在混凝土搅拌车、泵车及搅拌机冲洗时,会形成大量的污水,据相关资料统计显示,一个年生产量20万立方的的混凝土企业每天产生的废水可达30m3。这些废水不仅碱性强,直接排出去将会造成土壤碱性化和污染水资源,还夹杂着砂、石和未水化完全的胶凝材料,若不加以处理,则既浪费了资源,又会堵塞各种市政设施、使河流被污染,这些都严重危害着社会环境。在JGJ/T328-2014《预拌混凝土绿色生产及管理技术》中把“废水处理系统”和“废水利用”作为绿色生产星级评价的得分项。针对这些情况,必须处理回收这些废水,并将其代替混凝土生产用水,在确保混凝土质量的基础上,还能净化搅拌站的环境卫生,保护生态环境,节约水资源,带来一定的经济效益,真正实现废水、废渣的”零排放”。
2、混凝土搅拌站排出废水的基本性质
搅拌站在生产完混凝土后,一般将自来水用于冲洗搅拌设备及搅拌车车辆洗涤,产生的废水中不仅含有未完全水化的水泥、没有水化的掺合料、黏土、细沙等颗粒固体,还含有很多水化离子,比如Ca2+、OH等。在一定程度上,固含量由冲水量与处理设施来决定,离子浓度受混凝土设计配比所影响,而废水性质会受残留外加剂影响。在测试废水时,测试指标主要为固含量,相关研究显示,废水的固含量与其酸碱度没有关系,而当延长放置时间时,各种废水颗粒将会继续水化,而改变离子浓度。而在利用废水时,废水离子则会影响胶凝材料的水化,造成混凝土的凝结时间缩短。
3、目前状况
现阶段,大部分搅拌站处理废水的系统中,通过砂石分离设备过滤以分离砂、石,废水再进行分离与沉淀。在沉淀废水时,往往会经过多个沉淀池,废水多次沉淀其中的固态颗粒后,可以获得较理想的沉淀效果。但占地面积大,且废水和废渣均没有被利用
3.5 N,N-二甲基对苯二胺溶液
称取2gN,N-二甲基对苯二胺盐酸盐溶于200mL水中,缓缓加入200mL浓硫酸,冷却后用水稀释至1000mL,摇匀。
3.6 硫酸铁铵溶液
称取25g硫酸铁铵溶于含有5mL浓硫酸的水中,用水稀释至250mL,摇匀。溶液如出现不溶物或浑浊,应过滤后使用。
3.7 磷酸溶液:1+1
3.8 抗氧化剂溶液
称取2g抗坏血栓0.1g乙二胺四乙酸二钠和0.5g氢氧化钠溶于100mL水中,摇匀并贮存在棕色瓶内。本溶液应在使用当天配制。
3.9 乙酸锌-乙酸钠溶液
称取50g乙酸锌和12.5g乙酸钠溶于1000mL水中,摇匀。
3.10 硫酸溶液:1+5
3.11 氢氧化钠溶液,4g/100mL
称取4g氢氧化钠溶于100mL水中,摇匀。
3.12 硫化钠标准使用液
10.00mg/mL
4、样品的采集和保存
随着经济的持续发展和人口的不断增长,排放到水体中的污水量越来越多,水污染所造成的环境问题越来越被人们所关注。
焦化废水是炼焦、煤气在高温干馏、净化及及化工产品的精制过程,产生含有挥发酚、多环芳烃及氧、硫、氮等杂环化合物的工业废水,是一种高CODcr、高氨氮、高酚值、且很难处理的一种工业有机废水。污染物种类繁多,其中不少属于有致癌致突作用的生物活性物质出水COD常常很难达到国家排放标准,寻求效果好且成本低的深度处理方法具有积极意义。
一、焦化废水的产生
炼焦及化产品回收后产生的含高浓度氨氮的焦化废水(如剩余氨水)经过蒸氨处理,再与其他废水混合进入焦化废水混合进入焦化废水处理系统。通常所说的焦化废水多指经蒸氨处理后的废水。
焦化废水主要来自炼焦、煤气净化及化工产品的精制等过程,排放量大,水质成分复杂。主要体现于三方面:
(1)煤干馏和荒煤气冷却产生的剩余氨水废液,这是焦化废水的主要来源,水质复杂,组分种类繁多,且污染物浓度高。
(2)煤气净化过程中煤气中冷器和粗苯分离槽排水等,此种来源废水所含污染物浓度相对比较低。
(3)在焦油、粗苯等精制过程中及其它场合产生的废水,废水量较小,污染物浓度较低。二、焦化废水水质及危害
1、废水中的主要污染物
(1)无机物,一般以铵盐的形式存在,包括(NH4)2CO3、NH4HCO3、NH4HS、NH4CNNH4(COO)NH4、(NH4)2S、(NH4)2SO4、NH4SCN、(NH4)2S2O3、NH4Fe(CN)3、NH4Cl等。
(2)有机物,除酚类化合物以外,还包括脂肪族化合物、杂环类化合物和多环芳烃等。其中以酚类为主,占总有机物的85%左右,主要要成分有苯酚、邻甲酚、对甲酚、邻对甲酚、二甲酚、邻苯二甲酚及同系物等;杂环类化合物包括二氯杂苯、氮杂联苯、吡啶、喹啉、吲哚等;多环类化合物包括萘、蒽、α-苯并芘等。
