幾種工業(yè)廢水的處理方法
抖化學(xué) / 2022-12-21
(一)含氰廢水的凈化處理
含氰廢水主要來自氰化鍍銅、鍍鉻、鍍鋅的廢液及煤氣與焦化廢水。廢液呈堿性，其含氰濃度一般為20~70mg·L-1 (排放的許可濃度為0.1mg訪問中(8)機器人接待(0)L-1)，而氰化物又是-種極毒的物質(zhì)，當(dāng)水中CN含量達0.3~0.5mg·L-1時，即可致魚死亡，它是水污染中的主要污染物之一。凈化含氰廢水有多種處理方法，常用的有:
1.堿性氯化法
用氯氣、漂自粉或
次氯酸鈉作氧化劑，把氰離子氧化分解成無毒的氮和二氧化碳。其主要反應(yīng)方程式為:
C12＋H2O≒HOC1＋H+＋C1-
HOC1≒H+＋OC1-
OC1-＋CN-＋H2O≒CNC1＋20H-
CNC1＋20H-≒CNO-＋C1-＋H2O
2CNO-＋3OC1-≒CO2↑＋N2＋3C1-＋CO3²-
一般操作程序是:
1)向含氰廢水中投加石灰，調(diào)節(jié)pH值至11左右。
2)加液氯(或次氯酸鈉等)，并用淀粉-碘化物作指示劑。當(dāng)指示劑顯色時停止加氯。
3)氯化作用完后(約0.5h)加入
硫代硫酸鈉，去除過量的氯。
處理中產(chǎn)生的二氧化碳和氮由高煙筒排放，廢水中所含金屬物可同時被破壞而沉淀分離出來，如:
2[Cu(CN)3]-＋70C1-＋2OH-＋H20→6CNO-＋7C1-＋2Cu(OH)2↓
這是一個成熟、用得較廣泛的方法除氰效果也好，出水含氰濃度低達0.1mg·L-1。
2.電解法
電解除氰一般在電解槽中進行。在槽的下部進廢水，用石墨作陽極。氰離子在陽極被氧化，產(chǎn)物為氮和二氧化碳。為了加速氰離子的氧化分解，可在電解槽內(nèi)加入
氯化鈉，氯離子在陽極放電產(chǎn)生氯氣，而氯氣水解生成的次氯酸可氧化分解氰離子，同時
用壓縮空氣攪拌以加速反應(yīng)。主要反應(yīng)式為:
CN-＋20H-→CNO-＋H2O＋2e-
2CNO-＋40H-→2CO2↑+N2↑+2H20+2e-
電解法主要用于含氰廢水的處理，主要缺點是電能消耗大，以及電解過程中會有催淚的毒性大的氯化氰CNC1氣體產(chǎn)生，需將電解槽加蓋密封來防止。
3.生物法
利用微生物來處理水量大的含氰廢水或含多量有機腈的廢水已成為一個常用方法，效果也較好，除氰率達99%。常用的是活性污泥法及生物濾池法。
活性污泥法主要處理有機腈廢水如含
丙烯腈(CH2=CHCN)的廢水。大致流程是先把廢液送入沉淀池，去掉某些雜質(zhì)及懸浮物，再送入曝氣池，在池中通過微生物的活動將氰化物轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì);再進入沉淀池分離出污泥。經(jīng)處理后出水含氰濃度可在0.1~0.5mg·L-1以下。
生物濾池法處理含氰廢水的能力是很強的，用得也很普遍。濃度為60~100mg·L-1的含氰廢水經(jīng)處理后合平排放要求。
4.燃燒法
利用廢水中的有機氰化物如乙腈等易燃燒的物質(zhì)，可把廢水泵入蒸汽器中，再吹入高溫高壓氣體，使有機腈氧化燃燒轉(zhuǎn)化成二氧化碳、氮和水，使廢水得到凈化。此法的優(yōu)點是設(shè)備簡單,投資少，便于操作，但不能回收再利用。
(二)含酚廢水的處理
