浅谈对电镀废水治理方法研究
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摘要:电镀废水毒性大,对土壤,动植物生长均产生危害。树脂交换对处理贵稀金属离子废水、回收贵稀金属比20世纪70年代流行树脂交换,80年代电解法、化学法+气浮等都具有一定的优越性。
关键词:电镀废水处理设施金属
一、 前言
电镀行业是国民经济中不可缺少的环节,涉及国防、工业、生活领域。从大类上分为机件金属电镀、塑料电镀,达到工件防腐、美观、延长寿命、外观装饰等效果。
电镀产生的废水毒性大,对土壤,动植物生长均产生危害。因此必须严格处理废水达标排放,缺水地区推行废水处理达标循环利用,从技术生产上讲,由于电镀生产过程和废水处理过程须投加一定量的多种化学品。电镀废水处理后达到循环回用,回用水必须经脱盐后才能回用于生产线用水,对环境含盐总量不会削减,树脂交换、反渗透工艺的浓缩液仍返回地面。
二、电镀废水处理工艺
废水处理工艺设计是根据废水性质、组分及企业的情况和处理后排放水质参数的要求,经综合技术经济比较后确定的。
电解法:能耗高,电耗和铁耗均高,对高浓度含铬废水产生污泥量太多,不适应,同时对含氰废水处理不理想,所以含氰废水还要用化学法。
化学药剂+气浮法:采用化学药品氧化还原中和,用气浮上浮方法进行泥水分离,因电镀污泥比重大,并且废水中含有多种有机添加剂,实际使用时气浮分离不彻底,并且运行管理不便,到90年代末,气浮法应用越来越少。
近年开发的生物处理工艺:小水量单一镀种运行效果高,许多大工程使用很不稳定,因水质水量难以恒定,微生物对水温,品种,重金属离子的浓度,PH值的变化难稳定适应,出现瞬间大批微生物死亡,出现环境污染事故,而且培菌不易。
本工艺是针对不同性质的废水加入不同的药品进行氧化还原中和后,采用直接压滤分离方法分离污泥,投资省、运行操作管理方便,稳定可靠、能耗低。
当前许多缺水地区要求电镀废水循环回用。在GB8978―1996一级排放预处理的水质基础上深度净化,主要回用水含盐量大,占20%--23%,必须进行脱盐处理,采用粗滤→精滤→超滤→反渗透工艺,可达饮用水水质标准,这对水资源重复利用有一定意义,但铬盐等浓缩液污染物占20%--23%仍返还环境中。
根据多年来在环境监察工作中了解到的实际经验,在投加适量药剂反应良好的条件下,不管是气浮法、还是沉淀法,都是起到固液分离的作用,只要达到固液分离并且分离彻底、稳定可靠,并又要适应高浓度废水处理时也能得到及时有效分离,气浮法与沉淀固液分离方法均不能满足以上条件,这种结论在我厂做过以往工程均得到证实。根据经验,对这种高浓度废水直接采用压滤方法一步到位,可减少沉淀池投资,又可保证不同浓度废水处理稳定达标。
三、电镀生产工艺及排放废水情况简述
大多数电镀厂系综合性多镀种作业,涉及铬、镍、锌、铜等多镀种,从被镀件种类可分为金属镀件和塑料镀件,含氰电镀工艺落后虽然大部分淘汰,但亦有不少电镀厂仍在沿用。
一般电镀厂的生产工艺如下:电镀生产工艺主要为机械抛光(磨光或滚光)→除油→酸浸蚀→电镀→烘干→合格产品入库,不合格产品退镀。
四、设计水质
各电镀厂的生产工艺,生产规模差别很大,镀种,废水浓度均不一致,甚至6―10倍,处理工艺大致可把含铬废水和酸洗废水混合后单独处理;把含氰废水和除油废水混合后单独处理;其它镀种废水混合后单独处理。废水水质浓度与处理成本成正比,废水浓度与采用的生产工艺相关,排放标准与该地的环境容量由当地环境部门确定排放标准,一般分为达标排放GB8978―1996一级和回用水质标准。
