濮陽(yáng)一體化污水處理設(shè)備結(jié)構(gòu)濮陽(yáng)一體化污水處理設(shè)備結(jié)構(gòu)

全偉環(huán)保水處理設(shè)備有限公司?？偨?jīng)理：白，

上流式曝氣生物濾池(up-flow biofiltration reactor)是近年來(lái)在歐洲發(fā)展起來(lái)的新 型污水處理技術(shù)，能有效地去除SS、CODCr、BOD5、NH3-N等。其工 藝原理是在濾池內(nèi)部裝填粒狀陶料，其表面長(zhǎng)有生物膜，污水由下*流過(guò)濾料層，池底則 提供曝氣，氣水同為上向流，使 廢水中的有機(jī)物得 以降解和硝化。陶粒粒徑為3.5～4 mm，密度為1.35～1.42 g/cm3 ，堆積密度為0.75～0.9 g/cm3，比表面積可達(dá)3.98 m2/cm3，因此可積累高濃度的微生物量(達(dá)10～15 g/L)，使曝氣生物濾池的容積負(fù)荷增 大到6～10kgBOD5/(m3?d)，池容和占地面積大大降低(是普通活性污泥法或接觸氧化 法的1/10左右)，并起到生物過(guò)濾的作用，不需再設(shè)二沉池。另外，為避免積累的生物污泥和懸浮固體堵塞生物濾池，只需定期利用處理后出水進(jìn)行反沖洗。
上流式曝氣生物濾池在進(jìn)水BOD5容積負(fù)荷為6 kgBOD5/(m3?d )時(shí)，出水SS和 BOD5＜20 mg/L，CODCr＜60mg/L，遠(yuǎn)低于國(guó)家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8 978—1996)之一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。它采用氣水平行上向流，防止了氣泡在濾層中的凝結(jié)，氧利用率高，能耗低。上向流過(guò)濾持續(xù)在整個(gè)濾池高度上提供正壓條件，可更好地避免溝流或短流，即使采用高濾速和高負(fù)荷，仍能保證工藝的持久穩(wěn)定性和有效性，并使空間過(guò)濾被更好地運(yùn)用，即空氣將固體物質(zhì)帶入濾床深處，保持高負(fù)荷、均衡的運(yùn)行，延長(zhǎng)反沖洗周期，減少 清洗時(shí)間和清洗時(shí)的用水、用氣量。
1  污水水質(zhì)
處理污水主要由遼河油田機(jī)械修造總廠生活區(qū)生活污水和廠區(qū)部分工業(yè)廢水組成，生活污水 與工業(yè)廢水的組成比例為7∶3。根據(jù)環(huán)境監(jiān)測(cè)站對(duì)總廠綜合污水水質(zhì)的監(jiān)測(cè)，污水水質(zhì)參數(shù)：CODCr為350～500 mg/L，BOD5為150～250 mg/L，SS為170～ 200 mg/L，石油類為60～80 mg/L。廢水的BOD5/CODCr約為0.43～0.50，可生化性較好。
2  工藝流程
2.1設(shè)計(jì)水量、水質(zhì)及排放要求
工藝設(shè)計(jì)參數(shù)：流量為1 200 m3/d，進(jìn)水CODCr為500 mg/L，BOD5為 250 mg/L，SS為200mg/L，石油類為80 mg/L；出水CODCr＜100 mg/L，B OD5＜30 mg/L，SS＜70 mg/L，石油類＜5 mg/L。
2.2工藝流程
工藝流程如圖1。
 
原水先經(jīng)格柵去除粗大漂浮物，再由泵提升至強(qiáng)化預(yù)處理系統(tǒng)，即具有沉砂、除油、沉淀作 用的斜管沉淀池，在其進(jìn)水口投加聚合鋁和天然高分子油絮凝劑，出水流入中間水池并由泵提升*流式曝氣生物濾池。

