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    用微米泥炭處理電鍍廢水試驗研究

    中國污水處理工程網(wǎng) 時(shí)間:2010-5-19 11:41:16

    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

    1引言

    電鍍工業(yè)廢水的處理在世界范圍內倍受重視,為了減少環(huán)境污染,研制出多種降低和減少排放物的工業(yè)廢水的處理技術(shù)。電鍍生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢水量雖然不是很大,但其毒性較大,若廢水處理達不到排放標準,不僅造成環(huán)境污染,且危害人體健康。由于電鍍工業(yè)廢水中含有一定量的酸、堿、重金屬離子及其它有毒物質(zhì)等,特別是鉻、重金屬離子不僅水處理難度較大,不易達標排放,且運行成本較高。因此,電鍍廢水的有效處理是電鍍行業(yè)的棘手問(wèn)題,筆者對黃河機械廠(chǎng)電鍍車(chē)間工業(yè)廢水采用微米泥炭處理工藝,進(jìn)行了試驗研究,取得了良好的效果,微米泥炭處理廢水,環(huán)境的二次污染極小,泥炭?jì)r(jià)廉且來(lái)源廣泛。

    2電鍍車(chē)間工業(yè)廢水

    黃河機械廠(chǎng)電鍍車(chē)間電鍍生產(chǎn)線(xiàn)總面積3612m2,其中生產(chǎn)面積2448m2,輔助面積1146m2。該廠(chǎng)現有三個(gè)電鍍生產(chǎn)線(xiàn):一個(gè)氧化全自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn),一個(gè)銅、鎳、鉻全自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn),一個(gè)金、銀、鈀手動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)。電鍍生產(chǎn)線(xiàn)可加工的品種有:鍍金、銀、鈀、銅、鋅、錫、暗鎳、裝飾鉻、硬鉻、仿金鍍、塑料電鍍、鉻酸陽(yáng)極化等工藝等。

    電鍍廢水的來(lái)源是電鍍生產(chǎn)過(guò)程的清洗,鍍液過(guò)濾,鍍液廢棄,鍍液帶出以及跑、冒、漏、滴等。廢水中包括鉻、氰、重金屬(Cr6+、Pb2+、Cd2+、Cu2+等)及酸堿廢水。電鍍車(chē)間日廢水排放總量740m3,其中含氰廢水16m3/h,含鉻廢水16m3/h,其余廢水35m3/h。

    該廠(chǎng)廢水采用化學(xué)法處理,但處理過(guò)程中消耗大量化學(xué)藥劑,產(chǎn)生大量含重金屬污泥,且含水率高,難于處理。所以有必要探討更經(jīng)濟、環(huán)保的廢水處理工藝。

    3微米泥炭處理電鍍工業(yè)廢水試驗及結果

    黃河機械廠(chǎng)電鍍車(chē)間,電鍍廢水成分復雜,按電鍍工序,將原廢水分為含鉻廢水,含氰廢水,混合廢水三個(gè)系列成分。廢水治理工藝主要取決于廢水的性質(zhì),如果各類(lèi)廢水混排,造成脫除CN物質(zhì)的困難。電鍍廢水處理,廢水首先進(jìn)行破氰處理,只有將廢水中的氰化物處理后,再與含鉻廢水、混合廢水混合排入廢水調節池,進(jìn)行重金屬離子及其他組分的脫除。

    3.1微米泥炭處理電鍍廢水工藝

    (1)微米泥炭的特性

    微米泥炭具有良好的顆粒松散度,易于吸附,且具有離子交換性能,且經(jīng)曝氣澄清時(shí),顆粒能迅速分離,具有良好的的混凝性和沉降性。在廢水水處理過(guò)程中,主要通過(guò)微米泥炭沉降比和微米泥炭體積指數等項指標控制,分析泥炭的吸附性、離子交換性,以獲取最佳脫除鉻、重金屬離子等組分的效果。

    泥炭通過(guò)干燥、研磨、分級,采用不同粒級分級處理電鍍廢水。微米泥炭粒級分為:100~500.0μm,500~1000μm,1000~5000μm。泥炭沉降體積和微米泥炭體積指數:不同粒級沉降體積分別為SV30:90、96、105;體積指數SVI:115、120、135。

