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- 2022-04-26 发布
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WuhanInstituteOfTechnology硕±学位论文某金属表面处理厂废水处理方案调查与分祈类型/领域:环境工程研究生:温汉中指导教师:王营茹融教授培养单位:化学与环境工程学院二0—五年一月n分类号:X703学校代号:10490132010学号:20II密嫌:公开武汉工程大学硕±学位论文某金属表面处理厂度水处理方案调查与分析作者姓名:王营茹副教授;媪汉中指导教师姓名、职称:环境工程申请学位类别:工程硕壬学科专业名称研究方’向:水处理论文提交日期:20151124曰:2015年10月20日论文答辩日期年月学位授予单位;武汉工程大学学位授予日期:年月日答辩委员会主席:张彩香nInvestigationandanalysisofwastewa怡rtreatmentof化emetalsurfacetreatmentlantpAThesisSubmittedfortheDegreeofMaster化or:EnvironmentalenineerinjggCandidate:化nzhongWenSupervisor:Prof.WangYingruWuhanInstituteofTechnologyWuhan,Hubei430073,P.R.Chinan独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究.工作及取得的研究成果尽我所知,除文中已经标明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果.对.本文的研究做出贡献的个人和集体,均已在文中W明确方式标明本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担.学位论文作者签名:呼2015年n月30日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解我校有关保留、使用学位论文的规定,即:我校有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版.,允许论文被查阅本人授权武汉工程大学研究生处可W将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可W采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文.保密〇,在密后适用本授权书._年解本论文属于不保密6^0""请在W上方框内打V();^学位论文作者签名^指导教师签名:^2015年11月30日2015年11月30日n?摘要工芝,金属表面处理技术普遍适用于各个巧业,是品控把关的重要技术,同时,也是除造纸外最大的工业污染行业,由于在金属表面处理工业过程中使用了大量的酸、碱水溶液与含重金属的溶液,甚至含有領、氯化物、络酸盐等毒害性较强的化学品.因此,,产生了大量的有毒、有害气体、固体、液体污染物研究金属表面科学,从而探索绿色工艺,对经济建设、社会进步W及人类生存有着十分重大的意义.本课题对惠州某金属表面处理厂生产工艺及废水处理设备、流程进行了调查研究,发现其污染主要来自于生产工艺中机械抛光过程产生的粉坐、废铅粉、噪声,除油过程产生的固体废物,化学抛光产生的酸气,W及各清洗过程中的酸碱SS废水等,其中酸碱废水为主要污染废水,污染物主要为酸碱类(pH)、、石油H-N、一类、重络酸盐、Nb爲基苯橫酸盐.其废水处理工艺流程为:废水调节池一一^--^二>>诱导反应池级反应池级反应池级沉淀池级反应池二级沉 ̄一--^?>A0>■淀池pH调整池^水解酸化池/A/反应—次沉淀池清水池达柄排放或回用.经一系列处理后,惠州某金属表面处理厂所排放废水符合国家污染物最商允许捕放浓度,项目废水经处理设施处理后所有监测项目的浓度均低于广东省一DB44-二《水污染物排放限值》/262001第时段)的级标准及《电彼污染物排(X-2008放标准》GB21900水污染物特别排放限值标准.()通过对惠州某金属表面处理厂的调查,分析了该厂的工艺技术特点,提出有关本行业污染问题的相应对策:首先,革新现有的落后技术,引进最新的高水平.其次科学技术,在生产处理过程中严格管理,特别是对高污染的化学物质;最,.后,妥善处理污染物真正地实现生产处理过程中的清洁生产关键词:金属表面处理;清洁生产;废水处理;发展现状InAbstractAbstractMetalsurfaceprocessi打giswidelyusedinma打yindustrial行elds.Itisanimportantl1tAtthi:echnicalrocess:0imroveroductualiandrades?esametimehsapppqyg,olhitionalndustr.Durinsurfacetreatmentroce巧theusinofalarenumberofacidpiy呂p,gg,alkaliheavmetalsolutionincludincadmiumandcanidechromiumandothertoxicand,,,ygyharmfiilchemicalsresuh:inalareamountoftoxica打dharmfiilwastegas,wastewatergandwasteresidue.Thereforejtisvitalt:ostudythemetalsurfacescienceandtakeprotectivemeasuresforeconomicconstmction^ocialroressandhumansurvival.pgHereSubectresearchinvestiateroductio打rocessandwastewaterroce%injgpppgequipmentandprocessofHuizhou,RiYumetalsurfacetreatmentfactory,Wefoundthattheponutio打mainlyCO打sistofthedustwastealuminumnoisewhichareroducedin,,,pmechanicalolishinrocesssolidwasteroducedintherocessofdeoilipgp,acdas,ppggeneratedbychemicalpolishingandotherwastewaterproducedincleaninghaseWastewateristhemainollutionmai打lcontai打ilainacdoralkaiPHSo"ndppyg,S,()C0DC-Las-NH3N.Therocessfor化ee谢uentstreatmenteuents!:〇adteoo:fflus化l,,pjpdu-tlfil1delincedreacionoorstorderreactionoo:0secondorrreactionoorimarppp,pysedimentationtanktot;ertiaryreactionpool,theseco打daiysedimentationtanktopH-tt-adusmenoolhdrolsisacidificationoolA/A/0reactionsecondarsedimentationjp’yypy*ta打kt:oclearwaterireservioissta打darddischareorreuse.,gAftertreatment,thewastewaterwasallowabletodischargeaccordingto"Gua打ttt-donProvincewaerotDB44/262001thgglluandischarelimise化conderiodpg(p)""ande-2008lectrolatingollutantdischarestandardsGB21900,ppg()ThisinvestigationofHuizhouRiYumetalsurfacetreatmentcompanyandthetrendof化eindustrydevelomentaround化eworldiveussomesolutionfor化eollutionpgpproblemofmetalsurfacetreatment.Firstlytheresenttechnoloshouldberenovatedthe^pgy,-thihechtreatmentshouldbeusedwidel.Secondlollutantseseciallt:〇)dcollutantsgyy,ppypshouldbemanagedstrictlyaccordintosomerelatedlaws.Thirdltheolluta打tsshouldgy’pbetreatedproperly化insurethecleanerproductionduringtheindustrialprocess.Kwordstascetreatmentefluenttreatmentrentsituatontone:me;lurfacuriroduciy;;;pIIIn目录摘要IAbstract阻@录V第1章文献综述111.前言112金.属表面处理的基本概念;11.3国内外金属化学转化处理现状21.3.1钢铁表面化学转化处理硏究现状21.3.2镇合金表面处理现状61.3.3铅合金表面处理现状614金.属表面处理技术的发展71.4.1电锥71.4.2化学锻81.4.3喷涂81.5金属表面处理行业对环境的影响81乂小结10第2章金属表面处理厂污水处理方法及工芝1121.污水性质11221.常用处理方法322..1含氣废水152.2.2含镇废水15Vn武汉工程大学硕±学术论文2.2.3含络废水16220.2.4综合重金属废水2.2.5多种金属表面处理废水综合处理21第3章惠州某金属表面处理厂废水处理现状233.1惠州某金属表面处理厂概况23324.2惠州某金属表面处理厂主要产品及产生的污染物32.124.主要生产工芝253.2.2原辅材料用量3.2.3能源消耗量25263.2.4主要污染物3.3惠州某金属表面处理厂污水性质及处理工芭263..31污水性质263.3.2污水处理工艺273.3.3惠州某金属表面处理厂巧水处理工芝273.3.4主要处理单元、构筑物及有关参数29334.4惠州某废水处理效果及污水排放343.4.1污水处理效果3.4.2污水排放363.5回用水设计水质、水量373.6回用水处理工艺流程的确定373.6.1回用水处理工芝分析及说明373.6.2回用水处理水量平衡图及说明39VIn§53.7小结40第4章结论与建议4141.1结论44.2建议42参考文献43致谢49攻读硕±期间已发表的论文51VIIn第1章文献综述第1章文献综巧1.1前言金属是人类生活中的重要原料之一,广泛应用于人类活动的方方面面.