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行業(yè)動(dòng)態(tài)

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上一篇 高濃度有機廢水―造紙工業(yè)廢水的特點(diǎn)及處理工藝

    慧聰水工業(yè)網(wǎng) 造紙工業(yè)是世界6大工業(yè)污染源之一,占我國工業(yè)總廢水量的10%左右。造紙廢水主要為高濃度有機廢水,并含木素、殘堿、硫化物、氯化物等污染物。其特點(diǎn)是廢水量大,COD質(zhì)量濃度高,廢水中的纖維懸浮物多,而且含二價(jià)硫元素,色度高,有硫醇類(lèi)惡臭氣味。

造紙工業(yè)

    在制漿(化學(xué)法)和造紙生產(chǎn)過(guò)程中主要產(chǎn)生三類(lèi)廢水:黑(紅)液、中段廢水和紙機白水。黑(紅)液主要是蒸煮制漿廢水,中段水包括紙漿洗滌、篩選、漂白廢水,紙機白水為抄紙車(chē)間廢水。其中蒸煮廢水的環(huán)境污染最嚴重,占整個(gè)造紙工業(yè)污染的90%。黑液的主要成分是木質(zhì)素、纖維素、半纖維素、單糖、有機酸及氫氧化鈉等,可以綜合回收其中的有用物質(zhì);中段廢水污染物復雜,含有較高濃度的木質(zhì)素、纖維素和樹(shù)脂酸鹽等較難生物降解的物質(zhì)成分,而且富含漂白階段產(chǎn)生有機氯化物,具有很深的顏色和很大的毒性,pH為9~11,懸浮物1000mg/l左右,COD600-2500mg/1;抄紙廢水,又稱(chēng)“白水”,主要來(lái)自打漿、漿料的凈化篩選和造紙機濕部。廢水中的污染物主要包括懸浮固形物,如纖維、填料、涂料,以及溶解的木材成分、添加的濕強劑、防腐劑等。

    造紙工業(yè)廢水的危害

    造紙廢水危害很大,其中黑水是危害最大的,它所含的污染物占到了造紙工業(yè)污染排放總量的90%以上,由于黑水堿性大、顏色深、臭味重、泡沫多,并大量消耗水中溶解氧,嚴重地污染水源,給環(huán)境和人類(lèi)健康帶來(lái)危害。而中段水對環(huán)境污染最嚴重的是漂白過(guò)程中產(chǎn)生的含氯廢水,例如氯化漂白廢水、次氯酸鹽漂白廢水等。此外,漂白廢液中含有毒性極強的致癌物質(zhì)二惡英,也對生態(tài)環(huán)境和人體健康造成影響。所以,我們應當選擇合適的處理工藝,對造紙廢水進(jìn)行合理的處理。

    造紙工業(yè)廢水的基本處理方法

    造紙廢水處理應著(zhù)重于提高循環(huán)用水率,減少用水量和廢水排放量,同時(shí)也應積極探索各種可靠、經(jīng)濟和能夠充分利用廢水中有用資源的廢水處理方法。例如:浮選廢水處理法可回收白水中纖維性固體物質(zhì),回收率可達95%,澄清水可回用;燃燒廢水處理法可回收黑水中氫氧化鈉、硫化鈉、硫酸鈉以及同有機物結合的其他鈉鹽。中和廢水處理法調節廢水pH值;混凝沉淀或浮選法可去除廢水中懸浮固體;化學(xué)沉淀法可脫色;生物處理法可去除BOD,對牛皮紙廢水較有效;濕式氧化法處理亞硫酸紙漿廢水較為成功。此外,國內外也有采用反滲透、超過(guò)濾、電滲析等造紙廢水處理方法。

    1)物理處理法

    ①吸附法

    吸附法是利用吸附劑巨大的比表面積,具有一定的吸附性能,對造紙廢水中有機物進(jìn)行分離,常用的吸附法有:黏土吸附法、粉煤灰吸附法、活性炭吸附法和水解吸附法?;钚蕴繌V泛用于廢水處理中作為吸附劑以去除引起氣味的有機物?;钚蕴孔鳛槲絼┑淖畲髢?yōu)點(diǎn)是能夠再生(達30次或更多次),而吸附容量卻不會(huì )有明顯的損失。

    ②絮凝法

    絮凝沉淀法是由絮凝劑形成的聚合產(chǎn)物,通過(guò)一系列作用,對水中懸浮、膠狀的大分子質(zhì)量污染物去除的方法。對于制漿造紙廢水的三級處理,此法已有廣泛應用。在最佳運行條件下,用絮凝-電浮選連續處理造紙廢水,廢水的CODcr可從1416mg/L降至48.9mg/L。

    ③電滲析技術(shù)

    電滲析是一種以電位差為推動(dòng)力,利用離子交換膜的選擇透過(guò)性,從溶液中脫除或富集電解質(zhì)的膜分離操作。在外加直流電場(chǎng)作用下,利用膜的選擇透過(guò)性使黑液中陰、陽(yáng)離子作定向遷徙,使木素在陽(yáng)極析出,陰極區回收NaOH。電滲析與傳統堿回收系統相結合的生產(chǎn)流程,處理造紙稀黑液可以得到堿和木質(zhì)素。

