用微米泥炭处理电镀废水试验研究

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篇首语:没有口水和汗水,就没有成功的泪水。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了用微米泥炭处理电镀废水试验研究相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

1引言

电镀工业废水的处理在世界范围内倍受重视,为了减少环境污染,研制出多种降低和减少排放物的工业废水的处理技术。电镀生产过程中产生的废水量虽然不是很大,但其毒性较大,若废水处理达不到排放标准,不仅造成环境污染,且危害人体健康。由于电镀工业废水中含有一定量的酸、碱、重金属离子及其它有毒物质等,特别是铬、重金属离子不仅水处理难度较大,不易达标排放,且运行成本较高。因此,电镀废水的有效处理是电镀行业的棘手问题,笔者对黄河机械厂电镀车间工业废水采用微米泥炭处理工艺,进行了试验研究,取得了良好的效果,微米泥炭处理废水,环境的二次污染极小,泥炭价廉且来源广泛。

2电镀车间工业废水

黄河机械厂电镀车间电镀生产线总面积3612m2,其中生产面积2448m2,辅助面积1146m2。该厂现有三个电镀生产线:一个氧化全自动生产线,一个铜、镍、铬全自动生产线,一个金、银、钯手动生产线。电镀生产线可加工的品种有:镀金、银、钯、铜、锌、锡、暗镍、装饰铬、硬铬、仿金镀、塑料电镀、铬酸阳极化等工艺等。

电镀废水的来源是电镀生产过程的清洗,镀液过滤,镀液废弃,镀液带出以及跑、冒、漏、滴等。废水中包括铬、氰、重金属(Cr6+、Pb2+、Cd2+、Cu2+等)及酸碱废水。电镀车间日废水排放总量740m3,其中含氰废水16m3/h,含铬废水16m3/h,其余废水35m3/h。

该厂废水采用化学法处理,但处理过程中消耗大量化学药剂,产生大量含重金属污泥,且含水率高,难于处理。所以有必要探讨更经济、环保的废水处理工艺。

3微米泥炭处理电镀工业废水试验及结果

黄河机械厂电镀车间,电镀废水成分复杂,按电镀工序,将原废水分为含铬废水,含氰废水,混合废水三个系列成分。废水治理工艺主要取决于废水的性质,如果各类废水混排,造成脱除CN物质的困难。电镀废水处理,废水首先进行破氰处理,只有将废水中的氰化物处理后,再与含铬废水、混合废水混合排入废水调节池,进行重金属离子及其他组分的脱除。

3.1微米泥炭处理电镀废水工艺

(1)微米泥炭的特性

微米泥炭具有良好的颗粒松散度,易于吸附,且具有离子交换性能,且经曝气澄清时,颗粒能迅速分离,具有良好的的混凝性和沉降性。在废水水处理过程中,主要通过微米泥炭沉降比和微米泥炭体积指数等项指标控制,分析泥炭的吸附性、离子交换性,以获取最佳脱除铬、重金属离子等组分的效果。

泥炭通过干燥、研磨、分级,采用不同粒级分级处理电镀废水。微米泥炭粒级分为:100~500.0μm,500~1000μm,1000~5000μm。泥炭沉降体积和微米泥炭体积指数:不同粒级沉降体积分别为SV30:90、96、105;体积指数SVI:115、120、135。

(2)微米泥炭处理电镀废水工艺

微米泥炭处理电镀废水工艺:电镀废水分为含铬废水,含氰废水,混合废水三个系列成分,需分别处理,然后再混合处理。含氰废水,首先采用具有强氧化性次氯酸钠(NaOCl)进行破氰处理;一级局部氧化反应完成后,只需调节pH为7.1~7.5,进行含氰废水的二级氧化处理,然后排入混合池。含氰废水进行破氰处理后,与含铬废水、混合废水混合,经沉淀、除去悬浮物后,经三级微米泥炭处理,废水达到了排放标准,个别指标超过国家标准。

3.2处理电镀废水试验数据

通过不同微米级泥炭处理试验,采集不同阶段的废水进行微米泥炭处理废水试验,取得一系列数据,对试验数据进行处理。废水中有害组分采用分光光度法、原子吸收法、等离子法不同方法。通过试验数据分析,微米泥炭处理废水效果良好。

该厂废水属工业废水,经管道排放,截面积比较小,不需设置断面,直接确定采样点位。在车间排放口设置采样点监测一类污染物。采集时间:废水的水质和流量变化不大,确定每天上下午各取样一次,时间间隔为4h。

废水水质监测数据:浊度为9-62;电导率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;

废水处理水质分析数据:浊度为4~10;电导率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微米泥炭处理电镀废水试验分析

