淺析(xī)電鍍(dù)廢水的處理的特點、工藝(yì)及流程
1電鍍行業廢水的汙(wū)染(rǎn)特征
電(diàn)鍍行業廢(fèi)水水質較複雜,廢水中含有鉻、鋅、銅、鎳、鎘等重金屬(shǔ)離子以及酸、堿、氰化(huà)物等具有很(hěn)大毒性的雜物。該行業廢水具有以下特點:
(1)成分(fèn)複雜、汙染物可分為無機汙染物和(hé)有機汙(wū)染物兩大類。
(2)水質變化幅度大、各股生產廢水汙染物種類多樣,CODcr變化(huà)係數大。
(3)廢水毒性大、含(hán)有大量的重金屬離子,若不經處理直接排放會對(duì)周圍水體造(zào)成極大的汙染
2工藝方案(àn)的確定
某公司的生產汙水主要來自鍍前鍍件的酸、堿處理(lǐ)以及(jí)鍍後的漂洗,另外定期還會排放出一(yī)定量的廢酸。
(1)生產廢水的預處理
①Cr6+的去除
目(mù)前含鉻電鍍廢水主要采用氧化還原—沉澱法處理工藝
氧化還原法是指利用強氧化劑或強還原劑,將廢(fèi)水中的有毒物質氧化或還原(yuán)為無毒或低毒物質。在電鍍廢水中六價鉻(gè)主要以CrO42-形式存在,在酸性條件(jiàn)下存在(zài)形式(shì)為Cr2O72-,在亞鐵離子的作用下發生還原反應,還原反應較快。還原以後的鉻在堿性條件(jiàn)下以Cr(OH)3沉澱的形式存在,所得(dé)到的汙泥是三價鉻(gè)和鐵的氫氧化物混(hún)合沉澱。用硫酸亞鐵還原(yuán)六價鉻,考慮到還(hái)原反應不徹底,實際操作中硫酸亞鐵(tiě)的用量是理論計算量的2.5-3倍,因此汙泥量大。
具體流(liú)程如下:
硫酸亞鐵
↓
電鍍廢水→還原反應→PH中和→絮(xù)凝沉澱→達標排放
其基本原理為:
Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O
Cr3++3OH-=Cr(OH)3↓
從上述流(liú)程可以看出,由於硫酸(suān)亞鐵還原六(liù)價鉻(gè)是較酸性條件(jiàn)下進行,同時汙泥的產生量較大,也給汙泥處置增加一定的難(nán)度。
②、其他金屬離(lí)子的去除
電鍍廢水中出(chū)Cr6+超出國家排放標(biāo)準外(wài),其中還含有大量的Zn2+、Cu2+、Ni2+、Fe2+等金屬離(lí)子,因此采用堿性條件下曝氣氧化的方法,不僅可使PH值達到排放標準,而且可以有效地去除(chú)廢水中的重金屬離子(zǐ),其原理為:
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↓
首先將PH調節至(zhì)過堿(jiǎn)。由(yóu)於鋅離子(zǐ)分別在PH=6.4開始沉澱,到PH=9.3才(cái)能完全沉澱(2.0mg/l),到PH=10.5時開始溶解,因此分為兩級反應(yīng),一級反應池的PH必須控製在9.5-10範(fàn)圍內。
在一級(jí)反應中Fe3+離子到PH=4.1時能完全沉澱,Cu2+離子到PH=5.0時形成堿式鹽沉澱(diàn),PH=7.2能完(wán)全沉(chén)澱,Cr3+離子在(zài)PH=4.9開始沉澱,到PH=6.8時能完全沉澱,到PH=12時開始(shǐ)溶解。由於Ni2+離(lí)子在PH=7.7開(kāi)始沉澱,到PH=10.5才能完全沉澱(1.0mg/l),所以在一級反應中Ni2+、Fe2+不能完全沉澱(diàn),故(gù)需要二級反應,在二級曝氣氧化反應中(zhōng),PH必須控製在10.5-11範圍內。
