基于污水處理系統(tǒng)重金屬廢水處理工藝分析

伍尚晃

【摘 要】本文闡述了污水處理系統(tǒng)重金屬廢水處理操作方法，并對(duì)重金屬廢水處理工藝和系統(tǒng)的分析。

【關(guān)鍵詞】重金屬廢水；處理；工藝；系統(tǒng)

重金屬廢水是指礦冶、機(jī)械制造、化工、電子、儀表等工業(yè)生產(chǎn)過程中排出的含重金屬的廢水。實(shí)際所需處理的廢水中含有的重金屬并不是單一種類， 往往多種重金屬并存，廢水的分類通常以其中含量最高的重金屬為依據(jù)，其中含銅廢水、含鉻廢水、含鎳廢水和含鉛廢水等較為多見。廢水中所含重金屬能對(duì)環(huán)境及人體產(chǎn)生長(zhǎng)遠(yuǎn)的不良影響，是對(duì)環(huán)境污染最嚴(yán)重和對(duì)人類危害最大的工業(yè)廢水之一，未經(jīng)處理直接排放， 一方面將對(duì)環(huán)境造成污染， 另一方面也浪費(fèi)了大量的水資源和貴重金屬資源， 其水質(zhì)水量與生產(chǎn)工藝有關(guān)，因此對(duì)廢水處理工藝的研究具有十分重要的意義。

一、廢水處理操作方法

廢水中的重金屬一般不能分解破壞，只能轉(zhuǎn)移其存在位置和轉(zhuǎn)變其物化形態(tài)。處理方法是首先改革生產(chǎn)工藝，不用或少用毒性大的重金屬。對(duì)已經(jīng)形成的重金屬廢水處理方法很多，一般分為物理法、化學(xué)法和生物法， 每種處理方法都有各自的特點(diǎn)和適用條件， 根據(jù)不同的原水水質(zhì)和處理后的水質(zhì)要求， 可單獨(dú)應(yīng)用， 亦可幾種方法組合應(yīng)用。重金屬廢水處理的主要原理是利用金屬離子在堿性條件下的沉淀，經(jīng)分離達(dá)到凈化廢水， 回收重金屬， 進(jìn)而回用廢水， 最終實(shí)現(xiàn)降低金屬排放總量， 節(jié)約水資源回收貴重金屬的目的。對(duì)含有機(jī)物、絡(luò)離子及螯合物量大的廢水， 要先將妨礙處理重金屬的有機(jī)物質(zhì)用氧化、吸附等適當(dāng)?shù)奶幚矸椒ǔ?。然后再把它作無機(jī)類廢水處理。重金屬廢水經(jīng)處理后形成兩種產(chǎn)物，一是基本上脫除了重金屬的處理水，一是重金屬的濃縮產(chǎn)物。含重金屬廢水最常采用的是化學(xué)沉淀法， 把重金屬離子轉(zhuǎn)變成難溶于水的氫氧化物或硫化物等的鹽類， 然后進(jìn)行共沉淀而除去， 處理后的水中重金屬低于排放標(biāo)準(zhǔn)可以排放或回用。加強(qiáng)混凝方法對(duì)重金屬的處理也很有效，形成新的重金屬濃縮產(chǎn)物應(yīng)盡量回收利用或加以無害化處理。

二、重金屬廢水處理工藝

1、硫酸鹽生物還原法處理含鋅廢水

硫酸鹽生物還原法處理含鋅廢水其原理是利用硫酸鹽還原菌SRB 在厭氧條件下產(chǎn)生硫化氫，硫化氫和廢水中的重金屬反應(yīng)，生成金屬硫化物沉淀以去除重金屬離子。生物反應(yīng)器是一個(gè)厭氧反應(yīng)系統(tǒng)，微生物在厭氧條件下分解有機(jī)物，還原硫酸鹽生成硫化氫，硫化氫與廢水中的鋅離子反應(yīng)生成不溶性的硫化鋅。生物反應(yīng)器的類型可以是上流式厭氧污泥床、厭氧接觸反應(yīng)器等。