例如铁、镑、铅都是广泛使用的,人们的生活离不开金属制品1[】.在制作和使用金属制品的过程中、材料,金属通常会受到各种折损破坏.金属表面被破坏后,在很多方面会发生很多的改变尤其是外形、色泽及机械性能等方面,从而造成设备破坏、影响产品质量,甚至发生恶性事故,同时带来资源和能源的严重浪费.因此,对金属表面科学进行研究,探求更加科学髙效的可持续发展方法,对经济建设、社会进步W及人类生存有着十分重大的意义.我国地大物博.但是中国又是个,探明的矿产资源储量十分丰富资源小国,众多的人口基数、极高的人口密度使得中国人均资源占有量十分的小.虽然我国矿产资源非常丰富.,但是结构并不十分合理改革开放来,在开放的政府政策支持下,中国经济得到了迅猛地发展,金属行业也蔥壮的发展起来了.反观我国金属行业,其弊端在于结构.长此W往不细致,资源利用效率不够,对环境影响恶劣,资源和环1[]境的问题大大限制了我国的可持续发展.应《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十二个五年规划建""议》对于经济发展提出了五个坚持的基本要求叫坚持把建设资源节约型.政、环境友好型社会作为加快转变经济发展方式的重要着力点府和社会对环境问题及其重视,然而现实中,经济发展与环境问题依,然难W协调,其中W金属行业最为突出希望从本文的研究分析中找出这种现状的原因,并试图从理论角度,结合实际提出解决方法,从而使清洁生产在我国钢铁行业中广泛推广开来,早日实现经济效益和环境效益并重的局面.1.2金属表面处理的基本概念随着世界科学技术的不断提高,金属表面处理作为工业加工过程1n武汉工程大学硕±学术论文中必不可少的工艺过程越来越受到各行各业的重视和青睐,该处理技术是指通过对金属表面进行加工W达到改善金属表面性质的技术.可分为物理法和化学法来进行表面处理,物理方法是通过物理作用和手段对金属表面处理如脱脂、去坂、除诱,化学方法是通过化学反应如一涂蚀,麟化,纯化等在金属表面形成层防护膜从而提高相关性能.经过物理或化学方法的处理.,部件的使用周期延长防腐蚀性能有所加强,能储存更长的时间,使用性能、加工条件、视觉感官都有不同程.,.因此度的改变腐蚀问题是产品的核也问题大大引起了重视,各国不仅广泛寻找方法简单,、价格低廉、方便操作的金属表面处理方法并且正在不断努力更新这项处理技术.1.3国内外金属化学转化处理现状一1金属表面化学转化膜是[]种新型成膜技术,是指在金属表面通一过系列化学反应,生成稳定的化合物膜层,它的原理是:金属与腐一蚀液接触时发生电化学反应层膜层.金,产物附着在金属表面形成属电位.,溶液的酸碱环境,离子浓度等都是其影响因素pH值、金一属离子浓度的变化都会改变其电化学平衡.成膜反应过程首先是系列电位变化的过程.金属表面原有的氧化层厚薄程度的变化使金属电.位降低而变得更负,易被氧化和纯化由于电子穿过氧化层,氧化还原反应发生改变了pH值,沉淀在表面析出形成晶体,然后晶体逐渐成长连续蔓延至整个金属表面.,完成铺化金属表面的化学转化处理一是种商效、低成本的处理手段,对结构形状复杂的部件效果甚优,并且设备简易可进行大批量生产.较物理方法,化学处理应用更加广泛.,处理过程更有特点1.3.1钢铁表面化学转化处理研究现状钢铁是人类生活中应用量最多、面最广的金属,90%^上的金属材料都是钢铁,腐蚀问题是钢铁材料的首要问题,据相关统计钢铁及金属设备W每年10%的速度被腐蚀,带来至少7000亿美元的经济损失,拉低了国民生产总值化因此解决钢铁腐蚀问题势在必行.H百2n第1章文献综述多年来,人们始终在寻找经济高效的防腐蚀技术,如今有两种被广泛一一使用,种是钢铁表面电锻锻锋后再进行络酸盐化学转化处理,另种是钢铁表面憐化处理.1.3丄1钢铁表面鞭锋后化学转化处理锻锋对大气腐蚀效果优秀,但在潮湿条件下镶锋层会被腐蚀,影响到钢铁的使用,而纯化处理可W有效解决此问题,其中络酸盐技术,.应用最广泛,但其对环境有着潜在的不良影响是首要克服的问题铁C6+盐、有机物、磯化、稀±盐、H价络盐純化技术是馈锋层表面无络r()化学转化主要手段,有机物和稀±盐是国外研究的重点,而后两种稀王盐、H价络盐纯化技术在国内研究较为普遍,磯化技术对水体易造.成污染,己逐渐被攝弃1稀王金属盐)稀±氧化物和氨氧化物能有效抑制金属腐蚀的阴极学反应口-67][]。H价饰盐是在稀±盐化学转化被广泛应用的技术.杨极t等发现、稀王饰盐纯化膜在锻锋钢板的腐蚀中起到了有效的抑制作用,经过饰盐纯化处理,其防腐蚀效果明显优于空白样,接近低铭纯化处理样品8[]的耐蚀性.YasuyukiKobayashi等利用硝酸锦在金属表面^成转化膜处理鎭巧钢,研究了其抗蚀性,和硫酸根离子的加入对性k变化的影响,发现H价饰在溶液中被氧化成四价使饰转化膜的晶粒Ifl化,缓\蚀率随硫酸根离子的浓度增大而上升.同时通过扫描电镜发现表面形貌影响其耐蚀性.巧H价络盐一.络酸盐对环境具有定的危害性在六价络纯化技术开发较早,后来出现了H价络纯化工艺.与六价络相比,H价络的耐蚀性稍差,但是可W生成达到要求的转化膜,并可对其表面着色,视觉效果较9[]、好.刘国琴等研究馈粹层H价络黑纯化工艺,其配方是兰价络盐钻盐、亚铁盐等,经该配方处理的部件其耐蚀性优异.3)有机物有机物铺化是通过改变表面性质来生成特定性能的膜层,有环境危害小工艺过程简便的优点.单宁酸、植酸、有机珪烧纯化技术是其中较为成熟的技术.植酸亦称抓醇六磯酸脂,其余金属发生络合后会n武汉工程大学硕±学术论文一形成层致密膜层,保护部件,分子膜层中大量的哲基和磯酸基会与11[].图层发生作用,提高涂料的粘合力张洪生等用植酸、杂环化合物等在80摄氏度对热锥锋板、钢材的表面进行处理,烘干后可经受24h盐雾测试,且效果较好、4)其他’1213"is]16[][][[]钢酸盐、鹤酸盐、娃酸盐、铁盐的纯化技术也有研究,由于鹤、钢与络是同族元素,其特性上有共同.前两者随效果不如络酸盐处理工艺,但是其污染远小于络酸盐.而珪酸盐铺化处理是一种髙效、绿色的化学手段,价格低廉、无毒、无污染、化学稳定性一.好,但其受耐蚀性能力稍逊筹钦盐纯化技术的产生,主要是从环.镜由于其生物相容性好、毒性低被广泛应用与生物材料保角度考虑,其表面氧化物的化学稳定性也远远超过了传统的不镑钢、铅材料的致一..密氧化层然而其生成完整膜层较为困难,有定的研究发展空间1.3丄2钢铁表面磯化处理一种传统的处理工芝钢铁表面的磯化处理是,其开发较早技术较其他工艺更成熟,但是,磯化技术过程中会产生大量的含磯废水从而导致水体的污染,因此开发新型无污染的化学转化膜处理技术是势在必行的.1磯化)磯化处理通常应用于含有Zn、Mil、Fe等的磯酸二氨盐等组成.二的酸性溶液中进行,该技术在钢铁上应用最多磯酸氨盐通式M2+2+2+二可表示为MH2P042,其中代表Zn、Mn、Fe,磯酸氨盐在()溶液会产生电离平衡;MHP0->MHP0+HP0(24)24343MHP04一M3P042+HPO()丄34由反应式可知,在憐化液主要由磯酸二氨盐和、憐酸氨盐、游离的憐酸W及沉淀出的固体碳酸盐构成.对钢铁制品的部件进行处理时由于腐蚀作用:,在阳极微区发生铁的溶解反应2+Fe一Fe+2e在阴极微区发生析氮反应:+2H+2e一任t4n第1章文献综述钢铁表面与游离磯酸发生如下的化学反应:F针2H3PO4一FeH2P〇42+H2t()此时,体系中氨气不断析出,酸性减弱,H值上升,憐酸根各p级解离平衡向右移动;当金属离子与憐酸根离子达到溶度积时,不溶0和M,性的磯酸盐结晶M3巧0如4还2Fe(P〇4)24H2〇就会生成晶核一并在材料表面形成层磯转化膜.其化学反应表示如下:H+4H一‘+4H3M(2P04)220M3(P〇4)24H2〇i3P〇4+一*+4FeH2P〇422M还P〇42M2Fe巧〇424也0氏PO4()())丄溶液中的亚铁离子,分别参与憐化膜的沮成和氧化还原反应,生.成磯酸铁沉渣沉淀这种体系对于锋或薛合金,所形成的磯化膜完全,由Z24战0组成.ii3巧〇4在磯化液中加入其他金属盐作为磯化添加)P2N剂、促进剂的研究也在进行,李现涛等研究了a2Mo〇4在常温磯^一化中的作用,钢酸盐是种常见的常温磯化促进剂,有氧{化扣速、缓蚀成膜、純化和净化作用,研究发现Na2Mo〇4添加量为3g/L时,得其膜结晶形貌最好,试样自腐蚀电位变大,交换电流密度变小,耐腐’口3]蚀性明显增强.韩中启等研究了稀±在磯化前处理中作为稱化添加剂、促进剂和磯化后处理中的应用及促进成膜机制的研究进展及现一虽然发展历史久状.磯化工、应用范围广,但对水体富营养化的危害是限制其发展的主要因素.巧稀±一稀±转化膜技术作为近年来开发的项新技术,是无毒、无污染、口4-2627][]防腐效果好的无络純化手段,有不可比拟的前景.Li等研究了在Imol/L的祀S〇4溶液中香草嗟和四价稀±离子生成致密的转化膜P一.层,对钢铁有良好的防腐蚀性能刘长久等巧面过系列单因素实验工艺如下N〇?:在4/2/L和正交试验,得到gLCe3)3,pH值为3,3mL(°?-42011止/1^30%氏〇(2,温度为:40^,处理时间比,同时添加少()量的H3BO3和适量的SrCl2,得到耐腐蚀性较好的膜层.虽然稀主膜一层性能优异但生成膜层较困难,对应用有,且难W在表面成核定的限制.适当的氧化剂和缓蚀剂也正在被学界关注.3铁盐)wit.锭盐具有很好的防腐蚀性,污染小同时光化学特性好冯强等5n武汉工程大学硕±学术论文一?研究了:0.5l.O/L的钦盐种转化液配方为g,lOmL/L促进剂,°?=??0.w/C.5lOmL/L的H2〇230%,37gLNaF,湿度8090,H为()p?58,时间30min,的处理工艺.发现铁盐对钢铁腐蚀具有保护作用,是在表面形成了H氧化二铁的涂层,形成的彩色纯化膜可通过[?15nh的盐雾试验,且在室内环境放置300多天不出现镑点气但一同稀±离子样成膜困难二.,不能生成预期的氧化锭膜层1.3.2镇合金表面处理现状一二镇合金质量捏,是工业应用结构常用金属材料之.尤其是近15%.十年来,西方发达国家铅合金应用的年均增长率超过近十年内,镑合金无络转化膜处理技术取得了越来越多的进展.尤其是在稀±盐、儘酸盐、锡酸盐、磯酸盐、有机膜,其他膜层包W及一些复合膜层方面等.其中有关稀王盐、憐酸盐、有机膜层研究较多.综合研究现状来看,对于新型稀±盐、有机膜的研究,近两年已成为主攻发展方向.1.3.3锅合金表面处理现状、铅合金属于低密度、高强度材料,其使用效果接近优质钢,塑性导电性、导热性、抗腐蚀性良好,塑性好,可加工成各种型材,在工业上应用广泛,使用量仅次于钢铁.