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上一篇 信陽高濃度有機(jī)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(jī)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,有硫醇類惡臭氣味。 在制漿(化學(xué)法)和造紙生產(chǎn)過程中主要產(chǎn)生三類廢水:黑(紅)液、中段廢水和紙機(jī)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(jī)白水為抄紙車間廢水。其中蒸煮廢水的環(huán)境污染最嚴(yán)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(jī)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(fù)雜,含有較高濃度的木質(zhì)素、纖維素和樹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(jī)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“白水”,主要來自打漿、漿料的凈化篩選和造紙機(jī)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(qiáng)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(yán)重地污染水源,給環(huán)境和人類健康帶來危害。而中段水對環(huán)境污染最嚴(yán)重的是漂白過程中產(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(qiáng)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(yīng)當(dāng)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(yīng)著重于提高循環(huán)用水率,減少用水量和廢水排放量,同時(shí)也應(yīng)積極探索各種可靠、經(jīng)濟(jì)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(dá)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(jī)物結(jié)合的其他鈉鹽。中和廢水處理法調(diào)節(jié)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(nèi)外也有采用反滲透、超過濾、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(jī)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(jī)物?;钚蕴孔鳛槲絼┑淖畲髢?yōu)點(diǎn)是能夠再生(達(dá)30次或更多次),而吸附容量卻不會有明顯的損失。 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(yīng)用。在最佳運(yùn)行條件下,用絮凝-電浮選連續(xù)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。在外加直流電場作用下,利用膜的選擇透過性使黑液中陰、陽離子作定向遷徙,使木素在陽極析出,陰極區(qū)回收NaOH。電滲析與傳統(tǒng)堿回收系統(tǒng)相結(jié)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)。但是如果用來處理造紙廢水,則由于膜污染嚴(yán)重,無法達(dá)到實(shí)用的目的。而對于超聲波來說,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(jī)物或者還原態(tài)無機(jī)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(yīng)在熱水箱中進(jìn)行,所以能耗較高。 ②光催化氧化 由于TiO2具有無毒、化學(xué)穩(wěn)定性好、光催化活性高等優(yōu)點(diǎn),已被廣泛應(yīng)用于各種有毒有害且生物難降解有機(jī)物的光催化降解過程。有研究表明,TiO2光催化氧化可有效降解制漿廢水中的酚類有機(jī)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有機(jī)物,有很好的降解作用。光催化處理廢水,其方法簡單,占地面積小,又能避免傳統(tǒng)處理方法所帶來的二次污染問題,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(jī)物或還原態(tài)的無機(jī)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(yīng)過程中有大量氫氧自由基參與的化學(xué)氧化過程。對于造紙廢水而言,可采用非均相光催化氧化可以用太陽光作為反應(yīng)光源,且氧化劑成本低。 該技術(shù)具有反應(yīng)速度快、處理效率高、對有毒污染物破壞徹底、無二次污染、適用范圍廣、易操作等優(yōu)點(diǎn),并被廣泛應(yīng)用于有毒難降解的工業(yè)廢水如制藥、精細(xì)化工、印染等有機(jī)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、電磁及其他無毒試劑催化氧化技術(shù)處理有機(jī)廢水,由于電極間電子的得失轉(zhuǎn)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(qiáng);無選擇性;條件溫和;費(fèi)用低;兼有氣浮、絮凝、殺菌作用;廢水中的金屬離子可使正負(fù)極同時(shí)作用等,尤其是對于難于生化降解、對人類危害極大的“三致”有機(jī)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)的作用來降解污染物的方法。