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    江蘇銘盛環境

    化學沉淀反應在工業廢水處理中的應用

    文章出處:未知發表時間:2022-01-08 13:21:45



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      隨著社會對水環境請求的提升,人類對工業廢水的危害及潛在價值也愈發注重。工業廢水中常常含有大量的含氮、磷和砷的有毒化合物,以及含有鉻、鉛等有回收價值卻對環境危害宏大的重金屬。由于工業廢水中的有毒物質濃度較高,不宜應用生物降解,因而,目前應用化學沉淀法仍是回收去除工業廢水中以上物質的最佳方式。

     

      一、應用化學沉淀法除氮除磷

     

      1.1 化學沉淀法在工業廢水氨氮處置中的應用

     

      大局部工業生產的廢水都排放量宏大且含有較高濃度的氨氮,有較強的毒性,其中的氮元素是水體富營養化的主要成因。典型的高濃度氨氮廢水多數由稀土工業、化肥合成工業以及炸藥生產等產生的?;瘜W沉淀法處置氨氮以磷酸銨鎂沉淀法(MPA)因可回收氮而應用普遍,隨技術開展,與其他辦法分離如吹脫法、折點氯化法等的處置方式也在逐漸成熟。

     

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      化肥生產中,重油裂解過程會產生炭黑,洗除炭黑的洗液及炭黑廢水,含有高濃度氨氮。研討標明,應用Na2HPO4?12H2OMgCl2?6H2O構成沉淀的過程中簡單高效去除化肥生產工業廢水中的高濃度氨氮,同時能夠將炭黑載帶下來,從而使廢水得以達標排放。

     

      高濃度氨氮廢水也是稀土工業廢水中主要污染物之一,常用萃取別離辦法去除,但是萃取液、碳銨沉淀上清液、碳銨洗液中的氨氮濃度均很高,因而可應用化學沉淀法處置這類氨氮廢水,限制要素少,較易于控制,工藝簡單,是一種高效脫氮的處置辦法。同時,稀土廢水中含有較大量的Ca2+,影響磷酸銨鎂沉淀,通??稍谔幹们斑\用Na2CO3實施沉淀預處置,生成CaCO3沉淀以防止對后續處置產生干擾。

     

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      炸藥生產廢水中含有多種有毒物質,而乳化炸藥廢水中含有大量的硝酸銨,是炸藥生產工業廢水中氨氮的主要來源,應用MPA實施脫氮處置同樣具有高效性。

     

      MPA法的產物鳥糞石作為一種化工原料應用十分普遍,可經過加堿處置、熱合成、酸溶等方式回收,經提純可做化學試劑或飼料添加劑,特別是MPA中含有作物生長所必需的N、P、Mg元素,且釋放遲緩,有利于作物吸收,可作為優質緩釋肥料,是一種具有商業價值的環保管理副產品。

     

      1.2 化學沉淀法在含磷工業廢水處中的應用

     

      磷化工生產如含磷洗濯劑、磷廢、含磷農藥等的生產是含磷工業廢水的主要來源。含磷廢水的排放是惹起嚴重的水體富營養化的要素之一,像含磷農藥的生產所產生的有機磷成分以至具有很強的毒性。從費用投入和除磷效果來看,化學沉淀法優勢顯著,沉淀劑主要分為三類:鈣鹽、鋁鹽、鐵鹽。

     

      PO3-4Al3+、Ca2+Fe3+等能夠構成化學沉淀,在一定條件下發作絡合,產生具有吸附性的聚磷酸鹽絮狀沉淀,經過沉淀、凝聚、絮凝、固液別離后可達高效除磷。林蘊霞曾經過實驗標明,應用聚合氯化鋁以及聚二甲基二烯丙基氯化銨,能夠與含磷農藥廢水中的磷構成沉淀,在一定的條件下,采用適宜的投藥配比可以高效去除廢水中的總磷含量。

     

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      機械工業金屬零件生產過程中通常實施磷化處置,會產生大量的含磷廢水。例如,某電冰箱廠應用CaCl2作為沉淀劑對該廠的磷化廢水實施處置,經濟高效,操作簡單,經調試后獲得了理想的除磷效果。

