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目前用于印染廢水處理中的預處理工藝主要有:格柵、篩網、沉砂、調節水量及水質、降溫等工藝組成。根據不同的印染廢水水質采取不同的預處理手段,去除一部分污染物,改善廢水水質提高后續處理單元的處理效果。
1.格柵、篩網
由于印染廢水中含有大量的布毛、線頭、纖維屑等細小的懸浮物,如梭織布的退煮漂廢水、牛仔漂洗廢水等均含有大量的細小纖維懸浮物,混合印染廢水中往往還含有許多的比較大懸浮物質,這些物質會對水泵造成損害對主體處理造成影響,因此在進入泵及主體構筑物之前對其進行攔截,設置格柵攔截較大懸浮物,設置篩網攔截細小懸浮物。
A、格柵
格柵一般用在水量大且水質比較復雜的綜合印染廢水處理中,如萬噸級以上的紡織印染工業園區的廢水處理中,因為此種廢水水量大,且懸浮物顆粒較大,設置格柵能夠有效攔截較大的懸浮物,處理能力高,不易堵塞,針對印染廢水的特點我公司在工程實踐中不設置粗格柵,一般只選用細格柵,柵縫間隙通常采用1-5mm.格柵機主要有回轉式機械格柵機、網式轉鏈格柵機、固定式格柵機、反切式旋轉細格柵機等,我公司常用的主要有反切式旋轉細格柵機、網式轉鏈格柵機、固定式格柵機等。
B、篩網
篩網通常應用在水量相對較小、廢水中含有大量的細小懸浮物如:布毛、線頭等,同時還可以去除大顆粒的浮石渣,對懸浮物及大顆粒物質的去除率可達到90%以上。工程實踐表明,篩網間隙一般為30-60目,安裝形式采用固定式安裝,安裝角度為30-45°,安裝角度不易過大,過大則造成過水負荷降低,使處理能力降低同時也增加了部分投資,過小則易造成篩網堵塞,加大了清渣難度,影響處理效果。
2.沉砂
印染廢水中的漂洗廢水(如牛仔漂洗廢水)中含有大量的泥砂物質如浮石渣,如果不對其廢水進行沉砂處理,往往會造成后續構筑物的大量積砂,減少了后續處理構筑物的池溶,降低了水力停留時間,使水力特性不能滿足設計要求,嚴重的影響了廢水的處理效果,尤其會對水泵造成磨損,降低水泵的使用壽命,增加運行成本。因此在某些印染廢水處理中設置沉砂處理是非常有必要的,沉砂池一般可分為:平流沉砂池、曝氣沉砂池、旋流沉砂池。我公司應用最多的是平流沉砂池,主要是由于牛仔漂洗廢水中的浮石渣表面不含大量的有機物,因此沒有必要采用曝氣沉池或旋流沉砂池,采用平流沉砂池操作簡單,運行管理方便。
在沉砂池設計的過程中,對漂洗廢水的水質特性進行了充分分析,考慮到泥砂顆粒細小的特點,沉砂池可分成二——三級沉砂,這樣能夠使泥砂顆粒按級數進行逐步沉降,最終達到去除泥砂的目的,總停留可設計為1.5個小時,排砂方式有重力排砂和機械排砂,可根據工程的實際情況確定排砂方式。
3.調節
由于紡織印染工業其特有的生產過程,造成了廢水排放的間斷性和多變性,使排出的廢水的水質及水量在一日內,甚至每班內都有很大的變化,因此要求對廢水進行進行調節,均衡水質,使其能夠均勻進入后續處理單元,提高處理效果。印染廢水的調節主要分為:水量調節和水質調節。
廢水處理設備及構筑物都是按一定的水量標準設計的,要求均勻進水,特別對生物處理系統更為重要,為了保證后續處理系統的正常運行,在廢水進入處理系統之前,預先調節水量,使處理系統滿足設計要求。
印染廢水中有機污染物高、色度深、堿性和pH值變化大、水質變化劇烈,因此對廢水水質進行調節是非常必要的,尤其是廢水的pH值。在廢水進入生物處理之前,將pH調整為6-10,以便滿足廢水生物處理的要求。
實踐證明,根據印染廢水的水量、水質不同,調節池的停留時間也各不相同,當處理水量比較小時,停留時間可選大些,當處理水量比較大時,停留時間可根據具體情況選小些,一般為4-10個小時。
