有机硅废水处理技术分析
有机硅单体生产废水的特性及处理方法研究进展
有机硅单体生产废水的特性及处理方法研究进展作者：安良任明珠李芸赵晓莲冯源来源：《绿色科技》2017年第18期摘要：指出了有机硅单体的生产过程会产生大量有毒有害的废水，如果不经过有效处理而排放，会破坏环境，并危及人们的健康。
在介绍有机硅单体生产废水的来源、特点以及传统处理方法的基础上，分析了近年来报道的新型处理方法，希望能给相关领域的研究者提供参考。
关键词：有机硅；废水；特性；处理方法中图分类号：X783.2文献标识码：A文章编号：16749944（2017）180055031引言有机硅材料是20世纪60年代兴起的科技含量较高的产品，其生产可以完全脱离石油和天然气工业，因此对于缺油少气的我国具有重大的意义＼[1＼]。
有机硅材料的产品种类繁多，但大多具有不导电、耐温度变化、不易燃和无毒无味等优异特性，因此不论在工业生产还是人们日常生活中都极具优势＼[2＼]。
改革开放以来，我国工业得到迅猛发展，国内多个行业对有机硅材料的需求日趋旺盛。
这也推动和促进了我国有机硅材料产业的发展，目前我国已成为全球有机硅的最大消费国＼[3＼]。
我国有机硅单体生产企业分布在浙江、江苏、山东等7省，主要集中在浙江和江苏两省＼[2＼]。
与以上省份相比而言，笔者所在的湖北省虽然有机硅单体产量相对较少，但近年来发展迅猛，已涌现出武大有机硅、湖北新蓝天、应城德邦等大型有机硅企业。
根据2017年3月湖北省经信委正式下发的《湖北省新材料产业发展行动计划》，湖北省对有机硅材料产业链的重视程度越来越大，因此该省的有机硅产业将迎来进一步发展。
和大多数传统化工产业相似，有机硅材料，特别是有机硅单体的生产会产生大量有毒有害的废水，如果不经过有效处理而排放，不仅会破坏生态环境，同时还会危及广大人民群众的身体健康＼[4＼]。
在环保标准越来越严格的今天，如何有效处理有机硅单体生产过程中产生的废水（以下简称有机硅废水），正逐渐成为决定相关生产企业生死存亡的关键问题。
硅烷污水处理方案
硅烷污水处理方案一、背景介绍硅烷污水是一种含有有机硅化合物的废水，通常来自于硅烷制备、硅烷气相淀积等工艺过程。
硅烷污水的处理是保护环境和人类健康的重要任务，因此需要采取适当的处理方案。
二、硅烷污水特性分析硅烷污水的特性主要包括以下几个方面：1. 有机硅化合物含量高：硅烷污水中含有大量有机硅化合物，如二甲基硅烷、三甲基硅烷等。
2. 高度可燃：硅烷污水中的有机硅化合物具有较高的可燃性，存在一定的安全隐患。
3. 酸碱性强：硅烷污水通常呈酸性或碱性，pH值较低或较高。
三、硅烷污水处理方案针对硅烷污水的特性，我们提出以下处理方案：1. 初步处理：将硅烷污水进行沉淀、澄清等物理处理，去除悬浮物、沉淀物等固体颗粒，减少水中的浊度和悬浮物含量。
2. 中级处理：采用化学方法对硅烷污水进行处理，包括中和、氧化等过程。
通过添加适量的酸碱试剂，将硅烷污水的酸碱度调节到中性范围，以提高后续处理的效果。
同时，通过氧化反应将有机硅化合物转化为无害物质，降低其毒性和可燃性。
3. 高级处理：采用生物处理技术对硅烷污水进行二次处理，主要包括好氧生物处理和厌氧生物处理。
通过好氧生物反应器或厌氧生物反应器中的微生物降解有机硅化合物，将其转化为二氧化碳和水等无害物质，达到彻底去除有机污染物的目的。
4. 深度处理：对处理后的硅烷污水进行深度处理，包括活性炭吸附、臭氧氧化等技术。
通过活性炭吸附去除残余的有机物，臭氧氧化消除硅烷污水中的异味和色度，提高水质的稳定性和透明度。
5. 净化处理：对深度处理后的硅烷污水进行净化处理，包括过滤、消毒等工艺。
通过过滤去除微小颗粒和悬浮物，通过消毒杀灭残余的微生物，确保处理后的硅烷污水符合排放标准。
