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      含氟廢水零排放工藝技術優化的探討

      目錄:新聞列表發布時間:2020-06-03 12:31點擊率:

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      介紹了傳統含氟廢水的類型和處理過程的狀態。通過一些含氟廢水處理的小型試驗,總結了幾種用于處理含氟廢水的新工藝,以實現再生水的再利用并獲得含氟廢水。廢水零排放具有很高的經濟和社會效益。

      關鍵字:含氟廢水;回收處理;新過程;零排放

      0前言

      在化學生產過程中,總是會有不同的。各種雜質的廢水,如果不經處理就排放,會造成水體不同程度的污染。以及不同類型的污染,從而危害人類健康并影響人類生產活動。隨著國家對環境保護的要求越來越嚴格,水資源日益緊張,企業不僅需要按照常規方法進行廢水處理,而且要實現廢水處理零排放。再生水回用是企業廢水處理的最高狀態。為了達到這一水平,需要兩個重要因素:一個是珍惜“廢水零排放”的概念,另一個是要掌握“廢水零排放”的技術。沒有技術的保證,就不可能只有一個概念。技術和設備得到保證,沒有先進的理念,就不可能實現廢水零排放。當前的技術和設備已經可以確保廢水零排放,嚴格的法律也將改變人們的觀念。政府政策還鼓勵企業回用再生水和零廢水排放。因此,越來越多的企業都希望實現廢水零排放。

      零排放含氟廢水的最大優勢在于對含氟廢水的綜合利用,即將含氟廢水中的氟資源轉化為一定的氟化工產品,然后在充分利用后進行廢水處理。通過中水回用,實現了零廢水排放。綜合利用可以給企業帶來很高的經濟效益,零排放可以帶來一定的經濟效益和良好的社會效益,可以達到多種目的。

      化學廢水的類型很多。根據廢水中的主要污染物,可分為含腈廢水,含酚廢水,含硫廢水,含氟廢水和有機含磷廢水。本文重點介紹幾種含氟廢水的處理方法。

      1含氟廢水的處理狀況

      含氟廢水主要來自氟產品的生產過程,氟產品及其副產品(磷肥,稀有金屬)的使用過程。地球等))。

      從目前發表的論文[2-18]和工廠的實際應用來看,含氟廢水處理的主要工藝路線為化學中和,混凝,絮凝,沉淀,過濾,厭氧生物化學,有氧生化和吸附方法。由于含氟廢水中污染物多樣性的特征,通常需要多種處理方法的組合才能達到所需的處理效果。

      1)中和

      向廢水中加入熟石灰,氫氧化鈉和其他堿性物質,將氫氟酸,氟硅酸和有機氟轉化為無機氟化物鹽。

      2)混凝

      混凝過程是向廢水中添加帶正電的混凝劑,以中和顆粒表面的負電荷,從而使顆粒“不穩定”,因此顆粒通過碰撞,表面吸附和范德華引力作用,相互結合變大,便于與水分離?;炷齽┦蔷哂械头肿恿亢透哒姾擅芏鹊乃苄跃酆衔?,分為無機和有機類別。

      3)絮凝

      絮凝是在聚合物聚合物鏈的懸浮顆粒之間架橋的過程。 “橋”是指聚合物分子的不同鏈段被吸附在不同的顆粒上以促進顆粒間的聚集。絮凝劑是一種有機聚合物,大多數具有高分子量,并具有特定的電性能(離子性)和電荷密度(離子性)。最常用的是聚丙烯酰胺。

      4)沉降

      使用自然絮凝,強制沉降等方法使絮凝的物料沉降下來。

      5)過濾

      使用離心機,板框式壓濾機和其他設備將沉淀的物料分離為固體和液體,從而降低了固體的水分含量,從而便于運輸和處置。

      6)厭氧生物化學

      在厭氧條件下,創造厭氧微生物所需的營養和環境條件,并利用這些微生物分解廢水中的有機高分子材料,以達到減少排放的目的。 COD。有機物的厭氧降解過程可分為四個階段:水解,酸化,乙酸生產和甲烷生產。有時為了減少氣味,僅使用前兩個階段。

