鋼鐵工業(yè)酸性廢水曝氣中和法處理工藝條件研究

1、鋼鐵工業(yè)酸性廢水曝氣中和法處理工藝條件研究高丹 ? 王英剛 ? 夏永旭 ? 申美蘭 ? 孟廣勝 ? 張興達( 沈陽大學 ? 生物與環(huán)境工程學院 ? 沈陽 ? 110044? 沈陽環(huán)境工程重點實驗室 ? 沈陽 ? 110044)摘 ? 要 ? 介紹了 CaO 二次中和法處理鋼鐵工業(yè)酸性廢水的工藝實驗過程, 針對通化鋼鐵集團某鋼管廠排出的酸性廢水的特點, 確定了切實可行的工藝條件及工藝流程。實驗結果表明: 在該工藝條件 下, 經(jīng)過酸堿中和

2、? 曝 氣 ? 絮 凝沉淀 ? 固液分 離等實驗 流程, 可有 效提高硫酸酸性廢水的 pH 值, 去除 Fe2+ 、 Fe3+ 、 雜質、 色度等, 處理后的廢水達到了 國家排放水標準。該 方法具有投 資少, 操作 簡便, 處理 效果好等優(yōu)點, 因此, 有廣泛應用推廣價值。關鍵詞 ? 酸性廢水 ? 中和 ? 曝氣 ? 絮凝Abstract ? In terms of certain characteristics of steal pi

3、ckling wastewater from sechnical test on steal picking w astewater treatment process withtw ice neutralization using CaO , A suitable technical condition and process w as presented , the test results show s that under th

4、e technical conditions, Via the process of Acid base- balance- aeration- flocculating settling- solid and liquid separation , pH value can be rose , further Fe2+ , Fe3+ ,impurities , colourities can be removed effectivel

5、y.Keywords? Acid wastewater ? neutralization? aeration? floccu lation前言為提高鋼材表面質量, 在其加工之前用硫酸進行酸洗, 以除去鋼材表面上的氧化物及毛刺等。酸洗后用清水對其沖洗以清除表面附著的少量酸洗液, 隨之產(chǎn)生大量酸性廢水。該廢水含有殘余的硫酸, pH 值較低, 并含有一定量 Fe2+ 、 Fe3+ 及多種雜質, 不能直接排放, 必須依照環(huán)保要求進行達標處理后方

6、可排出。就通化鋼鐵集團某鋼管廠酸性廢水的特點, 采用氧化鈣二次中和法對其進行了處理。確定了具體可行的工藝技術條件和工藝流程。1 ? 酸性廢水的來源及水質狀況1?1 ? 來源通化鋼鐵集團某鋼管廠軋鋼工藝中排出的硫酸酸性廢水。1?2 ? 水質狀況水質及相應國家標準見表 1。表 1? 酸性廢水的主要污染物含量及相應的國家排放標準 ? mg/ L污染物 SS 濁度 FeSO4 pH 值 雜質酸性廢水 200~ 250 16~ 19 2000~

7、3000 1 ? 90~ 2 ? 00 1~ 2( GB13456- 92) < 150 < 10 ? 6~ 9 ?? ? 表中數(shù)據(jù)顯示, 該廠酸性廢水的懸浮物、 濁度,特別是 pH 值嚴重超標。又因廢水量大, 若不經(jīng)處理直接排放, 將嚴重污染水體, 影響水體的自凈能力。廢水中大量的 Fe2+ 將消耗水體中的溶解氧, 轉變成 Fe3+ , 而使水體呈鐵銹黃色, 使水體變質、 腐臭, 影響農(nóng)作物、 水生生物的生長, 甚至導致死

8、亡, 間接危及人體健康。2 ? 測試方法pH 值: 玻璃電極法 根據(jù) GB6920- 86 標準 1!Fe2+ !的濃度: 重鉻酸鉀法 2!絮凝效果的測定: 用 722 分光光度計, 以蒸餾水為 100% , 對絮凝后上清液的透射比測定。3 ? 工藝實驗3?1 ? 工藝路線的選擇及流程3?1?1 ? 工藝路線的選擇硫酸酸性廢水處理方法通常有中和法和回收法。該廠酸性廢水的 pH 值較小, Fe2+ 濃度不高, 雜質又較多。若用回收法, 投