該方法根據(jù)好氧微生物在處理系統(tǒng)中所呈的狀態(tài)不同可分為活性污泥法和生物膜法兩類。造紙廢水含大量有機(jī)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性厭氧菌在無氧的條件下降解有機(jī)污染物的處理技術(shù)。在厭氧生物處理過程中,復(fù)雜的有機(jī)化合物被降解和轉(zhuǎn)化為簡單、穩(wěn)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(xiàn)。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(yīng)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(dān)高濃度、高負(fù)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速度快、處理水質(zhì)好的優(yōu)點(diǎn)。組合處理工藝運(yùn)行費(fèi)用省,剩余污泥量少,對于難降解的有機(jī)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,防止污泥膨脹,特別適用于高濃度有機(jī)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(jī)負(fù)荷,僅用物化法作為輔助手段,實(shí)現(xiàn)廢水的達(dá)標(biāo)排放或回用。具體參見http://www.dowater.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。 3)兩相厭氧膜-生化系統(tǒng) 采用傳統(tǒng)兩相厭氧工藝(BS)與膜分離技術(shù)相結(jié)合的系統(tǒng)MBS處理造紙黑液廢水,COD去除率平均可達(dá)73%。MBS系統(tǒng)具有更高的穩(wěn)定性。 4)物化和生化結(jié)合法 化學(xué)沉淀法、曝氣、活性污泥、厭氧處理都可以用來處理造紙廢水,而且這些方法結(jié)合起來也是適用的。研究表明,采用SBR+物化法處理造紙中段水投資低、運(yùn)行費(fèi)用低,紙廠外排水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo),治理費(fèi)用在廠家可接受的范圍。 責(zé)任編輯:童志威 |
信陽知識點(diǎn):電子工業(yè)廢水處理工藝及案例分析
慧聰水工業(yè)網(wǎng) 近年來,電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展突飛猛進(jìn),但是隨之而來的電子垃圾回收以及無害化處理問題卻頗為棘手。不僅如此,電子廢棄物隨意丟棄或者焚燒還會引發(fā)水污染、大氣污染等連鎖反應(yīng)。本文盤點(diǎn)電子產(chǎn)品分類,分析電子產(chǎn)污,劃線重點(diǎn)指標(biāo)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。
自90年代以來,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)多年的改革開放,逐漸成為“世界電子產(chǎn)品制造業(yè)的加工廠”。在電子產(chǎn)品及相關(guān)金屬產(chǎn)品的生產(chǎn)和回收過程中,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、不可生物降解等特點(diǎn),且能夠在生物體內(nèi)富集,使生物體機(jī)能紊亂,對生態(tài)環(huán)境和人類健康產(chǎn)生嚴(yán)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
電子專用材料包括電子元件材料、電真空材料、半導(dǎo)體材料、信息化學(xué)品材料等,每一類材料中又包括非常多的品種,簡述如下:
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(fù)合金屬電子材料、電子網(wǎng)板、液晶材料等;
c)半導(dǎo)體材料:包括半導(dǎo)體單晶、半導(dǎo)體片材、石英制品、塑封材料、引線框架等;
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程中會產(chǎn)生大量的污染物。
<2>電子行業(yè)的產(chǎn)污分析
電子專用材料工藝
表:電子專用材料生產(chǎn)的典型工藝
電子專用材料生產(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(jī)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(shè)備如數(shù)控鉆床、開槽機(jī)、倒角機(jī)等加工時(shí)產(chǎn)生的膠木粉塵;蝕刻機(jī)、去膜機(jī)、顯影機(jī)產(chǎn)生的酸堿蒸汽;黑化設(shè)備產(chǎn)生的堿性廢氣;
5)涂膠和貼膜設(shè)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(jī)溶劑清洗時(shí)產(chǎn)生四氯化碳等有機(jī)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)覆銅板用樹脂制造過程中將產(chǎn)生甲醇、丙酮廢氣;
10)熒光粉著色干燥設(shè)備產(chǎn)生的異丙醇廢氣;
11)熒光粉燒成設(shè)備產(chǎn)生的二氧化硫廢氣;
