有害廢水處理
鉛(Pb)是一種有毒的重金屬元素，在環(huán)境中難降解，可被水生動植物富集吸收，進(jìn)人食物鏈可能危害人畜安全。另外，直接飲用或皮膚接觸含Pb水體均能使其進(jìn)人人體，對人體健康造成危害。Pb中毒能導(dǎo)致人體出現(xiàn)、幻覺、、焦慮、肌無力等，且能損傷人的中樞系統(tǒng)，對腎、肝、生殖系統(tǒng)以及大腦都有嚴(yán)重危害。因此尋找一種、環(huán)保的方法處理含Pb廢水，使其達(dá)標(biāo)排放，減少環(huán)境污染，是急需研究和解決的環(huán)境問題。
吸附法是目前重金屬廢水處理的主要方法之一，其具有、簡便和選擇性好等優(yōu)點。當(dāng)前常用的吸附劑有樹脂、殼聚糖、硅藻土、膨潤土、活性炭等。利用農(nóng)業(yè)廢棄物制備的生物炭處理含重金屬廢水，是近年來吸附法的研究熱點。


生物炭表面富含梭基、酚經(jīng)基、碳基、酉昆基等多種官能團(tuán)，有大量的孔隙結(jié)構(gòu)，是一種的吸附劑。據(jù)統(tǒng)計，我國每年產(chǎn)生的農(nóng)業(yè)廢棄物達(dá)數(shù)千萬t，這些農(nóng)業(yè)廢棄物是很好的廉價易得的生物炭原料。生物炭在水溶液中對As(V).Pb(II)和Cd(II)有巨大的吸附能力。當(dāng)前一些報道應(yīng)用稻殼、水稻秸稈、玉米秸稈等制備的生物炭對水體中重金屬的吸附效果和特性進(jìn)行研究，結(jié)果表明，生物炭表面具有較多的吸附位點，對水體中Pb2+,Cd2+等重金屬的吸附效果較好。將生物炭進(jìn)行改性或表面修飾能顯著提高其吸附效果。
近年來，將吸附劑用磁性鐵氧化物納米粒子進(jìn)行表面修飾，不僅能快速、地吸附去除廢水的重金屬離子，而且由于其特的磁學(xué)性質(zhì)還可方便地外加磁鐵進(jìn)行回收，有很好的可重復(fù)再利用性，表現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。CONC等將果膠吸附劑用磁性鐵氧化物納米粒子進(jìn)行表面修飾，吸附Cu2+后再用EDTA對其進(jìn)行再生，第5次再生后，仍可達(dá)到原始吸附容量的58.66%，再生利用性良好。許飄利用磁性納米固定化黃抱原毛平革菌吸附重金屬污染廢水中的Pb2+，吸附量高達(dá)185.25mg/g，且經(jīng)過吸附一解吸循環(huán)后仍能達(dá)到很好的去除效果。
目前，國內(nèi)對生物炭表面負(fù)載磁性材料研究尚處于初期階段，很有必要將吸附條件進(jìn)行優(yōu)化，確定吸附模型，探索其吸附機理。因此，本研究將谷殼生物炭改性后負(fù)載Fe3O4，制備成具有磁性的生物炭，通過對其進(jìn)行表征分析及模擬廢水中Pb2+的吸附效果研究，為磁性生物炭作為一種新型的吸附材料運用于實際工程打下堅實的理論基礎(chǔ)。