對于某些印染廢水,為了使調節池有一定的去除效率及增加廢水的均勻性,特別是當廢水中含有比較多的還原性物質時,可考慮在調節池內增加預曝氣裝置,可有效改善廢水的水質特性。如牛仔布經線的漿染廢水中含有大量的硫化物(300-500mg/L),對廢水進行預曝氣可使部分S-氧化。
4.降溫
印染廢水的水溫大多比較高(漿紗印染廢水除外),如針織布的漂染、針織線的漿染廢水水溫為40-45℃,毛絨、毛線的漂染廢水水溫為40-50℃,梭織布的退煮廢水水溫為40-50℃等,當水溫過高時,會導致廢水生化處理系統無法正常運行,直接影響污水達標排放,因此必須考慮對高溫廢水進行降溫處理,然后,再使降溫后的廢水進入生化處理系統,以便達到生化處理的水溫要求,保證整個處理系統的正常運行,同時,廢水中的熱能也是一種可再利用的資源。
對廢水進行降溫的方法通常采用熱交換的方式進行降溫冷卻,不同溫度的工藝廢水經混合后,進入熱交換器進行降溫處理,一般將水溫控制在42℃以下,利于生物的生長,提高處理效果。
與工業廢比起來,醫院廢水危害性更大,本文介紹了幾種醫院廢水的處理方法,
通過討論比較,從而得出合理有效的醫院廢水處理方法。
關鍵詞:醫院廢水;處理方案
1.引言
醫院是集醫療、教學、科研和預防四大任務的單位,同時也是各種病人集中的場所。隨著醫療事業的發展,各類醫療機構對保障公眾健康、救死扶傷起到了積極作用,20世紀以來,醫藥工業的迅猛發展使人類文明有了很大的進步,但與此同時,由醫療單位排放的廢水所造成的污染問題也日趨嚴重,給人類的健康帶來了很大的危害,因此,加強醫院排放污水治理是各醫療單位義不容辭的責任。《中華人民共和國水污染防治法》第36 條指出:排放含病原體的污水,必須經過消毒處理;符合國家有關標準后,方準排放。醫院廢水是從醫院的化療室、手術室、病房、藥劑室等排放出來的污水,醫院的醫療廢水中,除了存在鉛汞超標這樣的常見水污染問題外,還含有許多其他的污染物,事實上,醫院廢水的成分非常的復雜,它不僅含有細菌和病毒等,還含有種類繁多的有機物,這些有機物多數是難降解的物質,可在相當長的時間內存留于環境中。特別是對人類健康危害極大的“三致”(致癌、致畸、致突變)有機污染物,即使在水體中濃度低于10-9級時仍會嚴重危害的人類健康。因此,醫院廢水處理的必須性和迫切性都要求我們尋找到合理有效的處理方法。本文歸納了幾種醫院廢水處理方法,通過對其工藝流程,特點等的總結比較,從而確定一種或幾種合理、有效、實用的醫院廢水處理方法。
2.生物氧化法
生物氧化法,也稱活性污泥法,是各種污水處理最為常用的傳統處理方法。利用鼓風曝氣、機械曝氣等等,使污水中的細菌和真菌等微生物大量繁殖,這些微生物對廢水中的有機物等具有吸附和氧化作用,從而使污水中的COD和BOD含量大大降低,使污水達到凈化的效果。也有些采用厭氧和好氧并用的方法。即在厭氧過程中,厭氧微生物對廢水中的有害物質進行吸附、硝化。此方法也具有一定的缺點,就是會產生大量的活性污泥,且要進行污泥處理,加長了處理流程,增加工程費用,且在曝氣過程中造成對空氣的二次污染。
常用的生物氧化方法有生物接觸氧化法、生物轉盤法、塔式生物濾池法、射流曝氣法和氧化溝法等。下面介紹其中的一種――生物接觸氧化法。
生物接觸氧化法的處理構筑物是浸沒曝氣式生物濾池,也稱生物接觸氧化池。
生物接觸氧化池內設置填料,填料淹沒在廢水中,填料上長滿生物膜,廢水與生物膜接觸過程中,水中的有機物被微生物吸附、氧化分解和轉化為新的生物膜。從填料上脫落的生物膜,隨水流到二沉池后被去除,廢水得到凈化。在接觸氧化池中,微生物所需要的氧氣來自水中,而廢水則自鼓入的空氣不斷補充失去的溶解氧。空氣是通過設在池底的穿孔布氣管進入水中,當氣泡上升時向廢水中供應氧氣。
(2) 特點:
① 填料比表面積大,池內的充氧條件良好。生物接觸氧化池內單位容積較高,生物接觸氧化池具有較高的容積負荷。
