東臺電鍍一體化廢水處理設(shè)備收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)

重金屬廢水污染，是我國水污染中比較突出的一類。因?yàn)殡S著重金屬的長期累積得不到處理，其毒性對自然環(huán)境和人體有百害而無一利，同時(shí)要想有效去除廢水中重金屬，也是非常困難的。所以，長期以來，怎樣去除水中的重金屬，有效回收和利用重金屬廢水，一直是環(huán)保部門傾力研究的重要內(nèi)容。在實(shí)踐過程中，處理廢水重金屬的方法很多，最常見的有吸附法、化學(xué)沉淀法等幾種。下面詳細(xì)介紹幾種。

　　1、吸附法

　　在重金屬廢水處理中，吸附法是很常見的，其原理就是用特殊的材料去吸附廢水中的重金屬離子，從而達(dá)到處理水中重金屬的目的。常用的吸附劑包括樹脂、沸石、硅藻土、殼聚糖類吸附劑、活性炭等。

　　在眾多無機(jī)吸附劑中，活性炭是而且易得的，它的表面分布有大量的孔隙結(jié)構(gòu)，可以高效吸附金屬物質(zhì)，主要是通過化學(xué)反應(yīng)相互作用，達(dá)到吸附廢水中重金屬的目的。陽離子樹脂和陰離子樹脂是樹脂存在的兩種形式，通過樹脂中包含的氨基、羧基、羥基等反應(yīng)性物質(zhì)與廢水中的重金屬離子螯合，形成一種不溶于水而且比較穩(wěn)定的物質(zhì)，這樣就可以輕松將廢水中的重金屬物質(zhì)去除掉。

　　將生物物質(zhì)通過生產(chǎn)加工，就可以得到生物吸附劑，藻類和細(xì)菌是常見的生物吸附劑。生物吸附劑的吸附能力一般都會(huì)受環(huán)境因素的影響，如溫度、濕度、'(值和微生物細(xì)胞表面結(jié)構(gòu)等。生物吸附劑在去除廢水中重金屬的實(shí)際應(yīng)用中，不僅節(jié)能，環(huán)保，處理效果好，而且操作起來非常簡便，更重要的是，這些吸附劑大多可以循環(huán)利用，因此，這種方法應(yīng)用廣泛。但是，在實(shí)際運(yùn)用生物吸附劑去除廢水重金屬的過程中，由于各種因素的影響，會(huì)出現(xiàn)一些無法把握的困難，再加上生物吸附劑的價(jià)格也比較貴，因此不常用。所以，目前吸附法處理廢水中的重金屬，最重要的一環(huán)就是開發(fā)一種高效、價(jià)低、節(jié)能環(huán)保無污染的吸附劑。

　　2、膜分離法

　　膜分離是廢水中重金屬處理技術(shù)的一種，其使用壓力作為驅(qū)動(dòng)力來分離，純化和濃縮，這取決于對膜的選擇。在實(shí)踐過程中，電滲析、超濾、反滲透、滲析等是的，有時(shí)還會(huì)用到液膜技術(shù)和自然滲析技術(shù)。

　　根據(jù)一定壓力差下的孔的大小篩選微濾和超濾。納濾操作間隔在超濾和反滲透之間，這時(shí)材料保留1nm左右。在運(yùn)用反滲透法時(shí)，要選擇具有滲透性的半透膜材料，這樣才能讓溶劑滲透，從而獲取想要的物質(zhì)，把廢水中的重金屬有效去除掉。電滲析膜分離法在處理廢水中的重金屬時(shí)，不僅操作起來比較簡單便捷，而且節(jié)能，環(huán)保，不需要占太多的場地，最重要的是容易分離出所需物質(zhì)，處理后的水質(zhì)很好，且系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，不容易出問題。然而，還存在諸如穩(wěn)定性差，清潔困難和高加工成本的問題。

　　3、化學(xué)沉淀法

　　化學(xué)沉淀法主要涉及在重金屬廢水中加入化學(xué)物質(zhì)，與重金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，就會(huì)有不溶于水的沉淀物產(chǎn)生，這些沉淀物經(jīng)過一定時(shí)間的沉淀和過濾，就能去除。

