化学法处理工艺（精选12篇）
化学法处理工艺 篇1
化学尾气的成分极其复杂, 根据生产产品的类型不同, 尾气大致分为以下几种: (1) 高热 (高炉、金属冶炼尾气) ; (2) 升华物 (高温高聚物的生产, 常见于特种工程塑料行业) ; (3) 固体烟尘 (锅炉尾气、水泥生产) ; (4) 有毒有害物质 (绝大部分化工生产中常见) 。
该文根据大量实践经验的积累, 给出了较为通用的尾气综合治理的改进型工艺设备, 该工艺设备经过实际应用, 完全可以达到国家排放标准, 成为广大工艺设计人员的最终选择。
对于现有的通用型净化除尘器来说, 绝大部分的设计理念及方法是以单位时间内排气量进行设计计算, 但是对于复杂组分的尾气来说, 单一设备已经不能达到预期效果, 通常的做法是将多台设备进行连用。例如, 在处理尾气的过程中, 首先是将尾气进入旋风分离器[1], 经过离心分离的效果, 将密度不一的物质分离, 密度较大的固体烟尘颗粒定期收集[2], 剩余部分进入布袋集尘器内, 该方法的主要问题在于, 复杂成分尾气的这种处理方式只能解决固体烟尘及常温下颗粒较大的尾气[3], 一旦尾气中含有粒径较小的固体颗粒, 这种方法不但起不到过滤的效果[4], 在处理效率上也是大打折扣, 往往不长时间就会因为布袋堵塞, 不得不停机进行处理, 大大影响了处理量[5]。
再加之存在大量的升华物质, 绝大部分的升华物由于温度骤冷, 迅速凝结在了旋风分离器壁上, 分离器的处理更是难上加难[6]。
以上的方法及设备在设备投入及运营管理上都存在很大的难度, 并且造价较高, 效果不好。
该方法可以有效降低设备投资、提高处理效率、降低操作难度和减少后期养护成本[7]。
1 设计思路
该设计旨在以最为经济的工艺方法, 一次性解决所有问题, 最大程度地降低一次性设备的投入成本, 降低设备维护的难度。
该设计包含三大部分。
图1是尾气吸附及处理, 吸收液以雾化的形式被喷淋至尾气处理装置内, 该装置采用聚酯纤维复合材料制成, 可以有效防腐, 对于绝大部分酸、碱及高腐蚀度物质有着非常优异的表现。
该部分分为上下两个部分, 主要作用为便于清理。在尾气杂质含量较高的工况环境下, 亦可以连续重复使用, 采用多个图1部分重复使用, 可以有效提高净化效率。
图2是吸收液储存及尾气杂质暂存, 吸收液储存部分送样以聚酯纤维复合材料制成, 该部分主要作用是将吸收液收集, 并可重复使用, 避免了吸收液的流失, 同时尾气中的固体杂质可以有效沉降, 最终达到便于收集的目的。
图3是吸收液循环, 该装置可以将吸收液循环往复使用, 在吸收液浓度不影响净化效果的情况下, 完全可以进行重复使用, 达到了降低处理成本的目的。
该装置循环泵需选择使用防腐泵, 有效提高使用寿命, 建议选用聚四氟乙烯内衬防腐泵。
经过多年实践经验及数据分析显示如下所述。
(1) 锅炉尾气的净化效率达97%以上 (高热、烟尘含量较大) ;
(2) 苯酚制造尾气净化效率达95%以上 (苯系有机物及苯酚挥发物) ;
(3) 高炉尾气净化效率达99%以上 (高温硫化物、氮化物) ;
(4) 某高分子材料制造企业净化率达99%以上 (高温挥发物含量较高) 。
2 结语
综上所述, 该种工艺方法可以将复杂尾气实施一次处理, 降低了前期的设备投入及运行费用;一体式的设计减少了维护工作环节, 大大降低了劳动强度;综合应用的能力较强, 基本可以适用于绝大部分作业环境。该净化方法吸收液可根据尾气组分进行调整, 有机物含量较高尾气可选择低温不挥发有机溶剂进行吸收;煤烟含量较高的尾气可以选用最为经济的水作为吸收液;对尾气组分更为复杂的尾气, 可以选择多个尾气吸附及处理部分部分连续使用, 每部分选择使用不同吸收液, 通过这种方法就完全可以净化复杂成分多组分尾气。该工艺方法的优势还在于, 根据尾气组分的不同, 随时可以调整处理方式及效率, 最大程度地减少了投入, 将尾气的无害化处理的成本降到最低, 大大保护了环境。
参考文献
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[6]唐昭峥, 毛兴民.国外硫磺回收和尾气处理技术进展综述 (续) [J].齐鲁石油化工, 1997 (1) :58-63.
[7]陈庚良.SCOT法尾气处理工艺技术进展[J].石油炼制与化工, 2003 (10) :28-32.
化学法处理工艺 篇2
关键词：废水处理；应用研究；化学工艺
1废水处理的概述
对于废水处理的整个过程来说，首先废水的来源有化学工艺带来的废水以及实验室或者是生活当中所产生的废水，由此可见其来源比较广泛。而在当前社会，时代在不断发展，我国的废水也多种多样，其中以混合物居多。实际上废水不仅仅会危害我们的自然环境，其对于人的伤害也是非常大的，因此对于废水我们应该引起足够的重视。对于废水的处理一般而言是很难从源头彻底阻止废水排放的，因此不管是工业废水还是生活废水都不可能彻底阻止不产生废水，所以我们在谈及处理各种废水时，只能从废水的处理工艺上进行探讨，一般而言对于废水的处理我们经常采用也比较常见的有，化学方法。其特点在于，对废水在处理时见效比较快，而且最为重要的是不会产生污染物，不会出现二次污染。进而降低不良的影响以及损伤。废水的处理技术熟悉运用极大地促进了化工行业的积极发展。而且对于后续工艺的探讨也是提供了比较好的借鉴作用[1]。
2化学工艺在废水中的应用原则
2.1充分利用废水的特点
在处理废水的过程中，并不是所有的废水都是采用一样的处理方式进行，在实际的处理过程中，一定要根据废水本身的特点进行具体操作，首先明确废水中出现的污染物以及化学性质，另外就是对于废水明确各种污染物的成分以及比例，这样对于废水处理的目的性以及针对性进一步加强。只有先做好这些前期工作，在后期的实际操作中操作的效率才会提升。另外，对于具体的废水中存在的一些有利物质可以进行回收利用，可以让废水的价值利用实现最大化。
2.2严格遵守分离原则
在整个废水的处理过程中，因为废水的实际组成成分并不是单一的，在实际的处理过程中，一定首先对于废水进行简单的物理分离，避免互相的影响对于废水的分离造成整个影响，而实际的分离并不是简单点的液体的分离，对于放置液体的管道或者是排放管道的分离也一定要非常的清楚。不仅防止渗漏现象的发生而且对于工业废水参合到生活废水也起到相应的解决。也确保了于自然环境的互相分离以及做好了比较好的环境保护工作[2]。
2.3严格遵守分类原则
熟食加工废水的处理工艺 篇3
关键词：HA-SBR；废水处理；新工艺
中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：1006-8937（2012）05-0163-01
某食品厂生产加工以鱼类为主的熟食袋袋装食品，熟食原料加工的废水主要是来自小干鱼体表面的清洗水以及冲洗油炸设施、设备、器皿、地面的废水，废水中含有鱼鳞、油脂、味精、食盐、辣椒素，采用半机械化方式作业。
1废水水量及水质特性
日平均排放量20 m3/d。根据对现场提取的部分水样检测，废水水质如表1所示。
废水COD、BOD5、SS、油脂和色度等浓度高，水质水量波动大，目前国外治理这类废水的方法较多，为了寻求更理想的处理方法，在实验室实验的基础上，应用厌氧——好氧处理该厂废水最佳。因为，对于易生物降解的有机废水，生化处理是最有效和经济的处理技术。单独的厌氧处理工艺或好氧处理工艺都不能达到处理效果要求，厌氧—好氧串联工艺结合了厌氧处理和好氧处理工艺的优点而避免了各自的缺点，既结合了厌氧处理能耗低，污泥产量低，可回收生物能量和好氧处理工艺出水水质好的优点，有避免了厌氧工艺出水达不到排放标准和好氧工艺能耗大，污泥产量高的缺点。因此，厌氧—好氧串联形式在能量利用、投资、处理成本和效果方面都具有较大的优越性。
2废水处理新工艺
2.1废水处理工艺流程
工艺流程如图1所示。
2.2工艺设计参数
2.2.1隔油初沉池（含集水池）
集水池构筑物尺寸：长×宽×高为1.68 m×1.68 m×1.4 m；隔油池构筑物尺寸：长×宽×高为4.2 m×2.48 m×1.5 m，有效容积为10 m3，主要用来去除进水浮油和进水中的细小颗粒物。污水停留时间5 h。
2.2.2调节池
调节池构筑物尺寸：长×宽×高为5.33 m×2.96 m×3 m，有效容积为24 m3，调节池用来调节水量、水质。
2.2.3复合式厌氧池
