電鍍廢水處理設(shè)備歡迎咨詢報(bào)價(jià)

　在工業(yè)飛速發(fā)展帶來巨大經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，工業(yè)廢水帶來的污染問題也日趨嚴(yán)重。硫及其化合物作為重要的工業(yè)原料，廣泛應(yīng)用于造紙、制藥、糖蜜發(fā)酵等行業(yè)，形成了大量高濃度硫酸鹽有機(jī)廢水，該類廢水因含大量硫酸鹽，對(duì)水體、水生生物、大氣環(huán)境均會(huì)產(chǎn)生污染。

　　因化學(xué)需氧量(COD)較高，這類廢水通常采用厭氧生物工藝處理，但廢水中高濃度硫酸鹽的存在會(huì)給厭氧處理過程帶來不利影響，硫酸鹽會(huì)被硫酸鹽還原菌(SRB)還原為硫化氫，而硫化氫對(duì)產(chǎn)甲烷菌(MPB)和SRB均有較強(qiáng)的抑制作用，SRB在還原硫酸鹽的過程中會(huì)與產(chǎn)甲烷菌競爭底物。抑制和競爭作用使厭氧反應(yīng)器對(duì)COD、硫酸鹽的處理效率大幅降低，甚至導(dǎo)致反應(yīng)器運(yùn)行失敗。為解決這些問題，有學(xué)者在單相反應(yīng)器基礎(chǔ)上，研發(fā)出了單相吹脫、兩相厭氧等工藝。

　　本文從COD/SO42-等角度，探究了不同負(fù)荷對(duì)各類厭氧生物工藝的影響，并在此基礎(chǔ)上分析了反消化過程對(duì)硫酸鹽還原、COD去除性能的影響，為未來的理論研究和實(shí)際應(yīng)用各反應(yīng)器處理硫酸鹽有機(jī)廢水提供借鑒。

　　2、厭氧生物處理

　　2.1 厭氧消化反應(yīng)

　　目前三階段理論和四菌群理論為厭氧消化反應(yīng)過程的主流解釋理論。其中，三階段理論是指將厭氧消化過程分為水解發(fā)酵、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸、產(chǎn)甲烷三個(gè)階段，據(jù)此將參與反應(yīng)的微生物按照功能分為水解發(fā)酵菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌、同型產(chǎn)乙酸菌和產(chǎn)甲烷菌四類菌。

　　此外，由于厭氧消化體系中存在硫酸鹽，SRB也會(huì)參與厭氧發(fā)酵過程，目前得到鑒定的SRB中，以脫硫弧菌屬、脫硫葉菌屬等較為常見。而在SRB參與反應(yīng)過程中，主要有兩類電子供體，即產(chǎn)甲烷前驅(qū)物(乙酸、H2/CO2)和有機(jī)物發(fā)酵過程的中間產(chǎn)物(丙酸、丁酸、乙醇)。

　　2.2、研究進(jìn)展

　　2.2.1 單相厭氧工藝

　　高效厭氧生物處理技術(shù)已經(jīng)在高濃度硫酸鹽有機(jī)廢水處理領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，在不同COD/SO42-時(shí)呈現(xiàn)出不同的處理效果，COD或硫酸鹽的去除率可達(dá)70%~80%。而在實(shí)際應(yīng)用中，單相厭氧工藝對(duì)高濃度硫酸鹽有機(jī)廢水的處理出現(xiàn)了以下問題：硫化物的毒性對(duì)SRB和MPB均產(chǎn)生抑制作用，造成甲烷產(chǎn)量降低;SRB和MPB的競爭作用使COD和硫酸鹽不能同時(shí)達(dá)到較高去除率。Colleran等人研究復(fù)合型厭氧反應(yīng)器(UBF)處理檸檬酸工業(yè)廢水中的高濃度硫酸鹽時(shí)，在進(jìn)水COD/SO42-=3.61時(shí)，硫酸鹽去除率為70%，COD去除率僅為52%，且在反應(yīng)器內(nèi)出現(xiàn)丙酸鹽和丁酸鹽積累。根據(jù)三階段理論，丙酸鹽和丁酸鹽是厭氧消化重要的中間產(chǎn)物，初級(jí)抑制作用或反應(yīng)進(jìn)程混亂導(dǎo)致丙酸鹽、丁酸鹽發(fā)生積累，COD去除效率大幅降低。

