顏料生產(chǎn)廢水中重金屬治理
顏料生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)廢水多含鉛、鉻重金屬等有毒物質(zhì)，一直沒(méi)有得到妥善處理和回收利用，這樣既造成了資源浪費(fèi)，又污染了環(huán)境。因此，筆者對(duì)顏料廢水治理關(guān)注的重點(diǎn)不僅僅是解毒、達(dá)標(biāo)排放問(wèn)題，而是資源的回收利用，防止一切可能的污染發(fā)生，達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益的和諧統(tǒng)一。
某化工廠在2005年試生產(chǎn)期問(wèn)采用了環(huán)境影響評(píng)價(jià)中推薦的“硫酸亞鐵還原法”治理鉛、鉻廢水，運(yùn)行一段時(shí)間后卻產(chǎn)生了不經(jīng)濟(jì)、操作性差的實(shí)際問(wèn)題而沒(méi)有連續(xù)使用，2006年該廠技術(shù)人員采用鉛鉻黃生產(chǎn)工藝對(duì)鉛、鉻廢水進(jìn)行回收治理，不僅治理了重金屬污染，同時(shí)把鉛、鉻回收制成了低檔顏料出售，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
治理工藝原理污水
采用硫酸亞鐵還原廢水中的6價(jià)鉻，并用石灰中和，形成難溶于水的氫氧化鉻。利用硫酸亞鐵在酸性條件下，將6價(jià)鉻還原成3價(jià)鉻，在一定溫度和堿度條件下，產(chǎn)生氧化鐵和氧化鉻共沉淀，利用壓濾機(jī)對(duì)廢渣進(jìn)行分離，達(dá)到廢水治理的目的。硫酸亞鐵法治理工藝流程見(jiàn)圖1。
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工藝流程
廢水進(jìn)入預(yù)混池，在預(yù)混池中加入硫酸亞鐵，F(xiàn)e2+還原Cr6+形成Cr3+，經(jīng)過(guò)反應(yīng)后，在廢水中加入石灰石，形成Cr(OH)3、Fe(OH)3、Pb(OH)2沉淀。其中Fe(OH)3形成膠體，吸附水中的陽(yáng)離子，形成沉淀。經(jīng)過(guò)沉淀池沉淀后排放廢水。
技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)
效果穩(wěn)定可靠，排放水Cr6+≤0.5mg/L，總鉛≤1.0mg/L，總鉻≤1.5ms/L；對(duì)于各種不同濃度的含鉻廢水均適應(yīng)；裝置及工藝較簡(jiǎn)單，對(duì)水質(zhì)無(wú)特殊要求不需預(yù)處理；采用空氣攪拌可使沉淀轉(zhuǎn)變?yōu)殍F氧體結(jié)構(gòu)，易于過(guò)濾分離。
問(wèn)題分析
該工藝最終產(chǎn)生大量含Cr6+、Pb2+的污泥產(chǎn)生量約0.5t/年，其主要成分為Pb(OH)2、Cr(OH)3和Fe(OH)3，都屬于危險(xiǎn)廢物，不可做焚燒處理，只能做安全填埋。因此，這種處理方法對(duì)某些企業(yè)來(lái)講可操作性不高，經(jīng)濟(jì)性差，若處理不當(dāng)，容易產(chǎn)生二次污染。
廢水處理改進(jìn)工藝的分析
鑒于上述廢水處理中的實(shí)際問(wèn)題，該公司進(jìn)行廢水治理工藝改造，采用Al2(SO4)3硝酸、燒堿和硝酸鉛溶液等鉛鉻黃生產(chǎn)原輔材料作為藥劑來(lái)治理污水中的總鉛、總鉻和Cr6+超標(biāo)問(wèn)題。
1 廢水處理工藝
原理與鉛鉻黃生產(chǎn)工藝基本相同，針對(duì)鉛或鉻過(guò)量問(wèn)題分別加入碳酸鈉或硫酸鋁溶液，使鉛離子轉(zhuǎn)化成硫酸鉛沉淀，鉻離子生成鉻酸鉛沉淀。分離后得到的硫酸鉛和鉻酸鉛混合物作為鉛鉻黃低等顏料出售。不僅治理了廢水污染，還實(shí)現(xiàn)了固廢零排放。
2 污水治理設(shè)備見(jiàn)表1。
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3 廢水治理工藝流程
鉛鉻黃生產(chǎn)廢水經(jīng)管道收集一并送到污水收集罐，先由清水泵把廢水抽到800型箱式壓濾機(jī)進(jìn)行過(guò)濾，然后由試管滴定查驗(yàn)廢水的pH值，通過(guò)加入硝酸或片堿以調(diào)節(jié)廢水pH值為7左右，再根據(jù)水中鉛離子或鉻離子超標(biāo)情況分別添加硝酸鉛或硫酸鋁溶液使鉛離子或鉻離子形成沉淀析出。為了去除污水中多余的鉛離子，需加入一定量的Al2(SO4)3溶液，使得鉛離子轉(zhuǎn)化為PbSO4沉淀；若去除過(guò)量鉻離子可加入硝酸鉛溶液，反應(yīng)生成鉻酸鉛。主要反應(yīng)式為：