      7)有氧生物化學

      在有氧條件下,利用有氧微生物(包括兼性微生物),通過一系列的生化反應,將水中的有機污染物用作有氧代謝的“食物”,逐步釋放能量,最后用低能量的無機物穩定,去除水中的COD,NH3-N等。達到無害化的要求。

      8)吸附

      廢水流過接觸床,通過特殊的或常規的離子交換或與床中固體介質的化學反應將氟化物除去。常用的吸附介質包括活性氧化鋁,骨炭/羥基磷灰石,活性氧化鎂等。近年來,人們還研究了稀土元素作為脫氟吸附劑。吸附法用于含氟廢水的深度處理,效果非常明顯[13],但在工廠中沒有很多應用實例。

      一些氟化工業企業處理含氟廢水的研究。目前,含有氫氟酸,氟硅酸和無機氟化物鹽的廢水通常采用“中和+混凝+絮凝+沉淀+沉淀” +過濾的處理工藝,技術成熟,操作可靠,處理成本低,但受到由于季節,溫度,地區等方面的差異,廢水中??的氟化物含量> 20 mg / L,難以達到國家一級排放標準[19]。通常通過“中和+凝結+絮凝+沉淀+沉淀+過濾+生化+二次沉淀”工藝處理含有機氟的廢水。由于有機氟廢水的成分非常復雜,因此很難進行處理,而無需進行小規模試驗?;旧?,無法形成合適的處理方案。因此,許多有機氟廢水處理設備要么非常昂貴要么昂貴,或者它們在處理后無法排放。

      2廢水處理新技術

      含氟廢水的其他處理方法包括微電解,反滲透膜,電滲析處理等技術,文獻中也有相關的介紹。 [4-5] [10] [13] [16] [19],但實際應用并不多,主要是由于投資大,加工條件多,加工操作難度大和加工成本高。

      2。1微電解

      鐵碳微電解方法的原理非常簡單,即使用鐵碳顆粒具有電勢差,形成無數的精細一次電池,這些精細的原電池使用高電位碳為陰極,低電位鐵為陽極。在含有酸性電解質的水溶液中發生電化學反應,導致鐵被腐蝕成亞鐵離子(二價)進入水溶液,然后從芬頓試劑中加入過氧化氫,亞鐵離子和過氧化氫,并產生羥基自由基具有極強的氧化性,可降解難以降解為小分子有機物的高分子有機物。

      2. 2反滲透

      反滲透技術是近年來發展迅速的膜分離技術之一。該技術使用反滲透膜選擇性地進行。通過水分子截留離子物質的特性是由膜兩側的壓力差驅動的,從而使水通過反滲透膜從混合物中分離出來。本質上,該方法是“物理過濾”過程。反滲透技術不是從高氟廢水中除去氟的理想方法,而且膜材料容易損壞。處理低濃度含氟廢水時效果明顯。

      反滲透處理系統的優點是占地少,操作簡單,脫鹽和脫氟更徹底,但反滲透方法投資大,膜材料易污染,使用壽命短(2?4年)。直接用于處理含氟廢水的反滲透處理系統并不多。

      2. 3電滲析

      電滲析也是一種膜分離技術。電滲析的關鍵組件是離子交換膜,分為陽離子交換膜(稱為陽離子膜,僅允許陽離子通過而阻止陰離子)和陰離子交換膜(稱為陰離子膜,僅允許陰離子通過)滲透,同時阻止陽離子)。 )兩個。

      電滲析儀利用離子交換膜的選擇性滲透性,在直流電場的作用下選擇性地使水中的離子定向,從而減少了某些水中的離子數量并減少了另一種水中的離子數量。數量增加,從而達到分離,濃縮和脫鹽的目的。

