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玻璃行業生產廢水處理方案

文章出處:未知 人氣:發表時間:2017-09-14

玻璃工廠中廢水的來源較多、很多工序都有廢水排出,主要有冷卻水、各生產過程中產生的廢水以及衝洗水等,具體為:

⑴設備與玻璃液冷卻水包括冷卻循環水、含汙冷卻水。冷卻循環水指熔窯池壁水包和水管冷卻水、玻璃液冷卻水、成形機及其他設備冷卻水。此類水使用後水質不起變化,主要是水溫升高,屬於熱汙染,經冷卻後可循環使用。至於含汙冷卻水是指冷卻設備時,同時帶來一些汙染物,主要是油類汙染,如成形時模具的冷卻水。如汙染物很少,可不經處理循環使用,如汙染物較多,需經處理後再循環使用。玻璃液冷卻水,是直接與玻璃液接觸的冷卻水,包括池窯放料、供料機放料、坩堝窯挖料、釉料淬冷等所用冷卻水。一般鈉鈣玻璃淬冷時,溶於水中的成分很少,而含鉛、鎘、磷等化學穩定性差的玻璃,水淬時有鉛、鎘、磷等成分溶出,需檢測汙染物含量,如含量超標,需進行處理後再循環使用。設備冷卻水用量較大,以平板玻璃廠為例,占總用水量的70%~80%。在冷卻過程中有一部分排放,還有一部分消耗,需補充新水,新水約占工廠總用水量的20%~30%。

⑵原料加工處理中的廢水包括石英原料擦洗、浮選及化學除鐵所產生的廢水,一般含有泥砂以及因用浮選劑不同而有酸、氟、有機物等汙染物;矽石濕法粉碎所產生的含細砂、汙泥的廢水;碎玻璃回收清洗所產生的含有浮懸物、汙泥、有機物等廢水。

⑶燃料及其加工處理中的廢水指燃料本身含有的水分以及燃料氣化過程中所產生的廢水。如熔窯以重油為燃料時,重油在裝卸、輸送、儲存過程中所排放的2%左右水分,其中含有石油類汙染物;又如用發生爐煤氣為燃料時,在氣化過程中的瀝濾水含有煤粉和浮懸物,發生爐灰盤水封水和洗滌煤氣的洗滌水含有懸浮物、煤焦油、酚、硫化物和少量氰化物,熔窯煤氣交換器的水封水也含有上述汙染物。油站廢水含油量在600~6000mg/l。

⑷玻璃深加工過程中的廢水包括玻璃原片或坯體清洗所產生的含灰塵、油汙和洗滌劑的廢水;玻璃研磨、拋光與刻花所產生的含玻璃粉末、研磨劑和拋光劑的廢水;玻璃切割、鑽孔產生的含玻璃粉、磨料、冷卻液的廢水,化學鍍銀產生的硝酸銀與氨水反應物的廢水;熱噴塗所產生的含有金屬鹽類及酸的廢水;化學鋼化產生的含硝酸鹽的廢水;化學蝕刻、化學拋光與蒙砂所產生的含氟與酸的廢水。

⑸地麵與設備衝洗水根據車間各工段生產情況與不同類型、不同用途的設備衝洗時廢水中含有不同的汙染物,如原料車間的含矽質粉塵、各種礦物粉塵、含鉛粉塵;熔製車間汙水含有配合料粉塵、含鉛粉塵、耐火泥、磚屑、玻璃粉末等;成形車間汙水含有玻璃粉末、油汙等;加工車間則根據加工工藝不同而含有不同組成汙物,如溫度計、高壓汞燈車間衝洗廢水中含有汞,色釉車間衝洗水含有鉛、鎘等汙染物。

⑹其他廢水包括金屬加工所排放含油類、乳化液的金屬屑末的廢水,濕法通風、除塵、降溫排放的含原料粉塵、泥砂的廢水,以及鍋爐房廢水。

廢水中的汙染物及其排放標準

玻璃工廠廢水汙染物種類比較多,通常分為:

⑴固體汙染物指廢水中含有的懸浮態、膠態和溶解態汙染物,通常用懸浮物和濁度兩個指標表示。
懸浮態指直徑大於100nm的顆粒,如各種礦物原料、耐火泥、磨料、磚屑、玻璃粉等,可造成水質的明顯渾濁。膠態指直徑1~100nm的顆粒雜質,如汙泥、有機懸浮物等,這些也能導致水質渾濁。溶解態指粒徑1nm以下的低分子或離子,如有機酸、有機堿及Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Al3+等陽離子和Cl-、HCO-3、SO42-等陰離子。一般將能透過3~10μm濾膜的稱為溶解固體(DS),不能透過稱為懸浮固體或懸浮物(SS),兩者合稱為總固體(TS)。濁度以1L水中含有1mgSiO2為一個標準濁度,簡稱1度,度數愈高愈渾濁。色度以水顏色深淺表示。固體汙染物造成水質渾濁和水的色澤改變,並易阻塞排水管道,淤積河道,危害水生物繁殖,影響漁業生產;也可沉積在農田中影響農作物生成。