铅合金的表面鈍化处理技术发展已取得较快较好的成就,综合考虑抗腐蚀性、美观性等,有多种技术可供选择.1稀±)3+[l]380年代中期,扭ntom等用Ce作为铅合金缓蚀剂,使其腐蚀一-速率降低到了原来的十分之.9Mansfeld等开发出了饰钢联合纯化处理工艺.5mol/LNaCl溶液中连续浸,经此工艺处理的侶合金在033[]泡60天仍不发生点蚀,其耐蚀性大大超过络酸盐处理效果.石铁等研究了一40化上的种饰盐转化膜,其效果优异,可承受了中性盐雾实验.巧锭盐6n第1章文献综述一34一[]铁盐在侣合金表面处理上也有定研究.罗坤英等开发了种由铁盐、错盐和有机聚合物组成的低毒性的铅及锅合金化学转化剂CF25.CF25转化膜耐蚀性良好且与有机涂层附着力强,应用广泛.3)其他其他的处理例如有机物化学转化技术和髙儘酸盐纯化技术也有所研究.有机转化膜通过形成配合物来达到抗氧化、耐腐蚀的保护作用.目前主要研究对象是含植酸和单宁酸的转化膜.单宁酸水解后呈酸性,对人体无害适用于饮食行业相关,可形成无毒的单宁酸转化膜35[]材料.Beccaeia等研究了A1在某种偏氧丙基甲基桂氧爲体系中的抗腐蚀效果,证明了在有机膜的作用下,锅材料的耐蚀性确实有所提PW高.苏红来等用研究了娃烧对铅材料的作用,发现珪烧也能通过形成有机膜改善材料的性能.1.4金属表面处理技术的发展表面处理技术在众多现代工业产业中都是不可缺少和替代的.表面处理工艺包括:喷漆、电子抛光、电泳涂装、阳极氧化、着色转化.涂装、连续条纹电被、防腐处理等而且,其应用领域和服务也在不断地扩大.现在,塑料陶瓷高分子、无机材料产品也与表面处理密切知口7]相关.1.4.1电渡一电锻是种典型金属表面处理技术,也是制造业不可或缺的工一艺.,同財也是环境污染最严重的行业之改革开放来,表面处理一环行业作为我国加工制造业产业链中最为重要的,得到了迅猛的发展.,其规模、产量、产值都已进入世界顶尖水平制造业是我国的基础产业.,是经济增长的重要保证,是国家伟大复兴的重要基础如何扶持管理好表面处理行业对我们来说尤为重要.一电锻是表面处理工业的典型行业.近年来,些欧美的发达国家对环保要求非常严格,相对应的重污染行业表面处理行业受到更严格的限制,电锻的产品成本越来越商,使当地的产品产量急速下滑,该7n武汉工程大学硕±学术论文.工业发展迅猛行业逐渐的向发展中国家转移改革开放W来,中国,一表面处理工业也经历了个较大的转变和发展过程,进入世界领先水平.随着高质量电辕剂进口和国外对电镶产品的需求的增长,及越来越多外资电德企业来华投产,我国表面处理工业得到了充分发展38[].目前,国内已超过40000个,职工超百万人,较正规的生产线已超过五千条具有H十亿平方米电辕面积的加工能为,表面处理行业年口8]产值数百亿元.1.4.2化学滤一化学锻是最近才流行起来的种电极新型锻种,其产品的比电镶.此种工艺过程不需要用到氯化物的性能好的多,也能较容易的控制一重金属离子的排放.,是种较为环保的的锻种1.4.3喷涂喷涂的种类较多,按涂料成分可分为无机涂料和有机涂料,无机:,涂料如水性漆;有的适用于金属有的适用于非金属;按其使用温度可分为高湿涂料、低温涂料,高温涂料如:静电环氧、聚脂等粉末涂料.企业可W根据自己的需要选择不同的涂料、喷涂方式.未来喷涂行业的发展趋势,主要是考虑涂层的性能和环保方面的问题.1.5金属表面处理行业对环境的影响金属表面处理行业涉及使用的化学品较为广泛,这些化学物都有可能随着生产排放到环境中.金属,对环境和人类生活带来潜在危害表面处理行业的废水污染范围广、、污染隐蔽性高持续时间长、难W被降解.且废水会污染农作物、海洋等,通过食物链进入人体,最终在人体内富集.,影响到人类的健康随着工业化建设,我国金属表面处理行业也在不断高速发展.隶、铜、钻、神等污染物都是该行业常见污染物,会各种形式排放,并在环境中长期积累,导致环境恶化.据调查,2009年至今,我国已8n第1章文献综述连续发生H十多起特大重金属污染事件,不单单是影响了企业周边人群的健康,更加严重的是它已经渗透到人类的生活中、威胁着人类的安全.金属表面处理行业的重金属污染防治的发展还有很长的路要走,一一要务作为现如今和之后很长段时期内环境保护的第,重金属污染防治也已提上日程.十二五计划提出,到2015年,中国将建立比较完善的重金属污染防治体系、事故应急体系和环境健康风险评估体系一2007,重点区域重点重金属污染物排放量应控制在标准线下,比39[]年减少至少15%.重金属元素多数属于过渡性元素,由于其化学结构的特性,其拥有多个化学价态.而且重金属易于止壤,从而导致不同价态毒性不同4G[]中的无机酸反应生成溶度积较小的盐类,延长了危害周期.同时重金属能和大分子结合生成馨合物,能增大在水中的溶解度,在±壤环境中的影响加大,増大其污染的影响范围.一含巧废水是种常见的金属表面处理污水.我国的锋矿资源储量排世界第二位.工业生锋资源广泛应用于现代产中,是国民经济的重一要支撑.同时锋广泛存在于人体肌肉及骨骼中,是种不可^少的微量元素,但是巧在人和动物体内含量过高会产生不良的影响^过量的I锋会导致我们身体中的免疫细胞的活性减低,降低我们对编黃、病原.体的抵制能力,影响我们的身体健康未达标含悴废水的排放,造成?了严重的环境污染和资源浪费.由于巧和其他重金属类似,毒性大难降解、易堆积,被生物体吸收后进入食物链,并最终在人体中富集,tW.严重影响我们的身体健康随着人类生产活动的日益增加,重金属废水的排放量也与日俱增.因此含锋废水的治理仍然是世界环保领域的重大研究课题.含络废水是金属表面处理行业的另一种主要废水,它主要呈六价态和H价态,六价络毒性高,能使鼻腔穿孔或引起肺癌,极少量的铭就会影响到发酵,更能妨碍某些鱼类的生长,在±壤中,极其微量的络元素就会使烟叶、燕麦和大豆不能正常生长.所W,相当小量的六价铭的毒性.,对动植物生存的影响都是显著的42[]重金属植物代谢和生长发育有不同程度的影响.有些重金属对9n武汉工程大学硕±学术论文植物生长起着至关重要的作用,同时也有些重金属会严重危害植物生43[1长..,最终危害人类領、铅对小白菜、水稻产量有很大影响在燕.对植物根麦、大豆体内,重金属,重金属对活性氧清除酶产生影响44[]系生长与代谢.、植物叶片也有有较大影响1.6小结针对各种不同材料,其机理和技术也不尽相同,因此探索合适的处理工艺是十分必要的。10n第2章金属表面处理厂污水处理方法及工艺第2章金属表面处理厂巧水处理方法及工艺2.1巧水性质金属表面处理行业是重污染行业,其工艺过程会产生大量的有毒.据报道,、有害的废气、废水和废渣我国表面处理的相关行业每3t,五万t含重金属废渣年排放约四十亿含重金属废水,H千万m酸雾.对生态环境,严重的还、动植物生存及人类发展影响极其重大.会影响社会经济的可持续发展,造成严重的影响金属材料和化学药品是表面处理工业的主要使用成分,化学药品、残留物和废液在使用、运输和处理过程中会对人类和大自然产生非常重要的影响.这些影响具有时效性,有的是直观的、立即表现出来的,有些是需要过个几年甚至十几年乃至几十年才会显现出它的危害.金属表面处理行业在处理过程中会使用多种原料,打磨包括磨料:金刚砂,砂和粘合物,磨料,隧石,石英,刚玉,娃鹤硬质合金,.抛测砂等:,,,聚;粘合物陶瓷,矿物质有机树脂橡胶氯石帰塑料等,机械抛光要用到抛光膏:光包括机械抛光和电抛光与化学抛光,包括、蜡,油脂,娃藻±,滑石粉,娃铅、铁的氧化物等,电抛光与化学,包:抛光要用到抛光液括离氯酸,硝酸,乙酸,磯酸,硫酸,絡酸,一一.目油,苯胺,神酸盐,中和用碱性溶液第次清洗包括化学除诱、氧化层需要用到处理溶液,包括;HC1、H2SO4、H3PO4、碱性除铸盐、NaOH、葡萄糖酸盐、哲基乙酸、梓樣酸、NaCN、HNO3、HF、催化剂、Cr〇3、NaCN、Na2Cr〇4、抑制剂如硫脉,六(次甲基四胺等.最后清洗与脱脂包括化学法与电化学法,)要用到有,包括:,,,爾类,某些氯化烧轻、稀轻机清洁剂煤油汽油苯类,冰醋酸:NaOH,乳化剂并用,乙醇等;无机,碱性清洁剂,包括,NaCN,KOH,N化CO3?,捏酸盐,棚砂,肥皂等表面活化需要用1、、氏P〇到HC报S〇44、碱性除镑盐、NaOH、葡萄糖酸盐、哲基乙酸、NaCN、HN03、HF、催化剂、Cr〇、NaCN、NaCr〇4.、梓樣酸32腐蚀防护及硬化需要用到氧化剂、.、盐类、乳化剂漆类、HN03等电11n武汉工程大学硕±学术论文ZnS〇、A18〇ZnCh锻需要的物质:4、Na2S〇4〇43、战3、、NaCl、巧)NaF、AlCh、ZnBF42、NH4CI、NH4BF4、有机胺、ZnCN2、NaCN、()()NaOH、ZnO、明胶、胡椒醒、H乙醇胺、六亚甲基四胺、氧化铅、磯化脂肪醇傩湿剂、Z1I2P2O7、k4P2〇4、梓樣酸钟、聚合物和杂环化)合物、酸类、碱类、盐类、NH40H/HCI、醋酸/醋酸钢、CUSO4/H2SO4、Cu(BF4)2/HBF4/H3B〇3、碱性硫酸铜、润湿剂、Cu(CN)2/NaCN/KCN、碱性碳酸盐和氨氧化物、酒石酸钢、酒石酸钟、氨氧化物、硫化物、NaCNS(光亮剂)、CU2P2O7、K4P2O7、草酸胺、KN03、硫脉、明胶、纤维素类、橫酸、石棉、活性炭、NiS〇4、NiCl2、氏8〇3、梓樣酸镶、有机润湿剂、抛光剂、N设〇4、NH4CI、NiCl2、(NH4)ZnS〇4、战B03、醋酸媒、Cr〇3、H2SO4、灯2〇3、邸、氏SiF6、Na2S〇4、硫酸络盐、氯化物、氣化物、硝酸盐、8巧〇4、K2S巧、Pb、Sb、Te、Sn、Ag、CdCN2、NaCN、CdO、ACN、KCN、NaCN、K2CO3、抛光剂(髙()g分子杂环聚合物)、涧湿剂、NH4SO3NH2,金属硫酸盐(铁,钻,鎮,福,巧,错,银,铅等.)主要产生的废气、废水、废渣有:颗粒物、碱性废气、硫酸雾、氯化氨、氮氧化物等酸雾、络酸雾、硫酸雾、氨氧化钢、盐酸、硫酸、硝酸、巧、络、铜、縷、氯化物、金属粉尘、碎砂、废树脂、废油、噪声等.金属表面处理废水主要有含氛废水,含络废水,含镶废水,含铜.废水,含锋废水,磯化废水,酸、碱废水,电镶絕合废水几大类含氯废水的来源主要是潑锋、锻铜、鑛络、被金、锻银、锻合金等氛化.含络废水的来源主要是锻络.锻槽、纯化、化学鑑絡、阳极化处理等含.儀废水的主要来源是渡镶含铜废水的主要来源是酸性锻铜,焦憐酸锻铜..含巧废水的主要来源是碱性锋酸盐鑑巧,绅盐辕锋憐化废水的主要来源是磯化处理.酸碱废水的主要来源是锻前处理中的去油、.腐蚀和浸酸、出光等,中间王艺化及冲地坪等的废水电鑑混合废水一的主要来源是除含氛废水系统外、将电锻车间排出废水源在起的废一.起的废水水除各种分质系统废水,将电锻车间排除废水混在,除一各种分质系统废水,将电银车间废水混在起的废水.