電鍍廢水主要處理方法范文
時間:2023-12-11 17:23:03
導語:如何才能寫好一篇電鍍廢水主要處理方法,這就需要搜集整理更多的資料和文獻,歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文,供你借鑒。
篇1
中圖分類號:X781.1 文獻標識碼:A 文章編號:1671-2064(2017)02-0012-01
1 電鍍廢水特征分析
在工業生產當中,電鍍工藝具有較強的通用性,因此電子、輕工、紡織等行業都配備了電鍍廠,這使得電鍍廠分布較為分散,給電鍍廢水管理帶來了一定難度。電鍍廢水的來源主要包括鍍件清洗水、廢電鍍液及設備冷卻水。其成分十分復雜,當中含有銅、鋅、鉻、鎳等多種金屬元素,部分物質是致癌物及劇毒物質。總體上來看,電鍍廢水構成較為復雜,無論是對人體,還是對環境,都會產生一定危害。
2 電鍍廢水帶來的危害
在我國工業快速發展的過程中,電鍍廢水污染問題變得日趨嚴重,其中含有的重金屬元素是造成環境危害的主要原因[1]。電鍍廢水中的六價鉻與三價鉻,可在人體、動物、植物當中積累,對皮膚、呼吸系統及臟器均會產生影響,長期累積可能會造成支氣管癌;鉛化物會對水生動植物生命活動造成影響,鉛經過食物或飲用水進人體消化道后,長期累積會造成內源性中毒,從而引發記憶衰退、失眠、精神萎靡等癥狀;鎳及鎳化物會對人體酶系統產生抑制作用,還會造成鎳皮炎;銅化物會引發皮炎、濕疹,甚至會導致皮膚壞死;過量的鋅會引發腸胃炎,導致惡心、嘔吐等癥狀。除了金屬元素外,電鍍廢水當中還具有多種有機物及酸堿物質,特別是含氰物質遇酸后,會形成帶有劇毒的氰化物,其危害也不容小覷。
3 電鍍廢水處理技術分析
3.1 化學方法
化學法是應用最為廣泛的電鍍廢水處理方法。化學法是根據酸堿中和及氧化還原原理,將部分毒害物質分解或轉變為無毒物質,再通過沉淀法或氣浮法將之去除。目前,我國已經形成了一套較為成熟的電鍍廢水化學法處理體系,其中化學沉淀法是最為常見的處理方法之一。該方法主要是向電鍍廢水當中針對性地添加部分藥劑,使其與廢水中某些污染物產生化學反應,并生成難溶沉淀,再通過固液分離,將污染物去除。化學沉淀法的關鍵在于控制pH。例如,鋅沉淀的最佳pH為9至10,但在pH超過9時,三價鉻沉淀物會溶解[2]。當電氣廢水中同時存在鋅與三價鉻時,就需要結合pH與殘留重金屬濃度的關系曲線,合理O計藥劑添加量,從而獲得最佳沉淀效果。除了化學沉淀法以外,腐蝕電池法也是較為常見的一類化學處理方法。例如,在處理含鉻廢水時,可采取碳-鐵屑法。以碳作為陽極,借助其催化作用及吸附作用,讓鉻離子形成密度大、易沉降的絮狀物,再對其進行有效處理。
3.2 物理方法
在處理電鍍廢水的過程中,常見的物理處理方法主要包括以下幾種[3]:(1)活性炭吸附。利用活性炭吸附作用對含鉻、含氰的廢水進行處理具有較好的適用性,且整體成本較低。據學者研究,以活性炭為基礎的三相流化床較傳統的固定床對含氰廢水具有更好的處理效果。該裝置調節溫和,操作簡便且安全,深度凈化的處理水能夠回收利用。但活性炭會受到其吸附容量所限制,在處理高濃度電鍍廢水上效果一般。(2)反滲透法。該方法的核心為半透膜。利用半透膜進行高壓過濾,可達到分離目的。