复合式厌氧池构筑物尺寸：长×宽×高为5.5 m×2.4 m×5 m，有效容积为32 m3，污水停留时间1.6 d。复合式厌氧池为ABR池型结构，上部为填料，下部为悬浮污泥床，具有容积负荷高、运行稳定、耐冲击负荷强的特点，因而净化效率高。
2.2.4曝气池
曝气池构筑物尺寸：长×宽×高为6.4 m×2.1 m×3.2 m，有效容积为21 m3，污水停留时间1d。厌氧池出水自流入曝气池，与曝气池内活性污泥混合，池内鼓风曝气，一方面让活性污泥处于悬浮状态，使废水与活性污泥充分接触，另一方面通过曝气向活性污泥混合液供氧，保持好氧条件，废水中的有机物在曝气池内被吸附、吸收和氧化分解，使水质得到进一步净化。曝气池根据运行情况一般污泥浓度控制在2~3 g/l，污泥沉降比一般控制在15%~25%，超过上限值时应排泥。
2.2.5二沉池
二沉池为斜管式沉淀池，构筑物尺寸：长×宽×高3.11 m×2.74 m×4 m，有效容积为18 m3，接纳曝气池出水，在二沉池内进行泥水分离，污水停留时间1.2 h，净化后出水外排，污泥回流至曝气池或复合式厌气池，剩余污泥排至污泥干化池。
2.3工艺技术特点
2.3.1强化预处理
熟食食品加工废水预处理是处理系统的第一道关键工序，如果工艺设计考虑不周，不能及时有效清除粗大的固体悬浮物，就会给后续处理工序带来麻烦，增加处理负荷，影响处理效果。因此在工艺上必须强化预处理，设计是采用滚筒式筛滤机，筛滤孔直径为φ1，能有效地去除固体悬浮物，可使COD、BOD5浓度降低30%，因此有效的减少了调节池的浓度，经过调节池进行水质、水量调节和水解，通过沉淀，废水水解酸化后可大大降低COD、BOD5浓度，减轻后续工艺的处理负荷，减轻操作人员的劳动强度。
2.3.2厌氧过程净化效率高
复合式厌氧反应装置是国内外近年开发的新技术，其反应装置上部为填料，下部为县浮物污泥床，具有容积负荷高，运行稳定，耐冲击负荷强，受气温变化影响小，好氧剩余污泥回流至水解装置消化可减少生物系统污泥排放量，所采用填料表面积大，无堵塞现象，净化效果好，COD、BOD5净化效率可达80%~90%。复合式厌氧反应装置设垂直水流方向的多块挡板以维持反应器内较高的污泥浓度，挡板把反应器分成若干上向流和下向流室，上向流室比较宽，便于污泥的聚集，下向流室比较窄，两室之间设导流板，便于将水送至上向流室，使泥水充分混合。
2.3.3好氧生物处理出水效果好
本方案采用HA-SBR序批式活性污泥法处理好氧工艺，能达到很好的处理效果，是目前国内熟食食品加工废水普遍采用的好氧处理工艺。是一种简易、高效、低能耗的废水生化处理方法。具有如下优点：
①工艺简单。调节池容积小，无其它方法的剩余污泥处理麻烦，大为节约投资。
②投资省、占地少、运行费用低。
③反应过程基质浓度梯度大，反应推动力大，效率高。
④耐有机负荷和毒性负荷冲击，运行方式灵活。由于是静止沉淀，因此出水效果好。
⑤厌氧和好氧过程交替发生，泥龄短，活性高，有较好的脱氮除磷效果。
基于该方法的上述优越性，该方法在国内外有机废水处理中，得到了迅速的发展和应用，特别是对水量较小，浓度高的有机废水好氧处理，它实际是活性污泥法的演变和延伸，实现了运行更灵活、稳定和高效，BOD5净化率能高达≥95%以上。
3结语
食品厂生产排放的废水属高浓度废水，对水质污染比较严重。本项目废水的处理从实施以来取的了很好的效果。它大大减少食品加工厂废水污染物的排放量，使外排废水达到国家允许的排放标准，对保护周围鱼场、河流水环境质量，避免引发环境污染纠纷，维护周边关系和食品厂的正常生产将起到很大的作用，具有良好的社会效益和环境效益，同时废渣的综合利用从长远来看也将取得良好的经济效益。
参考文献：
[1] 李亚峰,佟玉衡,陈立杰.实用废水处理技术[M].北京:化学
工业出版社,2007.
化学法处理工艺 篇4
一、化学强化一级处理工艺的主要原理
水中的污染物质具有不同的种类, 根据污染物质在水中存在的状态不同, 其大致分为三类:悬浮物质、胶体物质、溶解物质。对于生活中的污水而言, 在通常情况下, 只要除去污水中68.8%的悬浮物和胶体物质, 就可以在很大程度上降低水体的污染。
除去悬浮物质的常见方法是静置沉淀, 但胶体表面往往带有电荷, 导致胶体颗粒长期悬浮在水中而不能够下沉。因此, 如何减少胶体表面电荷排斥作用的影响是关键性的问题。一般通过胶体的双电层进行压缩、吸附架桥等一系列的反应, 最终形成絮凝体, 就可以解决这种问题。
二、化学强化一级处理工艺的特点
通过实际调查, 我国相关部门为了对化学强化一级处理工艺进行研究和分析, 已经利用化学强化一级处理工艺, 对上海部分污染厂和污水输送干线的污水进行处理。通过结果对比来看, 化学强化一级处理工艺对SS的除去率高于65%, 平均除去率约为85%, 化学强化一级处理工艺对TP除去率高达78%, 平均去除率为55%。通过以上污水处理结果表明, 污水经过化学强化一级处理工艺的处理, 其能够达到国家的一级排放标准。
化学强化一级处理工艺对TP的去除率较高, 且去除效果优于二级生物处理工艺, 化学强化一级处理工艺对重金属的去除率较高。另外, 这种污水处理工艺的占地面积较小, 且投资少, 对于很多厂子可以接受。利用化学强化一级处理工艺进行污水处理的过程处理的较为稳定, 有利于污水处理工作的有效实施。
三、化学强化一级处理工艺的具体应用实例
在美国圣地亚哥的污水处理厂中, 利用化学强化一级处理工艺进行污水处理工作已经有五年左右。在五年的污水处理中, 其对总磷、重金属的去除率一直保持在85%以上。在有些污水处理厂中, 通过运用化学强化一级处理工艺, 不仅在污水处理方面取得了明显的成效, 而且还大大减少了运行费用, 这从根本上提高了污水厂的经济效益。因此, 化学强化一级处理工艺具有较强的实用性, 其在污水处理工作中发挥着重要的作用。
据调查了解, 在香港的昂船洲污水处理厂中, 比较重视污水处理之前的工作, 主要在污水处理之前, 在污水中放入铁盐及聚合物, 再采用化学辅助初级的污水处理方法进行初级的沉淀处理。这样会通过少许的双层沉淀池出去大量的悬浮固定和生化需氧量。这种污水处理过程的主要原理是将氯化铁作为混凝剂, 再利用聚合物促成絮凝程序。经过大量试验表明, 如果投入10mg/L的氯化铁, 且聚合物为0.1mg/L时, 除去悬浮固体的效率将达70%左右, 而且除去生化需氧量达35%。
通过以上的实例表明, 化学强化一级处理工艺非常适合我国现阶段的污水处理条件。为了提高人们生活的环境质量, 提高水资源的利用率, 减少环境污染, 建议很多污水处理厂采用此种方法开展污水处理工作。此外, 化学强化一级处理工艺有利于后续的二级、三级再扩建, 有利于其发挥更大的价值。
结语
由于我国现在仍然处于社会主义初级阶段, 而且并将长期处于社会主义初级阶段。通过实际的调查了解, 当下我国的污水处理设施仍然采用生物二级处理。在工业企业实际生产过程中, 污水厂的处理量仍然低于其实际设计能力, 甚至处理之后的水仍然达不到国家的标准。对于生物二级处理工艺而言, 一些厂子会由于资金问题而不能运用二级生物处理工艺, 有的厂子建成后也很难维持。因此, 在众多污水处理工艺中, 化学强化一级处理工艺具有较强的优势, 具有低投入、高效率的优势。
参考文献
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化学法处理工艺 篇5
UASB/SBR/化学混凝工艺处理养猪废水
摘要：针对养殖场废水COD高、氨氮高、SS高的.特点,采用UASB/SBR/化学混凝作为主体处理工艺.UASB反应器采用消化污泥接种,SBR反应器采用好氧活性污泥接种,经过2个月的启动运行,对COD、BOD5、NH3-N、SS、TP的去除率分别达到了91.7%、91.6%、89.4%、98.1%和31.1%,出水各项指标都达到了《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB 18596-2001).作 者：颜智勇 吴根义 刘宇赜 易浩 杨仁斌 YAN Zhi-yong WU Gen-yi LIU Yu-ze YI Hao YANG Ren-bin 作者单位：湖南农业大学,资源环境学院,湖南,长沙,410128 期 刊：中国给水排水 ISTICPKU Journal：CHINA WATER & WASTEWATER 年，卷(期)：2007, 23(14) 分类号：X703.1 关键词：养殖废水 UASB SBR 化学混凝 调试 启动饮水的处理工艺技术分析 篇6