　　2.2.2 單相吹脫工藝

　　在單相厭氧還原基礎(chǔ)之上，國內(nèi)外也開發(fā)了多種吹脫和組合工藝，該類工藝吹脫方式主要有內(nèi)部吹脫和外部吹脫。Olesakjewicz等人應(yīng)用UASB反應(yīng)器，平行研究吹脫工藝對(duì)煉乳廢水和蒸煮液中硫酸鹽去除效果的影響，在通入N2吹脫后，COD去除率由60%提高到95%以上，硫酸鹽去除率提高了20%以上。

　　但是內(nèi)部吹脫工藝在應(yīng)用中有吹脫氣量不易控制、吹脫H2S不的缺陷，因此有研究在UASB反應(yīng)器的基礎(chǔ)上開發(fā)出外部吹脫裝置，出水在吹脫裝置中進(jìn)行吹脫去除H2S后回流，從而對(duì)進(jìn)水進(jìn)行稀釋。在COD和硫酸鹽進(jìn)水濃度分別為2000mg/L和1000mg/L，硫酸鹽負(fù)荷為1.3kg/(m3·d)時(shí)，COD和硫酸鹽去除率分別可達(dá)90%和70%。

　　雖然單相吹脫工藝減輕了H2S的毒性影響，但并未消除H2S;同時(shí)，SRB對(duì)MPB底物的競爭問題也未能解決，MPB受到的初級(jí)和次級(jí)抑制作用仍都存在。

　　2.2.3 兩相厭氧工藝

　　為減少SRB和MPB的競爭，有學(xué)者在單相工藝基礎(chǔ)上進(jìn)一步開發(fā)了兩相厭氧工藝，通過產(chǎn)酸相和產(chǎn)甲烷相的相分離實(shí)現(xiàn)了硫酸鹽還原過程和產(chǎn)甲烷過程在兩個(gè)厭氧反應(yīng)器中分別完成，且減少了硫酸鹽還原產(chǎn)物對(duì)產(chǎn)甲烷過程的抑制作用，提高了硫酸鹽、COD去除效率。Genschow等人應(yīng)用兩相工藝處理制革廢水時(shí)，在進(jìn)水硫酸鹽濃度為1180mg/L時(shí)，硫酸鹽去除率為58%(單相厭氧工藝去除率為30%)。Mizuno等人在應(yīng)用兩相厭氧反應(yīng)器研究酸化消解過程發(fā)現(xiàn)，在酸化相中水力停留時(shí)間達(dá)到2小時(shí)，就可發(fā)生硫酸鹽還原過程，當(dāng)硫酸鹽達(dá)到2400mg/L后，延長水力停留時(shí)間到10小時(shí)便可以去除硫酸根。

　　兩相工藝同步提高了COD和硫酸鹽去除率，但若反應(yīng)器內(nèi)硫化物濃度過高，硫酸鹽還原過程仍會(huì)受到抑制，但可采用惰性氣體吹脫的方式減少影響，其機(jī)理與單相吹脫工藝類似。雖然兩相工藝與氣體吹脫聯(lián)用能有較好的處理效率，但運(yùn)行費(fèi)用高等缺點(diǎn)仍限制了其應(yīng)用。

　　2.2.4 新型厭氧反應(yīng)器

　　為解決上述問題，在傳統(tǒng)兩相厭氧反應(yīng)器基礎(chǔ)上，一些新型厭氧反應(yīng)器開始出現(xiàn)。其中，內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器(IC反應(yīng)器)具有容積負(fù)荷高、占地面積小、耐沖擊負(fù)