含酚廢水的來源很多，如焦化廠、煉油廠、合成酚廠、絕緣材料廠及制藥廠等。酚的毒性大，長期飲用含酚量高的水能損害人的神經(jīng)、肝和胃。水中含酚可使魚肉有酚味而不能食用。含酚濃度高的水用于灌溉可使植物枯萎死亡。一般規(guī)定地面水中含酚最高容許濃度為0.01mg·L-1。
1.含酚廢水的回收處理
工業(yè)上常用萃取法、吸附法及蒸餾法等來回收廢水中的酚。在萃取法中，常用的萃取劑有苯、汽油、
乙酸丁酯、
丁醇、
異丙醚、
苯乙酮等。萃取在離心萃取機、旋轉(zhuǎn)萃取器或填料萃取塔等設(shè)備中進行，其脫酚率可達97%。圖4-13為用醋酸丁酯作萃取劑的操作流程示意圖。萃取操作在填料塔內(nèi)進行，萃取后含酚的醋酸丁酯經(jīng)精餾塔分別回收酚及醋酸丁酯。從萃取塔下部流出的廢水再進一步經(jīng)過生物處理而得凈化水。
吸附法回收酚常用的吸附劑是活性炭和磺化煤。用磺化煤作吸附劑脫酚率約85%，比活性炭稍差?；腔菏褂靡欢螘r間后欲進行活化處理?？砂?%的堿液泵入吸附塔內(nèi)，使酚變成酚鈉脫附進入溶液而流出。再用6%的酸液酸洗磺化煤便能恢復(fù)其吸附能力。在堿洗時所得的酚鈉溶液中加入酸又可回收酚。
2.含酚廢水的凈化處理
含酚工業(yè)廢水的凈化處理主要是生物法(活性污泥及生物濾池)及化學(xué)氧化法。化學(xué)氧化法是用氧化劑把酚氧化成二氧化碳及水，所用的氧化劑是臭氧。臭氧對含量較低的含酚廢水的氧化作用的效率是高的，但對濃度大的含酚廢水(含酚在1000mg·L-1以上)需要投加大量的臭氧，增加費用，不經(jīng)濟。因此臭氧氧化法常用于回收法和生物處理后，作為排放前的最后處理。
含酚廢水的凈化處理主要是生物法。使用生物法時要注意廢水中不得含有焦油及油類物質(zhì)，否則會使微生物死亡，因此要先除去油。另外要使水中始終保持有充足的溶解氧。操作時水溫約保持在17 ~30℃之間為佳，此溫度有利于生物的生化活動。此外，微生物的生命活動還需要有磷、氮養(yǎng)料(要求含氮15mg·L-1以上，磷5mg·L-1以上)，而一般含酚廢水是缺少的，因此通常將含酚廢水與含磷豐富的生活污水混合后再進行生物處理。圖4-14為某煉焦化工廠含酚廢水處理流程簡圖。
(三)含硫廢水的處理
在紡織、印染、硫化染料廠、焦炭工業(yè)、煉油工業(yè)以及許多化工原料生產(chǎn)廠的廢水中都含有大量硫化物。在一定條件下當(dāng)硫以硫化氫氣體形態(tài)逸出后其毒性更大。國家規(guī)定排放廢水中硫化物含量不得超過5mg·L-1。常用的凈化法有:
當(dāng)廢水中硫化物含量較高時，在貯有含硫廢水的處理池中加入
硫酸亞鐵和石灰，充分混合均勻，使廢水pH值在8~9，此時硫酸亞鐵與硫化物作用，生成硫化亞鐵沉淀使水得到凈化。
2.中和法
當(dāng)廢水中硫化物含量較少時常用中和法。在貯有堿性(pH值約為9)含硫廢水的處理池中，通入經(jīng)除酚處理過的煙道氣，使廢水pH值降低，某些碗化物沉淀除去，經(jīng)處理過的出水再與生活污水混合，進行生物過濾，進- -步凈化到符合排放要求。
另外還有用曝氣法(用錳鹽作催化劑)，以及水中加酸使硫化物轉(zhuǎn)化為硫化氫氣體再用堿液吸收或用氧化法使HzS轉(zhuǎn)變成單質(zhì)硫而加以回收等方法。
(四)乳化液廢水的處理