关键词：水处理 工艺 研究
1 混凝工艺
混凝工艺主要去除水中的悬浮颗粒、浊度和消毒副产物（DBPS）的前驱物质—天然有机物（NOM）。其效果与混凝药剂品种、投加量、pH值、搅拌程度、混凝剂和助凝剂投加顺序、原水特性等因素有关。快速剧烈的混合，利于混凝药剂扩散和水中胶体的脱稳。当水中有污染或污染较轻的情况下，可采用强化混凝或二次混凝达到预期效果。
2 沉淀
沉砂池去除污水中泥砂等粗大颗粒，有平流沉砂池和曝气沉砂池；沉淀池除去有机和无机可沉悬浮物和胶体混凝物。可分为平流沉淀池和斜管沉淀池，一般以斜管沉淀池性能为佳。
3 水的过滤
集常规过滤、颗粒活性炭吸附与生物膜氧化技术于一体的生物过滤，可有效去除水中氨氮、铁锰、有机物及浊度。改善和提高了饮用水的生物稳定性和安全性，且运行可靠、投资省、运行费用低。但尚需解决：①控制进入输配水管网的最大可生物降解有机物质（BOM）的浓度；②生物过滤的最佳反冲洗标准；③非生物颗粒对生物膜性能可能产生的影响；④慢速生物降解有机物的去除机理与条件；⑤水中有机物与氨氮共存的情况下，氨氮对有机物降解的影响；铁、锰共存的情况下，铁的存在对除锰的影响。生物过滤替换传统过滤，是减少饮用水有机污染、提高饮用水的安全性与生物稳定性的客观需要。
4 消毒
①氯气消毒法除不能尽除水中有机物，易生成“三致”氯代物外，其产品水的味觉与嗅觉的不佳；由于长期使用，细菌产生了抗药性,使氯气的用量逐年增加。②二氧化氯消毒技术：相对于臭氧和氯消毒，杀菌能力更强，剩余量更稳定，作用更持久，消毒后不产生有毒的三氯甲烷等氯化有机物，并能有效地控制出水的色度、嗅味，还可沉淀水中的铁、锰等，因此用量少、作用快、杀菌率高。但成本较氯高；不易压缩储存，只能在使用现场制造。常用于代替预氯处理或（混凝沉淀）前加氯，即作为第一次消毒及氧化。③臭氧氧化技术：通过臭氧与其它消毒剂比较研究后得出以下结论：从消毒效果看，臭氧＞二氧化氯＞氯＞氯胺。而从消毒后水的致突变性看则氯＞氯胺＞二氧化氯＞臭氧。由此可显示出臭氧消毒的优点。国际上已普遍应用，特别是法国普及率很高。但由于臭氧对细菌有显著的后增长效果，因此近来人们注意将臭氧与其它净水技术结合使用：如臭氧一氯、臭氧-紫外线消毒、臭氧与生物活性炭（O3·BAC）等，能获得满意的杀菌效果。④光氧化技术：利用在可见光或紫外光照射作用下，产生氧化能力极强的OH基，进行复杂反应，将有机物高效去除。光激发氧化技术是以O3、H2O2、O2和空气等作为氧化剂，将氧化剂的氧化作用和光化学辐射相结合，其氧化效果要比单独使用UV或O3、H2O2、O2好得多。⑤光催化氧化技术：使用过渡金属氧化物TIO2等为代表的催化剂而进行的光敏氧化反应，产生的OH，具强氧化性、对分解作用对象无选择性及最终可使有机物完全矿化,耗氧速度不高、反应速率受水温变化影响较小、PH值变化对催化剂活性没有影响,但处理费用高，设备复杂,在经济上还只限于小水量规模的处理。催化剂的中毒情况和再生仍需研究，TIO2粉末颗粒细微、不便回收；光浪费严重；效率相对较低；缺乏残余消毒能力。⑥高锰酸钾氧化：能有效去除水中的多种有机污染物；能显著控制氯化消毒副产物；用于预处理，可以破坏氯仿和四氯化碳的前驱物质，并有一定的色、嗅、味的去除效果。缺点是：对高分子量、高沸点有机污染物，去除效果很差；KMNO4投加量控制不当时会引起水的色度和浊度增加；另外,反应中生成MNO2产生了额外的污泥。高锰酸钾与粒状活性炭联用，由于相互促进的协同作用，对原水表现出优良的去除效果。⑦高铁酸钾氧化：通过其强烈的氧化作用，杀死了菌体，它集消毒、絮凝、氧化、吸附及助凝于一体，具有杀毒效果好、功能多、安全性好、应用广的优点，但高铁酸钾不稳定，难于制备。⑧磁化消毒：利用磁场降解水中的污染物。其影响因素有：磁场力、水流流速、流体与磁体表面的接触面积、悬浮颗粒或絮凝体的粒径、悬浮颗粒的磁化率等。磁分离设备简单、易实现自动化、处理量大,不受自然温度的影响。用于水的杀菌消毒处理、不会产生有害的副产品、能同时净化多种污染、可处理矿化度较高的水源、可去除那些耐药性和毒性很强的病原微生物、细菌以及一些难降解的有机物等。通过投加磁种和混凝剂，可使各种性质的弱磁性微细颗粒甚至半胶体颗粒在高梯度磁场中能得到高效去除。但是，由于剩磁作用，被吸附的磁性颗粒难以被冲洗干净，影响着下一周期的工作效率。⑨电化学氧化：通过电极产生具有灭菌作用的活性物质以及水分子在电流作用下形成电子活化水，二者协同作用达到杀菌的效果。灭菌效果与电流密度、电极类型及灭菌时间有关。优点在于，整个过程仅需要电流作用，且反应在室温条件下即可进行。缺点是当水中溶解物质浓度太低时，反应较慢；电极材料较昂贵。在欧洲，电化学氧化法在水的消毒和有害废弃物的处理等方面有越来越多的应用。⑩生物活性碳技术：是物理吸附和生物降解的简单组合。吸附饱和的生物活性碳在不需要再生的情况下，可利用其生物降解能力，继续发挥控制污染物的作用，与原先单独使用活性碳吸附工艺相比，出水水质得到提高，也增加了水中溶解性有机物的去除，从而降低了氯化时的Cl2投加量,降低了CHCl3的生成量，而且延长了活性碳的再生周期，减少运行费用。
5 深度处理工艺
深度处理通常是指在常规处理工艺以后，采用适当的处理方法，将常规处理工艺不能有效去除的污染物或消毒副产物的前体物加以去除,提高和保证饮用水质。显而易见,较之传统工艺，深度处理成本大，代价高。深度处理国外应用较为普遍，我国尚处于起步阶段，大部分老水厂均未采用深度处理，只是部分新水厂采用了活性炭吸附处理。常见深度处理技术还有：化学氧化、空气搅拌、生物法、膜技术及新型合成吸附剂等。粒状活性炭吸附法能有效地去除水中有机污染物，但对重金属离子的去除能力有限。化学氧化法与光化学氧化法也只对水中有机污染物有效。纳滤、超滤、微滤能有效地去除水中悬浮物、胶体、大分子有机物、细菌与病毒,但不能去除水中的小分子有机物。反渗透系统能够有效地去除水中的重金属离子、有机污染物、细菌与病毒，并能将对人体有益的微量元素、矿物质（如钙、磷、镁、铁、碘等）一并去除干净。吹脱技术能有效去除挥发性有机物，但对难挥发性有机物去除效果很差。用于去除水中低浓度挥发性的有机物，去除效果随温度的升高而增加。在饮用水深度处理中，吹脱法费用低，约为活性碳运行费用的1/2～1/4。
6 小结
化学工艺在废水处理中的应用 篇7
关键词：化学工艺,废水处理,应用
利用化学工艺进行废水处理, 能十分有效的减少污染性废水的排放量。并且, 化学工艺处理废水的工序简单, 使用材料便宜且不容易产生二次污染, 能够降低废水处理的工程量, 节约资金。因此, 我们应当大力发展化学工艺处理废水的方法。
1 废水主要来源
①工业废水:新中国成立以来, 我国投入大量的人力、物力、资金在工业生产中。由于为了追求较快的工业发展, 没有意识到应当对工业废水加以处理再排放, 进而导致水污染。②生活废水:我国是一个人口基数庞大的发展中国家, 在平常生活中, 生活废水的随意排放较为严重, 这也是导致水污染的重要源头之一。③实验室废水:大量的化学科研实验中, 必定会产生大量的实验室废水, 如果实验者随意排放实验室废水, 也是不容小觑的废水来源之一。
2 废水的概念
废水之所以为废水, 是因为废水中含有许多化学物质, 这些物质随着废水一同排放出去, 不仅不能被生态平衡系统“自主消化”, 还有可能导致被排放环境周围的整体污染。对于不可再生的水资源来说, 这些污染物质使被排放的水不能再次通过地球的水循环系统而“再生”, 进而加剧了水资源短缺的问题。
通过长期的研究, 我们发现不同类型的废水相互混合后, 会产生一定的化学反应, 形成沉淀物, 其结果是废水里的污染物含量减少。也即, 通过不同废水之间的相互混合反应, 我们能够控制住排放废水的清洁度, 使其达到可排放的指标。这种现象在化学术语里, 我们用自凝来解释。自凝是一种能量释放的过程, 通过自凝, 我们能够转化废水的性质。例如, 利用酸碱中和将废水的酸碱度恢复到中性;利用两种反应物质发生反应产生沉淀, 经过简单过滤便可得到可排放的水。
3 利用化学工艺进行废水处理的原则