    ④超聲波膜

    與其它膜電解技術(shù)相比,超聲波膜電解技術(shù)能明顯提高造紙廢水的回收處理效果。雖然膜電解技術(shù)是水處理中的一個(gè)常用技術(shù)。但是如果用來(lái)處理造紙廢水,則由于膜污染嚴重,無(wú)法達到實(shí)用的目的。而對于超聲波來(lái)說(shuō),由于它具有空化作用,保證了膜的正常使用和電解的順利進(jìn)行。又由于它具有攪拌作用,和其它膜電解技術(shù)比,有較好的實(shí)用性。

    2)化學(xué)氧化處理法

    ①水熱氧化法

    水熱氧化技術(shù)是一種非常有效的新型化學(xué)氧化技術(shù),它是在高溫高壓的操作條件下,在熱水箱中用空氣或氧氣以及其它氧化劑,將造紙廢水中的溶解態(tài)和懸浮態(tài)的有機物或者還原態(tài)無(wú)機物在熱水箱中氧化分解,水熱氧化技術(shù)的明顯特征就是反應在熱水箱中進(jìn)行,所以能耗較高。

    ②光催化氧化

    由于TiO2具有無(wú)毒、化學(xué)穩定性好、光催化活性高等優(yōu)點(diǎn),已被廣泛應用于各種有毒有害且生物難降解有機物的光催化降解過(guò)程。有研究表明,TiO2光催化氧化可有效降解制漿廢水中的酚類(lèi)有機物。另外,光催化氧化法對于造紙廢水中的二惡英等有毒且難被生物降解的這類(lèi)有機物,有很好的降解作用。光催化處理廢水,其方法簡(jiǎn)單,占地面積小,又能避免傳統處理方法所帶來(lái)的二次污染問(wèn)題,是一種很有發(fā)展前途的水處理技術(shù)。

    ③濕式氧化法

    濕式氧化法是在高溫(150~350℃)高壓(5~20MPa)下用氧氣或空氣作為氧化劑,氧化水中溶解態(tài)或懸浮態(tài)的有機物或還原態(tài)的無(wú)機物,使之生成二氧化碳和水的一種處理法。

    ④高級化學(xué)氧化法

    造紙廢水中有毒的、以及難以生物降解的物質(zhì)的存在影響了生物處理方法的處理效果,這時(shí)可以采用高級化學(xué)氧化的方法進(jìn)行處理。高級化學(xué)氧化工藝泛指反應過(guò)程中有大量氫氧自由基參與的化學(xué)氧化過(guò)程。對于造紙廢水而言,可采用非均相光催化氧化可以用太陽(yáng)光作為反應光源,且氧化劑成本低。

    該技術(shù)具有反應速度快、處理效率高、對有毒污染物破壞徹底、無(wú)二次污染、適用范圍廣、易操作等優(yōu)點(diǎn),并被廣泛應用于有毒難降解的工業(yè)廢水如制藥、精細化工、印染等有機廢水的處理中,已經(jīng)逐漸成為難降解廢水處理研究的熱點(diǎn)。

    ⑤電化學(xué)氧化法

    主要利用光、聲、電磁及其他無(wú)毒試劑催化氧化技術(shù)處理有機廢水,由于電極間電子的得失轉移,從而破壞污染物的組成。其優(yōu)點(diǎn)是:只發(fā)生在水中,且不須另加催化劑,避免了二次污染;可控制性強;無(wú)選擇性;條件溫和;費用低;兼有氣浮、絮凝、殺菌作用;廢水中的金屬離子可使正負極同時(shí)作用等,尤其是對于難于生化降解、對人類(lèi)危害極大的“三致”有機污染物,電化學(xué)氧化最有效。

    3)生物處理法

    ①好氧生物處理法

    好氧生物處理法即在有氧條件下,借助好氧微生物(主要是好氧菌)的作用來(lái)降解污染物的方法。該方法根據好氧微生物在處理系統中所呈的狀態(tài)不同可分為活性污泥法和生物膜法兩類(lèi)。造紙廢水含大量有機物,可生化性好,用好氧生物處理造紙廢水一般可得到很好的效果。

    ②厭氧生物處理法

    厭氧生物處理是利用兼性厭氧菌和專(zhuān)性厭氧菌在無(wú)氧的條件下降解有機污染物的處理技術(shù)。在厭氧生物處理過(guò)程中,復雜的有機化合物被降解和轉化為簡(jiǎn)單、穩定的化合物,同時(shí)釋放能量,其中大部分能量以甲烷的形式出現。厭氧法適用于石灰草漿蒸煮廢液、堿法制漿廢水等。通常使用的厭氧處理裝置有厭氧流化床(AFB)、折流式厭氧反應器(ABR)、上流式厭氧污泥床(UASB)以及毛發(fā)載體生物膜裝置。

    造紙廢水的綜合處理

    1)厭氧一好氧組合處理法

    厭氧一好氧組合處理工藝能充分發(fā)揮厭氧微生物承擔高濃度、高負荷與回收有效能源的優(yōu)勢,同時(shí)也能利用好氧微生物生長(cháng)速度快、處理水質(zhì)好的優(yōu)點(diǎn)。組合處理工藝運行費用省,剩余污泥量少,對于難降解的有機物有改性作用,可以提高廢水的可生化性,厭氧狀態(tài)能抑制絲狀菌的生長(cháng),防止污泥膨脹,特別適用于高濃度有機廢水的處理。