四、处理效果评估为了评估硅烷污水处理方案的效果，我们进行了实验室规模的试验。
经过一系列处理步骤，硅烷污水的有机硅化合物含量显著降低，酸碱度调节到中性范围，水质透明度和稳定性得到明显提高。
同时，经过生物处理和深度处理，硅烷污水中的有机污染物得到有效去除，达到了排放标准要求。
硅冶炼中的资源循环利用考核试卷
C.电力
D.废水
2.在硅冶炼中，以下哪个环节的资源循环利用最为关键？（）
A.硅矿开采
B.硅石粉碎
C.炼硅过程
D.硅渣处理
3.下列哪种方法可以提高硅冶炼过程中资源的循环利用率？（）
A.提高炉温
B.增加原料
C.采用热风炉
D.废渣回收利用
4.硅渣中含有大量的硅元素，以下哪种方法可以有效地回收硅渣中的硅元素？（)
C.炼硅过程
D.硅渣处理
8.下列哪种措施有助于降低硅冶炼过程中的资源消耗？（）
A.提高炉温
B.采用大型炉子
C.优化工艺流程
D.减少原料使用
9.在硅冶炼过程中，以下哪种资源循环利用方式可以提高生产效率？（）
A.废渣回收
B.废水处理
C.能源优化
D.原料替代
10.下列哪种技术在硅冶炼资源循环利用方面具有广泛应用前景？（）
7.硅冶炼企业通过提高产量可以有效提高资源循环利用率。（）
8.硅冶炼中的资源循环利用仅涉及废渣和废水处理。（）
9.国家环保法规对硅冶炼行业的资源循环利用提出了严格要求。（）
10.硅冶炼的资源循环利用对企业经济效益的提升没有直接影响。（）
五、主观题（本题共4小题，每题10分，共40分）
1.请简述硅冶炼过程中资源循环利用的重要性及其对环境保护的意义。（10分）
3. C.采用热风炉
4. D.熔融电解
5. D.以上都对
6. C.空气
7. C.优化工艺流程
8. B.废水处理
9. D.市场竞争
10. D.旧设备
二、多选题
1. A.提高炉温控制
2. B.硅渣回收
3. C.资源分类
4. D.技术创新
有机硅废水处理技术方案(60吨)
技术方案环保科技有限公司目录1.概述 (1)1.1工程概况 (1)1.2设计依据 (1)1.3工程范围 (1)2.水量、水质及处理要求 (2)2.1水量、水质 (2)2.2处理要求 (2)3.工艺选择 (3)3.1设计原则 (3)3.2废水特点分析 (3)3.3工艺流程选择 (4)3.4处理效率预测 (10)4.工程设计 (11)4.1工艺设计 (11)4.2建筑和结构设计 (19)4.3电气设计 (21)5.工程投资估算 (22)5.1编制说明 (22)5.2编制依据 (22)5.3土建投资估算 (23)5.4设备投资估算 (24)5.5工程总费用 (25)6.技术经济分析 (26)6.1人员编制 (26)6.2运行成本 (26)6.3主要技术经济指标 (27)7.施工进度与工期 (28)7.1施工工期 (28)7.2施工进度表 (28)8.售后服务 (29)1.概述1.1工程概况有限公司是一家专业的生产太阳能材料企业，在太阳能电池片生产工艺中，切片、硅片清洗产生部分有机物废水，该公司生产线所产生的含硅废水必须经处理达标后才能排放(进入园区污水处理厂,达到三级标准)。
受建设单位委托，我方根据本项目的特点，以及从事类似废水处理设计、施工的成熟经验，编制本设计方案供建设方和有关主管部门审查、选择。
1.2设计依据✧建设单位提供的水质、水量等技术资料；✧《污水综合排放标准》（GB8978-1996）；✧《室外排水工程设计规范》（GB50014-2006）；✧《水处理设备制造技术条件》（JB/T2932-86）；✧《水处理设备性能试验总则》（GB/T13992.1-92）；✧《工业金属管道工程施工及验收规范》（GB50235-97）；✧《工业企业厂界噪声标准》（GB12348-90）；✧《工业企业设计卫生标准》（GBZ1-2002）；✧《环境空气质量标准》（GB3095-1996）；✧其它相关设计规范。
