有關(guān)不銹鋼8K拋光沖洗廢水的處理方法和綜合分析

有關(guān)不銹鋼8K拋光沖洗廢水的處理方法和綜合分析

Summary：我國(guó)不銹鋼最大的應(yīng)用領(lǐng)域是用于金屬制品的制造，約占總的不銹鋼使用量的28%，而我國(guó)不銹鋼行業(yè)有極好的市場(chǎng)前景，不銹鋼管材和板材的生產(chǎn)工藝及制作要求也越來(lái)越高。涵蓋到家私家電和家居裝飾裝璜等各個(gè)領(lǐng)域。不銹鋼8K拋光工藝是不銹鋼加工的其中一個(gè)重要的工藝。這種生產(chǎn)工藝的廢水色度很大，污泥產(chǎn)生量大，廢水氨氮濃度高，對(duì)于該污水處理具有相當(dāng)大的難度?；诖?，本文主要分析有關(guān)不銹鋼8K拋光工藝的污水處理工藝和綜合分析，希望能夠給當(dāng)前相類(lèi)似污水處理及提供必要的參考。Keys：不銹鋼8K拋光；污水處理；綜合分析引言：不銹鋼8K拋光工藝主要是不銹鋼鏡面板通過(guò)鏡面拋光方式將BA，2B或No.1等初始表面的不銹鋼板拋光成為類(lèi)似于鏡面表面（學(xué)名8K鏡面或No.8）。一、8K鏡面定義：不銹鋼表面經(jīng)過(guò)研磨拋光，表面光亮如鏡，照物映人，俗稱(chēng)鏡面8K，其具有抗腐蝕性；且鏡面板材是加工后續(xù)彩色或蝕刻板材的基板。主要應(yīng)用于各類(lèi)裝潢或金屬光學(xué)產(chǎn)品用途。二、8K拋光板生產(chǎn)工藝流程生產(chǎn)材料：多選201/304/316等材質(zhì)的2B、BA底板,用研磨液通過(guò)拋光設(shè)備在不銹鋼板面上進(jìn)行拋光，使板面光度像鏡子一樣清晰。研磨液的成分主要是水、硝酸、鐵紅粉。(見(jiàn)以下工藝圖）工藝流程圖通過(guò)上圖可以看出，廢水為8K拋光沖洗廢水。研磨液呈酸性，在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生重金屬，重金屬來(lái)源于不銹鋼管（板）材原材料本身，主要重金屬成分包括總鉻、六價(jià)鉻、總鎳、總銅、總鋅等。鐵紅粉也具有色度大的特點(diǎn)，所以給污水處理帶來(lái)極大的難度。清洗廢水水質(zhì)：其生產(chǎn)線(xiàn)排放的廢水主要水質(zhì)指標(biāo)如下：（單位：mg/L，pH除外）污染物名稱(chēng)PHCODcrSS色度氨氮排放濃度2-5≤60≤35≤1024≤100污染物名稱(chēng)總氰化物六價(jià)鉻總鎳總銅總鋅排放濃度≤0.01≤0.05≤3≤0.003≤1.0三、污水處理工藝的選擇不銹鋼8K鏡面板拋光廢水，由于水質(zhì)呈酸度和色度大，含有重金屬類(lèi)的污染物，建議采用物化沉淀→砂濾→超濾→反滲透工藝。不銹鋼8K鏡面板拋光生產(chǎn)線(xiàn)在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的清洗廢水經(jīng)提升泵送往混凝反應(yīng)槽。首先在混凝反應(yīng)槽中加入NaOH由PH控制儀將PH值調(diào)至7.5左右，再先后加入混凝劑PAC、絮凝劑PAM，污水中的污染物形成“礬花”，在絮凝劑PAM的吸附架橋作用下形成大顆粒礬花，混凝后的廢水進(jìn)入斜管沉淀槽。廢水中形成的的礬花在沉淀槽內(nèi)實(shí)現(xiàn)固液分離，上清液自流進(jìn)入中間水箱1。污泥沉入泥斗，定期排入污泥池。砂濾器內(nèi)設(shè)置石英砂濾料，利用濾料的截留、濾除作用，去除大粒徑的雜質(zhì)顆粒、膠體和懸浮物，使出水濁度小于3NTU，為后處理創(chuàng)造有利條件。砂濾器出水進(jìn)入保安過(guò)濾器I，然后進(jìn)入U(xiǎn)F(超濾)裝置。