    2)以生物法為主、物化為輔的堿法草漿廢水綜合治理技術(shù)

    “以生物法為主、物化法為輔的綜合治理技術(shù)”首先采用物理法(過(guò)濾),其次采用生化法作為主要手段,大幅度削減黑液與中段水中的有機負荷,僅用物化法作為輔助手段,實(shí)現廢水的達標排放或回用。具體參見(jiàn)http://www.dowater.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

    3)兩相厭氧膜-生化系統

    采用傳統兩相厭氧工藝(BS)與膜分離技術(shù)相結合的系統MBS處理造紙黑液廢水,COD去除率平均可達73%。MBS系統具有更高的穩定性。

    4)物化和生化結合法

    化學(xué)沉淀法、曝氣、活性污泥、厭氧處理都可以用來(lái)處理造紙廢水,而且這些方法結合起來(lái)也是適用的。研究表明,采用SBR+物化法處理造紙中段水投資低、運行費用低,紙廠(chǎng)外排水質(zhì)穩定達標,治理費用在廠(chǎng)家可接受的范圍。

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責任編輯:童志威

知識點(diǎn):電子工業(yè)廢水處理工藝及案例分析

發(fā)表時(shí)間:[2017/04/17]

    慧聰水工業(yè)網(wǎng) 近年來(lái),電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展突飛猛進(jìn),但是隨之而來(lái)的電子垃圾回收以及無(wú)害化處理問(wèn)題卻頗為棘手。不僅如此,電子廢棄物隨意丟棄或者焚燒還會(huì )引發(fā)水污染、大氣污染等連鎖反應。本文盤(pán)點(diǎn)電子產(chǎn)品分類(lèi),分析電子產(chǎn)污,劃線(xiàn)重點(diǎn)指標界定,介紹電子工業(yè)廢水處理工藝,看看成功的企業(yè)都是怎么做的。

電子專(zhuān)用材料生產(chǎn)的典型工藝

    自90年代以來(lái),全球電子行業(yè)蓬勃發(fā)展,引起了世界各國政府的高度重視。中國的電子工業(yè)歷經(jīng)多年的改革開(kāi)放,逐漸成為“世界電子產(chǎn)品制造業(yè)的加工廠(chǎng)”。在電子產(chǎn)品及相關(guān)金屬產(chǎn)品的生產(chǎn)和回收過(guò)程中,產(chǎn)生大量的電子廢水。電子廢水的成分不同,所含污染物的種類(lèi)和含量也存在差異,其中基本都含有鉻、銅、鎳、鎘、鋅、鉛、汞等重金屬離子、氰化物、一些酸性物質(zhì)和堿性物質(zhì)。廢水中的重金屬離子具有毒效長(cháng)、不可生物降解等特點(diǎn),且能夠在生物體內富集,使生物體機能紊亂,對生態(tài)環(huán)境和人類(lèi)健康產(chǎn)生嚴重危害。電子工業(yè)廢水作為一種新興的廢水,值得深入探討。

    <1>電子產(chǎn)品分類(lèi)

    電子專(zhuān)用材料包括電子元件材料、電真空材料、半導體材料、信息化學(xué)品材料等,每一類(lèi)材料中又包括非常多的品種,簡(jiǎn)述如下:

    a)電子元件材料:包括紙絕緣板、覆銅板、電容器用鋁箔材料、聚丙烯膜、壓電材料等;

    b)電真空材料:包括鎢制品、鉬制品、鎳基合金、復合金屬電子材料、電子網(wǎng)板、液晶材料等;

    c)半導體材料:包括半導體單晶、半導體片材、石英制品、塑封材料、引線(xiàn)框架等;

    d)信息化學(xué)品材料:包括熒光粉、消氣劑、光刻膠等。

    這些電子材料在加工的過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生大量的污染物。

    <2>電子行業(yè)的產(chǎn)污分析

    電子專(zhuān)用材料工藝

    表:電子專(zhuān)用材料生產(chǎn)的典型工藝

電子專(zhuān)用材料生產(chǎn)的典型工藝

電子專(zhuān)用材料生產(chǎn)的典型工藝

    污染物產(chǎn)生及排放

    1)切削加工:在平面磨床上干磨及砂輪機上拋光金屬零件時(shí)產(chǎn)生鋇鋁粉、鉻鎳粉;高速切削時(shí)產(chǎn)生油煙;

    2)電、氣焊及等離子切割時(shí)產(chǎn)生金屬蒸汽;

    3)對激光打孔、激光切割、外型加工時(shí)產(chǎn)生的粉塵;

    4)印制板生產(chǎn)設備如數控鉆床、開(kāi)槽機、倒角機等加工時(shí)產(chǎn)生的膠木粉塵;蝕刻機、去膜機、顯影機產(chǎn)生的酸堿蒸汽;黑化設備產(chǎn)生的堿性廢氣;

    5)涂膠和貼膜設備產(chǎn)生的含感光膠廢氣;