反滲透法是一個完全物理化操作的過程,適用于含鎳、鋅、銅的電鍍廢水。實施該方法的過程中所產生的部分濃縮液被回收、稀釋后可用于漂洗,不會產生其他廢棄物。但半透膜在長期使用過程中,可能會出現雜質積累的問題,其壽命、強度有待進一步提升。(3)蒸發濃縮法。目前,蒸發濃縮法在電鍍廢水處理上已經較為成熟,并不需要添加化學試劑,也沒有二次污染,利用回用水可提煉出一定量的有價值重金屬,具有一定的經濟效益。但該方法能量消耗較大,操作成本偏高,多用于輔助處理。
3.3 生物方法
隨著生物技術的不斷發展,其應用范圍也變得愈來愈大,并且成為了電鍍廢水處理的一大趨勢。生物吸附法是一種較為常見的電鍍廢水處理方法。生物吸附劑主要是以藻類、菌類提取物為主[4]。這些提取物對重金屬離子具有一定的吸附作用,當然這種吸附作用要滿足一定條件,包括pH、重金屬濃度、溫度、光照等。與物理法及化學法相比,生物吸附法處理重金屬污染物具有一定優勢。在低濃度環境下,生物吸附劑能夠充分發揮選擇性作用,對重金屬離子進行吸附,不會受水中的鈣、鎂離子影響。該方法具有較高的效率,且運行成本較低,不會產生二次污染,多用于吸收貴重金屬。生物吸附法的關鍵在于控制生物生長環境。若無法為微生物提供一個相對穩定的生長環境,就可能導致微生物死亡,使生物吸附法失效。
4 電鍍廢水處理技術展望
在工業污染日趨嚴重的情況下,電鍍廢水處理在世界范圍內都得到了廣泛關注,特別是在人們的環保意識不斷增強,在一定程度上刺激了電鍍廢水處理技術的發展。從發展角度來看,未來電鍍廢水處理技術會朝著閉環方向發展。通過提升轉化率與循環利用率,從源頭上對電鍍廢水進行控制。同時,可采取多元化技術對排出的電鍍廢水進行處理,實現“變廢為寶”,實現真正意義上的電鍍廢水零排放。另外,社會化治理也是電鍍廢水管理的一大發展趨勢。通過建立區域性電鍍廢水處理廠,對電鍍廢水進行綜合性整治,不僅能夠獲得更好的處理效果,也能夠減緩中小型電鍍廠的經濟壓力,使電鍍廢水處理成本降低,從而將電鍍廢水處理整合到循環經濟鏈當中。
參考文獻:
[1]王文星.電鍍廢水處理技術研究現狀及趨勢[J].電鍍與精飾,2011(05):42-46.
[2]陳宜欽,莊敏.電鍍廢水處理技術研究現狀及展望[J].化工管理,2015(34):124.
篇2
關鍵詞:電鍍廢水 處理方法
1 概述
電鍍和金屬加工業廢水中鋅的主要來源是電鍍或酸洗的拖帶液。污染物經金屬漂洗過程又轉移到漂洗水中。酸洗工序包括將金屬(鋅或銅)先浸在強酸中以去除表面的氧化物,隨后再浸入含強鉻酸的光亮劑中進行增光處理。該廢水中含有大量的鹽酸和鋅、銅等重金屬離子及有機光亮劑等,毒性較大,有些還含致癌、致畸、致突變的劇毒物質,對人類危害極大。因此,對電鍍廢水必須認真進行回收處理,做到消除或減少其對環境的污染。本文就電鍍廢水處理的優化設計、電鍍廢水處理的有效方法、電鍍廢水循環使用等,做進一步的研究和探討。
2 電鍍廢水處理的優化設計
2.1 廢水處理方案的提出。首先要落實環保設計單位,提供廢水處理方案。按照工藝流程及排水環節,明確各股重金屬和綜合廢水的處理能力、污水處理工藝措施及處理效率,并提供廢水處理方案,包括擬采取措施的工藝文字說明和流程圖(已提供的方案中沒看懂含重金屬廢水是混合處理還是單獨處理)。提供各廢水處理設施的進、出口和廠區廢水總排口的廢水監測數據。以下為本項目應執行的排水標準,每一種第一類污染物必須有單獨的廢水處理裝置,并保證該處理裝置排口的第一類污染物達標,否則有稀釋排放的嫌疑,請據此調整本項目廢水處理方案。
