第十二章 工业废水深度处理技术1

1、第十二章第十二章 工业废水深度处理技术工业废水深度处理技术1主要主要 内内 容容2电镀废水的离子交换法处理回收技术及工程实例电镀废水的离子交换法处理回收技术及工程实例1 1造纸废水气浮处理回收技术造纸废水气浮处理回收技术2 2化工废水处理与回用化工废水处理与回用3 3印染废水膜法处理回用技术印染废水膜法处理回用技术4 4电镀废水基本定义l电镀废电镀废水水来来源：源：电镀电镀生生产过产过程中排放的各程中排放的各种废种废水水 镀镀件件废废水水80% 漂洗漂洗废废水水 钝钝化化废废水水 刷洗地坪刷洗地坪 极极板的板的废废水水 “ “跑跑、冒、滴、漏、冒、滴、漏” ” 废废水水处处理理过过程中自用水程

2、中自用水 化化验验室排水等。室排水等。电镀废水的危害氰化物：剧毒的氰化物：剧毒的HCNCr3+和和Cr6+：铬酐：铬酐镉：富集、慢性中毒镉：富集、慢性中毒铅：对人体的有害元素铅：对人体的有害元素汞：汞：镍镍铜和铜化物铜和铜化物锌和锌化合物锌和锌化合物酸、碱及其盐类酸、碱及其盐类添加剂和光亮剂添加剂和光亮剂基本定义l重金属废水重金属废水：电镀生产中排放的含有镉、铬、铅、镍、银：电镀生产中排放的含有镉、铬、铅、镍、银、铜、锌等金属离子的废水。、铜、锌等金属离子的废水。l根据废水中所含重金属元素，分为根据废水中所含重金属元素，分为 含铬废水含铬废水 含镉废水含镉废水 含铅废水含铅废水 含镍废水含镍废

3、水 含银废水含银废水 含铜废水含铜废水 含锌废水等含锌废水等一、酸一、酸碱废碱废水水l酸碱废水的处理酸碱废水的处理:应首先利用酸、碱废水本身的自然中和应首先利用酸、碱废水本身的自然中和或利用酸、碱废液、废渣等相互中和处理。或利用酸、碱废液、废渣等相互中和处理。l中和反应产生的大量沉渣，通过沉淀去除中和反应产生的大量沉渣，通过沉淀去除.沉渣量少，竖流沉渣量少，竖流式沉淀池；沉渣量大，平流式沉淀池式沉淀池；沉渣量大，平流式沉淀池l酸碱废水所产生的干污泥量，废水体积的酸碱废水所产生的干污泥量，废水体积的0.10.25%。二、含氰废水单独处理，不得与其他废水混合单独处理，不得与其他废水混合废水中废水中

4、CN-50 mg/L，电解处理电解处理臭氧处理含氰废水，无浓度限制，含有络合氰根离子不可臭氧处理含氰废水，无浓度限制，含有络合氰根离子不可处理过程中，避免铁、镍离子混入处理过程中，避免铁、镍离子混入处理过程中产生少量处理过程中产生少量CNCl，防护措施，防护措施1.碱性氯化处理氰化物技术废水处理量较小、水质浓度变化不大，采用间歇式一废水处理量较小、水质浓度变化不大，采用间歇式一级氧化处理；级氧化处理；废水处理量较大、水质浓度变化幅度较大，且对水质废水处理量较大、水质浓度变化幅度较大，且对水质要求较高的，采用连续式二级氧化处理要求较高的，采用连续式二级氧化处理含氯氧化剂：次氯酸钠、二氧化氯、液氯

