簡介:鋼鐵工業(yè)酸性廢水曝氣中和法處理工藝條件研究高丹?王英剛?夏永旭?申美蘭?孟廣勝?張興達(dá)沈陽大學(xué)?生物與環(huán)境工程學(xué)院?沈陽?110044?沈陽環(huán)境工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室?沈陽?110044摘?要?介紹了CAO二次中和法處理鋼鐵工業(yè)酸性廢水的工藝實(shí)驗(yàn)過程,針對通化鋼鐵集團(tuán)某鋼管廠排出的酸性廢水的特點(diǎn),確定了切實(shí)可行的工藝條件及工藝流程。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在該工藝條件下,經(jīng)過酸堿中和?曝氣?絮凝沉淀?固液分離等實(shí)驗(yàn)流程,可有效提高硫酸酸性廢水的PH值,去除FE2、FE3、雜質(zhì)、色度等,處理后的廢水達(dá)到了國家排放水標(biāo)準(zhǔn)。該方法具有投資少,操作簡便,處理效果好等優(yōu)點(diǎn),因此,有廣泛應(yīng)用推廣價值。關(guān)鍵詞?酸性廢水?中和?曝氣?絮凝ABSTRACT?INTERMSOFCERTAINCHARACTERISTICSOFSTEALPICKLINGWASTEWATERFROMSECHNICALTESTONSTEALPICKINGWASTEWATERTREATMENTPROCESSWITHTWICENEUTRALIZATIONUSINGCAO,ASUITABLETECHNICALCONDITIONANDPROCESSWASPRESENTED,THETESTRESULTSSHOWSTHATUNDERTHETECHNICALCONDITIONS,VIATHEPROCESSOFACIDBASEBALANCEAERATIONFLOCCULATINGSETTLINGSOLIDANDLIQUIDSEPARATION,PHVALUECANBEROSE,FURTHERFE2,FE3,IMPURITIES,COLOURITIESCANBEREMOVEDEFFECTIVELYKEYWORDS?ACIDWASTEWATER?NEUTRALIZATION?AERATION?FLOCCULATION前言為提高鋼材表面質(zhì)量,在其加工之前用硫酸進(jìn)行酸洗,以除去鋼材表面上的氧化物及毛刺等。酸洗后用清水對其沖洗以清除表面附著的少量酸洗液,隨之產(chǎn)生大量酸性廢水。該廢水含有殘余的硫酸,PH值較低,并含有一定量FE2、FE3及多種雜質(zhì),不能直接排放,必須依照環(huán)保要求進(jìn)行達(dá)標(biāo)處理后方可排出。就通化鋼鐵集團(tuán)某鋼管廠酸性廢水的特點(diǎn),采用氧化鈣二次中和法對其進(jìn)行了處理。確定了具體可行的工藝技術(shù)條件和工藝流程。1?酸性廢水的來源及水質(zhì)狀況1?1?來源通化鋼鐵集團(tuán)某鋼管廠軋鋼工藝中排出的硫酸酸性廢水。1?2?水質(zhì)狀況水質(zhì)及相應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn)見表1。表1?酸性廢水的主要污染物含量及相應(yīng)的國家排放標(biāo)準(zhǔn)?MG/L污染物SS濁度FESO4PH值雜質(zhì)酸性廢水2002501619200030001?902?0012GB134569215010?69???表中數(shù)據(jù)顯示,該廠酸性廢水的懸浮物、濁度,特別是PH值嚴(yán)重超標(biāo)。又因廢水量大,若不經(jīng)處理直接排放,將嚴(yán)重污染水體,影響水體的自凈能力。廢水中大量的FE2將消耗水體中的溶解氧,轉(zhuǎn)變成FE3,而使水體呈鐵銹黃色,使水體變質(zhì)、腐臭,影響農(nóng)作物、水生生物的生長,甚至導(dǎo)致死亡,間接危及人體健康。2?測試方法PH值玻璃電極法根據(jù)GB692086標(biāo)準(zhǔn)1FE2的濃度重鉻酸鉀法2絮凝效果的測定用722分光光度計,以蒸餾水為100,對絮凝后上清液的透射比測定。3?工藝實(shí)驗(yàn)3?1?工藝路線的選擇及流程3?1?1?工藝路線的選擇硫酸酸性廢水處理方法通常有中和法和回收法。該廠酸性廢水的PH值較小,FE2濃度不高,雜質(zhì)又較多。若用回收法,投入成本高,回收價值低,所以采用酸堿中和法。