物理化學(xué)方法深度處理電鍍廢水

電鍍廢水的排放量約占廢水總排放量的10％，占工業(yè)廢水排放量的20%。電鍍廢水不僅量大，而且對環(huán)境造成的污染也嚴重，因為電鍍廢水中不僅含有氰化物等劇毒成分，而且含有Cr、Zn、Cu、Ni等金屬離子�；瘜W(xué)法處理電鍍廢水有逐漸增加的趨勢，90年代中期國內達80．1％；而國外采用化學(xué)法的比例高達80％-90％。在化學(xué)法處理電鍍廢水過(guò)程中，為了使氧化還原反應完全和沉淀完全，往往要向廢水中投加過(guò)量的氧化劑(如次氯酸鈉)和還原劑(如硫化鈉或硫酸亞鐵)，這不僅造成藥劑上的浪費，而且還會(huì )增加污泥量以及出水的含鹽量。如果將化學(xué)法和電滲析聯(lián)合使用，則不但能夠節約藥劑、減少污泥量，而且化學(xué)法處理后的上清液經(jīng)電滲析處理后，淡水可以達到回用標準，實(shí)現電鍍廢水的閉路循環(huán)，既不污染環(huán)境，又充分利用了水資源。為此進(jìn)行了氧化還原和電滲析聯(lián)合處理電鍍廢水的研究，取得了較理想的效果。

1、實(shí)驗原理

含氰含鉻電鍍廢水化學(xué)處理的反應順序為先氧化除氰，反應如下u1，CN-+OCI‘+H20-*CNCI(劇毒)+20H‘一CNO'(低毒)+C1。+H202CNO一(低毒)+30C1"+H20--'2C02+3C1一時(shí)叱+20H-。

實(shí)驗過(guò)程中加入次氯酸或次氯酸鈉可實(shí)現該反應。除氰后，采用還原方法使六價(jià)鉻變?yōu)槿齼r(jià)鉻，如用硫酸亞鐵還原反應如下口：

Cr2072．i．6Fe2+．i．141-I+一2CrZ++6Fe3++7H20

實(shí)驗條件為pH<=3。

本實(shí)驗電滲析過(guò)程是在直流電場(chǎng)的作用下，淡室中的Na+和C，陽(yáng)離子趨向陰極，在通過(guò)陽(yáng)膜之后，被濃室中的陰膜所阻擋，留在濃室中；而淡室中的S02-．C1-、P043一陰離子趨向陽(yáng)極，在通過(guò)陰膜后，被濃室中的陽(yáng)膜阻擋，也被留在濃室中；于是流過(guò)淡室的水溶液因水中電解質(zhì)濃度逐漸下降而淡化，而流過(guò)濃室的水溶液因水中電解質(zhì)濃度的逐漸上升而濃縮。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

2、實(shí)驗過(guò)程

化學(xué)沉淀法處理混合電鍍廢水，其工藝流程如圖1。電鍍排放的廢水，因生產(chǎn)實(shí)際情況出水水質(zhì)經(jīng)常波動(dòng)，因此在該處理工藝中，首先利用調節池對進(jìn)水進(jìn)行混勻調節，以減少水質(zhì)波動(dòng)對后續處理工藝的影響；進(jìn)水經(jīng)調節池混勻后，先后用泵送至除氰罐1和除氰罐2進(jìn)行氧化除氰，經(jīng)上述兩步除氰后，CN完全分解為C02和N2；因為除氰是在堿性條件下進(jìn)行的，因此在除氰的同時(shí)，也會(huì )有一部分金屬離子生成氫氧化物沉淀，故除氰后的廢水由沉淀池1和沉淀池2進(jìn)行沉淀處理：經(jīng)沉淀處理后的上清液由污水泵3送至還原罐，在還原罐中六價(jià)鉻被亞鐵還原為三價(jià)鉻；三價(jià)鉻以及銅、鋅、鎳等其他重金屬離子，在堿性條件下，分別和氫氧根離子及負二價(jià)硫離子反應生成氫氧化物或硫化物沉淀；再經(jīng)水力澄清，上清液達標排放。經(jīng)實(shí)驗確定最佳加藥量為NaOCI：CN=7：1，FeS04：Cr6+=12：l，Na2S：Cr6+=5：1。加料的順序為加NaOCl，再加Na2S，最后加FeS04。

