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摘要:在生產(chǎn)制造業(yè),時(shí)常有電鍍廢水產(chǎn)生和排出,若未能有效處理電鍍廢水,將對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染和破壞。傳統(tǒng)處理工藝已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)實(shí)要求,亟須進(jìn)行新工藝設(shè)計(jì),在保證處理效果的同時(shí),實(shí)現(xiàn)回用。
電鍍廢水處理及回用工藝

發(fā)布者:禹州華德|2022-06-23| 返回列表

 在生產(chǎn)制造業(yè),時(shí)常有電鍍廢水產(chǎn)生和排出,若未能有效處理電鍍廢水,將對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染和破壞。傳統(tǒng)處理工藝已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)實(shí)要求,亟須進(jìn)行新工藝設(shè)計(jì),在保證處理效果的同時(shí),實(shí)現(xiàn)回用。

  1、工藝設(shè)計(jì)

  如果將生產(chǎn)制造銅質(zhì)散熱器作為核心,實(shí)際的生產(chǎn)制造時(shí),很多黃銅件都要經(jīng)過(guò)化學(xué)除油與酸洗,而且還有很多鋼鐵件需實(shí)施電鍍加工,加工時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定量電鍍廢水,廢水中,往往含有很多有毒有害物質(zhì),如鐵離子、鋅離子、六價(jià)鉻和銅離子等。若未能有效處理這些廢水而直接排放,將造成極其嚴(yán)重的污染,甚至危害到水域附近居民身體健康。為有效消除這一污染,減少有害物質(zhì),需要分析并制定合理可行的處理流程及參數(shù)。電鍍廢水處理基本流程如圖1所示。

1.jpg

  1.1 廢水水質(zhì)

  以某電鍍車間產(chǎn)生的廢水為例,其水質(zhì)情況為:

  (1)六價(jià)鉻離子含量在1.0~7.0mg/L范圍內(nèi),不符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(不超過(guò)0.5mg/L);

  (2)總鉻含量在2.0~14.0mg/L范圍內(nèi),不符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(不超過(guò)1.5mg/L);

  (3)銅離子含量在9.0~950.0mg/L范圍內(nèi),不符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(不超過(guò)1.0mg/L);

  (4)鋅離子含量在16.0~1800.0mg/L范圍內(nèi),不符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(不超過(guò)5.0mg/L);

  (5)pH值在2~12范圍內(nèi)。

  1.2 六價(jià)鉻還原

  對(duì)于化學(xué)沉淀法,其基本原理為先在弱酸環(huán)境下將六價(jià)鉻還原成三價(jià)鉻,再將pH值調(diào)整至7以上,促使三價(jià)鉻形成沉淀物。還原時(shí),pH值應(yīng)控制在1.5~2.5范圍內(nèi),不同金屬離子的沉淀pH值有所不同,具體為:

  (1)當(dāng)pH值為5.5時(shí),三價(jià)鉻離子開(kāi)始沉淀,當(dāng)pH值在6.3~6.5范圍內(nèi)時(shí),三價(jià)鉻離子大量沉淀,當(dāng)pH值為9.2時(shí),三價(jià)鉻離子重新溶解;

  (2)當(dāng)pH值為5.8時(shí),銅離子開(kāi)始沉淀,當(dāng)pH值為7.5時(shí),銅離子大量沉淀;

  (3)當(dāng)pH值為7.6時(shí),鋅離子開(kāi)始沉淀,當(dāng)pH值為8.3時(shí),鋅離子大量沉淀,當(dāng)pH值超過(guò)11時(shí),鋅離子開(kāi)始溶解;

  (4)當(dāng)pH值為2.8時(shí),三價(jià)鐵離子開(kāi)始沉淀,當(dāng)pH值為3.5時(shí),三價(jià)鐵離子大量沉淀。

  根據(jù)以上pH值范圍,先添加酸將pH值調(diào)整至1.5~2.5開(kāi)始對(duì)六價(jià)鉻實(shí)施還原,再添加堿促使生成的三價(jià)鉻開(kāi)始生成沉淀。此時(shí)需要耗費(fèi)大量酸、堿,提高成本,并且還會(huì)產(chǎn)生大量的污泥。對(duì)此,將硫酸亞鐵作為還原劑,能有效解決這一問(wèn)題,這是因?yàn)樵撨€原劑基本不會(huì)受到pH值作用影響,充分利用此特點(diǎn)在當(dāng)pH值小于或等于6.5時(shí),無(wú)須對(duì)pH值進(jìn)行調(diào)整,即可完成六價(jià)鉻還原。二價(jià)鐵氧化生成三價(jià)鐵以后,和其他金屬離子共同存在的實(shí)際情況下,沉淀產(chǎn)生pH值將有所降低。氫氧化鐵能實(shí)現(xiàn)絮凝,為后續(xù)絮凝沉淀奠定良好基礎(chǔ)。充分借助硫酸亞鐵與三價(jià)鐵各自優(yōu)勢(shì),可將發(fā)生絮凝沉淀時(shí)的pH值調(diào)整至6~8,這即為從排水口中流出的廢水pH值。

  根據(jù)以上原理,對(duì)廢水實(shí)施還原處理,結(jié)果為:

  (1)1#水樣:pH值為6.0,經(jīng)處理后,鉻含量變?yōu)?.002mg/L;

