陶瓷工业企业排放出含有特殊污物的废水。这些污水形成于原材料的淘洗、坯料制备、地面和设备的冲刷及压缩机的冷却过程中。 污水中参与有生产工艺废渣:粘土、高岭土、长石、伟晶岩、镁石、白云石、油漆颜料、铁、硬性盐、氨基氮等。污水的平均理化指数如下:PH—7;透明度—1.5cm;碱性—6mg·mol/L;硬度—7 mg·mol/L;生物化学需氧量—50~100mg/L;悬浮物—1700~28900mg/L。污水呈乳白色。 为了净化陶瓷企业排放的污水,广泛采用机械法、沉淀法(重力和离心沉淀)和过滤法。采用沉淀法需要时间太长,效果也不是很好。使用水力漩流器,而后经机械过滤器处理污水的澄清工艺,只能达到20%的净化效果,相差甚远。澄清效果差,是因为悬浮物的主要物质以稳定微粒悬浮体的形式参与水中,普通过滤材料不能滤除这些微粒子。另外,这些粒子带负电荷,同性电荷的存在阻碍粒子凝结和沉淀,因此粒子能在分散相的整个区域长时保持均匀分布。 总之,用于清除污水中污染杂质的设备,在工作原理上主要是依据传统的机械处理方法,效果往往不佳,或由于生产场地不足等原因而无法使用。鉴于此,研究和应用可使污水净化至所要求参数的高效设备和工艺方法,就成了水净化工艺中的一项重要课题。应特别注意的是:要研制能长期保持工作性能的可靠自动运行设备,改进净化过程的控制,还要运用较有效的反应剂。 2.电力浮选净化法 水净化工艺主要取决于水中杂质的理化性能,而这些性能又受杂质弥散相状态的制约。物质的特殊化学性质具有从属意义。由此可见,在相界及由于分子间的相互作用而发生的过程是最重要的。只要注意这些特点,就能解决净除水中各种化学组成化合物的问题。 选择工艺流程、净化设施及其工作制度时,应参照水介质的作用力及其中发生的过程(理化性质和特点不同)。 俄罗斯门捷列夫化学工业大学在研究电化学工艺和污水净化设备后认为:在电化学法中,最有前景的是电力浮选净化法。这种方法适用性强、效率高、成本低、生态安全,已成功地用于污水的澄清和除色。结果表明,可保障高效地去除水中以悬浮物(液)和乳浊液形式存留的杂质,还能保障可溶有机化合物的矿化。 2.1电力浮选净化原理 采用电力浮选法净化污水之所以具有发展前景,是因为在电解溶液时可形成均匀分布于所处理液体中的高分散气泡(氢和氧)。这会改变液体的化学组成、可溶和不可溶杂质的性能及状态。当污水通过极间区域时,发生电解、粒子极化、电泳、氧化还原反应;电解物相互间和与各种成分产生作用。气泡因为具有较大的浮力,遂上升,与悬浮的污物粒子接触,并粘在其上,使它们浮到水面,形成稳定的泡沫层。与可提取污物粒子的尺寸相比,电解气泡尺寸微小(5~30μm),通过改变液体的气泡饱和度还可平稳地调节净化速度,并且气泡拥有电解表面电荷,这些都使电力浮选设备比浮选系统、水力漩流器和沉淀器更具优越性。 2.2 电力浮选净化设备的构造和工作方式 图中示出了用于分离污水液相和固相的电力浮选器的结构。该设备由壳体、集泥器和电极束组成。壳体由丙烯制成,为长方形,被一隔板分为两段,每段又由另一隔板分成两个仓室。在每个仓室内,均垂直配置有电极束。 壳体上装配有带法兰的进出水管,以便与管道和电刮板机构、电动减速器构成的集泥器相连接。 电极束由一套1mm厚的长方形板片组成。阴极用不锈钢制成,阳极用带有同晶氧化钛和氧化钌混合物活性表面层的钛基体制成。各电极间的距离为3mm。为了防止形成沉淀物,使用配置于同一平面的梳状电极,并使其一部分的凸出部进入另一部分的凹部,以便不相触及。 借助整流装置,通过导线对电力浮选器供电。设备的工作方式如下:待净化水先通过前两个仓室的进水管进入电力浮选器,再通过垂直隔板转流到后两个仓室,并经下部的孔口流入集水器。液体充满设备后,开启整流装置,向电极导线供电。由于电解,电极表面析出氧和氢气泡,气泡上浮,与非溶解状污物粒子相互作用,从而它们相互黏合。形成的结合体密度小于水的密度,于是就使其浮于液体表面。这样,污物从液体中分出,以电解泥的形式聚集在液体表面。净化的液体通过出水管从设备中排出。电解泥通过刮板机构从液面逆流方向移入锥底收集器(位于污水进口一侧的设备端面),再通过排泥管从设备中排出。 2.3 电力浮选反应剂 在额外使用反应剂(凝结剂、絮凝剂)的情况下,可以加快污水的净化进程。为此,须通过反应剂供给管将反应剂工作溶液引入设备中。 经研究确定,最有效的反应剂是硅铝凝结絮凝剂(25g/L SiO2、17g/L Al2O3、0.9g/L Fe2O3),它由霞石精矿经10%硫酸溶液处理制得。硅铝凝结絮凝剂的凝结性能取决于硫酸铝和硫酸铁于其中的参与量,而溶解的硅酸则可保障溶液和独立于盐作用的铝和凝结剂的絮凝性能。与硫酸铁和硫酸铝相比,硅铝凝结絮凝剂对悬浮物是一种更有效的凝结剂。例如,在含300mg/L悬浮物的水中引入15mg/L硅铝凝结絮凝剂时,能排除92%~95%的杂质;而引入同量的硫酸铝,则仅能排除15%的杂质。硅铝凝结絮凝剂的这些性能及其较低的成本(原料低廉、制备简单),决定它能完全用于水的净化。 2.4 电力浮选净化的效果 这种设备的生产效率约为10m3/h(一段为5m3/h左右)。工作区的最佳高度为0.8m。外形尺寸为2100mm×1115mm×1500mm。单位能耗为0.2~0.4kW·h/m3。 综上可知,电力浮选法可成功地用于固液相分离阶段的污水净化。用电力浮选设备替代沉淀器,可将处理时间缩短90%~95%,将设备配置场地缩减2/3~4/5。 在采用电力浮选处理法澄清污水的同时,还由于电化裂解过程使溶解的有机杂质达到了消毒目的。 细菌分析数据证实了电化法的消毒作用。由于含氯离子水的电解,形成了杀菌剂:次氯酸盐、次氯酸,它们极易同水中的氨和铵盐相互作用。同时,还产生了同样具有消毒作用的氯氨。这就可以在用净化水作循环给水系统的补给水时,减少杀生物剂的用量。 在PH碱范围实施污水的电力浮选处理过程,还可以依靠钙、镁及其它重金属难溶化合物的形成而附带降低水的硬度,分解氨离子,形成气状氨。 新开发的这种工艺和设备,可在不变动工艺流程和工艺结构形式的情况下,依据初始组成和对可净化水质量提出的要求变更净化程度。信息来源:中国陶瓷网
|
|