　　所謂的中和沉淀法，主要是在重金屬廢水中加入適量的堿，反應(yīng)后，就會(huì)有氫氧化物或者碳酸鹽形成，只要去除這兩種物質(zhì)，就能達(dá)到處理重金屬的目的。其次是共淀法，其原理就是應(yīng)用可以聚合重金屬的制劑，加入廢水中，經(jīng)過反應(yīng)，產(chǎn)生的物質(zhì)不溶于水，接下來加以清楚這些物質(zhì)，就能將重金屬去除。再就是硫化物沉淀法，主要做法就是在重金屬廢水中加入含有硫化物的沉淀制劑，其中硫離子與重金屬離子反應(yīng)形成難溶于水的沉淀物，然后通過過濾分離重金屬。

　　化學(xué)沉淀法處理重金屬廢水，具有去除范圍廣，效率高，經(jīng)濟(jì)，簡單的優(yōu)點(diǎn)?？墒?，這種方法對低濃度重金屬廢水處理不適用，而且其效果易受環(huán)境和沉淀劑影響。

膜分離是一種壓力驅(qū)動(dòng)的處理過程，包括微濾、超濾、納濾、反滲透等。其分離主要基于滲透膜的選擇透過性，通過施加外壓，水能夠順利通過膜，而其它的化合物則部分或被膜截留，從而達(dá)到分離目的。近年來，隨著各行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)的日趨嚴(yán)格及水資源的日益短缺，膜分離技術(shù)在工業(yè)污水處理及回用領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。使用較為成熟的領(lǐng)域主要包括紡織染整、重金屬廢水、食品工業(yè)及造紙工業(yè)等。邵文曉等的研究表明，膜技術(shù)可用在紡織廢水領(lǐng)域，色素去除率可達(dá)99%，COD去除率可達(dá)90%;在重金屬廢水處理方面，林麗華、龐金釗等通過實(shí)驗(yàn)證明，利用納濾膜技術(shù)不僅可以回收再利用90%以上的廢水，而且同時(shí)可以使其中有價(jià)值的重金屬離子濃縮近10倍，使之具有回收利用價(jià)值;食品工業(yè)廢水處理中，夏仙兵將納濾膜應(yīng)用于處理海帶加工廢水中的有高價(jià)值的副產(chǎn)物提取純化?？蛇_(dá)到雜質(zhì)去除率90%，同時(shí)可使?jié)饪s近3倍;造紙廢水處理方面，郭偉杰等研究表明，采用混凝與超濾結(jié)合對制漿黑液和造紙白水進(jìn)行處理，能達(dá)到GB3554-2008排放標(biāo)準(zhǔn)，且制漿黑液的色澤由黑色變?yōu)闊o色透明。在電池工業(yè)污水處理中，由于受限于污水中較高的TDS及用水的較高要求，目前較少有膜分離技術(shù)應(yīng)用于電池工業(yè)廢水回用中。

　　1、傳統(tǒng)電池工業(yè)污水處理

　　1.1 污水概述及水質(zhì)

