鉻鎳廠(chǎng)廢水處理

電鍍廢水處理可分為含鉻電鍍廢水、含鎳電鍍廢水、含氰電鍍廢水及含重金屬的酸性廢水。堿性廢水指不含氰的堿性廢水，酸性廢水指不含Cr6+的酸性廢水。電鍍廢水中含有大量的鹽酸和鋅、銅等重金屬離子及有機光亮劑等，毒性較大，有些還含致癌、致畸、致突變的劇毒物質(zhì)。因此，對電鍍廢水必須認真進(jìn)行回收處理，做到消除或減少其對環(huán)境的污染。
電鍍廢水的主要來(lái)源包括三個(gè)方面：1)廢電鍍液：濃度很高，回收價(jià)值較大；2）鍍件漂洗水：水量較大，濃度較低，水質(zhì)成分較復雜，含有有毒物質(zhì)和重金屬離子，是進(jìn)行處理和回收利用的主要對象；3）其它排水如冷凝與洗滌廢水，水量不大，但含有有毒物質(zhì)，需處理后方可排放。
電鍍廢水處理的關(guān)鍵是根據廢水水質(zhì)的不同，采取分類(lèi)收集、分別治理辦法。各類(lèi)處理方法具體有：機械過(guò)濾法、離子交換法、電解法、電滲析法、吸附法、膜分離法、中和法、氧化還原法、化學(xué)沉淀法、生化法，根據不同的要求，采取不同的處理工藝或工藝組合。對大量排放電鍍廢水應實(shí)行污水回用和貴重金屬回收，不僅節約了水資源，還能夠有效解決重金屬對水體的污染，保護環(huán)境。
由于鍍鋅在整個(gè)電鍍業(yè)中約占一半，而鍍鋅的鈍化絕大部分采用鉻酸鹽，因而鈍化產(chǎn)生的含鉻廢水量很大，鍍鉻也是電鍍中的一個(gè)主要鍍種，其廢水量也不少。在銅件酸洗、鍍銅層的退除、鋁件鈍化、鋁件電化學(xué)拋光、鋁件氧化后的鈍化等作業(yè)中也廣泛使用鉻酸鹽。因此，含鉻廢水是電鍍中的主要廢水來(lái)源之一。
鉻鎳廠(chǎng)廢水中金屬鉻幾乎是無(wú)毒的。二價(jià)鉻的化合物，一般認為是無(wú)毒的。其余的鉻化合物，當濃度過(guò)高時(shí)，都不同程度地具有毒性。 六價(jià)鉻對人體的危害，因進(jìn)入途徑不同，中毒表現也不同。
（1）對人體皮膚的損害 六價(jià)鉻化合物對皮膚有刺激和過(guò)敏作用。在接觸鉻酸鹽、鉻酸霧的部位，如手、腕、前臂、頸部等處可能出現皮炎。六價(jià)鉻經(jīng)過(guò)切口和擦傷處進(jìn)入皮膚，會(huì )因腐蝕作用而引起鉻潰瘍（又稱(chēng)鉻瘡）。
（2）對呼吸系統的損害 六價(jià)鉻對呼吸系統的損害，主要是鼻中隔膜穿孔、咽喉炎和肺炎。
在對含鉻廢水的處理中，由于三價(jià)鉻的氫氧化物溶度積較小，易于沉淀除去，因此多數處理方法中，均將六價(jià)鉻還原為三價(jià)鉻再除去。
鉻鎳廠(chǎng)廢水處理方法之含鉻廢水的處理
1、亞硫酸鹽還原法
亞硫酸鹽還原處理法也是國內常用的處理含鉻廢水的方法之一，它主要優(yōu)點(diǎn)是處理后能達到排放標準，并能回收利用氫氧化鉻，設備和操作也較簡(jiǎn)單，沉渣量少且易于回收，因而應用較廣；但亞硫酸鹽貨源缺乏，國內有些地區不易取得，當鉻污泥找不到綜合利用出路而存放不妥時(shí)，會(huì )引起二次污染。
用亞硫酸鹽處理電鍍廢水，主要是在酸性條件下，使廢水中的六價(jià)鉻還原成三價(jià)鉻，然后調整pH值，使其形成氫氧化鉻沉淀而除去，廢水得到凈化。常用的亞硫酸鹽有亞硫酸氫鈉、亞硫酸鈉、焦亞硫酸鈉。
技術(shù)條件與參數：
（1）廢水的酸化 亞硫酸鹽還原六價(jià)鉻必須在酸性條件下進(jìn)行。當pH值≤2.0時(shí)，反應可在5 min左右進(jìn)行完畢；當pH值在2.5～3.0時(shí)，反應時(shí)間在30 min左右；當pH值≥3.0時(shí)，反應速度很慢。在實(shí)際生產(chǎn)中，一般控制廢水pH值在2.5～3.0，反應時(shí)間控制在20-30 min為宜。
（2）亞硫酸鹽投加量 表3.1為亞硫酸鹽與六價(jià)鉻的理論投藥比與實(shí)際投加量的情況。
 表3.1  亞硫酸鹽與六價(jià)鉻的投量比