反應(yīng)生成的硫化鋅沉淀同厭氧污泥混在一起，當(dāng)其濃度達(dá)到一定程度以后，為了保證生物反應(yīng)器的正常運(yùn)行，就必然排放一部分污泥。由于污泥中鋅含量較高，可以回收。從沉淀池中的出水，雖然鋅離子的去除率很高，但是出水中還含有比較高的COD和硫化氫，因此必須要進(jìn)行好氧處理去除COD 和硫化氫，使最終出水的指標(biāo)都達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。

2、含銅重金屬廢水處理工藝

焦磷酸銅廢水中銅主要以絡(luò)合物形式存在，因此該類廢水在強(qiáng)堿條件下投加酸進(jìn)行破絡(luò)反應(yīng)，再與其他重金屬廢水混合處理。含銅廢水主要來源于電鍍、化學(xué)鍍工序。一般有電鍍銅工序產(chǎn)生電鍍廢水， 工件電鍍銅后清洗工序產(chǎn)生清洗水， 化學(xué)鍍銅工序產(chǎn)生化學(xué)鍍廢水， 工件化學(xué)鍍銅后清洗工序產(chǎn)生清洗水， 線路板鍍銅后蝕刻工序產(chǎn)生蝕刻廢水， 線路板鍍銅后微蝕工序產(chǎn)生微蝕水， 線路板鍍銅后棕化工序產(chǎn)生棕化廢水， 線路板鍍銅后采用表面活性劑清洗產(chǎn)生清洗水等。

1）工作原理

氫氧化物除銅原理是2OH-+Cu2+=Cu（OH）2。重金屬廢水設(shè)計(jì)采用以電解方式形成氫氧化物沉淀法去除廢水中重金屬污染物，氫氧化物沉淀與PH值有很大的關(guān)系，氫氧化銅理論沉淀完全的pH 值為6.7。當(dāng)污水的PH值過高或污水中存在有害的離子配位體時(shí)，能與金屬離子結(jié)合成可溶性絡(luò)合物，從而使重金屬會(huì)“反溶解”到水中去。在pH 值<7的情況下，中和劑采用氫氧化鈉；pH值>7時(shí)，中和劑采用氫氧化鈣， 主要是為減少渣量，并且氫氧化鈣的加入沉降性能也較好。

2）工藝流程

焦銅廢水進(jìn)行破絡(luò)預(yù)處理后，經(jīng)過提升泵進(jìn)入重金屬廢水調(diào)節(jié)池，銅鋅電鍍清洗廢水進(jìn)入重金屬廢水調(diào)節(jié)池，泵前加入混凝劑，利用葉輪高速旋轉(zhuǎn)，使廢水與混凝劑充分混合。經(jīng)過破氰后的含氰廢水一并進(jìn)入重金屬廢水調(diào)節(jié)池，廢水在此穩(wěn)定水量、均勻水質(zhì)后，用提升泵定量將廢水提升至混凝反應(yīng)池，在混凝反應(yīng)池投加適量的氫氧化鈉或氫氧化鈣，調(diào)節(jié)酸堿度到8-9之間，同時(shí)進(jìn)行充分?jǐn)嚢?。在適宜PH 值條件下進(jìn)行混凝反應(yīng)后，產(chǎn)生大量“礬花”，利用礬花網(wǎng)捕和共沉作用，把大部分銅離子等重金屬沉淀下來，再經(jīng)過砂濾池，廢水進(jìn)入幅流沉淀池泥水分離，污泥進(jìn)入污泥濃縮池。出水加入重金屬捕集劑進(jìn)入虹吸濾池，去除細(xì)小懸浮顆粒，最后在中和池加入硫酸調(diào)節(jié)酸堿度后，上清液出水進(jìn)人中間水池，達(dá)標(biāo)排放。工藝流程如圖1所示。

