淺析電鍍廢水的處理的特點、工藝及流程
1電鍍行業廢水的汙染特征(zhēng)
電鍍行業廢水水質較複雜,廢水中含有鉻、鋅(xīn)、銅、鎳、鎘等重金(jīn)屬(shǔ)離(lí)子以及酸、堿(jiǎn)、氰化物等具有很大毒性的雜物。該行業廢水具(jù)有以下特點:
(1)成分複雜、汙(wū)染物可分為無機汙染物和有機汙染(rǎn)物兩大類。
(2)水質變化幅度大、各股生產廢水汙染(rǎn)物種類(lèi)多樣,CODcr變化係數大(dà)。
(3)廢水毒性大、含有大量的重(chóng)金(jīn)屬離子,若不經(jīng)處理直接排放會對周圍水體造成(chéng)極大的汙染
2工藝方案的確定
某公司的生產(chǎn)汙水主要來自鍍前鍍件的酸、堿處理以及鍍後的漂洗,另外定期還會(huì)排放出一定量的廢酸。
(1)生產廢水的預處理
①Cr6+的去除
目前含鉻電鍍廢水主要采用氧化還原—沉(chén)澱法處理(lǐ)工藝
氧化還原法(fǎ)是指利用強氧化(huà)劑或強還原劑(jì),將廢水中的有毒物質氧化或還原為無毒或低毒物質。在(zài)電鍍(dù)廢水中六價(jià)鉻主要以CrO42-形式存在,在酸性條件下存在形式為Cr2O72-,在亞鐵離子的作用下發(fā)生還原反應,還原反(fǎn)應較快。還原以後的鉻(gè)在(zài)堿性條件下(xià)以Cr(OH)3沉澱(diàn)的(de)形式存在,所得到的汙泥是三價鉻和鐵的氫氧化物(wù)混合沉澱。用硫酸亞鐵還原六價鉻,考慮到還(hái)原反應不徹底(dǐ),實際操(cāo)作(zuò)中(zhōng)硫酸亞鐵的(de)用量是理論計算量(liàng)的(de)2.5-3倍,因此汙泥量大。
具體流程(chéng)如下:
硫酸亞鐵
↓
電鍍廢水→還原反應→PH中和→絮凝沉澱→達標排放
其基本原理為:
Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O
Cr3++3OH-=Cr(OH)3↓
從上述(shù)流程可以看出,由(yóu)於硫酸亞(yà)鐵還原(yuán)六價鉻是較酸性條件(jiàn)下(xià)進行,同(tóng)時汙泥(ní)的(de)產(chǎn)生(shēng)量較大,也給汙泥處置增加一定的難度。
②、其他金(jīn)屬離子的去除
電鍍廢水中出Cr6+超出國家排放標準外(wài),其(qí)中還含(hán)有大量的Zn2+、Cu2+、Ni2+、Fe2+等金屬離子,因此采用堿性條件(jiàn)下曝氣氧(yǎng)化的方法,不僅可使PH值(zhí)達到排放標準,而且可以有效地去除廢(fèi)水中的(de)重金屬(shǔ)離子(zǐ),其原理為:
2HCl+Ca(OH)2=CaCl2+2H2O
Zn2++2OH-=Zn(OH)2↓
Ni2++2OH-=Ni(OH)2↓
Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓
Fe2++e=Fe3+
Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
首(shǒu)先將PH調節至過堿。由於鋅離子分別在PH=6.4開始沉澱,到PH=9.3才能完全(quán)沉澱(2.0mg/l),到PH=10.5時開始溶解,因(yīn)此分為兩級反應,一級反應池的(de)PH必須控製在9.5-10範圍內。
在一級(jí)反(fǎn)應中(zhōng)Fe3+離子到(dào)PH=4.1時能(néng)完(wán)全沉澱,Cu2+離子到PH=5.0時形(xíng)成堿式鹽沉澱,PH=7.2能完(wán)全沉澱,Cr3+離子在PH=4.9開始沉澱,到(dào)PH=6.8時能完全沉澱,到PH=12時開始溶解。由於Ni2+離子在PH=7.7開始沉澱,到PH=10.5才能完全沉澱(1.0mg/l),所以在一(yī)級反應中Ni2+、Fe2+不能完全沉澱,故需要二級(jí)反應,在二級曝氣氧化反應中,PH必須控製在(zài)10.5-11範圍內。