12)熒光粉配料、過篩、混合等干法生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的硫化鋅粉塵;
13)覆銅板制造過程中產(chǎn)生的含酚廢水;
14)覆銅板浸膠設(shè)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(dǎo)體單晶制備中拋光設(shè)備產(chǎn)生的氯氣;
17)半導(dǎo)體單晶制備中腐蝕設(shè)備產(chǎn)生的氨氣;
18)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣主要為揮發(fā)性有機(jī)物廢氣,原材料中樹脂內(nèi)所含的揮發(fā)性有機(jī)物、有機(jī)稀釋劑、有機(jī)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)樹脂、溶劑及其它揮發(fā)性有機(jī)物在配料、運(yùn)輸、存放時(shí)揮發(fā)有機(jī)物;
20)涂覆或含浸等加工以及從傳輸過程中揮發(fā)有機(jī)物;
21)在烘箱加熱時(shí)揮發(fā)有機(jī)物;
22)后處理過程中揮發(fā)有機(jī)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(shè)備時(shí)揮發(fā)有機(jī)物;
25)廢水處理、固體廢物處理及其它處理時(shí)揮發(fā)有機(jī)物。
26)配料、研磨等處理過程中產(chǎn)生粉塵;
綜上所述,電子工業(yè)廢水主要來源于清洗時(shí)產(chǎn)生的酸堿廢水、采用有機(jī)溶劑清洗時(shí)產(chǎn)生四氯化碳等有機(jī)物廢水、電鍍廢水覆銅板制造過程中產(chǎn)生的含酚廢水等等。
<3>幾個(gè)重要污染指標(biāo)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(shù)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(qiáng)絡(luò)合物,十分穩(wěn)定,不能被高錳酸鉀、雙氧水等氧化劑所氧化。但在氧和陽光的作用下,低毒性的亞鐵氰化物緩慢地轉(zhuǎn)化為游離氰化物,毒性增強(qiáng),其化學(xué)過程可表示為:
Fe(CN)64-↔Fe(CN)53-+CN-,CN-+H2O↔HCN+OH-
調(diào)查發(fā)現(xiàn),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脂法,去除率均可達(dá)到95%。
2.化學(xué)需氧量(CODCr)
現(xiàn)行處理技術(shù)對COD的處理情況:
電子專用材料行業(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(yīng)用,對處理高濃度有機(jī)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(dá)90%以上。好氧生化處理方法低濃度廢液中COD去除率達(dá)80%以上?;瘜W(xué)氧化法就是采用強(qiáng)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(dá)到90%以上,對COD的去除率達(dá)80%以上。
通過現(xiàn)場取樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室規(guī)模實(shí)驗(yàn)得知:處理廢水出水COD與處理費(fèi)用之間的呈線性增長關(guān)系,出水COD越低處理費(fèi)用越高,處理費(fèi)用占整個(gè)環(huán)保費(fèi)用的比例也增加。
3、氨氮
氨氮是水體富營養(yǎng)化的一個(gè)重要因素,氨氮在標(biāo)準(zhǔn)中是控制水體中含氮有機(jī)污染和保護(hù)水生生態(tài)系統(tǒng)的項(xiàng)目。電子行業(yè)中的氨氮主要是樹脂及其他材料中的添加劑或穩(wěn)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有設(shè)置專門的處理設(shè)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、線路板等的廢水的成分非常復(fù)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別。根據(jù)重金屬廢水中所含重金屬元素進(jìn)行分類,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(tǒng)
該系統(tǒng)由二部分組成,即原水預(yù)處理部分,處理水量195m3/h;反滲透部分,處理水量2x65m3/h。
預(yù)處理部分
原水預(yù)處理的目的是使進(jìn)入RO裝置前的水質(zhì)達(dá)到RO進(jìn)水標(biāo)準(zhǔn),延長RO膜的使用壽命,保證RO裝置長期、穩(wěn)定的運(yùn)行。
