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    電鍍重金屬廢水處理及回用方案

    中國污水處理工程網(wǎng) 時(shí)間:2009-12-2 10:36:37

    污水處理技術(shù) | 匯聚全球環(huán)保力量,降低企業(yè)治污成本

    電鍍行業(yè)概況:

    我國經(jīng)濟一直持續高速增長(cháng),已成為世界制造業(yè)與加工業(yè)的中心,電鍍技術(shù)不僅僅在傳統工業(yè)中扮演重要角色;在高新技術(shù)產(chǎn)業(yè),如現代電子、微電子、通訊產(chǎn)品制造上發(fā)揮愈來(lái)愈大的作用。已成為我國制造業(yè)中不可或缺的一部分。

    我國有上萬(wàn)家電鍍企業(yè),基地主要集中在珠江三角洲地區,浙江的溫州、金華、嘉興地區,江蘇昆山、蘇州、無(wú)錫,山東沿海及東北沿海,重慶及周邊地區。

    隨著(zhù)市場(chǎng)的成長(cháng),我國電鍍技術(shù)從不同層面都得到了長(cháng)足的進(jìn)步,但這個(gè)行業(yè)目前存在企業(yè)小而多,技術(shù)更新慢,理水平低,污染大等問(wèn)題,嚴重困擾著(zhù)這個(gè)行業(yè)的發(fā)展,許多大城市的電鍍廠(chǎng)迫于環(huán)保壓力,紛紛關(guān)閉,向農村和貧窮的邊緣地區轉移,但這不是根本的解決辦法。電鍍行業(yè)本身不是一個(gè)獨立的產(chǎn)業(yè),它與當地的產(chǎn)業(yè)密不可分,因此電鍍行業(yè)在國內還需得到長(cháng)期發(fā)展,發(fā)展的前題要解決好與環(huán)境友好相處的方法,可持續發(fā)展也是電鍍人一直尋求的。

    電鍍工藝、廢水來(lái)源及水質(zhì):

    電鍍工藝是將金屬通過(guò)電解方法鍍到制品表面的過(guò)程,常用的鍍種有鍍鎳、鍍銅、鍍鉻、鍍鋅、鍍鎘、鍍鉛、鍍銀、鍍錫、鍍金。

    二、廢水主要來(lái)源:1、鍍件清洗水。占80%左右。2、鍍液過(guò)濾沖洗水和廢鍍液。3、電鍍車(chē)間“跑、冒、滴、漏”排放的廢液。

    三、電鍍廢水的危害:

    電鍍廢水就其總量來(lái)說(shuō),比如造紙、印染、化工、等行業(yè)的水量小,污染面窄,但由于電鍍廠(chǎng)點(diǎn)分布廣,廢水中所含高毒物質(zhì)的種類(lèi)多,其危害性是很大的。未經(jīng)處理達標的電鍍廢水排入河道、池塘,滲入地下,不但會(huì )危害環(huán)境,而且會(huì )污染飲用水和工業(yè)用水。電鍍廢水中含有鉻鋅、銅、鎘,鉛、鎳等重金屬離子以及酸、堿氰化物等具有很大毒性的雜物。有的還屬于致癌和致畸變的劇毒物質(zhì).因此必須認真地加以處理.以免對人們造成危害。

    電鍍廢水各種處理工藝比較:

    藝方法
    建設
    投資
    工藝
    流程
    占地
    面積
    出水
    水質(zhì)
    運  行  成  本
    污  泥  數量
    設  備  維  護 
    工 藝 弱 點(diǎn)
    離子
    交換法
    復雜
    運行復雜,反沖廢液產(chǎn)生二次污染需再處理,費用較高。適合鎳水回用
    污泥量少,回收價(jià)值高。
    設備需經(jīng)常檢查維護,樹(shù)脂費用較高。
    操作復雜處理能力受限制
    化學(xué)法
     
    較復雜
    一般
    用電量大,加藥劑較多,操作復雜,污泥量大,需操作人員多,成本高,通常為4元/噸
    污泥量大,回收價(jià)值低,有害固廢物處置費高。
    設備受酸堿腐蝕大,維修量大,設備使用期短。
    藥劑費高,一級排放標準達標困難,特別是Ni、Cu。
    膜法
    最好
    運行費用高,適保用純漂洗水,水可以回用,
    金屬回收
    需要專(zhuān)業(yè)人員
    膜污堵嚴重膜更換成本高,需要完善預處理和
     