② 此方法不需要進行污泥回流,也就不存在污泥膨脹問題,運行管理簡單。
③ 生物固體量較多,水流又是完全混合型,因此生物氧化池對水質、水量的變化具有很強的適應能力。
3.吸附法
吸附法分為物理吸附和化學吸附。如果吸附劑與被吸附物之間是通過分子間引力而產生吸附,就是物理吸附;如果吸附劑與被吸附物之間產生化學作用,生成化學鍵引起吸附,則稱為化學吸附。吸附劑是指表面具有吸附水中溶解及膠體物質的能力的物質。吸附劑的種類很多,常用的是活性炭和腐植酸類吸附劑。
(1)活性炭
活性炭的種類很多,一般都制成粉末狀或顆粒狀。粉末狀的活性炭吸附能力很強,制備容易,價格較低,但是再生困難。顆粒狀的活性炭價格較貴,但是可以再生后重復使用,并且使用的時候的勞動條件較好,操作管理簡單方便。因此在水處理中通常使用顆粒狀活性炭。
(2) 腐植酸類吸附劑
用作吸附劑的腐植酸類主要有:天然的富含腐植酸的風化煤、泥煤、褐煤
等。腐植酸是一組芳香結構的,性質與酸性物質相似的復雜混合物。它含有的活性基團有酚羥基、羥基、甲氧基、羰基等,這些活性基團有陽離子吸附功能,能吸附許多金屬離子,如汞,鉻,鉛等。腐植酸類物質在吸附重金屬離子后,可以用硫酸和鹽酸等進行解吸。但這方面的應用還處于實驗研究階段,還存在許多的問題,如吸附容量不高,機械強度低等,這些問題需要進一步的研究和解決。
(3) 工藝和設備
吸附操作分為間歇式和連續式。間歇式是將廢水和吸附劑放在吸附池內進
行攪拌30分鐘左右,然后靜置沉淀,排除澄清液。連續式吸附可采用固定床、移動床和流化床。固定床是指吸附劑填放在吸附柱中;移動床是指在操作過程中定期的將接近飽和的一部分吸附劑從吸附柱中排出,并同時將等量的新鮮吸附劑加入吸附柱中;流化床是指吸附劑在吸附柱內處于膨脹狀態,懸浮于由下而上的水流中。在處理過程中一般采用固定床。由于吸附劑對進水的預處理要求較高,吸附劑的價格昂貴,因此在廢水處理中,吸附法主要用來去除廢水中的微量污染物,如重金屬離子、少量的難降解有機物等。
(4) 特點
① 活性炭對廢水中的污染物吸附能力較強,具有很好的去除效果。
② 活性炭對水質、水溫及水量的變化有較強的適應能力。
③ 活性炭可以再生進行重復使用,不產生二次污染。
④ 活性炭水處理裝置占地面積小,易于自動控制,運轉管理簡單;
4.CASS法
CASS法,即周期性循環活性污泥法,是在間歇式活性污泥法,簡稱的基礎上發展起來的。采用間歇反應器體系的連續進水,周期排水延時曝氣好氧活性污泥工藝。
醫院廢水經機械格柵濾去廢紗布、紙屑等較大雜物后連續不斷地進入CASS反應器的預反應區,與反應器中數倍體積的活性污泥完全混合,污水中的可溶性有機物很快被該區域內的微生物所吸附。經初步吸附的污水和污泥通過隔墻底部的洞口進入主反應區進行曝氣(采用射流曝氣)、沉淀和潷水三個階段的周期運行,工作周期4h。沉淀過程,兩個CASS池交替同時進行。在曝氣階段系統中的可溶性有機物被氧化分解,同時進行硝化反應;在沉淀階段污泥沉降,污水澄清,剩余的有機物被污泥帶到反應器底部,利用溶解在水中的溶解氧進一步進行低負荷的氧化分解,這樣系統逐步由好氧轉入缺氧,開始進行反硝化反應;在潷水階段系統基本處于厭氧狀態,活性污泥進行內源呼吸,反硝化細菌利用內源碳進行反硝化脫氮,處理后的水由潷水器自動排出反應器。潷水結束后,繼續進入一個
新的處理周期。潷出的上清水再排入折板式接觸消毒池,與次氯酸鈉消毒系統產生的消毒液充分接觸達標后排放。(①)
(3) 特點:
①基建費用低。CASS的生物降解、污泥沉降和廢水排放均在同一池中進行,不需要調節池和污泥回流設備等,大大降低了基建費用和運行費用。
②有機物去除效率高,CASS法不僅能去除水中的有機污染物質,還具有很好的脫氮除磷功能,因此出水水質較好。
