南京一体化含铝废水处理设施 专业施工队伍

南京一体化含铝废水处理设施 专业施工队伍

　由反应方程式1-1和1-4可知废水初始反应pH对于微电解具有显著的影响，酸性条件下产生的电极电位差比中性或碱性产生的高。虽然酸性越强反应越快，但是生成的Fe2+过多会导致产生的污泥量增加，以及废水溶液pH调整回中性时产生额外的碱消耗，一般大多中试实验以及工业应用选择pH为3~7左右。

　　李宏伟等利用微电解处理钻井废水时发现：pH<4时，随溶液pH值升高COD的去除率逐步升高。pH=1时COD去除率，pH>4时COD去除率变化幅度不大；颜兵等研究双甘膦废水降解研究中利用微电解技术，考察pH值对COD去除率影响，pH=3时COD去除率高达72%，其余情况下COD去除率都有所降低。

　　2.2 反应时间

　　反应时间是影响微电解效果的一个重要因素，不同的废水具有不同的最佳反应时间，而且溶液初始pH值也影响反应时间。

　　张金良在研究微电解处理某精细化工废水，该废废水特点水质水量波动大。控制废水pH=3、气水比≈400的条件下，反应时间达4h时COD去除率达最高为53%，此后延长时间COD去除率没有提升。代秀兰研究微电解技术处理含铬电镀废水，实验过程中发现Cr6+的去除率不受时间影响；而Ni2+的去除率受时间影响，从20min到80minNi2+的去除率上升幅度比较大，80min后上升幅度减缓，到120min时达到100%。

　　2.3 铁屑种类和粒径

　　铁屑的种类决定了铁屑中碳含量，铁屑的粒径影响铁屑在反应过程中与废水的接触面积。铸铁屑比铁刨花和钢铁屑处理效果好，但材料成本高，而铁刨花和钢铁屑易得且属于废物再利用。相同一种铁屑活化后效果由于没有活化的;铁屑的粒径理论上是越细越好，因为越细铁屑的比表面积越大，反应效果越好，但粒径太细不容易控制导致铁屑随水流出或直接在反应器内板结，一般选择在60~80目之间。

　　马业英等在研究铁屑、铸铁屑及磁性铸铁屑这三种铁屑处理含铬废水，磁性铸铁屑陈水平研究铁屑微电解技术处理船舶含油废水时，铁屑粒度(目)分为20~40、40~50、60~80、>90，柴油基废水油份去除率分别为65.1%、73.1%、92.1%、93.2%，渣油基废水油份去除率分别为57.2%、66.3%、90.1%、92.3%。从实验数据来看粒度越大，油份去除率越高，但粒度在60~80和>90油份去除率相差不足3%，考虑处理效率，粒度在60~80目之间即可以取得良好的效果。

　　2.4 铁碳比

　　加入的碳与铁屑可以形成宏观电池，加快了铁屑的腐蚀速率且可以保持填料层一定的空隙率。碳的选型对于微电解处理效果也具有一定影响，铁碳比(体积比)由实验确定，一般为1︰1~2︰1。

　　张荣全研究微电解技术处理霜脲氰废水时考察了不同铁碳比COD和CN-的去除率，具体铁碳比为1︰10、1︰5、1︰3、1︰1、3︰1、5︰1、10︰1，COD和CN-的去除率都在铁碳比为3︰1时达到最高。孙莹莹等研究微电解技术处理聚氯乙烯(PVC)离心母液，考

　新建1800m3煤水沉淀池，分初级沉淀池和二级沉淀池。初级沉淀池与二级沉淀池之间安装启闭机闸门，便于降低沉淀池水位，大雨时容纳更多的煤场初期雨水。电厂现有露天煤场和干煤棚占地面积约60000m2，收集沟及煤场附近绿地地面径流汇入，收集面积约34500m2。根据《火力发电厂废水治理设计技术规程》(DL/T5046-2006)要求，对于含煤雨水收集量不宜小于设计暴雨重现期内煤场范围暴雨历时0.5h，含煤废水沉淀池按当地最大暴雨量来设计。

　　煤场雨水量Q=降雨厚度×煤场面积×径流系数

　　径流系数按《火力发电厂水工设计规范》(DL/T5339-2006)中规定，混凝土地面取值0.85～0.95，绿地地面取值0.10～0.20。

　　2.4.2 DH高效净化器

　　处理能力为50m3/h，2台，1用1备。设备外形直径为2800×10500mm。采用Q235-B材质。初沉后的煤水经泵提升进入DH净化器，同时利用负压原理，将药剂与废水一并吸入管道中初步混合，进入净化器。在净化器内经混凝反应、离心分离、重力分离、动态过滤及污泥浓缩等过程从净化器顶端排出净化后的净水，浓缩后的污泥从底部定时或连续排出。经过一段时间运行，开启反冲洗泵进行反冲洗。