　二苯基氯化膦(CDPP)是生產(chǎn)光引發(fā)劑TPO的重要原料之一，其合成是通過苯和在三氯化鋁的催化下發(fā)生傅克反應(yīng)得到的，由于反應(yīng)結(jié)束后三氯化鋁會(huì)和產(chǎn)物形成配合物，因此需加入解絡(luò)合劑氯化鈉使產(chǎn)品CDPP游離出來，由此會(huì)生產(chǎn)大量的四氯鋁酸鈉固體廢棄物，此部分固渣由于含有極少量的CDPP致使氣味較大，且每生產(chǎn)1tCDPP約產(chǎn)生3t的固渣，因此如何合理處理該固廢是CDPP生產(chǎn)企業(yè)亟待解決的問題。

　　筆者對(duì)二苯基氯化膦生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的固渣進(jìn)行了綜合處理，使用甲醇使四氯鋁酸鈉中氯化鈉和氯化鋁解離開來，氯化鈉回收后重新套用于二苯基氯化膦的制備中，氯化鋁合成水處理劑聚合氯化鋁(PAC)用于廢水處理，解決了四氯鋁酸鈉固體廢棄物的處理問題，同時(shí)達(dá)到了廢物再利用的目的，減少對(duì)環(huán)境的污染。

　　2、實(shí)驗(yàn)部分

　　2.1 儀器與試劑

　　儀器：磁力攪拌器(上海司樂儀器有限公司85-1)、精密pH計(jì)(上海天達(dá)儀器有限公司PHS-3TC)、集熱式恒溫加熱磁力攪拌器(鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司DF-101S)。

　　試劑：四氯鋁酸鈉(自制);甲醇(國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)、氫氧化鈉(國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)、PAC(宜興華南)，以上試劑均為AR。

　　2.2 實(shí)驗(yàn)步驟

　　2.2.1 四氯鋁酸鈉的預(yù)處理

　　實(shí)驗(yàn)所用的四氯鋁酸鈉是筆者公司在合成二苯基氯化膦過程中產(chǎn)生的固渣，其中會(huì)含有少量的二苯基氯化膦及部分有機(jī)膦水解產(chǎn)物，這部分有機(jī)物如不脫除會(huì)影響后期

我國的采油技術(shù)先后從復(fù)合驅(qū)采油過渡到三元驅(qū)采油，三元驅(qū)采油技術(shù)逐漸走向成熟，且三元驅(qū)采油的效率較高。但三元驅(qū)采油工藝也給周邊環(huán)境帶來困擾，由于采油過程中夾雜大量的表面活性劑使出水水質(zhì)更復(fù)雜，聚合物含量高、pH值高、含油量高、水溫高等特點(diǎn)，加大了石油廢水的處理難度。聚合驅(qū)采油效率略低，出水水質(zhì)中摻雜著大量的油塊，含油量較大、油味重、乳化嚴(yán)重，水質(zhì)較差。兩種采油技術(shù)的出水處理都有一定難度。

　　乳化油中油的存在方式分為游離油、分散相油、乳化油3種。絮凝加氣浮對(duì)游離油、分散相油處理效果較好，對(duì)乳化油處理效果一般。破乳是關(guān)鍵一步。

　　本文采用破乳劑、絮凝劑及助凝劑加氣浮的處理方式，對(duì)石油廢水的達(dá)標(biāo)處理提供依據(jù)。

　　1、實(shí)驗(yàn)部分

　　1.1 藥品與儀器

　　聚合氯化鋁鐵、聚合氯化鋁、鹽酸、硫酸鋁、均為分析純;聚丙烯酰胺(PAM，相對(duì)分子量2000萬，水解度20%)、SLD型破乳劑H1(成分以高碳醇、丙二醇、丙三醇、多乙烯多胺為主)、JS-8型破乳劑R2(成分以聚氧乙烯聚氧丙烯兩段嵌段式為主)均為工業(yè)品。

