常州反渗透一体化浓水处理设施实时更新

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重金属废水是工业废水中较难处理的一种，重金属废水是指冶炼、电解、电镀、机械制造、化工、电子等工业生产过程中排出含有重金属的废水，如铬、铜、锌、汞、镉、镍等这类金属污染物。这类废水毒性强，在自然条件作用下难以被降解，并通过土壤、水、空气传递，尤其会影响食物链动植物生长，进而危害人类健康，对生态环境造成极大破坏。近年来，重金属废水的处理已备受重视，国内外的科研机构研发出了多种处理技术。本文对重金属废水的传统处理方法及其优缺点进行了综述，介绍了一种新型、高效的重金属废水处理技术—旋转磁场微电弧技术。

1、重金属废水的传统处理方法

现在广泛应用的处理重金属废水的方法主要包括：化学沉淀法、吸附法、膜分离法以及生物法等。

1.1 化学沉淀法

化学沉淀法包括中和沉淀法、硫化物沉淀法和钡盐沉淀法等。其中，中和沉淀法是目前工业上应用的方法，它具有去除范围广、效率高、经济简便的特点，但需要添加大量化学药剂，并产生较多的化学污泥，离子返溶造成不达标排放，处理水难以回用，存在二次污染问题。

1.2 吸附法

吸附法可分为物理吸附法、树脂吸附法、生物吸附法。吸附法主要是在重金属化学形态不被改变的前提下，利用吸附剂的结构以吸附分离的方式去除水中重金属。常用的吸附剂有活性炭、沸石、硅藻土、、二氧化硅、天然高分子及离子交换树脂等，其中天然沸石吸附能力也是最早用于重金属废水处理的矿物材料。但由于吸附剂吸附容量有限，选择性高，所以吸附法应用范围限制在低浓度、单组分的重金属废水的处理中，而且吸附法还存在投资较大、运行费用较高、污泥产生量大、处理后的水难以稳定达标排放等问题。

1.3 膜分离法

膜分离法是利用高分子所具有的选择性来进行物质分离的技术，是利用一种特殊的半透膜，在外界压力作用下，不改变溶液中化学形态的基础上，将混合物进行分离、浓缩、提纯的技术。膜技术包括反渗透、超滤、电渗析、液膜和渗透蒸发等。目前，反渗透和超滤膜在电镀废水处理中已得到广泛应用。膜技术设备简单，去除范围广，处理效率高，但存在膜组件价格高、使用过程中膜污染、膜通量下降以及同分异构体就无法实现分离的问题，影响了膜技术在废水处理中的广泛应用，主要作为常规处理的后续处理。

1.4 生物法

生物法分为植物修复法、生物絮凝法。植物修复法是利用植物通过吸收沉淀和絮凝等作用降低水中重金属含量，但治理效率较低，并且由于一种植物只吸收一种或两种重金属，难以全面消除所有污染物；生物絮凝法是利用微生物和微生物产生的代谢物进行絮凝沉淀的一种除污方法，但是，目前大部分微生物絮凝剂都还处在实验阶段，工业化生产的经济成本较高，同时活体的微生物絮凝剂保存困难，所以限制了微生物絮凝剂的大规模应用。

2、旋转磁场微电弧重金属废水处理技术

旋转磁场微电弧处理技术是一种新型污水处理技术，在遵循化学反应定律的基础上，通过系统核心部件Plazer-RF设备工作区域中导磁性工件的高速旋转产生强烈电流和数量庞大的微电弧，瞬间增强化学动力反应，达到破坏流体结构、减弱分子内和原子间的联接效果，将硫酸盐药剂快速分解、反应，促使氢氧根与金属离子形成氢氧化的不溶物质，达到高效去除重金属的目的；同时，依靠高浓度负离子的存在灭流体中致病微生物和病原体。

旋转磁场微电弧污水处理技术从根本上强化了动力性能，大幅提升化学反应速率及反应充分度，减少药剂投放量、辅助设备数量和体积，从而在保证低本、高效处理涉重废水的同时，能够解决污水中病原微生物、有毒物和污染物无法处理的难题，实现污水无害化和水资源循环利用以及重金属的回收利用，提高经济效益。