來自軋鋼廠、機械制造廠的乳化液廢水中，含油量高約2~5%，油粒細度在0.1~2μm之間，且有機物含量高(夷面活性劑、有機防銹添加劑等)。此類水常采用破乳及水質(zhì)凈化兩級處理。破乳常用加入電解質(zhì)鹽類的鹽析法或加入
明礬、
聚合氯化鋁、
聚丙烯酰胺等藥劑的凝聚法或超濾法。水質(zhì)凈化法常用生化法、臭氧法、吸附法等來降低水中的化學(xué)耗氧量及生化需氧量等。
(五)重金屬廢水的處理
常用的有氫氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、氧化-還原法及離子交換法。
1.氫氧化物沉淀法:向廢水中投加堿性沉淀劑如Na2CO3、Ca(OH)2等物質(zhì)發(fā)生如下反應(yīng):
Mn+＋nOH-→M(OH)n↓
反應(yīng)時控制廢水的pH值很重要，需用試驗來確定最佳pH值及沉淀劑的加入量。工藝有一次沉淀及分步沉淀法，這可由各金屬氫氧化物的溶度積來決定。
如某一礦山廢水，其pH值為2.3,含Cu83·4mg·L-1, 總鐵1260mg·L-1，F(xiàn)e2+10mg·L-1{可采用二步沉淀法，先除鐵，再回收銅，出水符合排放標準，工藝流程為:
如采用一次沉淀法，pH值控制在7.47,出水也符合排放要求，但渣中的銅含量低，僅0.18%。 為了回收銅，所以要采用分步沉淀法。
2.硫化物沉淀法
在廢水中加入硫化物使之生成金屬硫化物沉淀析出。根據(jù)金屬硫化物溶度積的大小來判斷各沉淀物析出的先后次序:
Hg2+→Ag+→ As3+→Bi3+→Cu2+→Pb2+→Cd2+→Sn2+→Zn2+→Co2+→Ni2+→Fe2+
位置越前的，溶解度越小，處理也就容易了。如對于偏堿性的含Hg2+廢水，可在pH=9~10的弱堿性條件下，投入石灰乳及硫化鈉:
Hg2+＋S2- →HgS↓ (Ksp=4×10- 45)
硫化汞的溶度積為4×10- 45生成的HgS粒子很細，不易沉降。可加入硫酸亞鐵發(fā)生下列反應(yīng):
FeSO4+S²- →FeS↓+SO4²- (Ksp=3.2×10-18)
Fe2+＋20H- →Fe(OH)2- →Fe(OH3
在氫氧化物下沉?xí)r能將HgS連帶地沉降下來。如某廠的廢水中含Hg2+0.6~2mg·L-1,用Ca(OH)。調(diào)節(jié)pH值至9，加3%的硫化鈉，攪10min后再加6%硫酸亞鐵，再攪15min,靜止0.5h。清液可達到排放標準。沉渣中含汞40~50%，經(jīng)離心干燥后，再焙燒，回收金屬汞。此方法效果較好，但因污泥量大，勞動強度高。
3.電解法
如對于Cr6+的廢水，可用Fe作陽極,電解時陽極氧化溶解生成Fe2+, Fe2+又使Cr6+還原成Cr3+。在陰極是水中H+放電成H2,溶液pH值逐漸變大呈堿性，于是Cr8+及Fe2+成氫氧化物沉淀而去除。這實質(zhì)為還原法，所以也可用向廢水中加入還原劑使Cr6+→Cr3+→Cr(OH)3↓而除去。常用還原劑有FeSO4、Na2SO3、SO2、Fe等。流程示意圖為:
.jpg "醋酸丁酯萃取法回收酚流程示意圖")
.jpg "圖4-14為某煉焦化工廠含酚廢水處理流程簡圖")
.jpg "兩步沉淀法處理流程")
.jpg "還原法處理含鉻廢水流程圖")
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