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环保是人类生存发展历程中的一个极为重要的主题。地球上的陆地面积约占地球表面积的30%,海洋面积约占地球表面积的70%,而其中的淡水量仅为地球总水量的2.5%左右。面对这种境况,节约用水和废水处理就变得刻不容缓。
一般来说,处理废水,采用电解、化学沉淀、吸附等方法进行处理,有时为了在自来水中消毒,还参杂了。不管是采用化学法还是生物法,都会出现成本过高或者净化不彻底等问题,那么是否能够寻找到一种既又节能环保的方法来处理废水呢?就目前而言,作为废水处理的一个研究热点——强磁分离法来处理废水是很有效。那么,什么是磁分离法?它的原理是怎样的?它能够净化废水到何种程度?
所谓的磁分离就是根据不同物质具有不同的磁性性质(物质的磁性可分为三种:铁磁性、顺磁性和反磁性,其中铁磁性物质可以作为磁种添加到弱磁性的废水中进行磁分离),当废水中的磁性物质或者非磁性物质(需要添加磁种)处于磁场中时,物质必然会受到来自磁场的作用力,当然,废水中的悬浮不仅受磁场力,还受到重力、流体黏滞力、流体惯性力以及分子间的吸引力,只要我们所施加的磁场足够大,就可以使得废水中的悬浮颗粒进行磁分离。
而磁分离的方法又可以采用永磁分离和电磁分离(包含超导磁分离)。磁力大小的公式为Fu=γVH(dH/dx),其中,γ为颗粒本身磁化率,V为颗粒体积,H为磁场强度,dH/dx为磁场强度梯度。从实际应用中来考虑,如果我们单纯的用永磁体增加磁场强度,的确可以增加磁场力的大小,但是这样所制造的磁铁太耗成本。因此大多采用磁梯度分离法,即只需要增加磁场强度的梯度,就可以达到增强磁场力的效果。值得一提的是,要想产生高强度的磁场,用一般的永磁铁,很难实现,可以采用超导体来实现,理论上处于临界温度以下的超导体所产生的磁场强度可以达到10T以上,可以在无需添加磁种的情况下就能轻松实现磁分离。一般的梯度磁分离可分离微细颗粒(线度1um)和弱磁性微粒(磁化率低到10-6),那么,超导梯度磁分离的范围和精度将比此更广,更。
无疑,磁分离技术在废水处理中不仅环保,而且造价和维护成本低,作为一般的磁分离的加强版——超导磁分离技术将大大提升常导磁分离的性能。我们有理由相信,随着科学家对磁体、污染物的分离程度的机制等方面的不断研究,磁分离技术将被应用到寻常百姓家中。
电镀行业是国民经济中不可缺少的环节,涉及国防、工业、生活领域。从大类为机件金属电镀、塑料电镀,达到工件防腐、美观、延长寿命、外观装饰等效果。
电镀产生的废水毒性大,对土壤,动植物生长均产生危害。因此必须严格处理废水达标排放,缺水地区推行废水处理达标循环利用,从技术生产上讲,由于电镀生产过程和废水处理过程须投加一定量的多种化学品。电镀废水处理后达到循环回用,回用水必须经脱盐后才能回用于生产线用水,对环境含盐总量不会削减,树脂交换、反渗透工艺的浓缩液仍返回地面。
一、电镀废水处理工艺
废水处理工艺设计是根据废水性质、组分及企业的情况和处理后排放水质参数的要求,经综合技术经济比较后确定的。
电镀废水处理工艺很多:20世纪70年代流行树脂交换,80年代电解法、化学法+气浮等。根据我厂20年来在电镀废水处理实践中得出,树脂交换对处理贵稀金属离子废水、回收贵稀金属有它的优越性。
电解法:能耗高,电耗和铁耗均高,对高浓度含铬废水产生污泥量太多,不适应,同时对含氰废水处理不理想,所以含氰废水还要用化学法。
化学药剂+气浮法:采用化学药品氧化还原中和,用气浮上浮方法进行泥水分离,因电镀污泥比重大,并且废水中含有多种有机添加剂,实际使用时气浮分离不彻底,并且运行管理不便,到90年代末,气浮法应用越来越少。
化学药剂+沉淀:该方法是早应用的方法,经过30多年不同处理工艺实际使用比较后。目前又回到了早,也是有效的处理工艺上来,国外在电镀处理上也大多采用该方法,但实际固液分离运行时间长后,沉淀池会有污泥翻上来,出水难以保证稳定达标。
近年开发的生物处理工艺:小水量单一镀种运行效果高,许多大工程使用很不稳定,因水质水量难以恒定,微生物对水温,品种,重金属离子的浓度,PH值的变化难稳定适应,出现瞬间大批微生物,出现环境污染事故,而且培菌不易。
本工艺是针对不同性质的废水加入不同的药品进行氧化还原中和后,采用直接压滤分离方法分离污泥,投资省、运行操作管理方便,稳定可靠、能耗低。