     

      電路板生產工藝中的化學電鍍也會產生大量的含磷廢水,主要以亞磷酸鹽和次磷酸鹽為主要存在方式,且因具有絡合劑、穩定劑等而難以降解。應用經濟成熟、簡單適用的乙酸鈣可沉淀大局部的亞磷酸根,采用石灰乳能夠有效去除正磷酸根和亞磷酸根以及Zn2+、懸浮物等,但是不能去除次磷酸根形成的二次污染是其一大弊端,還需分離其他辦法實施深度處置。

     

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      MPA沉淀法在廢水除磷處置中也被普遍應用,且鳥糞石沉淀結晶大,易于過濾作為肥料回收應用。關于高濃度含磷廢水,該法難以到達一次去除的效果,尚需分離其他輔助辦法處置達標如PAC混凝或生物處置辦法。

     

      二、化學沉淀法處置含砷廢水

     

      化肥、農藥、冶金工業中經常用到砷化物,會形成砷污染,廢水中常以亞砷(+III)酸根和砷(+V)酸根兩種價態存在,通常+3價為主?;瘜W沉淀法去除廢水砷化物通常有3種處置辦法,應用砷酸和亞砷酸與局部金屬氧化物或硫化物生成沉淀去除,即中和沉淀法、硫化法、絮凝共沉法。

     

      中和沉淀法相關于其他辦法來說處置本錢較低,工藝簡單。其作用機理主要是砷在高pH環境下,容易構成鹽類沉淀。往廢水中添加低價易得的氫氧化鈣或氫氧化鈉,使廢水中+5As構成砷酸鈣鹽類沉淀,但因顆粒較小,泥渣沉淀遲緩,難以將廢水中的砷凈化到排放規范;通常輔以其他辦法,才干使得廢水到達相應排放規范。中和沉淀法通常可作為高含砷廢水的預處置,大大降低處置本錢。

     

      硫化法通常采用NaHS、Na2S、Fe2S3等低價試劑作為硫化劑,因工藝簡單、反響疾速、可大批量處置而被普遍應用。運用NaOH浸取硫化沉淀,可別離有色金屬和砷,便于有色金屬的回收再應用;經脫硫處置的產物還可做農藥、殺蟲劑等產品的原料,具有較高的經濟價值。

     

      實踐生產中,含砷廢水處置辦法應用最多的是絮凝共沉淀法。廢水中參加氫氧化物調理pH,同時參加Mn2+、Fe3+、Fe2+、Al3+等離子,使其水解成堿性膠體,能夠將水中含砷化合物及其他雜質吸附在外表,將含砷化合物及雜質包裹其中,最終構成膠體沉淀而將砷除去。

     

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      三、化學沉淀法處置含重金屬離子廢水

     

      3.1 化學沉淀法處置含鉻廢水

     

      鉻元素被美國EPA列為最具毒性的污染物之一,在制革、電鍍、化工、冶金等行業均可產生含鉻廢水。鉻元素通常Cr(+III)Cr(+VI)兩種形態存在,且Cr(+VI)Cr(+III)更具生物毒性。Cr(+VI)可致皮膚過敏,吸入后致癌,更可形成遺傳性基因缺陷,對環境具有耐久風險性。同時,鉻元素的存在對污水處置有很大的影響,水中鉻濃度1mg/L時,BOD5降低18%,大大降低生物活性,嚴重影響污水處置效果

     

      含鉻廢水的常用途理辦法有電解復原、化學沉淀、離子交流、生物法、光催化法等。其中,離子交流法成熟,除鉻效率高,可大范圍應用。但是,廢水濃度通常較高,需求耗費大量離子交流樹脂,吸附后樹脂再生艱難。所以此辦法很少應用在工業廢水處置方面。因Cr(+III)Cr(+VI)極易與絮凝沉淀劑發作反響,且絮凝劑來源普遍、價錢低廉,處置效果佳,化學沉淀法被普遍應用于各類含鉻污水處置中。

     