根據(jù)酸性廢水的特點(diǎn)及處理原理,選擇了工藝流程簡單、投資少、處理效果好的?38?遼寧城鄉(xiāng)環(huán)境科技?第25卷?第2期?2005年4月45范圍內(nèi),曝氣效果隨溫度的升高略有提高,但變化不顯著,故選擇常溫下曝氣25分鐘,此時曝氣反應(yīng)比較完全。圖3?不同時間溫度的曝氣效果3?4?絮凝劑的選擇及絮凝效果3?4?1?絮凝劑的選擇曝氣后的廢水溶液比較混濁,含有大量的FEOH3、CAOH2及少量的FEOH2、SO42等物質(zhì)并具有一定的顏色,在自然情況下,這些物質(zhì)不易與廢水分離,為較好地取得上清液,可采取絮凝的方式使其迅速沉淀,為此,選擇合適的絮凝劑很重要。無機(jī)廢水一般選用無機(jī)絮凝劑就可獲得較好的絮凝效果,但大多數(shù)無機(jī)絮凝劑受PH值的影響,不適用于該酸性廢水。有機(jī)絮凝劑聚丙烯酰胺PAM則無此缺點(diǎn)4。通過實(shí)驗(yàn),選用非離子型聚丙烯酰胺作絮凝劑。3?4?2?攪拌時間的確定加入絮凝劑后,一般先快攪使絮凝劑與混濁液混合均勻,再慢攪使懸浮物相互碰撞,形成礬花,結(jié)合成塊,加快沉淀速度。取三份相同量曝氣后的混濁液,在其它條件相同的情況下,加入一定量的PAM溶液,先快攪200PRM1MIN,再分別慢攪60PRM3MIN,8MIN,13MIN,然后分別測出沉淀2MIN和10MIN上清液的透射比,結(jié)果見表2。表2?不同慢攪時間的絮凝效果透射比沉淀時間2MIN10MIN慢速攪拌時間3MIN78?692?78MIN85?895?813MIN83?796?1??由表可見,沉淀10MIN時的透射比差別不大,但沉淀2MIN時的透射比有很大區(qū)別,在慢速攪拌8MIN時的透射比稍高,考慮機(jī)械運(yùn)行成本,本方案選擇慢速攪拌8MIN為最佳。3?4?3?絮凝劑加入量的確定取4個相同曝氣后的混濁液,分別以0?2MG/L、0?7MG/L、1?2MG/L、1?7MG/L的比例加入絮凝劑,采用快攪1MIN,慢攪8MIN的方法,測出沉淀2MIN和10MIN時的透射比,結(jié)果見表3。表3?不同絮凝劑量的絮凝效果透射比沉淀時間2MIN10MIN絮凝劑的加入量MG/L水樣0?275?388?40?784?694?91?290?898?61?791?298?4??考慮投入成本和出水效果,選擇1?2MG/L的濃度為最適投加量。4?結(jié)果與建議1采用CAO二次中和法處理鋼鐵工業(yè)酸性廢水工藝具有投資少,操作簡便,處理效果好等優(yōu)點(diǎn),出水完全可以滿足國家工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn),有廣泛的應(yīng)用推廣價值。2FE2轉(zhuǎn)變FE3的曝氣過程受PH值影響顯著,應(yīng)在堿性條件下進(jìn)行,以減少曝氣時間、降低能耗。3該方法只能適用于FE2較低的酸性廢水,而對于FE2較高的酸性廢水,因處理過程中具有投藥量大、渣量大等不利因素而不宜采用,建議最好采用回收法進(jìn)行處理。4處理后的廢水可直接排放并且部分可進(jìn)行回用,既減少了環(huán)境污染,同時也具有明顯的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。參考文獻(xiàn)1?國家環(huán)境保護(hù)總局科技標(biāo)準(zhǔn)司?最新中國環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)匯編19792000水環(huán)境分冊?北京中國環(huán)境科學(xué)出版社,2001?10?2?成都科學(xué)技術(shù)大學(xué)分析化學(xué)教研組,浙江代數(shù)學(xué)分析化學(xué)教研組分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)室?北京高等教育出版社,1997?3?郭向輝?廢酸水處理、回用技術(shù)的工藝及效果?天津冶金,200323334?4?陳復(fù)?水處理技術(shù)及藥劑大全?北京中國石化出版社,2000??40?遼寧城鄉(xiāng)環(huán)境科技?第25卷?第2期?2005年4月
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