南京生物废水处理设备铸造品质/天环净化

南京生物废水处理设备铸造品质/天环净化

电解铝脱硫废水因电解铝生产工艺的特殊性，电解烟气不存在高温烟气，加上其单位时间内废水产生量较少（工艺水氯离子不超200mg/L时，单条电解生产线的废水产量一般不超过1t/h），无法直接借鉴电厂废水技术，电解铝脱硫废水工艺有如下：

1、浓缩蒸发技术

脱硫废水的固态物质和溶解物主要是以石膏为主的硫酸盐，其本质和石膏浆液没有本质区别，只是浓度不同。因此我们对废水采用浓缩蒸发技术，废水取自废水旋流器溢流出口，废水在蒸发器内利用厂区蒸汽为外部热源，进行蒸发，气态水进入大气，蒸发完剩余的污泥主要成分为石膏等盐类，经板框压缩后，可以将其送至石膏库，与石膏相比，污泥整体量少且主要成分区别不大，不对石膏品质产生明显影响，因此可以混入石膏一起外运。

适合电解烟气的常规蒸发技术有：

（1）两效蒸发技术：也可根据需要选择三效蒸发，三效蒸发技术效果更好，但是投资较多；主要设备就是蒸发器；

（2）MVR技术：MVR主要运用于蒸发浓缩物料，与传统的多效蒸发相比，具有节能优势，目前国内已成功运用在化工废水、糖醇有机浓缩、制药中间体浓缩、精馏乏汽利用等方面。主要有MVR膜式蒸发器、MVR强制循环蒸发器、MVR板式蒸发器等；

（3）旁路烟气蒸发技术：旁路蒸发技术主要是利用电解烟气将浓缩完的废水进行蒸发的过程，热源为电解烟气+外部热源。电解烟气温度较低，因此需要电加热器等额外热源。蒸发后产生的灰尘进入除尘器进行捕捉、收集，混入石膏外运。主要设备为雾化塔、引风机、除尘器等。

浓缩蒸发投资较少，造价较低，但是要求厂区有固定热源（蒸汽或电加热均可），因此这类处理技术存在一定局限性，在开展前，需要根据电解铝实际情况明确其是否符合使用条件，如果厂区无固定热源或电价居高不下时是不适合此方式的，并且对运行中要求较高，操作不当容易引起蒸发器堵塞等问题，影响使用寿命。

2、废水综合使用技术

对铝厂厂区较大或铝厂处于干燥地区的情况，也可以视具体情况，将处理完的符合国家废水排放标准的的脱硫废水混入厂区用水进行使用，做到全厂废水。处理完的废水主要是氯离子浓度较高约在15000PPM，其他含固量等都符合排放标准，因此可根据厂区用水功能不同分拆为厂区多处用水。如：场区喷洒或绿化用水，根据用水量多少，可以调节废水接受量，保证在不影响用水使用点性能的前提下适量添加并消耗脱硫废水；同时，废水还可以用来做生产用水、部分生活用水（非饮用水）等。

在日常生产生活过程中，将废水综合使用技术应用在电解铝脱硫废水处理中，在脱硫废水合格的前提下，可以保障脱硫废水中的各种污染物含量符合国家排放标准，混合入生产、生活用水后，不会对工作人员和附近生态环境产生过高的影响，从而保障脱硫废水可以正常排放到大气中或固定排放到大气中，不具有挥发性影响环境。这样的做法大幅降低了废水后续处理的费用，同时节约了厂区总用水，为企业未来发展奠定良好的基础。但废水综合应用技术也存在一定缺点，此技术对脱硫废水处理系统要求较高，要求排放的废水中除氯离子外，均需满足国家排放标准，废水处理产生的污泥输送至真空皮带机，同石膏一起脱水进入石膏库外运。

高浓度有机废水的来源广泛，B/C值较低(<0.1)，且含有大量有毒有害物质。通常认为废水可生物降解的前提是B/C值在0.3以上。目前处理生物难降解有机废水的一般思路是：采用高级氧化技术将生物难降解有机物转化为容易降解的有机物，即提高污水的B/C值，然后结合微生物的方法使其出水满足国家相关标准。因此，高级氧化技术的发展是处理难生物降解废水的关键。

1、高级氧化技术现状

高级氧化技术(Advanced Oxidation Processes，AOPs)是20世纪80年代发展起来的难生物降解有机废水处理核心技术，主要通过羟基自由基(•OH)快速、无选择性地降解多种有机污染物。AOPs的氧化性能引起了广泛重视，大量研究表明该技术具有良好的应用前景和发展潜力。

目前能成熟应用的AOPs主要包括：

1)芬顿、类芬顿系列氧化技术，操作简单，设备投资少，但污泥量大；

2)臭氧氧化技术，反应迅速，流程简单，但臭氧利用率低，能耗较高；

3)电催化氧化技术，工艺简单，操作简单，但电流效率低，能耗高；

4)湿式催化氧化技术，氧化比较，但设备投资大；

5)超临界水氧化技术，氧化，设备及工艺要求高，设备腐蚀、盐沉积问题严重。

所以，上述AOPs在实际工程应用中仍然存在许多不足。

2、微波液相放电氧化技术

微波液相放电产生等离子体氧化处理高浓度有机废水技术作为一种新型的水处理方法，已经应用于染料、制药等难降解有毒有害废水的处理研究。卜龙利等以活性炭为催化剂，取得了很好的处理效果。封宗瑜对亚甲基蓝溶液进行微波处理，在输出功率50W、处理时间6min时对亚甲基蓝的去除率可达92.5%，并且脱色效果明显。