2.2 污水綜合排放標準。污水綜合排放標準,必須達到或符合國家和本地區的污水排放標準。例如,DB12/356-2008《污水綜合排放標準》(三級),如表1所示。
電鍍廢水車間排口第一類污染物執行GB21900-2008《電鍍污染物排放標準》,如表2所示。
2.3 排放環節和治理措施。同類電鍍車間廢水的排放環節和治理措施,如表3所示。
2.4 擬建項目固廢產生及排放。擬建項目固廢產生及排放一覽表,如表4所示。
3 電鍍廢水處理的有效方法
3.1 化學處理法。通過向電鍍廢水中投加化學藥劑,使廢水中的污染物質發生氧化,還原化學反應或產生混凝,然后從水中分離出去,使廢水得到凈化,達到排放標準后排放。根據廢水中含有的污染物質的不同,可采用不同的處理工藝。如處理含氰廢水(氰化鍍銅、鍍鎘、鍍銀,鍍合金等)投加氧化劑(可選用次氯酸鈉,漂白粉,漂白精,液氯等);處理含鉻廢水投加還原劑(可選用亞硫酸氫鈉、水合肼、硫酸亞鐵等);處理鍍鋅(堿性鋅酸鹽鍍鋅)廢水投加混凝劑;處理酸、堿廢水投加中和藥劑等。然后用沉淀、氣浮,過濾等固液分離措施將金屬氫氧化物從廢水中分離出來,使廢水達到排放標準,分離出來的污泥可根據其特性,進行綜合利用或無害化處理,防止造成二次污染。
3.2 電解處理法。氰化鍍銀和無氰鍍銀及酸性鍍銅廢水可以采用電解法處理,在鍍銀生產線的一級漂洗槽旁邊安裝一個回收銀電解槽,采用無隔膜單極式電解槽,廢水中的銀離子在電解過程中沉積在陰極,定期回收金屬銀。對于氰化鍍銀廢水,在電解回收銀的同時,也進行了電解破氰,處理后的水返回一級漂洗槽,末級漂洗槽采用流動水漂洗,漂洗水達到排放標準直接排放。用同樣的技術處理酸性鍍銅廢水,可以回收金屬銅。這種電解回收金屬的設備,陰極材料一般可采用不銹鋼,陽極材料應采用不溶性陽極(如鈦鍍二氧化鉛,鈦涂二氧化釕、石墨等),電解槽的電源可采用直流電源或脈沖電源。近幾年來有人通過研究,提出了對電鍍廢水處理眾多的技術,按照統一的數學模型來評階擇優,綜合考慮技術、經濟、環境,資源、能源諸因素,使技術選擇建立在科學化的基礎上,這是可取的方法。
3.3 離子交換法。利用離子交換樹脂活性基團上的可交換離子(H+、Na+、OH-等),去除廢水中的陽、陰離子。此法處理電鍍廢水不僅可回用水,還可回收金屬離子溶液。這種方法已用于處理含有金、鎳、銅、鎘、鉻等廢水。近年來人工合成的專門用于處理電鍍廢水的弱酸、弱堿大孔樹脂,可分別用于去除鉻、鎳和銅,以及一些金屬的氰化絡合陰離子。一般說來,離子交換法初次投資較大,操作管理水平要求較高,但處理效果穩定,由于能回用金屬和水,是當前電鍍廢水實現閉路循環的主要治理方法之一。存在的主要問題是再生廢液會有鈉、鐵、氯根等雜質離子不能直接回用于鍍槽中,排入環境會造成污染。
3.4 膜分離法。利用半透膜或離子交換膜等膜材料,在外加推動力下,使廢水中的溶解物和水分離濃縮,以凈化廢水。在膜分離法中,反滲透法用于含鎳、含鎘廢水的濃縮處理已應用于生產。隔膜電解法用于再生鍍鉻廢液。擴散滲析法可用于酸液回收。膜分離方法成本較高。