　　某化工廠主要生產(chǎn)汽車鋰離子動(dòng)力電池和儲能電池正極材料前驅(qū)體——電池級正磷酸鐵，其主要生產(chǎn)原理為：鐵鹽、草酸鹽或磷酸鹽溶液在合適的反應(yīng)條件下生成沉淀物，再將沉淀物與反應(yīng)溶液過濾，并對沉淀物產(chǎn)品中的金屬與非金屬雜質(zhì)進(jìn)行分離去除即可。具體生產(chǎn)主要分為粗品及精制兩個(gè)階段。在粗品生產(chǎn)階段，磷酸、氨水及磷酸氫二氨等反應(yīng)物在一定條件下生成磷酸鐵，經(jīng)壓濾機(jī)壓濾得到的濾餅即為粗品。粗品生產(chǎn)階段通過套用消納沒有外排污水產(chǎn)生。精制生產(chǎn)階段則分為氧化和老化兩個(gè)工序，氧化工序?yàn)橄驗(yàn)V餅中通入硫酸充分反應(yīng)，再通入大量純化水(電導(dǎo)率≤10μs/cm)進(jìn)行持續(xù)清洗60～90min以去除其中的金屬及非金屬雜質(zhì)，保證產(chǎn)品達(dá)到電池級，此工序會(huì)產(chǎn)生大量的氧化清洗污水;老化工序?yàn)橄驂簽V機(jī)的濾餅中通入磷酸充分反應(yīng)，再同樣通入大量純化水(電導(dǎo)率≤10μs/cm)進(jìn)行持續(xù)清洗60～90分鐘以去除雜質(zhì)，此工序也會(huì)產(chǎn)生大量的老化清洗污水。氧化清洗污水和老化清洗污水即電池級正磷酸鐵生產(chǎn)工業(yè)的主要污水來源，其主要污染因子為氨氮、磷酸鹽、硫酸鹽及pH。

　為減少運(yùn)行成本，考慮采用膜分離技術(shù)，在產(chǎn)生污水的氧化工序和老化工序進(jìn)行中水回用，從源頭減少處理規(guī)模，因該企業(yè)電池級產(chǎn)品生產(chǎn)要求，中水回用水質(zhì)必須達(dá)到電導(dǎo)率≤10μS/cm。須采用反滲透級別的膜組件。為驗(yàn)證其可行性，采用本項(xiàng)目污水進(jìn)行了反滲透小試實(shí)驗(yàn)。

東臺電鍍一體化廢水處理設(shè)備收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)

采用的小試實(shí)驗(yàn)流程為“項(xiàng)目污水-原水泵-保安過濾器-增壓泵-反滲透膜組件-出水”，膜組件為單支陶氏公司生產(chǎn)的BW30-4040反滲透膜組件，該膜組件為卷式聚酰胺復(fù)合膜，單支有效面積為7.2m2，標(biāo)稱脫鹽率為99.3%。小試過程添加3ppm阻垢劑。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，污水經(jīng)小試系統(tǒng)后，出水電導(dǎo)率可降低至100～200μS/cm，具有較好的處理效果。但運(yùn)行存在如下問題：①系統(tǒng)污堵較快，且較難清洗：每天小試10小時(shí)，運(yùn)行5天左右，膜組件出現(xiàn)較嚴(yán)重污堵，采用CEB酸洗及堿洗后不能恢復(fù)。同時(shí)，膜組件前端的保安過濾器2天須更換一次;②系統(tǒng)膜通量及回收率均較低：正常運(yùn)行的膜通量在8L/m2·h左右，回收率僅能控制在40%以下，還有60%的濃縮液需要進(jìn)一步處理;③雖然系統(tǒng)具有較好的脫鹽效果，但產(chǎn)水電導(dǎo)率無法達(dá)到10μS/cm生產(chǎn)要求。

　　產(chǎn)生上述問題主要原因如下：①項(xiàng)目污水中含有一定量的納米級別的磷酸鐵顆粒。電池級正磷酸鐵產(chǎn)品顆粒本身為納米級別，而氧化清洗及老化清洗工序中，壓濾機(jī)濾布孔隙不足以截留產(chǎn)品，必然有少量產(chǎn)品顆粒進(jìn)入污水中，造成膜組件前端的保安過濾器堵塞，且5μm孔徑的保安過濾器不能截留，進(jìn)一步導(dǎo)致膜組件的污堵;②污水中含有一定量的鐵離子及硫酸根離子，鐵離子對聚酰胺復(fù)合膜的氧化具有催化作用，硫酸根離子則能形成硫酸鈣沉淀附著于膜表面，基本無法通過CEB清洗去除。對膜造成性損傷，這是造成單級反滲透膜使用壽命較低的主要原因;③污水中的TDS過高，污水中TDS在10000mg/L左右，已超出陶氏BW30系列膜組件的推薦進(jìn)水要求，從而導(dǎo)致膜組件加速報(bào)廢。