2.1 反应机理

微波液相放电产生等离子体降解有机污染物的机理主要是粒子非弹性碰撞和活性物质氧化。放电等离子体含大量高能电子、自由基、离子等。高能电子可以与有机污染物直接发生碰撞，使污染物活化处于激发态，甚至直接降解。此外，高能电子碰撞产生的活性物质可以直接攻击有机污染物，使之氧化降解。除高能电子碰撞引发的活性物质外，放电还伴随产生紫外辐射、高温热解、超声波等效应，这些效应一定程度上有利于降解有机污染物。

孙冰等对液相放电过程中自由基的形成机理进行了研究，通过实验验证了液相放电产生等离子体的过程中确实伴随着活性粒子和自由基的生成。

南京生物废水处理设备铸造品质/天环净化

2.2技术优势

微波液相放电氧化技术是AOPs的一种，又可看作是多种高级氧化技术的组合联用，在液相放电过程中，会伴随着臭氧、羟基自由基的产生，发生的发光效应等也都会有利于废水中污染物的降解。由于液相放电过程均在液相中完成，较其他技术有明显优势，如臭氧的发生直接在水中进行，省去了传统工艺过程中臭氧溶解的步骤。其次，对于一些高含盐的废水，由于反应过程在液相中进行，较高的盐度对于反应过程影响较小，而使用其他技术时高含盐往往会对处理效果有较大影响。

3、微波液相放电氧化有机废水实验

根据微波液相等离子体催化氧化反应机理，本文以难生物降解有机制药废水进行实验，分析输入功率、水体流速、初始pH值、H2O2用量554个因素对COD去除率的影响，并在最佳实验条件下分析了B/C值的变化规律，为后期的进一步实验研究与探索提供理论依据与数据支撑。

（１）处理范围广、耐冲击负荷强：电化学可处理多种污染物，包括锌、砷、铅、镉、铜等多种重金属；可以处理各种负荷的进水，对水力水质等条件要求不高。承受冲击负荷的能力较强，水质水量变化时只需在前段调ｐＨ处增加或减少碱液的投加，就能够取得很好的去除效果。而戈尔膜处理系统仅为过滤装置，本身对重金属无去除效果，对前端化学法处理要求较高。

（２）自动化程度高：自动化程度高，并实现远程操作和监控，对操作人员要求不高。

（３）简单操作和维护：只通过消耗电力处理污染物，无需添加其他化学药剂，易于管理；结构简单，维护量小；可根据实际需要，既能实现２４小时连续运行，又能随时开机停机。不同于戈尔膜过滤器的操作复杂，需定期对膜进行酸洗和碱洗。

（４）施工周期短，运行成本低，处理效果好：主要投资为设备及其配套设施，土建工程量小，工期缩短，因此投资成本不高，运行中仅需电力、更换极板，无须添加其他化学药剂，运行维护操作简单，因此运行费用低。不同于戈尔膜过滤器需定期酸洗、碱洗，工人劳动强度较大且对工人素质要求较高，运行成本较高。

（５）占地面积小：以设备为主，土建工程量小，占地面积大大低于其他工艺。

（６）的污染物去除率，且污泥量少：对锰、铬等重金属去除率远远优于国家规定标准，所产生的污泥量较少。

（７）处理效果稳定：能够保证出水稳定达标。综合比较，并分别考察了江铜、铜陵、豫光锌业、金利金铅、万洋铅业等单位的电化学法深度处理废水的应用业绩后，优先选择电化学法处理工艺。

３、电化学工艺

３.１ 工艺原理

废水在调节池中均质均量后经提升泵提升至ｐＨ调节池，通过投加ＮａＯＨ调节ｐＨ值，出水进入电化学系统深度处理，电化学重金属深度处理系统利用高频脉冲电流，发生电解凝聚、电解气浮以及电解氧化还原反应，产生一系列多核羟基络合物及氢氧化物，与水中的胶体和悬浮物，尤其是重金属污染因子产生絮凝作用，从而产生大量的污染物絮凝团，以此使废水中重金属离子得到去除。出水进入曝气池，在曝气池中进行曝气，将水中的Ｆｅ２＋氧化为Ｆｅ３＋，发生Ｆｅｎｔｏｎ反应Ｆｅ－＋Ｈ２Ｏ２→ＯＨ－＋ＨＯ－＋Ｆｅ３＋增加沉降性能。曝气池出水自流进入絮凝反应池，投加ＰＡＭ絮凝剂，搅拌后使生成的颗粒絮凝成较大的絮体，进入斜板沉淀池进行泥水分离，上清液自流至清水池暂时储存，随时满足生产工序的用水需求，污泥经过压滤系统压滤处理，泥饼送旋涡炉处理。

３.２ 工艺流程

１０９废水处理厂和东山废水处理厂经过化学法处理重金属后的出水达到与整厂雨水、部分生活废水在废水调节池中均质均量，总水量小于１００ｍ３／ｈ，该部分经过提升泵提升至ｐＨ调节池，通过投加ＮａＯＨ调节ｐＨ值出水进入电化学系统深度处理，电化学重金属深度处理系统利用高频脉冲电流，发生电解凝聚、电解气浮以及电解氧化还原反应，产生一系列多核羟基络合物及氢氧化物，与水中的胶体和悬浮物，尤其是重金属污染因子产生絮凝作用，从而产生大量的污染物絮凝团，以此使废水中重金属离子得到去除。出水进入曝气池，在曝气池中进行曝气，将水中的Ｆｅ２＋氧化为Ｆｅ３＋，增加沉降性能；曝气池出水自流进入絮凝反应池，投加ＰＡＭ絮凝剂，搅拌后使生成的颗粒絮凝成较大的絮体，进入斜板沉淀池进行泥水分离，上清液自流至清水池暂时储存以进入下一处理单元，污泥经过压滤系统压滤处理，泥饼送旋涡炉处理。废水处理总站工艺流程见图１。