3.5 蒸發濃縮法。利用熱源和蒸發器在常壓或負壓下直接濃縮廢水。用這種方法處理高濃度廢水比較經濟,常同三級逆流漂洗、氣-水噴淋,或同離子交換法聯合使用。目前生產中廣泛采用鈦管薄膜蒸發器和蒸發釜來濃縮含鉻廢水、含氰廢水等,也是閉路循環的主要處理流程之一。
3.6 活性炭吸附法?;钚蕴烤哂蟹浅6嗟奈⒖捉Y構和巨大的同比表面積,通常1g活性炭的表面積達700~1700m2,因而具有極強的物理吸附力,能有效地吸附廢水中的六價鉻離子(Cr6+)等重金屬離子。當活性炭達到吸附平衡后,還可以采用加熱、酸浸泡、堿浸泡等方式除去吸附物,使活性炭再生。
3.7 交換液膜法。采用水包油包水雙重乳液體系,液膜為煤油和表面活性劑或添加劑,以無載體液膜、有載體液膜、含浸型液膜等浸入電鍍廢水,流動載體在膜外相界面有選擇地絡合重金屬離子,然后在液膜內擴散,在膜內界面上解絡。重金屬離子進入膜內相得到富集,流動載體返回膜外相界面,如此過程周而復始,自動進行,使得廢水得到凈化,重金屬得到回收利用。
4 電鍍廢水循環使用
4.1 自然循環。漂洗工序是電鍍生產中的重要環節。采用不同的漂洗方法直接影響漂洗水的耗量及廢水的處理,在保證鍍件質量的前提下,應把漂洗水耗量壓縮到最低,使漂洗水耗量小于或等于電鍍槽液的蒸發量及帶出量之和,即小于槽液的消耗量。這時即可以把漂洗水全部補充到電鍍槽,不向外排放廢水,實現自然循環,此時也不需要廢水處理設施了;在所有解決電鍍廢水污染問題的方法中,自然循環的辦法是最好的辦法。怎樣實現電鍍廢水的自然循環?如鍍裝飾鉻,槽液溫度50℃,恒溫8小時,蒸發量為10%,鍍件附著液帶出量控制在1%,采用四級逆流漂洗蒸發量每槽為1%,以上合計為15%,每班補充同等數量的新鮮水,把增加的漂洗水控制在15%以下,即可實現自然循環。又如鍍鎳鐵合金,鍍液溫度60℃,恒溫8小時,蒸發量為12.5%,控制鍍件附著液帶出量為1%,四級逆流漂洗,每槽自然蒸發量為1%,合計為17.5%,則漂洗水量控制在17.5%即可實現自然循環。控制帶出量主要靠控制鍍件在鍍槽上的停留時間,必要時可增加向鍍件進行吹氣或噴霧清洗,使鍍件附著液盡量滴落在鍍槽內??刂破此恐饕慷嗉壞媪髌?,必要時增加在漂洗槽上方進行噴淋噴霧和吹氣,并可在漂洗槽中增加空氣攪拌,提高漂洗效率,降低漂洗耗水量。
4.2 強制閉路循環。在電鍍生產過程中,當采取了先進的漂洗方法和降低漂洗耗水量的措施之后,漂洗水的耗量仍大于槽液的減量(耗量)時,此時,就不能實現廢水的自然循環,需要采取人工的強制措施,實現廢水的閉路循環系統,稱為廢水的強制循環。
5 結束語
展望電鍍廢水處理技術的發展前景,首先是壓縮水量,普遍推廣逆流漂洗和噴淋技術;其次,對化學法產生的污泥和離子交換再生廢液進行綜合利用,以及研制適用于處理電鍍廢水的各種優質樹脂和膜,以及進一步研究和完善閉路循環系統,以實現資源的充分利用。
參考文獻:
[1]曾祥德.電鍍廢水處理技術的綜合應用[J].電鍍與精飾,2000/01:39-41.
[2]馬小隆,劉曉東,周廣柱.電鍍廢水處理存在的問題及解決方案[J].山東科技大學學報(自然科學版),2005/01:107-111.