  (2)2#水樣:pH值為6.5,經(jīng)處理后,鉻含量變?yōu)?.004mg/L;

  (3)3#水樣:pH值為7.0,經(jīng)處理后,鉻含量變?yōu)?.016mg/L;

  (4)4#水樣:pH值為7.5,經(jīng)處理后,鉻含量變?yōu)?.006mg/L;

  (5)5#水樣:pH值為8.0,經(jīng)處理后,鉻含量變?yōu)?.005mg/L;

  (6)6#水樣:pH值為9.0,經(jīng)處理后,鉻含量變?yōu)?.007mg/L。

  可見(jiàn),將硫酸亞鐵作為還原反應(yīng)的還原劑,能克服pH值造成的影響和干擾,同時(shí)減少運(yùn)行過(guò)程中的成本。

  1.3 銅離子、鋅離子與鉻離子沉淀

  如前所述,這三種金屬離子開(kāi)始大量產(chǎn)生沉淀的pH值在6~9范圍內(nèi),當(dāng)三價(jià)鐵離子和其他金屬離子一同存在時(shí),通常6~9的pH值范圍即可符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

  相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果為:

  (1)1#水樣,pH值為6.0,銅、鋅、三價(jià)鉻和總鉻含量分別為0.60、0.025、0.020和0.032mg/L;

  (2)2#水樣,pH值為7.0,銅、鋅、三價(jià)鉻和總鉻含量分別為0.89、0.200、0.004和0.087mg/L;

  (3)3#水樣,pH值為8.0,銅、鋅、三價(jià)鉻和總鉻含量分別為0.36、0.025、0.004和0.022mg/L;

  (4)4#水樣,pH值為9.0,銅、鋅、三價(jià)鉻和總鉻含量分別為0.30、0.025、0.002和0.025mg/L。

  為加快沉淀速度,保證沉淀效率,需要選擇適宜的絮凝劑。經(jīng)對(duì)比試驗(yàn)可知,可采用PAM與PAC混合而成的絮凝劑。以水質(zhì)情況為依據(jù),通過(guò)試驗(yàn)將PAC用量控制在0.1~0.2g/L范圍內(nèi),將PAM用量控制在0.002~0.004g/L范圍內(nèi)。相比之下,PAM用量相對(duì)較小,生成沉淀的速度快,已經(jīng)破壞的絮凝物可以二次絮凝,且具有良好的濾渣脫水性。其中,二次絮凝對(duì)本工程尤為重要,因?yàn)樘幚韽S的反應(yīng)池較低,而沉淀池很高,要采用泵機(jī)把廢水傳輸?shù)匠恋沓?,提升時(shí)絮凝物必定遭到破壞,若沒(méi)有這一特點(diǎn),則無(wú)法再次生成沉淀。為保證沉淀效率,按照淺層沉淀基本理論,隨池深的不斷減小,沉淀效率將越來(lái)越高,通過(guò)對(duì)蜂窩斜管的設(shè)置能縮短沉淀的用時(shí),使出水水質(zhì)達(dá)到預(yù)期[3]。此外,為進(jìn)一步保證回用水整體質(zhì)量,需要對(duì)完成沉淀的水實(shí)施二次過(guò)濾,到滿足回用要求為止。

  1.4 工藝流程

  工藝流程如圖2所示。

2.jpg

  圖2的工藝流程中:

 ?、俑粲统刂饕邆淙N功能,分別為調(diào)節(jié)、隔油與儲(chǔ)水;

 ?、谙蚍磻?yīng)池中添加的堿,均從車間生產(chǎn)的廢堿產(chǎn)生,通過(guò)對(duì)這部分廢堿的合理應(yīng)用,除了能將車間生產(chǎn)時(shí)使用的水的pH值控制在6.5以內(nèi),為直接的還原反應(yīng)創(chuàng)造良好條件,還能減少新堿的實(shí)際用量,從而真正實(shí)現(xiàn)以廢治廢根本目標(biāo)。

  2、處理效果

  因?qū)⒘蛩醽嗚F作為還原反應(yīng)的還原劑,所以能使六價(jià)鉻離子發(fā)生還原反應(yīng)的pH值調(diào)整至6.5及以下,此時(shí)無(wú)需再對(duì)pH值進(jìn)行調(diào)整即可完成處理,并減少了酸和堿的使用量。此外,在還原劑反應(yīng)生成氫氧化鐵后,還可實(shí)現(xiàn)絮凝,減少絮凝劑實(shí)際用量,進(jìn)一步降低成本,最終取得既滿足處理質(zhì)量又節(jié)省處理成本費(fèi)用的良好效果。處理工藝參數(shù)如表1所示。

3.jpg

  3、結(jié)語(yǔ)

  該處理方法主要具有下列優(yōu)勢(shì):減少環(huán)境破壞與污染,尤其是廢水當(dāng)中的重金屬,使其能符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求;實(shí)現(xiàn)廢堿回用,在保證廢水為弱酸性的同時(shí),促進(jìn)還原反應(yīng)不斷進(jìn)行;僅需新建一座處理站,大幅節(jié)省了工程建設(shè)費(fèi)用。

(來(lái)源:中航長(zhǎng)沙設(shè)計(jì)研究院有限公司)


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