含酸廢水處理技術
化工廠、化纖廠、金屬表面處理行業及電鍍行業等制酸用酸過程中,會大量排出酸性廢水。酸性廢水若直接排放,將會腐蝕管道,損壞農作物,傷害魚類等水生物,危害人體健康。因此,酸性廢水必須處理達到排放標準后才能排放,或回收利用。對于含酸廢水的處理可采用化學中和法、離子交換、膜法等方法。
含酸廢水處理技術1 化學中和法
酸堿中和反應H+(aq)+OH-(aq)? HO2是一種基本的化學反應,也是一種重要的化學反應。人們經常應用化學中和處理酸性廢水的方法有:綜合(回收)利用、酸堿廢水互相中和、投藥中和和過濾中和等。
對于濃度較高(3 %~5 %以上)、成份較簡單的酸,應回收利用。如從酸洗廢液中,可以回收再生酸、硫酸亞鐵等。另一種處理就是將酸、堿性廢水直接在中和池中攪拌中和,這是一種既簡單又經濟的以廢治廢的方法。投藥中和可以處理任何性質、任何濃度的酸性廢水。中和的藥劑主要有石灰、苛性鈉、電石渣、鍋爐灰和軟化站廢渣等。
另外,以石灰石、大理石、白云石等作為濾料,讓酸性廢水通過濾層,使水中和的方法稱作過濾中和法。這個方法一般適用于處理少量含酸濃度低(硫酸小于2 g/L,鹽酸、硝酸小于(20 g/L)的酸性廢水。
含酸廢水處理技術2 離子交換法處理技術
離子交換樹脂是一類能顯示離子交換功能的高分子材料。離子交換樹脂具有交聯結構,在交聯結構的高分子基體上以共價鍵結合著許多交換基團,這些交換集團由固定離子何以離子鍵與其相結合的電荷相反的離子組成。反離子在溶液中可以解離,在一定條件下可以與其他符號相同的離子發生交換反應。
廖贊、蘭新哲、朱國才等用強堿性陰離子交換樹脂回收氰化物的研究,主要集中在兩種樹脂的最佳吸附條件、飽和吸附量和吸附的熱力學及動力學規律上,確定了樹脂吸附最佳條件,確定了回收氰化物較佳的樹脂類型。
吳克明、石瑛王、俊黃羽研究交換樹脂處理鋼鐵鈍化含鉻廢水。發現:(1)陰離子交換樹脂處理鋼鐵鈍化含鉻廢水時對鉻(VI)有很好的去除效果,在Cr6+為116 mg/L,pH為3左右時,動態實驗表明可以實現殘余濃度符合國家工業廢水排放標準。(2)陰離子交換樹脂處理含鉻廢水速度快,操作簡單,容易控制,同時還可以去除水中的部分有機污染物和其它金屬污染,處理比較經濟,工業易于實現。(3)樹脂可用堿性溶液進行逆流再生,再生效果好,再生液可回收。另外, 在水的深度處理中, Albin Pintar等用整合Pd-Cu/γ-Al2O3型催化劑的氯型樹脂在去除飲用水中少量氨氮的研究中,研究了整合催化劑的樹脂在去除水中微量離子的物理化學特征,研究表明整合催化劑作為離子交換技術的新型技術結合體具有相當誘人的前景。
含酸廢水處理技術3 膜法處理技術
對于酸性廢液的處理可以使用滲析、電滲析等膜處理法,此類方法的好處在于能分離廢液中的物質,達到資源回收的目的。
含酸廢水處理技術3.1 擴散滲析法
擴散滲析(DD)是一種以濃差為推動力的工業膜過程,在1993 年以前日本的工業界就有50 多家企業應用了這一膜分離技術,規模從0.5~50 m3/d 不等。DD 在工業廢水和污水處理中的主要應用是廢酸、廢堿的回收。用陰離子交換滲析法處理廢酸液的新工藝于20 世紀80年代就在工業中得到應用。在重氮化水解工藝工業生產間甲酚時,是用30 %~50 %的硫酸進行酸性水解的,因此排放的廢水中含有250~350 g/L 的H2SO4、100~120 g/L 的Na2SO4 和一些有機物質。