    (2)微米泥炭處理電鍍廢水工藝

    微米泥炭處理電鍍廢水工藝:電鍍廢水分為含鉻廢水,含氰廢水,混合廢水三個(gè)系列成分,需分別處理,然后再混合處理。含氰廢水,首先采用具有強氧化性次氯酸鈉(NaOCl)進(jìn)行破氰處理;一級局部氧化反應完成后,只需調節pH為7.1~7.5,進(jìn)行含氰廢水的二級氧化處理,然后排入混合池。含氰廢水進(jìn)行破氰處理后,與含鉻廢水、混合廢水混合,經(jīng)沉淀、除去懸浮物后,經(jīng)三級微米泥炭處理,廢水達到了排放標準,個(gè)別指標超過(guò)國家標準。

    3.2處理電鍍廢水試驗數據

    通過(guò)不同微米級泥炭處理試驗,采集不同階段的廢水進(jìn)行微米泥炭處理廢水試驗,取得一系列數據,對試驗數據進(jìn)行處理。廢水中有害組分采用分光光度法、原子吸收法、等離子法不同方法。通過(guò)試驗數據分析,微米泥炭處理廢水效果良好。

    該廠(chǎng)廢水屬工業(yè)廢水,經(jīng)管道排放,截面積比較小,不需設置斷面,直接確定采樣點(diǎn)位。在車(chē)間排放口設置采樣點(diǎn)監測一類(lèi)污染物。采集時(shí)間:廢水的水質(zhì)和流量變化不大,確定每天上下午各取樣一次,時(shí)間間隔為4h。

    廢水水質(zhì)監測數據:濁度為9-62;電導率643~1771uS/cm;色度3~7倍;DO=2.2~5.5mg/L;CODCR=85~930mg/L;Cr6+:0.02~3.2mg/L;Cu2+:1.55~9.87mg/L;Pb:0.006~0.007mg/L;Cd2+:0.0023mg/L;Fe3+:0.01~0.66mg/L;pH:2.4~9.8;

    廢水處理水質(zhì)分析數據:濁度為4~10;電導率160~210uS/cm;色度3~5倍;DO=5.1~5.8mg/L;CODCR=70~505mg/L;Cr6+:0.03~1.22mg/L;Cu2+:0.04~0.63mg/L;Pb:0.003~0.007mg/L;Cd2+:0.0008mg/L;Fe3+:0.01~0.66mg/L;pH:7.8~9.5。

    4微米泥炭處理電鍍廢水試驗分析

    4.1微米泥炭處理電鍍廢水機理

    泥炭含有大量水、有機物質(zhì)及礦物質(zhì)的大分析化合物。泥炭中富含有大量的腐植酸,腐植酸是泥炭中的主要有機組分,它是由一組相似的,分子大小不同的,結構不一致的羥基芳香酸所構成的復雜化合物。腐殖酸中含有芳香核、羥基、醇羥基、羧基、羰基、醌基、胺基、甲氧基、-SO3H基等活性基團,并含有碳,氫,氧,氮等元素,這些活性基團決定了泥炭具有弱酸性,親水性,離子交換性,絡(luò )合性,吸附性,氧化還原性及生理活性等特征。

    泥炭具有多種活性基團的特征,決定了其具有陽(yáng)離子吸附性能、離子交換性能。在廢水處理中,特別在處理中有害金屬元素和重金屬元素方面,具有良好吸附性能。

    (1)電鍍廢水處理試驗與分析

    該廠(chǎng)電鍍車(chē)間,電鍍廢水成分復雜,按電鍍工序,將原廢水分為含鉻廢水,含氰廢水,混合廢水三個(gè)系列成分。廢水治理工藝主要取決于廢水的性質(zhì),經(jīng)采集水樣分析,根據該廠(chǎng)化學(xué)法廢水處理工藝,試驗如果各類(lèi)廢水混合,很難脫除CN-類(lèi)物質(zhì),造成除CN-困難,所以首先須破氰處理,然后進(jìn)入三級微米粒級泥炭水處理池。

    (2)含氰廢水破氰化物處理

    首先處理含氰廢水,然后進(jìn)入下一級處理。含氰廢水主要來(lái)源于氰化鍍鋅、鍍鉛、鍍銅、鍍金、鍍銀電鍍工藝。含氰廢水若混入鎳、鐵離子,將會(huì )給后續處理帶來(lái)困難,所以,試驗中單獨設立了一個(gè)前期處理系統,不與其它電鍍廢水混合處理,脫除氰化物后,與含鉻廢水和混合廢水混合處理。