電鍍過(guò)程中產(chǎn)生的廢水成分非常復(fù)雜，其中重金屬?gòu)U水是電鍍行業(yè)潛在危害性*的廢水類別。鎳是一種可致癌的重金屬〔1〕，此外它還是一種較昂貴的金屬資源(價(jià)格是銅的2~4倍)。電鍍鎳因其具有優(yōu)異的耐磨性、抗蝕性、可焊性而被廣泛應(yīng)用于電鍍生產(chǎn)中，其加工量?jī)H次于鍍鋅，在整個(gè)電鍍行業(yè)中居第二位。在鍍鎳過(guò)程中產(chǎn)生大量含鎳廢水。如果含鎳廢水不加處理任意排放，不但會(huì)危害環(huán)境和人體健康，還會(huì)造成貴金屬資源的浪費(fèi)。

　　1 電鍍含鎳廢水的產(chǎn)生和危害

　　含鎳電鍍廢水主要來(lái)自于鍍鎳生產(chǎn)過(guò)程中鍍槽廢液和鍍件漂洗水，廢鍍液量少但其中鎳離子濃度含量非常高，鍍件漂洗水是電鍍廢水的主要來(lái)源，占車間廢水排放量的80%以上。鍍件漂洗水水量大，但其中鎳離子濃度與廢鍍液相比要小很多。根據(jù)《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 21900—2008)表2，允許排入水體的電鍍廢水中總鎳質(zhì)量濃度高為0.5 mg/L。

　　2 電鍍含鎳廢水的處理技術(shù)

　　按照不同原理可將處理含鎳電鍍廢水的方法分為三大類：化學(xué)法、物理化學(xué)法和生物處理法。

　　2.1 化學(xué)法

　　利用化學(xué)法處理含鎳電鍍廢水主要有傳統(tǒng)的化學(xué)沉淀法、新型工藝鐵氧體法，以及高效重金屬螯合沉淀法。其中化學(xué)沉淀法又包括氫氧化物沉淀法、硫化物沉淀法。

　　2.1.1 化學(xué)沉淀法

　　〔2〕在化學(xué)沉淀法處理電鍍廢水的實(shí)驗(yàn)研究中，用CaO、CaCl2、BaCl2三種破絡(luò)合劑處理鍍鎳廢水，對(duì)比發(fā)現(xiàn)：BaCl2的破絡(luò)合效果好，鎳離子的去除率高，CaCl2的效果差。將CaO與BaCl2聯(lián)用處理鍍鎳廢水，鎳離子的去除率可達(dá)99%以上，且在鎳離子的去除率相同時(shí)，BaCl2的使用量比其單獨(dú)處理鍍鎳廢水時(shí)的少很多。〔3〕首先采用Fenton試劑氧化，后采用NaClO氧化，對(duì)pH為3~5，Ni2+質(zhì)量濃度為100~150 mg/L的含鎳廢水進(jìn)行破絡(luò)預(yù)處理，后經(jīng)化學(xué)沉淀處理，使終出水上清液中鎳離子質(zhì)量濃度低于0.1 mg/L。

　　傳統(tǒng)的化學(xué)沉淀法處理含鎳電鍍廢水具有技術(shù)成熟、投資少、處理成本低等諸多優(yōu)點(diǎn)。雖然在反應(yīng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量污泥，甚至造成二次污染，但隨著破絡(luò)劑、重金屬捕集劑等的不斷發(fā)展應(yīng)用，傳統(tǒng)化學(xué)沉淀法的處理效果也被不斷提高。

　　2.1.2 鐵氧體法

　　在化學(xué)沉淀法中，比較新型的工藝是鐵氧體法。FeSO4可使各種重金屬離子形成鐵氧體晶體而沉淀析出，鐵氧體通式為FeO·Fe2O3〔4〕。廢水中Ni2+可占據(jù)Fe2+的晶格形成共沉淀而去除。一般n(Ni2+)∶n(FeSO4)為1∶2~1∶3，廢水中鎳離子質(zhì)量濃度為30~200 mg/L時(shí)〔5〕，采用鐵氧體法處理后形成的沉淀顆粒大且易于分離，顆粒不會(huì)再溶解，無(wú)二次污染，出水水質(zhì)好，能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

