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工業(yè)廢水COD去除工藝

2024-07-03 14:04:14 6

工業(yè)廢水是我國水體的主要污染源之一。工業(yè)廢水的處理還未得到徹底的解決,尤其是各大化工行業(yè)(石油、冶金、制藥、印染等)在生產(chǎn)過程中排放的高濃度難降解的高COD廢水,此類廢水水質(zhì)非常復(fù)雜,且難以被生物降解,其引起的環(huán)境污染問題極其嚴(yán)峻。因此,化工廢水進(jìn)行高效、經(jīng)濟(jì)的研究處理是一件非常有意義和價(jià)值的事情。

磷化鋁被廣泛用于糧食、種子、藥材、煙草等物品的薰蒸殺蟲、滅鼠,全國每年排放磷化鋁殘?jiān)牧考s為5萬噸。磷化鋁經(jīng)過無害化處理后殘?jiān)泻屑s70%的氫氧化鋁,具有回收和綜合利用的價(jià)值。如何將磷化鋁處置殘?jiān)兒槔?,也是危廢行業(yè)研究的重要課題之一。

本著以廢治廢,綜合利用的目的,尋找一種高效、經(jīng)濟(jì)的COD去除方法變得尤為重要。本文采用芬頓試劑結(jié)合磷化鋁處置殘?jiān)M(jìn)行COD的去除實(shí)驗(yàn)研究,實(shí)現(xiàn)了以廢治廢的目的。

1、試驗(yàn)部分

1.1 試驗(yàn)材料

工業(yè)廢水來自某化工淺處理后廢水,pH=6.65COD=1380mg/L。磷化鋁殘?jiān)鼇碜阅晨萍脊荆?jīng)過無害化處置后用于該實(shí)驗(yàn),其主要成分為氫氧化鋁、氫氧化鈣及少量磷酸鹽,pH=11.34。聚合氯化鋁(工業(yè)級(jí)),雙氧水(工業(yè)級(jí)),硫酸亞鐵(工業(yè)級(jí)),生石灰,硫酸(工業(yè)級(jí)),PAM為市售聚丙烯酰胺。雷磁JB-1攪拌器,TDL-50臺(tái)式大容量離心機(jī)。

1.2  試驗(yàn)流程及原理

工業(yè)廢水試驗(yàn)流程圖如圖1所示。

污水處理設(shè)備__全康環(huán)保QKEP

通過簡單的離心分離,將水跟有機(jī)物進(jìn)行一個(gè)簡單的預(yù)處理,然后進(jìn)行過濾去除廢水中的部分有機(jī)物,再利用芬頓試劑進(jìn)行氧化處理。芬頓試劑主要是由Fe2+H2O2按照一定的比例進(jìn)行混合,其具有很強(qiáng)的氧化性。在Fe2+的作用下,H2O2會(huì)分解成為羥基自由基。羥基自由基具有很強(qiáng)的氧化性,可以將有機(jī)廢水中的大部分有機(jī)物進(jìn)行分解,進(jìn)而達(dá)到COD的去除。

磷化鋁處置殘?jiān)泻写罅康匿X鹽,可以配合PAM的使用,達(dá)到混凝沉淀的效果。混凝是污水處理的重要方法之一,適用于各種工業(yè)廢水的處理,既可以去除廢水中的懸浮物和膠體物質(zhì),還可以對(duì)廢水進(jìn)行除油和脫色。工業(yè)廢水中大多有機(jī)物都呈膠態(tài)或懸浮態(tài),因此也可以利用磷化鋁處置殘?jiān)械匿X鹽來進(jìn)行混凝沉淀處理工業(yè)廢水。

2、過程與討論

2.1 離心預(yù)處理時(shí)間對(duì)去除COD的影響

取廢水50g,置于離心管中,分別進(jìn)行離心5,10,1520,25min后過濾。過濾后檢測(cè)廢水的COD含量,結(jié)果見表1。

污水處理設(shè)備__全康環(huán)保QKEP

由表1可知,離心預(yù)處理可以去除部分有機(jī)物,隨著離心預(yù)處理時(shí)間的增加,COD去除率也隨之增加。當(dāng)離心預(yù)處理時(shí)間達(dá)到15min后,COD去除率基本不變。故預(yù)處理時(shí)間選擇15min。

