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印染污泥与废水新型循环处理方法

摘要:印染污泥与废水新型循环处理方法,我国是印染大国,印染行业对我国的经济建设提供巨大的支撑,但印染污泥与废水产生的污染问题也不容忽视。印染废水主要是纤维类工艺品在预处理

  在我国是印染厂强国,印染厂领域对在我国的经济社会发展出示极大的支撑点,但印染厂淤泥与污水造成的环境污染难题也不可忽视。废水处理主要是化学纤维类艺术品在预备处理、上色及浸洗等加工工艺造成,具备水体水流量起伏大、有机化合物成分高、可生物化学能力差、饱和度高和溫度高特性,印染厂淤泥关键由加工过程造成的废料和废水治理造成的剩下淤泥构成,以面料化学纤维、苯系物、重金属超标、染剂残余、表活剂、助染剂、微生物沉渣等有机化学类环境污染化学物质为主导。伴随着我国“水十条”及节能降耗等现行政策与政策法规的执行,废水处理与淤泥的解决难题慢慢变成牵制印染厂行业发展的短板。

  印染厂淤泥的处理方法广泛以焚烧处理和环境卫生垃圾填埋为主导,但焚烧处理的运作花费非常高且便于造成有机废气等二次污染,因为印染厂淤泥带有很多的染剂、改性剂及化合物,具备一定的环境风险,垃圾填埋法不但占有很多土地资源,并且垃圾填埋造成的渗滤液非常容易对地表水导致二次污染。在密闭内对印染厂污泥处理的热裂解方式,对有机废气开展合理的操纵,而且其运作溫度相对性较低,既能够完成淤泥减药又可以造成淤泥碳,近些年遭受环保企业的关心。但污泥炭土除开做为然料或吸收剂外,其他的运用报导比较罕见。废水处理现阶段早已趋向完善,而如解决技术性如混凝土法、活性炭过滤法、膜分离技术法、高级氧化法、电解法和微电解食盐水等以提高目前废水处理解决实际效果的方式变成废水处理解决科学研究的关键。在所述的方式中,微电解食盐水以具备不造成二次淤泥、无药物加上和耗能低的特性愈来愈造成废水处理解决公司的关心。但以印染厂淤泥制取的淤泥碳做为微电解原材料的原材料层面的报导极其罕见。

  本科学研究以浙江省某印染厂淤泥热裂解炭化制取的淤泥炭粉做为原材料制取微电解原材料,并用以印染厂气浮池废水治理中。实际进行(1)确立淤泥碳微电解填料的制取主要参数,(2)调查对废水处理的解决实际效果,(3)微电解对污水CODCr和高锰酸盐指数溶解动力学方程剖析。以完成探寻印染厂淤泥与污水的新式循环系统解决方式的目地。

  一、原材料和方式

  1.1 试验原材料和机器设备

  粉丝源自浙江湖州市某机械加工制造造成的废铁销,经脱油解决后选用N2维护的水泥球磨机破碎至100目,淤泥炭粉来源于浙江省合泽自然环境股权有限责任公司以热打法解决印染厂淤泥制取的淤泥炭粉,砂类辉绿岩源自浙江省湖州太湖附近的砂类辉绿岩。淤泥炭粉和砂类辉绿岩各自放于105℃电加热控温鼓风干燥箱内干躁至恒重并破碎至100目。淤泥碳灰份(600℃,有氧运动锻烧)及砂类辉绿岩的成分构成选用X射线荧光分析仪(XPS,S8TIGER,法国Bruker)开展检测,淤泥碳和砂类辉绿岩的总无机物碳(TIC)检测选用日本安捷伦仪器TOCG5000A总有机碳检测仪开展测量。废水处理源自浙江宁波市诚泽供水公司印染厂废水处理厂的气浮起水,水质指标主要参数如表1所显示。

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  试验应用的药物均为AR级,药物配置应用的水为经RO膜ro反渗透解决后的水。关键实验试剂有:盐酸(H2SO4,ρ=1.84g/mL,重铬酸钾(K2Cr2O7)水溶液,C=0.250mol/L,硫酸汞(HgSO4)水溶液,ρ=100克/L,酒石酸钾钠(KNaC4H6O6•4H2O),ρ=500g/L,实验仪器有DHGG9246A电加热控温鼓风干燥箱(上海精宏实验仪器有限责任公司),BYG600荸荠式包衣机(长沙市旭朗机械设备高新科技有限责任公司),YQDG06自动式制丸机(广州杨鹰医疗机械有限责任公司),RTL1500×3三段式旋转真空烘箱(南京市博蕴通仪器设备高新科技有限责任公司),5B-3B(V8)多主要参数水质测定仪(北京市连华永顺智能科技有限责任公司)。