污水处理消泡剂成分
污水处理消泡剂成分标题：污水处理消泡剂成分引言概述：污水处理消泡剂是一种用于消除污水处理过程中产生的泡沫的化学物质。
消泡剂的成分对于其效果和安全性起着至关重要的作用。
本文将详细介绍污水处理消泡剂的成分及其作用。
一、有机硅类成分1.1 有机硅类成分是污水处理消泡剂中常见的成分之一，主要作用是破坏泡沫的表面张力，使泡沫迅速破裂。
1.2 有机硅类成分通常是聚硅氧烷或聚二甲基硅氧烷等化合物，具有良好的消泡效果。
1.3 有机硅类成分在污水处理消泡剂中的含量通常在5%-20%之间，具有较高的消泡效果和稳定性。
二、表面活性剂成分2.1 表面活性剂是污水处理消泡剂中常用的成分之一，具有降低泡沫表面张力的作用。
2.2 表面活性剂通常是非离子表面活性剂或阳离子表面活性剂，能够有效地破坏泡沫结构。
2.3 表面活性剂在污水处理消泡剂中的含量通常在1%-5%之间，能够提高消泡剂的稳定性和持久性。
三、有机溶剂成分3.1 有机溶剂是污水处理消泡剂中常见的成分之一，主要作用是帮助其他成分均匀分散在水中。
3.2 有机溶剂通常是乙二醇或异丙醇等化合物，具有良好的溶解性和分散性。
3.3 有机溶剂在污水处理消泡剂中的含量通常在5%-10%之间，能够提高消泡剂的稳定性和均匀性。
四、无机盐类成分4.1 无机盐类是污水处理消泡剂中的辅助成分之一，主要作用是调节消泡剂的PH值和离子浓度。
4.2 无机盐类通常是氯化钠或硫酸钠等化合物，能够提高消泡剂的适用范围和效果。
4.3 无机盐类在污水处理消泡剂中的含量通常在1%-3%之间，能够提高消泡剂的适用性和稳定性。
五、其他添加剂成分5.1 污水处理消泡剂中还可能添加其他辅助成分，如防腐剂、抗氧化剂等，以提高消泡剂的性能和稳定性。
5.2 其他添加剂的种类和含量根据具体产品的要求和应用环境的不同而有所差异。
5.3 综合考虑各种成分的作用和相互作用，能够选择合适的消泡剂成分，提高污水处理效果和减少环境污染。
TiO2光催化技术降解印染废水的研究进
第51卷第12期 辽 宁 化 工 Vol.51，No.12 2022年12月 Liaoning Chemical Industry December，2022收稿日期： 2022-03-12 作者简介：何景儒（1998-），男，新疆沙湾市人，2020年毕业于沈阳建筑大学给排水科学与工程专业，研究方向：污水处理理论与技术。
TiO 2光催化技术降解印染废水的研究进展何景儒（沈阳建筑大学市政与环境工程学院，辽宁 沈阳110168）摘 要：由于TiO 2光催化技术具有无毒、稳定性好、材料易得和氧化能力强的特性，在印染废水前处理及深度处理工艺中具有较好的应用前景。
文章阐述了TiO 2光催化降解有机污染物的机理，对近年来国内外不同TiO 2改性方法进行了综述，分析了TiO 2光催化技术在处理印染废水时的效果，并对未来TiO 2光催化技术在降解印染废水中的应用进行了展望。
关 键 词：光催化氧化技术；掺杂；TiO 2改性；印染废水中图分类号：TQ426.7 文献标识码： A 文章编号： 1004-0935（2022）12-1762-03印染工业为我国工业的主要组成部分，近年来随着纺织工业的飞速发展，废水的排放量逐年攀升，现已跃居为我国水量最大的工业废水之一[1]，所造成的污染问题亟待解决。
由于新型染料可生化性显著降低，生物法处理效果较差[2]，电解法阳极材料消耗大，产生铁泥需要处理。
在众多不同的光催化剂里，TiO 2的相关研究得最为广泛，因为它有较强的氧化能力、可以分解有机污染物、无毒、具有超亲水性[3]、高耐久性、化学稳定性、成本低。
