綜合電鍍廢水處理技術及應用

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時間：2007-07-04 來源：作者：

    微電解法主要以工業廢鐵屑經活化處理,與惰性材料混合作為原料。利用微電解原理所引起的電化學和化學反應及物理作用, 將Cr6 + 還原為Cr3 + 。由于廢水中Cr6 + 濃度較高,經一級反應難以還原徹底,故采用兩級反應。一般控制進入兩級微電解反應器廢水的pH為2～3。如pH過高,則反應不完全, pH過低,則填料消耗量及后續堿液投加量偏大,增加處理成本。為節省成本,利用生產過程中的酸洗廢液調節pH,每級微電解出水pH一般在6。設計采用<1 500 ×4 500微電解反應器2臺串聯使用, A3鋼結構,內襯玻璃鋼防腐,內填鐵碳填料,體積比為1. 3∶1,穿孔PVC板支撐,下進水,上出水。同時,為防止填料板結,采取氣、水聯合反沖洗方式,并輔以適當的清洗方法,以去除表面鈍化膜。

3. 3　過濾中和塔
    采用升流式變速過濾中和塔作為中和預處理單元,塔內裝有堿性白云石濾料,定期補充,經中和出水pH一般能達到5～6,大大減少堿的添加量,采用<800 ×3 200中和塔1臺,以PVC制作。

3. 4　破氰反應器
     破氰過程為兩級堿性氯化法,在破氰劑NaClO及堿性條件下,一般控制ORP為300 mV, pH值為11左右,完成局部氧化破氰過程;然后繼續投加破氰劑NaClO及酸H2 SO4 ,一般控制ORP為650 mV左右, pH在8左右,實現完全氧化破氰過程,將氰化物完全分解為CO2 和N2。相對其它藥劑而言,其投藥方便安全、投藥量易于控制、污泥量少。破氰反應器采用豎流式結構,A3鋼制作,一級設備尺寸為<1 100 ×3 500,反應時間控制在40 min 左右;二級設備為<1 000 ×3 200,反應時間控制為30 min左右。

3. 5　混合調節池
    經預處理后的各股廢水和銅鎳廢水在混合池中混合,起到調節水量、均和水質的作用,設計停留時間為8 h,有效容積為220 m3 ,鋼混結構,并作防腐處理。

3. 6　一體化凈水器
    凈水器主要基于化學反應中和氧化高效凝聚的原理。凈水器內共分5個區:高速渦流反應區、漸變緩速反應區、懸浮澄清沉淀區、強力過濾
區和污泥濃縮區�；旌蠌U水首先在高速渦流反應區內通過流體自身的動攪拌,與堿劑、重金屬捕集劑進行混合反應,生成重金屬離子的沉淀膠體微粒。這些膠體微粒與絮凝劑分子發生碰撞,凝聚成較大顆粒,在漸變緩速反應區逐漸生成大的礬花絮團,于懸浮澄清區內進行沉淀分離,下沉絮體進入污泥濃縮區,上升水流經強力過濾區的濾料過濾后排出清水。設計采用<3 300 ×5 600一體化凈水器3臺,A3鋼制作,澄清區設置<50蜂窩斜管,分離負荷為1. 2 m3 / (m2 •h) ,沉淀時間為2 h,過濾區以聚苯乙烯發泡塑料濾珠為濾料,濾層厚度為400～500 mm。

3. 7　污泥處理系統
    一體化凈水器的污泥自流進入污泥濃縮罐(<2 400 ×4 500 m) ,進一步降低污泥含水率,再用泵壓入40 m2 的板框壓濾機進行壓濾脫水,壓濾后產生的干泥餅外運,無害化處置,清液返回混合調節池。

3. 8　螯合沉淀法機理
    當前,我國多采用傳統化學沉淀法處理含重金屬離子廢水。但由于不同的重金屬離子生成氫氧化物沉淀時的最佳pH值不同,其去除往往不能兼顧,而采用添加DTCR重金屬離子捕集劑的螯合沉淀法則很好地解決了這個問題。DTCR 為長鏈高分子物質,含有大量的極性基,它能捕捉陽離子并趨向成鍵而生成難溶的氨基二硫代甲酸( TDC)鹽。生成的TDC 鹽有部分是離子鍵或強極性鍵(如TDC—Ag ) , 多數是配價鍵( 如TDC—Cu、TDC—Zn、TDC—Fe) 。同一金屬離子螯合的配價基極來自不同的DTCR分子,這樣生成的TDC鹽的分子是高交聯的、立體結構的,原DTCR的相對分子質量為(10～15)萬,而生成的難溶螯合鹽的分子質量可達數百萬甚至上千萬,故這種金屬鹽一旦在水中生成,便有很好的絮凝沉析效果,且進入污泥后難以返溶。

4 處理效果

    處理項目實施該工藝技術后,已先后通過有關部門驗收, 整個處理工藝運行穩定,出水水質良好。多次監測運轉結果表明,廢水的主要污染物均得到高效去除,出水中Cr6 + 一般都低于檢出限,pH、SS、TCr、TNi、TCu、TZn 等指標均能穩定達到GB8978—1996一級排放標準。

5 結果與討論

    (1)采用分類預處理、再合并處理的綜合性電鍍廢水的處理方法,出水效果穩定、操作簡單、占地面積小、污泥生成量少、造價及運行成本低,對處理電鍍廢水是一個經濟、可行的技術。
    (2)對Cr6 +的還原,利用了工業廢鐵屑和酸洗廢液,達到了“以廢治廢”的目的,可節省運行成本。同時,其操作簡單,只需控制進水pH,避免了傳統化學藥劑還原要根據其濃度進行控制。
    (3)對氰化物的去除,雖然設計采用了兩級破氰,但實際調試運行中發現,一級破氰也可達到排放要求,可簡化操作流程。
    (4)重金屬離子的去除,利用了螯合沉淀機理,解決了傳統化學法由于各種重金屬中和沉淀條件不一而造成的部分重金屬指標超標問題,避免了要使鎳離子沉淀完全,控制pH 超出9 而再回調pH的現象。
    ( 5)整個處理過程中除集水調節池外,均采用了定型設備,有利于實現處理過程的系列化、標準化、成套化,便于推廣使用。
    (6)由于該項目實施過程為逐步改造,部分工藝過程的銜接不夠緊密,自動控制水平不夠高。同時由于是老企業改造,廢水分流較困難。建議電鍍企業在建設環保設施時,要充分考慮這些因素,以防止因分流不徹底等原因而造成達不到處理的要求。對產生的重金屬污泥應妥善處置,以防止產生二次污染。

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