铝加工行业热处理废水处理工艺研究

发表时间:2021/3/17   来源:《科学与技术》2020年31期   作者:臧凯
[导读] 随着我国工业化发展进程的加快,我国进入了现代工业转型阶段,各个行业领域都发生了一定的改变。
        臧凯
        山东南山铝业股份有限公司, 山东龙口 265706
        摘要:随着我国工业化发展进程的加快,我国进入了现代工业转型阶段,各个行业领域都发生了一定的改变。也正是随着工业化进程的加快,为铝加工行业的发展提供了基础,在这几年的发展中,我国铝加工行业得到了一个显著的提升,但出现的问题也更加不容忽视,热处理废水中,其一氧化碳浓度比较高,废水成分复杂,生物降解性能较差,使得废水处理效率非常低。近年来很多企业对于高端铝材越来越重视,应用也较为广泛,相应的产生废水量就比较多,废水处理难度也比较大,环境问题日益突出。基于这种现实环境基础,本文就对铝加工行业热处理废水处理工艺相关内容进行了一个较为详细的概述。
        关键词:铝加工行业;热处理废水;处理工艺
        引言:
        在铝加工行业中,热处理所用的冷却液其主要成分为水,但水是一种流动的介质,冷却强度有限,无法对合金牌号的冷却强度进行合理的调控。热处理强化铝合金与合金牌号有一定的差异性,两者的冷却强度不同,目前我国对高端铝合金的研发正处于初级阶段,很多理论都需要通过实践去证明。本文主要侧重于对铝加工热处理含有机溶剂废水进行研究,在这个过程中,对废水指标进行了严格的控制,保证后续研究的准确性。热处理废水在生产金属冷却后,其废水浓度含量会有所提高,浓度高的时候可以达到几十万(mg/L),这种热处理废水未经处理就排除,会对环境造成严重的危害,所以我们要采用合适的方式进行解决。
        一、热处理废水处理方法
        热处理废水处理有一个关键的地方,就是如何最大程度上降低COD含量,目前大多数企业使用的处理技术为电催化氧原理,通过化学反应在水中实现氧分子的溶解,基于低压电场的回流,使它在水中得到电子,从而形成过氧化氢自由基离子。在催化剂的作用下,水体中会生产大量的过氧化氢,它会诱导生成氧化氢自由基离子,使部分有机物矿化呈二氧化碳和水,剩余的有机大分子就断链分成了小分子,小分子就会通过水解逐渐散开,为后续的厌氧和好氧打下坚实的基础,这样才能保证后续处理工艺的有序性。过氧化氢的生成是一个综合性的过程,它需要经过一系列的化学反应才能生产,在化学反应期间,我们要注意一些小的问题,避免人为因素的影响,降低外界环境不可控性,保证最后反应能够顺利生产过氧化氢。
        二、厌氧处理
        厌氧处理是一个综合性的过程,厌氧处理主要针对于废水中的有机物,在化学作用下,这些有机物会逐渐被转化为甲烷、二氧化碳、水和硫化氢等,不同的微生物之间相互影响,相互作用,形成了一个较为复杂的生态系统。整个厌氧处理过程可以分为四个阶段,具体为水解、发酵、产乙酸和产甲烷。
        (一)水解阶段
        水解阶段我们可以理解为一个物质转化过程,主要是将非溶解性的聚合物转化为简单的溶解性单体物质,从而实现无菌处理。高分子有机物的分子含量比较大,所以无法渗透到分子膜内部中,也就不能被细菌所直接利用。水解是一个缓慢的过程,首先,外面的细菌包会逐渐分化成一个一个的小分子,比如纤维素纤维素酶水解就会生产纤维二糖和葡萄糖,淀粉被淀粉酶分解就会生产麦芽糖和葡萄糖,蛋白质被蛋白质酶水解就会生产短肽和氨基端等。不同的酶作用于不同的物质,在这种水解作用下,水解产物能够溶解于水并透过细胞膜为细菌所用。水解过程中,所需要花费的时间比较多,所以会存在一定的时间限制,因此被认为是高分子有机物和悬浮物废液厌氧降解的限速阶段,外界因素对水解速度和水解程度有着一定的影响,比如温度、有机物组成等。要根据具体要求对外界因素进行合理的调控。


        (二)发酵阶段