    6)清洗時(shí)產(chǎn)生的酸堿廢水;

    7)采用有機溶劑清洗時(shí)產(chǎn)生四氯化碳等有機物廢水;

    8)電鍍廢水:氰化物、氯化物、鉻酸、重金屬(銅、鎳、鋅、銀等)、酸堿及其它化學(xué)物質(zhì);

    9)覆銅板用樹(shù)脂制造過(guò)程中將產(chǎn)生甲醇、丙酮廢氣;

    10)熒光粉著(zhù)色干燥設備產(chǎn)生的異丙醇廢氣;

    11)熒光粉燒成設備產(chǎn)生的二氧化硫廢氣;

    12)熒光粉配料、過(guò)篩、混合等干法生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的硫化鋅粉塵;

    13)覆銅板制造過(guò)程中產(chǎn)生的含酚廢水;

    14)覆銅板浸膠設備產(chǎn)生的含甲醇、丙酮及甲醛的廢氣;

    15)氮化爐產(chǎn)生的氨廢氣;

    16)半導體單晶制備中拋光設備產(chǎn)生的氯氣;

    17)半導體單晶制備中腐蝕設備產(chǎn)生的氨氣;

    18)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣主要為揮發(fā)性有機物廢氣,原材料中樹(shù)脂內所含的揮發(fā)性有機物、有機稀釋劑、有機清洗劑等除了少量殘留在產(chǎn)品中外,都排放到空氣、廢水和固體廢物中。

    19)樹(shù)脂、溶劑及其它揮發(fā)性有機物在配料、運輸、存放時(shí)揮發(fā)有機物;

    20)涂覆或含浸等加工以及從傳輸過(guò)程中揮發(fā)有機物;

    21)在烘箱加熱時(shí)揮發(fā)有機物;

    22)后處理過(guò)程中揮發(fā)有機物;

    23)電子化學(xué)品、電子漿料在抽取以及回收處理時(shí)揮發(fā);

    24)在使用溶劑清洗有關(guān)設備時(shí)揮發(fā)有機物;

    25)廢水處理、固體廢物處理及其它處理時(shí)揮發(fā)有機物。

    26)配料、研磨等處理過(guò)程中產(chǎn)生粉塵;

    綜上所述,電子工業(yè)廢水主要來(lái)源于清洗時(shí)產(chǎn)生的酸堿廢水、采用有機溶劑清洗時(shí)產(chǎn)生四氯化碳等有機物廢水、電鍍廢水覆銅板制造過(guò)程中產(chǎn)生的含酚廢水等等。

    <3>幾個(gè)重要污染指標的界定

    1.總氰化物

    總氰化物主要包括鐵氰化物和亞鐵氰化物,存在于加工廢水中。由于存在還原劑的作用,大多數鐵氰化物被還原為亞鐵氰化物(即【Fe(CN)6】4-)。鐵氰化物和亞鐵氰化物為強絡(luò )合物,十分穩定,不能被高錳酸鉀、雙氧水等氧化劑所氧化。但在氧和陽(yáng)光的作用下,低毒性的亞鐵氰化物緩慢地轉化為游離氰化物,毒性增強,其化學(xué)過(guò)程可表示為:

    Fe(CN)64-↔Fe(CN)53-+CN-,CN-+H2O↔HCN+OH-

    調查發(fā)現,目前,氰化物的去除主要采用硫酸亞鐵沉淀法和離子交換樹(shù)脂法,去除率均可達到95%。

    2.化學(xué)需氧量(CODCr)

    現行處理技術(shù)對COD的處理情況:

    電子專(zhuān)用材料行業(yè)廢水處理的方法主要是化學(xué)氧化法(O3氧化)和生物處理技術(shù)的發(fā)展與應用,對處理高濃度有機廢水是非常行之有效的方法。厭氧生化處理方法對高濃度廢液中COD去除率達90%以上。好氧生化處理方法低濃度廢液中COD去除率達80%以上?;瘜W(xué)氧化法就是采用強氧化劑(如O3、NaClO、KMnO4等)降低廢水的COD值?;瘜W(xué)氧化法對顯影劑去除率能達到90%以上,對COD的去除率達80%以上。

    通過(guò)現場(chǎng)取樣進(jìn)行實(shí)驗室規模實(shí)驗得知:處理廢水出水COD與處理費用之間的呈線(xiàn)性增長(cháng)關(guān)系,出水COD越低處理費用越高,處理費用占整個(gè)環(huán)保費用的比例也增加。

    3、氨氮

    氨氮是水體富營(yíng)養化的一個(gè)重要因素,氨氮在標準中是控制水體中含氮有機污染和保護水生生態(tài)系統的項目。電子行業(yè)中的氨氮主要是樹(shù)脂及其他材料中的添加劑或穩定劑。

    氨氮處理方法有四種:生物降解、離子交換、化學(xué)沉淀、吹氣脫氮對于氨氮的處理沒(méi)有設置專(zhuān)門(mén)的處理設施,主要是采用臭氧法和生化法進(jìn)行降解。