五、工艺流程
5.1、含氰废水→格栅→调节池→废水泵→电磁流量计→二级氧化反应池→混合废水池
Na2SO3 H2SO4
5.2、 含铬废水→格栅→调节池→水泵→电磁流量计→还原反应池→混合废水池CaO PAM
5.3、混合废水→格栅→混合废水池→水泵→电磁流量计→中和反应池 →压滤泵→压滤机→砂滤池→PH调节池→标准化排放口,干污泥经无害集中处置。
六、工艺流程原理简述
6.1、含氰废水预处理:
含氰废水经格栅后,进入含氰废水调节池,经转子流量计后泵入二级氧化反应池,该池内安装有PH自动控制仪、ORP自动监控仪和搅拌机,加药时可通过PH计和ORP仪反馈的信号而控制加药量,一级氧化反应是氰化物在碱性条件下被氯氧化为氰酸盐的过程,其反应式分如下两种步骤:
CN -+ClO-+H2O=CNCl+2OH - (一)
CNCl+2OH-=CNO-+Cl-+H2O (二)
在一级反应过程中,(一)式反应很快,但(二)式反应中PH值小于8.5时,反应速度慢,而且释放出剧毒物CNCl的危险,因此在第一级反应过程中污水的PH值要控制到≥11。
第二级氧化反应是将第一级反应生成的氰酸盐进一步氧化成N2和CO2,虽然一级反应生成的氰酸盐毒性很低,仅为氰的1%,但是CNO-易水解成NH3,对环境造成污染,其反应原理为:
2NaCNO+3HOCl=2CO2+N2+2NaCl+HCl+H2O
反应时,该池的PH值应控制在7.5~8之间,因PH≥8时,反应速度慢;当PH太低时,氰酸根会水解成氨,并与次氯酸生成有毒的氯胺。经二次破氰预处理后,原来的络合物被打开,废水直排到混合废水池后再与混合废水一并处理。
6.3、混合废水处理:
混合废水为含铬预处理后废水、含氰废水预处理后废水、镀镍、普通镀铜、除油等废水,该废水混合后经格栅处理由防腐泵提升经转子流量计进入中和反应池,该池内安装有PH计及搅拌机,当向反应池投加碱(CaO)时,各金属在一定的PH值下生成相应的氢氧化物沉淀物。根据我们以往所积累的对电镀废水行业的处理经验,混合废水最佳沉淀的PH值为9.5,反应后的出水进入中间水池,再经过经砂滤后,出水的PH还是偏碱性,因此再经PH调节池加酸调节后可达标排放。压滤后的污泥外运集中深埋或制砖或回收金属离子或经其它无害化处理。
七、电镀废水处理循环回用工艺
由于电镀过程和废水处理过程调节PH值投碱中和和氧化处理工艺过程中水体中含盐份较高,经处理达标排放之水不可回用于电镀,如用于冲洗镀层,影响表面光洁度,回用于镀槽用水影响电镀质量,因此回用水必须去除硫酸盐、氯化物。脱盐技术多种,微生物除盐,培菌过程不稳定,受气候要求。出水浊度高,离子交换易饱和,且再生频繁,对环境二次污染大,电渗析技术耗电量大,大水量工程基本不大采用,超滤是在压力的作用下进行筛分过程,自20世纪60年代以来应用于食品,医药行业的水处理, 主要是分离浓缩水中的大分子物质被超滤膜截留,难以脱盐,反渗透技术是近20年发展起来的,须以足够的压力使溶液中的水通过反渗透膜而分离出水,具有无变相,能耗低,工艺简单,出水纯度高等特点,从应用于脱盐扩展化工,制药,食品及电子行业的溶液分离,污水回用领域,浓缩液外排,污染物总量仍未削减。
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