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活性炭處理電鍍廢水工藝
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據(jù)統(tǒng)計,目前為止國內(nèi)有電鍍廠超過15000個,電鍍技術(shù)是現(xiàn)代工業(yè)不可缺少的組成部分,并沒有被其它技術(shù)全面取代的趨勢,而在不斷開拓新技術(shù)、新工藝的同時,人們也重視電鍍污染的防治。電鍍行業(yè)每年約排放4億噸電鍍廢水,其中含有大量有毒重金屬,對生態(tài)環(huán)境及人類生活產(chǎn)生嚴重影響。因此,電鍍廢水的治理也是工業(yè)廢水處理的重中之重。在本文中,匯總了電鍍廢水的主要處理方法和工藝。
1. 電鍍廢水的來源、污染物組成及水質(zhì)水量特點
電鍍車間有鍍前表面處理、電鍍處理和鍍后處理三個工藝環(huán)節(jié)。每個環(huán)節(jié)又包括若干工序,每個環(huán)節(jié)、工序中均可產(chǎn)生含有大量金屬離子、金屬絡(luò)合離子及清洗液的廢水。具體說,電鍍廢水主要來源有:前處理除油酸洗工序,鍍件的清洗水,廢電鍍液,跑、冒、滴、漏的各種槽液和排水,沖洗水及設(shè)備冷卻水。此外,由于電鍍的種類繁多,常用的鍍種有鍍鎳、鍍銅、鍍鉻、鍍鋅、鍍鎘、鍍鉛、鍍銀、鍍金和鍍錫。而且,氰根(CN-)具有很好的絡(luò)合性、表面活性,在某些電鍍生產(chǎn)中被大量使用。電鍍廢水的成分常常同時含有多種污染物。電鍍廠在生產(chǎn)過程中,排出的廢水廢液中含有酸、堿、CN-及Cr(Ⅵ)、Cr3+、Cd2+、Cu2+、Ni2+、Sn2+等金屬離子和有毒物質(zhì),還有苯類、硝基、胺基類等有毒有害的有機物。
2. 電鍍廢水的危害
由于電鍍的種類繁多,電鍍廢水的成分常常也是同時含有多種污染物。上述所提及的有毒有害的物質(zhì)如鎘、鉻、鎳、鉛、氰化物、銅、鋅、堿、酸、懸浮物、含氮化合物、表面活性劑及磷酸鹽等,含有這些有毒有害物質(zhì)的廢水進入水體,就會危及水生動植物生長,影響水產(chǎn)養(yǎng)殖,造成大幅度減產(chǎn)甚至魚蝦絕跡;或是破壞農(nóng)田土壤,毀壞莊稼,并通過食物鏈危害人類健康;或是進入飲用水源,在人體內(nèi)積累,輕者引起慢性中毒,重者導致死亡。
電鍍廢水工藝流程
電鍍廢水可以分為四個系統(tǒng),含氰廢水,含鉻廢水 ,其他重金屬的綜合廢水以及酸堿廢水。實踐證明分系統(tǒng)處理各種廢水非常合理。
1含氰廢水:含氰廢水→格柵→調(diào)節(jié)池→廢水泵→電磁流量計→一級氧化反應池→二級氧化反應池→混合廢水池
含氰廢水經(jīng)格柵后,進入含氰廢水調(diào)節(jié)池,經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計后泵入氧化反應池,氰離子的氧化破壞分兩個階段:
第一階段:通過設(shè)于池中pH計和ORP計自動控制加藥(一般pH控制在11~12;ORP缸控制在500~600mv),氧化劑把氰離子氧化成氰酸鹽;
第二階段 ,加硫酸,控制 pH 為 7~8,自動投加NaCl0進一步進行氧化破氰反應,將氰化物氧化成氰酸鹽進而水解成CO2和N2經(jīng)反應后的水自動溢流至綜合反應。
2含鉻廢水:含鉻廢水→格柵→調(diào)節(jié)池→水泵→電磁流量計→還原反應池→混合廢水池
由于還原反應時,廢水須調(diào)pH值至2~3之間,因此將酸洗廢水引進與含鉻廢水混合,可減少酸的用量,降低廢水處理的運行費用,達到以廢治廢的目的。含鉻廢水經(jīng)格柵處理后,進入含鉻廢水調(diào)節(jié)池,經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計后泵入還原反應池,該池內(nèi)安裝有pH自動控制儀和ORP儀及攪拌機,pH計與ORP監(jiān)控儀可自動控制還原反應池加藥量。(一般pH控制在2~3;ORP值控制在300~400mv之間),