而因TiO 2禁带宽度大（Eg =3.0～3.2 eV），故在可见光下的应用范围受到限制[4]。
本文综述了TiO 2改性的研究进展以及TiO 2光催化降解印染废水的应用现状及巨大潜能。
1 TiO 2光催化机理TiO 2属于n 型半导体，禁带宽度大，锐钛矿相带隙能为3.2 eV，金红石相带隙能为3.03 eV，只有在λ＜387 nm 的紫外光下被活化。
硅藻土处理污水技术
硅藻土处理污水技术一、引言污水处理是保护环境和人类健康的重要措施。
随着城市化进程的加快和工业化程度的提升，污水处理技术的需求也越来越迫切。
硅藻土作为一种天然的吸附剂，在污水处理中展现出了良好的应用潜力。
本文将详细介绍硅藻土处理污水技术的原理、方法和应用。
二、原理硅藻土是一种由硅藻类遗骸形成的沉积物，具有多孔、大比表面积和高吸附能力的特点。
在污水处理中，硅藻土通过吸附、离子交换和生物降解等方式，去除污水中的有机物、重金属和悬浮物等污染物。
三、方法1. 硅藻土滤料法硅藻土滤料法是将硅藻土填充在过滤器中，通过物理过程去除污水中的悬浮物和颗粒污染物。
该方法适合于处理工业废水和生活污水中的固体污染物。
2. 硅藻土吸附法硅藻土吸附法通过硅藻土的多孔结构和高比表面积，吸附污水中的有机物和重金属离子。
该方法适合于处理工业废水中的有机物和重金属污染物。
3. 硅藻土生物降解法硅藻土生物降解法利用硅藻土作为载体，培养和固定微生物群落，通过微生物的代谢活性分解污水中的有机物。
该方法适合于处理生活污水和农业废水中的有机物。
四、应用1. 工业废水处理硅藻土处理污水技术在工业废水处理中具有广泛的应用前景。
例如，可以利用硅藻土滤料法去除工业废水中的悬浮物和颗粒污染物，提高废水的澄清度和透明度。
同时，硅藻土吸附法可用于去除工业废水中的有机物和重金属离子，达到排放标准。
2. 生活污水处理硅藻土处理污水技术在生活污水处理中也有广泛的应用。
硅藻土滤料法可以有效去除生活污水中的悬浮物和颗粒污染物，提高水质。
硅藻土生物降解法则可以降解生活污水中的有机物，减少对水体的污染。
3. 农业废水处理农业废水中含有大量的有机物和营养物质，对水体造成严重的污染。
硅藻土处理污水技术可以利用硅藻土吸附法去除农业废水中的有机物和重金属离子，减少对水体的污染。
五、案例分析以某工业园区的废水处理为例，该园区的废水中含有大量的悬浮物和有机物。
通过使用硅藻土滤料法，将硅藻土填充在过滤器中，废水经过滤料层后，悬浮物被拦截并去除，废水澄清度明显提高。
催化氧化工艺对有机硅废水的深度处理r——基于江西某有机硅扩改一体化配套项目
催化氧化工艺对有机硅废水的深度处理r——基于江西某有机硅扩改一体化配套项目秦晔伟【摘要】此项目主要是对有机硅类废水处理工艺进行比选,并在中试论证的基础上对实际工程方案的设计提供数据支持.从中试数据可以看到:有机硅生产废水经过预处理后,分别进行O3+H2O2、O3+催化剂等中试论证,O3+催化剂反应装置可将有机硅废水处理至一级排放标准.O3+催化剂中试试验工艺,氧化塔出水COD均值为57.4mg/L,去除率达到93.3%,O3+催化剂工艺对与COD的降解有着非常好的效果,并且运行稳定,受水质波动影响较小.【期刊名称】《低碳世界》【年(卷),期】2017(000)023【总页数】2页(P1-2)【关键词】有机硅废水;臭氧;催化氧化;一级排放【作者】秦晔伟【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】X783.21.1 项目背景江西某有机硅项目是国内最大规模的有机硅单体及下游产品一体化项目，但因废水处理设施能力滞后，需要进行全面的升级改造。
运行数据显示有机硅废水有机物浓度中等，同时具有酸碱性变化大、Cl-含量和硫酸盐含量高等特点，且废水中的有机物中也不乏有毒和生物难降解的物质。