    <4>電子工業(yè)廢水處理

    電子行業(yè)如電鍍、線(xiàn)路板等的廢水的成分非常復雜,除含氰(CN-)廢水和酸堿廢水外,重金屬廢水是電鍍業(yè)潛在危害性極大的廢水類(lèi)別。根據重金屬廢水中所含重金屬元素進(jìn)行分類(lèi),一般可以分為含鉻(Cr)廢水、含鎳(Ni)廢水、含鎘(Cd)廢水、含銅(Cu)廢水、含鋅(Zn)廢水、含金(Au)廢水、含銀(Ag)廢水等。下面介紹幾種電子工業(yè)廢水處理。

    1、反彩管廢水回收系統

    該系統由二部分組成,即原水預處理部分,處理水量195m3/h;反滲透部分,處理水量2x65m3/h。

    預處理部分

    原水預處理的目的是使進(jìn)入RO裝置前的水質(zhì)達到RO進(jìn)水標準,延長(cháng)RO膜的使用壽命,保證RO裝置長(cháng)期、穩定的運行。

    預處理系統由原水地、增壓泵、反洗濾器、絮凝、機械濾器、還原劑投加、活性炭濾器、反洗泵組成。所有預處理工序包括殺菌,絮凝過(guò)濾,吸附,pH調節,阻垢等,都是為了防止膠體物質(zhì)及總懸浮固體微粒污染物堵塞有機物、微生物、氧化性物質(zhì)等對膜的氧化破壞,從而使RO系統在良好狀下工作。

    反滲透部分

    RO部分是由32根RO組件,按10:6的形式列,共2套,分別用一個(gè)高壓泵供水,RO產(chǎn)水每65mm3/h。產(chǎn)水經(jīng)管道輸送到彩管生產(chǎn)制水線(xiàn),作生產(chǎn)線(xiàn)的原水使廢水得以回用。運行結果本項目于2004年5月投入運行。經(jīng)檢測,各項標均超過(guò)設計要求:脫鹽率97.3%;水回收率:70%;產(chǎn)水量:2x65m3/h。

    RO膜面污染及膜面清洗處理

    盡管本系統的預處理系統配備比較完善,但經(jīng)較長(cháng)時(shí)間運行,RO膜面仍難免出現污染物的沉積,使系統產(chǎn)水量不斷下降。這是任何RO裝置應用中普遍出現的現象。對此,我們采用一種比較有效、簡(jiǎn)單易行的膜清洗方法:在工藝流程配備RO膜清洗循環(huán)系統;清洗時(shí),按1%磷酸鈉,1%三聚磷酸鈉,1%EDTA一四鈉和0.2%NaOH,配制清洗液;對系統進(jìn)行循環(huán)清洗。最后用RO產(chǎn)水循環(huán)沖洗。清洗結果表明RO系統產(chǎn)水可接近于初始產(chǎn)量。

    彩色顯象管生產(chǎn)排出的廢水經(jīng)RO系統處理后,脫鹽率達97.3%,產(chǎn)水量2x65m3/h符合彩管生產(chǎn)線(xiàn)純水供應的設計要求,制水耗電0.85kwh/m3產(chǎn)水,表明RO在該領(lǐng)域的應用在技術(shù)上和經(jīng)濟上是可行的。

    完善的預處理系統,是RO系統成功運行的保證。本系統采用的殺菌,絮凝,吸附,過(guò)濾,pH調節,阻垢及還原等預處理環(huán)節,在系統一年多的安全、可靠運行中,維持了各項指標的穩定。

    經(jīng)過(guò)較長(cháng)時(shí)間的運行,系統產(chǎn)水量有一定程度的下降,它可以通過(guò)RO膜清洗方法解決。本系統采用的配制專(zhuān)用清洗液及簡(jiǎn)易、有效方法可使產(chǎn)水量恢復到接近初始產(chǎn)水量水平。

    2、印制線(xiàn)路板生產(chǎn)廢水的處理

    1)清洗廢水

    清洗廢水來(lái)源于磨板、水洗、電鍍、洗缸等程序,占總水量的80%以上,清洗廢水總體呈酸性,其污染物濃度相對較低,一般pH為2-5,COD在100mg/L以下,銅離子質(zhì)量濃度在100mg/L以下。

    清洗廢水流入調節池調節水質(zhì)水量后,由提升泵泵入中和池,加入堿液調節pH,再流入混凝池及助凝池。加入混凝劑和助凝劑后,廢水中的重金屬離子以及部分膠體類(lèi)有機物形成絮狀體,流入沉淀池進(jìn)行泥水分離。然后,污泥排入物化污泥池,沉淀池的出水流入中和池調節pH后,經(jīng)砂濾池和活性碳池后流入回用水池。

    2)高濃有機廢水

    高濃有機廢水來(lái)自于各除膠、除油、顯影、脫膜、綠油工序等,其COD濃度很高,一般達3000-8000mg/L,是一種污染較嚴重的廢水,此類(lèi)廢水單獨收集后,經(jīng)隔油沉渣池除去浮油等雜志后,進(jìn)入調節池調節水質(zhì)水量,再由廢水泵打入酸析池,由pH在線(xiàn)儀控制投加酸液,在酸性條件下,廢水中的有機物析出浮于水面,定時(shí)清除。酸析后加堿調節pH,然后投加混凝劑,反應后再用氣動(dòng)隔膜泵打入廂式壓濾機進(jìn)行渣水分離。此時(shí),廢水中的油墨和懸浮物截留于廂式壓濾機內,濾液排出,作進(jìn)一步處理。