③CASS法采用延時曝氣,使污泥產率低,脫水性好,易處理,減少了污泥處理費
④操作方便,運行管理簡單。
CASS法對水質水量大的醫院廢水具有更好的適應性,是醫院廢水處理的一種比較理想的方法。
5.氯化法
1)次氯酸鈉法
次氯酸鈉是普通的化學試劑,次氯酸鈉溶于水可生成次氯酸根離子,具有殺菌消毒作用,但是次氯酸鈉不穩定,光照,受潮易分解,因此正逐步被其他產品所代替。
2)液氯法
液氯溶于水能迅速產生次氯酸根離子,具有很強的殺菌消毒作用。但是液氯是一種帶有刺激性氣味的有毒物質,它必須要有專門的貯存和加氯設備,而且設備也容易腐蝕,使用較危險,因此在人口集中的區域被限制使用。
(①引自 印輝,CASS在醫院廢水處理中的應用)
(3)二氧化氯法
二氧化氯是一種高效、廣譜、安全、快速、多功能、持續時間長、貯存與使用方便的殺菌消毒劑,今年來二氧化氯在廢水處理中得到了廣泛的應用,在醫院廢水處理中也取得了很好的效果。
•ClO2可以殺滅廢水中的一切微生物,包括細菌 、真菌和病毒等。它能有效地破壞水中的微量有機污染物,如苯并芘蒽醌、氯仿、四氯化碳、酚、氯酚、氰化物、硫化氫及有機硫化物等。能很好地將水中的一些還原狀態的金屬離子如Fe2+、Mn2+、Ni2+等氧化。它受pH影響小,對藻類也有殺滅作用,還能降低水溶液的色度、濁度和異味,其效果是次氯酸鈉的5倍。在污水處理中不會形成顯著的有機鹵化物。
•二氧化氯與廢水接觸快,大大縮短了反應時間,降低了運行費用。
•二氧化氯發生器操作方便,管理簡單。
6.結束語
關鍵詞:醫療廢水,調節池;二氧化氯發生器;消毒處理工藝
1 引言
醫療污水主要是從醫院的診療室、化驗室、病房、洗衣房、X片照相室和手術室等排放的污水,其污水來源及成分十分復雜。醫院污水中含有大量的病原細菌、病毒和化學藥劑,具有空間污染、急性傳染和潛伏性傳染的特征。醫療廢水中除含有大量的細菌、病毒、蟲卵等致病原體外,還含有化學藥劑和放射性同位素,具有對空間污染、急性傳染和潛伏性傳染的幾大特征。如果含有病原微生物的醫療污水,不經過消毒、滅活等無害化處理,而直接排入城市下水道,往往會造成水、土壤的污染,嚴重的會引發各種疾病,或導致介水傳染病的暴發流行。因此,醫療廢水必須經過處理,達標排放。筆者以徐州市某醫藥為例,簡述其處理廢水工藝。
2 醫療項目概述
2.1 項目概況
徐州市某醫院占地約49.8畝。項目總投資約5000萬元,其中環保投資205萬元。該項目包括綜合樓(含門診、病房、檢驗、儀器分析等)、輔助用房等。
2.2 項目產污分析
項目運營期產污環節見圖1。
2.3 項目廢水量、水質及排放標準
項目營運期產生的廢水主要有:門診部、住院部產生的生活污水、醫療廢水,化驗室產生的醫療廢水和食堂含油廢水,廢水排放量為86.4 t/d。廢水水質經監測如表1。根據該項目環評及批復要求,外排廢水執行《醫療機構水污染物排放標準》(GB 18466-2005)中水污染物排放限值(表2)。
3 項目廢水處理工藝
項目廢水處理工藝流程圖見圖2。
醫療污水中含有大量粒徑較大的懸浮物,格柵的主要作用是將水中的大塊污染物攔截,以免對后續處理工藝造成危害。
該工藝的主體構筑物是CASS池,它集曝氣、沉淀等功能于一體,取消了常規活性污泥法的初沉池、二沉池及污泥回流系統,并能實現程序化控制,操作方便。
CASS的基本結構是:在序批式活性污泥法(SBR)的基礎上,反應池沿池長方向設計為兩部分,前部為生物選擇區也稱預反應區,后部為主反應區,其主反應區后部安裝了可升降的自動撇水裝置。整個工藝的曝氣、沉淀、排水等過程在同一池子內周期循環運行,省去了常規活性污泥法的二沉池和污泥回流系統;同時可連續進水,間斷排水。