①充分利用现有条件。例如, 处理工业废水时, 首先要求企业了解自身产生废水的性质, 所含的主要污染物种类。在这基础上, 与附近企业进行配对, 将可混合的废水同时进行处理。这样, 虽然可能需要利用一些输送管道, 但是, 我们能在最大程度上节约化学材料, 节省资金, 同时还能做到资源回收。②废水处理排放时要谨记分离原则。在进行废水的输送、处理、排放时, 一定要牢记将输送管道与周围居民生活用水管道分离开来。因为废水输送时难免有疏漏, 假设输送管道与居民生活用水管道相靠近, 那么生活用水就有可能受到污染。用水短缺问题会更加严峻。另外, 若废水中的污染物进入居民生活用水中, 其中的重金属等各种有害物质随之进入人体, 危害居民身体健康。近几年, 不少居民集体重金属中毒事件大多是由于周围工厂在进行废水排放时, 没有充分考虑到泄漏污染问题而导致的。因此, 我们在进行废水处理时, 万万不可忘记这个原则, 以千万居民身体健康为己任。③废水处理时谨记分类原则。如前文所说的, 我们利用化学工艺进行废水处理时, 可利用两者的相互反应进行废水净化处理。但同样的, 我们也不能忽视的是, 由于化学反应的多样性, 许多物质之间的化学反应可能造成毒性更大、污染力度更强的污染物;其次, 化学反应可能会有较大的能量变化, 产生爆炸等事故;另外, 反应中产生的气体可能具有毒性和污染性, 将单一的水污染发展为空气、水污染。综上所述, 我们再进行废水处理时, 要谨慎小心, 对于已知会产生不好的后果的废水进行分类处理, 对于未知反应的废水混合, 尽量通过实验证明后再进行混合处理。
4 利用化学工艺处理废水的发展前景
尽管我国起步较晚, 对废水处理的认识也处于较弱的水平, 但是, 化学工艺处理废水仍有较好的发展前景, 主要从以下两方面来说明:①随着国家综合素质教育的提升, 公众环保意识的提高, 老百姓对废水处理、排放的关注度也在提升, 这有利于促进我国化学工艺废水处理技术的提升, 还能有效的实施普通群众的监督管理权力。与此同时, 国家对废水处理技术支持也在不断加强, 资金投入比例增多。另外, 通过与国际的相互接轨, 我国尝试建立相关环保法律对废水排放、处理问题加以约束、制衡。整个社会大环境处于一种峥嵘向上的局面, 有利于化学工艺应用于处理废水的发展。②为了促进我国化学工艺废水处理技术的提升, 我国应当尽快加强专业人才的培养。由于我国历史原因, 对于使用化学工艺进行废水处理方面的相关人才还是比较缺失, 处于供不应求的阶段。因此, 我国应当加大对专业人才的培养, 同时, 也要积极引进国外先进人才和技术。其次, 我国应当加强专业学科的建设, 细化化学工艺学科, 使高等素质教育水平跟上我国废水处理的脚步。
5 结语
地球只有一个, 地球的环境应该由我们来保护。利用化学工艺处理废水, 在节约资金、节省材料和缩短处理时间的同时, 对于地球生态平衡的维持, 对日益减少的水资源的保护以及二次回收利用, 都具有广阔的前景。
参考文献
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化学工艺在废水处理中的应用探析 篇8
废水主要分为三种,第一种是工业废水,第二种是生活废水,第三种是实验室废水。其中,工业废水的来源是现代工业生产过程中产生的。我国自成立以来,花费了大量的人力资源,物力资源,资金发展我国的现代工业,由于早期技术落后和单方面追求较快的工业发展,一定程度上忽略了工业废水对环境的危害,从而导致了严重的环境污染,工业废水里的各种重金属离子不仅会对动植物造成伤害,而且还会通过富集作用对人体造成严重的伤害。
2 废水的概念
无论是工业废水,生活废水亦或是实验室废水,废水之所以被称为废水,原因在于废水中含有许多对人体对环境的有害的化学物质。对于不经处理就排放的水资源来说,这些污染物质不能被自然界自主净化,这种局面导致了水资源的进一步恶化。由于自然就存在富集作用,进入自然界的化学物质经过植物的吸收进入植物体内,动物食用了植物之后,有害物质进入动物体内,人类食用了动植物之后进入人体,从而导致了人体的各种病症。因此利用化学工艺来处理废水势在必行[1]。
经过一系列的研究,不同类型的废水互相混合之后,经过一系列的化学反应,可以形成可降解的沉淀物从而减轻污水里有害的化学物质,通过不同类型的化学废水相互反应,降低废水的污染度,达到可排放的标准即可解决废水带给自然界的负担。如果从废水产生源头上研究废水产生和排放,我们发现在废水处理的时候,一些具有不同类型的化学有害物质的废水排放到地下管道或者河流湖泊汇聚之后,混合后的废水的化学成分和混合之前发生了变化,因此如果我们将含有特定成分的工业废水生活废水进行有目的的混合,使废水里的化学物质产生凝聚则可以大大降低废水的污染度。
3 化学工艺在废水处理的具体应用解析
3.1 氨氮废水处理方法概述
石油化工厂以及焦化厂生产过程中产生的废水中,高度富含氨氮,如果不加处理就排放,会造成河流的富营养化,氨氮被氧化产生的亚硝酸盐也具有毒性,一般采用化学沉淀法、生物法、膜分离法等来处理含有氨氮的废水。化学沉淀法是选取合适的试剂,和废水中的氨氮物质发生沉淀反应,从而去除氨氮。生物法是利用多种可以吸收氨氮的微生物,经过一系列硝化和反硝化反应来达到出去氨氮的目的。膜分离法是选择一种特殊的选择性分离的膜利用电渗析和反渗透的化学工艺来除去氨氮颗粒的目的。
3.2 丙二醇废水处理方法概述
处理丙二醇废水的原理是利用丙二醇作为有机溶剂的特点,多采取电化学氧化法和活性炭吸附的方法来处理富含丙二醇的废水。电化学氧化法是利用氧化剂将丙二醇氧化成为丙二酸,然后加入碱性试剂,中和即可。活性炭吸附则是利用活性炭疏松多孔的特性,由于丙二醇是有机溶剂,能被活性炭吸附,从而达到除去丙二醇的目的。
3.3 吹脱法在废水处理中的应用
吹脱法一般用于处理富含氨氮,硫化氢,氰化物,三氯乙烯等化学物质的废水。其原理是选取合适功率的鼓气泵,将空气大量鼓入废水,将污染物质由液相物质转移到气相物质中,从而改变了气液平衡,然后在气相条件下处理已经被分离的化学物质、利用的是废水中的污染物质与气相中的污染物质的浓度差的不同从而到达分离的目的,这种方法操作简便,投资少,经常被应用在处理废水的化学工艺中,但难以出去难挥发的污染物[2]。
4 利用化学工艺处理废水的原则
4.1 充分利用现有条件
我们要利用化学工艺处理工业废水,就必须要了解企业自身生产的废水里所含的污染物的类型,含量,化学性质,集合可以通过混合处理的废水,进行与附近企业的废水成分交流,可以最大程度的减少工业废水,虽然这会消耗一定的人力物力财力,但是这样可以最大程度得保护环境。
4.2 废水处理排放时要谨记分离原则
现代处理废水的过程中,离不开管道的运用,因此在输送废水的过程中,一定要将处理废水的管道与用于其他用途的管道分离开来,尤其是居民的生活用水管道,如果做不到这一点,运输管道一旦出现破损,那么废水将渗透到生活用水的管道中,从而污染居民的生活用水,因此加剧了用水短缺的问题。只要工业废水里的有害化学物质进入到生活用水中,各种有害的化学物质会进入人体,造成人体心血管,呼吸系统等一些系列的问题,从而危害了人身体的健康。工厂一旦发生重金属泄露,将造成巨大的危害,因而工业工厂在处理废水时一定要谨记严格的分离原则,要以保障居民的身体健康为前提。
4.3 废水处理时谨记分类原则
前面提到,利用化学反应来沉淀掉废水中的污染物质,但是我们不容小觑的是,由于自然界化学反应的多样性,两种或多种不同的化学物质可以发生沉淀反应从而降低废水的污染度,也可以产生化学反应,生产危害性更大的产物。将造成更大的污染。其次,由于化学反应伴随着能量的变化,如果运输管道不能承受化学反应产生的能量,从而产生爆炸等事故,将进一步导致污染源的扩散,如果污染物质可以挥发,将进一步导致污染源的扩散,导致空气污染。总而言之,我们在进行废水处理的过程中,要时刻小心,对于已知会产生不好的后果的废水进行分类处理,对于未知反应的废水混合,尽量通过实验证明后再进行混合处理[3]。
5 总结
我们只有一个地球,地球上的水资源并不是取之不尽用之不竭的,合理处理废水使废水变废为宝,具有经济价值和环境保护的双重意义,但是利用化学工艺来处理废水一定要因地制宜,因时制宜。否则处理不当将导致更大的危害。
摘要：本文主要通过分析废水的产生,组成来探究处理废水的方法,进而提出化学工艺方法的可行性和注意事项,为化学工艺处理废水提供理论分析。
关键词：工业废水,化学工艺,沉淀
参考文献
[1]王瑾,曹炳芳,苏建民.绿色化学工艺的开发与应用[J].中国安全生产科学技术,2012(11).