一电锻废水中的各组分浓度不定,成分比较复杂,般会含有如;21n第2章金属表面处理厂污水处理方法及工艺6+2++2+2+++?Cr、Cu、M、Cd、Zn、AU、A等重金属离子和CN等g,这些离子的毒性都比较大,重金属离子还会在人体中富集,对我们的身45[].因此体造成极大伤害,电锥废水在查清种类、来源、污染物水平46[]后应认真进行回收处理.2.2常用处理方法金属表面处理是产生的废水对我们的生活环境影响如此么大,有一什么方法能尽可能的降低污染呢.下介绍些现实常用的废水处理方法.在对金属表面进行处理时、、,由于使用了磨料抛光剂等器材药OD一剂、BOD、SS.般的工,所W废水中含有的主要污染物为C等艺流程如下:废水调节池_^混凝反应池沉淀池^水解酸化池許好氧池二沉池过滤排放金属表面处理厂的生产过程中产生会多种废水,其中主要有含氣废水、含铅废水、酸碱废水、含锦废水、含络废水、酸洗憐化废水和锅表面废水等.W上废水常用处理方法如下表所示。13n武汉工程大学硕±学术论文2-表1常用废水处理工艺废水种类处理工艺①巧盐沉淀法含氣废水⑤巧盐联合使用镑盐,,形成了、铅盐、磯酸盐后除氣效果增加更难溶解的含氣化合物①反渗透技术?二级化学混凝沉淀+空气吹脱+二段水解酸化+接触氧化处理新铅氧化废水工艺⑤曝气生物流化床处理法④师+民〇技术①化学中和法酸碱废水⑤离子交换法⑤膜法①化学沉淀法⑤离子交换法含媒废水⑤蒸馈法@反渗透法⑤扩展阴极电解法①药剂还原法⑤二氧化硫还原法⑤铁氧体法?铁屑铁血处理法含络废水⑤额盐法⑥电解还原法③离子交换法?生物法①直接中和法⑤生物法酸洗稱化废水③化学法@吸附法14n第2章金属表面处理厂污水处理方法及工艺2.2.1含氣废水对于含氣废水常见的处理方法有吸附法和沉淀法两种.分别用于饮用水和工业废水处理.1.沉淀法沉淀法广泛用于高浓度含氣废水,是根据氣化物在水中沉淀的原理分离达到去除的目的,其效率与药剂和反应条件都有关.化学沉淀法适合对高浓度含氣废水处理,普遍采用巧盐(石灰)沉淀法,通过向废水中投加巧盐等能与氣离子生成氣化巧沉淀的化学47[,L药品来实现除氣离子该工艺简单方便,成本低,但不足之处也一比较明显.处理后的废水中氣含量定浓度后,再加石灰水,不再一有沉淀产生,不能深度去污,因此该方法般只适合于高浓度含氣废一一级标准.水的级处理反应,达不到国家+-铅盐除氣法是指3,在水中侶盐电离出的Al与F的络合及铅盐48F[].水解产生的硏花,来去除废水中的,效果不错其投量少、成一二本低,次处理便可达到排放标准,通常作为在含氣废水处理中的级处理反应.2.吸附法吸附法是在工业废水中加入高效吸附剂,如活巧氧化铅、聚合铅-、F盐褐煤吸附剂、功能纤维吸附剂、活性炭等,使与固体介质进行化学反应或离子交换,最终被吸附去除,且吸附剂可循环使用.研究一发现在弱酸性条件下处理效果较好,因此般将废水的pH值控制在一5左右,且吸附温度不宜过窩.该方法般在工业含氣废水处理中用于末端的保护措施.2.2.2含镇废水含镶废水的处理方法主要有:49[]1.中和沉淀法中和沉淀法,是指使水中的N护与氨氧根反应生成氨氧化物沉.NaOH淀,然后再经固液分离装置去除沉淀物需要加入调节液体环.境至碱性,碱性越强去除效果越彻底15n武汉工程大学硕±学术论文2.硫化物沉淀法与氨氧化物相比,辕的硫化物溶度积更小,更易沉淀,但其处理二一成本高商,且次生成的硫化物处理西难.,般只作为补充处理3.铁氧体法B0A一铁氧体通式可表示为A2BO4或203,是类复合金属氧化、物.最常见的铁氧体为磁铁矿FeOFe2〇3或Fe3〇4.金属离子与铁氧一.体结合反应生成晶粒沉淀,再进行去除根据金属离子种类不样,2+投药比也不尽相同,例如硫酸亚铁与Ni与硫酸亚铁比在2:1到3:1?之间时废水中含镶30200mg/L,形成沉淀较其他条件下更易分离,()且沉淀颗粒不会再溶解,去除到位,无二次污染问题,出水水质好,能达排放标准.但对NaOH和热能消耗较大.为提高反应速率,减少处理能耗,出现了改进的铁氧体法(GT3+铁氧体法.其原理是:向废水中加入的Fe后与放入反应塔中的铁)2+e.再将塔中废水倒入原有废水加烧碱屑发生归中反应生成F,几分钟后就生成了铁氧体.化学法处理是目前效果比较稳定可靠的处理技术,发展时间长且工艺较为成熟.但化学法易产生大量含镶废渣,为避免二次污染需妥善处理,且儀资源不易有效回收.研究新型沉淀剂和废渣利用工艺是一现在处理含镶废水的大发展方向.2.23含络废水一、含络废水的危害金属络几乎是无毒的2+一.其低价态Cr的化合物,般认为也是无6+毒的.其余价态的络化合物,其毒性根据浓度不同有不同的表现.Cr,因进入途径不同.对人体的危害较大,中毒表现也不同电锻行业中的被锋的鈍化较多使用错酸盐,会产生大量的含络废一.此外铭酸盐也广水,锻络也是主要锻种之,产生的废水量也很大泛用于其他电锻王艺.+61对内脏的损害.当Cr进入我们的消化系统,我们的味觉和嗅).觉能力会渐渐降低,甚至没有了即使进入身体的量较小也会腐蚀我们的内脏,对的肠胃功能造成损害,我们就会出现胃痛、肠胃道溃瘍16n第2章金属表面处理厂污水处理方法及工芝一-等严重的症状,此外也会对解毒神器肝造成定的损伤.6+.Cr会对我们造成鼻中隔膜穿孔巧对呼吸系统的损害、咽喉炎和肺炎等呼吸系统的症状.3对人体皮肤的损害.六价络的化合物会刺激我们的皮肤,在接)6+、触络酸盐络酸雾的部位,极有可能出现皮炎.Cr经过伤曰处会处进入皮肤,会因腐蚀作用而引起络溃瘍又称络疮PW.()+C3r,是生物所必需的微量元素少量情况下不会对机体有害,这一点与铅较相似.但,在激活族岛素,利用葡萄糖方面发挥必要作用3+Cr会在皮肤表层与蛋白质结合,消化系统中较难被吸收,在肺内存一C6+3+6+积累较多对肺有.与rr定损害相比,C的毒性仅为Cr的百分一之.3+6+但有报道,对鱼类而言,Cr比Cr大,例如对蛙鱼的起始致死+3浓度,Cr硫酸络为1.2mg/l,C产5.2m/l.然而对家()谭络酸绅)为g+*6兔和狗Cr的毒性较大.在对含络废水的处理中,由于C护的氨氧化物溶度积较小,易于6+3+沉淀除去,因此多数处理方法中,均先将Cr还原为Cr再除去.二、含铭废水的处理方法甲1.化学沉淀法化学沉淀法是根据重金属离子不同溶度积和初始浓虜来计算一H值下出沉淀的pH范围,然后加入沉淀剂,使其在定的p完全沉淀的过程.1亚硫酸盐还原法)亚硫酸盐还原处理法优点是处理后能达到排放标准,并能回收利用Cr(0H)3,设备和操作也较简单,沉渣量少且易于回收,因而应用较广;但国内亚硫酸盐货源比较紧缺且价格偏高,限制了其大范围应用,如果含络污泥不能有效处理,还会引起二次污染.巧铁氧体法铁氧体法处理含络废水是向废水中投加FeS〇4,可W通过氧化还6+3+原反应还原Cr,生成低价态低毒性的Cr,然后调节废水pH值到3++合适的范围,使废水中的CrW及其他重金属离子Mn表示)发生共沉淀现象在共沉淀时,溶重金属离子会和铁氧体晶体作用生成17n茜没工程大学硕±学术论文一6+2+复合的铁氧体被去除.采用铁氧体法般侧重于处理含有Cr、Ni、++一22Cu、Zn等重金属离子废水.硫酸亚铁是种价格低,易操作的常见化学试剂,用它处理后水能达到排放标准,且不会引起二次污染;但工艺中需要消耗大量的药剂,因此产生的污泥也较多,制作铁氧体一.时需要高湿加热,能耗大也是大缺点3FeS〇-4石灰法)一F巧〇.4是种强酸弱碱盐,水解后呈酸性,具有还原性废水中6+3+FeS〇4与Cr发生氧化还原反应,生成Cr,这时可用石灰水调节?H?>3?H值值至7.58.5,使兰价络与0H结合生成Cr0巧当p(3沉淀p+F3e时,即生成大量沉淀,生成的红褐色Fe0H有凝聚作用,此时()3一会产生种共沉淀效应.该方法除络效果好、成本较低,且处理工艺比较成熟,但产生的.污泥量大,占地面积大,出水色度偏髙4)领盐法领盐法处理含络废水原理是利用固相碳酸锁与废水中的络酸接触反应,形成溶度积比BaC〇3小的络酸领,W此除去废水中的+6+口2一2]Cr.经BaC〇3处理后的废水中含有定量的残余Ba,可用石膏,2H进行除领.CaS〇42〇,生成溶度积更小的BaS〇4()领盐法处理方法简单,出水水质好,但货源、沉淀分离W及污泥二一次污染问题较大,污泥清除周期较长.同时,领盐有定毒性,因此,应对调节池、反应沉淀池等地下构筑物采取防,采用送种方法时渗漏、防腐蚀等措施,防止由领引起的其他污染.,并加强管理1.离子交换法一种高分子合成树脂为膜离子交换法是1^,进行离子交换,对废6+6+6+水中高价态、有毒的Cr进行选择性吸附.分离出Cr,然后再Cr、、.洗脱下来,进行净化富集浓缩等后处理后可1^^回收再利用但其.废水中同时含有其他多种阴阳离子,组分十分复杂因而离子交换法.处理锻错废水比较容易,而处理其他含络废水比较困难中小型企业并不能适应和负担这种投资大,操作难的工艺.2.电解法+++263Fe利用可溶性铁阳极电解产生,将氧化态的村降价成为Cr18n第2章金属表面处理厂汚水处理方法及工艺口30:1离子,而且打(巧3沉淀会随着环境碱性的增强而逐渐产生.针对不同金属离子的废水,需采用不同材料的阳极来处理.除处理镶络废水,电解法还可W处理纯化、阳极化、憐化等漂洗水.,应用面较广3.吸附法吸附是一种非传统的电锻水处理方法,其处理原理是利用某些固体相物质的多孔性,吸附分离水中污染物的水处理过程.常见、、的吸附剂有活性炭、活性煤焦炭、煤渣树脂、木屑等.4.膜过滤法膜过滤法是W选择性透过膜为分离介质,在存在推动力的条件一54[],原料侧的组分从有害组分中选择性透过膜.下,完成分离目前,电渗析、反渗透、超滤、液膜等经过了数十年的发展已经比较成熟.膜生物反应器、微滤等工艺也在进行相关理论研究.电渗析法是W电位差为推动力,使原料透过离子交换膜达到分离.超滤法也是巧静压差推动下进行溶质分离的膜分离过程.液膜根据不同载体可分为无载体液膜、有载体液膜、含浸型液膜等.重金属离子与载体结合,进入膜.,,之后重金属离子富集被返回到膜外内后扩散在界面上解络合,如54此过程不断进行[],废水得到净化.但是由于膜分离设备价格非常昂贵,且需要经常替换,没有得到大面积推广.,维护成本很高5.生物法紫传统治理方法弊端在于成本高、操作复杂、对于大流量低浓度的有害污染难处理等,而生物法降解污染物的成本低得多,生物治理废水越来越得到人们的关注.随着技术的发展和工艺的提升,生物法是可将废水中的重金属离子得到有效的降解,形成污泥沉淀下来,是处理后的废水能够达标排放.,此方法有效、运行成本低因此微生物处理电鑑废水拥有广阔的前景.兰、处理方法的优缺点对比1电解法:电解法处理效果稳定,操作简便,但能源消耗量大,()运转、维持成本较高.:离子交换法药品可回收,出水水质好;但投资较大,难管(巧理.,维护成本高3反渗透和电渗析法:效果好,可反复利用,浓缩液可回收再利()19n武汉工程大学硕±学术论文用.,提高了利用率;但其设备成本高,且处理量有限4生化处理法;有成本低,环境效益好等优点;但此工艺还不够()成熟.,应用不广泛,有待研究开发5领盐法:处理后可再利用;但工艺过程中过滤用的微孔塑料()管容易阻塞,难清洗,处理王艺流程较为复杂.