序號	亞硫酸鹽種類(lèi)	投量比（質(zhì)量比）
		理論值	實(shí)際使用量
1	Cr(Ⅵ)∶NaHSO 3	1∶3	1∶4 ～ 5
2	Cr(Ⅵ)∶Na 2 SO 3	1∶3.6	1∶4 ～ 5
3	Cr(Ⅵ)∶Na 2 S 2 O 5	1∶2.74	1∶3.5 ～ 4

（3）廢水經(jīng)酸化、還原反應后，加堿調整廢水的pH值，使氫氧化鉻沉淀，一般控制pH值為7～8，其反應時(shí)間為20 min。
（4）沉淀劑的選擇 常用氫氧化鈣、碳酸鈉、氫氧化鈉等均可使三價(jià)鉻成為氫氧化鉻沉淀。采用石灰，價(jià)格便宜，但反應慢，且生成泥渣多，泥渣難以回收。采用碳酸鈉，投料容易，但反應時(shí)會(huì )產(chǎn)生二氧化碳。氫氧化鈉成本高，但用量少，泥渣純度高，容易回收。因此一般采用氫氧化鈉作沉淀劑，濃度取20%。
 
（4）沉淀劑的選擇 常用氫氧化鈣、碳酸鈉、氫氧化鈉等均可使三價(jià)鉻成為氫氧化鉻沉淀。采用石灰，價(jià)格便宜，但反應慢，且生成泥渣多，泥渣難以回收。采用碳酸鈉，投料容易，但反應時(shí)會(huì )產(chǎn)生二氧化碳。氫氧化鈉成本高，但用量少，泥渣純度高，容易回收。因此一般采用氫氧化鈉作沉淀劑，濃度取20%。
2、鐵氧體法
鐵氧體沉淀法是在硫酸亞鐵處理法的基礎上發(fā)展起來(lái)的一種新型處理方法。它就是使廢水中的各種金屬離子形成鐵氧體晶粒一起沉淀析出，從而使廢水得到凈化。鐵氧體處理法主要的優(yōu)點(diǎn)是硫酸亞鐵貨源廣，價(jià)格低，處理設備簡(jiǎn)單，處理后水能達到排放標準，污泥不會(huì )引起二次污染；缺點(diǎn)是試劑投量大，相應產(chǎn)生的污泥量也大，污泥制作鐵氧體時(shí)的技術(shù)條件難控制，需加熱耗能較多，處理成本也較高。
鐵氧體法處理含鉻廢水是向廢水中投加硫酸亞鐵，使廢水中的六價(jià)鉻還原成三價(jià)鉻，然后投堿調整廢水pH值，使廢水中的三價(jià)鉻以及其他重金屬離子（以 Mn+表示）發(fā)生共沉淀現象。在共沉淀時(shí)，溶解于水中的重金屬離子進(jìn)入鐵氧體晶體中，生成復合的鐵氧體。 采用鐵氧體法一般側重于處理六價(jià)鉻、鎳、銅、鋅等重金屬離子廢水 。
3、硫酸亞鐵－石灰法
硫酸亞鐵是一種強酸弱堿鹽，水解后呈酸性。硫酸亞鐵與六價(jià)鉻發(fā)生氧化還原反應，生成三價(jià)鉻，當用石灰提高PH值至7.5～8.5時(shí)，即生成氫氧化鉻沉淀。當pH值>3時(shí)，Fe3+即生成大量沉淀，生成的氫氧化鐵有凝聚作用，有利于其他沉淀物的沉降。
硫酸亞鐵處理含鉻廢水的運行條件見(jiàn)表3.2。反應時(shí)間為，連續處理時(shí)不小于30 min；間歇處理時(shí)為2～4 h。
表3.2 硫酸亞鐵處理含鉻廢水的運行條件

序號	Cr 6+ /mg/l	加藥前調 pH 值	投藥量（質(zhì)量比） Cr 6+ ∶FeSO 4 •7H 2 O	反應后調節 pH 值	通氣時(shí)間 min	備注
1	≤25	＜ 4	1∶40 ～ 1∶50	7 ～ 8	攪拌混勻即可	所需壓縮空氣量為 0.2m 3 /min.m 3 ( 廢水 ) ，壓力 80 ～ 120kPa 。
2	25 ～ 50		1∶35 ～ 1∶40		10 ～ 20
3	50 ～ 100		1∶25 ～ 1∶35		15 ～ 30
4	≥100		1∶16 ～ 1∶30		15 ～ 30

硫酸亞鐵－石灰法處理含鉻廢水的特點(diǎn)是：除鉻效果好，當使用酸洗廢液的硫酸亞鐵時(shí)，成本較低，處理工藝成熟，但產(chǎn)生的污泥量大，占地面積大，出水色度偏高。
鉻鎳廠(chǎng)廢水處理方法之含鎳廢水的處理
膜分離技術(shù)作為一門(mén)高新技術(shù)，因其分離高效、節能、無(wú)二次污染、操作方便、占地面積少等優(yōu)點(diǎn)，逐漸在電鍍廢水處理中得到廣泛應用。
1 工藝流程
該系統由兩部分組成，即原水預處理部分和反滲透部分。
 

