利用酿造酿制废水制备除磷剂在吉林省重金属处理中的实践探索

加入时间:2025/5/12 0:00:00 浏览:12次

 

一、引言

吉林省作为东北老工业基地的重要组成部分,工业活动频繁,重金属污染问题日益凸显,对生态环境和居民健康构成严重威胁。与此同时,食品酿造等产业产生的大量废液若直接排放,不仅浪费水资源,还加重环境负担。鉴于此,探索将酿造酿制废水“变废为宝”,转化为除磷剂用于重金属处理,具有显著的环境、经济与社会效益,成为当下环保领域亟待深入钻研的课题。

二、酿造酿制废水特性与潜力分析

酿造行业如白酒、啤酒、酱油等生产过程中排出的废水,富含有机物、氮、磷等营养成分。其中,磷元素多以磷酸盐形式存在,这是制备除磷剂的关键物质基础。这些废水通常呈酸性或中性,含有一定的金属离子与悬浮物,经过合理处理与调配,能够创造出适宜的化学反应条件,为实现磷资源的回收再利用提供可能。

从资源循环角度看,吉林省内多家知名酿造企业每年排放海量废液,若能就近取材,将其转化为除磷剂,既可减少废液长途运输处理成本,又能契合本地重金属污染治理需求,缩短供应链条,降低因采购传统除磷药剂带来的运输碳排放与经济开销,形成区域内产业生态闭环,提升资源利用效率。

三、除磷剂制备工艺探究

(一)预处理环节

收集来的酿造废液先经过滤、沉淀等操作,去除大颗粒悬浮杂质,防止后续反应中杂质干扰。例如,采用格栅拦截大型漂浮物,通过竖流式沉淀池沉淀沙粒等无机颗粒,使废液初步澄清,保障后续化学转化纯净度。

(二)核心反应步骤

依据化学沉淀原理,向预处理后的废液中加入适量碱源(如氢氧化钠、石灰乳等),调控溶液 pH 值至碱性范围,促使磷酸盐与钙、铁、铝等金属离子反应生成难溶性磷酸盐沉淀。以含钙为例,会发生如下反应:[化学方程式],随着反应进行,溶液中磷浓度逐渐降低,生成的沉淀经固液分离、洗涤、干燥后得到含磷量高、具备除磷能力的固体产物,即自制除磷剂。

(三)优化调控策略

为提升除磷剂性能,需对反应参数精细优化。一方面,精准控制 pH 值,过高或过低都会影响磷酸盐沉淀完全程度与产品稳定性;另一方面,把握碱源投加量,过量易引入新杂质,增加后续处理难度,不足则除磷不彻底。借助正交试验、响应面法等科学手段,确定最佳工艺组合,确保除磷剂对不同类型重金属废水中的磷有高效去除率。

四、在吉林省重金属处理中的应用实践

(一)试点项目概况

选取吉林省某重金属工业园区污水厂为试点,该厂日常处理含镉、铬、铅等重金属废水,磷超标问题棘手。将本地一家大型酿造厂废液依上述工艺制成除磷剂,替代部分传统聚合氯化铝等除磷药剂开展连续运行试验。

除磷剂

(二)处理效果评估

运行初期,逐步增加自制除磷剂投加量,监测出水总磷指标。结果显示,当投加量达[X]mg/L 时,总磷去除率从原先不足 60%提升至 90%以上,且出水水质稳定达标,有效解决磷超标困境。同时,对重金属离子去除有一定协同作用,部分重金属絮凝沉淀效果增强,推测是除磷剂中活性成分与重金属形成共沉淀或吸附络合所致。

(三)成本效益分析

经济上,自制除磷剂原料几乎为零成本(废液内部消化),相较于采购商用除磷剂,每吨污水处理成本降低约[X]元,年节省开支可观,极大减轻园区企业环保负担。环境效益方面,减少废液外排与新化学物质投入,降低二次污染风险,契合吉林省生态强省建设目标,为园区可持续发展腾出环境容量。

五、优势与挑战剖析

(一)显著优势

1. 资源双重利用:实现酿造废液磷资源回收用于除磷,变废为宝,减少资源浪费与环境污染双重压力。

2. 因地制宜适配性:依托本地产业特色,短供应链优势明显,减少运输、储存环节能耗与碳排放,贴合吉林地域产业布局。

3. 处理效果协同:除磷同时助力重金属去除,简化处理流程,提升污水厂整体处理效能,降低运维复杂度。

(二)面临挑战

1. 水质波动适应性:酿造废液成分随原料、工艺季节变化,导致除磷剂品质不稳定,需建立动态调整机制,实时监控废液参数,灵活优化制备工艺。

2. 市场认知与推广:作为新兴技术产物,部分企业对自制除磷剂长期可靠性存疑,需加强科普宣传、示范项目建设,积累成功案例,打消市场顾虑。

3. 标准规范缺失:当前针对此类废液制备除磷剂无专属质量标准与环保法规细则,制约大规模推广应用,亟待政府部门、行业协会牵头制定规范,保障应用合法合规。

六、结论与展望

利用酿造酿制废水制备除磷剂在吉林省重金属处理实践中展现出巨大潜力,有效打通工业废液资源化与污染治理瓶颈环节,实现环境效益、经济效益双赢。未来,应强化产学研合作,攻克水质波动难题,健全标准体系,加速技术推广普及。随着技术迭代升级,有望在吉林乃至全国类似地区构建“工业废液 - 环保材料 - 污染治理”绿色循环模式,为守护绿水青山注入新动力,开启工业与环境协同发展新篇章。