_钢铁酸洗废水深度净化回用工程研究

第36卷第10期2011年10月环境科学与管理ENVIRONMENTALSCIENCEANDMANAGEMENTVol.36No.10Oct．2011收稿日期:2011－06－30作者简介:焦伟丽(1981－)，女，大学本科，助理工程师，主要研究方向为废水资源化技术和工程实践。文章编号:1674－6139(2011)10－0092－03钢铁酸洗废水深度净化回用工程研究焦伟丽1，蔡卓弟2(1．东莞市珠江海咸水淡化研究所，广东东莞523000;2．东莞市化工学会，广东东莞523000)摘要:以钢铁酸洗废水为研究对像，研究一种基于微波催化纳米气泡氧化的工艺技术，对废水进行深度净化回用，其特征是:使废水中水、铁、酸有效分离，各自回用，全系统近乎零排放。关键词:钢铁酸洗废水;微波催化;纳米气泡氧化中图分类号:X703文献标识码:AEngineeringResearchonRecyclingSteelPicklingWastewaterafterDeepPurificationJiaoWeili1，CaiZhuodi2(1．ZhujianghaiInstituteofSaltyWaterDesalination，Dongguan523000，China;2．DongguanChemicalSociety，Dongguan523000，China)Abstract:Withsteelpicklingwastewaterastheresearchobject，thispaperstudiesatechnologybasedonmicrowavecatalyticnanometerbubbleoxidationinordertodeepthepurificationandreutilizationofthewastewater．Thecharactersaretoseparatewa-teriron＆acidfromtheeffluentwatereffectivelyandrealizerespectivereuse．Theemissionofthewholesystemisalmostzero．Keywords:steelpicklingwastewater;microwavecatalyze;nanometerbubbleoxidation1背景全国每年有大于1亿吨钢材要经过酸洗处理才能进入加工工序，由此每年产生1.2亿～2亿吨钢铁酸洗废水，在广东省每年就有1200万吨板线需要酸洗处理，推算产生酸洗废水1500万吨，折合COD4.5万吨/年(3000ppm)，HCl1.5万吨/年(1000ppm)，溶解铁4.5万吨/年(3000ppm)，不仅污染环境，而且浪费资源。本项目将会对该行业的环保治理进入资源回收轨道提供技术支持。2研究内容及方法2．1微波催化氧化实验研究在高速泵协同循环下，用Ti－RuO2电极直接电解酸性废水，控制电流、电压、时间，循环比可以控制新生态O2、O3、Cl2气泡大小、数量，直至产生纳米级气泡，探索它与COD、Fe2+、P去除率关系，并与常规酸碱中和工艺效果对比。在微波催化协同下，研究纳米气泡氧化加速，氧化效果提升的各因子关系。2．2工艺流程(见图1)主要步骤:①原始废水pH2～3，直接催化氧化使Fe2+→Fe3+，COD降解90%;②少量NaOH调至pH5～6，沉淀析出Fe(OH)3;③电动膜回收水80%;④Fe(OH)3回溶于废酸，提高含铁量［1］。3解决的关键技术及原理3．1纳米气泡氧化技术钢铁酸洗废水的特征是:pH≈2～3、Fe≤1000ppm、COD≤2000ppm，具备高级氧化反应前提，而且COD是以表面活性剂、润滑油、有机磷为主，属难降解COD，也必须用高级氧化反应解决。常规经典高级氧化通过投加H2O2或H2O2+O3作为氧化剂，我们的前期工作发现这种方法可以使COD降低90%，但H2O2损失分解大，费用高。直接往废水中曝气，前期研究也证实可以将·29·第36卷第10期2011年10月焦伟丽等·钢铁酸洗废水深度净化回用工程研究Vol.36No.10Oct．2011Fe2+→Fe3+，但反应时间长达3～4小时，COD去除率只有55%，动力成本很高。图1工艺流程图把微气泡变成纳米气泡，是近年最前沿的新技术，方法一，是用Ti－RuO2－SnO2电极直接电解废水，则在一定电流密度下电极上会产生5μm～30μm直径的气泡。另一方法，是用高速泵，把微气泡切割成5μm～30μm直径。本研究是用调整泵循环联合Ti－RuO2电极电解废水，确保纳米气泡生成，使气泡发生如下特殊功能。(1)气泡直径从50μm自动收缩到纳米级，于是气液接触面积及气泡表面能增大，从热力学可计算出，0.1cm直径气泡分散成100nm，气泡表面积增大1