⑵需氧汙染物指廢水中含有碳水化合物、蛋白質、氨基酸、脂肪等天然有機物,可生物降解的人工合成有機物以及無機物Fe2+、S2-、CN-等,在一般情況下,需氧物即指有機物。由於有機汙染物的種類非常多,很難將其區分與定量,一般采用生化需氧量(BOD)和化學需氧量(COD)來表示。BOD指有氧條件下,由於微生物活動,降解有機物所需氧量。COD指在酸性條件下,用強氧化劑將有機化合物氧化成CO2、H2O所消耗的氧量。通常將有機汙染物排放濃度以BOD、COD值來表示。有機汙染物消耗水中溶解氧,危害魚類生存。汙染嚴重時,水體完全缺氧,有機汙染物還可能厭氧分解,形成硫化氫、甲烷等氣體,水體發黑、發混,產生惡臭,並可使動植物死亡。

⑶油類汙染物指廢水中含有各種燃油、潤滑油、冷卻油,當水中含油0.01~0.1mg/l時,即影響魚類和水生生物生存,含油0.3~0.5mg/l時,就會有石油氣味,不能食用。含油較多時,在水麵上形成油膜,導致水中缺氧;油膜還能附著在魚鰓上,這些情況均可致魚類死亡。含油廢水還影響水禽、水陸兩棲動物的生存以及水稻、蔬菜等農作物的生長。

⑷有毒汙染物指廢水中含各種無機化學毒物,如鉛、鎘、汞、鉻、鎳等;有機化學毒物,如酚、苯、硝基物、合成洗滌劑以及放射性物質等等。這些有害物質毒性是眾所周知的,如含汞廢水在日本造成水俁病,造成重大喪亡。

⑸生物汙染物指廢水中含有的致病微生物,如病毒、寄生蟲卵等。

⑹酸、堿汙染物指廢水中含有的酸性與堿性汙染物,除對人體、動植物生長有影響外,還腐蝕管道和建築物,使土壤酸化和堿化。

⑺營養物質汙染物指廢水中含有的富氮、磷等汙染物,當水中氮的濃度大於0.2mg/l,磷的濃度大於0.02mg/l,引起水體富營養化,使藻類浮遊生物迅速而大量繁殖,造成水中溶解氧降低,水質惡化,魚類及其他水生生物死亡。

⑻熱汙染 指廢水的溫度較高,引起水中溶解氧降低,從而影響水生生物生長,甚至死亡。此外廢水中還有一些引起人類感官不愉快的汙染物,如渾濁、惡臭、異味、泡沫和不正常的顏色等。汙水的排放有一般標準和行業標準兩種。玻璃工業無行業標準,可根據國家標準GB8978-1996《汙水綜合排放標準》,將汙染物分為兩類,第1類汙染物能在動植物體內積蓄,對人類健康產生長遠影響,第2類汙染物的影響小於第1類。此兩種汙染物最高允許排放濃度見下圖。

標準的分級是按照汙水排放的地域而區分,詳情可查閱GB3838、GB3097以及GB3544-92。

廢水汙染治理的措施和粉塵、廢氣汙染治理措施相似,廢水汙染也是從兩個大方麵進行治理:

⑴改進生產工藝,減少廢水的產生量和減少廢水中汙染物。如矽砂的浮選,不用氫氟酸改用氮烷基丙撐二胺等新型浮選劑,除pH值為2.7外,其他指標均符合排放標準。窯爐用天然氣、液化石油氣或電加熱,基本上沒有廢水產生;采用熱煤氣也比洗滌煤氣減少含酚廢水產生。

⑵對廢水進行處理,減少汙染物和汙染物的危害,盡可能回收利用。汙水處理通常分為:一級處理、二級處理和三級處理。

①一級處理 主要是去除水中的懸浮固體和漂浮物,同時通過中和與均衡等預處理,對廢水進行調節。如達到排放標準,即排放,達不到排放標準,則進行二級處理。常用物理、化學和物理化學的處理方法,包括過濾、中和、沉澱、漂浮分離,通過一級處理,廢水中的BOD去除僅為30%左右。
②二級處理 主要去除廢水中呈膠體和溶解狀態的有機汙染物,常用方法為物理、化學與生物處理,包括中和、氧化還原、凝聚沉澱、漂浮分離,濃縮吸附、過濾以及生物還原、生物氧化等。通過二級處理BOD去除率可達90%以上,大部分處理水可以達標排放。
③三級處理在一、二級處理基礎上,對難降解的有機物和有毒物質進行專門處理。

玻璃工廠廢水專項汙染物處理方法如下:

⑴含固體懸浮物廢水指含有粉塵、泥砂、玻璃粉末等易沉澱的浮懸廢水,一般采用自然沉降法,然後再過濾或離心脫水,根據濾液的清潔程度,部分外排,部分回收利用。沉澱物可以回收利用,也可作廢渣處理。為了加速懸浮物沉澱,可以加入凝聚劑,如硫酸鈣、氯化鈣、硫酸鋁等。

