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电镀废水处理工艺分析研究

文章出处:林夕发表时间:2018-7-18 14:06:48

电镀工厂排出的废水和废液中含有大量金属离子如:铬、镐、镍,含氰,含酸,含碱,一般常含有有机添加剂。金属离子有的以简单的阳离子形式存在,有的则以酸根阴离于形式存在,有的以复杂的络合离子存在。电镀废水处理常用中和沉淀法、中和混凝沉淀法、氧化法、还原法、钡盐法、铁氧体法等化学方法。

电镀废水处理工艺分析研究


 1.电镀行业废水的污染特征

电镀行业废水水质较复杂,废水中含有铬、锌、铜、镍、镉等重金属离子以及酸、碱、氰化物等具有很大毒性的杂物。该行业废水具有以下特点:

(1)成分复杂、污染物可分为无机污染物和有机污染物两大类。

 

(2)水质变化幅度大、各股生产废水污染物种类多样,CODcr变化系数大。

 

(3)废水毒性大、含有大量的重金属离子,若不经处理直接排放会对周围水体造成极大的污染

 

2.工艺方案的确定

某公司的生产污水主要来自镀前镀件的酸、碱处理以及镀后的漂洗,另外定期还会排放出一定量的废酸。

 

(1)生产废水的预处理

 

①Cr6+的去除

 目前含铬电镀废水主要采用氧化还原—沉淀法处理工艺

 

氧化还原法是指利用强氧化剂或强还原剂,将废水中的有毒物质氧化或还原为无毒或低毒物质。在电镀废水中六价铬主要以CrO42-形式存在,在酸性条件下存在形式为Cr2O72-,在亚铁离子的作用下发生还原反应,还原反应较快。

 

还原以后的铬在碱性条件下以Cr(OH)3沉淀的形式存在,所得到的污泥是三价铬和铁的氢氧化物混合沉淀。用硫酸亚铁还原六价铬,考虑到还原反应不彻底,实际操作中硫酸亚铁的用量是理论计算量的2.5-3倍,因此污泥量大。

 

具体流程如下:


硫酸亚铁

电镀废水→还原反应→PH中和→絮凝沉淀→达标排放

 

其基本原理为:

 

Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O

 

Cr3++3OH-=Cr(OH)3↓

 

从上述流程可以看出,由于硫酸亚铁还原六价铬是较酸性条件下进行,同时污泥的产生量较大,也给污泥处置增加一定的难度。

 

②其他金属离子的去除

 

电镀废水中出Cr6+超出国家排放标准外,其中还含有大量的Zn2+、Cu2+、Ni2+、Fe2+等金属离子,因此采用碱性条件下曝气氧化的方法,不仅可使PH值达到排放标准,而且可以有效地去除废水中的重金属离子,其原理为:

 

2HCl+Ca(OH)2=CaCl2+2H2O

 

Zn2++2OH-=Zn(OH)2↓

 

Ni2++2OH-=Ni(OH)2↓

 

Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓

 

Fe2++e=Fe3+

 

Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓

 

首先将PH调节至过碱。由于锌离子分别在PH=6.4开始沉淀,到PH=9.3才能完全沉淀(2.0mg/l),到PH=10.5时开始溶解,因此分为两级反应,一级反应池的PH必须控制在9.5-10范围内。

 

在一级反应中Fe3+离子到PH=4.1时能完全沉淀,Cu2+离子到PH=5.0时形成碱式盐沉淀,PH=7.2能完全沉淀,Cr3+离子在PH=4.9开始沉淀,到PH=6.8时能完全沉淀,到PH=12时开始溶解。由于Ni2+离子在PH=7.7开始沉淀,到PH=10.5才能完全沉淀(1.0mg/l),所以在一级反应中Ni2+、Fe2+不能完全沉淀,故需要二级反应,在二级曝气氧化反应中,PH必须控制在10.5-11范围内。

 

(2)生产废水的生化处理

 

经过两级沉淀处理之后,废水中的PH值、重金属离子指标已经合格,但由于废水中含有添加剂等有机物,导致废水中CODcr超标,(废水中CODcr一部分由亚铁产生,一部分由有机物产生)根据测定经两级沉淀之后CODcr值在200mg/l左右,而国家标准在100mg/l,所以废水在经过两级沉淀预处理之后,采用好氧生化法处理,使之达到国家标准。

 

电镀添加剂主要分为整平剂、应力消除剂、表面活性剂、光亮剂、辅助光亮剂等,主要为醛类、香豆素、糖精及分解产物等,此类物质大部分为可生化物质。好氧生物处理工艺分为:活性污泥法和生物膜法。活性污泥法有SBR及其改进型、AB法等;生物膜法有接触氧化法、生物滤池等。其中SBR及其改进型和生物接触氧化法是目前国际上污水生化处理的热门工艺。

 

①SBR及其改进型

SBR法是序列间歇式活性污泥法的简称,是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥水处理技术,又称序批示活性污泥法。

 