    3)絡(luò )合銅廢水

    絡(luò )合銅廢水來(lái)自蝕刻、沉銅、沉銀等工序,約占印制線(xiàn)路板生產(chǎn)廢水總水量的8%左右。廢水中含有高濃度的絡(luò )合銅、檸檬酸等。絡(luò )合廢水須先破除絡(luò )合物(銅鰲合物)才能將銅沉淀去除。

    絡(luò )合物的穩定性與溶液的pH有關(guān)。在pH為2.9-12時(shí),絡(luò )合銅離子比Cu(OH)2穩定,無(wú)法通過(guò)調節pH產(chǎn)生Cu(OH)2:沉淀的方法將銅離子去除。但CuS比有機絡(luò )合銅離子更為穩定,通過(guò)投加Na2S可以產(chǎn)生CuS沉淀,從而破壞絡(luò )合銅離子的平衡,達到去除銅離子的目的。最后加入高分子助凝劑進(jìn)行泥水分離。但是,要使絡(luò )合物中的銅完全沉淀下來(lái),必須投加過(guò)量的硫化鈉。如何控制硫化鈉是個(gè)非常關(guān)鍵的因素。一方面硫離子對后面的生化處理中微生物的培養有一定的毒害作用,另一方面,硫離子也是出水的控制指標之一。因此過(guò)量的Na2S需加FeSO4來(lái)去除。

    經(jīng)破絡(luò )反應沉淀后的絡(luò )合廢水與經(jīng)預處理的高濃有機廢水一起進(jìn)入后續工序處理。

    3、電鍍廢水及其處理工藝

    電鍍廢水的成分非常復雜,不同工藝,其電鍍液配方、產(chǎn)品及其他生產(chǎn)原料均有區別,使得排放的廢水水質(zhì)不盡相同,但是,就一般電鍍而言,其排放的生產(chǎn)廢水水質(zhì)大致相同。

    電鍍廢水中主要污染物有銅、鎳、鋅等金屬及其絡(luò )合物、F-、SS、酸、堿、有機物等,個(gè)別電鍍企業(yè)廢水中還含有Cr6+、CN-等危害性極大的污染物。電鍍除了正常的生產(chǎn)廢水外,還有少量高濃度廢液或母液需要處理,其污染物的成分與生產(chǎn)廢水類(lèi)似。

    綜合分析電鍍廢水、廢液的水質(zhì)及排放情況,電鍍廢水處理一般按同類(lèi)合并、分類(lèi)收集、分別處理的思路進(jìn)行,分類(lèi)明細見(jiàn)下表。

    下面分別介紹各類(lèi)廢水的常用處理工藝。

    1)絡(luò )合廢水

    絡(luò )合廢水中主要污染物為銅離子的絡(luò )合物,如Cu2+與NH4OH、EDTA等形成穩定的絡(luò )合銅,一般靠投加酸堿中和的方法不能去除。對絡(luò )合廢水的處理首先要破壞絡(luò )合物,采用溶度積比絡(luò )合物穩定常數更小的沉淀劑,使其與金屬離子形成更穩定的沉淀物,從廢水中分離出來(lái),達到去除的目的。

    常用破絡(luò )的化學(xué)藥劑有Fe鹽、Na2S等,因為S2-屬于排放標準中嚴格控制的污染物,因此Na2S只能作為輔助的破絡(luò )劑,嚴格控制其投加量。

    2)含氟廢水

    電鍍企業(yè)Pb-Sn廢水中含有大量的氟硼酸根(BF4-)、Pb2+和Sn2+,其中Pb2+和Sn2+,通過(guò)投加堿液,調節pH值生成沉淀物去除,氟硼酸根形成氟化物沉淀去除。

    3)含氰廢水

    含氰廢液一般都回收處理,只有清洗廢水中含有少量氰(CN-),常用堿性氯化法破氰(絡(luò )合氰)。

    4)含鉻廢水

    含鉻廢水中,鉻主要以Cr6+的形式存在,在酸性的條件下,投加還原劑將Cr6+還原成Cr3+,然后調節pH至堿性,生成氫氧化鉻沉淀去除,常用的還原劑有亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、硫酸亞鐵等。

    5)高濃度有機廢水

    化學(xué)清洗、顯影、脫膜等工序排放的廢水中COD含量很高,甚至達到10~20g/L,顯影和脫膜廢水呈堿性,pH≥13,一般呈現藍色,該部分高濃度有機廢水通常采用酸析法處理。

    在酸性條件下,廢水中的感光膜、清洗劑會(huì )析出,形成濃膠狀聚合物,經(jīng)固液分離去除,再把pH調至弱堿性,加入混凝劑,經(jīng)沉淀進(jìn)一步降低廢水的COD值。

    6)常用混合廢水處理工藝見(jiàn)下圖。

常用混合廢水處理工藝

常用混合廢水處理工藝

    設置離子交換工段主要是考慮到電鍍藥劑配方復雜且保密,絡(luò )合劑和表面活性劑對氫氧化銅的沉淀有影響,增加離子交換柱,可進(jìn)一步去除廢水中的銅離子,尤其是絡(luò )合銅離子,確保排放水質(zhì)達標。