⑵含油廢水指含重油、汽油、煤油、柴油、潤滑油、乳化油等的廢水,不同國家玻璃容器工廠廢水中含油脂量有所差異,低的為15~5mg/l,高的分50~100mg/l,平板玻璃廠廢水中含油脂量為12~15mg/l,而風擋玻璃廠,廢水中油脂濃度高達1700mg/l。含油廢水首先通過格柵除去粗大雜物,再通過沉澱池將泥砂沉澱,然後通過隔油池除去浮油,最後通過油水分離器進一步除油,經此處理的風擋玻璃廠油脂濃度可降至10mg/l,已基本達到排放要求。如在油水分離器後再加一氣浮裝置,在油水中通入空氣,產生大量微小氣泡,油汙附著其上,上浮到水的表麵,從而與水分離,此裝置不僅可除去表麵油汙,而且可除去廢水中乳化油,采用此處理後,汙水中含油量可降到1mg/l以下。如可溶性有機物多,還需進行生物治理後再排放。至於含油泥則用焚燒處理。

⑶含酚廢水指包括單元酚(如苯酚)和多元酚,還包括鄰位、間位和對位被取代的酚化合物的總稱,並以酚類的含量來表示其濃度。以玻璃纖維廠為例,廢水中含酚達40~400mg/l,平板玻璃廠洗滌煤氣的廢水含浮懸物及油類為10~200mg/l,酚為150~250mg/l,氰化物為5mg/l,COD43.2mg/l。通常采用生化技術處理含酚廢水,廢水先經沉澱去除浮懸物後再送到曝氣淨化池,使水與空氣充分接觸,從而使好氣細菌(主要是杆菌和球菌)分解酚類,進行淨化,用此法處理後,廢水中含酚量可降至0.5mg/l以下,達到排放要求。

⑷含酸、堿廢水 單純含酸、堿的汙水,如化學分析產生廢水,在數量少、濃度低時,稀釋後即可排放。濃度高時,用中和法處理。玻璃製品化學加工產生的廢水,不僅呈酸性或堿性,而且含鉛、氟等,因此不能簡單采用中和法,而是需按含鉛、氟的廢水處理。

⑸含鉛廢水 根據玻璃工廠配合料中含鉛的不同而廢水中含鉛各異,配合料鉛含量少的工廠,一般廢水中含鉛量為0.43~100mg/l;電視顯象管廠廢水中含鉛量達380~400mg/l,而且由於屏和管錐部分需要低熔玻璃封接,在回收封接料時,產生含鉛和氟的酸性廢水,廢水中含鉛量達400mg/l。含鉛廢水處理方法有沉澱法、混凝法、吸附法、離子交換法。國內某玻璃廠對高鉛玻璃廢水采用聚氯化鋁進行處理,聚氯化鋁又名堿式氯化鋁,化學式為[Al(OH)nCl6-n]m,其中n=1~5,m=1~10,具有較大的分子量和架橋結構,有較強的吸附性能,在汙水中發生水解,水解過程中伴隨著電化學、凝聚、吸附、沉澱等物理、化學過程,從而達到除鉛目的。鉛玻璃廠汙水含鉛232~515mg/l,pH為6~8,在混凝沉澱池內,加入聚氯化鋁,並進行攪拌,然後用氯綸纖維過濾,處理後水中含鉛量5mg/l以下,達到排放標準。

⑹含氟廢水 生產不同品種的玻璃,廢水中含氟量也有顯著差異,壓製和吹製玻璃工廠排出的廢水中氟化物含量範圍為194~1980mg/l,其中上限為采用化學拋光和蒙砂工藝所產生的。電視顯象管廠廢水中氟化物平均濃度為143mg/l,而乳濁玻璃製造中由於采用含氟原料和氫氟酸蒙砂,廢水中氟化物濃度高達2800mg/l。含氟廢水可采用硫酸鉀鋁(明礬)沉澱法、石灰沉澱法、吸附法(包括沸石離子交換法、羥基磷灰石吸附法、礬土吸附法)等。其中石灰沉澱法是沉澱高濃度氟離子的經典技術。

乳白燈泡廠產生的高濃度的含氟廢水,用高鈣石灰進行一級處理,水中氟化物仍達29mg/l,還高於排放標準,再通過礬土接觸床進行二次吸附,氟化物濃度能降至2mg/l,可以排放。器皿玻璃廠的含氟廢水,加入含CaO為30%~40%的過飽和石灰水,再經壓縮空氣攪拌,中和後送入沉澱池,排出水中的氟化物僅為1mg/l,硫酸鹽在300mg/l以下。

⑺含有機物汙水 可采用空氣氧化、臭氧氧化以除去汙水中有機物和還原性物質。空氣氧化是在氧化塔中吹入空氣以氧化硫化氫、硫醇以及硫的鈉鹽和銨鹽,為了提高效率,有時還加入催化劑。臭氧在水中分解很快,能與廢水中大多數有機物及微生物迅速作用,對除臭、脫色、殺菌以及除酚、氰、鐵、錳,降低COD和BOD有顯著效果,剩餘臭氧容易分解為氧,一般不產生二次汙染,比較適合於三級處理

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