[2]伍志勇.化学工艺在废水处理中的应用[J].中国化工贸易,2014,15(35),129-130.
化学法处理工艺 篇9
钢铁在进行涂装前通常需要进行前处理,包括除油、除锈等工艺,化学前处理方法通常还要在钢铁的表面形成一层化学转化膜,该转化膜既有一定的防腐能力,可以避免零件在喷涂前短暂的时间内返锈,也可以增加零件表面的粗糙度,增强涂料与基底的结合力。目前大部分采用的是磷化工艺,随着节能减排的不断推进,新型无磷转化膜正在悄然取代传统的磷化膜。
1 磷化工艺
工件浸入磷化液(某些酸式磷酸盐为主的溶液),在表面沉积形成一层不溶于水的结晶型磷酸盐转换膜的过程,称之为磷化。按磷化膜的成分可分为锌系、锌钙系、锌锰系、锰系、铁系、非晶相铁系六大类。按处理温度可以分为低温型、中温型、高温型等。按磷化膜厚度(磷化膜重)分,可分为次轻量级、轻量级、次重量级、重量级四种[1]。磷化处理是目前钢铁涂装前处理常用的处理方式。但因磷化液中重金属含量较多,废水处理的难度比较大,如果处理不当就会对环境造成污染。当前,磷化处理的研究方向主要是朝着提高成膜质量、节能减排的方向发展。
2 硅烷化处理工艺
硅烷化处理是以有机硅烷水溶液为主要成分对金属或非金属材料进行表面处理的过程。
金属表面硅烷化处理的机理:硅烷是一类含硅基的有机/无机杂化物,其基本分子式为:R′(CH2)nSi(OR)3。其中OR是可水解的基团,R′是有机官能团。
硅烷在水溶液中通常以水解的形式存在:
硅烷水解后通过其Si OH基团与金属表面的Me OH基团(Me表示金属)的缩水反应而快速吸附于金属表面。
一方面硅烷在金属界面上形成Si-O-Me共价键。一般来说,共价键间的作用力可达700k J,硅烷与金属之间的结合是非常牢固的;另一方面,剩余的硅烷分子通过Si OH基团之间的缩聚反应在金属表面形成具有Si-O-Si三维网状结构的硅烷膜。该硅烷膜在烘干过程中和后道的电泳漆或喷粉通过交联反应结合在一起,形成牢固的化学键。这样,基材、硅烷和油漆之间可以通过化学键形成稳固的膜层结构。
与传统的磷化处理相比,硅烷化处理具有以下优点:(1)不含重金属和磷酸盐,废水处理简单,可以降低废水处理的成本,减轻环境污染。硅烷化处理沉渣量少,甚至无渣,可以避免因沉渣导致设备维修保养费用及误工费用。(2)不需表调,也不需要亚硝酸盐促进剂等,药剂用量少,可加快处理速度,提高生产效率,也减少了这类化学物质的对环境污染。(3)可在常温下进行,不需加温,减少能源消耗。(4)一种处理液可同时处理铁、铝等材料,不需更换槽液,降低生产成本。
3 陶化工艺
陶化工艺是近两年新兴的一种处理工艺,它是以锆盐为基础在金属表面生成一层纳米级陶瓷膜。陶化剂不含重金属、磷酸盐和任何有机挥发组分,成膜反应过程中几乎不产生沉渣,可处理铁、锌、铝、镁等多种金属。该陶瓷膜可随材质、处理时间的长短、p H值、槽液浓度的不同而呈现多种颜色,非常容易与底材颜色进行区分。采用陶化工艺时,可省掉磷化工艺中的表调工序,减少前处理药剂的消耗。
陶化原理:(1)酸的侵蚀使金属表面H+浓度降低:Fe-2e→Fe2+,2H++2e→2[H]
(2)纳米硅促进反应加速:[Si]:Zr O2+4[H]→[Zr]+2H2O
式中[Si]为纳米硅,[Zr]为还原产物,纳米硅为反应活化体,加快了反应(1)的速度,进一步导致金属表面H+浓度急剧下降,生产的[Zr]成为成膜晶核。
(3)锆酸根的两级离解:H2Zr F6-+H+→Zr F62-+2H+
由于表面的H+浓度急剧下降,导致锆酸根各级离解平衡向右移动,最终为Zr F62-。
(4)锆酸盐沉淀结晶成膜:当表面离解出的Zr F62-与溶解中的金属离子Fe2+达到溶度积常数Ksp时,就会形成锆酸盐沉淀。
锆酸盐沉淀与水分子一起形成成膜物质,以[Zr]为膜晶核不断堆积,晶核继续长大成为晶粒,无数个经理堆积形成转化膜。
硅烷化处理和陶化处理都可称之为无磷成膜处理,目前市场上还有其它方式的无磷成膜处理方法,这些新技术与硅烷化或陶化处理有很多相似之处,一般都含有微量甚至不含重金属和磷酸盐,不需要表调,可处理多种板材等,处理时间短,可以提高生产效率,在节能减排方面具有相当大的优势,无磷成膜技术必将成为未来钢铁表面化学转化膜的主要处理方式。
4 磷化工艺与无磷成膜工艺对比
5 结语
硅烷化和陶化等无磷成膜技术的应用,使钢铁表面化学转化膜技术发生了重大变革。尽管这些转化膜工艺尚未成熟,与磷化处理相比,在实际生产应用中还存在一些难度,但我们相信,随着技术的不断发展,在不久的将来,这些处理技术一定会逐步取代传统的磷化工艺,或者出现更为先进的处理工艺。
摘要：本文以钢铁涂装前处理为例,着重介绍了化学转化膜如磷化、硅烷化及陶化膜的工艺及发展概况,提出未来的发展方向。
关键词：化学转化膜,磷化,硅烷化,陶化
参考文献
化学法处理工艺 篇10
该企业采用生化MBR工艺, 通过厌氧+好氧+膜进行处理。但由于生产废水的COD值较高为30000～40000 mg/L左右, 工艺进水经过稀释至COD值2500mg/L左右时, 总出水COD值仍在400mg/L左右, 无法达到国家出水水质要求。因此需要对废水进行预处理[1], 提高废水的可生化性, 使MBR发挥更大的作用, 改善出水水质。
针对这一问题, 提出了曝气微电解-混凝/离心-催化电氧化工艺[2,3,4,5,6,7,8]进行预处理, 再与生化MBR工艺相结合, 可大大提高废水的处理效果。通过现场调试运行, 其废水可实现达标排放。
1 废水水质特性
1.1 废水水量
根据企业车间生产状况和发展要求, 生产废水水量为160m3/d。
1.2 废水水质
2 处理工艺
2.1 物化预处理
根据国内外对高浓度难生化废水处理的实际工程运行情况和现场中试试验, 在保留原有MBR工艺, 实现低的建设费用和运行成本, 达到最佳的出水效果的基础上, 对该废水采用曝气微电解-混凝离心-催化电氧化联合工艺进行预处理, 利用物化处理方式可有效降低废水的COD值, 并提高其可生化性。
曝气微电解作为物化工艺第一步, 其过程就是利用铁碳填料中Fe作为阳极C作为阴极发生的原电池反应、氢的还原作用和反应产物Fe2+和Fe3+的很好的絮凝作用等来分解去除废水中的有机物。该方法是一种自20世纪70年代就开始进行研究并已得到一些应用的废水处理方法[9]。
由于曝气微电解过程中COD的去除率和铁的消耗有一定的关系, 而本工程中的废水浓度比较高, 因此伴随着废水的处理过程产生了一定量的铁泥, 需要在曝气微电解之后和催化电氧化之前加入混凝离心的处理过程去除, 同时可以利用混凝离心的过程去除废水中部分有机物质, 降低COD值。
电化学氧化法处理废水中的有机污染物, 就是有机污染物在设备电极表面发生直接或间接氧化还原反应, 或者是在有Fe2+存在的酸性溶液中发生电Fenton反应, 最终生成H2O和CO2, 有机污染物得到去除。其机理是由于在反应过程中, 形成强氧化性的·OH基团, ·OH基团作为中间产物实现对污染物的深度氧化分解。
由于原水水质水量变化大, 而且根据工程要求, 该物化工艺废水进水COD稀释调节到20000 mg/L左右, 因此在工艺最前端设置均质调节池。调节池出水依次进入一级调酸配水池、一级曝气微电解反应器、二级调酸配水池、二级曝气微电解反应器、混凝调节缓冲池、离心机、电氧化一级配水池、一级电氧化反应器、电氧化二级配水池、二级电氧化反应器、生化缓冲池, 然后进入原有MBR工艺, 工艺流程如图1。
2.2 MBR生化