CASS的原理是在預反應區內,微生物能通過酶的快速轉移機理迅速吸附污水中大部分可溶性有機物,經歷一個高負荷的基質快速積累過程,這對進水水質、水量、pH值和有毒有害物質起到較好的緩沖作用,同時對絲狀菌的生長起到抑制作用,可有效防止污泥膨脹;隨后在主反應區經歷一個較低負荷的基質降解過程。CASS工藝集反應、沉淀、排水、功能于一體,污染物的降解在時間上是一個推流過程,而微生物則處于好氧、缺氧、厭氧周期性變化之中,從而達到對污染物去除作用,同時還具有較好的脫氮、除磷功能。
CASS的工藝原理如圖3所示,在反應器的前部設置了生物選擇區,后部設置了可升降的自動潷水裝置。其工作過程可分為曝氣、沉淀、潷水、閑置四個階段,周期循環進行。污水連續進入預反應區,經過隔墻底部進入主反應區,在保證供氧的條件下,使有機物被池中的微生物降解。根據進水水質可對運行參數進行調整。
4 運行效果
采用調節池CASS池二氧化氯發生器消毒”工藝處理該醫院的廢水能有效地去除污水中的BOD5、CODCr及SS,同時具有較好的脫氮除磷功能。經連續2 d(每天監測4次)監測結果表明,排放廢水達到《醫療機構水污染物排放標準》(GB 18466-2005)水污染物排放限值。監測結果如表
5 結語
(1)實踐證明,采用“調節池CASS池二氧化氯發生器消毒”二級處理工藝處理醫療廢水是行之有效的,不僅處理效果好,而且能保證較好的出水水質。
(2)該工藝工程運行費用省,造價低,管理簡單方便,而且采用二氧化氯消毒對醫療廢水的消毒效果O好。
(3)項目實施后,大大降低了BOD5、CODCr及SS的排放量,達到污染物總量控制目標,減輕了水體污染壓力,具有良好的環境效益、經濟效益和社會效益。
參考文獻:
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【關鍵詞】鎘;廢水處理;方法研究
1.含鎘廢水處理工藝
1.1吸附法
用于處理含鎘廢水的吸附劑主要有:硅藻土、殼聚糖、海泡石、膨潤土和硅基磷塊鹽等。
王正芳等[1]用互花米草厭氧發酵渣活性炭處理含鎘廢水,在pH=4~8的條件下用于處理含鎘廢水,鎘的吸附效果可達38.91mg/g。祁盈等[2]用活化海泡石處理含鎘廢水,在吸附時間35min,海泡石投入量4.5g,pH=7的條件下用于處理含鎘濃度為10mg/L的廢水時,吸附容量可達5mg/g,處理后的廢水鎘的含量為0.1mg/L。周芝蘭等[3]用殼聚糖(蝦殼,去雜質,5%~10%HCl溶液中浸泡3h,除鈣鹽,過濾,洗至中性,置入10%NaOH溶液中加熱沸騰3h,過濾,洗滌,用0.4% KMnO4氧化2h,用0.2%NaHSO3反應至KMnO4顏色完全褪去,曬干得白色片狀甲殼素。稱取4g甲克素,放入裝有50mL 50%NaOH溶液中,在110℃下,攪拌1h,50r/min,進行脫乙酯反應,過濾,洗滌,曬干,研磨成粉末)為絮凝劑,NaSO4為電解質處理含鎘廢水,在pH=8~9,殼聚糖濃度為1%的條件下用于處理含鎘濃度≤40mg/L的廢水時,鎘的去除率高達99.98%。
用活化海泡石處理含鎘廢水無二次污染,工業成本低而且海泡石的酸解附操作簡單,有利于從廢水中回收鎘離子。用殼聚糖處理含鎘廢水殼聚糖較強的吸收性能,原料來源廣泛,價格低廉,無毒無害等優點,但當殼聚糖用量過多時,反而會降低鎘的去除效率。利用聚天冬氨酸處理含鎘廢水,聚天冬氨酸可生物降解,綠色環保,無毒無害。
1.2重金屬捕集劑法
重金屬捕集劑法處理含鎘廢水通常是通過大分子螯合物來去除水中的鎘離子。
