電鍍廢水的主要來(lái)源包括三個(gè)方面:1)廢電鍍液:濃度很高,回收價(jià)值較大;2)鍍件漂洗水:水量較大,濃度較低,水質(zhì)成分較復(fù)雜,含有有毒物質(zhì)和重金屬離子,是進(jìn)行處理和回收利用的主要對(duì)象;3)其它排水如冷凝與洗滌廢水,水量不大,但含有有毒物質(zhì),需處理后方可排放。
電鍍廢水處理的關(guān)鍵是根據(jù)廢水水質(zhì)的不同,采取分類收集、分別治理辦法。各類處理方法具體有:機(jī)械過(guò)濾法、離子交換法、電解法、電滲析法、吸附法、膜分離法、中和法、氧化還原法、化學(xué)沉淀法、生化法,根據(jù)不同的要求,采取不同的處理工藝或工藝組合。對(duì)大量排放電鍍廢水應(yīng)實(shí)行污水回用和貴重金屬回收,不僅節(jié)約了水資源,還能夠有效解決重金屬對(duì)水體的污染,保護(hù)環(huán)境。
由于鍍鋅在整個(gè)電鍍業(yè)中約占一半,而鍍鋅的鈍化絕大部分采用鉻酸鹽,因而鈍化產(chǎn)生的含鉻廢水量很大,鍍鉻也是電鍍中的一個(gè)主要鍍種,其廢水量也不少。在銅件酸洗、鍍銅層的退除、鋁件鈍化、鋁件電化學(xué)拋光、鋁件氧化后的鈍化等作業(yè)中也廣泛使用鉻酸鹽。因此,含鉻廢水是電鍍中的主要廢水來(lái)源之一。
鉻鎳廠廢水中金屬鉻幾乎是無(wú)毒的。二價(jià)鉻的化合物,一般認(rèn)為是無(wú)毒的。其余的鉻化合物,當(dāng)濃度過(guò)高時(shí),都不同程度地具有毒性。 六價(jià)鉻對(duì)人體的危害,因進(jìn)入途徑不同,中毒表現(xiàn)也不同。
(1)對(duì)人體皮膚的損害 六價(jià)鉻化合物對(duì)皮膚有刺激和過(guò)敏作用。在接觸鉻酸鹽、鉻酸霧的部位,如手、腕、前臂、頸部等處可能出現(xiàn)皮炎。六價(jià)鉻經(jīng)過(guò)切口和擦傷處進(jìn)入皮膚,會(huì)因腐蝕作用而引起鉻潰瘍(又稱鉻瘡)。
(2)對(duì)呼吸系統(tǒng)的損害 六價(jià)鉻對(duì)呼吸系統(tǒng)的損害,主要是鼻中隔膜穿孔、咽喉炎和肺炎。
在對(duì)含鉻廢水的處理中,由于三價(jià)鉻的氫氧化物溶度積較小,易于沉淀除去,因此多數(shù)處理方法中,均將六價(jià)鉻還原為三價(jià)鉻再除去。
鉻鎳廠廢水處理方法之含鉻廢水的處理
1、亞硫酸鹽還原法
亞硫酸鹽還原處理法也是國(guó)內(nèi)常用的處理含鉻廢水的方法之一,它主要優(yōu)點(diǎn)是處理后能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn),并能回收利用氫氧化鉻,設(shè)備和操作也較簡(jiǎn)單,沉渣量少且易于回收,因而應(yīng)用較廣;但亞硫酸鹽貨源缺乏,國(guó)內(nèi)有些地區(qū)不易取得,當(dāng)鉻污泥找不到綜合利用出路而存放不妥時(shí),會(huì)引起二次污染。
用亞硫酸鹽處理電鍍廢水,主要是在酸性條件下,使廢水中的六價(jià)鉻還原成三價(jià)鉻,然后調(diào)整pH值,使其形成氫氧化鉻沉淀而除去,廢水得到凈化。常用的亞硫酸鹽有亞硫酸氫鈉、亞硫酸鈉、焦亞硫酸鈉。
技術(shù)條件與參數(shù):
(1)廢水的酸化 亞硫酸鹽還原六價(jià)鉻必須在酸性條件下進(jìn)行。當(dāng)pH值≤2.0時(shí),反應(yīng)可在5 min左右進(jìn)行完畢;當(dāng)pH值在2.5~3.0時(shí),反應(yīng)時(shí)間在30 min左右;當(dāng)pH值≥3.0時(shí),反應(yīng)速度很慢。在實(shí)際生產(chǎn)中,一般控制廢水pH值在2.5~3.0,反應(yīng)時(shí)間控制在20-30 min為宜。