電鍍廢水中的六價鉻主要以CrO42-和Cr2O72-兩種形式存在,隨著廢水pH值的不同,兩種形式之間存在著轉(zhuǎn)換平衡:2CrO42-+2H+→Cr2O72-+H2O,Cr2O72-+2OH-→CrO42-+H2O由上式可以看出在酸性條件下,六價鉻主要以Cr2O72-形式存在,在堿性條件下則以CrO42-形式存在。但是電鍍含鉻廢水、漂洗廢水一般pH都在5以上,多數(shù)以CrO42-存在,其還原時通常pH最佳控制在2.5~3之間,其反應原理(還原劑以Na2SO3為例)為:2H2CrO4+3Na2SO3+3H2SO4=Cr(SO4)3 +3Na2SO4+5H2O亞硫酸鈉用量理論上為:亞硫酸鈉∶六價鉻=4∶1,加藥時投料不宜過大,否則浪費藥劑,也可能因生成[Cr2(OH)2SO3]2+而沉淀不下來。還原后的廢水直排入混合廢水池后再與混合廢水一并處理。
3綜合廢水:綜合廢水→格柵→混合廢水池→水泵→電磁流量計→中和反應池→壓濾泵→壓濾機→砂濾池→pH調(diào)節(jié)池→標準化排放口干污泥經(jīng)無害集中處置
綜合廢水為含鉻預處理后廢水、含氰廢水預處理后廢水、鍍鎳、鍍銅、鍍鋅等廢水,這些金屬離子有一個共性 ,在堿性條件下可形成氫氧化物沉淀;若加入硫化鈉,則形成硫化物沉淀。重金屬的硫化物容度積要比其氫氧化物容度積小很多,因此金屬離子沉淀會更徹底;但由于硫化物形成的絮團很小,沉降緩慢,需另加凝絮劑;另外生成的金屬硫化物,是有潛在毒性的物質(zhì) ,需進行再處理。
以形成氫氧化物為例,綜合廢水混合后經(jīng)格柵處理由防腐泵提升經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計進入中和反應池,該池內(nèi)安裝有pH計及攪拌機,當向反應池投加堿(CaO)時,各金屬在一定的pH值下生成相應的氫氧化物沉淀物。調(diào)整廢水的pH值到 6.8~9.7,使之形成重金屬氫氧化物沉淀較好。反應后的出水進入中間水池,再經(jīng)過經(jīng)砂濾后,出水的pH還是偏堿性,因此再經(jīng)pH調(diào)節(jié)池加酸調(diào)節(jié)后可達標排放。壓濾后的污泥外運集中深埋或制磚或回收金屬離子,或進一步進行無害化處理。
4酸堿廢水處理:酸堿廢水→格柵→調(diào)節(jié)池→中和曝氣池→混凝池
鍍件電鍍前需經(jīng)除油、酸洗、機械磨光或滾桶滾光來清潔表面。使鍍件在入槽前達到無油、無銹、無厚的氧化膜和無臟物覆蓋。
一般用化學法可達到清潔表面的目的。應盡可能的采用滾桶滾光法。用較低濃度的酸、堿或表面活性劑 ,借機械摩擦可將鋼鐵件的油垢和鐵銹等除去 ,并可將零件表面磨光滑。這些措施能大幅度的減少酸堿廢水的排出量。但仍然會有堿洗和酸洗產(chǎn)生的酸堿廢水以及地面清洗廢水。一方面可以利用產(chǎn)生的酸、堿液相互中和達到處理目的 ,也可以在其他系統(tǒng)中加以利用 ,例如:用酸性、堿性廢水用來調(diào)整pH值。使另加藥品中和酸堿廢水變?yōu)檠a充措施 ,可大大降低治理廢水的成本。
在電鍍行業(yè)表面處理廢水處理中,具有不同的方法和工藝,以下是其中常用的幾種。
1. 化學沉淀法
一種廢水處理方法是化學沉淀法,它是通過化學反應使廢水中的污染物、重金屬等沉淀下來,從而達到凈化處理的目的。該方法操作簡單、處理效果好、工作穩(wěn)定、成本低。
2. 活性炭吸附法
活性炭吸附法作為一種普遍應用的處理方法,采用顆粒狀或粉末狀活性炭作為吸附劑,污水通過活性炭床時,化學性質(zhì)相應的物質(zhì)會被吸附,達到凈化目的。該方法有效的解決了廢水的問題。
3. 膜分離法
膜分離法又稱為膜技術(shù),在表面處理廢水處理中應用廣泛。該方法通過特定的透膜將污水中不同的組分分離出來,較高的處理效率和質(zhì)量,成本相比其他方法較高。
4. 電化學法
電化學法是通過電解,將廢水中的正離子和負離子分解,凈化處理污水。該方法對生物毒性和其他化合物的清除有效,處理效果有保障。
5. 納米材料處理法
納米材料處理法是近年來采用較多的廢水處理方法。納米材料具有小粒子效應、高比表面積、催化能力、高活性等優(yōu)點,它可以通過吸附或化學反應等作用清除廢水中的污染物,從而達到凈化廢水的目的。
電鍍行業(yè)表面處理廢水處理有多種方法和工藝,同時也不斷在發(fā)展和創(chuàng)新中,我們應該根據(jù)自己工業(yè)生產(chǎn)實際情況選擇最經(jīng)濟、最有效的一種方式。