　〔6〕通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究了鐵氧體法處理含鎳廢水的工藝條件。結(jié)果表明，在pH=9.0，n(Fe2+)∶n(Ni2+)=2∶1，溫度為70 ℃的條件下，鎳的轉(zhuǎn)化率可達(dá)99.0%以上，廢水中的Ni2+可從100 mg/L降至0.47 mg/L。〔7〕研究了室溫下鐵氧體法處理低濃度含鎳廢水的工藝條件。試驗(yàn)結(jié)果表明，以Na2CO3為pH調(diào)節(jié)劑，在pH 為8.5~9.0，n(Fe3+)∶n(Fe2+)=1.5∶1，n(Fe2+)∶n(Ni2+)=12∶1，攪拌時(shí)間為15 min的條件下，處理效果佳。鎳的去除率達(dá)到98%以上，處理后的廢水中鎳離子質(zhì)量濃度達(dá)到0.20 mg/L以下，達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。

　　Fenton法與鐵氧體法2種工藝中都存在二價(jià)鐵離子，〔8〕采用Fenton-鐵氧體法聯(lián)合工藝處理含銅、鎳的絡(luò)合電鍍廢水。結(jié)果表明，在廢水初始pH=3，H2O2初始質(zhì)量濃度為3.33 g/L，m(Fe2+)∶m(H2O2)=0.1，溫度25 ℃的優(yōu)Fenton氧化條件下，先對(duì)廢水Fenton處理60 min，之后調(diào)節(jié)廢水沉淀pH=11，控制曝氣流量為25 mL/min，鐵與廢水中金屬離子的質(zhì)量比為10，反應(yīng)溫度為50 ℃，曝氣接觸時(shí)間為60 min，在此條件下廢水中鎳離子的去除率達(dá)到99.94%，出水鎳離子的質(zhì)量濃度為0.33 mg/L，達(dá)到國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。另外，沉淀污泥的物相分析表明，在佳工藝條件下得到的NiFe2O4、Fe3O4等鐵氧體沉淀物既無(wú)二次污染又可作為磁性材料回收利用。

　　鐵氧體法處理含鎳電鍍廢水具有處理設(shè)備簡(jiǎn)單、投資較少、沉渣可回收利用等優(yōu)點(diǎn)。目前，鐵氧體工藝正由單一工藝向多種工藝復(fù)合的方向發(fā)展，利用其本身優(yōu)勢(shì)并與其他水處理工藝相結(jié)合構(gòu)成新工藝，使其對(duì)重金屬?gòu)U水的處理更加完善。

　　2.1.3 高分子螯合沉淀法

　　近年來(lái)在傳統(tǒng)化學(xué)沉淀工藝中一種新型沉淀劑——重金屬螯合劑的加入改善了傳統(tǒng)工藝上的不足。〔9〕實(shí)驗(yàn)合成了一種重金屬離子螯合劑HMCA，將HMCA應(yīng)用于鍍鎳廢水中，在pH為6.5~7.5時(shí)，Ni2+的去除率可達(dá)98.5%以上。該螯合劑對(duì)Ni2+具有很好的捕集能力，且與Ni2+作用形成的螯合產(chǎn)物結(jié)構(gòu)致密穩(wěn)定。當(dāng)金屬螯合劑質(zhì)量濃度為3.79 g/L時(shí)，Ni2+的質(zhì)量濃度低為0.45 mg/L，顯著提高了對(duì)鍍鎳廢水的處理效果?！?0〕在堿性條件下合成了一種新型的具有絮凝、螯合雙功能的重金屬螯合劑——PAS，并將PAS用于重金屬鎳離子的螯合實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，加入0.6 mL的PAS對(duì)50 mg/L的含鎳廢水的去除率可達(dá)98%以上，可見PAS對(duì)Ni2+是一種良好的螯合劑。