一6FeS〇-4石灰法:具有次性投资小、运行成本低、处理效果好、()一.操作管理简便的优点,需要进步处理废水;但回收利用率不高四一、硫酸亚铁石灰法处理含络废水的具体过程6+一废水般将络还原进行处理,含Cr调节pH至酸性条件,投加还原剂3+FeS〇4、Na2S〇3、NaHS〇3、S〇2等,将C产还原成Cr,然后投加碱性物质等调pH值,使其生成H价络生成氨氧化物沉淀分离口5].还原反应条件控制;加强酸调整H值在2p.5到3之间,投加还一?原剂进反应,反应终点WORP仪控制在300330mv,反应时间般一不超过半小时.般采用机械揽拌.揽拌、压缩空气攒拌或水力攒拌海?凝反应应在弱碱性条件下进行pH79,反应时间不宜过长15分钟为6[512-宜.反应流程如图1所示.B2撕4巧按孩訟BaOH^—''念錢麽水'4t.…— ̄Hi?I片手1搂效种nmII一 ̄—袭W民l氮霸化銭巧m图2-1络还原反应流程图2.2.4综合重金属废水一般由经处理后的C综合重金属废水u、Ni、Zn等非络合物的重一金属废水切及酸、碱前处理废水所组成.现如今处理迭种废水般加20n第2章金属表面处理厂污水处理方法及工艺入石灰水或者烧碱调节废水的pH,使之生成氨氧化物沉淀,通过形成污泥的形式处理掉.此处理工艺的流程如下:综合重金属废水^调节池快源池慢混池->斜管沉淀池^过滤回调池一>排放'H为一10左.处理体系p右快混池与慢混池反应时间有所差异.般20??20快混池为30分钟,慢混池10分钟,机械攒拌与空气揽拌均可.2.2.5多种金属表面处理废水综合处理一金属表面处理厂般会排出几种废水,如含六价络废水、含酸碱、,对此普遍会采用废水分流处理的办法重金属铜、媒、巧等综合废水,首先分开收集生产线上的含镶废水、含络废水,分别按照各自适用方>.艺流程案对含镇、含络废水进行处理,之后再进行混凝处理处理f^如下表所示.—表2-2般金属表面处理厂处理工艺流程含络废水^调节池^络还原池^综合废水池综合废水^综合废水池^快混池^慢混池^斜管沉淀池中间池过滤器^pH回调池排放废水处理工芝设计应根据国家、地方要求,结合废水性质、企业因素等实际情况确定.电被废水处理工艺很多;经历了树脂交换法,一+一电解法、化学法气浮等系列的技术变化,普及W后引领了个时.但根据我国各相关企业的实际情况来讲代,树脂交换法更符合我国的国情,更适合我国经济社会的发展,尤其是在处理贵稀金属及其回收方面有较高的优越性.电解法;能耗高,对电能和铁矿石的消耗也非常高,不适用于处理高浓度含络废水,在处理含氛废水方面比化学法略差.化学药剂+气浮法:先进行中和反应,反应和进行泥水分离.但是考虑到电锭产生的污泥较多,且废水成分复杂,气浮分离不完全,6口].并且运行管理也十分不方便,所W气浮法的应用正在逐渐变少化学药剂+沉淀:广泛应用于国外处理中,但实际固液分离运行时间长后.,沉淀池中污泥上翻,导致出水质量难保证持续达标21n武汉工程大学硕±学术论文一生物处理;生物处理方法是种近几年研发的新型工艺,但微生物的培养生长对环境条件要求比较苛刻,细微的变化也会导致微生物不能生存.:.大批微生物死t,易造成环境污染,可操作性不强直接压滤法:直接压滤分离方法是针对不同性质的废水加入不同一的药品进行氧化还原中和后,进行污泥分离的种手段,其成本较低,操作简便.,稳定且低能耗W上即为金属表面处理的几种主要废水的常用处理办法.22n第3章惠州某金属表面处理厂废水处理现状第3章惠W某金属表面处理厂废水处理现状3.1惠州某金属表面处理厂概况惠州某金属表面处理厂是一个典型的金属表面处理厂,我们通过调查该厂的废水处理情况更加深入的了解此类型废水的处理方法、效果.惠州某金属表面处理厂位于位于惠州市惠城区水口街道办事处上霞工业区A栋.地处繁华地段.惠州市惠,交通便利,环境优美"客户第一"城区某金属表面处理厂本着,诚信至上的原则和理念,和许多国内外优秀企业建立了长期的合作关系,我厂W诚信、共赢、开创经营理念服务客户,得到了许多客户的认同并发展了长期一的经济交流关系.公司拥有支较强的技术研发团队并且和国内许多机构联系合作,强强联手.研发拥有多项自主知识产权.惠州某2200经营面积为6000m,建筑面积2000m,项目总投资为3万元人民币.项目于2013年4月竣工试产.主要从事铅制品的生产,现有人员15人.惠州某的设计生产能力为lOOOt锅制品,实际生产能力也为100化锅制品.惠州某金属表面处理厂投资总概算为300万元人民币.2011年5月25日通过惠州市环境保护局的审化其各项环保防治措施要求如下:1厂界噪声达到国家《工业企业厂界噪声标准》()-羣^GB123482〇〇8II类标准排放(昼间6〇犯,5〇祀.()夜间)2生产废水经处理达到广东省地方标准《水污染物排放限值》()23n武汉工程大学硕±学术论文一*DB44/26-2001二第时段的级标准:CODci90m/l,()gBODSOm/l.,SlS60m/lsgg3机械抛光产生的粉尘,化学抛光和氧化工序产生的酸气经处()理后达到广东省地方标准《大气污染物排放限值》DB44/27-2001中第二时段二级标准后排放.油烟排放执行《饮食业油烟排放标准(试》GB18483-2001行.)()4生活污水需经H级化粪池除油隔渣预处理后排放市政管网,()进入水口污水处理厂处理.(5)危险废物须委托有资质的公司回收处理处置;员工生活垃圾委托环卫部口清运处理.(巧工业废水的回用率必须达到60%W上,生产废水排放量^48吨/天.3.2惠州某金属表面处理厂的主要产品及产生的污染物3.2.1主要生产工艺惠州某金属表面处理厂主要从事锅制品的精加工工作,主要是3-1对侣制品的金属表面进行处理.,主要生产工艺如图所示这样处理过的铅制品使用寿命长,阻碍和延缓了错制品和空气中的元素接触反应.经处理过的铅制,避免了铅制品越使用越黑的状况品,耐腐蚀性、耐酸性、耐碱性、耐油性、耐热性、耐冲击性,密度和硬度都有了很大的改善.24n第3章惠州某金属表面处理厂废水处理现状蒋翻晶1f觀誠抛光糖集、疵鎮着、i^声1!I除油—圈废重满统蒙滅废氷i■?I,t化学麵光-…-…-叫駿气Irj洁洗??!酸賴麽氷氧化£封孔—-—] ̄1酸藏废水卓!‘II..烘干J包装图3-1惠州某金属表面处理厂生产工艺图3.2.2原辅材料用量铅制品:lOOOt/a;:60t/at/a.酸;碱:603.2.3能源消耗量工业用水量;120t/d生活用水量.;15t/d;月用电量:5万千瓦;25n武汉工程大学硕±学术论文3.2.4主要污染物1.废水项目产生的废水主要为生产过程中的酸碱废水和员工生活废水,D-主要含酸碱类H、SS、石油类、COcr、NH3N、LAS.项目建有(p)一套清洗废水回用系统,回用系统将废水中的酸碱废水经过处理后回用于清洗工序,经回用处理后排入水口污水处理厂处理;生活废水经H级化粪池处理后排入水日污水处理厂集中处理.主要进水、出水及污染指标见下表.3-1进;出水污染物标^早y+NH-2CODBODSSsNTPCus石油色项目^脚(mg/L)(mg/L)(mg/L)(mg/L)(mg/L)(mg/L)类度?进水指标280160150121022060249020?出水指标60100.50.55.04069IIIIIIIII2.废气工艺废气主要是化学抛光工序中采用高浓度H酸一,此过程产生.H.定的酸气,主要污染物为硫酸雾废气项目配套有套废气处理设施3.固体废弃物固液体废弃物主要是生产过程中产生的含酸碱、油脂等危险废()物和机械抛光生产过程产生的废铅粉及废次包装物,W及少量员工生.活垃圾危险废物交由有资质单位回收处置,员工生活垃圾交由环卫部口集中处理.4.噪声:项目噪声主要来源于机械抛光机.、风机等机械设备产生的噪声3.3惠州某金属表面处理厂巧水性质及处理工艺3.3.1巧水性质、在废水废气、固体废弃物和噪声污染中,我们主要着重于研究?废水.主要废水来自于侣合金制品其中锅合金制品中含有210%的(26n第3章惠州某金属表面处理厂废水处理现状铜,污染不大,可不作处理)生产工艺.水中的;铁、儘等金属较少主要污染有硫酸.污水中主、磯酸、硝酸、烧碱、锅、铜、有机染料要含有.:硫酸、磯酸、硝酸、烧碱、侣、铜、有机染料3.3.2巧水处理工艺1污染源状态)COD、B0D5主要来自于有机染料;TN、TP来源于生产过程中的磯酸和硝酸TP2?;H值来源于各种;总磯主要W磯酸根P〇4存在p酸、.、碱侣;铜等来自于氧化铅合金生产工艺中巧最优的化学沉淀条件:2+HCu处理:p值大于6.8,反应时间大于20min;上述金属离子+3?7的氨氧化物均不回溶;AL的处理:pH值在6.5.5,缓慢诱导使?l.Oh:H值在101190%W反应时间在;磯酸巧处理p,除憐效率为?上.铜、铅的泡合废水,控制pH值在893.3.3惠州某的巧水处理工芝一、惠州某的污水处理工艺流程一-一-1废水处理工艺流程:废水>调节池^诱导反应池>级反应)一二一^池级反应池一级沉淀池一H级反应池二级沉淀池pH调整池水解酸化池^A/A/0反应^二次沉淀池一>清水池达标排放或-2.回用.其处理工艺流程图如图3所示27n武汉工程大学硕±学术论文^废未巧理工艺宛程图型繳。明激。斯■1r—* ̄ ̄—I—生产废—;A,,,,II一—■一—二级i巧爷避?涛导巧应播?级哀应逾?反应總>级济捷池I ̄ ̄?.;9'自阳吨5.!職P齡誠嫩斯i8i--iI__1_JJlH巧结池二级巧捷张_吉级反应報夺—1水裝酸化池^44pI[I?*,mrmn.m,n?,nr,.fI|IS??现*?9孤-n!〇!懲貧講定;"8I—-…—!I;_]>I—A/i/A0泉应二淚巧宿淮读水锥?巧本妹鋒或蓄區巧?一?II?11—巧驼地I—jmmI▼巧泥謝鳩图3-2废水处理工艺流程图工艺流程^一>->巧回用水处理;中水集水池原水累多介质过滤器->活性炭过滤器呆安过滤器超滤系统^回用水箱^至用水点.?清水池一外排3生活废水处理工艺流程;级化粪池一二级化粪池级化粪)^池污水处理厂.3+由于废水中需要用化学沉淀去除的主要污染物是AL,次之是磯酸根.,再次之是铜金属离子根据其沉淀物的化学反应及其各自的最佳pH沉淀区域确定.二、惠州某废水处理主要方法步骤如下:一1首先去除氨氧化铅,为此需要投加氨氧化巧,般瞬时变化的)11;口值会使形成难1^1沉淀和浓稠的无定形胶体,且污泥体积大,脱水性能差;在缓慢提高pH值情况下能生成晶体氨氧化锅具有较好的沉.降性能.为使生成的氨氧化铅易于沉淀,采用诱导沉淀的方法即逐?步调节pH至6.58.5,使其缓慢形成晶体氨氧化侣沉淀,诱导时间为l.Oh.因污水由酸性调节到中性,故攒拌采用空气揽拌.