  1.2 淤泥碳微电解原材料的制取

  融合过去的科学研究結果,淤泥碳微电解原材料的制取步骤如图所示1所显示。

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  将一定配制的粉丝、淤泥炭粉、砂类辉绿岩在荸荠式搅拌器里充足混和,随后在制丸机制取为直徑8.0Mm上下的干料球。将其在室内温度下干躁24小时后移进三段式旋转真空烘箱内加热、煅烧,在空气中制冷到室内温度。

  1.3 自做微电解反映设备

  自做微电解反映设备(如图2所显示),反映设备截面为50cm2,高宽比500mm,五个独立的微电解反映设备均由聚丙稀原材料做成。距管式反应器底端10厘米设立压滤机滤板将管式反应器区划为渗水区与反映区,渗水区设定曝气头和进水管并各自与离心风机和隔膜泵相接,反映区添充400mm高宽比的淤泥碳微电解原材料(容积为2L),每过10厘米设定4个抽样管,在反映区顶部设定排水口。

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  1.4 水体及为电解法原材料的测试标准

  CODCr根据重三氧化铬法测试标准(GB11914g89),选用5B-3B(V8)多主要参数水质测定仪(北京市连华永顺高新科技有限责任公司)测量,实际测试标准为:取水质采样2.5mL于消除管内,先后添加重铬酸钾(K2Cr2O7)水溶液0.4mL,H2SO4-Ag2SO4水溶液4.8米L,混匀后放进消除槽体于165℃消除10min,水浴制冷至室内温度后放进仪器设备开展检测。

  高锰酸盐指数选用5B-3B(V8)多主要参数水质测定仪(北京市连华永顺高新科技有限责任公司),依照GB7479G87纳氏试剂酶活性测定开展测量,实际测试标准为:取水质采样十米L于试管婴儿中,先后添加酒石酸钾钠(KNaC4H6O6•4H2O)水溶液1米L,纳氏试剂1.5mL,搅拌置放10min后放进仪器设备开展检测。为了更好地检测的精确性,每一个样版最少反复检测三次并取均值。

  淤泥碳微电解原材料的化学性质包含表观密度、顆粒相对密度、24小时吸水性。表观密度、顆粒相对密度和24小时吸水性是依据国家行业标准(GB/T17431.2G2010)开展检测,其公式计算如

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  二、結果与探讨

  2.1 淤泥炭粉和砂类辉绿岩有机化学构成剖析

  淤泥炭粉和砂类辉绿岩的TIC检测結果各自为有机化学构成XPS检测結果和TIC检测結果见表1所显示,结果显示,砂类辉绿岩中的SiO2(62.47%)成分远远超过淤泥炭粉SiO2(15.29%)成分,但其Al2O3(25.37%)的成分远小于淤泥碳分中Al2O3(46.07%)成分。淤泥碳中高占比Al2O3关键来自废水处理全过程中很多应用的聚氯化铝混凝剂(PAC)造成 的,Si和Al原素是陶粒砂框架成份的关键构成部分。而淤泥炭粉中的汽态成分(主要是Fe2O3)成分贴近砂类辉绿岩所含汽态成分的二倍,因而推论淤泥炭粉为陶粒砂的成桩特性具备巨大的功效而且能够具有减少陶粒砂表观密度的功效。必须特别是在留意的是:淤泥炭粉中重金属超标成分高,这与印染厂或是染剂生产制造全过程中的金属催化剂、金属材料类染剂等有立即关联。最终,淤泥炭粉中无机物碳含量高,这关键与诚泽供水公司的废水处理主要是化学纤维类艺术品相关。因而,对比市政工程淤泥碳,印染厂和染剂淤泥制取的淤泥碳具备碳成分高和重金属超标成分高的特性。

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  2.2 淤泥碳内电解法原材料特性危害主要参数剖析

  选用Minitab17手机软件,开展三要素五水准L25(53)的设计方案(见表2)以调查各要素对淤泥碳微电解原材料特性的危害。以印染厂气浮池出水出水CODCr和高锰酸盐指数污泥负荷做为相对值,結果如图所示3。

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  由图3得知危害微电解原材料CODCr和高锰酸盐指数除去实际效果的要素次序为反应速度>铁成分>煅烧溫度。依据正交试验得到的结果,再开展单要素试验研究,进一步研究淤泥碳材料解决废水处理的最好制取加工工艺。