5、等含氯氧化剂：次氯酸钠、二氧化氯、液氯等一级和二级氧化剂的投加量？一级和二级氧化剂的投加量？pH各为多少？各为多少？1.1.碱碱性性氯氯化化处处理含理含氰废氰废水的要求水的要求氧化剂的投入量：氧化剂的投入量： 一级氧化处理一级氧化处理氰离子与活性氯的重量比为氰离子与活性氯的重量比为1:31:4； 二级氧化处理二级氧化处理为为1:71:8 一级氧化剂和二级氧化剂应分阶段投加，投加比一级氧化剂和二级氧化剂应分阶段投加，投加比1:1pH和反应时间和反应时间 一级氧化一级氧化pH值为值为1011，反应时间，反应时间 为为1015min 二级氧化二级氧化pH6.57，反应时间，反应时间1015 min1

6、.碱性氯化处理含氰废水的要求（续）碱性氯化处理含氰废水的要求（续）有效有效氯氯的投加量采用的投加量采用氧氧化化还还原原电电位位ORP自自动动控制控制 一一级处级处理，理，ORP300 mV 二二级处级处理，理，ORP650 mV l废废水水温温度度1550 l反反应应后后废废水中余水中余氯为氯为25mg/L1.碱性氯化处理含氰废水的要求碱性氯化处理含氰废水的要求 第一阶段：局部氧化阶段第一阶段：局部氧化阶段 OClOCl 2Ca + 2H 2Ca + 2H2 2O 2 O 2 HOClHOCl + Ca(OH) + Ca(OH)2 2 +CaCl +CaCl2 2 ClCl Cl Cl2 2

7、+ H + H2 2O O HOClHOCl + + HClHCl HOClHOCl H H+ + + + OClOCl- -注注: : 反应反应中间产物中间产物CNClCNCl在酸性介质中较稳定，易挥发，其毒性在酸性介质中较稳定，易挥发，其毒性和和HCNHCN相当。相当。 反应反应pHpH越高，反应速度越快。越高，反应速度越快。pHpH9.59.5反应不完全；反应不完全；pH10-1pH10-11 1反应反应10-15min10-15min即可完成。即可完成。1.碱性氯化处理含氰废水的要求碱性氯化处理含氰废水的要求 第二阶段：完全氧化阶段第二阶段：完全氧化阶段 CNOCNO- -的毒性只有的

8、毒性只有HCNHCN的千分之一，为保证水的千分之一，为保证水体安全，增加药剂投加量，完全破坏体安全，增加药剂投加量，完全破坏C-NC-N键。键。 2CNO2CNO- - + + OClOCl- - CO CO2 2+N+N2 2+3Cl+3Cl- - + CO+ CO3 32-2- 2.2.臭臭氧氧氧氧化化处处理技理技术术臭臭氧氧投量：投量： 一级氧化处理一级氧化处理质量比质量比CN-:O3=1:31:4； 二级氧化处理二级氧化处理为为1:71:8游离氰根，去除率游离氰根，去除率97%，接触时间不宜少于，接触时间不宜少于15min 去除率去除率99%，接触时间，接触时间20min，反应尾气碱液

9、吸收，反应尾气碱液吸收pH值值911采用亚铜离子催化剂，反应时间缩短采用亚铜离子催化剂，反应时间缩短l臭氧氧化氰化物的反应：臭氧氧化氰化物的反应：23OCNOOCN223232ONHCOOHOCNO3.电解处理氰化物技术pH值值910，NaOH调节调节NaCl投加量投加量：氰浓度的：氰浓度的3060倍倍电解槽净极距电解槽净极距20 cm30 cm阳极电流密度阳极电流密度0.30.5 A/dm2，槽电压槽电压6V8.5V空气搅拌：用气量空气搅拌：用气量0.10.5 m3/(min.m3)， 空气压力空气压力(0.51) 105沉淀困难，可投加混凝剂沉淀困难，可投加混凝剂三、含铬废水F含铬废水含铬

