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常州反滲透一體化濃水處理設施實時更新

重金屬廢水是工業廢水中較難處理的一種，重金屬廢水是指冶煉、電解、電鍍、機械制造、化工、電子等工業生產過程中排出含有重金屬的廢水，如鉻、銅、鋅、汞、鎘、鎳等這類金屬污染物。這類廢水毒性強，在自然條件作用下難以被降解，并通過土壤、水、空氣傳遞，尤其會影響食物鏈動植物生長，進而危害人類健康，對生態環境造成極大破壞。近年來，重金屬廢水的處理已備受重視，國內外的科研機構研發出了多種處理技術。本文對重金屬廢水的傳統處理方法及其優缺點進行了綜述，介紹了一種新型、高效的重金屬廢水處理技術—旋轉磁場微電弧技術。

1、重金屬廢水的傳統處理方法

現在廣泛應用的處理重金屬廢水的方法主要包括：化學沉淀法、吸附法、膜分離法以及生物法等。

1.1 化學沉淀法

化學沉淀法包括中和沉淀法、硫化物沉淀法和鋇鹽沉淀法等。其中，中和沉淀法是目前工業上應用的方法，它具有去除范圍廣、效率高、經濟簡便的特點，但需要添加大量化學藥劑，并產生較多的化學污泥，離子返溶造成不達標排放，處理水難以回用，存在二次污染問題。

1.2 吸附法

吸附法可分為物理吸附法、樹脂吸附法、生物吸附法。吸附法主要是在重金屬化學形態不被改變的前提下，利用吸附劑的結構以吸附分離的方式去除水中重金屬。常用的吸附劑有活性炭、沸石、硅藻土、、二氧化硅、天然高分子及離子交換樹脂等，其中天然沸石吸附能力也是用于重金屬廢水處理的礦物材料。但由于吸附劑吸附容量有限，選擇性高，所以吸附法應用范圍限制在低濃度、單組分的重金屬廢水的處理中，而且吸附法還存在投資較大、運行費用較高、污泥產生量大、處理后的水難以穩定達標排放等問題。

1.3 膜分離法

膜分離法是利用高分子所具有的選擇性來進行物質分離的技術，是利用一種特殊的半透膜，在外界壓力作用下，不改變溶液中化學形態的基礎上，將混合物進行分離、濃縮、提純的技術。膜技術包括反滲透、超濾、電滲析、液膜和滲透蒸發等。目前，反滲透和超濾膜在電鍍廢水處理中已得到廣泛應用。膜技術設備簡單，去除范圍廣，處理效率高，但存在膜組件價格高、使用過程中膜污染、膜通量下降以及同分異構體就無法實現分離的問題，影響了膜技術在廢水處理中的廣泛應用，主要作為常規處理的后續處理。

1.4 生物法

生物法分為植物修復法、生物絮凝法。植物修復法是利用植物通過吸收沉淀和絮凝等作用降低水中重金屬含量，但治理效率較低，并且由于一種植物只吸收一種或兩種重金屬，難以全面消除所有污染物；生物絮凝法是利用微生物和微生物產生的代謝物進行絮凝沉淀的一種除污方法，但是，目前大部分微生物絮凝劑都還處在實驗階段，工業化生產的經濟成本較高，同時活體的微生物絮凝劑保存困難，所以限制了微生物絮凝劑的大規模應用。

2、旋轉磁場微電弧重金屬廢水處理技術

旋轉磁場微電弧處理技術是一種新型污水處理技術，在遵循化學反應定律的基礎上，通過系統核心部件Plazer-RF設備工作區域中導磁性工件的高速旋轉產生強烈電流和數量龐大的微電弧，瞬間增強化學動力反應，達到破壞流體結構、減弱分子內和原子間的聯接效果，將硫酸鹽藥劑快速分解、反應，促使氫氧根與金屬離子形成氫氧化的不溶物質，達到高效去除重金屬的目的；同時，依靠高濃度負離子的存在滅流體中致病微生物和病原體。

旋轉磁場微電弧污水處理技術從根本上強化了動力性能，大幅提升化學反應速率及反應充分度，減少藥劑投放量、輔助設備數量和體積，從而在保證低本、高效處理涉重廢水的同時，能夠解決污水中病原微生物、有毒物和污染物無法處理的難題，實現污水無害化和水資源循環利用以及重金屬的回收利用，提高經濟效益。