  2.3 单要素试验結果剖析

  2.3.1 pH值对淤泥碳微电解原材料解决实际效果的危害。

  以铁成分为30%,煅烧溫度为900℃为标准,对不一样原始pH值(1、2、3、4、5、6、7)的废水处理解决(反应速度180min)实际效果危害如图4所显示。

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  由图4知,原始pH数值3,反映180min后,淤泥碳材料对印染厂气浮池出水出水CODCr、高锰酸盐指数污泥负荷各自为52.36%,41.98%。而原始pH值低于3时,淤泥碳材料对印染厂气浮池出水出水CODCr和高锰酸盐指数污泥负荷各自为11.76%/7.93%,40.53%/28.75%,原始pH值超过3时,淤泥碳材料对印染厂气浮池出水出水CODCr和高锰酸盐指数污泥负荷各自为42.13%/33.45%,40.79%/29.89%,36.28%/24.46%和35.68%/22.68%。从而,原始pH数值3,淤泥碳材料对印染厂气浮池出水出水CODCr和高锰酸盐指数的污泥负荷最好是。

  2.3.2 煅烧溫度对淤泥碳微电解原材料解决实际效果的危害。

  以铁成分为30%为标准,煅烧溫度为(800、900、1000℃)对原始pH为3的印染厂气浮池出水出水解决实际效果危害如图所示5所显示。

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  煅烧溫度为800、900、1000℃,反映180min后,淤泥碳材料对印染厂气浮池出水出水CODCr污泥负荷各自为42.85%、50.94%、44.55%,对高锰酸盐指数的污泥负荷各自为28.05%、41.38%、30.12%。

  在煅烧溫度小于900℃时,淤泥碳材料对废水处理CODCr和高锰酸盐指数的污泥负荷伴随着溫度的上升在慢慢上升,当高过900℃时,伴随着溫度的上升对污水CODCr和高锰酸盐指数的污泥负荷在慢慢减少,这可能是因为煅烧溫度在800℃时,溫度稍低,原材料处理方式中非常容易疏松掉下来,掉下来全过程造成 出水出水饱和度扩大,另外原材料可靠性差,都是会减少解决实际效果。在1000℃时溫度过高,原材料內部已做到熔融状态,砂类辉绿岩和淤泥炭粉中的夹层玻璃相成分会熔融,使铁销和淤泥炭粉表层活性减少,会阻拦铁碳原电池反应与高锰酸盐指数和有机化合物的触碰,进而危害CODCr和氨氮处理实际效果。

  2.3.3 铁成分对淤泥碳微电解原材料解决实际效果的危害。

  以煅烧溫度为900℃为标准,铁成分为(25%、30%、35%)对原始pH为3的印染厂气浮池出水出水解决实际效果危害如图所示6所显示。

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  当铁元素量为25%、30%、35%和反应速度为30min/180min时,淤泥碳材料对污水CODCr的污泥负荷各自为25.49%/42.64%、34.94%/51.64%、36.55%/44.43%,CODCr的除去关键产生在前30min内,这表明淤泥碳材料对污水CODCr的除去速度与水里早期高氢氧根离子浓度值有立即关联。

  铁元素量的成分小于30%时,淤泥碳材料对污水CODCr和高锰酸盐指数的污泥负荷伴随着铁元素量的上升而慢慢上升,而当铁元素量进一步提高至35%时,CODCr和高锰酸盐指数的除去高效率减少。这可能是因为在Fe-C原电池反应系统软件反映全过程中,负极会造成很多的•H和•OH氧自由基,•H和•OH二者氧化还原反应电位差较高,能与污水中的高锰酸盐指数和有机化合物充足触碰,并产生强烈的氧化还原反应反映,进而做到对污水中高锰酸盐指数和有机化合物的溶解。另外,Fe-C原电池反应阳极氧化造成的亚铁离子对•H和•OH氧自由基有催化反应,加快反映开展。因而当铁成分小于30%时,铁成分低导致阳极氧化造成亚铁离子不够,进而危害了对CODCr和高锰酸盐指数的除去实际效果,当铁元素量为35%时,Fe-C原电池反应释放出来过多二价铁离子的造成 了出水出水CODCr和高锰酸盐指数的上升。此外,高锰酸盐指数分子结构间可靠性较高,但阳极氧化造成的亚铁离子(Fe2 、Fe3 )对高锰酸盐指数有一定的吸咐功效,且与H•和OH•氧自由基产生反映造成NO、NO2等,也是使高锰酸盐指数浓度值减少的缘故之一。

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  因而,最好制取标准为:铁元素量为30%,煅烧溫度为900℃,煅烧時间为2h。最好制取标准制取的淤泥碳材料工艺性能如表3。