工藝流程：
廢水由排水的系統(tǒng)收集以后，進(jìn)入到廢水處理站的格柵井，除去顆粒雜物之后，再進(jìn)入調(diào)節(jié)池，進(jìn)行質(zhì)量的平均分配量，調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)置好預(yù)曝氣的系統(tǒng)，然后經(jīng)液位控制儀傳遞信號，再由提升泵送到初沉池沉淀。
廢水自流到生物接觸氧化池，進(jìn)行酸化水解以及硝化和反硝化，從而降低有機物的濃度，除去一部分的氨氮，然后流入O級生物接觸氧化池內(nèi)進(jìn)行好氧生化的反應(yīng)，在絕大部分的有機污染物通過生物氧化和吸附得到分解，出水后流到二沉池內(nèi)進(jìn)行固液分離之后，沉淀池上清液流到消毒池，經(jīng)投加氯片進(jìn)行溶解，消滅水中的有害菌種后達(dá)標(biāo)排放。
◆工藝特點：
利用系統(tǒng)里培養(yǎng)的硝化菌以及脫氮菌，同時又達(dá)到除去廢水中含碳的有機物以及氨氮的成分，和普通的活性污泥法處理后再增加脫氮處理系統(tǒng)相比：
1、投資建設(shè)省、運行的費用低、耗電少、占地面積小。
2、A/O生物處理系統(tǒng)產(chǎn)生的剩余污泥量比一般的生物處理系統(tǒng)少，并且污泥沉降性能好，容易脫水。
3、A/O生物法較一般的生物處理系統(tǒng)相比耐沖擊耐負(fù)荷高，運行相對穩(wěn)定。

電鍍是將金屬通過電解方法鍍到制品表面的過程，常用的鍍種有鍍鎳、鍍銅、鍍鉻、鍍鋅等，其電鍍工藝大體相同，在電鍍過程中，除油、酸洗和電鍍等操作之后，都用水清洗；電鍍廢水來源于電鍍生產(chǎn)過程中的鍍件清洗、鍍液過濾、廢鍍液、滲漏及地面沖洗等，其中鍍件清洗水占80%以上。
1.2廢水來源與分類
1.2.1來自氰化電鍍的鍍件清洗廢水及更換鍍液時少量高濃度廢液；
1.2.2其它電鍍鍍件清洗廢水及更換鍍液時少量高濃度廢液；
1.2.3車間地坪沖洗廢水；
1.3廢水量
廢水設(shè)計處理能力為：300m3/d，每天工作20小時，每小時處理15m3/h；
1.4廢水性質(zhì)與水質(zhì)狀況
序號
名稱
排放標(biāo)準(zhǔn)值
備注
1
Cu2+
≤0.5mg/l
現(xiàn)已達(dá)標(biāo)
2
Ni2+
≤0.5mg/l
現(xiàn)已達(dá)標(biāo)
3
COD
≤80mg/l
4
S S
≤50mg/l
現(xiàn)已達(dá)標(biāo)
5
PH值
6-9
現(xiàn)已達(dá)標(biāo)
6
氨氮
≤15mg/l
現(xiàn)已達(dá)標(biāo)
7
磷酸鹽
≤1.0mg/l
現(xiàn)已達(dá)標(biāo)
8
CN-
≤0.3mg/l
現(xiàn)已達(dá)標(biāo)
1.5排放標(biāo)準(zhǔn)
經(jīng)處理后出水執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》一級標(biāo)準(zhǔn)，即：pH 6~9、COD 100mg/L、SS 70mg/L、TCN 0.5mg/L、TCu  0.5mg/L、TNi 1mg/L。
2、設(shè)計依據(jù)
2.1貴公司關(guān)于COD深度處理工程設(shè)計施工委托書；
2.2廠方提供的電鍍廢水排放濃度范圍及流量、廢水處理場地等資料；
2.3廢水設(shè)計處理能力為：300m3/d，每天工作20小時，每小時處理15m3/h；
2.4本方案設(shè)計針對處理的污染物 ：CODcr；
2.5廢水經(jīng)處理后CODcr達(dá)到《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB21900-2008)2.1建設(shè)單位提供廢水量及水質(zhì)數(shù)據(jù)；
2.6環(huán)保部門對污染治理的指示與要求；
2.7《室外排水設(shè)計規(guī)范》(GBJ14-87)有關(guān)規(guī)定；
2.8《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)表4中的一級標(biāo)準(zhǔn)；
2.9環(huán)境工程手冊《水污染防治卷》，相關(guān)設(shè)計參數(shù)與技術(shù)要求。
三、新增CODcr深度處理工藝說明
(一) 項目設(shè)計參數(shù)
1、廢水設(shè)計處理量：300m3/d。
2、現(xiàn)有排放廢水pH、SS、Cu2+、COD、CN-、Ni2+、Cr3+、氨氮、磷酸鹽等污染物都穩(wěn)定達(dá)到了《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB21900—2008）表2標(biāo)準(zhǔn)，所以本方案只針對CODcr處理增加新的處理工藝。

