不銹鋼電解拋光廢水處理的分析講解
電解拋光較機(jī)械拋光具有生產(chǎn)效率高、工件表面光潔和效果好等優(yōu)點(diǎn)，受到人們青睞〔1〕。然而電解拋光產(chǎn)生的廢水量大，我國每年有超過1億t鋼材要經(jīng)過酸洗拋光處理才能進(jìn)入加工工序，由此每年將產(chǎn)生1.2億~2億t的不銹鋼酸洗拋光廢水〔2〕，如不進(jìn)行有效控制將對周邊水環(huán)境造成很大威脅〔3〕。不銹鋼電解拋光過程主要包括電解除油及水洗（污染物為油脂、NaOH、Na3PO4和Na2SiO3）、酸蝕及水洗（鹽酸）、電解拋光及水洗（污染物為H3PO4和H2SO4）和鈍化及水洗等步驟〔4,5〕，由此導(dǎo)致電解拋光廢水中污染物成分復(fù)雜且濃度高，主要包括COD、PO43-、SS、Ni2+、Cu2+等，以及低pH。
目前關(guān)于拋光廢水處理的研究較多，如W.L.Chou等〔6〕采用電凝吸附法處理半導(dǎo)體工廠產(chǎn)生的化學(xué)機(jī)械拋光廢水，COD去除率達(dá)90%。J.C.Tsai等〔7〕評估了微泡氣浮—混凝技術(shù)處理化學(xué)機(jī)械拋光廢水的經(jīng)濟(jì)性。但目前還未見到不銹鋼電解拋光廢水處理的相關(guān)報(bào)道，且筆者此前采用微濾法處理與回用不銹鋼電解拋光廢水，由于廢水中TP和COD過高，導(dǎo)致膜污染嚴(yán)重。因此筆者擬通過小試試驗(yàn)，分析混凝法預(yù)處理不銹鋼電解拋光廢水的效果，考察不同的混凝劑及投加量對TP和COD去除效果的影響，最終組建一套可行的不銹鋼拋光廢水預(yù)處理工藝，以減輕廢水對微濾膜的污染。廢水處理的分析講解
1材料與方法
1.1試驗(yàn)廢水及試劑
所用廢水為山東新華醫(yī)療有限公司的不銹鋼電解拋光廢水，主要污染物包括COD、TP、TN、總鉻、Ni2+和NH3-N等，具體如表1所示，其中TP、總鉻和COD是主要考察指標(biāo)。
試驗(yàn)所用試劑為重鉻酸鉀、硫酸亞鐵氨、過硫酸鉀、氫氧化鈉、氫氧化鈣、抗壞血酸、鉬酸銨、濃硫酸，均為分析純，由國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司提供。
PAM（陽離子型）和PAC為工業(yè)品，由鞏義市宇潔凈水材料有限公司提供。
1.2混凝反應(yīng)
配制合適濃度的混凝劑和助凝劑濃溶液：PAC濃溶液為400g/L、Ca（OH）2濃溶液為200g/L、PAM濃溶液為4g/L。按照一定投加量向廢水中加入配好的混凝劑濃溶液〔PAC或Ca（OH）2〕，攪拌反應(yīng)15min；邊攪拌邊加入助凝劑PAM濃溶液，反應(yīng)3~5min；取上清液，測定溶液中COD、總磷和總鉻。
1.3分析項(xiàng)目與方法
pH采用pH儀在線監(jiān)測，COD采用重鉻酸鉀法測定，總磷采用鉬銻抗分光光度法測定，總鉻、Cu2+和Ni2+采用原子吸收法測定，SS采用重量法測定。
2結(jié)果與討論2.1單級混凝對污染物的去除效果廢水處理的分析講解
前期研究表明，總磷是導(dǎo)致膜污染的主要污染物，因此以廢水中總磷為考察指標(biāo)，分別以PAC和Ca（OH）2為混凝劑，研究藥劑投加量對原水和單級PAC混凝出水中TP處理效果的影響。
2.1.1PAC投加量對總磷去除效果的影響
以PAC為混凝劑，PAM為助凝劑，分別對試驗(yàn)原水和原水氣浮后出水（一級出水）進(jìn)行混凝處理。pH調(diào)節(jié)到6~7，PAM投加量都控制在0.06g/L，并按1.2所述方法進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果如圖1所示。
由表2可見，通過此三級混凝處理廢水中COD、TP和總鉻的去除率分別達(dá)到85.2%、99.7%和99.9%，出水COD和總鉻達(dá)到排放要求；經(jīng)進(jìn)一步過濾處理（定量濾紙），出水TP也達(dá)到了排放要求。說明PAC/PAC/Ca（OH）2三級混凝處理不銹鋼電解拋光廢水是可行的。廢水處理的分析講解