有机硅厂生产废水的BOD5与COD的比值小于0.2，实际中废水生化运行段并不能进行COD的有效降解，通过多种方案比选及小试论证，最终决定选择采用催化氧化工艺作为核心工艺。
1.2 有机硅废水处理项目工艺的难点及问题目前国内对此类废水并没有较为可靠及稳定的处理工艺，现有处理设施主要由物化段和生化段组成。
物化法中多数采用混凝沉淀、催化还原内电解[2]、Fenton[3]等处理工艺。
生化法[4]采用厌氧/好氧，利用微生物自身对其进行降解。
由于有机硅类废水氯离子、总盐度较高，会对微生物产生抑制作用，导致以上处理工艺并不能长期稳定的运行。
1.2.1 物化法有机硅废水普遍呈酸性，大多数采用催化还原内电解工艺，即铁碳微电解，利用废水的酸性特征，使铁屑与投加的碳粒构成无数微型电解电极，氧化分解水中的有机物，同时提高废水的可生化性值，再进行后续的生化处理。
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有机硅废水处理技术分析化工有机硅行业废水的处理一直是一个难题,其单体合成工序产生的废水含有大量重金属铜、锌离子,且酸度大,COD 高,可生化性差。
目前针对有机硅废水的处理方法,主要包括氢氧化物沉淀法、芬顿处理法、铁氧体法、离子交换法和铁碳微电解法等。
但氢氧化物沉淀法、芬顿处理法、铁碳微电解法均存在处理后重金属污泥量大的问题,而离子交换法存在运行成本高等问题 ,因此,需要探索不同的处理方法解决有机硅重金属废水处理的难题。
诱导结晶技术主要用于去除废水中的重金属、磷酸盐和氟离子等。
诱导结晶工艺是对化学沉淀工艺的改进,与沉淀工艺相比具有水力负荷高、设备占地面积小、无污泥和无复杂的污泥脱水工序等优点。
使用诱导结晶技术处理含单一重金属废水的研究较多 ,但目前使用该方法处理多种重金属离子废水的研究较少。
本研究采用诱导结晶技术对混合重金属废水进行去除及回收,着重研究诱导结晶反应器在实验工况下的运行参数及最佳运行参数下的运行效果。
1 实验部分1. 1 实验方法与装置本实验所用反应器由有机玻璃制成,分为下部反应区及上部沉淀区,反应区内径30 mm、高500 mm,沉淀区内径100 mm、高100 mm。
模拟废水浓度为C(Cu2 + ) = 20 mg·L - 1 ,C(Zn2 + ) = 10 mg·L - 1 ,由分析纯试剂二水合氯化铜、氯化锌配制而成,pH 调节在5. 5 ~ 6 范围内,结晶药剂采用分析纯无水碳酸钠配制。
模拟废水由反应器底部侧口进入反应器,结晶药剂及内循环管路由反应器底部正下方入口进入反应器。
结晶反应器通过循环管路控制其水力负荷,确保结晶反应器内的流态。
反应器下部填充石英砂200 g,模拟废水和结晶药剂首先在反应器底部混合,再由上升液体逐渐将其提升至顶部,提升时通过石英砂流化层在其表面完成诱导结晶反应。
本实验所涉及到的反应方程如下式(1)、(2):本研究通过对比不同结晶药剂投药量(1 ∶ 1、2 ∶ 1、4 ∶ 1、6 ∶ 1)、不同水力负荷(14、20、30、40 和50 m3 ·(m2 ·h) - 1 )、不同停留时间(10、30、60 和90 min)等参数,考察诱导结晶反应器对去除混合重金属离子废水的最佳运行效果。
本实验所采用的装置如图1 所示。
1. 2 水样及结晶产物的测定水样前处理:取样酸化至pH < 2,经微孔滤膜过滤,待测;诱晶载体前处理:取样后自然风干24 h,待测;Cu2 + 、Zn2 + 浓度:电感耦合等离子发射光谱法(ICP-MS7700)颗粒粒径:激光衍射法(激光粒度测定仪-Mastersizer2000)颗粒形态、成分:扫描电子显微镜(S4700)颗粒晶型:X 射线衍射(日本株式会社)2 实验结果及分析2. 1 结晶药剂投药量对重金属铜、锌离子去除效果的影响结晶药剂投药量(以下简称投药量)是指阴离子(CO3^2- )与待处理废水中全部阳离子之和(Cu2 + 、Zn2 + )的摩尔比。