　　OIL460型紅外分光測油儀;JJ200型電子天平;DK-S26型恒溫

產(chǎn)品的質(zhì)量。由于二苯基氯化膦沸點(diǎn)較高，常規(guī)的水蒸氣吹脫法無法去除雜質(zhì)，因此實(shí)驗(yàn)中采取了萃取法對(duì)四氯鋁酸鈉固渣進(jìn)行前處理。在反應(yīng)結(jié)束冷卻后將100g四氯鋁酸鈉溶于500g水中(由于結(jié)塊，需攪拌溶解較長時(shí)間)，用30g乙酸乙酯萃取3次除去其中的有機(jī)物，使廢水中總磷的含量小于5mg·L-1，可以滿足下一步反應(yīng)的要求。

　　2.2.2 解離

　　電鍍廢水處理設(shè)備歡迎咨詢報(bào)價(jià)將去除有機(jī)物后的水層進(jìn)行蒸餾，得到93g純凈的四氯鋁酸鈉固體，再將得到的固體溶解于200g80%的甲醇水溶液中，加熱至70℃攪拌1h，充分解離后得到白色漿料，趁熱直接過濾得到回收氯化鈉固體，干燥后重量為26.3g，氯化鈉收率為92.8%。將干燥后的回收氯化鈉套用于二苯基氯化膦的解絡(luò)合反應(yīng)中，并與工業(yè)品氯化鈉的解絡(luò)合效果進(jìn)行比較。

　　2.2.3 聚合氯化鋁(PAC)的制備

　　解離后得到的濾液即為三氯化鋁的甲醇水溶液，脫溶后得到水合三氯化鋁，接著用氫氧化鈉調(diào)節(jié)鹽基度，控制pH在4~5，獲得聚合氯化鋁，作為絮凝劑使用。

　　2.2.4 PAC絮凝效果驗(yàn)證

　　原水(取自南通江山農(nóng)藥化工股份有限公司預(yù)處理廢水，COD為847mg·L-1，濁度為15度)，分別取500g置于2個(gè)燒杯中，往燒杯中分別加入5g的自制聚合氯化鋁和外購的PAC(宜興華南)，快速攪拌30min后靜置30min，取上層清液分別測定濁度和COD的變化。

　　3、結(jié)果與討論

　　3.1 回收氯化鈉的XRD表征

　　將回收得到的氯化鈉固體進(jìn)行了XRD的表征，其結(jié)果如圖1。由圖1可知，回收得到的固體與氯化鈉標(biāo)準(zhǔn)圖譜相一致，由此可以判斷解離后得到的固體即為氯化鈉。從圖中的峰型上來看，經(jīng)過處理后的回收氯化鈉晶型也較為完整，沒有因處理而發(fā)生較大的改變。

荷強(qiáng)等特點(diǎn)，應(yīng)用較為廣泛。IC反應(yīng)器可以理解為兩個(gè)兩相厭氧反應(yīng)器的串聯(lián)，并且形成了內(nèi)循環(huán)，污水從下層通過布水系統(tǒng)進(jìn)入反應(yīng)器，在反應(yīng)器下部膨脹床反應(yīng)區(qū)進(jìn)行有機(jī)物降解和硫酸鹽還原。第一級(jí)三相分離器對(duì)產(chǎn)生甲烷、污泥和水進(jìn)行分離，部分污泥和水混合液由于甲烷的氣提作用會(huì)上升至氣液分離器，然后與甲烷分離，并沿下降管返回混合區(qū)，形成內(nèi)循環(huán)。

　　目前，雖缺少IC反應(yīng)器處理硫酸鹽廢水的研究，但理論上來看，應(yīng)用IC反應(yīng)器來處理高濃度硫酸鹽有機(jī)廢水有較高的可行性。

　　3、研究展望

　　3.1 在現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)上，增強(qiáng)對(duì)反應(yīng)器實(shí)際工程應(yīng)用效果的論證，為進(jìn)一步的研究和創(chuàng)新提供方向上的指引。

　　3.2 橫向比較工藝，深入研究新工藝，從溫度、COD/SO42-、pH、出水水質(zhì)等角度，以統(tǒng)一指標(biāo)明確各個(gè)工藝的優(yōu)缺點(diǎn)，為實(shí)際工程應(yīng)用提供較為便捷可靠的參數(shù)支撐。