2.2 磷化鋁處置殘?jiān)c聚合氯化鋁去除COD的對(duì)比

將廢水進(jìn)行簡單離心15min后過濾。取過濾廢水300g,根據(jù)表2加入聚鋁和磷化鋁處置殘?jiān)?span style="font-family: Calibri;">;充分?jǐn)嚢?,并加?span style="font-family: Calibri;">1%PAM1g,攪拌15min,靜置20min;過濾后檢測(cè)廢水的COD含量,結(jié)果見表2。

污水處理設(shè)備__全康環(huán)保QKEP

由表2可知,隨著聚鋁加入量的增加,廢水COD去除率隨之增加。當(dāng)聚鋁加入量為15g時(shí),體系COD去除率達(dá)53%,隨后加大磷化鋁殘?jiān)昧?span style="font-family: Calibri;">COD去除率基本不變。同時(shí),隨著磷化鋁處置殘?jiān)尤肓康脑黾樱瑥U水COD去除率隨之增加。當(dāng)磷化鋁處置殘?jiān)尤肓繛?span style="font-family: Calibri;">30g時(shí),體系COD去除率達(dá)56%(COD去除率相當(dāng)于加入15g的聚鋁),隨后加大聚鋁用量COD去除率基本不變。當(dāng)同時(shí)加入聚鋁和磷化鋁處置殘?jiān)鼤r(shí),COD去除率僅達(dá)60%,略大于單獨(dú)加入聚鋁和磷化鋁處置殘?jiān)?span style="font-family: Calibri;">(4%)??梢姡谆X處置殘?jiān)梢蕴娲垆X,但是由于磷化鋁處置殘?jiān)泻写罅繗溲趸},使得處置后廢水體系pH值略大。

2.3 硫酸亞鐵與雙氧水質(zhì)量比對(duì)COD去除效果的影響

將廢水進(jìn)行簡單離心15min后過濾。取過濾廢水300g,根據(jù)表3加入芬頓試劑;充分?jǐn)嚢?,反?yīng)120min,并加入1%PAM2g,靜置20min;過濾后檢測(cè)廢水的COD含量,結(jié)果見表3。

污水處理設(shè)備__全康環(huán)保QKEP

由表3看出,芬頓試劑配比對(duì)COD去除有顯著的影響,當(dāng)雙氧水質(zhì)量不變,增加硫酸亞鐵的添加量時(shí)COD去除率先降低后不變;當(dāng)硫酸亞鐵質(zhì)量不變,增加雙氧水的添加量時(shí)COD去除率隨之升高;當(dāng)硫酸亞鐵與雙氧水質(zhì)量比達(dá)到12時(shí),COD去除率最高,往后幾乎不變。故選擇硫酸亞鐵與雙氧水質(zhì)量比為12

2.4 芬頓試劑在不同pH值下對(duì)COD去除效果的影響

將廢水進(jìn)行簡單離心15min后過濾。取過濾工業(yè)廢水300g,利用生石灰、硫酸調(diào)節(jié)體系pH值分別為12,34,56,7,8,9,10,11,并分別加入芬頓試劑;充分?jǐn)嚢?,反?yīng)120min,并加入1%PAM2g,靜置20min;過濾后檢測(cè)廢水的COD含量,結(jié)果如圖2所示。

污水處理設(shè)備__全康環(huán)保QKEP

由圖2看出,pH值對(duì)芬頓試劑去除COD的影響顯著。首先,隨著pH值的升高,COD去除率也隨之增加,當(dāng)pH值升高至3~4時(shí),COD去除率最高;之后隨著pH值升高,COD去除率開始降低。同理,出水COD濃度首先也隨著pH值的升高而降低,當(dāng)pH值升至3~4時(shí),COD出水濃度最低;之后隨著pH值的升高,出水COD濃度開始升高。故選擇芬頓氧化最佳pH值為3~4