4.1微米泥炭处理电镀废水机理

泥炭含有大量水、有机物质及矿物质的大分析化合物。泥炭中富含有大量的腐植酸,腐植酸是泥炭中的主要有机组分,它是由一组相似的,分子大小不同的,结构不一致的羟基芳香酸所构成的复杂化合物。腐殖酸中含有芳香核、羟基、醇羟基、羧基、羰基、醌基、胺基、甲氧基、-SO3H基等活性基团,并含有碳,氢,氧,氮等元素,这些活性基团决定了泥炭具有弱酸性,亲水性,离子交换性,络合性,吸附性,氧化还原性及生理活性等特征。

泥炭具有多种活性基团的特征,决定了其具有阳离子吸附性能、离子交换性能。在废水处理中,特别在处理中有害金属元素和重金属元素方面,具有良好吸附性能。

(1)电镀废水处理试验与分析

该厂电镀车间,电镀废水成分复杂,按电镀工序,将原废水分为含铬废水,含氰废水,混合废水三个系列成分。废水治理工艺主要取决于废水的性质,经采集水样分析,根据该厂化学法废水处理工艺,试验如果各类废水混合,很难脱除CN-类物质,造成除CN-困难,所以首先须破氰处理,然后进入三级微米粒级泥炭水处理池。

(2)含氰废水破氰化物处理

首先处理含氰废水,然后进入下一级处理。含氰废水主要来源于氰化镀锌、镀铅、镀铜、镀金、镀银电镀工艺。含氰废水若混入镍、铁离子,将会给后续处理带来困难,所以,试验中单独设立了一个前期处理系统,不与其它电镀废水混合处理,脱除氰化物后,与含铬废水和混合废水混合处理。

氰化物脱除通常使用碱性氯化法和电解法。本次试验,对含氰废水采用次氯酸钠(NaOCl),次氯酸钠具有强氧化性、有效氯不易流失、具有操作简便、处理效果好和污泥量少等优点。比较其他氧化剂,次氯酸钠是最合适的氧化剂,并考虑了其化学性质活泼和腐蚀性较强的问题。破氰试验,采用次氯酸钠碱性氯化法,以氯为氧化剂使氰氧化为氰酸盐,为一级氧化,而后调节pH为6.5~7.1,继续投加次氯酸钠,使氰酸盐氧化为无毒的CO2和N2直接排放。试验采用两级氧化,碱性氯化法处理含氰废水的一级不完全氧化反应:

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

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

含氰废水经局部氧化法破氰反应生成的氰酸根(CNO-)毒性仅为CN-的千分之一,虽然含氰废水浓度较低,但是CNO-毕竟是有毒物质,在酸性条件下及易水解生成氨(NH3),即:

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

氨不仅污染水体,而且容易与氯化合,生成毒性次于氯的氯胺。二级完全氧化处理,进一步将CNO予以处理,完全破坏其C-N键,使之分解生成CO22、N2逸出。这样才能保证达到排放标准。其第二级氧化反应式为:

2CNO-+3CLO-+H2O=2CO2↑+N2↑+3CL-+2OH。

一级局部氧化反应完成后,只需调节pH为6.5~7.1,便可实现含氰废水的完全氧化处理。达到二级完全氧化投药比CN--NaOCl=1:7.8~8.0。由于废水中往往存在其它还原性物质H2S、Fe2+、有机物类等物质,因此次氯酸钠的实际用量高于理论值5%~10%。

投药量是既涉及处理成本,又关系到处理效果的重要因素。投药量不够,则破氰反应不彻底;投药量过多,不仅造成浪费,而且使处理水中的余氯量超过允许浓度,对环境不利,因此不可忽视投药量的控制。根据中小型电镀厂、车间破氰投药量试验计算,按计算的千分之一的药量进行破氰试验研究,废水流量15L/h设计。

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

式中:Q-含氰废水量(L/h)。CCN--废水的含氰浓度(2.5~3.0mg/L)。K1-破坏一份氰所需的活性氯理论值。K2-安全系数(1.2~1.5)。α-药剂中含活性氯的百分比(95.4%)。

K-投药比,K=K1×K2。废水中氰化物存在各种形式化合物,K值一般取8~11,本次试验确定K值为10,并控制排水中余氯量小于5.0mg/L。

4.2电镀废水处理分析讨论

含铬废水,调节pH偏酸性时,有利于Cr6+的脱除,在与含氰废水、混和废水混合时,需单独处理含铬废水,以降低铬浓度后,通过监测分析,含铬废水比直接进入三级泥炭处理池脱铬的效率高,铬在低浓度状态下,含铬废水与含重金属离子的废水混合后,综合脱除重金属离子效率高。

含氰废水经破氰处理后,与含铬废水、混合废水混合进入混合池,经过三级泥炭处理池后,Cr6+、氰化物、Cu2+、CODcr、Cd2+、Pb2+、Fe3+、色度、浊度达到污染物排放标准。

微米泥炭的再生利用,可用5%的硫酸对泥炭再生,将洗液回收;对含铬废水经脱铬后的泥炭废水,单独用5%的硫酸对泥炭再生,可回收铬酸用于钝化工艺。

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