10、废水单独收集单独收集处理，不得将其他废水混入处理，不得将其他废水混入F六价铬还原为三价铬后，可与其他重金属废水混合处理六价铬还原为三价铬后，可与其他重金属废水混合处理F沉淀污泥脱水后，用塑料袋包装，防治泄露、散落等沉淀污泥脱水后，用塑料袋包装，防治泄露、散落等F离子交换处理镀铬废水，离子交换处理镀铬废水，Cr6+20 min，反应后的沉淀时间，反应后的沉淀时间11.5 h沉淀剂沉淀剂：氢氧化钠、氢氧化钙、碳酸钙等：氢氧化钠、氢氧化钙、碳酸钙等还原反应还原反应采用采用机械搅拌，机械搅拌，不宜不宜采用空气搅拌采用空气搅拌反应池和沉淀池宜设于地面，同时加盖，设通风装置反应池和沉淀池宜设于地面，同时加

11、盖，设通风装置2、硫酸亚铁-石灰处理技术还原剂：硫酸亚铁，中和剂：石灰还原剂：硫酸亚铁，中和剂：石灰运行条件符合表运行条件符合表3连续处理，反应时间连续处理，反应时间30 min；间歇处理，反应时间间歇处理，反应时间24 h空气搅拌或机械搅拌空气搅拌或机械搅拌石灰的投加量石灰的投加量Cr6+:Ca(OH)2=1:(815)3、微电解处理技术l废水量废水量5 m3/h，连续式处理，连续式处理l废水量废水量5 m3/h，间歇式处理，间歇式处理lpH24微电解装置的出水应加减调微电解装置的出水应加减调pH89l铁屑在填装设备前，进行除杂、除油和除锈。运行过程中铁屑在填装设备前，进行除杂、除油和除锈。

12、运行过程中气水联合反冲，反冲洗水进入污泥沉淀池气水联合反冲，反冲洗水进入污泥沉淀池l设施检修或停运，微电解装置内的铁屑填料用水浸没，防设施检修或停运，微电解装置内的铁屑填料用水浸没，防治氧化和板结治氧化和板结4、离子交换处理含铬废水进水进水Cr6+200 mg/L进入阴柱废水进入阴柱废水pH5（H=0.61 m）阴离子柱宜选用工业用氢氧化钠，再生液用除盐水配制阴离子柱宜选用工业用氢氧化钠，再生液用除盐水配制，阴柱的清洗水宜采用除盐水，清洗终点，阴柱的清洗水宜采用除盐水，清洗终点pH值值810l(1)(1)离子交离子交换换柱的柱的设计设计V-式中阴阳离子交换树脂单柱体积式中阴阳离子交换树脂单柱体

13、积,LQ-废水设计流量废水设计流量,m3/hu-空间流速空间流速,L/L(R).hE-树脂饱和工作交换容量树脂饱和工作交换容量,g/L(R)C0-废水中金属离子含量废水中金属离子含量,mg/LT-树脂饱和工作周期树脂饱和工作周期,hv-流速流速,m/h树脂层高度树脂层高度,m交换柱直径交换柱直径,m4 4、离子交、离子交换处换处理含理含铬废铬废水（水（续续）(2)(2)离子交离子交换换柱的柱的设计参数选择设计参数选择（一）、树脂饱和工作交换容量（一）、树脂饱和工作交换容量大孔型弱碱性阴离子交换树脂大孔型弱碱性阴离子交换树脂(如型号为如型号为710、D370、D301树脂）为树脂）为6070g（

14、Cr6+）/L(R)凝胶型强碱性阴离子交换树脂（如型号为凝胶型强碱性阴离子交换树脂（如型号为717、201树脂）为树脂）为4045g（Cr6+）/L(R)(2)(2)离子交离子交换换柱的柱的设计参数选择设计参数选择( (续续）（二）、树脂饱和工作周期（二）、树脂饱和工作周期当废水中六价铬离子含量为时值宜为当废水中六价铬离子含量为时值宜为100200mg/L，T36h，其树脂层高度宜采用上限，其树脂层高度宜采用上限当废水中六价铬离子含量为时值宜为当废水中六价铬离子含量为时值宜为50100mg/L，T3648h当废水中六价铬离子含量小于当废水中六价铬离子含量小于50mg/L时，时，u应取值为应取值