SBR污水处理技术及其改进型与传统污水处理技术是不相同的。其采用的是时间分割操作替代空间分割操作,非稳态生化反应替代稳态生化反应,静置理想沉淀代替动态沉淀等。它在运行上实现了有序和间歇操作相结合。

 

SBR法是在单一的反应池内进行活性污泥处理工艺,并使污水处理的单元操作及时间的形式连续的进行处理的方法。SBR反应池内设有隔墙,将反应池分成预反应区和主反应区,墙的底部有孔相通。每一个周期的进水、反应、沉淀、滗水和闲置五道工序都在同一池内周而复始的进行,SBR工艺与其他处理工艺相比,SBR工艺使污水处理构筑物大大简化。

 

a、曝气期由于曝气系统向反应池供氧,有机污染物被微生物氧化分解,同时NH3-N通过硝化细菌转化为NO3-N。

 

b、沉淀期停止曝气,进行泥水分离,同时微生物利用水中的剩余溶解氧进行氧化分解,反应池逐渐由好氧状态向缺氧状态转化,开始进行反硝化反应。

 

c、滗水期沉淀结束后进行滗水排出上清液,池中水位逐步下降,此时反应池逐步过渡到厌氧状态,继续进行反硝化。

 

d、闲置期闲置期内池中水位由最低水位上升到最高水位。

 

SBR工艺及其改进型与传统活性污泥法相比,具有如下特点:

 

a、工艺流程简单,省去出沉淀、二沉池、污泥回流及污泥回流设备。

 

b、占地面积省,比普通曝气法省20%-30%。

 

c、运行费用省,自动化控制程度高,管理方便。氧的吸收率高,运行费用省25%。

 

d、处理效率高,运行稳定性可靠,耐负荷冲击能力强,出水水质好。

 

e、脱氮除磷效果好。

 

f、污泥沉降性好。

 

②生物接触氧化法

生物接触氧化法是一种介于活性污泥法于生物滤池之间的生物膜法工艺。接触氧化池内设有填料,部分微生物以生物膜的形式固着生长于填料表面,部分则是絮状悬浮生长与水中。现阶段生物接触氧化法,就是在池内设置填料,将充氧的污水浸没全部填料,并以一定的速度流经填。

 

填料上长满生物膜,同时污水中也有一定的活性污泥,污水与生物膜以及活性污泥相接触,在微生物的作用下,污水得到净化。可以说生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物膜法两者之间的,具有活性污泥与生物膜双重效能的生物处理法。

 

生物接触氧化工艺具有如下特点:

 

a、生物接触氧化法的容积符合高,同样大小体积的设备,处理时间短,处理能力高,节约占地面积,比普通曝气法省。

 

b、运行费用省,自动化控制程度高,管理方便。氧的吸收率高,不需另加药剂。

 

c、处理效率高,出水水质好而稳定,在毒物和PH值的冲击下,生物膜受影响小,而且恢复快。

 

d、运行稳定性可靠,耐负荷冲击能力强。

 

e、可有效的防止污泥膨胀,而且能充分发挥其分解、氧化能力高的特点。

 

生物滤池工艺流程说明:

废酸定期排入废酸池中,综合电镀废水和废酸进入调节池后,由泵提升进入还原池,由加药泵加还原剂,使六价铬在酸性条件下还原成三价铬,反应后自留进入反应池,由加药泵加碱反应,废水中的大部分二价铁离子、三价铁离子、三价铬、锌离子、镍离子、铜离子在碱性条件下生成沉淀、反应后的废水经导流筒进入1#沉淀池进行沉淀分离。

 

上清液自流进入曝气氧化池,进一步曝气氧化,使剩余的亚铁离子氧化为三价铁离子,并在碱性条件下生成氢氧化铁沉淀;在2#沉淀池进行沉淀分离,上清液经PH回调后经接触氧化生化池去除CODcr后进入3#沉淀池,上清液自流入清水池后达标排放。

 

各沉淀池污泥进入污泥浓缩池浓缩,浓缩后污泥经高压泵注入压滤机压滤,干化后污泥作为危险废物,送固废中心处置。

 

处理工艺技术特点:

a、采用物化方法对污水进行预处理,有效的去除污水中大部分的重金属,减少毒性,增强污水的可生化性。

 

b、生化处理采用接触氧化处理工艺,有效的去除CODcr,降低投资及运行成本。

 

c、废酸采取“定期排放,天天处理”的处理方式,避免了调节池水质变化过大影响后续处理工艺,废酸中盐分较高,若一次性处理会使水体短时间内CL-浓度急剧上升,对活性污泥造成抑制甚至死亡。

 

d、尽量采取重力自流的方式,以减少机泵功率,投加药剂选用可靠、高效的品牌,降低药剂消耗等。通过以上多种方式,可较大程度的降低污水处理系统的运行费用。

资料内容来源:水博网。登载此文出于传播更多信息之目的,并不意味证实其描述,或赞同其观点,文章内容仅供参考。)

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