保安過(guò)濾器過(guò)濾精度為100um，當(dāng)進(jìn)、出水壓差達(dá)0.15Mpa更換濾芯。UF(超濾)裝置設(shè)計(jì)回收率為90%，濃水則排至原有調(diào)節(jié)池，截留分子量為50000道爾頓。UF出水進(jìn)入中間水箱2貯存，貯存的超濾水一方面用于砂濾器、超濾的反沖洗水，另一方面供水至反滲透系統(tǒng)，繼續(xù)后處理流程。反沖洗出水則通過(guò)相應(yīng)管道回流至調(diào)節(jié)池繼續(xù)進(jìn)入處理流程。通過(guò)RO增壓泵(P2泵)將中間水箱3的蓄水泵至RO(反滲透)系統(tǒng),5um保安過(guò)濾器II設(shè)置在反滲透之前，目的是防止水中的大顆粒物進(jìn)入反滲透膜，確保RO的正常運(yùn)行。保安過(guò)濾器II是立式柱狀設(shè)備，內(nèi)裝PP濾芯，過(guò)濾精度為5um。隨著制水時(shí)間的增長(zhǎng)，濾芯因截留物的污染，其運(yùn)行阻力逐漸上升，當(dāng)運(yùn)行至進(jìn)出口水壓差達(dá)0.15Mpa時(shí)，應(yīng)更換濾芯。通過(guò)RO高壓泵(P3)進(jìn)一步加壓進(jìn)入RO（反滲透）系統(tǒng)進(jìn)行過(guò)濾，RO系統(tǒng)共設(shè)置2套，采用兩段式，RO系統(tǒng)產(chǎn)水獲取率33%。通過(guò)兩段RO系統(tǒng)能較好的去除水中金屬離子，出水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。污水處理工藝流程圖清洗廢水

達(dá)標(biāo)排放四、關(guān)鍵處理單元介紹根據(jù)本項(xiàng)目的廢水特點(diǎn)和處理要求，選用特定的處理單元，現(xiàn)將主要處理單元介紹如下：(1)、砂濾器原水中通常含有顆粒很細(xì)的塵土，腐植質(zhì)，淀粉，纖維素以及菌等微生物，這些雜質(zhì)與水形成溶膠狀態(tài)的膠體微粒，由于布朗運(yùn)動(dòng)和靜電排斥力而呈現(xiàn)沉降穩(wěn)定性和聚合穩(wěn)定性，通常不能用自然沉降的方法除去，一般水中含有的懸浮物凝聚的片狀物及用沉淀等方法不能除去，懸浮物、機(jī)械雜質(zhì)可通過(guò)機(jī)械過(guò)濾除去這些顆粒。在砂濾器中所用的濾料采用石英砂，把原水中的絮狀雜質(zhì)（主要為有機(jī)物腐植質(zhì)和粘土類(lèi)無(wú)機(jī)化合物）去除，有效降低產(chǎn)水的濁度。過(guò)濾的作用主要是去除水中的懸浮或膠狀雜質(zhì)，特別是能夠有效去除微小粒子和細(xì)菌等，而且對(duì)BOD和COD等也有某種程度的去除效果。當(dāng)過(guò)濾器使用一段時(shí)間后，要作反沖洗，將砂床內(nèi)雜物除去，這些雜物會(huì)被作化學(xué)沉淀處理。(2)、UF系統(tǒng)超濾膜在膜法分離技術(shù)中指膜的微孔徑在20×10-10m～1000×10-10m之間的過(guò)濾膜，即0.02-0.1um之間，而水中一般膠體體積均≥0.1um，乳膠≥0.5um，大腸菌、葡萄球菌等細(xì)菌體積≥0.2um，懸浮物、微粒子等體積≥5um，因此超濾膜可以過(guò)濾出溶液中的細(xì)菌、膠體、懸浮物、蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)。