預(yù)處理系統(tǒng)由原水地、增壓泵、反洗濾器、絮凝、機(jī)械濾器、還原劑投加、活性炭濾器、反洗泵組成。所有預(yù)處理工序包括殺菌,絮凝過濾,吸附,pH調(diào)節(jié),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(jī)物、微生物、氧化性物質(zhì)等對膜的氧化破壞,從而使RO系統(tǒng)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,作生產(chǎn)線的原水使廢水得以回用。運(yùn)行結(jié)果本項(xiàng)目于2004年5月投入運(yùn)行。經(jīng)檢測,各項(xiàng)標(biāo)均超過設(shè)計(jì)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(tǒng)的預(yù)處理系統(tǒng)配備比較完善,但經(jīng)較長時(shí)間運(yùn)行,RO膜面仍難免出現(xiàn)污染物的沉積,使系統(tǒng)產(chǎn)水量不斷下降。這是任何RO裝置應(yīng)用中普遍出現(xiàn)的現(xiàn)象。對此,我們采用一種比較有效、簡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(tǒng);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(tǒng)進(jìn)行循環(huán)清洗。最后用RO產(chǎn)水循環(huán)沖洗。清洗結(jié)果表明RO系統(tǒng)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(tǒng)處理后,脫鹽率達(dá)97.3%,產(chǎn)水量2x65m3/h符合彩管生產(chǎn)線純水供應(yīng)的設(shè)計(jì)要求,制水耗電0.85kwh/m3產(chǎn)水,表明RO在該領(lǐng)域的應(yīng)用在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上是可行的。
完善的預(yù)處理系統(tǒng),是RO系統(tǒng)成功運(yùn)行的保證。本系統(tǒng)采用的殺菌,絮凝,吸附,過濾,pH調(diào)節(jié),阻垢及還原等預(yù)處理環(huán)節(jié),在系統(tǒng)一年多的安全、可靠運(yùn)行中,維持了各項(xiàng)指標(biāo)的穩(wěn)定。
經(jīng)過較長時(shí)間的運(yùn)行,系統(tǒng)產(chǎn)水量有一定程度的下降,它可以通過RO膜清洗方法解決。本系統(tǒng)采用的配制專用清洗液及簡易、有效方法可使產(chǎn)水量恢復(fù)到接近初始產(chǎn)水量水平。
2、印制線路板生產(chǎn)廢水的處理
1)清洗廢水
清洗廢水來源于磨板、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(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)水質(zhì)水量后,由提升泵泵入中和池,加入堿液調(diào)節(jié)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有機(jī)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(diào)節(jié)pH后,經(jīng)砂濾池和活性碳池后流入回用水池。
2)高濃有機(jī)廢水
高濃有機(jī)廢水來自于各除膠、除油、顯影、脫膜、綠油工序等,其COD濃度很高,一般達(dá)3000-8000mg/L,是一種污染較嚴(yán)重的廢水,此類廢水單獨(dú)收集后,經(jīng)隔油沉渣池除去浮油等雜志后,進(jìn)入調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)水質(zhì)水量,再由廢水泵打入酸析池,由pH在線儀控制投加酸液,在酸性條件下,廢水中的有機(jī)物析出浮于水面,定時(shí)清除。酸析后加堿調(diào)節(jié)pH,然后投加混凝劑,反應(yīng)后再用氣動(dòng)隔膜泵打入廂式壓濾機(jī)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(jī)內(nèi),濾液排出,作進(jìn)一步處理。
3)絡(luò)合銅廢水
絡(luò)合銅廢水來自蝕刻、沉銅、沉銀等工序,約占印制線路板生產(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(wěn)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(wěn)定,無法通過調(diào)節(jié)pH產(chǎn)生Cu(OH)2:沉淀的方法將銅離子去除。但CuS比有機(jī)絡(luò)合銅離子更為穩(wěn)定,通過投加Na2S可以產(chǎn)生CuS沉淀,從而破壞絡(luò)合銅離子的平衡,達(dá)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,必須投加過量的硫化鈉。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(yǎng)有一定的毒害作用,另一方面,硫離子也是出水的控制指標(biāo)之一。因此過量的Na2S需加FeSO4來去除。
經(jīng)破絡(luò)反應(yīng)沉淀后的絡(luò)合廢水與經(jīng)預(yù)處理的高濃有機(jī)廢水一起進(jìn)入后續(xù)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(fù)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(qū)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(jī)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合并、分類收集、分別處理的思路進(jìn)行,分類明細(xì)見下表。
下面分別介紹各類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(wěn)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(wěn)定常數(shù)更小的沉淀劑,使其與金屬離子形成更穩(wěn)定的沉淀物,從廢水中分離出來,達(dá)到去除的目的。