煤礦廢水處理工藝方案的選擇
根據(jù)煤礦廢水處理工藝的設(shè)計和選用的原則，煤礦礦井廢水屬于含高濃度懸浮物、總鐵、總錳超標(biāo)的酸性廢水；對于懸浮物、金屬離子的去除率要求較高，因此，將采用一個技術(shù)成熟、處理效果穩(wěn)定可靠的處理工藝，即：采用“中和調(diào)節(jié)+沉淀+過濾”的組合處理工藝；該處理工藝具有技術(shù)成熟、占地面積小、投資省、運行費用低、操作管理方便、出水水質(zhì)好、處理效果穩(wěn)定等優(yōu)點。目前該處理技術(shù)已被廣泛使用于煤礦廢水處理工程上，并獲得成功，整個系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠，礦井廢水經(jīng)處理后能達(dá)到《煤炭工業(yè)污染排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB20426-2006）的排放要求，60%的礦井廢水處理后達(dá)到《煤礦井下消防、灑水設(shè)計規(guī)范》(GB 50383—2006)回用水標(biāo)準(zhǔn)。

煤礦廢水水質(zhì)

（1）設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)

   礦井水中污染物與地質(zhì)構(gòu)造、煤炭伴生物、煤炭相鄰巖層成分、開采強度、采煤方式等有關(guān)。煤礦礦井水水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果，煤礦礦井水水質(zhì)，如下表：

表1-1 煤礦礦井廢水處理設(shè)計進(jìn)水指標(biāo)  （除pH外，單位為mg/L）


（2）設(shè)計出水水質(zhì)（達(dá)標(biāo)排放出水水質(zhì)）

   礦井水處理后可達(dá)到《煤炭工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》《煤炭工業(yè)小型礦井設(shè)計規(guī)范》規(guī)定的“消防灑水用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)”，具體指標(biāo)如下，具體指標(biāo)見表1-2.

表1-2 達(dá)標(biāo)排放出水主要水質(zhì)指標(biāo)   （除pH外，單位為mg/L）


煤礦礦井廢水處理工藝流程圖：


工程流程簡介：

1.中和：礦井廢水進(jìn)入中和池，通過石灰和機械攪拌，使廢水和石灰混合均勻，進(jìn)行中和反應(yīng)，調(diào)節(jié)PH值至堿性。

2.調(diào)節(jié)：礦井污水調(diào)節(jié)池主要作用是即均化水質(zhì)水量，以及給后續(xù)工藝提供穩(wěn)定的供水，也起到初沉的作用。

3.絮凝：經(jīng)曝氣后出水進(jìn)入絮凝池中，通過加入聚合氯化鋁（PAC）和聚丙烯酰胺（PAM）藥劑，進(jìn)行攪拌混合，使之發(fā)生絮凝反應(yīng)。

4.沉淀：用于去除懸浮物，實現(xiàn)固液分離。沉淀池內(nèi)安裝斜管填料，實現(xiàn)淺層沉淀，斜管沉淀池與平流相比，能將紊流、湍流改善為穩(wěn)定有序的淺層層流狀態(tài)，顆粒沉降不受紊流干擾。斜管孔徑內(nèi)顆粒沉降距離僅為平流沉淀的1／7。

5.過濾：沉淀池出水進(jìn)入中間水池內(nèi)，通過提升泵將其提升至重力式無閥過濾器進(jìn)行過濾處理。利用濾層的沉淀、機械篩濾等作用截留污水中殘存的細(xì)小懸浮物。污水經(jīng)無閥過濾器過濾后直接排入清水池。過濾器濾層吸收大量懸浮物后將導(dǎo)致濾速下降，必須定期對過濾層進(jìn)行反沖洗。反沖洗采用自動虹吸反沖洗，并開啟反洗排水閥門，水流自下而上通過濾層，將截留在濾層上的雜物排入反沖洗水池中。