    <5>某工業(yè)園區電子廠(chǎng)污水處理案例分析

    ――李錦超,《建筑工程技術(shù)與設計》-2016

    某工業(yè)園區電子廠(chǎng),為達到新環(huán)保法的要求,需要建造一套污水處理站設施。該污水站設計處理量120m3/d,采用以高級氧化(破絡(luò )合銅)+兩級混凝沉淀+兼氧+活性炭生物濾池+混凝終沉池為主的處理工藝,該處理站已在2014年7月完成,通過(guò)環(huán)保驗收,投入使用后,電子污水處理取得了良好效果,各項出水指標均達到相關(guān)規定值,尾水經(jīng)管網(wǎng)進(jìn)入當地污水處理廠(chǎng)處理。

    1、工程設計

    1.1水質(zhì)調查分析

    1.2設計進(jìn)、出水水質(zhì)

    根據企業(yè)生產(chǎn)廢水水質(zhì)確定污水站的設計進(jìn)、出水水質(zhì)。

    1.3工藝說(shuō)明

    本工程廢水主要污染物為Cu、COD、NH3-N等,故確定采用對應處理工藝。

    ①Cu的去除。

    廢水中Cu多以絡(luò )合物形式存在,采用常規中和沉淀法難以處理。經(jīng)分析最終確定采用高級氧化+混凝沉淀+重金屬捕集+沉淀的方法去銅離子。首先調節pH至酸性,通過(guò)Fe2+及高級氧化破壞含Cu絡(luò )合物的結構,把絡(luò )合銅中的銅置換出來(lái)。然后調節廢水pH值至堿性,使Cu2+形成沉淀而去除。再投加重金屬捕集劑,使剩余的Cu2+與重金屬捕集劑結合成更穩定的螯合物后經(jīng)沉淀而去除。

    ②COD、NH3-N的去除廢水在去除Cu的同時(shí)也去除了部分COD,但無(wú)法達到排放要求。結合COD、NH3-N、總氮的排放要求,確定采用兼氧池+活性炭曝氣生物濾池工藝。其中兼氧和好氧環(huán)境使NH3-N通過(guò)硝化反硝化作用去除,COD主要通過(guò)微生物的代謝作用去除。另外,活性炭曝氣生物濾池中的活性炭濾料能夠吸附一定的污染物,使出水水質(zhì)穩定達標。

    1.4設計參數

    ①調節池

    設1座,半地上鋼筋混凝土結構,采用兩布三油環(huán)氧樹(shù)脂防滲、防腐處理,尺寸為5.0m×8.0m×3.5m(深),有效水深為3.0m,有效容積為100m3,水力停留時(shí)間為24h。該池配有污水提升泵2臺,Q=5.6m3/h、H=100kPa、N=0.37kW,防腐泵;流量計1套,DN40;液位控制器1套;人工格柵1套;空氣攪拌裝置1套。

    ②pH調節池

    鋼結構(防腐處理),1座(合建),尺寸為1.5m×1.2m×3.0m(深),有效水深為2.5m,有效容積為4.5m3,水力停留時(shí)間為0.9h。配置加藥設備1套、pH監測儀1套、空氣攪拌裝置1套。

    ③預處理池

    鋼結構(防腐處理),1座(合建),尺寸為1.5m×3.3m×3.0m(深),有效水深為2.5m,有效容積為12.3m3,水力停留時(shí)間為2.4h。配置有加藥設備1套、空氣攪拌裝置1套。

    ④高級氧化池

    鋼結構(防腐處理,1座(合建),尺寸為1.5m×2.2m×3.0m(深),有效水深為2.5m,有效容積為8.2m3,水力停留時(shí)間為1.6h。該池配有加藥設備1套、空氣攪拌裝置1套、ORP控制儀1套。

    ⑤pH調節池2

    鋼結構(防腐處理),1座(合建),尺寸為1.5m×1.5m×3.0m(深),有效水深為2.5m,有效容積為5.6m3,水力停留時(shí)間為1.1h。該池配有加藥設備1套、pH監測儀1套、空氣攪拌裝置1套。

    ⑥混凝反應池1及混凝沉淀池1

    混凝反應池1為鋼結構(防腐處理),1座(合建),尺寸為1.5m×1.5m×3.0m(深),有效水深為2.5m,有效容積為5.6m3,水力停留時(shí)間為1.1h。該池配有加藥設備2套、空氣攪拌裝置1套。

    ⑦混凝反應池2及混凝沉淀池2

    混凝反應池2為鋼結構(防腐處理),1座(合建),尺寸為1.5m×1.2m×3.0m(深),有效水深為2.5m,有效容積為4.5m3,水力停留時(shí)間為0.9h。配置有加藥設備2套、空氣攪拌裝置1套。

    2、運行管理

    2.1運行成本

    廢水站總投入資金為135.92萬(wàn)元,直接運行成本如下:電費為2.52元/m3,人工費為2.50元/m3,藥劑費為2.10元/m3,總運行成本為7.12元/m3。