(2)亞硫酸鹽投加量 表3.1為亞硫酸鹽與六價(jià)鉻的理論投藥比與實(shí)際投加量的情況。
表3.1 亞硫酸鹽與六價(jià)鉻的投量比
序號(hào) |
亞硫酸鹽種類 |
投量比(質(zhì)量比) |
||
理論值 |
實(shí)際使用量 |
|||
1 |
Cr(Ⅵ)∶NaHSO 3 |
1∶3 |
1∶4 ~ 5 |
|
2 |
Cr(Ⅵ)∶Na 2 SO 3 |
1∶3.6 |
1∶4 ~ 5 |
|
3 |
Cr(Ⅵ)∶Na 2 S 2 O 5 |
1∶2.74 |
1∶3.5 ~ 4 |
(4)沉淀劑的選擇 常用氫氧化鈣、碳酸鈉、氫氧化鈉等均可使三價(jià)鉻成為氫氧化鉻沉淀。采用石灰,價(jià)格便宜,但反應(yīng)慢,且生成泥渣多,泥渣難以回收。采用碳酸鈉,投料容易,但反應(yīng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生二氧化碳。氫氧化鈉成本高,但用量少,泥渣純度高,容易回收。因此一般采用氫氧化鈉作沉淀劑,濃度取20%。
(4)沉淀劑的選擇 常用氫氧化鈣、碳酸鈉、氫氧化鈉等均可使三價(jià)鉻成為氫氧化鉻沉淀。采用石灰,價(jià)格便宜,但反應(yīng)慢,且生成泥渣多,泥渣難以回收。采用碳酸鈉,投料容易,但反應(yīng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生二氧化碳。氫氧化鈉成本高,但用量少,泥渣純度高,容易回收。因此一般采用氫氧化鈉作沉淀劑,濃度取20%。
2、鐵氧體法
鐵氧體沉淀法是在硫酸亞鐵處理法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新型處理方法。它就是使廢水中的各種金屬離子形成鐵氧體晶粒一起沉淀析出,從而使廢水得到凈化。鐵氧體處理法主要的優(yōu)點(diǎn)是硫酸亞鐵貨源廣,價(jià)格低,處理設(shè)備簡(jiǎn)單,處理后水能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn),污泥不會(huì)引起二次污染;缺點(diǎn)是試劑投量大,相應(yīng)產(chǎn)生的污泥量也大,污泥制作鐵氧體時(shí)的技術(shù)條件難控制,需加熱耗能較多,處理成本也較高。
鐵氧體法處理含鉻廢水是向廢水中投加硫酸亞鐵,使廢水中的六價(jià)鉻還原成三價(jià)鉻,然后投堿調(diào)整廢水pH值,使廢水中的三價(jià)鉻以及其他重金屬離子(以 Mn+表示)發(fā)生共沉淀現(xiàn)象。在共沉淀時(shí),溶解于水中的重金屬離子進(jìn)入鐵氧體晶體中,生成復(fù)合的鐵氧體。 采用鐵氧體法一般側(cè)重于處理六價(jià)鉻、鎳、銅、鋅等重金屬離子廢水 。
3、硫酸亞鐵-石灰法
硫酸亞鐵是一種強(qiáng)酸弱堿鹽,水解后呈酸性。硫酸亞鐵與六價(jià)鉻發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成三價(jià)鉻,當(dāng)用石灰提高PH值至7.5~8.5時(shí),即生成氫氧化鉻沉淀。當(dāng)pH值>3時(shí),F(xiàn)e3+即生成大量沉淀,生成的氫氧化鐵有凝聚作用,有利于其他沉淀物的沉降。
硫酸亞鐵處理含鉻廢水的運(yùn)行條件見(jiàn)表3.2。反應(yīng)時(shí)間為,連續(xù)處理時(shí)不小于30 min;間歇處理時(shí)為2~4 h。