超濾是一種與膜孔徑大小相關(guān)的篩分過(guò)程，以膜兩側(cè)的壓力差為驅(qū)動(dòng)力，以超濾膜為過(guò)濾介質(zhì)，在一定的壓力下，當(dāng)原水流過(guò)膜表面時(shí)，超濾膜表面密布的許多細(xì)小的微孔只允許水及小分子物質(zhì)通過(guò)而成為透過(guò)液，而原水中體積大于膜表面微孔徑的物質(zhì)則被截留在膜的進(jìn)水側(cè)，成為濃水，因而實(shí)現(xiàn)對(duì)原水的凈化、達(dá)到分離和濃縮的目的。清水進(jìn)入反滲透系統(tǒng)作為給水。超濾膜是由高分子材料制成的均勻連續(xù)體，純物理方法過(guò)濾，物質(zhì)在分離過(guò)程中不發(fā)生質(zhì)的變化，并且在使用過(guò)程中不會(huì)有任何雜質(zhì)脫落，保證超濾液的純凈。SDI≤5是RO進(jìn)水的最低要求，而非理想的數(shù)值。一般來(lái)說(shuō)，如果SDI>5，RO膜的污染速度將會(huì)很快，需要頻繁進(jìn)行化學(xué)清洗，這樣將造成RO系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)率降低，運(yùn)行費(fèi)用增加，而每次化學(xué)清洗也將造成RO性能的下降，RO系統(tǒng)將無(wú)法正常運(yùn)行。這樣的系統(tǒng)將是一個(gè)設(shè)計(jì)失敗的系統(tǒng)，至少說(shuō)，預(yù)處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是失敗的。SDI值越低，RO膜各種性能的衰減率也就越低，因此，在RO系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量降低RO進(jìn)水的SDI值，一般要求SDI≤3。為了滿(mǎn)足RO進(jìn)水要求，原水進(jìn)入RO之前有必要設(shè)置過(guò)濾器，以保證RO進(jìn)水的SDI≤3。在各種過(guò)濾手段中，能長(zhǎng)期、穩(wěn)定地保證產(chǎn)水SDI≤3的過(guò)濾工藝，只有超濾（或微濾）膜過(guò)濾，其它過(guò)濾工藝（如機(jī)械過(guò)濾器、活性碳過(guò)濾器、精密過(guò)濾器）均不能長(zhǎng)期、穩(wěn)定地提供保證。UF系統(tǒng)采用具有獨(dú)特結(jié)構(gòu)的高抗污染型中空纖維膜元件和獨(dú)特的氣水雙洗工藝技術(shù)，配以特殊設(shè)計(jì)的管路閥門(mén)、自動(dòng)清洗設(shè)備、加藥設(shè)備、自控設(shè)備等，形成一套閉路連續(xù)操作系統(tǒng)。經(jīng)UF系統(tǒng)過(guò)濾后的產(chǎn)水具有更低的SDI值，可以更好地滿(mǎn)足RO的進(jìn)水要求，可以延長(zhǎng)RO膜的使用壽命。(3)、RO系統(tǒng)反滲透技術(shù)是一種先進(jìn)的膜分離技術(shù)。這種技術(shù)是使欲分離的溶液的某些成份（如海水中的水）在壓力的作用下，透過(guò)一種具有選擇透過(guò)性的半透膜——反滲透膜，在膜的低壓側(cè)收集透過(guò)物，而在膜的高壓側(cè)則為被阻留的其它成分的濃溶液。它是一種節(jié)能、高效、無(wú)污染和實(shí)用性強(qiáng)的高新技術(shù)。水通過(guò)一種半透膜進(jìn)入一種溶液或從一種稀溶液向一種比較濃的溶液的自然流動(dòng)稱(chēng)作滲透。這種對(duì)水或溶液具有選擇透過(guò)性的膜稱(chēng)之為半透膜。但是在濃溶液一邊加上適當(dāng)?shù)膲毫t可使?jié)B透停止，當(dāng)稀溶液向濃溶液的滲透停止時(shí)的壓力稱(chēng)為滲透壓。