常用破絡(luò)的化學(xué)藥劑有Fe鹽、Na2S等,因?yàn)镾2-屬于排放標(biāo)準(zhǔn)中嚴(yán)格控制的污染物,因此Na2S只能作為輔助的破絡(luò)劑,嚴(yán)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+,通過投加堿液,調(diào)節(jié)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(diào)節(jié)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(jī)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(dá)到10~20g/L,顯影和脫膜廢水呈堿性,pH≥13,一般呈現(xiàn)藍(lán)色,該部分高濃度有機(jī)廢水通常采用酸析法處理。
在酸性條件下,廢水中的感光膜、清洗劑會析出,形成濃膠狀聚合物,經(jīng)固液分離去除,再把pH調(diào)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下圖。
常用混合廢水處理工藝
設(shè)置離子交換工段主要是考慮到電鍍藥劑配方復(fù)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(dá)標(biāo)。
<5>某工業(yè)園區(qū)電子廠污水處理案例分析
――李錦超,《建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)》-2016
某工業(yè)園區(qū)電子廠,為達(dá)到新環(huán)保法的要求,需要建造一套污水處理站設(shè)施。該污水站設(shè)計(jì)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,通過環(huán)保驗(yàn)收,投入使用后,電子污水處理取得了良好效果,各項(xiàng)出水指標(biāo)均達(dá)到相關(guān)規(guī)定值,尾水經(jīng)管網(wǎng)進(jìn)入當(dāng)?shù)匚鬯幚韽S處理。
1、工程設(shè)計(jì)
1.1水質(zhì)調(diào)查分析
1.2設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)
根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)廢水水質(zhì)確定污水站的設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)。
1.3工藝說明
本工程廢水主要污染物為Cu、COD、NH3-N等,故確定采用對應(yīng)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(guī)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(diào)節(jié)pH至酸性,通過Fe2+及高級氧化破壞含Cu絡(luò)合物的結(jié)構(gòu),把絡(luò)合銅中的銅置換出來。然后調(diào)節(jié)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(jié)合成更穩(wěn)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,但無法達(dá)到排放要求。結(jié)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通過硝化反硝化作用去除,COD主要通過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(wěn)定達(dá)標(biāo)。
1.4設(shè)計(jì)參數(shù)
①調(diào)節(jié)池
設(shè)1座,半地上鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),采用兩布三油環(huán)氧樹脂防滲、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(jì)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(diào)節(jié)池
鋼結(jié)構(gòu)(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(shè)備1套、pH監(jiān)測儀1套、空氣攪拌裝置1套。
③預(yù)處理池
鋼結(jié)構(gòu)(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(shè)備1套、空氣攪拌裝置1套。
④高級氧化池
鋼結(jié)構(gòu)(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(shè)備1套、空氣攪拌裝置1套、ORP控制儀1套。
⑤pH調(diào)節(jié)池2
鋼結(jié)構(gòu)(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(shè)備1套、pH監(jiān)測儀1套、空氣攪拌裝置1套。
⑥混凝反應(yīng)池1及混凝沉淀池1
混凝反應(yīng)池1為鋼結(jié)構(gòu)(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(shè)備2套、空氣攪拌裝置1套。
⑦混凝反應(yīng)池2及混凝沉淀池2
混凝反應(yīng)池2為鋼結(jié)構(gòu)(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(shè)備2套、空氣攪拌裝置1套。
2、運(yùn)行管理
2.1運(yùn)行成本
廢水站總投入資金為135.92萬元,直接運(yùn)行成本如下:電費(fèi)為2.52元/m3,人工費(fèi)為2.50元/m3,藥劑費(fèi)為2.10元/m3,總運(yùn)行成本為7.12元/m3。