表3.2 硫酸亞鐵處理含鉻廢水的運(yùn)行條件
序號(hào) |
Cr 6+ /mg/l |
加藥前調(diào) pH 值 |
投藥量(質(zhì)量比) Cr 6+ ∶FeSO 4 •7H 2 O |
反應(yīng)后調(diào)節(jié) pH 值 |
通氣時(shí)間 min |
備注 |
1 |
≤25 |
< 4 |
1∶40 ~ 1∶50 |
7 ~ 8 |
攪拌混勻即可 |
所需壓縮空氣量為 0.2m 3 /min.m 3 ( 廢水 ) ,壓力 80 ~ 120kPa 。 |
2 |
25 ~ 50 |
1∶35 ~ 1∶40 |
10 ~ 20 | |||
3 |
50 ~ 100 |
1∶25 ~ 1∶35 |
15 ~ 30 | |||
4 |
≥100 |
1∶16 ~ 1∶30 |
15 ~ 30 |
硫酸亞鐵-石灰法處理含鉻廢水的特點(diǎn)是:除鉻效果好,當(dāng)使用酸洗廢液的硫酸亞鐵時(shí),成本較低,處理工藝成熟,但產(chǎn)生的污泥量大,占地面積大,出水色度偏高。
鉻鎳廠廢水處理方法之含鎳廢水的處理
膜分離技術(shù)作為一門高新技術(shù),因其分離高效、節(jié)能、無(wú)二次污染、操作方便、占地面積少等優(yōu)點(diǎn),逐漸在電鍍廢水處理中得到廣泛應(yīng)用。
1 工藝流程
該系統(tǒng)由兩部分組成,即原水預(yù)處理部分和反滲透部分。
1.1 預(yù)處理部分
預(yù)處理系統(tǒng)由原水池、提升泵、袋式濾器、除油過(guò)濾器及保安濾器組成。
廢水由原水池經(jīng)過(guò)提升泵進(jìn)入袋式濾器,運(yùn)行壓力0.35nO.38MPa,濾器內(nèi)置孔徑為5μm 的PP濾袋,可以去除大部分固體懸浮物、大分子膠體等。然后廢水經(jīng)過(guò)除油過(guò)濾器,在0.3 1 —0.35MPa運(yùn)行壓力下,可以吸附廢水中的有機(jī)物、油脂和殘余氯,也能去除水中的臭味、色度等。最后廢水進(jìn)入保安濾器,運(yùn)行壓力0.28—0.32MPa,保安濾器配有5μm的PP濾芯,對(duì)預(yù)處理起到最后保安作用,防止管路中微粒進(jìn)入RO泵,以免損壞RO泵和膜組件。所有預(yù)處理工序都是為最大限度地防止和延緩污染物在RO膜面上的沉積,防止膠體物質(zhì)及固體懸浮微粒的賭賽以及有機(jī)物、微生物、氧化性物質(zhì)等對(duì)膜的破壞,以延緩RO膜的水解過(guò)程,從而使RO系統(tǒng)在良好狀態(tài)下工作。
1.2 一級(jí)Ro系統(tǒng)
廢水經(jīng)過(guò)預(yù)處理后,由一級(jí)輸送泵送入一級(jí)RO裝置進(jìn)行連續(xù)濃縮。一級(jí)濃縮系統(tǒng)的廢水處理量為1 m3/h,廢水鎳離子的濃度約為320—350 mg/L,pH5~7,還有光亮劑等少量有機(jī)物。設(shè)計(jì)運(yùn)行壓力1.5MPa,膜組件通量800L/h。該系統(tǒng)采用杭州水處理技術(shù)研究中心自行生產(chǎn)的8英寸聚酰胺抗污染膜元件4只,單支元件的有效膜面積為32m , 脫鹽率≥99%。經(jīng)過(guò)該系統(tǒng)的處理,廢水中80%的水分被分離出來(lái),產(chǎn)水電導(dǎo)率≤150μS/cm,直接回用到電鍍生產(chǎn)作漂洗用水。而絕大部分的金屬離子被膜截留在濃縮液中,進(jìn)入二級(jí)濃縮系統(tǒng),濃縮倍數(shù)達(dá)到5。