15、为30L/L(R).h计算计算T值，其树脂层高度宜采用下限值，其树脂层高度宜采用下限（三）、树脂层高度宜为（三）、树脂层高度宜为0.61.0m（四）、流速不宜大于（四）、流速不宜大于20m/h除铬阴柱和除酸阴柱的再生和淋洗宜符合下列要求除铬阴柱和除酸阴柱的再生和淋洗宜符合下列要求l (一一)再生剂宜采用含氯离子低的工业用氢氧化钠再生剂宜采用含氯离子低的工业用氢氧化钠l (二二)再生液浓度再生液浓度:当采用大孔型弱碱性阴离子交换树脂时当采用大孔型弱碱性阴离子交换树脂时宜为宜为22.5 mol/L;当采用凝胶型强碱性阴离子交换树脂时当采用凝胶型强碱性阴离子交换树脂时宜为宜为2.53 mol/L;再

16、生液应采用除盐水配制再生液应采用除盐水配制l (三三)再生液用量宜为树脂体积的再生液用量宜为树脂体积的2倍倍, 再生液应复用再生液应复用, 先用先用0.51倍上周期后期的再生洗脱液倍上周期后期的再生洗脱液, 再用再用11.5倍的新配再倍的新配再生液生液(2)(2)离子交离子交换换柱的柱的设计参数选择设计参数选择( (续续）除铬阴柱和除酸阴柱的再生和淋洗宜符合下列要求除铬阴柱和除酸阴柱的再生和淋洗宜符合下列要求(续）续）l (四四)再生液流速宜为再生液流速宜为0.61m/hl (五五)淋洗水质淋洗水质应采用除盐水应采用除盐水l (六六)淋洗水量淋洗水量:当采用大孔型弱碱性阴离子交换树当采用大孔型

17、弱碱性阴离子交换树脂时宜为树脂体积的脂时宜为树脂体积的69倍倍; 当采用凝胶型强碱性当采用凝胶型强碱性阴离子交换树脂时宜为树脂体积的阴离子交换树脂时宜为树脂体积的45倍倍(2)(2)离子交离子交换换柱的柱的设计参数选择设计参数选择( (续续）除铬阴柱和除酸阴柱的再生和淋洗宜符合下列要求除铬阴柱和除酸阴柱的再生和淋洗宜符合下列要求（续）（续）l (七七)淋洗流速开始时宜与再生流速相等逐渐增大淋洗流速开始时宜与再生流速相等逐渐增大到运行时流速到运行时流速l (八八)淋洗终点值淋洗终点值pH宜为宜为810l (九九)反冲时树脂层膨胀率宜为反冲时树脂层膨胀率宜为50%(2)(2)离子交离子交换换柱的柱

18、的设计参数选择设计参数选择( (续续）（3 3）酸性阳柱的设计）酸性阳柱的设计l 酸性阳柱的直径和树脂层高度与除铬阴柱相同酸性阳柱的直径和树脂层高度与除铬阴柱相同l 强酸性阳离子交换树脂的工作交换容量可采用强酸性阳离子交换树脂的工作交换容量可采用6065 g(以以CaCO3表示表示)/L(R)l 酸性阳柱的交换终点出水酸性阳柱的交换终点出水pH值为值为33.5进行控制进行控制（3 3）酸性阳柱的设计（续）酸性阳柱的设计（续）阳离子交换树脂的再生和淋洗宜符合下列要阳离子交换树脂的再生和淋洗宜符合下列要求求l （一）再生剂宜采用工业用盐酸（一）再生剂宜采用工业用盐酸l （二）再生液浓度宜为（二）再