田忠等用重金屬離子捕集沉淀劑DTCR處理含鎘廢水,在260r/min加入0.3%DTCR4.4mL,攪拌1.5min,120r/min加入0.1%PAM0.8mL,攪拌1min,40r/min攪拌8min,反應時間10.5min,沉降15min的條件下處理1L含鎘廢水,鎘的去除率達到99%。工藝簡單,條件溫和,不調整pH等特點。湛美等用高分子螯合劑處理含鎘廢水,在沉淀時間為30min,反應溫度為30℃,pH=6~9,投藥量為濃度1%(m/L)的螯合劑0.7mL的條件下用于處理20mg/L含鎘廢水,鎘的去除率達到99.6%。王爽等用高分子重金屬絮凝劑MAPEI處理含鎘廢水,在pH=6~8,MAPEI投加量為35mg/L的條件下用于處理含鎘廢水,去除率可達99.96%。且水中的Mg2+,K+,Na+,Cl-,NO3-,SO42-的存在會對鎘的去處起促進作用。
用重金屬離子捕集沉淀劑DTCR處理含鎘廢水工藝簡單,條件溫和,不調整pH等特點。用高分子螯合劑處理含鎘廢水處理后的廢水不需要調節pH就可直接排放。用高分子金屬絮凝劑處理含鎘廢水,對于多種陰陽離子共存的廢水來說,操作簡便,無需去除,節約了成本和時間。
1.3光催化法
光催化法處理含鎘廢水常用的催化劑有納米ZnO,納米TiO2等。
于曉彩等用納米ZnO為光催化劑處理含鎘廢水,在pH=9,攪拌時間2.5h,ZnO投加量為3g/L的條件下用于處理含鎘濃度為20mg/L的廢水,鎘的去除率為88.26%。田曉等用納米TiO2光催化處理含鎘廢水,在pH=10,反應時間2.5h,納米TiO2投加量3mg/L的條件下用于處理含鎘濃度為30mg/L的廢水,鎘的去除率可達99.52%。李晶用聯合法處理含鎘廢水,在TiO2的添加量為2.0g,電流密度80mA/cm2,酸化時間3.5h的條件下用于處理含鎘廢水,鎘的去除率為96%以上。這種方法把光催化法和電解法充分的結合起來,提高了處理效率。
1.4生物法
生物法處理含鎘廢水主要是用海藻、淡水藻、細菌、真菌等吸附劑來處理含鎘廢水。
超微粉碎米糠處理含鎘廢水原料豐富,廉價,而且對人和動物無毒副作用,環境相溶性好,具有一定的應用前景。用厭氧菌可溶性代謝物處理含鎘廢水在對于銅離子和鎳離子存在的水體中,對銅離子和鎳離子去除率分別可達到95%和91.5%。
1.5膜分離法
膜分離法處理含鎘廢水的技術有反滲透法, 液膜法, 超濾,微濾等。
邱運仁等用丙烯酸-馬來酸共聚物(PMA-100) 作絡合劑,采用絡合-超濾技術處理含鎘廢水,在聚合物/金屬離子質量比(P/M)=6,pH=5.8,操作壓力(TMP)=40 kPa,運行時間20min的條件下用于處理鎘濃度為10mg/L的廢水時,鎘的去除率為99.8%。許柯等用中空纖維超濾膜,表面活性劑十二烷基硫酸鈉(SDS)處理含鎘廢水,在運行時間30min,SDS的濃度8mmol/L(CMC),操作壓力0.07MPa,pH=11或pH=13的條件下用于處理含鎘濃度為100mg/L的廢水時,鎘的去除率為99%以上。
1.6化學沉淀法
沉淀法處理含鎘廢水采用硫化物、石灰、聚合硫酸鐵、碳酸鹽,以及由以上幾種沉淀劑組成的混合沉淀劑。
付忠天等用濃度為5%FeSO4作為絮凝劑,濃度為10%Ca(OH)2為沉淀劑處理含鎘廢水,在FeSO4加入量為7ml/L,pH=11,沉淀時間15min的條件下用于處理20mg/L的含鎘廢水,處理后的鎘濃度為0.066mg/L,遠遠低于0.1mg/L的國家排放標準。
2.總結
綜上所述,處理含鎘廢水的方法很多,各有利弊。吸附法處理含鎘廢水適用范圍廣,不會造成二次污染,但吸附劑對鎘離子的吸附選擇性不高。重金屬捕集劑法處理含鎘廢水操作簡單,去除效果好,安全性能高,污泥量少且穩定,費用低等優點,缺點是沉降時間比較長,使得處理周期長。光催化法處理含鎘廢水能耗低,成本低,無二次污染,適用范圍廣等特點,但對于高濃度的含鎘廢水需稀釋才能處理。生物法處理含鎘廢水具有運行費用低,溫度范圍和操作pH范圍寬,高吸附率高選擇性等特點。膜分離法處理含鎘廢水節能,高效,工藝簡單,無二次污染等特點,但投資較高,膜孔易堵塞,在實際中很難大規模應用。化學沉淀法處理含鎘廢水工藝簡單,操作方便且經濟實用,但沉淀渣難以處理,不易脫水,容易造成二次污染,達不到綠色環保的要求。因此,在實際應用中我們應結合各種因素選擇適合的方法,達到最佳的處理效果。