(2)生產廢水的生化(huà)處理
經過兩級沉澱處理(lǐ)之後,廢水中的PH值、重金屬離子指標已經(jīng)合格(gé),但由於(yú)廢水中(zhōng)含有添加劑等有機物,導致(zhì)廢水中CODcr超(chāo)標,(廢水中(zhōng)CODcr一部分由亞鐵產生,一部分由有機物產生)根據測(cè)定經兩級沉澱之(zhī)後CODcr值(zhí)在200mg/l左(zuǒ)右,而國(guó)家標準在(zài)100mg/l,所以廢水在經過兩級沉澱預處理之後,采(cǎi)用好(hǎo)氧生(shēng)化法處理,使之達到國家標準(zhǔn)。
電鍍添加劑(jì)主要分為整平劑、應力消除劑、表麵(miàn)活性劑、光亮劑、輔助光亮劑等,主要為醛類、香(xiāng)豆素、糖精及分解產物等,此類物質大部分為可生化物質。好氧生物處理工藝分為:活性(xìng)汙泥法和生物膜法。活性汙泥法有SBR及其改進型、AB法等;生(shēng)物膜法有接觸氧化法、生物濾(lǜ)池等。其中SBR及其改進型和生物接觸氧化法是目前國際上汙水生化處理的熱門工(gōng)藝。
①、SBR及其改進型
SBR法是序(xù)列(liè)間歇式活性汙(wū)泥法(fǎ)的簡稱,是一種按(àn)間(jiān)歇曝氣方式來運行的活性汙泥水(shuǐ)處(chù)理技術,又稱序批示活性汙泥法。
SBR汙水處理技術及其改進型與傳統(tǒng)汙水處理技術(shù)是不相同的。其采用的是(shì)時間分割操作替代空間分割操作,非穩態生化反應替(tì)代穩態生化反應,靜(jìng)置理想沉澱(diàn)代替動態沉澱(diàn)等。它在運行(háng)上實現了有序和間歇操作相結合(hé)。SBR法是在單一的反應池內進行活性汙泥處理(lǐ)工藝(yì),並使汙水處理的單元操作及時間的(de)形式連續的(de)進行處理的方法。
SBR反應(yīng)池內設有隔(gé)牆,將反應池分成預反應區和主反應區(qū),牆的底部有孔(kǒng)相通。每一個周期的進(jìn)水、反應、沉澱、潷水和閑(xián)置五道(dào)工序都在同一池內周而複始的進行,SBR工藝與其他處(chù)理工藝相比,SBR工藝使汙水處理(lǐ)構築物大大簡化。
a、曝氣期由於曝氣係(xì)統向反應池供氧,有機汙染物被微生物氧化分(fèn)解,同時NH3-N通過硝(xiāo)化細菌轉化為NO3-N。
b、沉澱期停止(zhǐ)曝氣,進行泥水分離,同時(shí)微生物利用水(shuǐ)中的剩餘溶解氧進行氧化分解(jiě),反應池逐漸由好氧狀態向缺氧狀態轉化,開始進行反硝化反應。
c、潷水期沉澱結束後進行潷水排出上(shàng)清液,池中水位逐步下降,此時反應池逐步(bù)過渡(dù)到厭氧狀態,繼續進行(háng)反(fǎn)硝化。
d、閑置期閑置期內池中(zhōng)水位由最低水位上(shàng)升到最高水位。
SBR工藝及(jí)其改進型與(yǔ)傳統活性汙泥法相比,具有如下特點:
a、工藝流程(chéng)簡單,省去出(chū)沉澱、二沉池、汙泥回流及汙泥回流設備。
b、占地麵積省,比(bǐ)普通曝氣(qì)法省20%-30%。
c、運行費(fèi)用省,自動化控製程度高,管理方便。氧的吸(xī)收率高,運行(háng)費用省(shěng)25%。
d、處理(lǐ)效率高,運行穩定性可靠,耐負荷衝(chōng)擊能(néng)力強,出水水質好。
e、脫(tuō)氮除磷效果好。