19、生液浓度宜为1.52mol/L，可采用生活，可采用生活饮用水配制饮用水配制l （三）再生液用量宜为树脂体积的（三）再生液用量宜为树脂体积的2倍倍l （四）再生液流速宜为（四）再生液流速宜为1.24m/h（3 3）酸性阳柱的设计（续）酸性阳柱的设计（续）阳离子交换树脂的再生和淋洗宜符合下列要阳离子交换树脂的再生和淋洗宜符合下列要求求l （五）淋洗水质可采用生活饮用水五）淋洗水质可采用生活饮用水l （六）淋洗水量宜为树脂体积（六）淋洗水量宜为树脂体积45的倍的倍l （七）淋洗流速开始时宜与再生流速相等逐渐增（七）淋洗流速开始时宜与再生流速相等逐渐增大到运行时流速大到运行时流速l （八）淋洗终点（八

20、）淋洗终点pH值宜为值宜为23l （九）反冲时树脂层膨胀率宜为（九）反冲时树脂层膨胀率宜为30%50%（4 4）脱钠阳柱的设计和稀铬酸的回收及利用）脱钠阳柱的设计和稀铬酸的回收及利用 树树脂体脂体积积crNaNaQVE nVNa阳离子交换树脂体积阳离子交换树脂体积Qcr每周期回收的饱和除铬阴柱洗脱液量，可为阴离子交换每周期回收的饱和除铬阴柱洗脱液量，可为阴离子交换树脂体积的树脂体积的11.5倍倍ENa每升阳离子交换树脂每次可回收的稀铬酸量，当回收的每升阳离子交换树脂每次可回收的稀铬酸量，当回收的稀铬酸含量以稀铬酸含量以Cr2O3计为计为4060g/L时，可采用时，可采用0.70.9Ln每周期脱

21、钠阳柱的操作次数，可采用每周期脱钠阳柱的操作次数，可采用12次次l （二）树脂层高度（二）树脂层高度H宜为宜为0.81.2ml （三）流速宜为（三）流速宜为2.44m/h(5)脱钠柱的再生和淋洗脱钠柱的再生和淋洗l （一）再生剂：工业用盐酸（一）再生剂：工业用盐酸l （二）再生液浓度：（二）再生液浓度：11.5mol/L，采用除盐水配制，采用除盐水配制l （三）再生液用量：为体积的（三）再生液用量：为体积的2倍倍l （四）再生液流速：（四）再生液流速：1.24m/h。l （五）淋洗水质：除盐水（五）淋洗水质：除盐水l （六）淋洗水量：为树脂体积的（六）淋洗水量：为树脂体积的10倍倍（4 4）脱

22、钠阳柱的设计和稀铬酸的回收及利用）脱钠阳柱的设计和稀铬酸的回收及利用（6 6）电镀废电镀废水水处处理理与与回用回用车间废水车间废水收集池收集池过滤池过滤池阳离子交换阳离子交换还原反应池还原反应池收集池收集池反应池反应池沉渣池沉渣池泥饼泥饼NaHSO4+H2SO4泥渣泥渣NaCl再生液再生液压滤机压滤机沉淀池沉淀池Ca(OH)2综合废水综合废水再生废液再生废液含铬废水处理流程含铬废水处理流程三、重金三、重金属废属废水水废水中含氰化物，事先除去废水中含氰化物，事先除去当废水中含六价铬，将其还原为三价铬当废水中含六价铬，将其还原为三价铬离子交换处理，离子浓度离子交换处理，离子浓度200 mg/L反渗透装置处理重金属废水，杀菌消毒和控制结垢反渗透装置处理重金属废水，杀菌消毒和控制结垢等预处理，浓缩水通过生化处理达标排放等预处理，浓缩水通过生化处理达标排放1、含镉废水氢氧化物沉淀处理含镉废水氢氧化物沉淀处理含镉废水a.废水中废水中Cd2+30 min化学沉淀法处理含铬废水化学沉淀法处理含铬废水硫化物沉淀技术a.硫化