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  表3得知,淤泥碳材料的吸水性很大,说明陶粒砂内部构造是松散多孔结构的。淤泥碳材料的顆粒相对密度为2336.75kg/m,比水密度大,填充料表观密度较小,表明原材料內部气孔率较低。

  2.4 动力学模型科学研究

  依据n级反映动力学方程,对淤泥碳材料溶解CODCr和高锰酸盐指数开展剖析,方程组如

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  在其中α是生成物浓度值转换率,%,t是反应速度,min,k(T)是反映速率常数,n是反应级数,C0是原始浓度值,mg/L,C是即时浓度值,mg/L,Cn是反映完毕浓度值,mg/L。

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  公式计算(4)两侧取对数获得公式计算(6),线性拟合后切线斜率即是反应级数n,如图所示8所显示。

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  由图8得知,淤泥碳材料对污水CODCr和高锰酸盐指数溶解的反映各自是0.833、0.818,均合乎伪一级动力学方程,关联方程组如

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  在其中C是即时浓度值,mg/L,C0是原始浓度值,mg/L,k是一级反应速率常数,min-1,t反应速度,min。

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  如图所示9所显示,ln(C/C0)与時间t中间呈线性相关,线性模型与数据信息的优良线性拟合证实了淤泥碳材料对CODCr和高锰酸盐指数的溶解合乎是一级动力学方程。化学反应速率k可由切线斜率得到。CODCr和高锰酸盐指数的化学反应速率k各自是0.00294、0.0027min-1。结果显示,淤泥碳材料对CODCr和高锰酸盐指数的溶解的化学反应速率相距并不大,基本上是另外开展的。

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  运用化学变化速率方程(8)和阿伦尼乌兹方程组(Arrhenius)(9)可测算该反映活化能E,結果如图所示10。

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  在其中k是反映速率常数,ΔC是CODCr浓度值变化量,Δt是時间变化量,A是Arrhenius指数值前因素参量,E是反映活化能,R是克分子气体常数(8.314J•K-1•mol-1),T是反映溫度(293K)。

  根据拟合曲线能够测算出CODCr和高锰酸盐指数的活化能E分别是42.589J/mol和21.134J/mol,指前因素A值各自为382.377和6.234。CODCr的活化能E值是高锰酸盐指数的2倍。表明高锰酸盐指数非常容易被除去。

  2.5 持续试验

  将最好主要参数下制取的淤泥碳材料,添充至反映设备中,管式反应器内选用底部持续渗水(无流回),气流量监控在0.5L/min,HRT为120min,对原始pH数值3的印染厂气浮池污水开展解决,在反映开展18次能,对原材料开展酸洗钝化,使其修复特异性,持续运作2个大循环系统的結果如图所示11所显示。

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  如图所示11,在酸洗钝化以前或以后,淤泥碳材料对CODCr和高锰酸盐指数的污泥负荷呈下降趋势,酸洗钝化实际操作后,淤泥碳材料的特异性修复到原始水准。因而,做为再造工艺技术的酸洗钝化反清洗加工工艺针对淤泥碳材料在具体中的运用是十分必需和合理的。

  三、结果

  以印染厂淤泥热裂解炭化的淤泥炭粉制取了一种新式微电解原材料,并用以印染厂气浮池废水治理中。结果显示,在铁成分为30%,煅烧溫度为900℃时制取新式淤泥碳材料解决实际效果最好是,对气浮机污水CODCr污泥负荷达51.64%上下,高锰酸盐指数污泥负荷在41.78%上下。此外,根据淤泥碳微电解对污水CODCr和高锰酸盐指数溶解动力学方程剖析,获得淤泥碳材料对污水CODCr和高锰酸盐指数溶解的反映各自是0.833、0.818,均合乎伪一级动力学方程,溶解CODCr和高锰酸盐指数的活化能各自为42.589和21.134J/mol。淤泥碳陶粒砂持续运作2个大循环系统后,发觉选用酸洗钝化反清洗方法就可以做到陶粒砂活性,避免了陶粒砂表层钝化处理状况的产生。充分考虑印染厂污水处理厂的成本费及其印染厂淤泥与污水的现况和溶解特性,本科学研究中制取的新式淤泥碳微电解原材料可能是微电解食盐水解决废水处理的一种很有发展前途的代替品,也为印染厂淤泥与污水的新式循环系统解决方式出示一个根据。(来源于:青岛市理工学院 自然环境与市政工程工程学校;浙江生态环境保护科学研究设计研究院)

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作者: 三六五环保公司

专注于产品销毁、再生资源回收回收、固废危废处置、污水污泥治理。

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