工业氧化锌炼锌废水的混凝-SBR处理工艺研究

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炼锌工业是我国冶金工业的重要组成部分,由于其工业特点,锌在生产过程中,不但需要大量的淡水,而且会产生大量的废水,此类废水是冶炼废水的重要来源。重金属是炼锌废水的主要污染物,在工业氧化锌炼锌废水中氨氮、COD也往往超出国家排放标准。目前炼锌废水的处理工艺操作流程复杂,费用较高,容易产生二次污染,废水回用受限制。开发新式炼锌废水处理工艺,对行业废水提标改造和实现水资源的循环利用具有重要意义。本研究根据工业氧化锌炼锌废水的重金属、COD和氨氮含量特点,综合国内外对炼锌废水处理的研究进展,采用混凝沉淀法联合SBR反应器的处理工艺对某炼锌企业生产废水(Zn为6.35mg·L-1, Cd为0.71mg·L-1, Cr为1.76mg·L-1, COD为511mg·L-1,氨氮为108mg·L-1)进行了系统性的研究,通过分析废水中重金属、COD、氨氮等指标的去除效果及其随pH,温度等条件的变化规律,探索了该工艺在运行过程中的最佳参数,研究结果如下:在混凝沉淀阶段,选用阴离子聚丙烯酰胺(APAM)和聚合氯化铝(PAC)作为复合絮凝剂。通过单因素实验,得到混凝沉淀的最佳工艺参数为:阴离子聚丙烯酰胺(APAM)与聚合氯化铝(PAC)的质量配比为4:3,复合絮凝剂的投加量为12mg·L-1,控制pH在8-9,温度20℃-35℃,搅拌速度60r·min-1,搅拌时间20min。生产废水经该阶段最佳工艺处理,出水Zn为0.48mg·L-1,Cd为0.05mg·L-1,Cr为0.21mg·L-1,COD为310mg·L-1。SBR反应器经过12天的调试,污泥沉淀性能良好,颜色逐渐由黑色变成黄褐色,反应器出水性质稳定。在SBR反应器运行阶段,按照混凝沉淀阶段出水:生活污水=5:1的比例连续进水15个周期,通过单因素实验,得到SBR反应器运行的最佳工艺参数为:污泥浓度3800mg·L-1,水力停留时间10h,容积负荷0.6kgCOD/m3·d-1。混凝沉淀阶段的出水经过该阶段最佳工艺处理,出水COD为67mg·L-1,氨氮为8mg·L-1,Zn为0.40mg·L-1,Cd为0.04mg·L-1,Cr为0.19mg·L-1。通过实验得出混凝沉淀和SBR反应器的最佳处理工艺参数后,在最佳参数条件下采用混凝沉淀联合SBR反应器的组合工艺处理炼锌废水,Zn去除率93.6%,Cd去除率94.1%,Cr去除率88.7%,COD去除率86.7%,氨氮去除率92.5%。处理后出水水质为:Zn为0.40mg·L-1,Cd为0.04mg·L-1,Cr为0.19mg·L-1,COD为67mg·L-1,氨氮为8mg·L-1,各项指标均可达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准。本工艺对工业氧化锌炼锌废水的处理效果好,与传统方法相比,操作简便,易于维护,经济节能,适于企业自动化运行,对实际工程的设计和运行管理有较高的参考价值。
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