铁氧体法处理电解锌厂生产废水张学洪1, 王敦球1, 程利2, 朱义年1, 李金城1, 丁昌福2(1.桂林工学院资源与环境工程系,桂林 541004; 2.桂林市环境保护局,桂林 541001)摘 要:在对广西某电解锌厂的金属废水分析的基础上,采用铁氧体法对其产生的含铜、锌废水进行工程实际处理,运行结果表明,处理效果十分稳定。
进水Cu2+、Zn2+浓度为25mg/L,1200mg/L左右,pH为2.0,出水pH为8.0左右,Cu2+,Zn2+浓度为0.1mg/L,1. 0mg/L,并对运行中的一些问题进行了讨论。
关键词:铁氧体; 电解锌厂; 废水处理中图分类号:X781.1 文献标识码:A 文章编号:1003-6504(2003)01-0036-02广西某电解锌厂年产金属加工2400t/a,在生产过程中主要有碱洗除氯工段排放的废水及碱洗后用清水冲洗时产生的废水,属于典型的重金属离子废水。
废水排放量为120t/d,具体水质情况见表1。
表1 废水水质情况污染物成份Cu2+(mg/L)Zn2+(mg/L)pH碱洗除氯工段301900 1.8冲洗工段11500 4.5综合出水口241100 2.0该厂属于广西限期治理项目,要求废水处理后达到 污水综合排放标准 (GB8978-1996)一级标准。
1 工艺流程的确定1.1 方案确定一般重金属废水的处理方法[1~5]主要有中和沉淀法、化学沉淀法、氧化还原法、气浮法、电解法、生化法等。
中和沉淀处理过程简单,中和剂来源广泛,但处理效果较差,沉渣量大;氧化还原法需消耗大量的酸,产生的废渣和污泥量也大;气浮法处理重金属残留低,操作速度快,占地少,但浮渣和净化水回用需进一步解决,运行费用稍高;电解法设备简单、占地少,且可以回收金属,但是耗电量太大,运行成本较高,出水水质差,处理量小。
因此本设计工艺在综合考虑多方面的因素后,决定选用化学沉淀法中铁氧体工艺处理该电解锌厂废水,其工艺流程见图1。
1.2 工艺原理投加FeSO4可使废水中的重金属离子形成磁性铁氧体晶体而沉淀析出,铁氧体通式为FeO Fe2O3[1],废水中的二价重金属离子Cu2+、Zn2+等占据Fe2+的晶格。
在铁氧体法处理工艺中,FeSO4中的Fe2+先被作者简介:张学洪(1963-),男,博士后,教授,主要从事水污染治理、固体废物处理教学和科研工作。
FeS O4 NaOH废水 调节池 混合反应沉淀池 回用水池 回用或排放上清液 铁氧体制作槽 污泥干化厂 污泥外运空气 蒸汽图1 电解锌厂废水处理工艺流程氧化成Fe3+,加碱调pH为8~10左右时,Fe3+和Cu2+、Fe2+形成氢氧化物共沉淀,然后在60~80 下通风氧化,其中有一部分Fe(OH)2转化为Fe(OH)3,就形成了铁氧体晶体。
2 主要构筑物和工艺参数主要构筑物及其工艺参数见表2。
表2 主要构筑物规格及其参数构筑物型号规格数量设计运行参数调节池钢砼4.5m 1.5m 2m1座Q=5m3/h,HRT=6h,V有效=30m3混合沉淀反应池钢砼3m 3m 2.5m2座反应时间t=20min,沉淀时间t=2h铁氧体制作槽钢砼3m 3m 2m1座V有效=18m3回用水池钢砼5m 5m 2m1座HRT=8h污泥干化池砖混5m 5m 1m2座V有效=25m3,HRT=5d 溶药池塑钢1m 1m 1m2座V有效=1m3,停留时间t=10min3 调试运行3.1 调试先在反应池内进满废水,计算出需NaOH溶液和FeSO4溶液的量后,适量加入反应池,调节pH值为8 ~10左右,搅拌反应,并在反应过程中通过pH监测仪器和投药系统始终保持pH范围在8~10左右,反应30min后,经过2h沉淀,即可达到排放要求,实际运行中两反应池可交替操作。
3.2 验收监测情况调试完毕,稳定运行一个月后,经桂林市环境监测环境科学与技术 第26卷 第1期 2003年1月中心站2001年3月15日采样监测,分析结果见表3,可见出水水质完全达到设计和国家排放标准。
表3 废水水质监测结果样品pH COD Cr2+Zn2+进水出水进水出水进水出水进水出水1# 6.08.6702625.00.211213.10.552# 6.468.66562324.50.211213.10.583# 6.028.66471724.50.121213.70.584# 6.08.08702525.00.151213.1 1.835# 6.468.58561924.50.181213.10.776# 6.028.58471424.50.191213.70.77注:1#,2#,3#样和4#,5#,6#样分别为两个反应池的处理数据。
3.3 运转情况正常运转时间内,只要保证投药和pH值范围的稳定,出水水质即可以得到保证。
工程实际总投资40万元,经过半年的运行实际运行费用约在1.2~ 1.4元/m3。
操作中有两次自检出水水质超标,主要由于加药系统的水泵出现问题而导致的。
4 存在问题在工程调试过程中,由于厂方对经费的限制,自动化的程度稍差一些,人为误差导致投药和pH值范围有一些偏差,有时会造成沉淀完成后,沉淀池上层漂浮一层红色的泡沫,经人工捞出后,出水也可以达标。
如在投药和pH的范围控制使用在线控制,就会保证反应的完全,出水达标。
铁氧体形成过程中,由于通气时间和蒸汽的温度未控制好,形成的铁氧体晶体不理想,今后对这方面的设计有待改进。
5 结论(1)采用的铁氧体法处理电解锌厂废水,由于设计路线合理,调试方法得当,经过半个月的调试运行,通过环保部门的验收。
(2)混合反应沉淀池是整个处理工艺的核心,其投药量和pH范围的控制是关系到出水水质的主要影响因素,因此应采取自动化在线投加、在线监测,才能保证整个处理工艺的稳定运行。
(3)该工程工艺紧凑,设备简单,FeSO4来源广,水质适应强,沉淀物易脱水,无二次污染,铁氧体污泥可以用来做砖,处理效果好。
