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上一篇 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(guó)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。

造紙工業(yè)

    在制漿(化學(xué)法)和造紙生產(chǎn)過(guò)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(lái)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(lái)危害。而中段水對(duì)環(huán)境污染最嚴(yán)重的是漂白過(guò)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(duì)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(duì)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(duì)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(guó)內(nèi)外也有采用反滲透、超過(guò)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(duì)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。活性炭作為吸附劑的最大優(yōu)點(diǎn)是能夠再生(達(dá)30次或更多次),而吸附容量卻不會(huì)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(guò)一系列作用,對(duì)水中懸浮、膠狀的大分子質(zhì)量污染物去除的方法。對(duì)于制漿造紙廢水的三級(jí)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(guò)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(chǎng)作用下,利用膜的選擇透過(guò)性使黑液中陰、陽(yáng)離子作定向遷徙,使木素在陽(yáng)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(lái)處理造紙廢水,則由于膜污染嚴(yán)重,無(wú)法達(dá)到實(shí)用的目的。而對(duì)于超聲波來(lái)說(shuō),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(wú)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(wú)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(guò)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(duì)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(jiǎn)單,占地面積小,又能避免傳統(tǒng)處理方法所帶來(lái)的二次污染問(wèn)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(wú)機(jī)物,使之生成二氧化碳和水的一種處理法。

    ④高級(jí)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(jí)化學(xué)氧化的方法進(jìn)行處理。高級(jí)化學(xué)氧化工藝泛指反應(yīng)過(guò)程中有大量氫氧自由基參與的化學(xué)氧化過(guò)程。對(duì)于造紙廢水而言,可采用非均相光催化氧化可以用太陽(yáng)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(duì)有毒污染物破壞徹底、無(wú)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(wú)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(wú)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(duì)于難于生化降解、對(duì)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(lái)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(wú)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(guò)程中,復(fù)雜的有機(jī)化合物被降解和轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)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(shì),同時(shí)也能利用好氧微生物生長(zhǎng)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(duì)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(zhǎng),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(guò)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(jiàn)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(lái)處理造紙廢水,而且這些方法結(jié)合起來(lái)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。

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責(zé)任編輯:童志威

知識(shí)點(diǎn):電子工業(yè)廢水處理工藝及案例分析

發(fā)表時(shí)間:[2017/04/17]

    慧聰水工業(yè)網(wǎng) 近年來(lái),電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展突飛猛進(jìn),但是隨之而來(lái)的電子垃圾回收以及無(wú)害化處理問(wèn)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(huì)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。

電子專用材料生產(chǎn)的典型工藝

    自90年代以來(lái),全球電子行業(yè)蓬勃發(fā)展,引起了世界各國(guó)政府的高度重視。中國(guó)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(guò)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(zhǎng)、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(duì)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(jiǎn)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(guò)程中會(huì)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

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(duì)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(guò)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(guò)篩、混合等干法生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的硫化鋅粉塵;

    13)覆銅板制造過(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)程中產(chǎn)生粉塵;

    綜上所述,電子工業(yè)廢水主要來(lái)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(guò)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(yáng)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(guò)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(duì)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(duì)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(duì)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。化學(xué)氧化法對(duì)顯影劑去除率能達(dá)到90%以上,對(duì)COD的去除率達(dá)80%以上。

    通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)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(zhǎng)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(yíng)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(duì)于氨氮的處理沒(méi)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?gòu)U水是電鍍業(yè)潛在危害性極大的廢水類別。根據(jù)重金屬?gòu)U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(zhǎng)RO膜的使用壽命,保證RO裝置長(zhǎng)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(guò)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(duì)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(cè),各項(xiàng)標(biāo)均超過(guò)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(zhǎng)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(duì)此,我們采用一種比較有效、簡(jiǎn)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(duì)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(guò)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(guò)較長(zhǎng)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(guò)RO膜清洗方法解決。本系統(tǒng)采用的配制專用清洗液及簡(jiǎn)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(lái)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(duì)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(lái)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(lái)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(wú)法通過(guò)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(guò)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(lái),必須投加過(guò)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(duì)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(guò)量的Na2S需加FeSO4來(lái)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(jiàn)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(duì)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(lái),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(guò)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(huì)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(jiàn)下圖。

常用混合廢水處理工藝

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(duì)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(jí)氧化(破絡(luò)合銅)+兩級(jí)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(guò)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(shuō)明

    本工程廢水主要污染物為Cu、COD、NH3-N等,故確定采用對(duì)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(jí)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(guò)Fe2+及高級(jí)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(lái)。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(wú)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(guò)硝化反硝化作用去除,COD主要通過(guò)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(tái),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(cè)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(jí)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(cè)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(wàn)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(shí)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(wèn)題的預(yù)防與處理。

    3、本案例結(jié)論與建議

    通過(guò)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(guò)兩級(jí)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(duì)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(duì)各種組合工藝和新技術(shù)進(jìn)行綜合利用,揚(yáng)長(zhǎng)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(guó)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(lái)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(huì)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?,電子產(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(guò)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(lái)的一系列污染,仍待深入探討。

 

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責(zé)任編輯:童志威

下一篇中國(guó)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(guó)廣核集團(tuán)15日通報(bào)表示,經(jīng)國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)認(rèn)可,中國(guó)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(guó)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(guó)家863計(jì)劃、科技部中俄國(guó)際科技合作專項(xiàng)和國(guó)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(guó)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(zhǎng)期深入的研究合作,形成了具有完全自主知識(shí)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(guó)際領(lǐng)先地位。

  中廣核技董事長(zhǎng)兼總經(jīng)理張劍鋒介紹說(shuō),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(duì)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(wú)害化處理,市場(chǎng)發(fā)展前景廣闊。

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