　　DH净化器是含煤废水处理的核心工艺单元，其工作原理是利用直流混凝、微絮凝造粒、离心分离、动态把关过滤和压缩沉淀的原理，将污水净化中的混凝反应、离心分离、重力沉降、污泥浓缩等处理技术有机组合集成在一起，在同一罐体内短时间(20～30min)完成污水的多级净化。

　　(1)直流混凝原理：DH高效净化器不需要混凝反应池，用计量泵同时定量加入絮凝剂和助凝剂混合，通过调整絮凝时间，控制矾花和絮体的形成。

　　(2)旋流絮凝反应机理：完成直流混凝后的废水高速进入净化器产生旋流，在压缩双电层、吸附电中和、吸附架桥、沉淀和网捕等混凝反应机理作用下，絮凝体快速变大，形成矾花，完成絮凝反应及微絮凝造粒。

　　(3)重力分离和离心分离机理：废水沿切线方向高速进入罐体后快速旋转产生离心力，废水中质量大的颗粒(大于20μm)在离心力作用下被甩向罐壁，并随下旋流及自身重力作用下滑到锥形泥斗区浓缩，质量小的微粒在药剂作用下形成较大絮体(矾花)也被甩向罐壁，并随下旋流及自身力作用下滑至污泥浓缩区。污水在沿罐壁作用下旋流作用到一定程度后，经净化的水即向中心靠拢，形成向上的旋流不断上升进入过滤区。

　　(4)动态过滤机理：污水经重力分离和离心分离净化后，水质基本达到技术指标要求。尚有少量质量小的颗粒漂浮物随着净化水上升进入过滤区，过滤区内采用特殊结构、微小粒径的悬浮滤料，借助旋流及上升流，滤料间产生挠动，从而实现动态过滤。动态过滤的特点是，滤料在旋流及上升流的作用下相互摩擦、碰撞，滤料不易板结，不会在过滤面形成泥饼，具有自清洗能力，反冲洗周期长，颗粒漂浮物容易凝聚脱落下沉。这一区域，粒径在5μm以上的颗粒基本被截留，实现污水的二级把关净化，颗粒杂质被滤料表面吸附，当吸附的颗粒物不断截留，堆积达一定程度后随着滤料颗粒的相互摩擦作用而脱落，在离心力作用下又下滑到污泥区。

　　(5)污泥压缩沉淀机理：通过重力和离心的污泥进入锥形泥斗区，泥斗区中上部污泥在聚合力作用下，颗粒群体结合成一整体，各自保持相对不变的位置共同下沉。在泥斗区中下部，污泥浓度相对较高，颗粒间距离很小，颗粒互相接触，互相支承，在罐体内水及上层颗粒重力作用下，下层颗粒间隙中的液体被挤出界面，固体颗粒被浓缩压密，最后从锥体底部排泥管连续或间断排出。DH高效净化器取代了传统的水处理繁杂工艺链，运用组合和集成新技术使废水在短时间内实现多级高效净化。对污染因子，特别是SS、COD、P、色度、浊度等去除率高，耐冲击负荷强(SS进水浓度可允许达6000mg/L)。

　　2.4.3 经纤维球过滤器

　　处理能力为50m3/h，2台，1用1备。设备外形直径为1800×5800mm。采用Q235-B材质。纤维过滤器采用直接拦截、惯性拦截和电化学吸附进行过滤。本体为立式罐，采用机械搅拌方式进行反冲洗，可手动操作和自动操作。过滤时废水从上到下流过滤层，油及悬浮物等被拦截，大部分污物被去除。反洗时净水从下到上冲洗滤料，边冲边搅拌，被滤料拦截的污物逐渐清洗干净。过滤处理后清水自流进入回用水池。

　　2.4.4 PAC和PAM加药装置

　　设置2套加药装置。每套加药装置内主要包括计量箱(带磁性浮子液位计，输出4～20mA信号)、加药泵、过滤器、搅拌设备、出入口阀门、逆止阀、安全阀、缓冲器、压力表、连接管道、仪表和就地控制柜等。PAC加药装置计量箱容积为1m3，计量泵处理25L/h;PAM加药箱容积4.5m3，计量泵出力315L/h。

　　2.4.5 控制系统

　　整套系统装置的控制可实现远程自动和就地手动两种方式，系统所有在线仪表及自动阀门，既可在设备现场显示控制，也可统一纳入项目总的程控系统。

　　3、系统调试运行情况

　　3.1 调试准备

　　土建安装等工作完成，验收合格。系统来水连续水质稳定。电气热控设备可以投入使用，满足系统调试要求。工艺系统通水正常，无泄漏。系统所需浓度药剂配制完毕。

　　3.2 调试运行

　　首先进行单体调试。确保DH高效过滤器和纤维球过滤器设备本体完好，表计齐全并能正常投入使用;水源供水正常，压力稳定;各阀门开关灵活，各监督取样点开通。加药装置的溶解箱、计量箱清洗干净;计量泵、搅拌机、仪表、液位计及各阀门正常;将溶解箱加水后打开注入口的阀门，启动计量泵，看其运行是否正常;试运行。将所需的药剂在溶解箱中，开动搅拌机进行搅拌，然后将药液放入计量箱，待运行;药液的比例、计量泵的行程等，在全系统调试时再定(以SDI指数合格为准)。