[参考文献][1] 张希衡.废水治理工程[M].北京:冶金工业出版社,1984.[2] 刘利萍.电镀含铬废水的处理和利用[J].重庆环境科学,1999,21(3).[3] 李军.铁氧体沉淀法处理重金属废水[J].电镀与环保,1999,19(1).[4] 张学洪.含氰含铬电镀废水处理技术的研究[J].水处理技术,1999,32(6).[5] 徐根良.重金属废水处理技术综述[J].水处理技术,1991,17(2).(收修改稿日期:2002-01-06)(上接第11页)少,在污染负荷不变的情况下,河流水质也将变差。
其中襄樊段高锰酸盐指数的浓度将由3.72(mg/L)增加为4.26(mg/L),大多数江段水质保持在 类,个别江段接近 类。
相应的,在多年平均流量情况下,调水145亿m3方案对汉江中下游各江段水环境容量均构成了较大的负面影响,使总的环境容量减少10.9万t/ a,损失率为32.37%。
[参考文献][1] 方子云.水资源保护工作手册[M].南京:河海大学出版社,1988.[2] 傅国伟.河流水质数学模型及其模拟计算[M].北京:中国环境科学出版社,1987.[3] 张永良,刘培哲.水环境容量综合手册[M].北京:清华大学出版社,1991.[4] 水利部长江水利委员会.南水北调中线工程规划报告[D].武汉:水利部长江水利委员会,1991,9.[5] 湖北省环境科学研究院.汉江流域水污染防治规划研究报告[D].武汉:湖北省环境科学研究院,1999,12.[6] 长江水资源保护科学研究所.南水北调中线工程环境影响报告书[D].武汉:长江水资源保护科学研究所,1994,10.[7] M ark J,Hammer.Water and Wastew ater T echnology[M].John Wiley&Sons,1986.[8] 湖北省环境监测中心站.汉江水质公报(2000年-枯水期、平水期、丰水期)[R].武汉:湖北省环境监测中心站,2000.[9] 湖北省环境科学研究院,长江水资源保护局.汉江中下游城镇江段水体功能区划研究[D].武汉:湖北省环境科学研究院,1998,8.(收修改稿日期:2002-04-20)铁氧体法处理电解锌厂生产废水 张学洪,等from Sediments of an Urban Shallow LakeLI Yong,WANG Chao(College of W ater Resour ces and Env ironment,H ehai Univer sity,N anj ing210098)Abstract:Exper iments are co nducted to study phosphate released from sediments in Xuanwu L ake,an urban shallow lake in N an-jing.Ambient factors such as DO,pH,temperature and distur-bance ar e evaluated for their effects on phosphate release.I t is show n that internal loading g reatly menaces lake water quality. Key words:urban shallow lake;sediment;phosphate release;am-bient factorsA Method for Selecting Assessment Valuables in EIAXU Rong,WANG Tong-yuan,CAO Guang-lin,WANG Sen(Lianyungang M unicip al I nstitute of Env ironmentalProtection,L iany ungang222001)Abstract:Hierarchic analysis method w as used to selection of var-i ables for environmental impact assessment from five aspects:e-quivalent pollutants loading,range of the impact,environmental r esto rability,present environmental quality,and degree o f social concerns.Key words:assessment valuables;quantification;selectio nApproach of Meta-synthesis for EnvironmentalPlanning of RegionCAO Yong-hong(Nor theas t N or mal University,Changchun130024) Abstract:Meta-synthesis is applied to solving the complicated and diversified problems in r eg ional env ironmental planning.T his pa-per put forw ar d six appr oaches to synthesis of environmental plan-ning elements and the co ncept of meta-synthesis environmental planning studio,in w hich six sy ntheses of can be integr ated once mor e.Key w ords:envir onmental planning of region;complex giant sys-tem;meta-synthesis;meta-synthesis