        发酵也可以被称为酸化,它是有机化合物作为电子受体也是电子供体的一个生物降解过程,在这个过程中,溶解性有机物会逐渐被转化为挥发性脂肪酸,形成末端产物,这个阶段产生的小分子化合物在发酵细菌中的细胞中可以转为成化合物,有利于细胞外部。很多的发酵细菌都是属于厌氧性细菌,但也有少部分发酵细菌有利于厌氧环境之外,这种少部分厌氧性细菌的稳定性比较高,可以规避厌氧菌免受杨的抑制和顺海。在这个发酵阶段,存在的物质比较多,主要产物有挥发性脂肪酸、醇类、乳酸、二氧化碳、氢气等,不同的产物组成结构具有不同的特性,大多数都取决于厌氧降解的条件,还有就是底物种类的区分。除此之外,酸化菌本身具有一定的活跃性,它可以利用物质性原理合成新的细胞物质,所有末端酸化废水厌氧处理的时候,产生的污泥比较多。在整个厌氧降解过程中,酸化菌对于酸的耐受力是一个动态变化的过程,正常情况下,酸化PH值在4以下就可以进行,但产甲烷过程中,酸化值有所提升,在6-7这个范围也可以发生。PH值的下降在一定程度上会减少物质的消耗,引起酸化末端产物的组成成分。
        (三)产乙酸阶段
        在产氢产乙酸菌的作用下,上一阶段的产物会逐渐化为为乙酸、氢气、碳酸和新的细胞物质,这是一个阶段性的过程,也是一个逐步分化的过程,在反应过程中,要注意各个环节的对接关系,做好对物质的循环工作。
        (四)产甲烷阶段
        在整个厌氧过程中,甲烷的组成是最为特别的,很多物质都可以转化为甲烷,比如乙酸、氢气、碳酸、甲酸等。甲烷细菌的活跃性比较高,它可以将这些物质逐步转化成两种生理上不同的结构体系。转化过程也有所改变,一组把氢气和二氧化碳转为甲烷,一组从乙酸和乙酸盐中脱羟产生甲烷,不同方法其产生的甲烷比例量有所区别。
        三、好氧
        生物接触氧化法具有多重应用优势,它兼顾了活性污泥法和生物膜法两种方法的特点,池内的生物固体浓度远远高于活性污泥法和生物滤池,具有较高的容积负荷,能够承受较大量的废水处理需求。还有就是接触氧化工艺具有全面性,稳定性比较高,在使用过程中,不会出现污泥回流、污泥膨胀的问题,在运行管理过程中,活性污泥法比较简单,它对水质波动有着较强的适应能力。生物接触氧化法是一种好氧生物膜法工艺,接触氧化池内存在填料,可以适应大量微生物的需求,具有良好的活性。
        四、污泥处置工艺
        在普通活性污泥法污水处理过程中,会产生大量有害物质,这些物质如果没有处理干净,任意排放在外,就会引起二次污染。在热处理废水处理工艺的作用下,污水处理所产生的污泥相对来说要比较少,比普通活性污泥法产生的剩余污泥量要低一些。大多数工艺的污泥量比较降低,有机物含量普遍在50%以下,含水量相对来说比较高。如果污泥时间超过了15日以上,那么系统污泥已经基本好氧稳定,寄生虫卵和病原菌等微生物基本上失活。但铝加工行业中排除废水处理的污泥中含有油类物质,属于危险物,要经过层层处理才能交由资质单位处理。污泥的处理是一个综合性的过程,要一步一步慢慢来,减少污泥量,消除流动性,污泥的脱水、减容、固化可以采用污泥浓缩池-机械脱水系统进行处理。
        五、结语
        各企业应根据自身的性质、规模以及经济承载能力等因素选择热处理废水处理方法。同时,新型绿色环保乳化液的开发和使用也是今后发展趋势。催化氧化技术在处理高COD废水中目前已比较成熟,可大大减少危废处置费用,降低生产成本,最终提高产品竞争力。
        参考文献:
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[3] 钟登杰.电化学转盘处理有机废水装置的研制及其应用[D].上海:上海交通大学博士学位论文,2007:2一13.
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