      3含氟廢水處理工藝優化試驗以及實現零排放的技術和設備

      由于含氟廢水種類繁多,組成復雜,而且存在廢水處理的方法很多。不同的含氟廢水需要不同的處理方法以達到最佳組合。

      進行了幾次代表性的含氟廢水處理實驗,試圖通過理論分析和實驗尋找最佳解決方案。中試設備如下:

      1)中和反應器:Φ250mm×300 mm,有效體積為10 L,攪拌;

      2)調節反應器:Φ250mm× 300 mm,有效容積為10 L,攪拌下;

      3)混凝反應器:Φ250mm×300 mm,有效容積為10 L,攪拌下;

      4)絮凝反應器:Φ250 mm×300 mm,有效體積10 L,攪拌下;

      5)沉淀池:350 mm×350 mm×1000 mm,有效體積100 L;

      6)回收智能一體機:包含1個精密過濾器(過濾器孔徑為50μm,有效過濾面積為0。35平方米),1根中空纖維膜超濾管(過濾孔10?50 nm,有效過濾面積9平方米),1片美國陶氏納濾膜NF90-400 / 34i,1片美國陶氏反滲透膜BW30-4040,每個濾膜可以根據需要任意組合;

      7)厭氧生化塔:Φ250mm×3 m,帶有內置生物膜填料;

      8)好氧生化塔:Φ250 mm×12 m(3個部分的4 m管道串聯連接),帶有內置生物膜填料,空氣壓縮機供氣;

      9)循環水真空泵:最大220 V,180 W真空度為0.1 MPa。

      測試中使用的化學試劑均為分析試劑,測試廢水來自相關公司。測試要求和方法符合國家標準。

      在設計廢水處理工藝計劃和實驗時,目標是實現零排放。

      3.1含氫氟酸廢水處理工藝的優化

      含氫氟酸廢水通過電子清洗得到,氫氟酸的質量分數為0.36%。根據常規處理方法,許多企業的廢水中氟離子含量大于15×10-6,不能滿足國家排放標準(≤10×10-6)。

      設計過程計劃為“石灰中和+氯化鈣+混凝+絮凝+沉淀+組合膜”。

      石灰的中和會產生氟化鈣,并將pH值調整為中性。加入氯化鈣會產生相同的離子效應,從而降低氟化鈣在水中的溶解度。 “凝結+絮凝”可使氟中的鈣沉淀更加徹底;沉淀的上清液進入再生水回用智能一體機(精密過濾+超濾+反滲透),出水可返回生產線或循環水系統,濃水返回調節反應池。試驗表明:當沉淀池出水中氟離子含量為15×10-6、34×10-6、61×10-6、97×10-6時,經智能綜合機處理后再生水出水指數基本不變:氟離子含量≤1.0×10-6,電導率≤2.0μS/ cm,pH為7.1?7.5。

      這表明該工藝對預處理的要求較低,并且智能一體式中水回用機的“精密過濾+超濾+反滲透”處理精度高,出水水質非常好。好??捎米鞴に囉盟蜓h水。

       

      氫氟酸廢水處理過程的框圖如圖1所示。

      3。2用含氟表面活性劑優化廢水處理工藝

      氟表面活性劑廢水來自含氟聚合物生產線,制造商提供的數據:含全氟辛酸酯265 mg / L,琥珀酸91 mg / L。

      測得的COD為355 mg / L,BOD5為63 mg / L,BOD5 / COD僅為0.18,表明廢水的生物降解性較差。

      為了提高生物降解性并實現零排放,設計過程計劃為“微電解+石灰中和+氯化鈣+混凝+絮凝+沉淀+厭氧酸水解+好氧生化塔+組合膜”。 / p。

      加入硫酸將廢水的pH值調節至3.0-3.5,在鐵碳微電解球中鼓泡6h,加入雙氧水30min。檢測到的COD為342 mg / L,BOD5為101 mg / L; BOD5 / COD約為0.295。盡管生化性質仍然很差,但是與原水相比,生化性質已得到極大改善。石灰被中和并且pH被調節到中性。添加氯化鈣以調節反應,然后通過“凝結+絮凝”使氟化鈣沉降。沉淀的上清液進入厭氧塔和好氧塔(好氧塔出水COD為68 mg / L),然后進入智能綜合機進行中水回用(精密過濾+超濾+反滲透),出水可以返回生產管線或循環水系統,濃縮水(COD為1 630 mg / L)返回酸池(或廢水收集池)。