(2)生產廢水的(de)生化處理
經過兩級沉澱處理之後,廢水(shuǐ)中的PH值、重(chóng)金屬離子指標已經合(hé)格,但由於廢(fèi)水中含有添加劑等有機物,導致廢水中CODcr超標,(廢水中CODcr一(yī)部分由亞鐵產生,一部分由(yóu)有機物產生)根據測定經兩級沉(chén)澱之後CODcr值在200mg/l左右,而國家標準在100mg/l,所以廢水在經過兩級沉澱預處理之後,采用好氧生化(huà)法(fǎ)處理,使之達到國家標準。
電鍍添加劑主要分為整平劑、應力消除劑、表麵活性劑、光亮劑、輔助光亮劑等,主要為醛類、香豆素、糖精及(jí)分解產物等,此類物質大部分為可生(shēng)化物質(zhì)。好氧生物處理工藝分為:活性汙泥法和生物膜法(fǎ)。活性汙泥法有SBR及其改進(jìn)型、AB法等;生物膜法有接觸氧化法、生物濾池等。其中SBR及其改進型和生物(wù)接觸(chù)氧化法是目前國際上汙水(shuǐ)生化處理的熱門工藝。
①、SBR及其改進型
SBR法是序列間(jiān)歇式活性汙泥法的簡稱,是一種按(àn)間歇曝氣方式來運(yùn)行(háng)的活性汙泥水(shuǐ)處理技術,又稱(chēng)序批(pī)示活性汙泥法。
SBR汙水處(chù)理技術及其改進型與傳統汙水處理技術是不相同的。其采用的是時間分割操作替代空間分(fèn)割操作,非穩態生化反應替代穩態生(shēng)化反(fǎn)應,靜(jìng)置理想沉澱代(dài)替(tì)動態沉澱等。它在運行上實現了有序和間歇操作相結合。SBR法是在單一的反應池內(nèi)進行活性汙泥處理工藝,並(bìng)使汙(wū)水處理的單元操作及時間的形式連續的進行處理的方法。
SBR反應池內設有隔牆,將反應池分成預反應區和主反應區,牆的底部有(yǒu)孔(kǒng)相通。每一個周期(qī)的進水、反應(yīng)、沉澱、潷水和閑置五道工序都在同一池內(nèi)周而複始的進行,SBR工藝與其他(tā)處理工藝相比,SBR工藝使汙水處理構(gòu)築物大大簡化(huà)。
a、曝氣期由於曝氣係統向反應池供氧,有(yǒu)機汙染物被微生物(wù)氧化分解,同時NH3-N通過(guò)硝化細菌轉化為NO3-N。
b、沉澱期停(tíng)止曝氣,進(jìn)行泥(ní)水(shuǐ)分離,同(tóng)時微生物(wù)利用水中的剩餘溶解氧進行氧化分解,反(fǎn)應池逐漸由好氧狀態向(xiàng)缺氧狀態轉(zhuǎn)化,開始進行(háng)反硝化反應。
c、潷水期沉澱結束後進行潷水排出上清(qīng)液,池中水位逐步下降,此時反應池逐步過渡到厭氧狀態,繼續進(jìn)行反(fǎn)硝化。
d、閑置期閑置期內池中水位由最低水位上升到最高水位。
SBR工藝及其改進型與傳統活性汙泥法相比,具有如下特點:
a、工藝流程簡單,省去出沉澱、二沉池、汙泥回流(liú)及汙泥回(huí)流(liú)設備。
b、占地麵積(jī)省,比普通曝氣法省20%-30%。
c、運行費用省,自動化控製程度高,管理(lǐ)方便。氧的吸收率高,運行費用省25%。
d、處理(lǐ)效率高(gāo),運行穩定性可靠,耐負荷衝擊能力強,出水水質好。
e、脫氮除磷效果好(hǎo)。
f、汙泥(ní)沉降(jiàng)性好。
②、生物接觸氧化法