    2.2污水站運行效果及管理措施

    2014年7月污水站各處理單元除污效果。

    為保障污水處理站的運行效果,采取了如下管理措施:①加強清潔生產(chǎn)、生產(chǎn)設備的保養和保護,以及源頭分類(lèi)、分質(zhì)控制與管理。②加強清污分流,建立環(huán)境管理規章制度并落實(shí)執行,提高工作人員環(huán)保意識和操作管理能力。③加強預防措施,及時(shí)做好相關(guān)生產(chǎn)中潛在環(huán)境問(wèn)題的預防與處理。

    3、本案例結論與建議

    通過(guò)優(yōu)化設計、優(yōu)化運行管理,該電子廢水處理站出水各項指標去除效果明顯。在工程實(shí)際運行中,前端破絡(luò )合銅的預處理效果較佳,通過(guò)兩級混凝沉淀,并有效結合了生物處理,出水各項指標均優(yōu)于設計指標。目前試運行期間總結了相關(guān)實(shí)際運行管理經(jīng)驗,故實(shí)際單位運行成本遠遠低于原預算成本,具有較好的經(jīng)濟效益與環(huán)境效益。

    后記

    電子行業(yè)是一個(gè)重污染行業(yè),設計生產(chǎn)工藝多,并且各個(gè)生產(chǎn)工藝產(chǎn)生的廢水種類(lèi)差別比較大,需要進(jìn)行廢水分流,單獨進(jìn)行處理。對于一些污染較輕的污水,可進(jìn)行綜合處理。電子產(chǎn)業(yè)和其他工業(yè)產(chǎn)生的含重金屬離子廢水量日益增多,成分日益復雜,選擇其處理方法時(shí),應綜合考慮水質(zhì)、水量、處理效果和經(jīng)濟投入等因素,對各種組合工藝和新技術(shù)進(jìn)行綜合利用,揚長(cháng)避短。

    同時(shí),應引起足夠關(guān)注的還有電子垃圾廢棄物的污染。據統計,我國電子垃圾的數量還將以每年5%至10%的速度迅速增加,所有這些電子廢棄物,如果回收處理不當,都將是未來(lái)環(huán)境的主要污染物,電子垃圾中含有鉛、汞、鎘、六價(jià)鉻、多溴聯(lián)苯和多溴二苯醚等大量的有害物質(zhì),如果回收利用不當或者任意丟棄,就會(huì )形成一條水、空氣、土壤污染和動(dòng)植物污染,從而危害人的身體健康以及生命安全的污染鏈。

    數字化和信息化逐漸改變人類(lèi)的生存模式,電子產(chǎn)品已成為人類(lèi)生活中的必需品。電子產(chǎn)品的更新速度日益加快,其生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生污染變化多樣。同時(shí),電子產(chǎn)品在完成使用功能作為廢物進(jìn)入環(huán)境后,所帶來(lái)的一系列污染,仍待深入探討。

 

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責任編輯:童志威

下一篇中國首個(gè)電子束輻照處理工業(yè)廢水工程運行

  中化新網(wǎng)訊 總部位于深圳的中國廣核集團15日通報表示,經(jīng)國際原子能機構認可,中國首個(gè)電子束輻照處理工業(yè)規模印染廢水示范工程在浙江金華正式啟動(dòng)運行,標志著(zhù)我國電子加速器應用進(jìn)入到一個(gè)全新的領(lǐng)域。

  中廣核達勝加速器事業(yè)部總經(jīng)理俞江介紹,為了更好地解決污水處理這一世界性難題,中廣核達勝與清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院合作承擔了國家863計劃、科技部中俄國際科技合作專(zhuān)項和國際原子能機構技術(shù)援助項目等任務(wù),成功研制了污水處理專(zhuān)用電子加速器和輻照反應器,將電離輻射技術(shù)與常規廢水處理工藝有效結合,以高效處理有毒有害或難降解工業(yè)廢水。

  “電離輻射處理污水不需加入額外的化學(xué)試劑,具有適應面廣、反應速度快、降解效率高等優(yōu)點(diǎn),被國際原子能機構列為世紀和平利用原子能的主要研究方向。”據俞江介紹,中廣核達勝與清華大學(xué)在電子束輻照處理工業(yè)廢水方面開(kāi)展了長(cháng)期深入的研究合作,形成了具有完全自主知識產(chǎn)權的核心裝備和處理工藝。目前,中廣核達勝在工業(yè)廢水的電離輻射預處理技術(shù)及裝置方面居于國際領(lǐng)先地位。

  中廣核技董事長(cháng)兼總經(jīng)理張劍鋒介紹說(shuō),紡織印染行業(yè)產(chǎn)生的廢水總量大、污染物成分復雜,含有大量難以生物降解的有害物質(zhì),金華示范工程采用電子束輻照技術(shù)對印染廢水進(jìn)行深度處理,目前每天處理量為1500至2000立方米,可以高度去除廢水中殘留的污染物,實(shí)現廢水的高標準排放或者中水回用。該技術(shù)還可應用于造紙、化工、制藥等行業(yè)的廢水處理以及水質(zhì)復雜的工業(yè)園區廢水處理,并可用于一些特殊有害物質(zhì),如抗生素廢水、菌渣等危險廢物的無(wú)害化處理,市場(chǎng)發(fā)展前景廣闊。

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