反滲透則是在濃溶液一邊加上比自然滲透壓更高的壓力，扭轉(zhuǎn)自然滲透方向，把濃溶液中的水壓到半透膜的另一邊，這和自然界的正常滲透過(guò)程相反，因此稱(chēng)為反滲透，這種特制的半透膜稱(chēng)為反滲透膜。反滲透是一種在壓力驅(qū)動(dòng)下，利用半透膜的選擇截留作用將溶液中的溶質(zhì)和溶劑分開(kāi)的分離方法。膜就是一種只容許水透過(guò)而不讓鹽類(lèi)離子透過(guò)的半透膜。反滲透已廣泛應(yīng)用于各種液體的提純與濃縮，其中最普遍的應(yīng)用實(shí)例是在水處理工藝中，用反滲透技術(shù)將原水中的無(wú)機(jī)離子、細(xì)菌、病毒、有機(jī)物及膠體等雜質(zhì)去除，以獲得高質(zhì)量的純凈水。反滲透膜也有平板式、卷式、管式、中空纖維等形式。目前應(yīng)用最多的，是卷式復(fù)合膜。(4)、清洗系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行后，超濾膜、反滲透膜面上會(huì)積累各種污染物，導(dǎo)致性能下降，除日常低壓沖洗外，需定期進(jìn)行化學(xué)清洗，以恢復(fù)其性能。五、處理效果分析：經(jīng)過(guò)處理后，對(duì)廢水進(jìn)行多次的分析，各項(xiàng)指標(biāo)都可以達(dá)到排放的標(biāo)準(zhǔn)，效果良好，運(yùn)行穩(wěn)定達(dá)標(biāo)

六、廢水環(huán)境治理問(wèn)題和綜合性的分析

由于不銹鋼8K拋光的研磨液成分由鐵紅粉和硝酸配比而成，色度大，總氮排放高，涉及重金屬的排放，所以在企業(yè)環(huán)境管理和廢水治理必須要更加嚴(yán)格。

隨著社會(huì)的進(jìn)一步發(fā)展，污水處理排放的標(biāo)不斷提高，總氮排放越來(lái)越嚴(yán)格，要做進(jìn)一步治理，還要在這基礎(chǔ)上深化設(shè)計(jì)，提出一些建議。根據(jù)目前8K生產(chǎn)設(shè)備，建議將使用原料氧化鐵紅技改為氧化鋁，從源頭上消減污水產(chǎn)污量，減少污水處理污泥產(chǎn)生量。建議加強(qiáng)8K線(xiàn)的粗磨區(qū)和精磨區(qū)這兩部分的廢水及廢酸的分區(qū)收集，增加各類(lèi)污水的前處理及加強(qiáng)污水的回用措施，在工藝上盡量在減少硝酸的使用量，并對(duì)該硝酸清洗廢水做更有針對(duì)性地收集。由于在生產(chǎn)工藝上采用大量的硝酸，這類(lèi)型的廢水總氮濃度大于1000mg/l，大大超出標(biāo)準(zhǔn)值50mg/l的20多倍，需做進(jìn)一步的深化處理才能滿(mǎn)足環(huán)保要求。建議的污水處理后續(xù)采用生物除氮。生物法去除氨氮和總氮是在指廢水中的氨氮或總氮在各種微生物的作用下，通過(guò)硝化和反硝化等一系列反應(yīng)，最終形成氮?dú)?，從而達(dá)到去除氨氮和總氮的目的。生物法脫氮的工藝有很多種，但是機(jī)理基本相同。都需要經(jīng)過(guò)硝化和反硝化兩個(gè)階段。硝化反應(yīng)是在好氧條件下通過(guò)好氧硝化菌的作用將廢水中的氨氮氧化為亞硝酸鹽或硝酸鹽，包括兩個(gè)基本反應(yīng)步驟：由亞硝酸菌參與的將氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽的反應(yīng)。由硝酸菌參與的將亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化為硝酸鹽的反應(yīng)。亞硝酸菌和硝酸菌都是自養(yǎng)菌，它們利用廢水中的碳源，通過(guò)與NH3-N的氧化還原反應(yīng)獲得能量。反應(yīng)方程式如下：亞硝化：2NH4++3O2→2NO2-+2H2O+4H+硝