生化处理MBR工艺 (图2) , 通过一体式构筑物实现厌氧+好氧+膜处理废水的过程。MBR技术是一项新型高效的生物处理技术[10], 它用膜组件作为取代二沉池的泥水分离单元设备, 并与生物反应器组合构成一种新型的生物处理装置。膜分离技术与传统废水生物处理技术有机结合, 大大提高了固液分离效率, 并且由于曝气池中活性污泥浓度的增大和污泥中特效菌 (特别是优势菌群 ) 的出现, 提高了生化反应速率。同时, 通过降低 F/M比减少剩余污泥产生量 (甚至为零) , 从而基本解决了传统活性污泥法存在的许多突出问题。MBR工艺处理对象从生活污水扩展到高浓度有机废水和难降解工业废水, 已经得到了广泛的应用。
该废水处理最初应用MBR工艺, 并在系统中采用了自产超滤膜, 有效的减少了占地面积并降低了废水处理成本, 通过稀释进水取得了一定的处理效果, 但出水水质不达标。这主要是由于原水水质水量变化大, 可生化性差造成的。
通过曝气微电解-混凝/离心-催化电氧化的物化预处理工艺再配合该MBR工艺进行企业废水处理能够有效的避免水质变化和原水的弱生化性给MBR工艺产生的影响, 实现MBR工艺的处理作用。
3 主要构筑物和设备
(1) 均质调节池。
尺寸为16.0m×10.0m×3.2m, 水力停留时间3天, 调节容积480m3。池内设有鼓风曝气管路。
(2) 调酸配水池。
尺寸为3.2m×3.2m×1.5m, 水力停留时间2.0h, 调节废水pH至3～4。池内壁做防腐, 池内设有曝气管路用于调酸混合。
(3) 曝气微电解反应器。
尺寸为Ф2.0m×3.0m, 废水停留时间2.5h。进气量为0.7m3/h, 进水量为1.4 m3/h。设备连接管路上安装有电磁流量计。
(4) 混凝调节池。
有效容积25m3。由于微电解出水含铁量比较高, 所以需要对微电解出水进行pH调节然后离心去除, 才能进入电氧化反应器和生化反应器。在该处对pH的值调节至8～9。
(5) 离心机。
采用LW355-1460型卧式螺旋卸料沉降离心机, 将微电解出水中的铁泥从混合液中分离出来, 便于下一步处理。
(6) 电氧化配水池。
尺寸为3.2m×3.2m×1.5m, 水力停留时间2.0h。
(7) 催化电氧化设备。
尺寸为1.7m×1.25m×2.0m, 有效容积4m3, 废水停留时间2.0h。设备内部装有电极板和特制填料, 通过电源提供的直流电流发生电氧化作用。进气量为0.5m3/h, 进水量为1.1 m3/h。
(8) 生化缓冲池。
尺寸为16.0m×10.0m×3.2m, 用以混合来自电氧化设备产水、部分生活污水、部分低浓度的生产废水和部分雨水等, 将生化MBR进水COD降低到一定程度, 同时提高废水可生化性。
(9) MBR膜生物反应器。
尺寸为9.0m×3.0m×3.0m, 铁质反应器, 有效容积80 m3, 废水停留总时间为7d。反应器中好氧区和膜区设置有曝气管路。
4 设备运行
该工程于2008年动工改造, 2009年3月开始调试运行并经过一段时间的试运行, 取得了比较理想的运行效果, 处理后排水指标均满足国家要求。各单元运行情况见表2。 (经均质调节池稀释调节, 微电解进水COD值降为20000mg/L左右, 故表中部分数据与生产废水水质不同。表中数值取稳定运行时连续数据平均值。因为生化缓冲池内为电催化氧化产水和生活污水等的混合体, 部分测定结果与本研究无关, 故生化缓冲池中仅测定了COD值的变化。)
5 结果分析
从运行结果中可以看出, 在原水进水COD值为19500mg/L时, 物化处理过程COD去除达到81.1%, 有机物处理效率较高;B/C值由进水的0.2提高到0.5～0.6, 可生化性大大提高。物化处理出水经过生化缓冲池的调节后再经过MBR生化处理, 出水水质达标。
由此说明, 该企业废水直接通过MBR工艺处理是不可行的, 主要原因在于其原水的水质特点属于高浓度、难生化, 水质水量变化较大的化工废水。在单一的MBR工艺基础上, 增加曝气微电解-混凝/离心-催化电氧化工艺进行预处理, 可以有效降低有机物浓度, 提高废水可生化性, 水质水量变化幅度对预处理工艺的影响较小。改造后工艺的应用是可行的。
6 结 论
(1) 采用曝气微电解-混凝离心-催化电氧化联合工艺对该制膜废水进行预处理取得了理想的效果, 这说明该方法适合于对高浓度难生化废水的预处理。
(2) 微电解采用废铁屑、活性炭和固体催化剂等组合填料, 具有以废治废, 低成本高效率的优点, 大大提高了废水的可生化性, 为进一步电催化氧化过程降低了负荷。对于该设备产生的铁泥可以通过混凝离心分离后作为混凝剂材料再次回收利用。
(3) 电催化氧化对于废水的有机物浓度的降低, 可生化性的提高, 以及对强极性有机物和毒性物质的去除也起到了关键的作用, 在整个应用过程中效果良好。
(4) MBR工艺由其工艺特性和传统活性污泥法所不可替代的工艺优势在污水处理过程中也发挥了很大的作用, 适用于普通化工废水和生活生产废水以及经过物化预处理的特殊废水的处理, 具有比较广泛的应用前景。
(5) 制膜废水以其独特的水质特点对工业废水处理工艺提出了更高的要求, 从该研究中不难看出催化电氧化预处理与MBR生化联合工艺适合于处理高浓度难生化有机废水, 该工艺可作为整套处理系统应用于类似工业废水处理中。
摘要：针对某制膜企业废水COD值高, 可生化性差的水质特点, 在原有MBR (膜生物反应器) 生化处理的基础上, 增加曝气微电解-混凝/离心-催化电氧化对该制膜废水进行预处理, 提高废水的可生化性, 使通过MBR处理的废水达标排放。现场测定结果表明, 预处理设备运行效果良好, 整套系统处理出水COD<100mg/L、BOD<20mg/L、NH3-N<10 mg/L。催化电氧化预处理与MBR生化联合工艺在高浓度难生化有机废水处理方向上具有比较好的应用前景。
关键词：制膜废水,曝气微电解,混凝离心,催化电氧化,MBR
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印前陷印技术及其工艺处理 篇11
在实际生产中，影响套印精度的因素很多，如印刷设备自身的精度、开机过程中的机械振荡，承印物的变形，印版或承印物承受的印刷压力不一致，以及机台人员操作不规范等都会影响到印刷品的套印精度，导致不同色块在承印物上的印刷位置发生一定程度的偏移，从而露出第三色或承印物底色（如图1所示）。为了解决上述因套印不准产生的露色露底现象，技术人员在印前制作过程中必须进行相应的工艺处理来降低套印难度，其中，陷印技术就是实际印刷生产中一种行之有效的处理方法。
陷印俗称“补漏白”，又称“扩缩”，是指在印前制作过程中，利用电脑软件适当调整各色块的叠印范围，从而防止因套印不准露出第三色或承印物底色。接下来，笔者将对这一技术做具体阐述。
陷印工艺处理原则
不同颜色的印刷图文色相不同、明度不同、遮盖力也不同，陷印技术正是利用了以上特点，采用收缩或扩展印刷图文边缘轮廓的方法，使相邻印刷图文之间实现叠印，以弥补套印误差，避免露色露底现象的发生，提高印刷品的美观度。然而，在对印刷文件进行陷印工艺处理时，如何实现印刷图文适当的收缩或扩展是令印前技术人员颇为头疼的问题。一般情况下，陷印工艺处理应遵循如下原则。
1.扩浅不扩深
这里所说的“浅”与“深”是指印刷图文色相的深浅程度。从色相上来讲，同一种型号的油墨，其颜色由深至浅的顺序是：黑色（K）、青色（C）、品红色（M）、黄色（Y）、白色（W）。按照油墨色相的深浅顺序，在陷印工艺处理中，一般是将黄色印刷图文的边缘轮廓扩展到品红色印刷图文中，将品红色印刷图文的边缘轮廓扩展到青色印刷图文中，将青色印刷图文的边缘轮廓扩展到黑色印刷图文中。