     
     
     
     
     
     
     
     
    BM菌法
    簡(jiǎn)單
    較少
    較好
    電量少,培菌費用低,菌廢比1:80-100,操作簡(jiǎn)單人員少,處理成本較低,通常為2.5元/噸。
    污泥量少,回收價(jià)值高。
    設備數量少,大部分工作在中性條件下,故障率低,維修簡(jiǎn)便。
    培菌需加溫,母菌培養較難。
    CHA
    生化法
    簡(jiǎn)單
    較好
    培菌溫度降低,氣溫5℃以上不需加溫,菌活性增強,菌廢比提高至1:100-150,處理成本2元/噸左右。
    污泥量少,回收價(jià)值高。
    設備數量少,大部分運行在中性條件下,故障率低,維修簡(jiǎn)便。
    母菌培養較難
    高級電化學(xué)
    簡(jiǎn)單
    設備運行成本2.5元線(xiàn),可達到嚴控區排放指標。
    污泥量少,廢渣可回收
    維護簡(jiǎn)單,僅更換電極。
     

    高級電化學(xué)電鍍處理一體機處理原理:

    高級電化學(xué)產(chǎn)生四種作用:電高級氧化、電還原、電絮凝和電氣浮。

    1、電氧化

    電解中的氧化作用分為直接氧化和間接氧化。直接氧化,即污染物直接在陽(yáng)極失去電子而發(fā)生氧化,如氰化絡(luò )離子在陰極被還原成CNˉ,CNˉ在陽(yáng)極首先被氧化成氰酸,然后分解成氨和二氧化碳,反應如下:
                CNˉ+2OHˉ-2e→CNOˉ+H2O
                2CNOˉ+4OHˉ-6e→2CO2+N2+2H2O
                CNOˉ+H2O→CO2+NH3+OHˉ

    間接氧化,陽(yáng)極電解出的氧和臭氧在電場(chǎng)的作用下,與水發(fā)生反應,生成雙氧水,而鐵極板上又能電解出亞鐵離子,這兩種物質(zhì)產(chǎn)生芬頓效應,芬頓反應所產(chǎn)生的自由羥基具有超強的氧化性,其氧化性?xún)H次于。能把直接氧化剩下來(lái)的氰化物進(jìn)一步去除,提高去除率。

    2、還原反應:

    陰極在高級電源的作用下,使廢水中的金屬離子直接還原為單質(zhì)金屬。反應如下:Cr6++3e→Cr3+Cu2++2e→CuZn2++2e→ZnAg++e→Ag其它重金屬類(lèi)同。
    間接還原,陰極在高級電源的作用下,電解出氫,在高壓電場(chǎng)的作用下,會(huì )在水中形成游離氫,游離氫是最強的還原劑。間接還原反應可以把直接還原反應剩下來(lái)的金屬離子還原成金屬單質(zhì),進(jìn)一步出去污染物,提高處理效益。鐵極板上電解出的亞鐵離子,對六價(jià)鉻也具有很好的還原作用。

    3、電絮凝

    可溶性陽(yáng)極例如鐵、鋁等陽(yáng)極,在電源作用下,陽(yáng)極失去電子后,形成金屬陽(yáng)離子Fe2+、Al3+,與溶液中的OHˉ成金屬氫氧化物膠體絮凝劑,吸附能力極強,將廢水中的污染物質(zhì)吸附共沉而去除。

    4、電氣浮

    當電壓達到水的分解電壓時(shí),在陰極和陽(yáng)極上分別析出氫氣和氧氣。氣泡小,分散度高,作為載體粘附水中的懸浮物而上浮,容易將污染物質(zhì)去除。電氣浮既可以去除廢水中的疏水性污染物,也可以去除親水性污染物。電解產(chǎn)生的氣泡粒徑很小,氫氣泡約為10~30μm,氧氣泡約為20~60μm;而加壓溶氣氣浮時(shí)產(chǎn)生的氣泡粒徑為100~150μm,機械攪拌時(shí)產(chǎn)生的氣泡直徑為800~1000μm。由此可見(jiàn),電解產(chǎn)生的氣泡捕獲雜質(zhì)微粒的能力比后兩者為高,出水水質(zhì)自然較好。此外,電解產(chǎn)生的氣泡,在20時(shí)的平均密度為0.5gL;而一般空氣泡的平均密度為1.2gL?梢(jiàn),前者的浮載能力比后者大一倍多。