1．1 預處理部分
預處理系統由原水池、提升泵、袋式濾器、除油過(guò)濾器及保安濾器組成。
廢水由原水池經(jīng)過(guò)提升泵進(jìn)入袋式濾器，運行壓力0．35nO．38MPa，濾器內置孔徑為5μm 的PP濾袋，可以去除大部分固體懸浮物、大分子膠體等。然后廢水經(jīng)過(guò)除油過(guò)濾器，在0．3 1 —0.35MPa運行壓力下，可以吸附廢水中的有機物、油脂和殘余氯，也能去除水中的臭味、色度等。最后廢水進(jìn)入保安濾器，運行壓力0．28—0.32MPa，保安濾器配有5μm的PP濾芯，對預處理起到最后保安作用，防止管路中微粒進(jìn)入RO泵，以免損壞RO泵和膜組件。所有預處理工序都是為最大限度地防止和延緩污染物在RO膜面上的沉積，防止膠體物質(zhì)及固體懸浮微粒的賭賽以及有機物、微生物、氧化性物質(zhì)等對膜的破壞，以延緩RO膜的水解過(guò)程，從而使RO系統在良好狀態(tài)下工作。
1．2 一級Ro系統
廢水經(jīng)過(guò)預處理后，由一級輸送泵送入一級RO裝置進(jìn)行連續濃縮。一級濃縮系統的廢水處理量為1 m3／h，廢水鎳離子的濃度約為320—350 mg／L，pH5～7，還有光亮劑等少量有機物。設計運行壓力1．5MPa，膜組件通量800L／h。該系統采用杭州水處理技術(shù)研究中心自行生產(chǎn)的8英寸聚酰胺抗污染膜元件4只，單支元件的有效膜面積為32m ， 脫鹽率≥99％。經(jīng)過(guò)該系統的處理，廢水中80％的水分被分離出來(lái)，產(chǎn)水電導率≤150μS／cm，直接回用到電鍍生產(chǎn)作漂洗用水。而絕大部分的金屬離子被膜截留在濃縮液中，進(jìn)入二級濃縮系統，濃縮倍數達到5。
1．3 二級Ro系統
一級RO系統的濃縮液由二級輸送泵進(jìn)入二級RO裝置進(jìn)行循環(huán)濃縮。二級濃縮系統的廢水處理量為0．2 m3／h，廢水鎳離子的濃度約為16000—1800mg／L，pH 5～7。設計運行壓力2．5MPa， 通量200L／h。該系統采用4支進(jìn)口的4英寸聚酰胺復合海水淡化膜元件，單支元件的有效膜面積為7m ，脫鹽率≥99．5％。經(jīng)過(guò)該系統的處理，二級濃縮液再濃縮了lO倍以上，并送至蒸發(fā)系統，兩極RO產(chǎn)水均進(jìn)入RO產(chǎn)水箱回用到生產(chǎn)線(xiàn)上，形成良性的清潔化生產(chǎn)的循環(huán)用水系統。濃縮液經(jīng)蒸發(fā)后直接回到電鍍槽使用。
2 穩定運行
反滲透膜系統處理后的出水主要回用于鍍鎳漂洗水，由于鍍鎳液的工作溫度為55—60"C，在電鍍過(guò)程中有大量水分蒸發(fā)，故在RO裝置濃液排出的稀鍍鎳液(量少時(shí))可順利加入鍍鎳槽中回用。整個(gè)系統從2005年4月運行至今，系統運行平穩，各項指標均基本達到設計要求，系統運行參數見(jiàn)表1。
廢水處理監測結果見(jiàn)表2。從實(shí)際運行結果來(lái)看，膜法鎳回收系統的鎳回收率達到99．96％，水回用率達到100％，達到設計要求。本方案對漂洗廢水不但對水資源進(jìn)行了回收，而且回收了鎳資源。經(jīng)膜系統濃縮5O倍后的濃縮液直接回用到電鍍槽，作為生產(chǎn)工藝的補充用水。本方案處理工藝簡(jiǎn)單，維護簡(jiǎn)單，無(wú)二次污染，較徹底地實(shí)現了鍍鎳廢水的零排放。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
 

表1

 

表2

3 RO膜的清洗與維護
在正常操作過(guò)程中，RO元件內的膜面會(huì )受到無(wú)機鹽垢、微生物、膠體顆粒和不溶性有機物質(zhì)的污染，從而引起膜通量下降，從而導致設備成本上升，產(chǎn)品質(zhì)量下降等一系列問(wèn)題。盡管本工藝的預處理系統比較完善，但經(jīng)過(guò)較長(cháng)時(shí)間運行，RO膜面仍不可避免地出現污染問(wèn)題，這是膜分離技術(shù)在實(shí)際工程中普遍存在的問(wèn)題。因此，在實(shí)際工程中，要特別注重對膜的維護一膜污染的控制與清洗。2005年lO月份，膜污染較為嚴重，通量下降約20％，采用加酸和堿的方法進(jìn)行化學(xué)清洗，膜通量恢復率基本能達到設計值的95％左右。