2.2污水站運(yùn)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(yùn)行效果,采取了如下管理措施:①加強(qiáng)清潔生產(chǎn)、生產(chǎn)設(shè)備的保養(yǎng)和保護(hù),以及源頭分類、分質(zhì)控制與管理。②加強(qiáng)清污分流,建立環(huán)境管理規(guī)章制度并落實(shí)執(zhí)行,提高工作人員環(huán)保意識和操作管理能力。③加強(qiáng)預(yù)防措施,及時(shí)做好相關(guān)生產(chǎn)中潛在環(huán)境問題的預(yù)防與處理。
3、本案例結(jié)論與建議
通過優(yōu)化設(shè)計(jì)、優(yōu)化運(yùn)行管理,該電子廢水處理站出水各項(xiàng)指標(biāo)去除效果明顯。在工程實(shí)際運(yùn)行中,前端破絡(luò)合銅的預(yù)處理效果較佳,通過兩級混凝沉淀,并有效結(jié)合了生物處理,出水各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于設(shè)計(jì)指標(biāo)。目前試運(yùn)行期間總結(jié)了相關(guān)實(shí)際運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn),故實(shí)際單位運(yùn)行成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于原預(yù)算成本,具有較好的經(jīng)濟(jì)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(shè)計(jì)生產(chǎn)工藝多,并且各個(gè)生產(chǎn)工藝產(chǎn)生的廢水種類差別比較大,需要進(jìn)行廢水分流,單獨(dú)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(fù)雜,選擇其處理方法時(shí),應(yīng)綜合考慮水質(zhì)、水量、處理效果和經(jīng)濟(jì)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(yáng)長避短。
同時(shí),應(yīng)引起足夠關(guān)注的還有電子垃圾廢棄物的污染。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國電子垃圾的數(shù)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(dāng),都將是未來環(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(dāng)或者任意丟棄,就會形成一條水、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(shù)字化和信息化逐漸改變?nèi)祟惖纳婺J剑娮赢a(chǎn)品已成為人類生活中的必需品。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,所帶來的一系列污染,仍待深入探討。
責(zé)任編輯:童志威
下一篇信陽中國首個(gè)電子束輻照處理工業(yè)廢水工程運(yùn)行中化新網(wǎng)訊 總部位于深圳的中國廣核集團(tuán)15日通報(bào)表示,經(jīng)國際原子能機(jī)構(gòu)認(rèn)可,中國首個(gè)電子束輻照處理工業(yè)規(guī)模印染廢水示范工程在浙江金華正式啟動(dòng)運(yùn)行,標(biāo)志著我國電子加速器應(yīng)用進(jìn)入到一個(gè)全新的領(lǐng)域。 中廣核達(dá)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(dá)勝與清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院合作承擔(dān)了國家863計(jì)劃、科技部中俄國際科技合作專項(xiàng)和國際原子能機(jī)構(gòu)技術(shù)援助項(xiàng)目等任務(wù),成功研制了污水處理專用電子加速器和輻照反應(yīng)器,將電離輻射技術(shù)與常規(guī)廢水處理工藝有效結(jié)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(yīng)面廣、反應(yīng)速度快、降解效率高等優(yōu)點(diǎn),被國際原子能機(jī)構(gòu)列為世紀(jì)和平利用原子能的主要研究方向。”據(jù)俞江介紹,中廣核達(dá)勝與清華大學(xué)在電子束輻照處理工業(yè)廢水方面開展了長期深入的研究合作,形成了具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的核心裝備和處理工藝。目前,中廣核達(dá)勝在工業(yè)廢水的電離輻射預(yù)處理技術(shù)及裝置方面居于國際領(lǐng)先地位。 中廣核技董事長兼總經(jīng)理張劍鋒介紹說,紡織印染行業(yè)產(chǎn)生的廢水總量大、污染物成分復(fù)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(xiàn)廢水的高標(biāo)準(zhǔn)排放或者中水回用。該技術(shù)還可應(yīng)用于造紙、化工、制藥等行業(yè)的廢水處理以及水質(zhì)復(fù)雜的工業(yè)園區(qū)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(xiǎn)廢物的無害化處理,市場發(fā)展前景廣闊。 |
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