9、入成本高, 回收價值低,所以采用酸堿中和法。根據(jù)酸性廢水的特點及處理原理, 選擇了工藝流程簡單、 投資少、 處理效果好的? 38 ?遼寧城鄉(xiāng)環(huán)境科技? 第 25 卷? 第 2 期? 2005 年 4 月45 # 范圍內, 曝氣效果隨溫度的升高略有提高, 但變化不顯著, 故選擇常溫下曝氣 25 分鐘, 此時曝氣反應比較完全。圖 3 ? 不同時間溫度的曝氣效果3?4 ? 絮凝劑的選擇及絮凝效果3?4?1 ? 絮凝劑的選擇曝氣后的廢水溶液比較

10、混濁, 含有大量的 Fe( OH) 3、 Ca( OH) 2 及少量的 Fe( OH) 2、 SO4 2- 等物質并具有一定的顏色, 在自然情況下, 這些物質不易與廢水分離, 為較好地取得上清液, 可采取絮凝的方式使其迅速沉淀, 為此, 選擇合適的絮凝劑很重要。無機廢水一般選用無機絮凝劑就可獲得較好的絮凝效果, 但大多數(shù)無機絮凝劑受 pH 值的影響, 不適用于該酸性廢水。有機絮凝劑聚丙烯酰胺( PAM ) 則無此缺點 4!。通過實驗,

11、選用非離子型聚丙烯酰胺作絮凝劑。3?4?2 ? 攪拌時間的確定加入絮凝劑后, 一般先快攪使絮凝劑與混濁液混合均勻, 再慢攪使懸浮物相互碰撞, 形成礬花, 結合成塊, 加快沉淀速度。取三份相同量曝氣后的混濁液, 在其它條件相同的情況下, 加入一定量的PAM 溶液, 先快攪 ( 200prm) 1min, 再分別慢 攪( 60prm) 3min, 8min, 13min, 然后分 別測出沉 淀2min 和 10min 上清液的透射比, 結果

12、見表 2。表 2 ? 不同慢攪時間的絮凝效果透射比( % )沉淀時間2min 10 min慢速攪 拌時間3min 78 ? 6 92 ? 78min 85 ? 8 95 ? 813min 83 ? 7 96 ? 1? ? 由表可見, 沉淀 10min 時的透射比差別不大, 但沉淀 2min 時的透射比有很大區(qū)別, 在慢速攪拌8min 時的透射比稍高, 考慮機械運行成本, 本方案選擇慢速攪拌 8min 為最佳。3?4?3 ? 絮凝劑加入量

13、的確定取 4 個相同曝氣后的混濁液, 分別以 0?2mg/L、 0?7mg/ L、 1?2mg/ L、 1?7mg/ L 的比例加入絮凝劑, 采用快攪 1min, 慢攪 8min 的方法, 測出沉淀2min 和 10min 時的透射比, 結果見表 3。表 3 ? 不同絮凝劑量的絮凝效果透射比( % )沉淀時間2min 10 min絮凝劑的 加入量 ( mg/ L 水樣)0?2 75 ? 3 88 ? 40?7 84 ? 6 94 ? 9

14、1?2 90 ? 8 98 ? 61?7 91 ? 2 98 ? 4? ? 考慮投入成本和出水效果, 選擇 1?2 mg/ L 的濃度為最適投加量。4 ? 結果與建議( 1) 采用 CaO 二次中和法處理鋼鐵工業(yè)酸性廢水工藝具有投資少, 操作簡便, 處理效果好等優(yōu)點,出水完全可以滿足國家工業(yè)廢水排放標準, 有廣泛的應用推廣價值。( 2) Fe 2+ 轉變 Fe 3+ 的曝氣過程受 pH 值影響顯著, 應在堿性條件下進行, 以減少曝氣時間

15、、 降低能耗。( 3) 該方法只能適用于 Fe 2+ 較低的酸性廢水,而對于 Fe2+ 較高的酸性廢水, 因處理過程中具有投藥量大、 渣量大等不利因素而不宜采用, 建議最好采用回收法進行處理。( 4) 處理后的廢水可直接排放并且部分可進行回用, 既減少了環(huán)境污染, 同時也具有明顯的社會效益和經(jīng)濟效益。參考文獻1? 國家環(huán)境保護總局科技標準司 ? 最新中國 環(huán)境保護 標準匯編( 1979~ 2000) 水環(huán)境分冊 ? 北京: 中國環(huán)境科學