些化學(xué)成分危害性，對(duì)土壤和人體損害。最后，電解鋁脫硫廢水中含有大量氯鹽和亞硫酸鹽等，其中氯鹽含量占比要比亞硫酸鹽高許多。

二、脫硫廢水產(chǎn)生的影響因素

電解鋁中使用大量的陽(yáng)極碳?jí)K，起導(dǎo)電作用的陽(yáng)極碳?jí)K是電解生產(chǎn)中的，所以陽(yáng)極碳?jí)K的質(zhì)量會(huì)對(duì)脫硫廢水的產(chǎn)生具有直接影響。在設(shè)計(jì)能源供應(yīng)過(guò)程中，首先若碳?jí)K原材料的組成成分中硫元素較多，在燃燒時(shí)就會(huì)產(chǎn)生大量二氧化硫，這就導(dǎo)致二氧化硫受溫度變化液化會(huì)直接影響脫硫廢水濃度，即使不發(fā)生液化反應(yīng)，原料中的硫元素過(guò)多，也會(huì)提升脫硫廢水的硫含量，濃度也會(huì)提高。其次，如果在能源供應(yīng)過(guò)程中，陽(yáng)極碳?jí)K材料成分中，氯元素含量較高，對(duì)電解鋁在工作過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生更多的氯元素物質(zhì)，其危害性較強(qiáng)。為防止損害工作人員生命財(cái)產(chǎn)安全和硬件設(shè)施的使用壽命，電解鋁會(huì)使用脫硫漿液對(duì)氯元素進(jìn)行處理，脫硫漿液中含有大量氯程分，因此會(huì)直接提升脫硫廢水的濃度和數(shù)量。最后，電解鋁在工藝完成后，未處理雜志和生成的污染性氣體時(shí)，會(huì)使用石灰石材料，石灰石在使用過(guò)程中結(jié)構(gòu)較為脆弱，會(huì)分離出大小顆粒，在工作進(jìn)行時(shí)，這些分散的細(xì)小顆粒會(huì)落入脫硫廢水中，時(shí)期內(nèi)部產(chǎn)生一定化學(xué)反應(yīng)，生成更多的重金屬元素。同時(shí)，石灰石成分為碳酸鈣，碳酸鈣是非常活躍，極易發(fā)生反應(yīng)的成分，在含有多種元素的脫硫廢水中，會(huì)迅速發(fā)生反應(yīng)，進(jìn)而促使內(nèi)部其他成分相互反應(yīng)，產(chǎn)生更多有害物質(zhì)。

三、電解鋁脫硫廢水技術(shù)工藝

電解鋁脫硫廢水因電解鋁生產(chǎn)工藝的特殊性，電解煙氣不存在高溫?zé)煔?，加上其單位時(shí)間內(nèi)廢水產(chǎn)生量較少（工藝水氯離子不超200mg/L時(shí)，單條電解生產(chǎn)線的廢水產(chǎn)量一般不超過(guò)1t/h），無(wú)法直接借鑒電廠廢水技術(shù)，電解鋁脫硫廢水工藝有如下：

無(wú)錫廢水處理工程設(shè)備—這家靠譜天環(huán)

1、濃縮蒸發(fā)技術(shù)

脫硫廢水的固態(tài)物質(zhì)和溶解物主要是以石膏為主的硫酸鹽，其本質(zhì)和石膏漿液沒(méi)有本質(zhì)區(qū)別，只是濃度不同。因此我們對(duì)廢水采用濃縮蒸發(fā)技術(shù)，廢水取自廢水旋流器溢流出口，廢水在蒸發(fā)器內(nèi)利用廠區(qū)蒸汽為外部熱源，進(jìn)行蒸發(fā)，氣態(tài)水進(jìn)入大氣，蒸發(fā)完剩余的污泥主要成分為石膏等鹽類(lèi)，經(jīng)板框壓縮后，可以將其送至石膏庫(kù)，與石膏相比，污泥整體量少且主要成分區(qū)別不大，不對(duì)石膏品質(zhì)產(chǎn)生明顯影響，因此可以混入石膏一起外運(yùn)。