通过对投药量的对比,研究不同投药量下的去除效果,确定适宜的投药量。
本实验操作条件为C(Cu2 + ) = 20 mg·L - 1 ,C(Zn2 + ) = 10 mg·L - 1 ,水力负荷14 m3 ·(m2 ·h) - 1 ,停留时间30 min。
实验以碳酸钠作为结晶药剂处理模拟废水,投药量对比情况如图2。
从图2 可以看出,投药量在1 ∶ 1 到4 ∶ 1 之间变化时,出水铜离子含量由1. 18 mg·L - 1 降至1. 05 mg·L - 1 ,去除率从94. 1% 提高到94. 7% ,投药量在此范围内对铜离子的结晶影响较小;投药量提高到6 ∶ 1 时,其出水含铜量降低至0. 605 mg·L - 1 ,去除率提高到97. 0% ,出水铜离子浓度较其他条件下有明显的下降。
当投药量在1 ∶ 1 到4 ∶ 1 之间变化时,出水锌离子含量由4. 64 mg·L - 1 降至3. 77 mg·L - 1 ,去除率从53. 57% 提高到62. 29% ,投药量在此范围内的变化对出锌离子结晶过程产生了一定影响;当投药量提高到6 ∶ 1 时,其出水含锌量降低至0. 31 mg·L - 1 ,去除率提高到97. 0% ,投药量的变化对锌离子结晶的影响较大。
这种现象的产生可以从投药量影响结晶反应器过饱和度来解释。
结晶药剂的浓度会直接影响溶液过饱和度,姜科研究表明当向含氟废水中投加的CaCl2 浓度增加时,体系过饱和度增加,CaF2 结晶溶解平衡改变,出水F - 浓度降低。
因此,当投药量增加,结晶颗粒溶解平衡改变,出水重金属铜、锌离子浓度均有所减小。
但当投药量过大(6 ∶ 1),饱和度也会更大,造成均相成核的发生,导致出水重金属离子总浓度的迅速降低。
但实际反应的过程中,配合比大于4 ∶ 1 时,诱晶载体流化床上部会沉积较多微晶颗粒,进药管及反应器壁出现结巴现象。
除此之外,配合比过大会增加工艺的运行成本,应该控制其配合比在1 ∶ 1 ~ 2 ∶ 1 之间,既减少运行成本和反应器清洗成本也能保证诱导结晶反应器出水铜、锌离子含量在较低水平。
2. 2 水力负荷对重金属铜、锌离子去除效果的影响由于诱导结晶反应器为流化床反应器,其流化状态对反应器运行效果会产生较大的影响。
流化床中的水力负荷是指单位时间内通过反应器单位截面积的流体体积,其单位为m3 ·(m2 ·h) - 1 。
本研究通过改变结晶反应器的水力负荷来实现不同的流化状态,确定出2 种重金属同时诱导结晶的最佳水力负荷。
为得到最佳处理效果,在其他运行参数相同的情况下,从14 m3 ·(m2 ·h) - 1 ~ 50 m3 ·(m2 ·h) - 1 逐步增加反应器水力负荷,得到出水铜、锌离子含量及混合晶体的生长速率,如图3。
图3 中晶体生长图线表明,水力负荷< 40 m3 ·(m2 ·h) - 1 ,混合晶体平均生长速率随水力负荷的增加而增加,这可能是由于传质效率是晶体生长的推动型因素,水力扰动影响液相与诱晶载体表面的传质效率,从而影响结晶的生长速率;水力负荷> 40m3 ·(m2 ·h) - 1 ,混合晶体生长速率下降,这可能由于水力负荷过大,流化床中水力扰动作用增强,液相与诱晶载体接触面浓度出现较大波动,而液相浓度会影响溶液过饱和度从而影响传质效率,造成混合晶体生长速率的下降。
水力负荷的变化不仅会对晶体生长速度产生影响,也直接影响了出水重金属离子浓度。
