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人造金刚石含镍酸性废水处理技术

浏览量:4983 发布时间:2019-02-17


人造金刚石的合成工序是在高温高压条件下进行电解和酸洗,期间会产生大量的含镍、锰酸性(acidity)废液,其中镍是一种可致癌的重金属。如果不加处理随意排放,会对环境和人体健康一定的危害(wēi hài)。目前含镍废水的处理方法有化学沉淀(precipitation)法、蒸馏法和反渗透(Osmosis)、扩展阴极电解法、催化氧化法、离子交换法、重金属捕集法等; 本工程本着投资省、处理效果好、自动化程度高、运行成本费用低基本达到含镍废水达到排放要求,取得良好的环境效益益和经济效益。
1 工程(Engineering)概况 
河南某金刚石生产企业采用高温高压合成工艺生产人造金刚石,年生产能力为
  4. 8 亿克拉人造金刚石。送入车间污水处理站的生产废水主要来自酸处理后的清洗水、电解后的清洗水、摇床分离的水、碱处理后的清洗水。混合后的废水水质水量见表1。
2 处理工艺及主要构筑物

  2. 1 废水处理工程的工艺流程
由生产车间排放的混合废水经初沉池可沉淀(precipitation)原水中的石墨,通过耐酸泵提升进入调节池进行蓄积; 通过真空引水器和污水提升泵进入一级中和槽,一级中和槽出水溢流进入混凝反应池沉淀后出水进入二级中和槽调节pH 值,出水pH 值达到设定值后溢流进入斜板沉淀池,达不到设定值的出水回流至调节池,斜板沉淀池出水自流至终端回调池,终端调节池出水pH值达到设定值后经砂滤池进入回用水池。
在整个系统处理过程中,会产生一定量的污泥,污泥中不仅还有大量的有毒有害物质,还含有部分可回用的重金属镍。因此,污泥需要及时得到处理和处置,本系统产生的污泥经螺杆泵进入压滤机进行处理,滤水回用至调节池,泥饼外运交由危废部门进行处置。

  2. 2 主要构筑物设计参数
主要构筑物设计参数见表2。
3 稳定运行分析

  3. 1 一级中和槽的启动及处理效果
一级中和槽采用化学中和法,常用的碱性中和剂为生石灰和熟石灰。由于生石灰和熟石灰中有钙离子在后续处理(chǔ lǐ)不易去除,影响全自动化控制效果。氢(Hydrogen)氧化钠溶液具有中和效果好、用量少、易自动控制等优点,故选择氢氧化钠溶液作为一级中和的药剂。
在实际运行中可根据加药计量泵和进水泵(water pump)开度大小控制投药量。膜生物反应器在污水处理,水资源再利用领域,MBR又称膜生物反应器(Membrane Bio-Reactor ),是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术。调试成功后,出水镍(Ni)含量的去除率约为7
  8. 41%。

  3. 2 混凝反应池的启动及处理(chǔ lǐ)效果
混凝反应池采用无机高分子混凝剂聚氯化铝 ,PAC具有混凝效果好、用量少、适宜范围广等诸多优点,是一种优良的净水剂,故选择PAC 作为废水的混凝药剂。
在实际运行过程中可通过计算机全程控制加药计量泵的投药量,使其达到设计要求。

  3. 3 二级中和槽的运行效果
二级中和槽采用聚丙烯酰胺 和氢氧(Oxygen)化钠溶液调节pH 值,根据槽内水质的变化通过加药计量泵自动控制加药量来控制pH 值的变化。
经过上述单元处理后,整个系统实行全部自动化控制,从2012 年8 月运行至今,系统运行平稳,处理效果稳定,各项指标均达到了设计要求,系统运行效果见表3。中空纤维膜纺丝机通过膜技术进行水处理,应用于制药、酿造、餐饮、化工、市政污水回佣、医院、小区污水会用、造纸等生产生活污水处理。膜分离技术是一种广泛应用于溶液或气体物质分离、浓缩和提纯的分离技术。膜壁微孔密布,原液在一定压力下通过膜的一侧,溶剂及小分子溶质透过膜壁为滤出液,而大分子溶质被膜截留,达到物质分离及浓缩的目的。膜分离过程为动态过滤过程,大分子溶质被膜壁阻隔,随浓缩液流出,膜不易被堵塞,可连续长期使用。
从实际运行效果来看,重金属镍的去除率达到了9
  9. 9%,部分出水可回用于提取车间。本工程处理(chǔ lǐ)工艺简单,无二次污染,较彻底地实现了含镍废水的达标排放。具体参见
4 环境经济(jīng jì)分析
本工程处理出水水质指标达到《铜、镍、钴工业污染物排放标准》 要求。项目实施后,COD 排放量更大化减少
  13. 86 t /a,Ni2+的排放量减少5
  8. 03 t /a。
工程总投资15
  2. 73 万元,运行费用3
  9. 21 万元,其中管理费用(expense)
  9. 2 万元/年,电力费用(expense)
  10. 26 万元/年,药剂费用
  19. 75 万元/年。单位(unit)废水处理运行成本为
  2. 37 元/t。
5 结论
采用采用化学中和+ 化学沉淀+ 砂滤池的工艺对人造金刚石含镍酸性废水进行处理是成功的,对镍的筛除率达到9
  9. 9%以上,经过近一年的运行管理考察,整个系统运行平稳,各项指标(target aim)基本达到设计要求,管理维护简单,且出水可以达到回用水要求。膜生物反应器在污水处理,水资源再利用领域,MBR又称膜生物反应器(Membrane Bio-Reactor ),是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术。总之该工程在技术上可行,具有良好的社会效益和环境效益,对人造金刚石行业的可持续发展具有重要的意义。

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