生物接觸氧化法是一種(zhǒng)介於活性汙泥法於生物濾池之間的生物膜(mó)法工藝。接觸氧化池內設有填料,部(bù)分微生物以生物膜的形(xíng)式固著生長(zhǎng)於填料表麵,部分則是絮狀懸(xuán)浮生長與水中。現(xiàn)階(jiē)段生物接觸氧化(huà)法,就是在池內設置填料(liào),將充氧的汙水浸沒全部填料,並以一定的速度流經填。填料(liào)上長滿生物膜(mó),同時汙水(shuǐ)中也有一(yī)定(dìng)的活性汙泥,汙水與生物膜以及活性汙泥相接觸,在微生物的作用下,汙水得到淨化。可以(yǐ)說(shuō)生物接觸氧化法是一種介於活性汙泥法與生物膜法兩(liǎng)者之間的,具有活性汙泥與生物膜雙重效能的生物處理法。
生物接觸氧化工藝(yì)具有如下特點:
a、生物接觸氧化法的容(róng)積符合高,同樣大小體積的設備,處理時間短,處理能力(lì)高,節(jiē)約占地麵(miàn)積,比普通曝氣法省。
b、運行費用省,自動化控製程度(dù)高,管理方便。氧的(de)吸收率高,不需另加藥劑。
c、處理效率高,出水水質(zhì)好而穩定,在毒物(wù)和PH值(zhí)的衝擊下,生物膜受(shòu)影響(xiǎng)小,而(ér)且恢複(fù)快(kuài)。
d、運行穩定性可靠,耐負荷衝擊能力強。
e、可有效(xiào)的防止汙泥膨脹,而且(qiě)能充(chōng)分發揮其分解、氧化能力高的(de)特點。
生物濾池工藝流程說明(míng):
廢酸定期排入廢酸池中,綜合電鍍廢水和廢酸進入(rù)調節池後,由泵提升進入還原池,由加藥泵加還原劑,使(shǐ)六(liù)價鉻在酸性條件下(xià)還原成三價鉻,反(fǎn)應後自留(liú)進入反應池,由加藥泵加堿反應,廢水中的大部分二價鐵離(lí)子、三價鐵(tiě)離子、三價鉻、鋅離子、鎳離子、銅離子在堿性條件下生成沉澱、反應後的廢水經導流筒進入1#沉澱池進(jìn)行沉澱分離。
上清液自流(liú)進入曝氣氧化池,進一步曝氣氧(yǎng)化,使剩餘的亞鐵離子氧(yǎng)化為三價(jià)鐵(tiě)離子,並(bìng)在堿性條件下(xià)生成(chéng)氫氧化鐵沉澱,在2#沉(chén)澱池進(jìn)行沉澱分離,上清液經PH回(huí)調後經接觸氧化生化池去(qù)除CODcr後進入3#沉澱池,上清液自流入清水池後達標排(pái)放(fàng)。
各沉澱池汙(wū)泥進入(rù)汙泥濃縮池濃縮,濃縮(suō)後汙泥(ní)經高壓(yā)泵注入壓濾機壓濾(lǜ),幹化(huà)後汙泥(ní)作(zuò)為危險廢物,送固廢中心(xīn)處置。
處理工藝技(jì)術特點:
a、采用物化(huà)方法對汙水進行預處理,有效的(de)去除汙水(shuǐ)中大部分的重金屬,減少毒性,增強汙(wū)水的可生化性。
b、生化處理采用接觸氧(yǎng)化處理工藝,有效的去除CODcr,降低投資及運行成本。
c、廢酸采取“定期排(pái)放,天天處理”的處理方式,避免了調節池水質變化過大影響後續處理工藝,廢酸(suān)中鹽分較高,若一次性處理會使水體短時間內CL-濃(nóng)度急劇上升,對活性汙泥造成抑製甚至死亡。
d、盡量采取重(chóng)力自(zì)流的方式,以減少機泵功(gōng)率,投(tóu)加藥劑選用可(kě)靠、高效的品牌,降低藥劑消耗等。通過以上多(duō)種方(fāng)式,可較大程度的降低汙水處理係(xì)統(tǒng)的運行(háng)費用。