含氟含铬废水及含铬废渣的综合处理处置研究

随着工业的迅速发展，工业废水废渣对环境造成的污染日趋广泛和严重，威胁人类的健康和安全。由于行业类型繁多、生产工艺过程各不相同，工业废水具有污染物种类繁多、水质波动幅度大、污染物毒性强、排放量大等特点。因此，工业废水处理方法因废水类型和污染物种类不同而不尽相同，需要根据不同的水质确定最合适的工艺流程，以便得到最佳的处理效果。而工业废水处理过程中所产生的污泥成分复杂，处理难度极大，若得不到妥善处理，难免会对环境造成二次污染。因此，工业污泥的无害化、减量化、资源化，已受到广泛的关注。本文针对某工业园区所产生的含氟废水、含铬废水及含铬废渣处理过程中存在的实际问题进行针对性研究，提出可行的技术解决方案。 针对现有钙盐混凝沉淀除氟工艺存在的处理效果不理想、石灰用量大以及污泥量大的问题，对钙盐混凝沉淀法除氟机理和工艺参数进行理论分析和实验室小试研究。水溶液中溶解性的氟离子浓度与溶液的pH值和Ca2+的浓度有关，钙盐混凝沉淀法处理含氟废水出水氟离子浓度高于理论计算值的主要原因是受石灰溶解度的限制以及共存阴阳离子的影响。利用加载絮凝工艺处理含氟废水进行中试研究，将沉淀的污泥进行部分回流作为絮凝载体，显著的提高了除氟效果，出水氟离子浓度随污泥回流比的增加而降低。将三氯化铁混凝剂和聚丙烯酰胺PAM助凝剂联合使用，能够显著提高对CaF2颗粒的混凝效果，三氯化铁最佳投量范围0.10～0.20mmol/L，混凝过程中pH值最佳范围为8.0～8.5，PAM最佳投量范围为1～3mg/L。最佳工艺参数下进行运行试验，加载絮凝工艺对氟和浊度的去除率分别为96.31%、98.00%。 化学还原沉淀法是含铬废水的常用处理工艺，对比考察了亚铁Fe（II）和亚硫酸盐S（IV）对六价铬Cr（VI）的氧化还原动力学，pH对氧化还原反应速率的影响，主要归因于对反应物和生成物的存在形态及氧化还原电位的影响，不同pH值下，不同形态的Cr（VI）和还原剂反应生成与pH值对应的生成物。Fe（II）还原Cr（VI）反应速率方程：-d[Cr（VI）]/dt=kobs[Cr（VI）][Fe（II）]，其中表观速率常数lgkobs为pH值的二次函数，满足lgkobs=6.61-3.38pH+0.43pH2（1.525%，当铬渣掺量小于35%时，固化试件抗压强度较高且毒性浸出浓度非常低。铬渣掺量应控制在35%以内。利用Fe（II）湿法还原和Ca（OH）2/矿渣体系稳定固定化铬渣，经过Fe（II）还原后固化体固化效果显著提高，毒性浸出实验总铬浓度较单纯固定时大幅降低，六价铬均未检出。 利用实验优化参数对工业园区废水处理工艺进行改造，改造后运行稳定，处理效果远优于原有常规处理工艺，总排放口各主要污染物指标均满足《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准，而且废水处理污泥产量大幅度降低，平均污泥产率比改造前常规工艺降低了39.6%，每吨废水处理运行成本降低了0.71元。最后，对工业园区废渣及污泥处理提出了可行的技术方案，采用稳定固定化方法处理具有良好的环保效益和经济效益。