2.扩细不扩粗
这里所说的“细”和“粗”包含两层意思，一是指印刷图文线条的粗细，二是指印刷图文印刷面积的
大小。在陷印工艺处理中，一般是将细线条印刷图文的边缘轮廓扩展到粗线条印刷图文中，或将小面积印刷图文的边缘轮廓扩展到大面积印刷
图文中。
3.扩后不扩前
这里所说的“前”和“后”是指印刷色序的前后顺序。按照印刷色序，一般是将第二色印刷图文的边缘轮廓扩展到第一色印刷图文中，将第三色印刷图文的边缘轮廓扩展到第二色印刷图文中。
4.深色浅网区域要反扩
“深色”是相对而言，比如品红色与黄色相比为深色，而与青色相比则为浅色。这里所说的“深色浅网”是指挂网在50%以下的网点面积。在陷印工艺处理中，一般将挂网在50%以上的印刷图文区域扩展到深色浅网区域。
5.相压变色色块少扩，相压不变色色块多扩
“相压变色”、“相压不变色”是指相邻色块叠印形成的合成色的色相，若其与两个相邻色块中的其中一个色块的色相相近，则称这一色块为“相压不变色色块”，另一色块则称为“相压变色色块”。比如，当专红色与黄色叠印时，若其合成色的色相与专红色的色相较为相近（如图2），则应将专红色色块（相压不变色色块）多扩展一些。特别注意的是，当大红色（M100Y100）与大绿色（C100Y100）叠印时，其合成色为黑色（C100M100Y100）（如图3），在这种情况下，大红色和大绿色两个色块之间会形成一道黑杠，对此，在陷印工艺处理中，应对这两个颜色的色块进行少扩处理。
陷印量的确定
很多印前技术人员在处理印刷文件时，虽然按照公司的工艺要求进行了陷印工艺处理，但是印出彩样后才发现，印刷图文的收缩或扩展超出了合理范围，导致印刷图文严重变形，影响印刷质量。可见，收缩量或扩展量（即陷印量）的大小对陷印效果至关重要，掌握印刷图文适当的陷印量是做好陷印工艺处理的前提条件。如果陷印量过小，就无法弥补由于套印不准造成的露色露底现象；如果陷印量过大，相邻色块的叠印边缘就会产生一道深色的轮廓线，影响印刷品的外观效果。
通常情况下，陷印量的大小应根据承印物的特性及印刷设备的套印精度而定。一般，胶印工艺的陷印量略小，而凹印和柔印工艺的陷印量略大。胶印工艺的陷印量可按0.5～2倍加网线数的线宽来计算，例如，如果胶印工艺的加网线数为150线/英寸（1英寸＝25.4毫米），则最小陷印量为：1/150×25.4×0.5=0.085（毫米）；最大陷印量为1/150×25.4×2=0.339（毫米），即陷印量范围为0.085～0.339毫米。表1为胶印工艺常用陷印量。
注意事项
在制作印刷文件时，色块之间是否需要进行陷印工艺处理，以及如何判断印刷品的最终陷印效果，都是陷印工艺处理中需要考虑的问题。在此，笔者以凹印工艺为例，提出几点在陷印工艺处理中应该注意的问题。
由于凹印产品的套印精度易受凹版、凹印设备、承印物等因素的影响，因此凹印工艺的陷印量较大，一般为0.2～0.3毫米。因此，对凹版制版过程中的陷印工艺处理有如下
规定。
(1)使用陷印工艺的前提条件是色块的印刷图文面积远大于陷印量，以保证印刷图文的边缘轮廓收缩或扩展后，印刷效果不受影响。如对于一些面积较小的印刷图文，如果采用0.2毫米或0.3毫米的陷印量会导致印刷图文变形，在这种情况下，可选择0.15毫米的陷印量。如果印刷图文存在特别细小的文字线条，其本身已不符合凹印工艺套印的要求，因此可选择0.05～0.1毫米的陷印量，保证印刷不露底即可。
(2)凡是需要套印的两个色块，相压变色色块的陷印量均为0.2毫米，相压不变色色块的陷印量均为0.3毫米。
(3)有些印前制作软件自带陷印功能，但是受其程序设置的影响，印刷品往往出现多色或加色现象，导致印刷品须重新返工。所以，利用自带陷印功能的印前制作软件进行陷印工艺处理时，设计人员必须通过比对原稿，在电脑屏幕上仔细、严谨地检查合成文件和分色文件。
化学法处理工艺 篇12
关键词：镁合金,化学镀镍,前处理,活化,形貌
0 前 言
镁合金具有密度小、比强度高,铸造性能、阻尼性能、电磁屏蔽性能优良及可回收等特点,并广泛应用于航空航天、交通工具、光学仪器、电子通讯、计算机等行业。但镁合金化学性质活泼,易与空气中的氧反应,且在潮湿大气、含硫气氛、海水及其他含Cl-的介质中腐蚀严重,极大地限制了镁合金的发展及应用[1,2,3,4,5]。因此,通过表面处理的方法提高镁合金的耐蚀性颇为重要,其中,镁合金表面化学镀镍不但可提高耐腐蚀性能,还可提高耐磨性,有着非常广阔的应用前景[6,7]。镁合金化学镀镍工艺主要有两种:传统的DOW和直接化学镀镍。前者要经过浸锌和氰化镀铜打底后再镀镍,工艺复杂且对环境危害大;而后者是近年来研究发展的方向[8]。目前大都是采用铬酸酸洗,再经高浓度HF活化,最后化学镀镍[9]。此工艺的缺点是生产时会产生大量污染环境的Cr6+,因而,在镁合金表面直接进行化学镀镍仍然比较困难,尤其是需要特殊的前处理工艺。针对目前存在的问题,本工作研究了不同的前处理工艺对AZ91D镁合金表面化学镀镍的影响,以筛选出更适合于AZ91D镁合金表面直接化学镀镍的前处理工艺。
1 试 验
1.1 试验材料
材料采用铸造镁合金AZ91D,其化学成分(质量分数)为:8.50%～9.50% Al、0.45%～0.90% Zn、0.17%～0.40% Mn,主要杂质元素(质量分数):≤0.004%Fe、≤0.050%Si、≤0.025%Cu、≤0.001%Ni、其他金属杂质每种≤0.010%,余量为Mg。
1.2 前处理工艺及化学镀镍工艺
化学镀镍工艺的流程为:碱性脱脂→酸洗→碱洗→活化→化学镀镍(各步后水洗)。碱性脱脂:40 g/L NaOH、20 g/L Na2CO3 、30 g/L Na3PO4 、3 mL/L OP - 10、60～70 ℃、8～10 min。酸洗:(1)125 g/L CrO3、110 mL/L HNO3(68%)、室温、40～60 s;(2)200 mL/L H3PO4(85%) 、1 g/L 钼酸钠、40～45 ℃、时间≤1 min。碱洗:80 g/L Na4P2O7、20 g/L Na2CO3、30 g/L NaNO3 、70～80 ℃、 8～10 min。活化:(1) 380 mL/L HF(40%)、室温,5～10 min;(2)50～150 g/L K4P2O7、30～40 g/L Na2CO3、4～8 g/L NaF、60～90 ℃、5～20 min;(3)150～200 g/L H3PO4(85%)、80～100 g/L NH4HF2、室温、1～3 min;(4)130～160 mL/L 含少量HF的活化液、室温、5～10 min。
化学镀镍溶液主要组成及工艺条件:10 g/L NiCO3·2Ni(OH)2·4H2O、23 g/L NaH2PO2、8 g/L NH4HF2、30 mL/L NH3·H2O、 pH=6.5～6.0、83～85 ℃、1.0～1.5 h。
1.3 试验方法
采用OLYMUS - BX51M型金相显微镜观察金相组织;用GSM - 530型电子显微镜和附带的LINK ISIS能谱分析仪观察试样的表面形貌,并进行表面成分分析;通过HXZ - 1000型显微硬度计测试镀层的硬度;采用划格试验法测试镀层结合力;在FY - 06E型盐雾试验箱中对镀层进行中性盐雾试验,测其耐蚀性;通过D/MAX 2200PC自动X射线衍射仪对镀层进行物相分析。
2 结果与讨论
