高浓工业废水处理技术概述
① 高浓工业废水来源与基本分类
l 高浓工业废水通常来源与机械制造、金属表面处理、五金工具、造纸印刷、电子工业等等,这些行业中,普遍存在着大量的高浓工业废水。最典型的废水有:废旧乳化液(金属切削液)、金属防锈液、高浓度清洗液、铝氧化废水、电镀废水等等,这些废水中通常表现为高有机物、高总磷、高浓度重金属和高色度等等。
l 其中废乳化液的COD一般在10万—20万mg/L,金属防锈液COD大于5万mg/L,高浓度清洗液槽液COD大于3万mg/L;铝表面氧化废水总磷高达2000mg/L以上,电镀废水重金属含量高达数百毫克升且与氰化物和络合物并存,历来是水环境治理的重点对象。
① 高浓工业废水常规处理工艺与缺陷
l 乳化液废水采用酸化破乳加碱回调+多级气浮实现泥水分离,该工艺泥量大,破乳不彻底,后续出水COD高达1-2万ppm,可生化性差,后续生化系统降解效率低下,出水达标困难;其他途径,如增加陶瓷膜过滤器、MVR等运行成本增高,有高浓母液产生,同样不经济也不彻底;作危废处置费用更高;
l 高浓清洗废水、金属防锈剂、研磨滚光母液等,也属于高浓废水,一般情况下与车间清洗废水混合后再处理,但由于其可生化性很差,生化系统讲解效率低下,运行不稳定;
l 电镀等含重金属废水,一般都做分质分流后先还原的还原、氧化的氧化然后去除一类污染物后合并处理。但是总有些废水难以彻底实现分质分流,给后续的综合处置带来严重的压力;同时,前工序处理的专业性要求非常高,一有差错,后工艺立刻亚历山大!
l 磷化废水和铝氧化废水,严重含磷,目前通常的做法是钙法除磷,该工艺不仅泥量大,而且总磷要做到0.5ppm以下基本不可能,工艺局限性较大,不适合当前日益提高的环境治理要求。
② 强化微电解和电化学处理技术的引入
l 乳化液(金属切削液)作为机械加工行业特有的高浓废水,其污染物特征有很强的代表性。它有机物含量高(10万-20万ppm),大于5%以上的石油类物质以乳化形式存在,大量的SS悬浮于废水中,这些特征,构成了该类废水的初期处理(絮凝法)的难度,常规第一步必须进行破乳处理,使得石油类物质从液相中游离出来,并进入后续的油水分离环节实施油水分离;油水分离的彻底与否,直接决定了后续水相的有机物含量。电化学破乳工艺的引入,将大大提高乳化液破乳的效果,使得剩余的水相有机物浓度直接逼近10000mg/L,大多数情况下,可实现小于10000mg/L的出水,大大减轻了后续工艺的压力。
l 乳化液进过电化学破乳后,采用一级或两级的电化学(电芬顿+电催化氧化)工艺,一般能够将出水COD控制在5000mg/L以下,在此基础上,加入一级常温强化微电解LCR反应塔,即可将出水的COD降解到3000mg/L以下,并大幅度提高废水的可生化性,为后续生化系统的稳定运行打下了良好的基础。
l 强化微电解LCR工艺的另一个特定的用途是,针对电镀废水中的综合废水,该工艺展现出的无选择行的重金属去除能力是其他任何物化工艺所无法比拟的。电镀综合废水通常含有铜、锌、三价铬、磷酸根及少量的镍离子,以上各种离子态重金属的沉淀PH区域各不相同,无法在统一的PH区间获得有效的沉淀分离,这就是电镀厂综合废水处理的难度,目前为了达标,大多数企业都在使用价格昂贵的重金属捕捉剂,使得该工序的处理成本高达近20元/吨水;而采用强化微电解LCR工艺,除了可以直接在酸性状态下进水(可节省液碱废水)外,该工艺过程中产生的羟基氧化铁及其聚合物所展现的高效的吸附和捕集能力,使得废水中的各种重金属离子无一例外的被捕捉,最终出水各种金属离子浓度均能达到0.1ppm以下,符合电镀废水排放标准表一的规定要求,处理成本仅有常规工艺的60%以下。
l 含磷、重金属废水的另一高效处置工艺为电化学工艺,或者说电絮凝和电芬顿工艺。
l 电芬顿是一种电絮凝和芬顿反应器为一体的电化学装置,它非常适用于电镀废水的破氰和有机磷的去除。浙江美纳环保科技有限公司开发的“MD-CLB系列电化学除磷反应器”就属于这一类型的电化学除磷设备;其性能和应用场合在“电化学除磷技术”栏目已有详细介绍。
l 电絮凝反应器属于高效除磷除重金属的一种电化学装置。该技术的基本原理也是在体系中产生大量的铁离子(用于与磷酸根结合生成不溶性的磷酸铁沉淀)和羟基氧化铁及其聚合物,用于吸附和捕集水中的重金属离子和磷酸根,从而实现重金属和总磷的去除。由于体系中的铁离子可以通过电流值的大小实施有效控制,因此该装置的自动化程度高,污泥量少;同时由于电化学反应器极板的均匀布置,使得体系中的铁离子或者羟基氧化铁及其聚合物相对均匀,从而实现了对废水中污染物的高效捕集和吸附。
l 高浓工业废水处理工艺中,引入电化学处理手段,不仅可以提高处理效率、提高自动化程度、降低系统操作难度,最主要的是,可以有效降低运行费用,使得以往无法实现的高标准处理目标能够在低成本的运行模式下得以实现。