该段主要产生易于沉淀的氨氧化锅晶状物.?PAM.5巧然后继续投加氨氧化巧及混凝剂,继续调整pH至828n第3章惠州某金属表面处理厂废水处理现状9.0,并继续采用空气携拌,同时氧化污水中的溶解铜,并形成铜的氨氧化物沉淀.利巧絮凝剂使沉淀物絮凝,W利于后续的沉淀.该段主要去除铅.、铜?3出水通过沉淀后H至10,继续投加氨氧化巧及絕凝剂调整)p11,.,采用空气攒拌使污水中的磯酸根W憐酸巧形式析出出水经过絮凝、沉淀去除.说明:采用氨氧化巧作为中和剂和沉淀剂:,主要是原因(①降低运行成本.②增加水中的巧离子浓度,使磯酸钩在水中的溶解度降低,利.不需要后续采用生物除磯工艺于出水磯指标达到标准,减少工艺环.节,减少投资和运行成本)H调整池?4絮凝、沉淀后的出水投加硫酸进入,调整H至7)pp9,5生化段采用水解酸化+AVO反应器去除COD、BOD等有机物,)出水进入清水池.,回用或排放6.各沉淀池污泥排入污泥池,经过脱水后外运处理或填埋)、3.3.4主要处理单元构筑物及有关参数=33工艺计算按Q120m/d计算,物化处理和生化处理均按5.0m化连续运行.一()调节池调节池主要作用一是调节生产废水的水量,使之后的处理系统能够平稳的进行;二是可W调节水质是废水的水质、浓度变化较小,另外可W加药调节pH等.使后续处理系统的冲击负荷降到较低.外形尺寸5.0x3.4x3.0+2.5xl.6x3.0m,超高0.3m,有效容积=3=33=V35.7m;存储时间T35.7m^m/h7.14h,可W满足6小时社储存容积要求.(二)诱导反应池=3><1.1外形尺寸4如.51.5,超高0.3m,有效容积V8m,停留时=间T1.62h,采用空气攪拌.H—()级反应池29n武汉工程大学硕±学术论文XX=3外形尺寸1.51.51.5,超高0.3m,有效容积V2.7m,停留时=间护0.50h30min,采用空气揽拌.(四)二级反应池<=31如1>2外形尺寸.51.5,超髙0.3m,有效容积V.7m,停留==0.时间T.50h30mhi,采用空气攒拌一(五级絮凝池)XX=3外形尺寸1.51.51.5,超高0.3m,有效容积V2.7m,停留时=T>0.间.50h30min,采用空气攒拌一(六)级沉淀池=32><3外形尺寸.^1.6.0,超髙0.3m,有效容积V10.8m,面积负=32,=工程技术荷q1.25m/mh,沉淀时间T2.16h.符合《电馈废水治理32,12?规范》中澄清沉淀池表面负荷.1.5m/mh1.化,沉淀时间不少于的要求.(走)H级反应池xx3=3外形尺寸l.〇〇.9.0,超高为0.3m,有效容积V2.43m,停留T部=时间.50h30min,采用空气攒拌.(八)二级絮凝池x=3外形尺寸1.2x〇.93.0,超高为0.3m,有效容积V2.9m,停留=0.58护30min.时间T,采用空气攒拌(九)二级沉淀池=3><外形尺寸2如1.63.0,超高0.3m,有效容积V10.8m,面积负=32’=工程技术荷q1.25m/mh,沉淀时间T2.16h.符合《电馈废水治理32?,》.21.5m/inh规范中澄清沉淀池表面负荷1,沉淀时间不少于1.5h的要求.(十)pH调整池=3如05><外形尺寸2..63.0,超高为化3m,有效容巧V4.38m,停==留时间T0.87h50min,采用空气揽拌.■^一(^)水解酸化池=3外形尺寸2.:5x2.5x3.0in,超高为0.3m,有效容积V17m,COD=3<=负荷q1.98kgCOD/md,停留时间T3.4h.往;水解;(酸化)工艺与厌氧发酵的区别30n第3章惠州某金属表面处理厂废水处理现状-水解(酸化)好氧处理系统中的水解(酸化)段的目的,是将城市污水中的有机物转变为可溶解状态;在工业中则是将污染物变为易降解口的物质,提高可生化性,利于后续的好氧生物处理在连续厌氧过程中水解、酸化的目的是为源合厌氧消化过程中的甲焼化阶段提供基质.而两相厌氧消化中的产酸段产酸相是将混合()厌氧消化中的产酸段和产甲焼段分开.见,便形成各自的最佳环境-表33.口9]表3-3水解-(酸化)好氧处理工艺中水解(酸化)与厌氧消化的比较水解工艺对后续好氧工艺的影响:1有机物含量显著减少()水解反应器对于有机物有机物的去除有独特的效果,特别是去除一些有机悬浮物一,其对污染物中半量的COD有明显的去除效果,,甚至可达到八成若是悬浮性CODcr还会有跟高的去除率;出水悬浮物的浓度低于50mg/L,这个优势对于后续的处理十分有利.若采用活性污泥法后处理,由于有机物的绝大数量减少,可W将停留时间也缩短到传统的活性污泥工艺处理的50%,将大大节约时间,同时曝气'量也减少到传统方法的50%.其所需的基建投资、能耗和运行费用也皆可有30%左右的结余.(2)B/C比值和溶解性有机物的比例显著增加水解反应的第二个显著特点,便是污水在经不同条件下的水解反应后/C值也不甚相同,B/C值越高说明废水可生化性越高.,出水B一水解处理对有机物比例有很大的影响,COD能増多为两倍..对于微般来说,初沉池出水中溶解性COD、BODs的比例基本不变生物来说,其细胞体内只有溶解性的小分子物质才可直接进入,对于M[].大分子物质必须有酶的参与,分解为小分子后才能参与代谢水解处理后的有机物在微生物代谢途径中大大加快了降解的速度.由此可见水解处理使废水更易于被好氧菌降解,水解反应器相对于曝气池起.到了良好的预处理的作用,3B0D5降解动为学()水解出水耗氧量开始属于突变,随后转变为渐变模型,而原水耗31n武汉工程大学硕±学术论文3-氧量变化很缓慢.原污水和水解出水BOD历史变化曲线图见图3.巧阿/。图3-3原污水和水解出水BOD历史变化曲线-3可由图3看出:①需氧量方面的差别,理论上使得处理水解池出水可降低50%的氧耗量;②效果方面,水解池出水有机物去除比例-工艺可显著缩短高达可离于传统工艺⑤效率方面,;水解好氧处理百分之六十的曝气时间.二2(十)A/0反应池=3外形尺寸5.〇x2.5x3.0,超高为0.3m,有效容积V33.75m,BOD=3,=负荷q0.57kgBOD/md,总停留时间T6.75h.其中厌氧段〇.15h、兼氧段1.32h、好氧段5.28h.工艺流程图如图所示.2图3"4A0工艺流趕图/1.脱氮除磯机理废水生物脱氮的基本原理就是在将有机氮转化为氨氮,通再将氨一氮进步转化为亚硝氮、硝氮,最后通过反硝化硝态氮转化为氮气,[W-从而让从废水中的氮脱去.其过程如图34所示.—、-?N(舜N0NNO2化反硝化,成为气蠢窥)22图3-5生物脱氮除磯原理图22.A/0工艺的优点A2相对于其他脱氮除憐工艺来说,/0工艺具有很多优势,如构造简单、总水力停留时间短、运行费用低、控制复杂性小、不易产生2污泥膨胀等,同时A/0工艺作为将传统活性污泥污水处理厂改建为具有脱氮除憐功能的污水处理厂时最易改造成的工艺,目前已经成为62[]我国污水处理厂中主流的同步脱氮除磯工艺.23.影响A/0工艺处理效果的因素a.可生物降解有机物的影响2可生物降解有机物对A/0工艺中的H种生化过程的影响是甚为复杂.,,有时会相互制约甚至于相互矛盾厌氧池中污水中可生物降.解有机物对聚磯微生物厌氧释磯起着关键作用在缺氧段中,污水中32n第3章惠州某金属表面处理厂废水处理现状的可降解有机物可被反硝化细菌利用作为电子供体.污水中的C/N比会影响氮的去除率.好氧段若有机物浓度过商会致使氨氮硝化不完全,因为此时用于降解有机物的异养型好氧菌会超过自养型好氧硝化2菌.因此进行A/0工艺时应严格控制好,至于氮的去陈率大打折扣氧池内有机物的浓度.b.混合液内循环比民的影响好氧池混合液出水有部分回流到缺氧段进行反硝化脱氮,这部分回流液占出水很大的比例,同时此循环比的大小直接影响反硝化脱氮.效果,总氮去除率由于前置的反硝化作用直接和内循环比民相关但内循环比R也不宜太大,否则混合液回流所需消耗的动力消耗也较63[].大,会相对提髙设备运行的成本C.污泥回流比r一回流污泥会回到厌氧池,再控制各段的污泥浓度,保持在个能.继续生化反应的状态回流比的大小都会影响回流效果.若污泥回流比r太小,则影响各段的生化反应速率,反之如果回流比r过高,将会导致反硝化菌和聚磯微生物因回流污泥携带大量NOx-N到池中而引起产生竞争,因反稍化速度大于憐的释放速度,反硝化菌抢先消耗掉快速生物降解的有机物而进行反硝化作用,直到反硝化脱氮完全后聚磯菌才能开始进行磯的释放.,不利于除磯综合考虑上述泻泥回流比的大小对2工艺的影响一A/0,般选择最佳污泥回流比r在60%到80%之间.,最低不应低于40%d.TKN/MLSS负荷率的影响对于好氧段的硝化反应,氨氮浓度过高会对抑制亚硝酸盐硝化菌<0-的产生,试验表明TKN/MLSS负荷率应.05kgTKN/kgMLSSd,否则会影响硝化.e.温度、PH的影响°°?35C好氧段适宜的温度范围为30.硝化菌会在温度低于5C后°?基本停止生命活动.缺氧段的反硝化最佳温度范围在2025C么间;°?530C时.在,除憐效果均不错,可见温度对厌氧释磯的影响不明显一??8.5厌氧段适宜pH值是6;缺氧反硝化段适宜的pH值为6?<47.5好氧硝化段适宜的H值为7.58.5.5,,不;ppH时再进行硝化33n武汉工程大学硕±学术论文作用.(十H)二次沉淀池x二3外形尺寸2jxl.63.0,超髙0.3m,有效容积V10.8m,面积负=3=/mMi.q1.25m,沉淀时间T2.16h符合《电锻废水治理工程技术规2, ̄范》中澄清沉淀池表面负荷1.21.5mVmh,沉淀时间不少于1.化的要求.(十四)清水池=3><2.^1.63.0.1.外形尺寸,超高03m,有效容积V08m,停留时T=2间.1化(十五)污泥池xx=3.外形尺寸2.5〇.83.〇,超高03m,有效容积V5.4m,停留时=间T2.1化3.4惠州某废水处理效果及污水排放3.4.1污水处理效果惠州某金属表面处理厂处理后可达到的指标如下表所示;表3-4惠州某废水处理后指标监监监监测结果IIIIUTmI执处理测测测行备点项曰123标注心丄_J__6-—pH9/16.306.176.196.176.30达6-9一-—值9/177.227.177.197.177.22^9/161712121498.8达化SS60S9/179111411犯.9标后CO9/161822161981.2达排90D9/171718161776.1肯^/、9/160.004L0.004L0.004L0.004L/达价0.5:申亦络9/170.004L0.004L0.00化0.004L/[IIIIIII34n第3章惠州某金属表面处理厂废水处理现状9/160.05L0.05L0.05L0.05L/达—铜0.5^;9/170.05..05L0L005L0.0SL/^_9/160.05L0.05L0.070.0775.0达2'0巧一9/170.070.050.05L0.0683.3标9/160.....03002002002981达镶1.09/170.010.010.01L0.0199.6^9/160.003L0.003L0.003L0.003L/达一01锅一9/170../.003L0.003L0003L0003L^9/160.03L0.03L0.03L0.03L/达铅1.09/170.0化0.03L0.03L0.03L100^9/160.004L0.00化0.00化0.004L/达.3化0—I ̄柄_;物9/170.004L0.004L0.004L0.004L/石9/160.560.200.420.3993.7达I油5.0_柄类9/170.060.040.02L0.059乂0总9/160.004L0.004L0.004L0.004L/达1.5…L—络9/17Q.004L0.004L0.004L0.004L/^9/160.