2.2.2PAC/PAC/PAC三級混凝法
由于廢水中TP非常高，是不銹鋼電解拋光廢水中最難達(dá)標(biāo)排放的污染物之一。因此進(jìn)一步考察了PAC/PAC/PAC三級混凝法對廢水中TP的處理效果，見表3。
如表3所示，三級PAC混凝比PAC/PAC/Ca（OH）2三級混凝的處理效果更好，出水中的TP能夠降低到1.0mg/L以下，不需要進(jìn)一步的微濾過濾處理即可達(dá)到排放要求。
2.3三級PAC混凝工藝中混凝劑投加量的優(yōu)化
從上述結(jié)論可知，在每級混凝處理過程中混凝劑都有一個(gè)最佳投加量，因此有必要在三級PAC混凝工藝中確定一組最優(yōu)的PAC投加量方案。如表4所示，在三級PAC混凝工藝中，增加PAC投加量有利于廢水中COD和TP的去除；但在較高投加水平（≥15g/L）時(shí)，繼續(xù)增加PAC的投加量對出水COD和TP的降低貢獻(xiàn)并不大，且從前期試驗(yàn)可知出水TP通過進(jìn)一步的微濾過濾處理可以達(dá)到1.0mg/L以下。因此試驗(yàn)確定方案三為最佳投加量組合。
圖 1 PAC 投加量對廢水中總磷去除效果的影響
由圖1可見，廢水中的TP隨PAC投加量的增加而下降；且在原水混凝過程中，當(dāng)PAC投加量＞4g/L時(shí)，TP下降趨勢變緩，一級出水的混凝過程中也有類似變化規(guī)律；這說明PAC混凝對不銹鋼電解拋光廢水中的TP有較好的處理效果。但TP過高，利用單級PAC混凝過程很難達(dá)到理想的去除效果。
2.1.2Ca（OH）2投加量對總磷去除效果的影響
以Ca（OH）2為混凝劑，研究其投加量對原水氣浮后出水（一級出水）的混凝效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)pH調(diào)節(jié)到11.0左右，廢水中的TP隨Ca（OH）2投加量的增加而下降；且當(dāng)Ca（OH）2投加量＞4g/L時(shí)，TP下降趨勢變緩。說明Ca（OH）2也具有較好的污染物去除效果，但單級混凝處理后出水中污染物濃度下限較高，很難達(dá)到微濾膜進(jìn)水要求。
2.2多級混凝對污染物的去除效果
以上單級混凝處理結(jié)果表明，采用單級混凝過程很難達(dá)到廢水總磷的進(jìn)膜要求，必須多級逐次降低廢水中的污染物。廢水處理的分析講解
2.2.1PAC/PAC/Ca（OH）2三級混凝法
以PAM為助凝劑，PAC/PAC/Ca（OH）2三級混凝法對不銹鋼電解拋光廢水進(jìn)行處理，結(jié)果如表2所示。
3結(jié)論
（1）投加混凝劑〔PAC或Ca（OH）2〕能夠降低不銹鋼電解廢水中的TP，且TP隨投加量的增加而下降，但當(dāng)PAC和Ca（OH）2投加量達(dá)到4g/L時(shí)，繼續(xù)增加混凝劑投加量，TP下降不明顯，即采用單級混凝法很難達(dá)到預(yù)處理要求。具體參見http://www.dowater.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
（2）PAC/PAC/Ca（OH）2和PAC/PAC/PAC三級混凝法都能實(shí)現(xiàn)較好的電解拋光廢水處理效果。其中PAC/PAC/Ca（OH）2工藝對廢水中的COD、TP、總鉻的去除率分別達(dá)到85.2%、99.7%、99.9%，出水中COD、TP、總鉻能夠下降到154、12、0.034mg/L左右。
（3）PAC/PAC/PAC工藝的處理效果優(yōu)于PAC/PAC/Ca（OH）2工藝，出水中TP能夠降到0.66mg/L左右，達(dá)到膜組件進(jìn)水水質(zhì)要求，其優(yōu)化組合投加方案為8g/L（一級）+5g/L（二級）+2g/L（三級）。
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廢水零排放方法
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