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2.1 旋轉磁場微電弧設備工作組件

旋轉磁場微電弧污水處理技術主要工藝組件為Plazer-RF裝置，以及Plazer-RF裝置的輔助設備（包括設備控制面板、冷卻裝置、沉淀器、過濾器等）。此裝置具有以下特點：設備占地尺寸小于傳統設備的10倍，主體設備尺寸僅為800mm×300mm，輔助設備使用數量少，復雜性降低，能耗只有0.05~0.25KW/m3，系統整體成本遠遠低于傳統工藝成本；組件的處理單元數量或結構，可以根據處理需求進行組裝和調整，并可改裝為移動式，無需專門建設廠房或地基，節約占地面積

由于印染廢水生化尾水的CODCr濃度仍然較高，首先經過混凝處理后再進行催化臭氧氧化試驗。采用聚合硫酸鐵（分析純）作為混凝劑，投加量為1000mg／L，經過混凝后水樣CODCr的質量濃度約為96mg／L。

1.2 試驗材料

活性炭粒徑為2~4mm，碘值為700。錳基活性炭催化劑采用浸漬法制備，將適量活性炭浸入一定濃度的（分析純）溶液中，在水浴恒溫振蕩器中（THZ－82A）持續振蕩24h（溫度為25℃），轉速為125r／min），陳化96h，取出活性炭反復沖洗，60℃烘干備用。

1．3 試驗方法

采用玻璃柱狀反應器（直徑為80mm，高為230mm）進行臭氧氧化試驗，催化劑以固定床形式放置在反應器內。臭氧氣體由空氣源臭氧發生器制備，經過砂芯板布氣進入反應器，自下而上流動，與催化劑、水樣充分接觸，由反應器頂部出氣口逸出。催化臭氧氧化反應進行一定時間后，取出水樣進行水質分析。考察錳基活性炭催化劑在臭氧氧化過程中的催化活性，以及試驗過程中催化劑投加量、臭氧投加量和溶液pH值對催化臭氧氧化效果的影響。

1．4 分析方法

CODCr、NH3－N、TN、TP等指標均采用快速測定儀檢測，NO3－濃度采用離子色譜儀檢測，CO32－、HCO3－濃度采用滴定法檢測，pH值采用酸度計檢測，UV254采用紫外可見分光光度計檢測，臭氧濃度采用靛藍法檢測。

1．5 錳基活性炭催化劑的表征

催化劑的比表面積采用物理吸附儀測試，其中錳的負載量采用ICP－MS進行分析。

2、結果與討論

2．1 錳基活性炭催化劑的效能

在初始CODCr質量濃度為96mg／L，臭氧投加量為0．9mg／min，水樣體積為100mL，催化劑投加量為10g，溫度為25℃的條件下，考察了錳基活性炭催化劑在臭氧氧化過程中的催化活性

隨著金屬制造、電鍍、制革、造紙、醫藥等工業的發展，越來越多的含重金屬廢水直接或間接排放到水環境中。工業廢水中有毒重金屬主要包括銅、鋅、鎳、汞、鎘、鉛、鉻等。與有機污染物不同的是，重金屬不會衰減、不能被生物降解，水體一旦被重金屬污染，很難被修復。因此，需采取有效的方法對重金屬廢水進行治理，減輕其對環境的危害。

嘉興某拉鏈生產企業建有年產金屬拉鏈2000萬條、尼龍拉鏈4800萬條、塑鋼拉鏈1000萬條的生產線，具有覆蓋沿海東部經濟圈、輻射全球的生產營銷體系。該公司在除油、清洗、固色等生產工序中產生含有較高濃度銅、鋅、鉻等重金屬以及磷酸鹽的生產廢水。根據“三同時"的原則，該公司建設了廢水處理設施，處理出水水質達到《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)及《工業企業廢水氮、磷污染物間接排放限值》(DB33／887-2013)要求，實現了納管達標排放.

1、設計水質、水量

1.1 廢水水量

根據現場調研及取樣分析，該企業所排放的生產廢水主要包括固色工序產生的含鉻廢水，以及除油、清洗等工序產生的酸洗、磷化廢液和清洗廢水等。廢水總量為100m3／d，其中包括含鉻廢水約2m3／d。廢水處理設施設計運行20h／d，設計處理水量為5m3／h。

1.2 設計進、出水水質

根據取樣分析結果，并類比同類型企業項目的廢水水質情況，確定該企業的設計進水水質。廢水呈酸性且pH值有所波動，主要污染指標包括總磷、總銅、總鋅、總鉻和六價鉻等，不含鎳、汞、鎘和鉛等污染物。根據當地環境保護局要求，廢水經處理后需達到《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)的三級標準，其中氨氮、總磷參照執行《工業企業廢水氮、磷污染物問接排放限值》(DB33／887-2013)要求。