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廢水經(jīng)沉淀后再經(jīng)清水泵抽到1000型箱式壓濾機(jī)進(jìn)行第2次過(guò)濾。過(guò)濾后廢水收集到排放池，此時(shí)水池的水質(zhì)基本可達(dá)標(biāo)排放；如果檢測(cè)還達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求，在排放池底部設(shè)有自吸泵可以把不合格水再抽到廢水收集罐進(jìn)行再次治理，最終使污水達(dá)標(biāo)排放(圖2)。
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硫酸鉛和鉻酸鉛經(jīng)過(guò)濾析出后，分散包膜、壓濾、烘干等工序處理可制得低等顏料作為副產(chǎn)品出售，這樣廢水治理，既保護(hù)環(huán)境又帶來(lái)了經(jīng)濟(jì)效益，一舉兩得。
4 治理工藝技術(shù)可行性分析
由該公司技術(shù)員提供的污水治理資料可知，鉛鉻黃車間廢水包括兩部分：①鉛鉻黃沖洗廢水水量為31.5m3/d；②沖洗地面水和車間洗手水5.0m3/d，共計(jì)36.5m3/d；污水中鉛過(guò)量機(jī)會(huì)較多，約占污水總量的70%，鉻過(guò)量機(jī)會(huì)占30%。
由于該污水處理裝置采用無(wú)機(jī)反應(yīng)去除金屬離子，因此，出水中金屬離子的濃度只受到生成物溶解度的影響，與進(jìn)水水質(zhì)無(wú)關(guān)。硫酸鉛、鉻酸鉛在水中不同溫度下的溶解度見(jiàn)表2。
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(1)鉛過(guò)量情況。污水中總鉛濃度為1.500mg/L，總鉛量為16.970kg/年，和硫酸鋁反應(yīng)生成硫酸鉛24.840kg/年。硫酸鉛在40℃下的溶解度最大，取值為0.056kg，由此可計(jì)算出廢水中的總鉛濃度為0.018mg/L，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn))(GB8978.1996)第1類污染物最高允許排放濃度表1中的限值，因此，污水中總鉛污染的治理能夠達(dá)標(biāo)。
(2)鉻過(guò)量情況。污水中總鉻濃度為2.100mg/L，Cr6+濃度為0.600mg/L，由此計(jì)算出污水中總鉻量為23.760kg/年，Cr6+為6.790kg/年，和硝酸鉛反應(yīng)可生成鉻酸鉛21.960k年。鉻酸鉛在20℃下的溶解度為0.070kg，其他溫度下不溶解，由此可計(jì)算得出20℃下廢水中鉻濃度為4.160×10-8mg/L？梢(jiàn)，加入硝酸鉛可以使溶液中的Cr6+幾乎沉淀完全。因此污水中Cr6+濃度也符合《污水綜合排放標(biāo)(GB897~1996)第i類污染物最高允許排放濃度6價(jià)鉻0.500mg/L、總鉻1.500mg/L的限值要求。
5 污水治理實(shí)際效果
2007年1月某環(huán)境監(jiān)測(cè)站對(duì)該企業(yè)污水處理站排水口進(jìn)行了水質(zhì)監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目為6價(jià)鉻、pH、總鉻和CODCr4項(xiàng)，具體監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表3。
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對(duì)污水監(jiān)測(cè)水質(zhì)采用單因子污染指數(shù)法進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果見(jiàn)表3。由表3可以看出，該企業(yè)污水治理后6價(jià)鉻0.361mg/L、pH值6.24、總鉻0.963mg/L和CODCr67.200mg/L，各體系尚未形成。21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主旋律是綠色經(jīng)濟(jì)，綠色產(chǎn)品、綠色生產(chǎn)、綠色消費(fèi)、綠色市場(chǎng)、綠色產(chǎn)業(yè)是綠色經(jīng)濟(jì)的重要特征，也是生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展對(duì)經(jīng)濟(jì)生活的具體要求。通過(guò)綠色經(jīng)濟(jì)意識(shí)的強(qiáng)化，以期進(jìn)一步完善西田各莊鎮(zhèn)產(chǎn)業(yè)一體化綠色營(yíng)銷體系。
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