適合電解煙氣的常規(guī)蒸發(fā)技術(shù)有：

（1）兩效蒸發(fā)技術(shù)：也可根據(jù)需要選擇三效蒸發(fā)，三效蒸發(fā)技術(shù)效果更好，但是投資較多；主要設(shè)備就是蒸發(fā)器；

（2）MVR技術(shù)：MVR主要運(yùn)用于蒸發(fā)濃縮物料，與傳統(tǒng)的多效蒸發(fā)相比，具有節(jié)能優(yōu)勢(shì)，目前國(guó)內(nèi)已成功運(yùn)用在化工廢水、糖醇有機(jī)濃縮、制藥中間體濃縮、精餾乏汽利用等方面。主要有MVR膜式蒸發(fā)器、MVR強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器、MVR板式蒸發(fā)器等；

（3）旁路煙氣蒸發(fā)技術(shù)：旁路蒸發(fā)技術(shù)主要是利用電解煙氣將濃縮完的廢水進(jìn)行蒸發(fā)的過(guò)程，熱源為電解煙氣+外部熱源。電解煙氣溫度較低，因此需要電加熱器等額外熱源。蒸發(fā)后產(chǎn)生的灰塵進(jìn)入除塵器進(jìn)行捕捉、收集，混入石膏外運(yùn)。主要設(shè)備為霧化塔、引風(fēng)機(jī)、除塵器等。

濃縮蒸發(fā)投資較少，造價(jià)較低，但是要求廠區(qū)有固定熱源（蒸汽或電加熱均可），因此這類(lèi)處理技術(shù)存在一定局限性，在開(kāi)展前，需要根據(jù)電解鋁實(shí)際情況明確其是否符合使用條件，如果廠區(qū)無(wú)固定熱源或電價(jià)居高不下時(shí)是不適合此方式的，并且對(duì)運(yùn)行中要求較高，操作不當(dāng)容易引起蒸發(fā)器堵塞等問(wèn)題，影響使用壽命。

2、廢水綜合使用技術(shù)

對(duì)鋁廠廠區(qū)較大或鋁廠處于干燥地區(qū)的情況，也可以視具體情況，將處理完的符合國(guó)家廢水排放標(biāo)準(zhǔn)的的脫硫廢水混入廠區(qū)用水進(jìn)行使用，做到全廠廢水。處理完的廢水主要是氯離子濃度較高約在15000PPM，其他含固量等都符合排放標(biāo)準(zhǔn)，因此可根據(jù)廠區(qū)用水功能不同分拆為廠區(qū)多處用水。如：場(chǎng)區(qū)噴灑或綠化用水，根據(jù)用水量多少，可以調(diào)節(jié)廢水接受量，保證在不影響用水使用點(diǎn)性能的前提下適量添加并消耗脫硫廢水；同時(shí)，廢水還可以用來(lái)做生產(chǎn)用水、部分生活用水（非飲用水）等。

在日常生產(chǎn)生活過(guò)程中，將廢水綜合使用技術(shù)應(yīng)用在電解鋁脫硫廢水處理中，在脫硫廢水合格的前提下，可以保障脫硫廢水中的各種污染物含量符合國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，混合入生產(chǎn)、生活用水后，不會(huì)對(duì)工作人員和附近生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生過(guò)高的影響，從而保障脫硫廢水可以正常排放到大氣中或固定排放到大氣中，不具有揮發(fā)性影響環(huán)境。這樣的做法大幅降低了廢水后續(xù)處理的費(fèi)用，同時(shí)節(jié)約了廠區(qū)總用水，為企業(yè)未來(lái)發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。但廢水綜合應(yīng)用技術(shù)也存在一定缺點(diǎn)，此技術(shù)對(duì)脫硫廢水處理系統(tǒng)要求較高，要求排放的廢水中除氯離子外，均需滿足國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，廢水處理產(chǎn)生的污泥輸送至真空皮帶機(jī)，同石膏一起脫水進(jìn)入石膏庫(kù)外運(yùn)。