    高級電化學(xué)電鍍處理一體機處理優(yōu)勢:

    1、傳統工藝需要加氧化劑,絮凝劑。一體機具備強氧化—自產(chǎn)氧化劑;強還原—自產(chǎn)還原劑;絮凝—自產(chǎn)絮凝劑;氣浮—自產(chǎn)氣浮超細氣泡以及滅菌、脫色與脫臭。不需外加氧化劑和絮凝劑,大大節約處理成本。電費、耗材加人工綜合使用成本在一元錢(qián)每噸水。

    2、設備穩定性高,操作簡(jiǎn)單、方便、自動(dòng)化程度高,占地面積小,僅為傳統工藝的五分之一,維護容易。減少了理人員和藥品貯藏工作量。

    3、傳統工藝用單一的處理方法不能達到處理要求,經(jīng)常多種工藝串聯(lián)處理,處理費用高,一體機集多種作用于一身,能處理電鍍混合廢水。(含金、銀廢水可根據廠(chǎng)商要求單獨回收)。

    4、獨特的電源設計和極板材料結構設計,解決了電化學(xué)極板鈍化問(wèn)題。

    5、出水水質(zhì)穩定,優(yōu)于國家嚴控區新標準。

    水回用及資源回用:

    1、經(jīng)高級電化學(xué)電鍍污水處理一體機處理后的出水,達到國家新標,可以用在漂洗工藝段,再經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單濃度處理后可以用在生產(chǎn)任何工藝段,真正實(shí)現零排放。同時(shí)節約大量市政自來(lái)水取水費和排污費。

    2、不添加化學(xué)藥劑,產(chǎn)生污泥量少,大部分貴重金屬可以回用,減少污染,產(chǎn)生了效益。

    電鍍行業(yè)發(fā)展展望:

    一、開(kāi)發(fā)操作方便運行成本低的“廢水處理及回用裝置”。

    二、清潔生產(chǎn)勢在必行

    1)環(huán)保理的重點(diǎn)將從末端轉向源頭,淘汰浪費資源和嚴重污染環(huán)境的落后生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)技術(shù)、設備和產(chǎn)品;

    2)在技術(shù)改造過(guò)程中采用能源資源利用率高,污染物產(chǎn)生量少的清潔生產(chǎn)技術(shù)、工藝和設備,關(guān)注電鍍產(chǎn)品和生產(chǎn)過(guò)程對環(huán)境的影響在保證質(zhì)量、功能、性能的前提下在原材料(新的材料和配方)、能源利用、產(chǎn)品設計和全生命周期、副產(chǎn)物(物料循環(huán)利用、廢棄物再生)等方面不斷創(chuàng )新,只能推行清潔生產(chǎn)才能改善電鍍行業(yè)的環(huán)境形象促進(jìn)經(jīng)濟效益和環(huán)境效益的統一。

    三、培養與造就一批高素質(zhì)的電鍍復合型人材,技術(shù)創(chuàng )新的核心是科技,關(guān)鍵是人材,要培養造就一大批既懂化工,又懂電子、機械的復合型人材。

    四、開(kāi)發(fā)推廣新技術(shù):

    1)長(cháng)周期(10個(gè)周期以上)的光亮化學(xué)鍍工藝及其自動(dòng)補料裝備。

    2)鋅、銅、鎳、鉻四個(gè)大鍍種光亮劑中間體及高性能光亮劑的研究。

    3)納米新材料在電鍍工藝中的應用。

    4)三價(jià)鉻鍍鉻的工業(yè)應用。

    5)等離子表面改性技術(shù)的研究應用。

    6)高工藝性能無(wú)氰電鍍工藝的研究。

    7)環(huán)境保護與資源回收利用
    政府引導,成立專(zhuān)業(yè)公司進(jìn)行污泥處理及資源集中回收,包括Au,Ag,Ni,Cu,Cr。

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