如图3 柱状图所示,当水力负荷在< 40 m3 ·(m2 ·h) - 1 ,出水锌离子浓度逐渐下降;出水铜离子浓度呈现波动状态,但波动范围很小。
这说明当水力负荷较小时,晶体的生长主要通过影响锌离子结晶来实现晶体的生长。
当水力负荷为40 m3 ·(m2 ·h) - 1 时,出水锌离子浓度、铜离子浓度均达到最小值,说明该条件下水力负荷适宜,这也与该条件下晶体生长速率最大值相呼应。
当水力负荷继续增加至50 m3 · ( m2 ·h) - 1 ,出水铜离子浓度及锌离子浓度较水力负荷为40 m3 ·(m2 ·h) - 1 时有所增加,说明当水力负荷过高时,水力扰动作用会使结晶效果变差,从而出水重金属离子浓度过高。
2. 3 停留时间对重金属铜、锌离子去除效果的影响在结晶过程中,重金属离子与结晶药剂之间会经历晶体成核、晶体生长和晶体二次生长等行为。
而停留时间(HRT)的改变可以对结晶过程产生一定的影响,从而改变结晶状态。
停留时间主要是指连续运行的反应器中废水在反应器中停留的有效时间,计算公式如式3:HRT = V / F (3) 式中:V 为反应器有效容积,m3 ;F 为废水进水流量,m3 ·h - 1 。
由于模拟废水是由两种重金属配制,其单独运行的最佳停留时间会有所不同。
在工况条件下,通过调整诱导结晶反应器停留时间来寻找其最适宜的操作时间。
在操作条件为C(Cu2 + ) = 20 mg·L - 1 ,C(Zn2 + ) = 10 mg·L - 1 ,水力负荷14 m3 ·(m2 ·h) - 1 ,投药量2 ∶ 1 时对比不同停留时间下的运行效果如图4 所示。
由图4 可知,停留时间为在10 ~ 60 min 时出水铜离子浓度呈下降趋势,由2. 36 mg·L - 1 降至1. 12mg·L - 1 ;90 min 以后出水铜离子浓度不再下降,其浓度保持在0. 8 mg·L - 1 左右。
停留时间在10 ~ 60min 内出水锌离子浓度在5. 5 mg·L - 1 左右波动;停留时间增加至90 min 后,出水锌离子浓度迅速下降至4. 4 mg·L - 1 ,并呈稳定状态。
综上所述,停留时间对混合重金属同时结晶产生的影响可以分为停留时间10 ~ 60 min 和90 ~ 120 min 2 个阶段。
第1 个阶段,随着停留时间的增加,铜离子去除效果较好,而锌离子去除效果稳定,说明该阶段结晶过程主要通过影响铜离子的结晶来实现其生长的。
第2 个阶段,停留时间增加,出水铜、锌离子含量稳定,且其出水重金属离子浓度均小于第1 阶段。
这种现象产生可能是由于,过饱和度一定时非均相核成速率一定,而停留时间短时进料速度快,晶体生长速率会随着停留时间的缩短而相对增加,但却不能与进料速率同步,造成其出水重金属离子浓度较高;停留时间增加,晶体的成核速率与生长速率相匹配,晶体生长达到最佳状态;停留时间过长,会造成结晶反应器运行效率的下降,不仅如此二次成核会使细晶出现,影响结晶生长的最大粒径。
故诱导结晶反应器存在一个晶体成核和晶体生长相匹配的最佳停留时间,本研究选取停留时间90 min 为结晶反应器的最佳停留时间。
2. 4 混合金属废水处理效果及产物形态的研究通过对反应器运行条件的优选,确定诱导结晶反应器最佳运行工况条件为:进水C(Cu2 + ) = 20 mg·L - 1 ,C(Zn2 + ) = 10 mg·L - 1 ,水力负荷40 m3 ·(m2 ·h) - 1 ,投药量2 ∶ 1,停留时间90 min,模拟进水pH 值控制在5. 5 ~ 6. 0 之间。
反应器连续运行40 d,运行效果如图5。
从图5 出水铜离子浓度数据来看,整个处理过程数据较为稳定,在1 ~ 18 d 内出水铜离子含量在总体呈下降趋势;19 ~ 40 d 内出水铜离子浓度稳定在1 ~ 2 mg·L - 1 之间。