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電鍍行業含磷廢水現狀分析與解決方案研究

作者:admin 發布日期:2020-03-05 23:43
摘 要:在電鍍廢水處理中,磷是最難解決的指標之一,如果對磷的排放不能有效控制,就會破壞生態環境,造成嚴重的環境污染。廢水除磷方法主要有化學除磷、生物除磷及吸附法除磷。電鍍廢水成分復雜,磷的存在形式多樣,根據化學除磷、生物除磷及吸附法除磷方法原理,綜合運用化學和吸附法除磷方法,通過對不同類型電鍍廢水進行試驗,提出一種將電鍍廢水總磷降至達標(TP≦0.5mg/L)的解決方法。電鍍廢水磷的治理不僅要末端治理達標,更需要從源頭控制,貫徹預防為主、防治結合的原則,實施清潔生產。
關鍵詞:電鍍含磷廢水;化學除磷;生物除磷;吸附法除磷工藝
0前言
磷是地球系統當中構成生命的主要元素之一,在化工生產當中,一旦對磷的排放沒有得到科學的控制,就會破壞生態環境,造成嚴重的環境污染。對于電鍍廢水,《電鍍污染物排放標準》(GB21900-2008)中規定“在國土開發密度已經較高、環境承載能力開始減弱,或環境容量較小、生態環境脆弱,容易發生嚴重環境污染問題而需要采取特別保護措施的地區”,執行“表3水污染物特別排放限值”標準,企業廢水總排放口TP排放限值為0.5mg/L。
江蘇海普功能材料有限公司致力于高性能吸附劑和催化劑產品的研發和產業化,通過多年的自主研發,在離子交換技術與吸附技術、納米無機吸附材料及制備雜化技術等方面具有國際領先的水平,實現吸附和催化產品的系列化,并成功應用于環境保護和資源循環領域。針對電鍍行業含磷廢水,江蘇海普擁有以特種吸附劑為核心發展的一整套電鍍含磷廢水處理工藝,可根據不同水質類型定制獨立的模塊化處理單元,實現達標排放。
1 廢水除磷方法
廢水中磷的去除方法主要是化學除磷、生物除磷和吸附法除磷?;瘜W除磷速度快,但成本高。生物除磷成本低,但周期長。單一使用某種除磷工藝都難以達到理想效果,如果采用聯用工藝及工藝優化,就能使廢水中磷穩定達到排放標準。
1.1 化學除磷原理
化學除磷是通過化學方法將廢水中的溶解性含磷物質轉變成不溶性含磷物質,從液相轉移到固相。常用的方法是投加無機金屬鹽藥劑如鐵鹽、鋁鹽或鈣鹽,與可溶性磷酸鹽反應生成磷酸鐵、磷酸鋁、磷酸鈣等溶度積小的化合物。這些細小的不溶性固體物經過投加混凝劑、絮凝劑后聚集成較大的不溶性固體物沉淀下來,經濃縮壓濾,達到固液分離,磷進入到污泥中,需要對后續產生的含水量較大的沉淀污泥進行治理,因此運行成本較高。
隨著科技的不斷進步,出現了一些新型除磷劑,特別是處理非正磷酸鹽的除磷劑,有的廢水處理藥劑公司研發出了次亞磷去除劑,原理是通過架橋的方式,網捕、吸附廢水中的次亞磷并進行沉淀,將磷除去,磷仍以次亞磷的形式存在污泥中。
1.2 生物除磷原理
1.2.1 PAO原理
生物除磷原理,一般認為是:在活性污泥處理污水時,污泥中的聚磷菌PAO(Poly-phosphorus Accumulating Organisms)在厭氧狀態下釋放磷,在好氧狀態下過量地攝取磷,通過排放富磷剩余污泥,去除污水中的磷。
1.2.2 DPB原理
反硝化除磷菌DPB(Denitrifying Phosphorus Removal Bacteria)具有和聚磷菌PAO相似的除磷原理,只是氧化細胞內貯存的PHB時的電子受體不同,PAO是O2,而DPB為NOx--N。反硝化除磷菌DPB能在缺氧(無分子氧有硝酸鹽)環境下攝磷,反硝化除磷細菌DPB利用硝酸鹽為電子受體,產生生物攝磷作用。在生物攝磷的同時,硝酸鹽被還原為氮氣,這使得攝磷和反硝化脫氮這兩個不同的生物過程能夠利用同一類細菌、在同一個環境中完成。
另外,還有人工濕地除磷。它是在一般人工濕地系統的基礎上,人為控制、優化系統,利用濕地的基質、水生植物和微生物之間的相互作用,通過一系列物理、化學以及生物作用,達到以除磷為主要目標的廢水除磷技術。其優點是:效率高、投資少、能耗低、操作簡單、設置靈活、維護和運行費用低廉。但該方法占地面積大。
1.3吸附法除磷原理
吸附法除磷是利用某些多孔或大比表面積的固體物質對水中磷酸根離子的親和力來實現的污水除磷工藝。磷通過在吸附劑表面的物理吸附、離子交換或表面沉淀過程,實現磷從污水中的分離,并可進一步通過解吸處理回收磷資源。吸附法除磷工藝簡單,運行可靠,可以作為生物除磷法的補充,也可以作為單獨的除磷手段。除磷吸附劑的選擇要求:1)高吸附容量;2)高選擇性;3)吸附速度快;4)抗其他離子干擾能力強;5)無有害物溶出;6)吸附劑再生容易,性能穩定;7)原料易得并造價低。除磷吸附劑一般分為天然吸附劑和合成吸附劑兩類。天然吸附劑有:粉煤灰、鋼渣、沸石、海泡石、活性氧化鋁等;另一類是合成吸附劑,合成除磷吸附劑擴大了吸附材料的選擇范圍。
海普針對電鍍含磷廢水的性質,研究開發的系列特種除磷吸附劑,能夠對磷進行高選擇性吸附,極大的去除廢水中的磷,出水可直接達標排放,或作為預處理去除絕大部分總磷,再結合后續常規處理(如生化)實現達標排放,具體工藝流程圖如下:
圖1 吸附除磷工藝流程
2 電鍍廢水除磷實際案例
電鍍廢水中含磷物質有:磷酸、磷酸鹽、次亞磷酸鹽、亞磷酸、焦磷酸鹽、植酸等,正磷酸鹽比較容易除去,非正磷酸鹽和有機磷酸鹽則較難除去。一般大型電鍍工業園區的電鍍廢水廠大都采取分類處理的方法,將含有正磷酸鹽的廢水分到前處理廢水,非正磷酸鹽的廢水分到絡合廢水(含絡合物的廢水)。
江蘇海普針對電鍍行業含磷廢水的水質情況、磷的多樣性和處理要求,開發了系列除磷特種吸附劑及相關解決方案,成功幫助多家企業實現廢水的達標處理。
2.1電鍍企業廢水除磷治理項目
實驗所選取水樣為該某電鍍廠廢水不同時刻膜濃水外排水,其pH7.3±0.2,COD180~420mg/L,總磷10.5~50.2mg/L,正磷酸鹽2.6~10.2mg/L,總鹽8300~10400mg/L??芍蝸喠姿猁}等非正磷酸鹽含量占總磷的80%左右,而次亞磷酸鈣的溶解度為16.7g,通過氧化法將其轉化為易于處理的正磷酸鹽。江蘇海普通過相關除磷吸附劑應用實驗驗證,并進行工藝設計,深度去除廢水中的磷,磷酸鹽的去除率穩定在90%以上,出水磷含量遠低于企業要求和排放標準。
1 電鍍廢水吸附處理效果
原水磷含量
(mg/L)
出水磷含量
(mg/L)
去除率
32.5 0.375 98.8%
32.5 0.306 99.0%
32.5 0.279 99.1%
 
