化學沉淀對化工工業廢水處理的應用
時間:2022-06-16 08:46:44
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摘要:水資源是重要的自然資源,隨著我國化工業的發展,產生工業廢水對環境影響日趨嚴重。水體氨氮濃度過高,導致水資源惡化,氯離子大量排放導致土壤結構改變,我國高濃度化工廢水處理是亟待解決的問題。研究有效處理化工廢水技術具有重要現實意義。根據元素化合物質,含磷廢水,重金屬離子廢水可使用化學沉淀法進行去除,化學沉淀法在多種工業廢水處理中具有重要作用。
我國水資源短缺,排放污水量迅速增加,已有90%流經城市的河流不符合飲用水標準水質。水體中氮磷及化學需氧量等污染物超過檢測標準,已有不少主要河流遭到污染,對工農業等產業帶來不良后果,工業中缺水發生停產事故,農業降水不足導致干旱,這些都嚴重威脅我國經濟的可持續發展,因此要積極防治水污染。人類對工業廢水危害逐漸重視,工業廢水中總含有大量氮磷砷有毒化合物,利用化學沉淀法是去除工業廢水最佳方式。
1化工廢水處理現狀
當前我國水污染問題嚴重,大量生活污水未經處理直接排放,工業廢水占污水量比例在70%以上,工業化發展導致污染程度提高,我國重視污水處理時間較短,工廠中生產管理水平低。市政工程基礎差,導致排放廢水未得到處理。近年來政府加強對污水的重視,充分利用廢料,學習國外先進技術以及研發新工藝,嚴格規定排放標準,組織專家組充分論證企業實施新項目,有效減少污染。但目前廢水處理缺乏綜合統籌,未能從根本上解決問題,環境污染未得到徹底控制。隨著我國農業及化工業發展,氯化銨廢水帶來的環境問題日益嚴重。環境標準依據廢水污染物成分制定主要污染物排放標準,采用適當方法降低污染物含量,隨著經濟的增長,數次護理方法不斷提高,逐漸向省時省力的方向發展,新的處理方法不斷涌現。根據污水處理程度可分為稀釋、分解與轉化。稀釋是降低污染物濃度,但未改變污染物總量,是消極的方法。分離法是利用外力作用將污染物與廢水分離,污染物數量發生改變,主要采用外力作用包括過濾、重力分離等。轉化法是通過理化生等方法將有害污染物轉化為無害物質,主要歸納為混凝法、化學沉淀法,化學氧化法等處理方法。
2化工廢水的危害
工業廢水來源分為工廠排放與生產中間接冷卻水系統。工廠排放廢水夾帶大量雜質,污染嚴重,是水污染防治的主要對象。工業廢水危害程度因工業生產性質有很大差異,同類型工業企業因原料及生產管理方法等不同產生不同的廢水,廢水防治可以按照來源分為化工、電鍍廢水等,按照主要污染物分為酸堿性廢水、放射性廢水等。污染物眾多,大多數從某種途徑影響水環境狀態,破壞其原有使用價值。水質污染原因主要是生產生活中傾倒污染物造成,主要來源有工農業污染源,由于企業生產所用原料及生產用水量等條件不同,使工業污水種類等方面存在差異,顏色多種多樣,有些含有有毒物質,工業廢水排放量在污水排放量中占有重要位置。許多小型企業由于污水排放量難以統計,工業廢水經過各種方法治理減少,但污染問題依然嚴峻。日趨加劇的水體污染使污染物增多,人們長期飲用危害身體健康。水體污染危害人體健康,構成社會環境可持續發展的障礙,加強水資源管理治理非常迫切。
3化工廢水化學沉淀反應處理技術
3.1利用化學沉淀法去除氮磷