　　2.2 物理化學(xué)法

　　物理化學(xué)新技術(shù)、新工藝的興起與進(jìn)步使得電鍍企業(yè)清潔生產(chǎn)成為可能，處理含鎳電鍍廢水常用的吸附技術(shù)、離子交換技術(shù)、膜分離技術(shù)、離子浮選技術(shù)等都是基于資源回收而發(fā)展起來(lái)的新型高效水處理技術(shù)。

　　2.2.1 吸附技術(shù)

　　吸附法是利用吸附劑的*結(jié)構(gòu)去除重金屬離子的一種有效方法。沸石、活性炭、腐殖酸等常被作為處理含鎳電鍍廢水的吸附劑。

　　人造沸石功能與天然沸石相似，但孔道內(nèi)有機(jī)雜物比較少，應(yīng)用范圍更廣。用斜發(fā)沸石對(duì)Ni2+進(jìn)行吸附，大吸附量可達(dá)13.03 mg/g〔11〕?！?2〕用丁二酮肟(DMG)對(duì)沸石表面進(jìn)行修飾，用經(jīng)十六烷基*基*(CTAB)改性的人造沸石吸附模擬廢水中的Ni2+。結(jié)果表明：溶液體積為25 mL，初始質(zhì)量濃度為20 mg/L，pH=7.0，溫度為35 ℃時(shí)，在改性沸石投加質(zhì)量為1.1 g，吸附時(shí)間為50 min條件下，吸附率達(dá)98%以上，且受其他干擾離子(Cu2+、Pb2+)的影響不大。陳爾余〔13〕采用分光光度法研究了新型改性沸石(Na-Y型)對(duì)電鍍廢水中Ni2+去除效果的影響。結(jié)果表明，在室溫、pH=4的條件下，當(dāng)加入改性沸石質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4%、吸附時(shí)間為2 h時(shí)，廢水溶液中Ni2+的去除率可達(dá)99%以上，Na-Y型沸石經(jīng)HCl和NaCl混合溶液淋洗再生后可重復(fù)使用，再生后吸附量有所下降，但下降不明顯。

　　活性炭能夠較為有效地去除廢水中的絡(luò)合鎳離子，〔14〕在靜態(tài)吸附條件下，研究了粉狀活性炭對(duì)水溶液中低質(zhì)量濃度檸檬酸絡(luò)合鎳離子的吸附行為。試驗(yàn)結(jié)果表明：溶液初始pH=11.0，活性炭投加質(zhì)量濃度為10.0 g/L時(shí)，鎳離子的去除率達(dá)到72.3%。

　　〔15〕通過(guò)利用腐殖酸樹脂處理重金屬 Ni2+的實(shí)驗(yàn)表明：在廢水pH為5.0~7.0，Ni2+質(zhì)量濃度為50 mg/L，腐殖酸樹脂通過(guò)離子交換和絡(luò)合吸附對(duì)Ni2+的去除率可達(dá)98%以上，且處理后廢水接近中性，廢水中Ni2+的含量顯著低于國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。

　　目前，工業(yè)上普遍使用的吸附劑價(jià)格昂貴，制約了吸附技術(shù)的廣泛應(yīng)用，同時(shí)吸附劑的再生和二次污染也是吸附技術(shù)處理廢水過(guò)程中應(yīng)該著重考慮的問(wèn)題。

　　2.2.2 離子交換技術(shù)

　　隨著新型大孔型離子交換樹脂和離子交換連續(xù)化工藝的不斷發(fā)展，離子交換法作為鍍鎳漂洗水“*”的手段一度引起學(xué)術(shù)界的興趣。

〔16〕采用離子交換法對(duì)低濃度鎳溶液進(jìn)行吸附實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明：室溫下，001×8型強(qiáng)酸性凝膠型陽(yáng)離子交換樹脂4.0 g，鎳離子質(zhì)量濃度1.0 g/L，反應(yīng)時(shí)間60 min，pH 5~6，鎳離子回收率能達(dá)到95%以上。動(dòng)力學(xué)研究表明，吸附速率主要受液膜擴(kuò)散控制。