通過3362BW 陰離子交換膜進行的DD 試驗表明,常溫下,膜中H+ 和Na+的平均擴散速度分別為7.8×10-4m/h廢水中的H2SO4 和Na2SO4 被有效分離,H2SO4回收率達83 %,擴散液中的Na2SO4 含量小于6 g/L,可滿足重氮化水解工藝生產間甲酚的要求。對含金屬鹽類酸性廢水進行分離凈化,回收的酸可循環使用,從除酸后的殘液回收有用金屬。因而DD廣泛的用于各種排放廢酸的行業,如鋼鐵工業、鋁箔浸漬作業、鈦白粉工業、濕法煉銅工業、鈦材加工業、電鍍業、木材糖化業、稀土工業及其他有色金屬冶煉業等,回收的酸的種類可包括硫酸、鹽酸、氫氟酸、硝酸、醋酸等,涉及的金屬離子主要包括過渡金屬離子、稀土離子及鈣、鎂等。
化纖廠酸性廢水約含質量分數10 %的Na2SO4,7 %的H2SO4,1 %的COD。蘭州化學工業公司化纖廠用DD 膜堆處理酸性廢水的試驗結果表明,酸的回收率、鹽截留率回收酸與廢酸濃度比均可達70 %~ 80 % , 原廢水處理能力為15 L/(m2?d),1?3濃縮的廢水處理能力為7.5~11.3 L/(m2?d)。
擴散滲析可與電滲析組合回收酸和廢水中金屬。DD可回收85 %的游離酸,廢水經DD處理后,再經ED脫鹽和回收酸。回收酸的ED裝置采用特種離子交換膜。ACM膜回收酸具有高的電流效率,CMS膜堆單價陽離子具有選擇性,而排斥鋁離子透過。經處理后,H+回收率98 %,鋁損失率5 %。
含酸廢水處理技術3.2 電膜法
由于產品和生產工藝的原因,排放的工業廢酸中常含有各種金屬離子,ED 法可以實現金屬離子和廢酸的回收。對于含銅、鐵、鎳離子的硫酸廢水,即使硫酸質量濃度高達200 g/L,金屬離子質量濃度高達59 %,ED 法回收硫酸也能取得很好的效果。
工業排放的稀乙酸廢水中乙酸的含量在1 %以下。回收廢水中稀乙酸的方法有萃取分離法、生化處理法、吸附法以及電膜分離法。ED 法可以將廢水中乙酸濃度從2.5 %濃縮到20 %。雙極膜ED 法可以將含質量分數為0.2 %乙酸廢水中的乙酸有效清除,廢水中乙酸濃度可以被濃縮到36 %以上。用改性異相膜ED 處理化纖廠去酸水,可把酸和鹽濃縮到了200 g/L,再進行多效蒸發可回收多余的Na2SO4,經ED 濃縮的H2SO4 和ZnSO4 溶液可返回凝固浴再用。廢水淡化后,溶解固體降到0.7 g/L 以下,無硬度,返回生產用作洗滌水。在電流密度24 mA/cm2,濃淡水濃度比在10 左右時,膜的鹽遷移量為0.4 kg/(m2?h)左右。溶液遷移量濃縮時為1770 mL(m2?h),
脫鹽時平均為396 mL/m2?h 。濃縮1 t 鹽的耗電量在300 kWh,回收水溫在(35±2) ℃的軟化水耗電10~13 可W?h/m3 水。
含酸廢水處理技術3.3 膜生物反應器法
化工廠在生產過程中產生的酸、堿廢水中,難降解物質的COD、BOD、SS 都很高。在采用浸入式屏幕狀結構的中空纖維膜組件的MBR 處理酸、堿廢水中工藝中,MBR 由6 組
SM-L 型膜組件組成,處理水量為220 m3/d,實際運行中膜通量為0.20 m3/(m2?d)。出水中的SS 幾乎為零,COD 的去除率大于95 %,工藝運行穩定、操作簡單、管理方便。
含酸廢水處理技術3.4 微濾和超濾法
Michal Bodzek 和Krystyna Konieczny 比較了不同類型的微濾膜和超濾膜在處理天然水的低
壓膜過程情況,證實即便對于天然水中低濃度的污染物的處理都具有較高的效率;但是實驗也發現,即便對各種金屬鹽類的去除具有良好的效果,但是對硫酸鹽的去除效率卻不高。
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