　　3.3 调试结果

　　(1)PAM定量条件下，不同PAC投加量出水浊度比较。PAC为固体，对水中胶体颗粒和胶体污染物进行电性中和、脱稳和吸附架桥从而生成粗颗粒絮凝体去除悬浮物，配置溶液浓度为10%。PAM选阴离子型，是有机高分子化合物，具有较好的架桥和网捕作用，投加后有助于悬浮物形成更大的絮团，增加沉降效果，配置溶液浓度为0.1%。用烧杯取2L废水，向其中加入PAM浓度为1.5mg/L，然后投加不同浓度PAC时观察出水效果通过烧杯试验确定，在PAC投加量从20mg/L到45mg/L的过程中，对浊度的去除呈现迅速增加的趋势，并且在PAC投加量为45mg/L时，出水浊但是PAC投加量增大到45以后，浊度的去除效率变化很缓慢，当继续投加PAC，浊度反而上升。这是由于PAC投加量过大出现胶体再稳现象。由此确定工艺最佳加药点为PAM1.5mg/L，PAC45mg/L。

察铁碳比对COD和(PVA)去除率的影响，具体铁碳比为1︰3、1︰2、1︰1.5、1︰1、1.5︰1、2︰1、3︰1，铁碳比=3︰1时COD去除率最高，铁碳比=1︰3、1︰1.5、2︰1时PVA去除率最高。

　　2.5 曝气量

　　南京一体化含铝废水处理设施 专业施工队伍

由化学反应方程式1-2、1-4可知有O2参与，微电解电位差很大，对于处理效果有很大影响。曝气可以增加铁屑与弹力的接触程度，避免出现板结现象。

　　于璐璐等研究微电解处理含氰废水时，考察了曝气对COD的去除效果和Fe2+溶出量。曝气量从0到300L/h，当曝气量=150L/h时Fe2+溶出浓度为最高达到3g/L，此时COD的去除率最高为61.6%。此后曝气量增加，效果变差，曝气产生的气泡阻止了填料与污染物质的接触反应。杨玉峰应用微电解技术处理制药废水，控制其他实验参数对比曝气与不曝气去除COD的效果，曝气情况下COD去除率比不曝气情况下COD去除率高13.6%，实验说明曝气对微电解具有一定影响。

　　3、技术优缺点

　　微电解研究和应用至今体现出一些高级氧化技术的优点，例如：材料易获得且符合废物再利用、设备造价成本低、应用广泛且操作简单等;但也体现出一些需要改进的现象，例如：长时间运行容易出现板结现象、物化污泥量大等。

　　4、工业应用

　　4.1 电镀废水

　　邓小红等在某电镀厂改造过程中以微电解技术作为主体处理单元，控制进水pH=3~4，铸铁屑、活性炭、鹅卵石比例为3︰2︰1。调试运行稳定后Cr6+、Ni2+、COD和PO43-(以P计)的平均去除率分别为99.5%、95.8%、44.6%和99.2%。孙萍等利用铁炭微电解处理电镀混合废水，控制进水pH=2~3、曝气量0.25~0.35m3/min、铸铁与炭质量比为1:1和反应时间为25~30min，出水Cr6+、总铜、总镍和总氰去除率分别为85%、98.8%、99.6%和99.7%。

　　4.2 印染废水

　　董岁明等采用微电解处理染料废水，同时探讨了静态和动态两种模式的废水pH、铁碳投加量、反应时间对处理效果的影响，静态模式中研究发现pH=4，铁碳质量浓度为450g/L，反应时间90min，COD和色度去除率分别为77%和79%；动态模式研究发现，反应时间100min，铁碳质量浓度为700g/L，COD和色度去除率分别为89%和98.7%。Han等自制一种新型的内循环微电解反应器,他们通过对比传统固定床微电解反应器与自制的内循环微电解反应器对染料废水的处理效果,发现自制的内循环微电解反应器的COD和色度的去除率分别比传统的高50%和58.5%。

　　4.3 化工废水

　　杨家村利用铁碳微电解与生化联用技术处理高浓度医药废水，采用上流反冲型式及强制机械搅拌来避免铁碳填料板结和失活。经过微电解处理废水pH由1.5提升到4.5，且废水B/C得到提高，降低了后续生化负荷，实现出水达标。黄燕萍等采用铁碳微电解+水解酸化/+MBR组合工艺对制药废水进行预处理试验，研究结果表明，反应初始废水pH=4、铁碳质量比4︰5、铁碳填料质量浓度为400g/L、曝气量为3L/min、反应时间为180min时，微电解工艺的COD去除率达47.5%，废水的可生化性由0.23提高至0.38，降低了后续水解酸化和MBR的负荷。