environmental planning stu-dioTreatment of Beer Brewery WastewaterUsing HA-SBR ProcessM A Na,CHEN Ling,XIONG Fei(State Key Labor atory of Pollution Control and Resources Reuse,T ongj i Univ ersity,Shanghai200092) Abstract:Wastewater of a br ew er y is treated by a system consists of a SBR(handling capacity of1,000m3/d)pr eceded by a hy-drolytic acidizat ion process,effluent quality meet ing Class1of the Integr ated Wastew ater Discharge Standard(IW DS).T his paper presents main desig n and operational parameters.Key words:brewery wastewater;hydro lysis and acidization(HA); sequencing batch reactor(SBR)Treatment of Effluents of Zinc Electrolysis PlantUsing Ferrite MethodZHANG Xue-hong,WANG Dun-qiu,CHENG Li,ZH U Jin-cheng,DING Chang-fu(Dep ar tment of Resour ces and Env ir onmental Engineer ing, Guilin I nstitute of T echnology,Guilin541004) Abstract:T his paper descr ibes the fer rite process for tr eating efflu-ents fr om a zinc electrolysis plant in Guilin city.Based on the pro-cess,a tr eatment plant has been built with handling capacity of 120m3/d.T reated effluent quality is well in compliance w ith the r equirement of Class1as per IWDS:concentrations of Cu2+, Zn2+lower than0.1mg/L and1.0mg/L respectively.Key words:ferrite method;electr olysis Zn;wastewater treatmentRecycling Aluminum C oagulant from Chemical Sludge JIANG Ying-he1,2,ZHANG Fa-gen2(1.Engineer ing College,China Universityof Geoscience,W uhan430074;2.School of Civil Engineer ing and A rchitecture,W uhan Univer sity of T echnology,Wuhan430070) Abstract:Several methods for reclaim aluminum salts from sludge of w ater and wastewater treatments are review ed w ith a focus on t he techniques which are effective in remo ving contaminants in the r ecycled aluminum salts.Key words:chemical sludge;aluminum salt;recycleAn Overview of C omprehensive Utilizationof Red Mud from Aluminum ProductionJIANG Y-i jiao,NING Ping(School of Env ir onmental Science and Engineer ing,K unming University of Science and T echnology,K unming650093) Abstract:T he disposal of huge amount of red mud in aluminum in-dustry has incurred serious envir onmental pr oblems.I n this paper, t he status quo of compr ehensive ut ilization of red mud in this coun-tr y and abr oad is review ed;much attention is attached to the re-moval of hazar dous materials from red mud and the uses as con-str uction materials.Key words:r ed mud;comprehensive utilization;status quoEnvironmental Science and TechnologyVol.26,No.1,January2003Abstract。