氨乂60.840.920.87935达10氮9/170.420.470.420.44/^0...00000.000000000000009/16/、丄4L化化化达乗0.050.00000.00000.00000.00009/17/4L化化4L总9/160.020.030.020.0299.9达0.5憐9/170.050.040.050.059乂9^9/160.280.310.300.3094.4达10化物9/170.270.270.290.2888.3^35n武汉工程大学硕±学术论文我国污染物最高允许排放标准如下表所示:3-5我国髙污染物许排放标^y^一二H级标序号污染物级标准级标准;^IIII--1H值6969p^2SS70^3COD1150500^4六价絡0.500.5^502.0^^625.0^^^7#1.0^80J0.1^^91.010氛化物101^2011石油类51020121.5^13氨氮15^14M00.050.05^150A0.3^y16101020I氣化物III上表总结中,惠州金属表面处理厂废水符合国家污染物最高允许排放浓度,项目废水经处理设施处理后所有监测项目的浓度均低于广—《DB44/26-200二东省地方标准水污染物排放限值》1第时段(X)一的级标准及《电锻汚染物排放标准》GB21900-2008水污染物特()别排放限值表3-4标准生活废水经H级化粪池处理后排入水曰污水;处理厂集中处理.3.4.2污水排放经处理后的污水各项指标达标,可W排放至城市污水处理厂进行一.集中处理,W上各类污染物指标均可执行级标准36n第3章惠州某金属表面处理厂废水处理现状3.5回用水设计水质、水量1.水量本回用水设施的原水为经废水站处理后至中水集水池清水池()的废水,根据客户资料为生产废水120T/D,产水按照60%回收设计,()中水站产水量即为72T/D.每天运行20小时,则每小时产水量为4.0T/H.2.水质1回用水进水水质)达到广东省地方标准《水污染物排放限值》DB44/26-2001第二()一时段的级标准.巧回用水产水水质达到《城市污水再生利用工业用水水质标准》GBT19923-2005(_)''洗緣用水要求.表3-6回用水出水指标CODBOD-sSSNHsNTP[护E浊&m/Lm/Lm/Lm/Lm/Lmg/L(g)(g)(g)(g)(g)()油pH度度类?^进水?02060100-.50.5.一504069亡一■9指标6?回用.5---30-一303030_fe标I9浓水?5150505-1002100..5.04069指丄一标丄一III11113.6回用水处理工艺流程的确定3.6.1回用水处理工芝分析及说明废水回用系统相对于纯水系统其进水水质较差,并且其进水的波37n武汉工程大学硕±学术论文动性较大,在实际运行中对废水回用系统影响最大的是废水处理站对生产废水的处理效果.为了尽可能减少废水处理站对回用系统的影响,预处理系统是维护设备稳定运行的必备装备,同时也能满足后续系统的进水指标.惠州某金属表面处理厂采用的是MMF+AC(巧+UF预处理系统.1多介质过滤器)一些悬浮物多介质过滤器的主要作用是除去大颗粒杂质和,W此满足超滤膜的进水水质的要求.过滤器内装填石英砂和无烟煤,同时采用离也聚作为加压动力,;多介质过滤器采用多路阀自动控制每天按设定时间进行反冲洗.巧活性炭过滤器活性炭过滤器是通过吸附原理,处理废水水中的有机物、氧化剂和有害物质.,降低COD含量使进水满足超滤系统的进水指标要一.活性炭过滤器求般来说在结构上位于多介质过滤器后面,送是出于避免堵塞和提高效率的目的.过滤器内装填精制果壳型活性炭,采用离必累作为加压动力;活性炭过滤器采用多路阀自动控制,每天按设定时间进行反冲洗.3)保安过滤器一道过滤装置在本系统中.为了避免堵塞和,精密过滤器是最后一滤膜被划伤,因此必须保证进入超滤膜的悬浮物粒径小于定值.惠州某采用的微化膜过滤,通过机械拦截机理可W有效栏截大颗粒一悬浮物..,规避其带来的破坏保安过滤器也由此得名般采用过滤精度为5^1111的精密过滤器,就能起到既定的保护效果.本级配置1台通过能力为6mVh的5im保安过滤器^,^防止大.保安过滤器的外壳采用不镑钢.颗粒物堵塞超滤膜,滤芯孔径Sum滤一一芯应个月更换次,且当大于设定的压差时应当更换.4超滤装置)超滤膜可有效分离胶体、悬浮物微生物等.水分子等小分子透过64一[]超滤膜时,其中的悬浮微粒等不能通过滤膜达到了分离.但是定时间后截留物质容易在膜的内表面集聚,为了保证效果,必须定期对其清洗因其具有99%的除去水中胶体和100%的除去水中细菌、38n第3章惠州某金属表面处理厂废水处理现状一3微生物的功能.般条件是25摄氏度.0m化.,出力4为清洗膜面.,超滤系统配套有清洗系统技术要求;UF装置的投药类型、加药点、清洗设备的是根据所给水的水质和膜组件的装置型号来确定的.UF.装置超滤浓水排水应安装装流量控制阀,W捏制水的回收率UF装置产品为检测系统缺陷,应在水管和浓水管设数量和位置合适的取样点.UF膜组件安装在组合架上,组合架应配备全部配件.UF组合架的设计应满足抗震烈度要求.在UF装置停运时,膜停运后应当完全泡在淡水中不被残留污水腐蚀.同时也要清楚污垢,保养膜面.化学清洗是用来,并进行冲洗^.冲洗膜表面的沉积物,并使其恢复形变的,是必不可少的装置由药"‘箱、和保安过滤器组成.、清洗累①超滤膜表面的沉积现象是使用过程中难规避的.清洗系统的‘功能就是保护超滤膜不被损伤.②超滤膜在使用过程中,由于各种因素的影响,地会产生膜表.面沉积的现象,只不过是程度不同而已由于超滤膜的高压工作环境.会导致膜的压缩形变长此W往会产生塑性形变,即膜被不i恢复原.有形状,使性能下降因此配备了低压清洗系统对超滤膜进行低压冲.洗,冲走表面沉巧,恢复其皮缩形变,延长使用期限,保护系统3.6.2回用水处理水量平衡图及说明项目生产车间每日生产废水约160t,其中回用水处理段产生的反冲洗水和浓缩水40t,此类废水水质水量波动性较小,仅有悬浮物超.标,因此本方案设计此类废水进入废水站的清水池,经沉淀后排放清-3.^7韦药水,见图6(少量)回到废水集水池中水处理设施处理后回用水80吨/天回用到车间,反冲洗水、超滤浓缩水共40吨/天经清水池澄清后后达标回用或者排放,少量的清洗药水则回到废水处理站进行处理,且水量很少不会对原有的废水站.,经处理后,60%W上产生影响从上可知回巧水率达到,满足环保39n武汉工程大学硕±学术论文局规定的要求.幸i宾1、.二?12/<*d|I'巧黑1;姑'i/I*/玄、i泛淨绣^rmmmv?mw<tm???u<?sm>mi?mmmmtmMaw寡其^,n5=/ij|—"IS.庚字统追f二!i汝一!,<s:?,,,,,il1沁知;惑绞!阔重一--—讓蕊沒嘘fi*;齡治给I肪如佈而I倫;-3品&■苗f4論Vd^/in:^iij■,—w.?*^薄记一,-薇邊藻怒|:鸯^、項,--/啤y、-?-J*—色:话dfI(j^,,矜藉品荀—I[!21。’?SDa'至基与专A图3-6水量平衡图3乃小结该项目做到了经济效益环境效益并重,废水中各项指标达标,环境保护措施完善.40n第4章结论与建议第4章结论与建议4.1结论本文通过对国内金属表面处理厂废水处理的现状进行整理分析,着重注意对惠州金属表面处理厂进行细致地分析.,得出如下结论(1)经过数千年的发展,金属表面处理行业的环保现状依然堪忧,处理过程中不必要的污染很多,目前国内金属表面处理行业依旧存在工艺技术落后、设备老旧、资源消耗过大等问题,需要进行设备升级和技术革新,企业应大力培养专业人才,加强管理,政府也应加.大监管引导力度,引导行业积极发展(2)惠州某金属表面处理厂对其生产过程中产生的废水、和厂内生活废水采取了切实有效的治理,经处理后的废水各项指标达标,所有监测项目的浓度均低于广东省《水污染物排放限值I一DB44/26-200二1X第时段)的级标准及《电银污染物排放标准》(?-2008GB21900水污染物特别排放限值表34级标准.符合国家减()排的政策要求和我国金属表面处理产业发展政策,对维护我国相关企业的可持续发展W及能源战略安全具有重要意义.今后的电锻废水治理中的发展趋势:由污染物的稀释排放,发展为无害排放,排放水的金属含量几乎为零;污泥由掩埋、焚烧发展为可安全地、广泛地利用源循环使用.,选;绝大部分的水资从实际出发择合理的处理方法,对电儀废水开展经济有效的综合防治,向着电被废、水的分质处理、闭路循环多元组合技术、社会化治理的方向发展,H者.做到环境、经济、社会效益兼得,真正实现清洁生产41n武汉工程大学硕±学术论文4.2建议(1)采用环境友好型的处理技术替代目前使用的电锻、六价络转化膜处理技术.,从源头减少污染物质的产生(2)通过对污染源调查分析和处理过程的研究,提出减少污染.:物质的方法如逆流清洗,加盖防漏,对化学物质进行循环利用,加强用水管理.,注重处理污染物降低环境危害性(3)国内各相关企业必须按《清洁生产促进法》的要求组织生.产,并定期实施清洁生产审核(4)企业应建立严格的管理制度,加强安全生产,加强对排污量的监控.(5)对金属表面处理厂周围的地表水、地下水、河道底泥、±壤等进行跟踪监.42n参考文献多考文献.杨晓冰西安市金属表面处理行业现状调查与环保对策研究[D].[U西安建筑科技大学.,2011""""一.五.P科学发展;从十到十二五化审计月刊,2010]张宇3.吴海江,杨飞英,卢锦堂热辕锋钢表面稀±转化膜的制备及其[]2008-.,418:31.耐蚀性研究的材料保护,28()4彭天兰..[],满瑞林衡和饰鈍化被巧钢板的研究阴中国稀±学2008-报,265:598602.,()-5MirhasemHosseini...hmallhobkhan,HAS,HestAahYai[]gg-GaGhiasvand.ComsionPmtectionofElectmlvanizedSteelbGme打yConversionCoatins.JOURNALOFRAREEARTHS;g,2007,25灼…-537543..t6KonGan,L,J,WuHaiian.Post化eamentofsilaneand[]ggjgceriumsaltaschromatereplacerso打alvanizeds怡el.JOURNALOFg机RARE4-EARTHS,2009,2716168.:4()7.