2.1 前处理工艺对化学镀镍层的影响
AZ91D镁合金组织中存在着α相(Mg)和β相(Mg17Al12),导致了化学镀镍前处理的特殊性。而前处理液的成分、浓度、温度、时间等的不同导致处理后不同的表面状态,并直接关系到化学镀镍层的质量[10]。
2.1.1 酸洗(1)活化(1)后的镁合金形貌
图1a～图1c分别为AZ91D镁合金经酸洗(1)、经酸洗(1)+活化(1)以及酸洗(1)+活化(1)+化学镀镍后的表面形貌。
由图1a可知,镁合金经酸洗(1)即铬酸酸洗后表面呈凹凸丝状。这是由于AZ91D镁合金基体中的α相的电极电位为-1.73 V, β相的电极电位为-1.00 V[11,12],在铬酸溶液中可能会发生选择性腐蚀,即α相腐蚀较快, β相腐蚀缓慢。同时,α相和β相之间也会形成腐蚀电池,所以镁合金表面的α相逐渐被腐蚀成深坑,β相则会相应凸出于α相。对酸洗后表面(图1a)上的“黑点”(A)和“白点”(B)及活化后表面(图1b)上的“黑点”(C)和“白点”(D)进行EDS分析,结果见表1。
注:—表示元素含量极低,超出仪器检测限。
由表1可知,酸洗(1)后的表面由Mg、Al、Cr、O及少量Zn元素构成。B处Al含量明显高于A处,所以B处可能是腐蚀缓慢的β相, A处则为腐蚀较深的α相。当镁合金经活化(1)即高浓度的HF活化时,镁合金表面生成不溶性的氟化膜[13],并含有一定量的氧元素。由此可推知,此氟化膜并不致密,而是夹杂部分氧化物(如MgO)的MgF2、AlF3膜。比较活化后D处和C处元素含量发现,活化后C处的Mg、F元素稍高于D处。主要原因可能是在酸洗过程中腐蚀严重的A点处露出了较多的Mg,活化时与HF反应会更充分,得到的氟化膜也更致密。另外,由于β相不是Mg和Al简单的结合,酸洗过程中腐蚀较轻而呈“凸”状,与HF反应生成的氟化膜难以达到均匀,还可能会由于应力不均而产生微裂纹,在裂纹处被空气氧化为少量MgO和Al2O3,整体表面呈不均匀的颗粒状(见图1b)。
化学镀镍时,由于活化后的表面凹凸不平,凸起地方的MgO率先溶解并露出基体Mg,从而发生置换反应并沉积出有催化活性的Ni粒子,Ni粒子逐渐长大成凸起的胞状颗粒,然后再逐渐生长并扩展,得到的依然是凹凸不平的镀层(见图1c)。由此可见,要获得平整的镀镍层首先必须要获得一个均匀的酸洗表面和活化表面。
2.1.2 酸洗(2)活化(1)后的镁合金形貌
图2a～图2c分别为AZ91D镁合金经酸洗(2)、酸洗(2)+活化(1)以及酸洗(2)+活化(1)+化学镀镍后的表面形貌。
经酸洗(2)后的表面呈黑色(图2a),几乎全是附着的酸洗灰。通过碱洗可把这些灰完全除去,裸露出新鲜的Mg,再经活化(1)活化后得到了鳞片状的氟化膜。鳞片之间有缝隙(图2b),但表面要比图1b平整。由此得知,酸洗(2)没有对镁合金造成过腐蚀。活化后的表面经EDS分析仍有少量的O元素,所以活化后的表面仍然是夹杂氧化物的氟化膜。经酸洗(2)、活化(1)后的化学镀镍层表面(图2c)要比经酸洗(1)、活化(1)后的化学镀镍层表面(图2a)更平整。试验发现,经活化(1)后的镁合金在镀液中需经一定时间后才发生沉积反应,其原因是碱洗后的新鲜Mg基体经活化生成了较厚的氟化膜,其中的氧化物要比经酸洗(1)、活化(1)处理后的少。因此,在镀液中活性中心粒子出现迟缓。如果缩短活化时间,相同条件下得到的氟化膜较薄,Mg基体在镀液中会发生腐蚀而鼓泡,使结合力变差。因此,采用酸洗(2)处理的试样比较平整,但HF活化时间要适当控制。
2.1.3 酸洗(2)活化(2)后镁合金的形貌
图3a和图3b分别是镁合金经酸洗(2)+活化(2)及酸洗(2)+活化(2)+化学镀镍后的表面形貌。
从图3a可以看出,镁合金经活化(2),即焦磷酸盐碱性活化液处理后,表面生成了开裂的块状物,且有不少坑,这与活化(1)处理后的表面形貌(图1b、图2b)明显不同。对酸洗(2)+活化(2)后的表面、“块”(E)和“坑”(F)进行EDS分析,结果见表2。
由表2可知,活化(2)后的表面含元素P,由P、O原子百分比分别计算出面、E点、F点上的P、O原子个数比为1.0 ∶6.4、1.0 ∶7.0、1.0 ∶14.0,这三个比值都大于2 ∶7(P2Oundefined的原子个数比)和1.0 ∶4.0(POundefined的原子个数比),表明活化(2)后的表面除了有P的含氧酸盐外,还含有Mg、Al、Zn的氧化物,且占大多数。由此推知,此活化液主要是焦磷酸盐参与了反应,氟化物只是抑制Mg的腐蚀,因而活化后其表面含F很少,含O很多,这种膜对Mg基体不能提供良好的保护,从而使其在镀液中遭到严重的腐蚀。
2.1.4 酸洗(2)活化(3)后的镁合金形貌
图4a和图4b分别是镁合金经酸洗(2)+活化(3)后和经酸洗(2)+活化(3)及化学镀镍后的表面形貌。
从图4a可看出,镁合金经活化(3),即磷酸 - 氟化氢铵溶液活化后,其表面呈不均匀颗粒状,不同于活化(1)和活化(2)处理后的表面。从图4b可看出,经酸洗(2)、活化(3)及化学镀镍后表面凹凸明显。其主要原因是活化液中的磷酸对Mg基体腐蚀严重,而氟化氢铵与Mg、Al反应只生成少量的氟化物,起腐蚀抑制作用,但难以形成均匀致密的氟化膜来避免Mg基体在镀液中的腐蚀。
2.1.5 酸洗(2)活化(4)后的镁合金表面形貌
图5a和图5b是镁合金经酸洗(2)+活化(4)后的表面形貌和经酸洗(2)+活化(4)及化学镀镍后的表面形貌。
由图5a可看出,镁合金经酸洗(2)及活化(4)后的表面呈颗粒状,这与活化(1)后的表面结构近似,但要比(1)的更均匀。从图5b可看出,镁合金经酸洗(2)+活化(4)及化学镀镍后镀层表面的胞状颗粒大小要比图1c、图2c、图3b和图4b中的均匀,且相互结合更加紧密,因而镀层十分平整光亮,无孔隙。这主要是酸洗时Mg基体没有遭到严重的腐蚀,碱洗过程中溶液不与基体的α相反应而与β相的Al反应,使Mg基体表面得到拉平,再加上适当的活化而获得一层比较均匀的氟化膜。对其表面进行EDS分析,结果见表3。
由表3可知,不同位置处的O含量趋于一致,且比活化(1)(HF)处理后的表面O含量高,而比分别经活化(2)、活化(3)处理后的表面O含量低很多,F的含量较高。此外,经酸性(2)+活化(4)处理后的表面含氧化物较少,所以氟化膜更致密,足以保护基体在镀液中免遭腐蚀。
综上分析可知,镁合金经酸洗(2)、活化(4)后得到的活化表面最均匀,由此获得的镍镀层较理想。
2.2 化学镀镍层的性能
对镀镍层进行X射线衍射分析,结果见图6。由图6可见,镀镍层的衍射曲线上没有十分尖锐的衍射峰,仅在2θ=45°附近出现一个较大的馒头峰,表明镀镍层呈非晶态结构。由于非晶态原子排列长程无序,不存在晶界,具有各向同性结构,因而不会产生晶界导致的腐蚀,可大大减少腐蚀几率[14,15]。
对镀镍层的硬度进行测试,其平均硬度值为300 HV。用划刀对镀镍层的结合力进行划格试验,结果表明结合力良好。镀镍层的耐蚀性采用盐雾法进行测试,耐蚀时间达96 h。
3 结 论
(1)目前采用的铬酸酸洗直接化学镀镍工艺对镁合金腐蚀较严重,且具选择性,易造成表面凸凹不平,用HF活化后经化学镀镍得到的镀层不平整,而使用酸洗(2)处理后的表面则比较均匀平整,经HF活化和化学镀镍后得到的镀层有明显改善。
(2)经酸洗(2)、碱洗和不同的活化工艺后,通过化学镀镍的结果比较表明,在酸洗(2)缓和处理的基础上,通过碱洗使基体表面得到拉平,再经过合适的活化工艺(4),获得的镀层表面状况、结构及性能均比较理想。