1.3 二級(jí)Ro系統(tǒng)
一級(jí)RO系統(tǒng)的濃縮液由二級(jí)輸送泵進(jìn)入二級(jí)RO裝置進(jìn)行循環(huán)濃縮。二級(jí)濃縮系統(tǒng)的廢水處理量為0.2 m3/h,廢水鎳離子的濃度約為16000—1800mg/L,pH 5~7。設(shè)計(jì)運(yùn)行壓力2.5MPa, 通量200L/h。該系統(tǒng)采用4支進(jìn)口的4英寸聚酰胺復(fù)合海水淡化膜元件,單支元件的有效膜面積為7m ,脫鹽率≥99.5%。經(jīng)過(guò)該系統(tǒng)的處理,二級(jí)濃縮液再濃縮了lO倍以上,并送至蒸發(fā)系統(tǒng),兩極RO產(chǎn)水均進(jìn)入RO產(chǎn)水箱回用到生產(chǎn)線上,形成良性的清潔化生產(chǎn)的循環(huán)用水系統(tǒng)。濃縮液經(jīng)蒸發(fā)后直接回到電鍍槽使用。
2 穩(wěn)定運(yùn)行
反滲透膜系統(tǒng)處理后的出水主要回用于鍍鎳漂洗水,由于鍍鎳液的工作溫度為55—60"C,在電鍍過(guò)程中有大量水分蒸發(fā),故在RO裝置濃液排出的稀鍍鎳液(量少時(shí))可順利加入鍍鎳槽中回用。整個(gè)系統(tǒng)從2005年4月運(yùn)行至今,系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn),各項(xiàng)指標(biāo)均基本達(dá)到設(shè)計(jì)要求,系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)見(jiàn)表1。
廢水處理監(jiān)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。從實(shí)際運(yùn)行結(jié)果來(lái)看,膜法鎳回收系統(tǒng)的鎳回收率達(dá)到99.96%,水回用率達(dá)到100%,達(dá)到設(shè)計(jì)要求。本方案對(duì)漂洗廢水不但對(duì)水資源進(jìn)行了回收,而且回收了鎳資源。經(jīng)膜系統(tǒng)濃縮5O倍后的濃縮液直接回用到電鍍槽,作為生產(chǎn)工藝的補(bǔ)充用水。本方案處理工藝簡(jiǎn)單,維護(hù)簡(jiǎn)單,無(wú)二次污染,較徹底地實(shí)現(xiàn)了鍍鎳廢水的零排放。具體參見(jiàn)http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
表1
表2
3 RO膜的清洗與維護(hù)
在正常操作過(guò)程中,RO元件內(nèi)的膜面會(huì)受到無(wú)機(jī)鹽垢、微生物、膠體顆粒和不溶性有機(jī)物質(zhì)的污染,從而引起膜通量下降,從而導(dǎo)致設(shè)備成本上升,產(chǎn)品質(zhì)量下降等一系列問(wèn)題。盡管本工藝的預(yù)處理系統(tǒng)比較完善,但經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行,RO膜面仍不可避免地出現(xiàn)污染問(wèn)題,這是膜分離技術(shù)在實(shí)際工程中普遍存在的問(wèn)題。因此,在實(shí)際工程中,要特別注重對(duì)膜的維護(hù)一膜污染的控制與清洗。2005年lO月份,膜污染較為嚴(yán)重,通量下降約20%,采用加酸和堿的方法進(jìn)行化學(xué)清洗,膜通量恢復(fù)率基本能達(dá)到設(shè)計(jì)值的95%左右。