〔17〕通過(guò)氨基磷酸螯合樹脂與其他螯合樹脂對(duì)弱酸性電鍍廢水中的鎳離子吸附性能比較試驗(yàn)得出：氨基螯合樹脂由H+型轉(zhuǎn)Na+型后對(duì)Ni2+的吸附量提高29.5%。處理后水中Ni2+質(zhì)量濃度小于0.020 mg/L。T. H. Eom等〔18〕采用離子交換技術(shù)進(jìn)行電鍍廢水處理，Ni2+去除率可超過(guò)99%。

　　將離子交換技術(shù)與膜技術(shù)相結(jié)合，組成新型工藝用于處理含鎳電鍍廢水得到了很好的處理效果。〔19〕采用離子交換—超濾—反滲透組合工藝處理鍍鎳漂洗廢水，該系統(tǒng)經(jīng)過(guò)連續(xù)四個(gè)多月的運(yùn)行后，監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，鍍鎳漂洗廢水中Ni2+質(zhì)量濃度由424 mg/L降至1.0 mg/L以下，Ni2+回收率大于99%，廢水整體回用率大于60%，系統(tǒng)出水可回用到鍍鎳漂洗槽中。該方法具有出水水質(zhì)穩(wěn)定以及可回收鎳資源、水資源等優(yōu)點(diǎn)。

　　2.2.3 膜分離技術(shù)

　　鎳既是重金屬又是貴金屬，利用膜分離技術(shù)既能去除廢水中的鎳離子又可以實(shí)現(xiàn)對(duì)鎳的回收利用，達(dá)到清潔生產(chǎn)的目的。

〔20〕采用超濾—反滲透組合工藝濃縮分離鍍鎳漂洗廢水，出水水質(zhì)接近純凈水?！?1〕采用兩級(jí)RO膜系統(tǒng)對(duì)含鎳250~350 mg/L的漂洗廢水進(jìn)行處理，對(duì)鎳的截留率達(dá)99.9%以上。

〔22〕利用新型納濾膜分離電鍍鎳漂洗水，對(duì)鎳離子的去除率達(dá)99.5%，出水可直接排放或回用于車間?！?3〕采用膜電解法對(duì)Ni2+質(zhì)量濃度為2 000 mg/L，pH=5.32的含鎳模擬廢水進(jìn)行了處理。并對(duì)單陽(yáng)膜二極室、單陰膜二極室以及雙膜三極室三種不同膜電解組合處理效果進(jìn)行了比較，結(jié)果表明：?jiǎn)侮幠る娊夥ㄔ陔娊獾倪^(guò)程中，陽(yáng)極反應(yīng)產(chǎn)生的H+被陽(yáng)極液中的OH-中和，同時(shí)陰膜也阻止H+通過(guò)，從而提高了鎳的回收率。且電流效率可高達(dá)90%以上，與普通電解法相比提高30%，電解率均高于單陽(yáng)膜和雙膜三室電解。采用電滲析法處理含鎳電鍍廢水要求清洗水中鎳離子質(zhì)量濃度≥1.5 g/L，以提高滲析率。電滲析處理后的濃縮液的濃縮比比反滲透濃縮比高，利用這一優(yōu)點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)化學(xué)鍍鎳液再生。國(guó)內(nèi)已有試驗(yàn)證明，采用電滲析法可回收90%的鎳，回收的鎳質(zhì)量濃度達(dá)到80~100 g/L，能直接回鍍槽使用〔24〕。

　　綜上可以得知，膜分離技術(shù)應(yīng)用于含鎳電鍍廢水的處理有*優(yōu)勢(shì)，不僅可以有效去除廢水中的Ni2+，使其以低濃度達(dá)標(biāo)排放或者廢水回用，而且濾膜所截留下來(lái)的含鎳沉渣可以回收利用，既環(huán)保又經(jīng)濟(jì)。與其他技術(shù)相比，膜技術(shù)設(shè)備簡(jiǎn)單，使用范圍廣，處理率高，無(wú)需添加化學(xué)試劑，因此不會(huì)造成二次污染〔25〕。但膜組件昂貴，且在使用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生膜污染，這是限制膜技術(shù)廣泛應(yīng)用的問(wèn)題所在。