2.5 芬頓試劑加入量對(duì)COD去除效果的影響

將廢水進(jìn)行簡單離心15min后過濾。取過濾廢水300g,利用硫酸調(diào)節(jié)體系pH值為3~4,分別加入芬頓試劑(硫酸亞鐵和雙氧水質(zhì)量比=12)5,1015,2025,3035,40g;充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)120min,加入磷化鋁處置殘?jiān)?span style="font-family: Calibri;">30g,并加入1%PAM3g,充分?jǐn)嚢桁o置20min;過濾后檢測(cè)廢水的COD含量,結(jié)果如圖3所示。

污水處理設(shè)備__全康環(huán)保QKEP

由圖3看出,芬頓試劑加入量對(duì)體系COD去除影響顯著,隨著芬頓試劑加入量的增加,COD去除率也隨之增加;當(dāng)芬頓試劑加入量為15g時(shí),COD去除率達(dá)到最大;之后,隨著芬頓試劑量的增加,COD去除率基本不變。故芬頓試劑添加量選擇為廢水量的5%~10%

2.6 氧化時(shí)間對(duì)COD去除效果的影響

將廢水進(jìn)行簡單離心15min后過濾。取過濾廢水300g,利用硫酸調(diào)節(jié)體系pH值為3~4,加入芬頓試劑(硫酸亞鐵和雙氧水質(zhì)量比=12)15g;充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)30,60,90,120,150,180,210,240min,加入磷化鋁處置殘?jiān)?span style="font-family: Calibri;">30g,并加入1%PAM3g,充分?jǐn)嚢桁o置20min,過濾后檢測(cè)廢水的COD含量。

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由圖4看出,芬頓試劑氧化時(shí)間對(duì)COD去除影響顯著,隨著氧化時(shí)間的增加,COD去除率也隨之增加;當(dāng)氧化時(shí)間到達(dá)120min時(shí),COD去除率最高;之后,隨著氧化時(shí)間的增加,COD去除率基本不變。故芬頓試劑氧化時(shí)間為120min。

3、結(jié)論

通過離心預(yù)處理,芬頓試劑氧化,再結(jié)合磷化鋁處置殘?jiān)辛畠r(jià)氫氧化鈣、氫氧化鋁的利用,在特定條件下可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)廢水中COD的去除。此方法不僅節(jié)約成本,還達(dá)到以廢治廢的目的。

1)在含COD廢水體系中磷化鋁處置殘?jiān)灸艽婢垆X的使用,磷化鋁處置殘?jiān)尤肓繛閺U水量的10%,而聚鋁加入只需為廢水量的5%。但磷化鋁處置殘?jiān)泻写罅繗溲趸},加入后廢水體系可以少加或者不加石灰,將pH值從3~4調(diào)制為7~8,而只加入聚鋁時(shí)需要再添加石灰進(jìn)行調(diào)節(jié)pH值。

2)COD廢水經(jīng)離心15min預(yù)處理后過濾,在pH3~4,芬頓試劑(硫酸亞鐵質(zhì)量:雙氧水質(zhì)量=12)加入量為5%~10%,氧化時(shí)間120min,磷化鋁處置殘?jiān)尤肓繛?span style="font-family: Calibri;">10%~15%,0.1%PAM加入量為1%~2%的條件下,廢水中COD1380mg/L降至165.6mg/L,COD去除率達(dá)88%。處理后的廢水中COD含量小于GB8978-1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中COD(200mg/L)的二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

3)芬頓試劑在處理含COD廢水的過程中,產(chǎn)生的二價(jià)鐵或在反應(yīng)后端產(chǎn)生的三價(jià)鐵,都能與氫氧化物反應(yīng)生成絡(luò)合物,這些絡(luò)合物具有絮凝、沉淀的功能。芬頓試劑在處理工業(yè)廢水過程中,不僅作為氧化劑,也發(fā)揮出一定的絮凝沉淀作用。(來源:云南大地豐源環(huán)保有限公司,云南大地綠坤環(huán)??萍加邢薰荆?/span>

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