馈巧钢板饰盐纯化的电化学性能[]杨柳,刘光明,钱余海,杜楠-研究的.表面技术,2006,356:1114.()Y]—asuukiKobaashi,F..EfecofSOo化coroibehio口,t*nersonavr]Yyyof-tr-ceriumbasedconversioncoatinsonalvanizedst:eelJ.Elecochigg[]t-micaAca,2006,51:42364242.[9]刘国琴,李金花,周保学.镶锋层H价铭黑纯化工艺及其对耐蚀2009-,29性的影响阴.电锻与环保,134巧.);(10,.胡会利,程谨宁李宁,王雅芬植酸在金属防护中的应用现状[] ̄.200;巧.及展望机材料保护,5,38(1243)U.无毒植酸在金属防护中的应用m.电锻与涂饰[]张洪生,1999,184:38.()12.孔纲,卢锦堂,陈锦虹,许乔瑜锻锋层钢酸盐纯化膜腐蚀行为[]200-:的研究化材料保护,1,341179.()Cow-iesonD民,S.A,民..PassivationofTinZincAlloCoated[巧ySteel[J].TransIMF,1985,63口):56.14韩克平,方景礼.[],叶向荣锻粹层表面娃酸盐防腐膜的研究化腐43n武汉工程大学硕±学术论文192-1:16770.蚀科学与防护技术,95,9()工芝研究饥.200715.李广超锻薛层娃酸盐纯化电馈与精饰,,[]-292:3133.()16..江朱立群,杨飞,黄慧洁,下楠锻锋层无络铁盐的蓝色纯化机[]-:.苏大学学报自然科学版,2007,280口8130())17表面处理工艺手册编审委员会.表面处理工艺手册M.上海;[][]上海科学技术出版社,1991.1.l.0022春成钢铁的憐化工艺技术m电锻与精饰,20,1;[刮陈()()-3836..金属磯化工艺技术.北京.19胡国辉M;国防工业出版化2009[][]-20王春明.金属憐化处理二电潑与环保;2.,2000,206236[]()町()..北京;化学工业出版社PU吴纯素化学转化膜M,1988.[]22李现涛,魏雨.钢酸钢在常湿磯化中的作用J].材料保护,2009,[][-4223537.():23韩中启,刘君玉.稀王在磯化技术中的应用J.河南化工,2009,[][]26-1:68.()口4化康,梁燕萍,贺格平,黄方方.不诱钢稀±饰转化膜的研究]2007-,%.表面技术,2:3234.机()25汪兵./La,刘清友,刘小明,毛新平,王向东,董翰稀±(Ce[]).2009对碳素钢耐海洋性大气腐蚀影响的电化学研究m材料保护,,-421:5658.()26FredericBlin,S.G.L.,GlenB.Deaconb,PeterC.Junk,[]MariaForsyth.Thenatureofthesurface归Imons1;eeltreatedwithceriumandlanthanumcinnamatebasedcorrosioninhibitorsJ.Corrosion[]-Sce:.ince,2006,48404419[27]XianghongLi,S.D.,HuiFu,GuannanMu,NingZhao.SynergismbetweenrareearthceriumIVionandvanillino打thecorrosionofs化elin()-olution:WeihtlesstrH2SO4sg,elecochemical,UVvis,FTIR,XPS,andAFMaroachesAliedSurfaceScience,2008,254:pp机pp-55%5574.28久.钢铁工件复合稀±成膜及其耐蚀性能[]刘长,尚伟,刘志强44n参考文献J5-.腐蚀科学与防护技术,200,174:268270.[]()[29]冯强,郭瑞光,马建青,吉浄.钢铁表面铁盐化学转化膜研究-口.,2008,2710:2428.]电潑与涂饰()30L-.Bamoulid.T.M.,D.DeCaroA.Guenbour.,M,,ABen[]Bah-cir,L.Aries,S.ElHaai,F.BenoitMarie,F.Ansar.Anjjjquefficientprotectionofstainlesssteelagainstcorrosion:Combinationofaconversionlayerandtitaniumdioxidedeposit口].Surface&Coatinsg202-Technology,2008,;50205026.3.D.R.R.THintonBRW,A,anNEheinhibitionofaluminum[Uy-corrosionbyceriumcations.MetalsFomm,1%4,74;211217.口]()-32.Y..CorrosionrotectionofMansfeldF,Whihcoeraluminum[]pgpp-allobsurfacemodification.BrCorrosJ,19943.口,29;194200yy]()33^.石铁,左禹,赵景茂铅合金表面电解沉积稀主转化膜王艺研究[]-.200524:.电馈与涂饰,,62225阴()34.罗坤英,余国强,李大旭环保型铅及铅合金表面化学转化工[]-.17475.艺及性能研究口]材料保护,2006,390;()35BeccariaAM,C.L..Theinh化itiveactionofmetacrlox[]yypropylmethoxysilane(MAOS)onaluminiumcorrosioninNaClso4-ls.ConosSci1999,1885899.山ion口],;(巧-36,.LY12铅苏红来尤宏,姚杰合金表面有机无机杂化膜特性[]工芝-研究机.,2006144;349352,357.材料科学与,()7.我国表面处理产业现状及集群化发口张欲非,戚秀云,孙志武等]展对策研究J.《2006.中国环保产业》,,7[]()[38]易颂辉.电锻行业的清洁生产研究[A].华南理工大学,2006年.39..柴富俊,张洪昌等浅析金属表面处理与环境保护饥《城市[]》11.建设理论研究电子版,20年()40云.中小企业环境污染防治机制研究.13[]何月[A]厦口大学,20年."容.重金属污染的特点及治理措施J.《城市建设理论研[]黄锦[]2012究(电子版)》,年.45n武汉工程大学硕±学术讫文42.萃取法从含悴废水中回收薛的技术及机理研究.[]唐娟[A]中南大学,2008年.43张艳丽.人工湿地污水处理系统中锋、領介质吸附和植物吸收的[].2007.A中南林业科技大学,年平衡研究[]44何翠屏?环境中重金属污染及其对植物生长发育的影响阴.《青[]》.海草业,2004年[45]袁宇飞.Zn、Se对Hg胁迫下小麦种子萌发及幼苗生长的影响A.山东农业大学,2011年.[][46]赵海燕.C产胁迫对小麦DH群体幼苗发育性状的影响及QTL.山东农业大学.定位研究[A],2012年47裴锡理.电辕废水与生化治理技术[C].2001中国成都表面处理[]00.学术年会,21年一-4.旋流化学步法电锻废水处理技术与设备扣.《黑龙[巧吴立进》.江纺织,2004年49许健.含氣废水处理的研究进展饥《城市建设理论研究(电子[]版》,2013年.)50齐伟.太阳能光伏行业废水处理的研究进展J《城市建设理论[][]研究电子版》,2013年.()[5U王洪刚等.含镶电锻废水处理技术研究进展阴《河北化工》,2012.年52.载铁活性炭对水中CrVI[]孙奇娜()的电吸附处理技术与设备研.究A,,2005年[]燕山大学53.电锻废水处理技术研究现状及展望阴.《新技术新工[]胡翔等艺》,2008年.54阐亚军.高浓度电锭添加剂生产废水处理工程研究[A.中山大[]]2007.学,年55袁国伟.电被清洁生产工艺和H废治理方法网.2008中国电[].锻技术研讨会,2008年56郑宇.离子交换法处理含络废水及回收废水中络酸的实验研究[][A].广东工业大学,2009年.[57]杨会林.下苯橡胶(SBR)生产污水处理技术的中试研究[A],200746n参考文献年兰州大学.一58.曝气生物滤池工艺处理生活污水的研究[朱建文水解A,2004][]年东南大学..港口含油污水生化处理技术研究及应用[A][5^王晓雪,2009年长沙理工大学.--60.ATFBAFA]胡兵联合处理城市污水的应用研究[],2010年苏[州科技学院.-.双污泥反硝化除磯的]开延敏结晶法回收磯的研究A,2009年东[]南大学.6A2/0工芝反[句范澈硝化除磯机理与性能的研究[A],2006年哈尔滨工业大学.[63]苏婉琳.折流板反应器中反硝化聚磯菌的富集及其性能研究[A],、2011年南京工业大学.[64]王占金.超滤工艺处理微污染水源水研究[A].济南大学,2010年.65阮慧敏等.集成膜分离技术处理印染废水工程实例及技术探讨[].《》11.阴水处理技术,20年47n武汉工程大学硕±学术论文48nM致谢H年时间很快,我仿佛还犹处于刚进入武汉工程大学大学学习之时,却已然即将要离开,值此毕业来临之际,请允许我向我的亲人、老师、同学和同事们至W最诚攀的谢意!首先,我由衷的感谢并祝福的学院领导:陈蝶院长、王营茹副院长、杨嘉漠教授、张莉教授、梁震副教授、胡立嵩副教授.是他们在我这兰年在职研究生的求学之路上,带领我、引导我、帮助我、熏陶我.他们严谨的治学精神和严肃的科研态度,令我终生难W忘怀,让我即使是在能够在工作之余,也能够静下也来认真学习.我最需要感谢的是,我的导师王营茹老师,谢谢导师对我科研工作的指导和生活上关怀,更要感谢她在最后阶段为我的论文做提出修一.改指导意见王老师为人师表、治学严谨是我生学习的榜样.接下来还要感谢实验室的师弟师妹W及我的室友,感谢为我提供的生活和学习的照顾和帮助.同时我还要感谢我的领导郑立忠局长和同事严雪峰对我论文写作的提出的宝贵建议.最后,我要特别感谢我的家人,正是因为有他们在背后为我提供了强大精神动力我才能坚持不懈,现在的我能够顺利地完成学业,离不开他们长期W来对我的支持和默默奉献.家始终是我也灵的归宿和精神的寄托,也是我今后人生道路的起点.感谢我的父母为我营造了一.个的温馨的港湾,那是我身也疲弊时能够得休憩的地方"吾生也有涯,而知也无涯在今后求知与科研的道路上,带、!着恩师学友与家人的殷切期望,我将风雨无阻,继续前行49n武汉工程大学硕±学术论文50n攻读硕±期间已发表的论文攻读硕±期间已发表的论文无51