大部分工業生產廢水排放量巨大,氮元素是水體富營養化主要成因,化學沉淀法處理氨氮可回收氮。Mg2++PO3-4+NH4++6H2O→MgNH4PO4·6H2O↓。化肥生產中重油裂解產生炭黑,利用Na2HPO4·12H2O形成沉淀去除廢水氨氮。氨氮廢水是稀土工業廢水主要污染物,化學沉淀法是高效脫氮處理方法。稀土廢水通常使用Na2CO3進行沉淀預處理。乳化炸藥廢水含有大量硝酸銨,MPA法產物化工原料應用廣泛,MPA中含有作物生長必需的N、Mg元素,是環保治理副產品。磷化工生產是含磷廢水主要來源,含磷廢水排放引起水體富營養化,化學沉淀法優勢顯著。Al3+等可形成化學沉淀,產生聚磷酸鹽絮狀沉淀。研究表明利用聚合氯化鋁可與含磷農藥廢水磷形成沉淀,采用合適的投藥配比可去除廢水總磷含量,PO3-4+Fe3+→FePO4。機械工業金屬零件生產通常進行磷化處理,如某電冰箱廠利用CaCl2處理磷化廢水,調試后取得理想除磷效果。化學電鍍產生含磷廢水,采用石灰乳不能去除次磷酸根造成二次污染。MPA沉淀法在廢水處理中廣泛應用,對高濃度含磷廢水需結合其他輔助方法處理達標。
3.2化學沉淀法處理含砷廢水
化學沉淀法去除通常利用亞砷酸去除,處理方法包括中和沉淀法等。砷在高pH值下形成鹽類沉淀,廢水中As形成砷酸鈣鹽類沉淀,中和沉淀法可作為高含砷廢水預處理。硫化法采用廉價試劑為硫化試劑,脫硫處理產物可做殺蟲劑等產品原料。絮凝共沉淀法在含砷廢水處理中應用最多,加入Mn2+等離子,可將水中含砷化合物吸附在表面,Mn2++2H2O→Mn(OH)2↓+2H+。
3.3化學沉淀法處理重金屬離子廢水
鉻元素被EPA列為最具鍍鋅污染物之一,在冶金等行業可產生含鉻廢水,Cr(+VI)吸入后致癌。鉻元素存在影響污水處理,化學沉淀是含鉻廢水常用處理方法,離子交換法處理廢水濃度較高,吸附后樹脂難再生。Cr(+III)易與絮凝沉淀劑發生反應,化學沉淀法在含鉻廢水處理中應用廣泛。化學沉淀法除鉻工藝有還原沉淀法等,鋇鹽法是鉻酸鹽反應生成絮凝物,用微孔過濾器濾除碳酸鋇沉淀,處理后水可達到車間回收用水標準,還原劑將Cr(+VI)還原為Cr(+III),具有運營穩定等優勢。處理方法化學工藝成熟,過氧化氫是環境友好型氧化還原劑,由于其便捷運行方式得到廣泛應用。采用氧化還原-超濾工藝模擬含鉻放射性廢水,是二次產生廢少的處理方法。工業中常用鉛為化學原料,鉛化合物具有生物毒性,影響人體健康。《污水綜合排放標準》對總排口有嚴格控制指標。含鉛廢水處理方法有化學沉淀等。化學沉淀法因其操作簡便廣泛采用。處理含鉛廢水有氫氧化物沉淀等工藝,與沉淀劑反應生成沉淀物過濾去除。氫氧化物沉淀法應用較多,氫氧根離子能否生成沉淀物取決于溶液濃度,pH值>9.5,出現反溶現象。磷酸鹽沉淀法反應機理為鉛離子與PO3-4發生反應生成磷酸鉛沉淀,投加磷酸鹽同時投加助凝劑。鐵氧體沉淀法是新興廢水除鉛方法,化學沉淀法對高含鉛廢水具有顯著效果。3Pb2++2PO3-4→Pb3(PO4)2↓。
4結語
隨著化工業的發展,工業廢水對環境造成危害日益嚴重。化學沉淀法是廢水中投加與銨離子反應生成沉淀磷酸鹽,得到磷酸銨鎂沉淀物。本文在綜述化工廢水處理技術基礎上,提出化工廢水化學沉淀處理方法,有效去除化工廢水中的有害物質。化學沉淀法把水中污染物轉化為可用物質,適合處理高濃度氨氮廢水,在產生高濃度氨氮廢水中處理面臨技術難題,化學沉淀法應用提供新的處理方法,是經濟合理的化工廢水處理方法。
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作者:羅娟娟 單位:延安職業技術學院
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