處理系統(tǒng)運(yùn)行效果見下表1所示。

三、電池廠重金屬廢水的污水處理系統(tǒng)

某電池生產(chǎn)廢水排放量650/d。在生產(chǎn)過程中使用含汞鋅、錳和淀粉等原料。在電液配制、糊化、洗碳棒頭等生產(chǎn)過程中排出的廢水重金屬污染物濃度平均為：汞008mg/L、鋅315m1/L。錳73mg/L，如果直接排放會(huì)對(duì)環(huán)境造成較嚴(yán)重的污染。由于廢水中含有幾種重金屬污染物，處理難度高，該廠針對(duì)水質(zhì)制定出一套高效經(jīng)濟(jì)的廢水治理方案。

1、工藝流程

很多廢水（ 如電池的含鋅廢水） 經(jīng)絮凝反應(yīng)后能分離出大量的污泥，這些絮狀污泥有一定的吸附能力。針對(duì)重金屬離子容易被吸附的特性，EWP高效污水凈化器利用Zn在pH=8-9時(shí)能生成的Zn（0H）eq2絮凝沉淀物，在凈化器內(nèi)形成吸附過濾流化床，并添加重金屬離子吸附劑GPC，對(duì)汞和其它重金屬污染物進(jìn)行吸附過濾，達(dá)到同時(shí)治理幾種重金屬污染物的效果。廢水從調(diào)節(jié)池自流至反應(yīng)池，在反應(yīng)池的入口與出口處分別加入三組藥劑，再由進(jìn)流泵將經(jīng)過混凝反應(yīng)的廢水泵入凈化器內(nèi)處理，處理后的清水從頂部流出，污泥從底部排入污泥濃縮罐，經(jīng)污泥濃縮罐及污泥貯罐濃縮后脫水運(yùn)走。

2、工藝設(shè)備及主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)參數(shù)

（1） 調(diào)節(jié)池 調(diào)節(jié)池有效容積為200meq 。加設(shè)一個(gè)反應(yīng)池。

（2） 加藥系統(tǒng) Na2S ：用量5×10eq 用玻璃鋼作溶藥攪拌器配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5% 的溶液；石灰：由固體加藥機(jī)投加，用量由pH 自動(dòng)控制器控制；重金屬離子吸附劑GPC ：用量3×10，由固體加藥機(jī)投加。

（3） 主要設(shè)備 EWP 高效污水凈化器共兩套：EwP-10、EWP-20處理量分別為200m/d和500m/d，污泥脫水機(jī)選用10m的板框壓濾機(jī)，污泥經(jīng)脫水后外運(yùn)至固廢中心。

四、總結(jié)

含重金屬廢水的處理要講求實(shí)效，可概括為兩個(gè)方面：

（1） 控制污染源， 盡量改革工藝，實(shí)現(xiàn)少排放。

（2） 使用重金屬的生產(chǎn)過程中采用合理的工藝流程和完善的生產(chǎn)設(shè)備，實(shí)行科學(xué)的生產(chǎn)管理和運(yùn)行操作，減少重金屬的耗用量和隨廢水的流失量；在此基礎(chǔ)上對(duì)數(shù)量少、濃度低的廢水進(jìn)行有效的處理。處理以化學(xué)沉淀法為主，適當(dāng)輔以其他處理方法。污水處理系統(tǒng)工程投入正常運(yùn)行后，使得附近大量的陸源污水得到處理，消減了大量的排海污染物，使得整個(gè)海域海洋生態(tài)環(huán)境得到改善。對(duì)整個(gè)近岸海域的海域生態(tài)環(huán)境的改善將起到積極的作用，同時(shí)對(duì)周邊的環(huán)境和港區(qū)的開發(fā)建設(shè)也起到積極的促進(jìn)作用，是正效益工程。

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