參考文獻:
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關鍵詞:水性油墨廢水處理技術
1 環保安全特性
水性油墨的溶解載體是水和少量的醇(約3%~5%)。由于用水作溶解載體,水性油墨具有顯著的環保安全特點:安全、無毒、無害、不燃不爆、幾乎無揮發性有機氣體產生。主要表現在以下三方面:
1.1 對大氣環境無污染
由于水性油墨用水作溶解載體,所以無論是在其生產過程中,還是被用于印刷時,幾乎不會向大氣環境散發揮發性有機氣體(VOC),而VOC被認為是大氣環境的主要污染源之一。這是溶劑型油墨所無法比擬的。溶劑型油墨在生產過程中,散發出大量的低濃度VOC。根據估算,一般溶劑型油墨工廠,若采用未完全密閉的生產設備,有機溶劑的揮發損失約占油墨產量的0.3%~1%。而對于低濃度VOC的處理,除了絕少數油墨工廠采用如活性炭吸附等高成本的處理方法外,大多數都高空直接排入大氣。VOC對大氣環境造成的光化學污染是被公認為最嚴重的之一。不僅如此,在印刷過程中,溶劑型油墨中的有機溶劑幾乎完全燥而快速揮發出來,除了在印刷機上方的高濃度VOC被采用如催化燃燒或微生物處理工藝處理外,彌漫在印刷車間空氣中的低濃度VOC往往被直接排入大氣,如果按照溶劑型油墨中有機溶劑所占比例25%~35%計算,其直接排入大氣環境的VOC數量相當驚人。而水性油墨恰恰克服了這一缺點。這一獨有的對大氣環境無污染的特點正在被越來越多的印刷企業所看好。
1.2減少印刷品表面殘留毒物,保證食品衛生安全
水性油墨完全解決了溶劑型油墨的毒性問題。由于不含有機溶劑,使得印刷品表面殘留的有毒物質大大減少。這一特性,在煙、酒、食品、藥品等衛生條件要求嚴格的包裝印刷產品中更體現了良好的健康安全性。在人類越來越重視食品安全的當今,已經關注到了食品包裝的衛生安全性。對包裝材料和包裝印刷的有害物質的殘留量都非常重視。使用溶劑型油墨的印刷品要達到食品衛生安全的要求相當困難,而這對于使用水性油墨的印刷品,卻是輕而易舉的事。
1.3減少資源消耗和降低環保成本。
由于水性油墨固有的特性―――固形物含量較高,可以在較薄墨膜沉積。因此相對于溶劑型油墨,它的涂布量要少一些。經過試驗,與溶劑型油墨相比,減少了約10%的涂布量。也就是說,印刷相同數量和規格的印刷品,水性油墨的消耗量較溶劑型油墨減少了約10%。不僅如此,由于印刷時需要經常清洗印刷版,因此使用溶劑型油墨印刷,需要使用大量的清洗有機溶劑,而使用水性油墨印刷,清洗的介質則主要是水。從資源消耗的角度看,水性油墨更加經濟,符合當今世界提倡的節約型社會的主題。
2 廢水處理工藝概述
在水性油墨生產和應用過程中,由于設備的清洗,會產生一定數量的廢水。水性油墨色彩的千變萬化造成其廢水的化學成分相當復雜,具有高COD、高色度、難生物降解的特點,一旦進入水體,對水環境會造成嚴重的污染。廢水的處理工藝與水性油墨的種類和特性有著非常密切的關系。目前對水性油墨廢水處理的研究和應用主要有以下幾種工藝。
2.1化學混凝工藝[1]
張濤等采用化學混凝工藝對西安的一家水性油墨生產企業的水性油墨廢水作了試驗研究。通過對常用絮凝劑FeSO4?7H2O、FeCl3?6H2O、PAC、PFCPAFC及助凝劑陽離子聚丙酰胺、聚丙烯酰胺、殼聚糖、聚雙氰胺和pH值調節的篩選及投加量的選擇得出在室溫條件下,混凝工藝的最佳條件:選用FeCl3?6H2O作最佳絮凝劑,投加量為80mg/L、最佳混凝pH值為4.0、最佳助凝劑為殼聚糖、投加量為0.8mg/L。經處理,原水的COD從5638.2 m g/L降為634.5mg/L,去除率達87%;色度從240倍降為10倍以下,去除率達99%,得到了較好的試驗效果。