2.2金屬表面處理及熱處理加工電鍍企業除磷實驗案例
一經營金屬表面處理及熱處理加工的電鍍企業每天產生200t含磷廢水,江蘇海普對該含磷廢水進行應用研發和工藝設計,深度去除廢水中的磷元素,吸附出水總磷含量可穩定在1mg/L以下,滿足企業要求,吸附出水可直接排放,解決企業廢水處理的難題。
2 金屬表面處理廢水吸附處理效果
原水磷含量
(mg/L)
出水磷含量
(mg/L)
去除率
17 <1 >94.12%
 
2.3電鍍含磷廢水氧化-吸附處理實例
將電鍍含磷廢水經過濾預處理后,向經過預處理后的水中加入硫酸亞鐵和雙氧水,調節pH并過濾,將濾液通過裝填有除磷吸附劑裝置,進行順流吸附,磷含量從原水100-300mg/L降到0.3mg/L以下。采用本工藝處理含磷生產廢水,廢水中磷去除率達98%以上,運行穩定、處理效果好、工藝流程簡單。
3 電鍍廢水氧化-吸附處理效果
原水磷含量
(mg/L)
出水磷含量
(mg/L)
去除率
100-300 <0.3 >99.7%
 
 
 
3.總結
電鍍廢水成分復雜,廢水中磷的存在形式多樣,化學除磷和生物除磷單一方法很難將電鍍廢水中的磷降至0.5mg/L以下,江蘇海普具有豐富的電鍍廢水處理經驗,特別在廢酸處理、重金屬達標排放與回收、除磷等方面具備顯著的處理效率和能耗優勢。本文簡述一種利用吸附技術處理電鍍行業含磷廢水的解決方法,通過吸附除磷工藝可以極大的去除廢水中的磷,出水可直接達標排放,或作為預處理為后續達標排放提供保障,為企業電鍍含磷廢水處理提供新的思路和新的選擇。





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