石灰法处理甲醛废水工艺研究

发表时间:2016/9/18   来源:《工程建设标准化》2016年7月总第212期   作者:黄文韬 钱正超
[导读] 近年来,石灰法处理甲醛废水工艺得到了业内的广泛关注,研究其相关课题有着重要意义。

(1.重庆三峡环保(集团)有限公司,重庆,401147)
(2.重庆渝佳环境影响评价有限公司,重庆,400042)
 
        【摘  要】近年来,石灰法处理甲醛废水工艺得到了业内的广泛关注,研究其相关课题有着重要意义。本文首先对相关内容做了概述,并结合相关实践经验,分别从工艺反应机理、运行中石灰的投加注意要点、凝聚剂的选择,以及澄清池、滤池的运行控制等多个角度与环节,就石灰法处理甲醛废水工艺展开了研究。
        【关键词】石灰法;甲醛废水;处理工艺

        1.前言
        作为甲醛废水处理工作中的重要方面,石灰法工艺的关键地位不言而喻。
        该项课题的研究,将会更好地提升对石灰法处理甲醛废水工艺的分析与掌控力度,从而通过合理化的措施与途径,进一步优化该项工作的最终整体效果。
        2.概述
        甲醛的来源有很多,除了装修产生的甲醛气体外,还有一大部分来自于化工、医药、纺织等行业,如果含高浓度甲醛的废水直接排放到水中,进入水体环境中的甲醛可被腐生菌氧化分解,不仅能消耗水中的溶解氧,对水生物生长造成严重的影响,而且甲醛可在某些水生物体内积累。因此,甲醛的处理成为重中之重。
        针对不同工艺产生的甲醛,其处理方法也各有不同,常见的方法有利用酸碱缩合及加热使甲醛生成不溶性物质而去除;高级氧化工艺技术,此方法所用氧化剂价格较高,且消耗量很大,运行成本高,因此该技术不常在实际工程中应用。此外还有生物处理法、氯化法、混凝法等。为得出处理高浓度甲醛废水的最适条件,本文考察了反应时间、pH值、生石灰用量等因素对甲醛去除效果的影响。
        3.工艺反应机理
        石灰处理是通过投加石灰乳,与水中的碳酸盐硬度进行如下反应:
        Ca(HCO3)2+Ca(OH)2=2CaCO3+2H2O
        Mg(HCO3)2+2Ca(OH)2=2CaCO3+Mg(OH)2+2H2O
        MgCO3+Ca(OH)2→CaCO3↓+Mg(OH)2↓
        产生大量各种形态的CaCO3结晶,降低水中暂时硬度,同时生成结晶核心还可以对其它杂质起凝聚、吸附作用;而且石灰乳引起的pH值的升高也为氨氮和磷酸盐的去除创造了条件。


为了提高工艺的沉淀效果,一般在处理过程中投加适量的凝聚剂与助凝剂,通过压缩双电层作用使分散的悬浮物、CaCO3结晶、有机物、有机粘泥、胶体物等带电体失稳,在机械混合搅拌和高分子助凝剂架桥与网捕作用下,颗粒物质碰撞结合长大,使污染物变的容易沉降,从而易于除去。
        4.运行中石灰的投加注意要点
        投加石灰的主要作用是调节中水的pH值,经过实际工作研究,澄清池二反池水样的pH值在10.0—10.5的范围内,同时水质碱度2P(水样酚酞碱度)—M(水样全碱度)控制在0.1—0.5的范围内时,中水中硬度的去除率是最高的,过大会消耗过多的石灰,增加出水碱度,需要更多的硫酸来中和,过小会使硬度的去除率降低,起不到预定的效果。因此在水质稳定的情况下,尽可能维持适当的石灰计量,就可以满足处理出水的要求。
        石灰乳是一种悬浮乳液,其溶液中含有悬浮颗粒,增加了混凝剂水解产物的凝结中心,提高颗粒碰撞速率并增加絮凝体密度。作为颗粒核增重剂,石灰具有加速不溶物的沉淀分离、提高改善混凝沉淀效果、增加水体的化学稳定性的作用。在设备运行中曾出现过,石灰中断的情况,即使增大凝聚剂和助凝剂的用量,降低澄清池出水水量,澄清池的产水浊度持续增高。
        同时石灰在水中的溶解度偏低,运行一段时间后,石灰计量箱底部会沉积部分不溶解的固体石灰,为此需要进行人工清理,因此,为避免这些问题,在运行中要适当的增加计量箱冲洗排污的次数,在停运设备前要大流量的冲洗计量箱,以免造成沉积。
        经石灰乳输送泵输出的石灰乳在到澄清池的过程中,容易在管道内壁进行沉积,往往会形成类似树木年轮的一层层的结垢,这些结垢层一旦形成不容易清理,会越积越快,直至完全堵塞管道,为避免这种情况,在运行中适当的增加压力进行水冲洗,同时设计系统时尽可能的减少石灰乳输送管道的长度,增加石灰乳管道的管径。
        另外为减少石灰的投加量,可人为的增加纯碱的使用,这样可增加中水的碱度,利于水中硬度的去除。
        5.凝聚剂的选择
        一般情况下,凝聚剂在铁盐和铝盐之间选择,在大量处理加石灰后pH值偏高的中水时,根据凝聚剂的价格、性质,一般偏向于使用聚合硫酸铁。聚合硫酸铁通过吸附、架桥,使水中胶体微粒与悬浮物形成粗大的团而迅速沉降,同时发挥电中和等作用,具有水解速度快、絮凝块比重大、适用的pH值范围宽等特点,对水中的悬浮物、有机物、硫化物、重金属离子等能良好地去除。且具有脱色、除臭、破乳化及污泥脱水等功能,对高浊度原水净化效果尤佳;同时投药量少,成本低廉。
        6.澄清池、滤池的运行控制
        澄清池的运行过程中需要注意控制搅拌电机转速,使澄清池混合室上下部泥渣沉降比差控制在一个较好的范围内,从而保证澄清池内正常回流量,保证澄清池净化效果。同时要保证澄清池的正常排泥,但排泥时要控制好泥渣含量,使活性污泥维持一定的含量,使之成为絮凝中心,充分发挥活性泥渣的絮凝作用,通过网捕作用提高沉淀效率,有效的去除水中的游离颗粒。
        经石灰混凝澄清处理后的污水仍具有一定的浊度,主要为CaCO3微晶,其具有一定结晶活性,含有微量有机物、菌藻类、有机粘泥等微粒,具有粘性和一定的生长性。利用一般的普通滤池时,由于是滤层表面过滤,存在着运行阻力大、易结块、运行周期短、反洗难度大等问题。为此使用变孔隙过滤池。
        变孔隙过滤池是采用一种比通常使用的滤料粒径更大的滤料和另一种细粒滤料按一定比例混合而成的滤床。污染物质在经过滤层的过程中,除发生截留、沉淀、架桥等作用外,还有同向絮凝作用发生。同向凝聚是由于速度梯度产生剪切力的结果,可使颗粒聚集从而增加悬浮颗粒的去除率。同向絮凝作用对于细小微粒的去除有着重要的意义。变孔隙深层滤池最重要的是解决了两方面的技术问题:一是截污量大、周期长、阻力适中;二是反洗时能够将滤料清洗干净。
        7.结束语
        综上所述,加强对石灰法处理甲醛废水工艺的研究分析,对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义,因此在今后的石灰法处理甲醛废水过程中,应该加强对其关键环节与重点要素的重视程度,并注重其具体处理实施措施的可行性。
参考文献:
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