2.2鐵屑微電解工藝[2]
張濤等又采用鐵屑微電解工藝對水性油墨生產企業的水性油墨廢水作了試驗研究。原水首先用HCl調節pH值后,得到沉降預處理,COD從6000~8000mg/L降到800~1000mg/L,色度從不透光降到160倍。出水再經微電解和石灰乳中和沉淀。通過對微電解主要工藝參數:pH值、鐵屑量、焦炭量、反應時間的靜態和動態試驗,得到微電解的最佳工藝條件:pH值為4.0、鐵屑量10%、焦炭用量占填料量16.67%、反應時間60min。廢水的COD再次去除50%,色度去除90%。原水經沉降預處理和鐵屑微電解兩段處理,COD去除率達85%,色度的去除率達95%,具有較好的效果。
2.3混凝氣浮-接觸氧化組合工藝
某紙箱包裝企業的印刷廢水處理工程表明,采用混凝氣浮-接觸氧化組合工藝,能將水性印刷油墨廢水、食堂污水、生活污水綜合處理達到較好的效果。水性油墨廢水經隔除較大懸浮物后混凝氣浮,固液分離后,再與食堂污水、生活污水混合,經厭氧調節,由二級生物接觸氧化曝氣,出水CODcr達到67mg/L,色度
2.4混凝氣浮-微電解-SBR工藝
某環境工程公司為一紙箱包裝企業的水性油墨和粘合劑混合廢水的處理工程實踐表明,原水CODcr為2805.5 m g/L,色度1562.5倍,經沉淀隔油處理后,CODcr去除率達到20.4%,色度去除率達10%。再經混凝氣浮處理,CODcr去除率達到74.6%,色度去除率達83.9%。然后,微電解使COD去除率達28.6%,色度去除率達66%,提高了廢水的可生化性和顯著的脫色效果。最后由一座容積為140m3、BOD5容積負荷為0.18kg/m3、充放率為30%的SBR處理,達到COD去除率82.2%、色度去除率60%。最終出水CODcr達到71.9mg/L,去除率為97.4%,色度30.7倍、去除率為98%。該工程的處理效果明顯,雖然COD和色度的去除主要依靠混凝氣浮,但由于采用了微電解工藝,提高了廢水的可生化性,從而保障了SBR工藝單元的穩定運行。
2.5化學氧化-混凝工藝[3]
楊裴等用化學氧化-混凝工藝對紙箱包裝企業的廢水進行了試驗研究。廢水的成分主要包括水性油墨、淀粉和表面活性劑。通過使用氧化脫色劑KMnO4、H2O2、NaClO、活性炭的選擇性試驗;通過對絮凝劑:Y-13、FSH7、FCH3、FO4248、AN910SH的篩選試驗和投加量以及pH調節試驗。得出結果:原水加入最佳氧化劑NaClO 15 g/L、最佳混凝劑FCH3 0.2g/L、pH調節為8.5的最佳試驗條件下,CODcr去除率達94%,色度去除率達100%。
2.6超濾技術
研究表明,廢水通過三組超濾組件后,COD去除率達到92%,濃縮液中固含量達到99 g/L(約10%),透水液的濁度在0.13~0.4 NTU范圍內。但是,COD的去除率與可溶性的污染物的數量有密切關系,可溶性的污染物不能被超濾技術所去除。
3 結論
(1)水性油墨的開發和應用在減少大氣環境污染方面有著非常顯著的作用;同時,在減少印刷品表面殘留毒物、保證食品衛生安全方面也非常有效;使用水性油墨有利于提高作業環境的安全性、保障接觸操作人員的健康、減少資源消耗和降低環保成本,因此,在我國有廣泛的應用前景。
(2)單純的生物處理工藝不能滿足水性油墨廢水處理的要求,必須使用物理、化學和生物綜合處理工藝。混凝工藝作為水性油墨廢水預處理的主要手段對去除COD和色度比較高效而且可靠。為提高廢水可生化性,微電解、化學氧化和厭氧生物處理等方法都被采用,此后再進行好氧生物處理,效果更佳。
參考文獻
[1]張濤,等.水性油墨廢水的混凝工藝試驗.環境科學與技術,2005,28(3):93-95