舰船废水处理技术应用研究 3页

第24卷第3期2011年6月中国修船CHINASHIPREPAIRV01．24No．3Jun．20ll舰船废水处理技术应用研究刘扬(海军工程大学，湖北武汉430033)摘要：舰船在运行、修理过程中会产生大量的废水。对废水处理技术应用进行研究，对实现废水安全处理并有效降低处理和处置费用、降低环境危害具有实际意义。文章就废水产生的种类、来源、危害和处理方法进行了系统的研究和论述，对应用的处理方法、系统工艺流程进行了效能分析并提出了应对措施。关键词：废水处理；技术应用；效能分析；应对措施中图分类号：u664．9，X303文献标志码：C文章编号：100l一8328(2011)03一0031—03Abstract：Treatmenttowastewaterfromshiprepairisofgreatsignificance，whichishelpfultoreducetreatingcostandlowerharmforenvironment．Thispapergivesthesystematicexpoundingtothekinds，source，harmandtreatingmethodsofthewastewater．Andthecorrespondingmethod，techniqueprocessandefficacyarealsogiven．Keywords：wastewatertreatment；technicalappliance；efficacyanalysis；correspondingmeasureO前言1废水种类、来源和有害物质对人体的危害随着科学技术的进步，新技术、新工艺、新材料、新装备和新设施在舰船上不断应用，在取得良好的社会、经济效益和军事效应的同时，舰船修理过程中产生的三废(废气、废水、废渣)的处理处置问题引起了人们的高度重视。本文就其废水产生的种类、来源、有害物质和处理方法进行了论述，对废水处理方法应用过滤中和法、离子交换法和蒸发法进行了研究，对采用的系统工艺流程进行了效能分析，并提出应对措施，使废水处理后达到国家规定的标准，以有效地降低对环境的危害，达到保护生态环境的目的。1．1废水的种类及来源(见表1)废水按其来源、所含物质分为2大类：①含有害物质的废水。如舰船设备运行、维护保养、拆检修理、表面去污、去污冲洗、取样化验、安装调试、系统回路串洗和系统泄漏等产生的废水。这种有毒的废水不得随意排放，也不得采用稀释方法来达到国家标准。必须经过相应技术处理，达到国家规定的允许标准以后，才能排放、处置。②相对洁净的废水。如空调机组、冷却冷凝装置、设备系统凝结等产生的废水，可以直接排出，也可采用冷却或相应技术处理措施后，供循环使用。表1几种废水的来源和有害物质废水种类来源主要有害物质酸类废水去污清洗及其它用酸工艺H2S04、HN03、HCI和部分重金属离子碱类废水碱洗及其它用碱I：艺NaOH、KOH、Ca(OH)2、cao含铬废水去污清洗、镀铬及钝化等Cr2C；一、CrCj一、Cr03、CP+含镉废水去污清洗、铵盐镀镉、氰化镀镉、汞镉电池等CdCl2[Cd(CN4)]2。、CdS04含斜L废水去污、铅莆电池的粉末、合青、涂填、化成等PbS04、PbO、Pb及少量的H2S04含求废水温度汁等、标准求镉电池清洗液HgN03、HgS04、Hs,C12、HgO及Hg放射性夜光刺及其它去污清洗、瘦光仪器、仪表的涂夜光刺工艺等Pm⋯、Ra2拍、新钍及其子代物作者简介：刘扬(1986·)，男，湖南桃源人，在读硕士研究生，研究方向为舰船环境工程。·31·n2011年第3期中国修船第24卷1．2废水中有害物质对人体的危害含有害物质的废水如果处理处置不当，不仅对工作环境、安全操作有影响，而且会对人体产生较大的危害。2废水处理基本方法与应用2．1废水处理基本方法根据废水的性质、成分和浓度，药剂和设备系统因素，通过试验因地制宜，因材施用选择切实可行的方法。1)物理法。①重力分离法：沉淀法处理可沉物质，如砂、泥：隔油法处理颗粒较大的油珠；浮选法处理乳状油，密度近于1的悬浮物。②离心分离法：水力旋流器处理密度大的物质，如砂、铁屑。③膜分离法：超滤处理某些较大的分子物质；反渗透处理某些分子物质。④过滤法：隔栅处理粗大悬浮物；筛网处理较小悬浮物；砂滤法处理较小悬浮物、乳状油；布滤法处理较小悬浮物、沉渣脱水；微孔法处理极细小悬浮物。⑤热处理法：蒸发法处理高浓度的酸碱及盐类；结晶法处理可结晶的物质，如硫酸亚铁、硫酸镉。⑥磁眭分离法：处理具有磁性的物质如Fe304、Fe203等。2)化学法。①投药法：混泥法处理胶体、乳状物；中和法处理酸碱类物质。②氧化还原法：处理被氧化还原的物质，如cr：o；一、cu2+、H92+等。③离子交换法：处理可离解的物质，如Na：Cr20，、NiSO。、NiCI：等。④电渗析法：处理可离解的物质，如盐类物质等。