f、汙泥(ní)沉(chén)降性好。
②、生物接觸氧化法
生物接觸(chù)氧化法是一種(zhǒng)介於活性汙泥法於生物濾池(chí)之間的生物膜法工藝(yì)。接觸氧化池內設有(yǒu)填料,部分微生物以生物膜的形式(shì)固著生長於填料(liào)表麵,部(bù)分則是絮狀懸浮生長與水中。現階段生物接觸(chù)氧化法,就是在池內設置(zhì)填料,將充氧(yǎng)的汙(wū)水(shuǐ)浸沒全部填(tián)料,並(bìng)以一(yī)定的速度流經填。填料上長(zhǎng)滿生物膜,同時汙水中(zhōng)也有一定的活性(xìng)汙泥,汙水與生物膜以及活性汙泥相接(jiē)觸,在微(wēi)生(shēng)物的作用下,汙水(shuǐ)得到淨化。可以說生物接觸氧化法是一種介於活性汙(wū)泥(ní)法(fǎ)與生(shēng)物(wù)膜法兩(liǎng)者之間的,具有活性汙(wū)泥與生物膜雙(shuāng)重效能的生物處理法(fǎ)。
生物接觸氧化(huà)工藝具有如下特點(diǎn):
a、生物接觸氧化法的容積符(fú)合高,同樣大(dà)小體積的設備,處理時間短,處理能力(lì)高,節約占地麵積,比普通曝氣法省。
b、運行費用省,自動化控製程度高,管理方(fāng)便。氧的(de)吸收率高,不需另加藥劑。
c、處理效率高,出水(shuǐ)水質好而穩定,在(zài)毒物和PH值的衝(chōng)擊下,生物膜受影(yǐng)響小,而且恢複快。
d、運行穩定性可靠,耐負荷衝擊(jī)能力強。
e、可有效(xiào)的防(fáng)止汙泥膨脹,而且能充分發揮(huī)其分解、氧化能力高的(de)特點(diǎn)。
生物(wù)濾池工藝流程說明:
廢酸定期排入廢酸池中,綜合電鍍廢水和廢酸進入(rù)調節池(chí)後,由泵提升進(jìn)入還原池,由加(jiā)藥泵加還原劑(jì),使六價鉻在酸性條(tiáo)件下還原成三價鉻,反應後(hòu)自留進入反應池,由加藥(yào)泵加堿反應,廢水中的大部(bù)分二價鐵離子、三價鐵離子(zǐ)、三價鉻(gè)、鋅離子(zǐ)、鎳離子、銅離子在堿性條件下生(shēng)成沉澱、反應後的廢水(shuǐ)經導流筒進入1#沉澱池進行沉澱分離。
上清液自流進入曝氣氧化池,進一步曝氣(qì)氧(yǎng)化,使剩餘的亞鐵離子氧化為三價鐵離子,並在堿性條件下生成氫氧化鐵(tiě)沉澱,在2#沉澱池進行沉(chén)澱分離,上清液經PH回調後經接觸氧化生化池去除CODcr後(hòu)進(jìn)入3#沉澱池,上清液自(zì)流入清水池後(hòu)達標排放。
各(gè)沉澱池汙泥進入(rù)汙泥濃縮池濃縮,濃縮後汙泥經高壓泵注入(rù)壓濾機壓濾,幹化後汙泥作為危險廢物,送固廢中心處置(zhì)。
處理工藝技術特點:
a、采用物(wù)化方法對汙水進行預(yù)處理,有效的去除汙水中大部(bù)分的(de)重金(jīn)屬(shǔ),減少毒性,增(zēng)強汙水(shuǐ)的(de)可生化性(xìng)。
b、生化處理采用接觸氧(yǎng)化(huà)處理工藝,有效(xiào)的去除CODcr,降(jiàng)低投資(zī)及運行成本。
c、廢酸采取“定期排放(fàng),天天處理”的處理方式,避免了調節池水質(zhì)變化過大影響後續處理工藝(yì),廢酸中鹽分較高,若一次性(xìng)處理會使水體短時間內CL-濃(nóng)度急劇上升,對活性汙泥造成抑製甚(shèn)至死(sǐ)亡。
d、盡量采取重力自流的方式,以減少機(jī)泵功率,投加藥劑選用可靠、高效的品牌,降低藥劑消(xiāo)耗等(děng)。通過以上多種方式,可較大程度的降低汙水處理係統的運行費用(yòng)。