当前许多缺水地区要求电镀废水循环回用。在GB8978—1996一级排放预处理的水质基础上深度净化,主要回用水含盐量大,占20%--23%,必须进行脱盐处理,采用粗滤→精滤→超滤→反渗透工艺,可达饮用水水质标准,这对水资源重复利用有一定意义,但铬盐等浓缩液污染物占20%--23%仍返还环境中。
物理法的废水处理方案
物理—吸附法是利用多孔的固体物质,将废水中的需要去除的物质吸附至吸附剂孔内,分离固液两相进而去除废水的方法。常见的吸附剂材料有活性炭、硅藻土、树脂或者工业炉渣等废弃物等,经过适当的改性后可以有效的材料的比表面积,增强吸附能力。 吸附法中活性炭具有比表面积大、空隙多且分布均匀等优点,在吸附处理废水方面具有良好的效果。活性炭分为粉状与粒状活性炭两种,粒状活性炭具备易于与废水分离,方便回收再利用,节约经济成本等优点,在工业实际应用中比粉状活性炭凸显出较高的应用价值,但是粒状活性炭本身也存在着与废水的接触面积小等缺陷。总的来说,吸附法具有速度快,效果好的优点,但也存在经济成本高等缺点,胆子现实污水处理工程中很运用。
物理—膜分离技术是使用分离膜对废水的混合体系进行逐步筛分,逐步完成水与污染物的分离、净化与浓缩过程实现处理废水的目的。常见的分离膜包括超滤、纳滤与反渗透膜等,其中以超滤与反渗透膜应用领域为广泛。染料中的分散染料的溶解度较小,可以通过超滤膜技术,将水中的大颗粒染料固体过滤掉实现废水处理。而反渗透则是采用在废水侧施加水压,使得废水中的水分子逆向扩散通过膜,膜分离技术近年来以无机一有机改性膜为热门研究领域,将有机膜材料中掺杂入无机非金属、金属盐、碳纳米管或石墨烯制成改性膜,使得膜于截留性与抗污染性等性能得到极大地提高。
化学法的污水处理技术
化学法是运用投加化学试剂与污水进行化学反应结合生成溶解度低的新物质沉淀分离,或者化学反应生成其他无害易于处理的小分子物质的方法。常见的化学方法有絮凝沉淀法与氧化法等。
絮凝沉淀法:污水结构复杂且化学结构稳定,导致其可生化性差,絮凝沉淀法可以有效的将废水沉淀脱除,达到净化废水的目的。絮凝沉淀的主要是采用添加助凝剂降低废水溶质之间的电化学排斥力,加强溶质分子之间的聚合能力进而形成沉淀固液分离从而得以去除。
氧化法:氧化技术是在催化剂、电或者光照的作用条件下使氧化剂生成具有强氧化性的自由基基团,与废水中的污染物结合发生氧化还原反应,从而使大分子有毒污染物降解为小分子无毒污染物甚至降解为二氧化碳与水的废水处理技术。常见的氧化技术有臭氧法与芬顿法等。
病医院污水处理装置,其主要包括泵房、厌氧池、缺氧池、好氧池、二沉池、消毒池、过滤池及格栅、加氯消毒器、曝气机、搅拌器组成;泵房内依次设有反吸式水泵、内回流水泵、压力/空压泵、污泥泵及水泵分别和上述各池连通;厌氧池、缺氧池、好氧池、二沉池、消毒池及过滤池六箱一体化,在过滤池一侧边设有格栅,在消毒池的一侧边设有加氯消毒器及出水口;在二沉池内设有搅拌器,在好氧池还设有曝气机;本实用新型根据目前污水处理工艺上的落后,主要采取加氯消毒的方法,本技术从根本上解决污水处理后产生的二次污染,达到污水排放污染控制标准。
病医院污水处理装置,其特征在于:其主要包括泵房、 厌氧池、缺氧池、好氧池、二沉池、消毒池、过滤池及格栅、加氯消毒器、 曝气机、搅拌器组成;泵房内依次设有反吸式水泵、内回流水泵、压力/空 压泵、污泥泵及水泵分别和上述各池连通;厌氧池、缺氧池、好氧池、二沉 池、消毒池及过滤池六箱一体化,在过滤池一侧边设有格栅,在消毒池的 一侧边设有加氯消毒器及出水口;在二沉池内设有搅拌器,在好氧池还设 有曝气机。
污水主要是的诊疗室、化验室、病房、洗衣房、X片照 相室和手术室等排放的污水,其污水来源及成分十分复杂。医院污水 中含有大量的病原、和化学药剂,具有空间污染、急性 和潜伏性的特征。在国外,医院污水作为一种污水,无论其 是否为与病人有关的污水,都要进行彻底处理与消毒。而我国大 部分没有设置污水处理系统,医院污水很多时候作为一般生活污 水对待,没有处理就直接排放于自然水体或市政管网,容易造成、 的扩散。特别是排入自然河道后,下游群众用这些水洗碗、洗菜 甚至是直接饮用,会染上消化道、胃肠道疾病。
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