含氟含鉻廢水及含鉻廢渣的綜合處理處置研究.pdf

1、隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，工業(yè)廢水廢渣對(duì)環(huán)境造成的污染日趨廣泛和嚴(yán)重，威脅人類的健康和安全。由于行業(yè)類型繁多、生產(chǎn)工藝過程各不相同，工業(yè)廢水具有污染物種類繁多、水質(zhì)波動(dòng)幅度大、污染物毒性強(qiáng)、排放量大等特點(diǎn)。因此，工業(yè)廢水處理方法因廢水類型和污染物種類不同而不盡相同，需要根據(jù)不同的水質(zhì)確定最合適的工藝流程，以便得到最佳的處理效果。而工業(yè)廢水處理過程中所產(chǎn)生的污泥成分復(fù)雜，處理難度極大，若得不到妥善處理，難免會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染。因此，工業(yè)污泥的

2、無害化、減量化、資源化，已受到廣泛的關(guān)注。本文針對(duì)某工業(yè)園區(qū)所產(chǎn)生的含氟廢水、含鉻廢水及含鉻廢渣處理過程中存在的實(shí)際問題進(jìn)行針對(duì)性研究，提出可行的技術(shù)解決方案。
　　針對(duì)現(xiàn)有鈣鹽混凝沉淀除氟工藝存在的處理效果不理想、石灰用量大以及污泥量大的問題，對(duì)鈣鹽混凝沉淀法除氟機(jī)理和工藝參數(shù)進(jìn)行理論分析和實(shí)驗(yàn)室小試研究。水溶液中溶解性的氟離子濃度與溶液的pH值和Ca2+的濃度有關(guān)，鈣鹽混凝沉淀法處理含氟廢水出水氟離子濃度高于理論計(jì)算值的主要原

3、因是受石灰溶解度的限制以及共存陰陽(yáng)離子的影響。利用加載絮凝工藝處理含氟廢水進(jìn)行中試研究，將沉淀的污泥進(jìn)行部分回流作為絮凝載體，顯著的提高了除氟效果，出水氟離子濃度隨污泥回流比的增加而降低。將三氯化鐵混凝劑和聚丙烯酰胺PAM助凝劑聯(lián)合使用，能夠顯著提高對(duì)CaF2顆粒的混凝效果，三氯化鐵最佳投量范圍0.10~0.20mmol/L，混凝過程中pH值最佳范圍為8.0~8.5，PAM最佳投量范圍為1~3mg/L。最佳工藝參數(shù)下進(jìn)行運(yùn)行試驗(yàn)，加載絮

4、凝工藝對(duì)氟和濁度的去除率分別為96.31％、98.00%。
　　化學(xué)還原沉淀法是含鉻廢水的常用處理工藝，對(duì)比考察了亞鐵Fe(Ⅱ)和亞硫酸鹽S(Ⅳ)對(duì)六價(jià)鉻Cr(Ⅵ)的氧化還原動(dòng)力學(xué)，pH對(duì)氧化還原反應(yīng)速率的影響，主要?dú)w因于對(duì)反應(yīng)物和生成物的存在形態(tài)及氧化還原電位的影響，不同pH值下，不同形態(tài)的Cr(Ⅵ)和還原劑反應(yīng)生成與pH值對(duì)應(yīng)的生成物。Fe(Ⅱ)還原Cr(Ⅵ)反應(yīng)速率方程：-d[Cr(Ⅵ)]/dt=kobs[Cr(Ⅵ)][Fe

5、(Ⅱ)]，其中表觀速率常數(shù)lg kobs為pH值的二次函數(shù)，滿足lgkobs=6.61-3.38pH+0.43pH2（1.5

6、98(1.0　　為了實(shí)現(xiàn)含鉻廢渣的無害化、減量化、資源化處置，降低和消除鉻渣對(duì)水環(huán)境的二次污染，首先對(duì)鉻渣的物理化學(xué)性質(zhì)和酸浸出特性進(jìn)行表征，含鉻廢渣具有強(qiáng)堿性，主要化學(xué)元素組成為CaO、MgO、Al2O3、Cr2O3、SiO2和Fe2O3，占總質(zhì)量的90%以

7、上。鉻渣中總鉻和Cr(Ⅵ)含量分別為2.28%、0.80%。鉻渣中物相組成包括鈣鐵石（Ca2FeAlO5）、方鎂石（MgO）、方解石（CaCO3）、白云石[CaMg(CO3)2]、水鎂石[Mg(OH)2]、羥鈣石[Ca(OH)2]和球霰石（CaCO3）。鉻渣為具有浸出毒性的危險(xiǎn)廢物，有較大的酸中和能力，鉻渣酸中和后 pH值只與H+的投加量相關(guān)，無機(jī)酸陰離子種類對(duì)鉻渣中總鉻和六價(jià)鉻的浸出產(chǎn)生影響，SO42-能將吸附于無定型金屬氧化物上的C

8、rO42-交換出來，增加了鉻渣中鉻的浸出量。
　　對(duì)比考察了普通硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥摻加礦渣、普通硅酸鹽水泥摻加粉煤灰、Ca(OH)2/礦渣、Na2SiO3/礦渣五種膠凝材料對(duì)鉻渣的固定效果，結(jié)果表明：普通硅酸鹽水泥對(duì)鉻渣具有一定的固定效果，但對(duì)六價(jià)鉻的固定主要為物理包裹，缺乏化學(xué)固定作用。普通硅酸鹽水泥中摻入適量的礦渣可以顯著的提高對(duì)鉻的固定效果，礦渣替代普通硅酸鹽水泥的最佳比例為45%。普通硅酸鹽水泥中摻入粉煤灰對(duì)固化試

9、件抗壓強(qiáng)度和毒性浸出均產(chǎn)生不利影響。在對(duì)固化試件抗壓強(qiáng)度要求不是很高的情況下，Ca(OH)2/礦渣為鉻渣最佳固定材料，固化材料成本最低，且能滿足較高鉻渣摻量下具有較好的固定效果。Na2SiO3·9H2O/礦渣體系中Na2SiO3·9H2O配比的最佳范圍為15%~25%，當(dāng)鉻渣摻量小于35%時(shí)，固化試件抗壓強(qiáng)度較高且毒性浸出濃度非常低。鉻渣摻量應(yīng)控制在35%以內(nèi)。利用 Fe(Ⅱ)濕法還原和Ca(OH)2/礦渣體系穩(wěn)定固定化鉻渣，經(jīng)過 Fe

10、（Ⅱ）還原后固化體固化效果顯著提高，毒性浸出實(shí)驗(yàn)總鉻濃度較單純固定時(shí)大幅降低，六價(jià)鉻均未檢出。
　　利用實(shí)驗(yàn)優(yōu)化參數(shù)對(duì)工業(yè)園區(qū)廢水處理工藝進(jìn)行改造，改造后運(yùn)行穩(wěn)定，處理效果遠(yuǎn)優(yōu)于原有常規(guī)處理工藝，總排放口各主要污染物指標(biāo)均滿足《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，而且廢水處理污泥產(chǎn)量大幅度降低，平均污泥產(chǎn)率比改造前常規(guī)工藝降低了39.6%，每噸廢水處理運(yùn)行成本降低了0.71元。最后，對(duì)工業(yè)園區(qū)廢渣及污泥處理提出了