2、焦化废水的危害
(1)对人体的危害。
焦化废水中含有酚类化合物是原型质毒物,可通过皮肤、黏膜的接触和经口服而侵入人体内。
(2)对水体和水生生物的危害。焦化废水中含有大量有机物,部分有机物具有生物可降解性,能消耗水中的溶解氧。
(3)降低水体的观赏价值。
若焦化废水排入具有观赏价值的水体,将会大大降低水体的观赏价值。通常1mg氨氮氧化成硝态氮需要消耗4.6mg溶解氧。水体中氨态氮越多,耗去的溶解氧越多,水体黑臭现象就越发严重。这就影响了水体中鱼类等水生生物的生存,使其易因缺氧而死亡。
(4)对农业的危害。
采用未经处理的焦化废水灌溉农田,将使农作物减产和枯死,特点是在播种期间和幼苗发育期,幼苗因抵抗力弱,含酚的废水使其毒烂。而用未达标的污水灌溉,收获的粮食和果菜有异味;焦化废水中的油类物质能堵塞土壤空隙,含盐量高而使土壤盐碱化;农业灌溉用水中TN含量超过1mg/L,作物吸收过剩的氮能产生贪青倒伏现象。
三、焦化废水处理
1、目前焦化废水处理方法可以分为物理化学方法和生物化学方法
物化方法虽去除污染物效率高,运行稳定可靠,但各种污染物的去除往往需要几种方法联合使用,要消耗大量的化学药剂,运行成本非常高,目前物化法主要被用作生物处理的预处理或后续处理,很少采用。生化法则是可以在单一的生物处理系统中去除多种污染物,操作简单,运行费用也比物化法要低的多,生化处理方法一直是焦化废水处理的主要手段。
生化法可分为普通活性污泥法、A/O法、A2/O、SBR法,以及它们的各种变体。目前较为常采用的主要有“SBR工艺”“硝化和反硝化工艺”以及“A2/O2”。
2、工艺方案比选
(1)SBR工艺由于自身条件所限,不能采用充分长的周期进行硝化反硝化脱氮,在处理含高浓度氨氮、高浓度难降解有机物的焦化废水方面脱氮效率不高,针对性不强,去除COD和氨氮的效果不好,未能达到广泛应用的程度。
(2)A2/O法面临的主要问题是:生化处理出水的COD和NH3-N很难达到钢铁工业水污染物排放标准一级标准中所规定的COD≤100mg/L,NH3-N≤15mg/L。
采用A/O法和A2/O法处理焦化废水,在相同条件下,其出水COD后者平均低10%一30%。
杨平等采用生物流化床厌氧一缺氧一好氧(A2/O)工艺处理焦化废水,进行了中试规模研究。在进水氨氮质量浓度为470mg/L条件下,出水质量浓度为10.33mg/L,去除率>91.5%;进水COD775-2986mg/L的情况下,出水质量浓度为120-290mg/L,去除率为66-93%(7)。
由于硫离子很容易被氧化,硫化氢易从水样中逸出,不加保护剂采回的水样硫化物结果会偏低。采样时,先在采样瓶中加入一定量的乙酸锌-乙酸钠溶液,再加水样,滴加适量的氢氧化钠溶液,使呈碱性并生成硫化锌沉淀。使水样的pH值在10~12。遇碱性水样时,应先滴加乙酸溶液调至中性,再如前操作。硫化物含量高时,可酌情多加固定剂,直至沉淀完全。水样充满后立即密塞保存,不留气泡,倒转采样瓶,充分混匀,固定硫化物。水样需贮存在棕色采样瓶内,采集后的样品应立即分析,否则应在4℃避光保存,尽快分析(通常情况下每升中性水样加1mL氢氧化钠溶液,2mL乙酸锌-乙酸钠溶液)。
5、标准曲线的绘制与计算
5.1 标准曲线的绘制
吸取0,0.50,1.00,2.00,3.00,4.00,5.00,6.00和7.00mL硫化钠标准使用液(4.12)于100mL比色管中,加水至约60mL,沿管壁缓慢加入10mLN,N-二甲基对苯二胺溶液,立即密塞并缓慢倒转一次,加1mL硫酸铁铵溶液,立即密塞充分摇匀。放置10min后,用水稀释至标线,摇匀。使用10mm比色皿,以水为参比,在波长665nm处测量吸光度,做空白试验。
,不符合绿色环保的要求。
我站通过砂石分离设备过滤以分离砂、石,回收再利用。废水则直接排入搅拌池(两个直径3.5m,深4.0m相互联通且安装有搅拌叶片的六角形池),贮存备用。
4、清水与废水对混凝土性能及强度的影响试验
原材料:
(1)水泥:塔牌P.O42.5R水泥,28天抗压强度为50.2MPa。
(2)机制砂:中砂,细度模数2.7,含粉量4.6%。
(3)碎石:5mm~31.5mm粒径,连续级配。
(4)矿粉:福建三明矿粉,S95。
(5)掺合料:磨细石灰石粉,0.045mm筛余<15%。 (6)清水:自来水。(7)废水:固含量10%的废水。 (8)减水剂:华新达高效减水剂,减水率26%。><15%。