化:2NO2-+O2→2NO3-硝化菌的適宜pH值為8.0～8.4，最佳溫度為35℃，溫度對(duì)硝化菌的影響很大，溫度下降10℃，硝化速度下降一半；DO濃度：2～3mg/L；BOD5負(fù)荷：0.06-0.1kgBOD5/(kgMLSS?d)；泥齡在3～5天以上。在缺氧條件下，利用反硝化菌（脫氮菌）將亞硝酸鹽和硝酸鹽還原為氮?dú)舛鴱膹U水中逸出。由于兼性脫氮菌（反硝化菌）的作用，將硝化過(guò)程中產(chǎn)生的硝酸鹽或亞硝酸鹽還原成N2的過(guò)程，稱(chēng)為反硝化。反硝化過(guò)程中的電子供體是各種各樣的有機(jī)底物（碳源）。以甲醇為碳源為例，其反應(yīng)式為：6NO3-+2CH3OH→6NO2-+2CO2+4H2O

6NO2-+3CH3OH→3N2+3CO2+3H2O+6OH-反硝化菌的適宜pH值為6.5～8.0；最佳溫度為30℃，當(dāng)溫度低于10℃時(shí)，反硝化速度明顯下降，而當(dāng)溫度低至3℃時(shí)，反硝化作用將停止；DO濃度＜0.5mg/L；BOD5/TN＞3～5。生物脫氮法可去除多種含氮化合物，總氮去除率可達(dá)70%～95%，二次污染小且比較經(jīng)濟(jì)，因此在國(guó)內(nèi)外運(yùn)用最多。其缺點(diǎn)是占地面積大，低溫時(shí)效率低。常見(jiàn)的生物脫氮流程可以分為3類(lèi)：1)多級(jí)污泥系統(tǒng)多級(jí)污泥系統(tǒng)通常被稱(chēng)為傳統(tǒng)的生物脫氮流程。此流程可以得到相當(dāng)好的BOD5去除效果和脫氮效果，其缺點(diǎn)是流程長(zhǎng)，構(gòu)筑物多，基建費(fèi)用高，需要外加碳源，運(yùn)行費(fèi)用高，出水中殘留一定量甲醇；2)單級(jí)污泥系統(tǒng)單級(jí)污泥系統(tǒng)的形式包括前置反硝化系統(tǒng)、后置反硝化系統(tǒng)及交替工作系統(tǒng)。前置反硝化的生物脫氮流程，通常稱(chēng)為A/O流程。與傳統(tǒng)的生物脫氮工藝流程相比，該工藝特點(diǎn)：流程簡(jiǎn)單、構(gòu)筑物少，只有一個(gè)污泥回流系統(tǒng)和混合液回流系統(tǒng)，基建費(fèi)用可大大節(jié)?。粚⒚摰卦O(shè)置在去碳源，降低運(yùn)行費(fèi)用；好氧池在缺氧池后，可使反硝化殘留的有機(jī)污染物得到進(jìn)一步去除，提高出水水質(zhì)；缺氧池在前，污水中的有機(jī)碳被反硝化菌所利用，可減輕其后好氧池的有機(jī)負(fù)荷。此外，后置式反硝化系統(tǒng)，因?yàn)榛旌弦喝狈τ袡C(jī)物，一般還需要人工投加碳源，但脫氮的效果高于前置式，理論上可接近100%的脫氮效果。交替工作的生物脫氮流程主要由兩個(gè)串聯(lián)池子組成，通過(guò)改換進(jìn)水和出水的方向，兩個(gè)池子交替在缺氧和好氧的條件下運(yùn)行。它本質(zhì)上仍是A/O系統(tǒng)，但利用交替工作的方式，避免了混合液的回流，其脫氮效果優(yōu)于一般A/O流程。其缺點(diǎn)是運(yùn)行管理費(fèi)用較高，必須配置計(jì)算機(jī)控制自動(dòng)操作系統(tǒng)；3)生物膜系統(tǒng)將上述A/O系統(tǒng)中的缺氧池和好氧池改為固定生物膜反應(yīng)器，即形成生物膜脫氮系統(tǒng)。此系統(tǒng)中應(yīng)有混合液回流，但不需污泥回流，在缺氧的好氧反應(yīng)器中保存了適應(yīng)于反硝化和好氧氧化及硝化反應(yīng)的兩個(gè)污泥系統(tǒng)。由于常規(guī)生物處理高濃度氨氮廢水還存在以下