      化學沉淀法廢水除鉻工藝主要有:鋇鹽法、復原沉淀法等。鋇鹽法為廢水中的鉻酸鹽與碳酸鋇等反響生成絮凝物,沉淀后再應用石膏過濾,將水中殘留的Ba2+去除,再用微孔過濾器將碳酸鋇沉淀濾除。鋇鹽法為電鍍行業廢水除鉻較為常用的辦法,其優點是處置后的水可到達車間回用水規范,可用于水洗工序。復原沉淀法是目前較為常用的含鉻廢水處置工藝,其原理為在酸性條件下,復原劑將Cr(+VI)復原成Cr(+III),然后參加石灰或NaOH,使其生成Cr(OH)3沉淀。復原沉淀法具有投資小、運營穩定、本錢低、處置效果好等優勢,因此能夠普遍應用。

     

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      這種處置辦法的化學工藝簡單成熟,是工程中最常用的工藝;但污泥量大是化工過程中常見的問題,限制了其在放射性含鉻廢水處置中的應用。過氧化氫是一種環境友好的氧化復原劑,其合成產物僅為水和氧超濾(UF),是一種以膜為過濾介質的別離技術。近年因由于其高效、便利的運轉方式,在污水處置中得到了普遍的應用。將原藥劑改性為超濾膜處置,采用氧化復原-沉淀-超濾工藝模仿含鉻放射性廢水,是一種高效、二次產廢少的處置辦法,去除率可高達99.9%。

     

      3.2 化學沉淀法處置含鉛廢水

     

      工業中常用鉛作為化學原料,比方選礦、電池生產、石油化工產業等。鉛及含鉛化合物都具有生物毒性,無組織排放含鉛廢水會對生態環境形成嚴重危害,滲漏到土壤中又會形成土壤鉛超標,對農作物生長形成危害,進而影響人體安康。我國國度規范《污水綜合排放規范》(GB8978-1996)中明白規則鉛為一類污染物,對車間排放口及總排口均有嚴厲的控制指標。同時,多個地域將鉛作為總量控制指標,嚴厲控制鉛的排放。含鉛廢水處置辦法主要有吸附、化學沉淀、離子交流、電解、膜別離、生物法等。其中化學沉淀法因其一次投資較小,操作煩瑣,運營費用較小而被普遍采用?;瘜W沉淀法處置含鉛廢水主要有磷酸鹽沉淀、氫氧化物沉淀及鐵氧體沉淀法等工藝,作用原理主要為鉛與沉淀劑反響生成沉淀物,然后實施過濾去除。

     

      實踐生產中,除鉛工藝以氫氧化物沉淀法應用較多,沉淀劑主要有石灰、燒堿純堿、氫氧化鎂等。氫氧根離子與重金屬能否能生成難溶的沉淀物取決于溶液中二者濃度,pH=9.29.5時,Pb(OH)2沉淀效果最佳,pH>9.5時,隨著pH的增大,會呈現反溶現象,沉淀效果反而急速降落。磷酸鹽沉淀法反響機理為廢水中鉛離子與PO3-4發作反響生成磷酸鉛沉淀。在同樣溫度下,不溶性鉛鹽中Pb3(PO4)2溶解度最小,沉淀速度最快。在投加磷酸鹽的同時投加助凝劑(PAM),由于吸附架橋的作用,可大大加速絮凝物凝聚,提升除鉛效率。鐵氧體沉淀法是一種新興的廢水除鉛辦法,在廢水中參加FeSO4溶液,鉛離子與硫酸亞鐵生產具有磁性的鐵氧體析出。這種辦法適用于復雜性重金屬廢水,但處置過程需求熱源,能耗較大,且處置時間較長。與其他處置辦法相比,化學沉淀法關于高含鉛廢水具有顯著的處置效果,含鉛廢水可穩定達標排放。

     

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      四、結論

     

      化學沉淀法是現今污水處置行業不可或缺的處置工藝,在處置無機非金屬高含量氨氮、含磷廢水、劇毒含砷廢水、重金屬離子含鉻、含鉛等廢水時,依據廢水質的不同特性及沉淀反響,有針對性的選擇處置計劃,可到達最佳的處置效果。

     


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