化學(xué)法和電滲析聯(lián)合使用，組成如圖2的工藝流程，不但節約藥劑、減少污泥量，而且化學(xué)法處理后的上清液經(jīng)電滲析處理后，淡水可以達到回用標準，實(shí)現電鍍廢水的閉路循環(huán)，既不污染環(huán)境，又充分利用了水資源。

對CP／ED聯(lián)合處理電鍍廢水工藝流程不同階段的水樣S1，S2，S3和S4的水質(zhì)進(jìn)行了分析和測試。采用等離子發(fā)射光譜對水中Cr、Na、Mn、Zn、Ca、Mg、Cu、Cd、S、P等元素的含量進(jìn)行分析；采用色譜儀測定了水中8042’、CI"、P043’等陰離子的濃度；電導率、電流、電壓和流量的測定采用常規儀器和分析方法。

3、實(shí)驗結果和討論

實(shí)驗結果如表1、表2，25℃條件下離子的電導率見(jiàn)表3�；瘜W(xué)法處理電鍍廢水雖然具有技術(shù)成熟、投資小、處理費用低、適應性強、自動(dòng)化程度高等諸多優(yōu)點(diǎn)，但其缺點(diǎn)也是明顯的：首先化學(xué)法會(huì )產(chǎn)生大量的污泥難以處理；其次，在化學(xué)法處理電鍍廢水過(guò)程中，為了使氧化還原反應完全或沉淀完全，往往要向廢水中投加過(guò)量的氧化劑(如次氯酸鈉)和還原劑(如硫酸亞鐵)，這不僅造成藥劑上的浪費，而且還會(huì )增加污泥量以及出水的含鹽量，致使出水難以回用，出水外排不僅有可能造成二次污染，還浪費了水資源。膜法處理含油廢水比較成功b’‘1，該法應用到電鍍廢水處理很有前途。在化學(xué)一電滲析處理電鍍廢水中，由表2中數據發(fā)現如下規律。

經(jīng)普通化學(xué)沉淀法處理后，雖然鉻濃度從原來(lái)的19．029mg／L降至3．617mg／L，重金屬離子錳，鋅，銅等因原本水中的含量就很低，經(jīng)處理后己基本沉淀完全；但水中其它離子的濃度如：8042。、Mg“、Ca2+、Cd2+只有很少降低，甚至未有降低；更為重要的是，由于在化學(xué)沉淀過(guò)程中加入Na。S和FeCl。等化學(xué)藥劑，從而導致處理后水中Na+和Cl。的大量增加，Na+由處理前的7．807mg／L上升至44．413mg／L，而Cl一更是由處理前的15．7mg／L驟升至處理后的11lmg／L；正是由于Na+和C1。的大量增加使上清液電導率由處理前的464pS／era急增至720uS／cm，結合表1和表3數據，可以對S042-，Na+，C1。，Mg孫，Ca寸，Cu“等離子在化學(xué)法處理前后的濃度變化而引起電導率的變化進(jìn)行計算，計算的電導率變化為231pS／em，這與實(shí)際的電導率變化值256uS／cm非常接近，由此也說(shuō)明處理后電導率的升高是由加入的化學(xué)藥劑引起的。

這里鉻濃度僅降至3．617mg／L，若要是降至0．5mg／L的國家標準，則需要加入更多的Na2S和FeCl2，因此不難想像，處理后出水的電導率將增加更高。

實(shí)驗條件對處理電鍍廢水效率的影響。溫度對氧化、還原反應影響很大，提高溫度有利于加快反應速度�？紤]到大部分電鍍廢水處理一般在常溫下進(jìn)行，實(shí)驗溫度控制在16℃～20℃范圍。
本實(shí)驗中，氧化除氰過(guò)程pH=11時(shí)，反應時(shí)間在14rain內完成，還原去除六價(jià)鉻控制條件是pH=3時(shí)，反應時(shí)間在25-'--30rain。電滲析過(guò)程pH值控制在6～8。

4、結論

1、在堿性條件下研究了化學(xué)法處理混合電鍍廢水新工藝，先氧化除氰，然后還原六價(jià)鉻，電鍍混合廢水不用分開(kāi)可直接連續處理，特別適合于那些無(wú)法將含氰和含鉻廢水分流的電鍍企業(yè)。

2、CP／ED聯(lián)合處理工藝，可以顯著(zhù)降低化學(xué)則再經(jīng)電滲析處理后，出水中鉻濃度在O．2mg／L以下，遠小于0．5ml乒的污水排放標準。這就大大降低了化學(xué)法處理混合電鍍廢水的藥劑量和污泥量，降低污泥后續處理的費用，電滲析處理后的水可以回用。