6、污泥處理：系統(tǒng)處理過程中于調(diào)節(jié)池沉淀段、斜管沉淀池等部位將產(chǎn)生部分污泥，污泥定時排入污泥濃縮池濃縮，濃縮污泥由壓濾機壓濾脫水后清運至環(huán)保許可的規(guī)定填埋場。

7、清水回用：保護(hù)水資源是每一個企業(yè)及個人應(yīng)盡的義務(wù)，本方案鼓勵企業(yè)對處理后的清水進(jìn)行回用。經(jīng)系統(tǒng)處理后的出水SS≤25mg/L，可用于洗礦、掃除等環(huán)節(jié)。

8、排污口按規(guī)范設(shè)置，排放水有計量堰安裝計量裝置，回用水電磁流量計測量流量，使污水處理系統(tǒng)規(guī)范化。

構(gòu)筑物設(shè)計及主要設(shè)備選型

1、土建構(gòu)筑物設(shè)計及其配置設(shè)備

（1）中和池：

設(shè)置目的：用于調(diào)節(jié)廢水PH值。

   設(shè)計計算：1座，采用半地上式鋼混結(jié)構(gòu)

            

（2）調(diào)節(jié)池：

設(shè)置目的：用于調(diào)節(jié)廢水水量、水質(zhì)，還起初沉作用。

   設(shè)計計算：1座，采用半地上式鋼混結(jié)構(gòu)

            

（3）石灰池

   設(shè)置目的：用于混合石灰，投入廢水處理系統(tǒng)，調(diào)節(jié)廢水pH值。

   設(shè)計計算：1座，采用地上式鋼混結(jié)構(gòu)

           

  （4）反應(yīng)池

設(shè)置目的：用于廢水絮凝混合反應(yīng)。

設(shè)計計算：2座，采用半地上式鋼混結(jié)構(gòu)

（5）沉淀池

設(shè)置目的：用于沉淀廢水中的懸浮物，斜管的表面負(fù)荷為1.39m3/(m2.h)。

設(shè)計計算：1座，采用半地上式鋼混結(jié)構(gòu)

（6）中間水池

設(shè)置目的：用于存儲沉淀池的上清液。

設(shè)計計算：1座，采用半地上式鋼混結(jié)構(gòu)

（6）污泥濃縮池

   設(shè)置目的：用于濃縮污水處理過程中生產(chǎn)的污泥。

設(shè)計計算：1座，采用半地上式鋼混結(jié)構(gòu)

（7）過濾器基礎(chǔ)

設(shè)置目的：用于安裝鋼制自動反沖洗無閥過濾器。

設(shè)計計算：1座，采用毛石砼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。

（8）反沖洗水池

   設(shè)置目的：用于接收反沖洗排水閥排出的污水。

設(shè)計計算：1座，采用半地上式鋼混結(jié)構(gòu)

          

（9）回用水池

   設(shè)置目的：暫時儲存處理消毒后的清水，采用次氯酸鈉消毒。

設(shè)計計算：1座，采用半地上式鋼混結(jié)構(gòu)

（10）污泥干化池

   設(shè)置目的：用于干化污水處理過程中生產(chǎn)的污泥

設(shè)計計算：2座，采用地上式磚混結(jié)構(gòu)

（11）壓濾機基礎(chǔ)

結(jié)構(gòu)形式：鋼混（上部棚架）

數(shù)    量：1座

功能及作用：安放壓濾機

（12）操作管理房

      設(shè)置目的：主要用于放置風(fēng)機、消毒器、投藥設(shè)備等。

      設(shè)計參數(shù)：2間；

      結(jié)    構(gòu)：采用地上磚混結(jié)構(gòu)。

       煤礦礦井廢水處理工程采用的主要土建構(gòu)筑物見表3-1

表3-1  主要土建構(gòu)筑物一覽表


主要設(shè)備

表4-2   主要設(shè)備及報價表
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