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2.1 旋转磁场微电弧设备工作组件

旋转磁场微电弧污水处理技术主要工艺组件为Plazer-RF装置，以及Plazer-RF装置的辅助设备（包括设备控制面板、冷却装置、沉淀器、过滤器等）。此装置具有以下特点：设备占地尺寸小于传统设备的10倍，主体设备尺寸仅为800mm×300mm，辅助设备使用数量少，复杂性降低，能耗只有0.05~0.25KW/m3，系统整体成本远远低于传统工艺成本；组件的处理单元数量或结构，可以根据处理需求进行组装和调整，并可改装为移动式，无需专门建设厂房或地基，节约占地面积

由于印染废水生化尾水的CODCr浓度仍然较高，首先经过混凝处理后再进行催化臭氧氧化试验。采用聚合硫酸铁（分析纯）作为混凝剂，投加量为1000mg／L，经过混凝后水样CODCr的质量浓度约为96mg／L。

1.2 试验材料

活性炭粒径为2~4mm，碘值为700。锰基活性炭催化剂采用浸渍法制备，将适量活性炭浸入一定浓度的（分析纯）溶液中，在水浴恒温振荡器中（THZ－82A）持续振荡24h（温度为25℃），转速为125r／min），陈化96h，取出活性炭反复冲洗，60℃烘干备用。

1．3 试验方法

采用玻璃柱状反应器（直径为80mm，高为230mm）进行臭氧氧化试验，催化剂以固定床形式放置在反应器内。臭氧气体由空气源臭氧发生器制备，经过砂芯板布气进入反应器，自下而上流动，与催化剂、水样充分接触，由反应器顶部出气口逸出。催化臭氧氧化反应进行一定时间后，取出水样进行水质分析。考察锰基活性炭催化剂在臭氧氧化过程中的催化活性，以及试验过程中催化剂投加量、臭氧投加量和溶液pH值对催化臭氧氧化效果的影响。

1．4 分析方法

CODCr、NH3－N、TN、TP等指标均采用快速测定仪检测，NO3－浓度采用离子色谱仪检测，CO32－、HCO3－浓度采用滴定法检测，pH值采用酸度计检测，UV254采用紫外可见分光光度计检测，臭氧浓度采用靛蓝法检测。

1．5 锰基活性炭催化剂的表征

催化剂的比表面积采用物理吸附仪测试，其中锰的负载量采用ICP－MS进行分析。

2、结果与讨论

2．1 锰基活性炭催化剂的效能

在初始CODCr质量浓度为96mg／L，臭氧投加量为0．9mg／min，水样体积为100mL，催化剂投加量为10g，温度为25℃的条件下，考察了锰基活性炭催化剂在臭氧氧化过程中的催化活性

随着金属制造、电镀、制革、造纸、医药等工业的发展，越来越多的含重金属废水直接或间接排放到水环境中。工业废水中有毒重金属主要包括铜、锌、镍、汞、镉、铅、铬等。与有机污染物不同的是，重金属不会衰减、不能被生物降解，水体一旦被重金属污染，很难被修复。因此，需采取有效的方法对重金属废水进行治理，减轻其对环境的危害。

嘉兴某拉链生产企业建有年产金属拉链2000万条、尼龙拉链4800万条、塑钢拉链1000万条的生产线，具有覆盖沿海东部经济圈、辐射全球的生产营销体系。该公司在除油、清洗、固色等生产工序中产生含有较高浓度铜、锌、铬等重金属以及磷酸盐的生产废水。根据“三同时"的原则，该公司建设了废水处理设施，处理出水水质达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)及《工业企业废水氮、磷污染物间接排放限值》(DB33／887-2013)要求，实现了纳管达标排放.

1、设计水质、水量

1.1 废水水量

根据现场调研及取样分析，该企业所排放的生产废水主要包括固色工序产生的含铬废水，以及除油、清洗等工序产生的酸洗、磷化废液和清洗废水等。废水总量为100m3／d，其中包括含铬废水约2m3／d。废水处理设施设计运行20h／d，设计处理水量为5m3／h。

1.2 设计进、出水水质

根据取样分析结果，并类比同类型企业项目的废水水质情况，确定该企业的设计进水水质。废水呈酸性且pH值有所波动，主要污染指标包括总磷、总铜、总锌、总铬和六价铬等，不含镍、汞、镉和铅等污染物。根据当地环境保护局要求，废水经处理后需达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)的三级标准，其中氨氮、总磷参照执行《工业企业废水氮、磷污染物问接排放限值》(DB33／887-2013)要求。