    氰化物脫除通常使用堿性氯化法和電解法。本次試驗,對含氰廢水采用次氯酸鈉(NaOCl),次氯酸鈉具有強氧化性、有效氯不易流失、具有操作簡(jiǎn)便、處理效果好和污泥量少等優(yōu)點(diǎn)。比較其他氧化劑,次氯酸鈉是最合適的氧化劑,并考慮了其化學(xué)性質(zhì)活潑和腐蝕性較強的問(wèn)題。破氰試驗,采用次氯酸鈉堿性氯化法,以氯為氧化劑使氰氧化為氰酸鹽,為一級氧化,而后調節pH為6.5~7.1,繼續投加次氯酸鈉,使氰酸鹽氧化為無(wú)毒的CO2和N2直接排放。試驗采用兩級氧化,堿性氯化法處理含氰廢水的一級不完全氧化反應:

    CN-+CLO-+H2O=CNCL+2OH;

    CNCL+2OH-=CNO-+CL-+H2O

    含氰廢水經(jīng)局部氧化法破氰反應生成的氰酸根(CNO-)毒性?xún)H為CN-的千分之一,雖然含氰廢水濃度較低,但是CNO-畢竟是有毒物質(zhì),在酸性條件下及易水解生成氨(NH3),即:

    CNO-+2H2O=CO2+NH3+OH-

    氨不僅污染水體,而且容易與氯化合,生成毒性次于氯的氯胺。二級完全氧化處理,進(jìn)一步將CNO予以處理,完全破壞其C-N鍵,使之分解生成CO22、N2逸出。這樣才能保證達到排放標準。其第二級氧化反應式為:

    2CNO-+3CLO-+H2O=2CO2↑+N2↑+3CL-+2OH。

    一級局部氧化反應完成后,只需調節pH為6.5~7.1,便可實(shí)現含氰廢水的完全氧化處理。達到二級完全氧化投藥比CN--NaOCl=1:7.8~8.0。由于廢水中往往存在其它還原性物質(zhì)H2S、Fe2+、有機物類(lèi)等物質(zhì),因此次氯酸鈉的實(shí)際用量高于理論值5%~10%。

    投藥量是既涉及處理成本,又關(guān)系到處理效果的重要因素。投藥量不夠,則破氰反應不徹底;投藥量過(guò)多,不僅造成浪費,而且使處理水中的余氯量超過(guò)允許濃度,對環(huán)境不利,因此不可忽視投藥量的控制。根據中小型電鍍廠(chǎng)、車(chē)間破氰投藥量試驗計算,按計算的千分之一的藥量進(jìn)行破氰試驗研究,廢水流量15L/h設計。

    G=K1×K2×Q×CCN-/1000×α=K×Q×CCN-/1000×α(mg/h)

    式中:Q-含氰廢水量(L/h)。CCN--廢水的含氰濃度(2.5~3.0mg/L)。K1-破壞一份氰所需的活性氯理論值。K2-安全系數(1.2~1.5)。α-藥劑中含活性氯的百分比(95.4%)。

    K-投藥比,K=K1×K2。廢水中氰化物存在各種形式化合物,K值一般取8~11,本次試驗確定K值為10,并控制排水中余氯量小于5.0mg/L。

    4.2電鍍廢水處理分析討論

    含鉻廢水,調節pH偏酸性時(shí),有利于Cr6+的脫除,在與含氰廢水、混和廢水混合時(shí),需單獨處理含鉻廢水,以降低鉻濃度后,通過(guò)監測分析,含鉻廢水比直接進(jìn)入三級泥炭處理池脫鉻的效率高,鉻在低濃度狀態(tài)下,含鉻廢水與含重金屬離子的廢水混合后,綜合脫除重金屬離子效率高。

    含氰廢水經(jīng)破氰處理后,與含鉻廢水、混合廢水混合進(jìn)入混合池,經(jīng)過(guò)三級泥炭處理池后,Cr6+、氰化物、Cu2+、CODcr、Cd2+、Pb2+、Fe3+、色度、濁度達到污染物排放標準。

    微米泥炭的再生利用,可用5%的硫酸對泥炭再生,將洗液回收;對含鉻廢水經(jīng)脫鉻后的泥炭廢水,單獨用5%的硫酸對泥炭再生,可回收鉻酸用于鈍化工藝。來(lái)源:谷騰水網(wǎng)

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