⑤电解法：处理溶解性物质，如cu-s04、cd(CN)：一等。3)物理一化学法。①传质法：蒸馏法处理溶解性挥发物质，如单元酚，NH，等；吹脱法处理溶解性气体，如H：S、CO：等；萃取法处理，如酚等；吸附法，处理如铬、镉、汞、铅、醇等。②凝聚浮选法处理乳状物质和密度小于l的物质。③光氧化法处理胶体状和溶解性有机物，如酚、苯等。4)生物法。①天然生物处理法：氧化法、氧化塘处理胶体状和溶解性有机物，如酚、苯等。②人工生物处理法：生物滤池法、接触氧化法、活性污泥法处理胶体状和溶解性有机物，如酚、苯等。2．2废水处理方法应用视废水的性质、所含物质成分和浓度，应用过滤中和法、离子交换法和蒸发法，处理产生的废水。1)过滤中和法，应用升流式膨胀滤池，主要适合酸类废水处理。(1)系统工艺流程。过滤中和法处理系统工艺流程如图1所示。含酸废水经过预处理，去除悬浮物、杂质及油类物质后，经过千孔板自下而上地以一定流速进入滤池，使滤料(石灰石、白云石)处于松散状态，酸与滤料中的CaCO，、MgCO，充分反应，pH值达到4～5后，与其它废水混合后排入下水道。因滤池的下部流速大，可保证滤料充分膨胀；上部流速小，可防止废水带走细小滤料颗粒。设备停止使用时用清水进行清洗，以避免反应生成物在滤料表面形成包围膜。图1升流式膨胀滤池中和系统工艺流程示意图(2)效能分析及应对措施。优点：设备管理简单，工作强度小；水量与浓度变化在设计允许范围以内时，不需要调整加料。缺点：对废水酸的浓度和滤料粒度有限制；出水pH值较低，金属离子难以沉淀；含油脂及悬浮物杂质质量大的废水要预处理。应对措施：①采用先进技术，进行工艺改进；②改善控制废水酸的浓度；③选择合适的滤料；④在进口沉淀池设置吸油除浮装置；⑤提高出口水pH值。2)离子交换法。应用离子交换法主要适合铬、镍、放射性夜光剂等废水处理。如铬酸废水处理，废水中Cr6+以阴离子形式(Cr202一和c雨：一)存在，与碱性阴离子交换树脂上OH一活性基团发生交换，从水中去除。水中含有少量的cr3+和少量的金属阳离子，污染阴树脂影响处理效果，可以先用酸性阳离子交换树脂将其去除。(1)系统工艺流程。铬酸废水处理系统的工艺流程如图2所示。废·32·n2011年第3期刘扬：舰船废水处理技术应用研究第24卷水由上料泵送人过滤装置，去除废水中的沉淀物及悬浮物杂质，进入阳离子柱去除废水中的金属离子和其它阳离子，进入14阴离子柱、2。阴离子柱去除重铬酸根离子，2。阴离子柱出水进入混合柱去除(OH一)离子后，经过滤器截留破碎的树脂，进入检测装置检测。pH调节槽阳离子lIIl。阴离子lIf2。阴离子交换柱ll交换柱lll交换柱排放榆测装置图2离子交换系统工艺流程示意图(2)效能分析及应对措施。优点：工艺比较成熟，出水质量好；树脂交换容量高；再生剂用量小；操作管理比较简单，可适应连续运行和自动化操作。缺点：树脂周转率低，易被氧化；不适应非离子型液体；对含盐量和悬浮物有限制。应对措施：①优化设计管理；②改善操作程序；③选择高耐性树脂；④严格控制废水分类；⑤控制pH值；⑥去除胶体。3)蒸发法。应用蒸发法处理高浓度的酸、碱去污废水。(1)系统工艺流程。蒸发系统的工艺流程如图3所示。化学去污废水在进入蒸发系统处理以前，需加入一定量的NaOH，调节pH在7～8之间。处理时，废水由废水泵送至加热装置预热到85℃左右，经蒸发装置蒸发产生的二次蒸汽，经分离净化后冷凝为90一100℃的冷凝液，再冷却至<40℃。冷凝装置经连续监测仪在线监测并控制三通阀：当废水浓度小于设计值时，自动切换进入排放水箱；当废水浓度大于设计值时，自动切换进入废液贮箱，返回系统重新处理。二次蒸汽经分离装置、净化装置收集下来的液滴靠自重流到蒸发装置下循环管。由于废水水质情况复杂，蒸发时可能产生泡沫，选用消泡剂7010(丙二醇聚氧乙烯醚)加入到蒸发装置中消泡。蒸发系统可连续上料，连续蒸发，间歇排放蒸残液。蒸残液自动流入扬液装置冷却到40℃以后，用压缩空气压入蒸残液贮箱贮存。(2)效能分析及应对措施。优点：综合处理性强；容量大，出水质量好；自动化程度高；再生利用性强。缺点：蒸发装置易结垢、腐蚀和发泡；耗热能，经济性欠佳。应对措施：①采用先进技术，精简操作、控制程序；②采用先进高效去污剂；③去污前中和处理；④做好废水分类分流；⑤加去泡剂；⑥调节控制pH值；⑦控制蒸发器液面；⑧控制液体含盐量。’一冷凝贮存箱11分离装置H净化装置卜划冷凝装置L=攀鼍芒竺i警铲融蘸图3蒸发系统工艺流程示意图3结束语本文提出的废水处理技术应用、效能分析与应对措施，不仅能满足处理需要并达到国家规定的标准，而且可以为操作人员提供操作运行、维修保养、事故分析、故障排除和应急处置的技术指导，还可为设计人员进行技术设计、推广、改进等提供信息与技术参考。今后仍需加强技术研发，使舰船废水处理技术得到更好的应用，减少因废水处理处置不当对人类生产、生活和生态环境造成的污染与危害。收稿日期：2010—12·33·等酉