      處理后的出水指數:COD≤6。 0×10-6,氟離子含量≤1。0×10-6,電導率≤2。0μS/ cm,pH為7。 3.含氟表面活性劑廢水處理過程的框圖如圖2所示。

       

      3. 3.優化含氟農藥中間體的廢水處理過程

      <含氟農藥中間體廢水來自氟苯生產線,含對氟硝基苯0.13%(制造商提供的數據),也可能含有其他有機物。檢測到的COD為3 255 mg / L。用工廠廢水排放口的污泥制備稀釋水。 BOD5的檢測值為87 mg / L,而BOD5 / COD僅為0.027,表明廢水具有極高的生物降解性。

       

      為了提高生物降解性并實現零排放,設計過程計劃為“微電解+石灰中和+混凝+絮凝+沉淀+厭氧酸水解+好氧生化塔+組合膜”。

      加入鹽酸將廢水的pH值調節至2.5?3.0,在鐵碳微電解球中通入空氣鼓泡12h,再加入雙氧水反應60min。 COD的檢測值為2120 mg / L,BOD5的檢測值為530 mg / L; BOD5 / COD約為0.25。盡管生化性質仍然很差,但是與原水相比,生化性質已得到極大改善。中和石灰,將pH調節至中性,然后通過“凝結+絮凝”使氟化鈣沉淀。沉淀的上清液進入厭氧塔和好氧塔(好氧塔出水COD為320 mg / L),然后進入中水回用智能一體機(精密過濾+超濾+反滲透),出水可返回生產在管線或循環水系統中,濃縮水(COD為1 630 mg / L)返回酸池(或廢水收集池)。

      處理后的出水指數:COD≤15。0×10-6,氟離子含量≤1. 0×10-6,電導率≤2。0μS/ cm,pH為7。 1.含氟農藥中間體廢水處理工藝框圖與圖2相同。

      4結論

      實現零排放的廢水處理過程包括兩個部分:一個是預處理,另一個是再生水回用。

      必須根據廢水的實際情況設計預處理。通常,應進行小型或中試測試。主要處理方法包括吸附,中和,混凝,絮凝,沉淀,電解,吸附,電滲析,厭氧生化和好氧生化等,結合以上幾種方法可以獲得合理的預處理工藝??梢愿鶕に囈笤O計或購買預處理設備。某些廢水經過預處理可達到國家排放標準,但基本不能滿足回用水的要求。

      組合膜技術用于再生水的再利用,是將精細過濾,超濾,納濾,反滲透和電滲析等膜處理技術合理地組合在一起,并使預處理后的廢水通過組合膜處理達到再生水的目標要求。組合膜工藝的最大優勢是實現零排放,然后減少預處理的出水需求,降低預處理的投資和運營成本。組合膜法的缺點是投資大,運行成本高。

      對于預處理后無法排放的廢水,可增加中水回用工藝以分離不合格廢水。通過膜技術將其分為純水和濃縮水,然后將純水返回生產線或循環水系統。將濃縮水返回到預處理工藝進行后處理,這是最經濟的方法。

      對于某些原始廢水處理設備,可以將它們排放到符合標準的水平,但是由于廢水排放標準的提高,現在只要符合一套回收標準,就無法達到標準在原始設備之后再利用水該設備可以實現零排放,與舊設備的更新或新設備的建造相比,可以節省大量投資和時間成本。

      實現廢水零排放符合國家政策以及最近發布的《十大水域》和《關于加快生態文明建設的意見》的宗旨。實現廢水零排放的社會意義非常重要。

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