篇3
關鍵詞:含鉻廢水 處理 還原
通過查資料,電鍍工業含鉻廢水的處理最常用的方法有還原法、電解法,工藝成熟,運行效果好。但是近來又有很多其他的方法被研究出來,綜合比較會發現這些方法也各有優缺點。作為新方法,他們自有借鑒之處。
現將所查到的資料綜合總結如下:
一、還原沉淀法
化學還原法是利用硫酸亞鐵、亞硫酸鹽、二氧化硫等還原劑將廢水中六價鉻還原成三價鉻離子,加堿調整pH值,使三價鉻形成氫氧化鉻沉淀除去。這種方法設備投資和運行費用低,主要用于間歇處理。
常用處理工藝為在第一反應池中先將廢水用硫酸調pH值至2~3,再加入還原劑,在下一個反應池中用NaOH或Ca(OH)2調pH值至7~8,生成Cr(OH)3沉淀,再加混凝劑,使Cr(OH)3沉淀除去。改良的工藝為在第一反應池中直接投加硫酸亞鐵,用NaOH或Ca(OH)2調pH值至7~8,生成Cr(OH)3沉淀,再加混凝劑,使Cr(OH)3沉淀除去。使用該技術后,含鉻廢水日處理量為1000M3,廢水中鉻含量為10mg/l.該技術適用于含鉻工業廢水處理。
在一些報道中也有提到利用聚合氯化鋁鐵處理電鍍含鉻廢水。聚合氯化鋁鐵兼有傳統絮凝劑PAC ,PFC的優點,形成的絮凝體大而重,沉降速度快。其出水色度比聚合氯化鐵好,除濁效果和絮凝體沉降性能又優于聚合氯化鋁。具體報道內容附于文后。
二、電解法沉淀過濾
1.工藝流程概況
電鍍含鉻廢水首先經過格柵去除較大顆粒的懸浮物后自流至調節池, 均衡水量水質, 然后由泵提升至電解槽電解,在電解過程中陽極鐵板溶解成亞鐵離子,在酸性條件下亞鐵離子將六價鉻離子還原成三價鉻離子,同時由于陰極板上析出氫氣,使廢水pH 值逐步上升,最后呈中性。此時Cr3+ 、Fe3+ 都以氫氧化物沉淀析出,電解后的出水首先經過初沉池,然后連續通過(廢水自上而下)兩級沉淀過濾池。一級過濾池內有填料:木炭、焦炭、爐渣;二級過濾池內有填料:無煙煤、石英砂。污水中沉淀物由過濾池填料過濾、吸附,出水流入排水檢查井。而后通過泵進入循環水池作為冷卻用水。過濾用的木炭、焦炭、無煙煤、爐渣定期收集在鍋爐房摻燒。
2.主要設備
調節池1座;初沉池1座、沉淀過濾池2座;循環水池1 座;電源控制柜、電解槽、電解電源、電解電壓1套;水泵5臺。
3.結果與分析
某電鍍廠電鍍廢水處理設備在正常工況條件下,間隔不同的時間多次取樣,。
電鍍含鉻廢水采用電解法沉淀過濾工藝處理后全部回用,過濾池內填料定期集中于鍋爐房摻燒,達到了綜合治理電鍍含鉻廢水的目的。
該處理技術雖然運行可靠,操作簡單,但應注意幾個方面:
a)需要定期更換極板;
b)在一定的酸性介質中,氫氧化鉻有被重新溶解的可能;
c)沉淀過濾池內的填料必須定期處理,焚燒徹底,否則會引起二次污染。由此可見,對處理設施加強管理非常重要。
4.結論
1)該處理工藝對電鍍含鉻廢水治理徹底,過濾池內填料定期統一處理,不會引起二次污染;處理后清水全部回用,可節省水資源,具有明顯的經濟效益。
2)該工藝投資較小,技術成熟,運行穩定可靠,操作方便,易于管理,適應于不同規模的電鍍生產企業。
三、其他國內外含鉻廢水處理方法的研究進展
1.1 生物法
生物法治理含鉻廢水,國內外都是近年來開始的。生物法是治理電鍍廢水的高新生物技術,適用于大、中、小型電鍍廠的廢水處理,具有重大的實用價值,易于推廣。國內外對SRB菌(硫酸鹽還原菌)[1]、SR系列復合功能菌[2]、SR復合能菌[3]、脫硫孤菌[4]、脫色桿菌(Bac.Dechromaticans)、生枝動膠菌(Zoolocaramiger a)[5]、酵母菌[6]、含糊假單胞菌、熒光假單胞菌[7]、乳鏈球菌、陰溝腸桿菌、鉻酸鹽還原菌[8]等進行研究,從過去的單一菌種到現在多菌種的聯合使用,使廢水的處理從此走向清潔、無污染的處理道路。將電鍍廢水與其它工業廢棄物及人類糞便一起混合,用石灰作為凝結劑,然后進行化學—凝結—沉積處理。研究表明,與活性的淤泥混合的生物處理方法,能除去Cr6+和Cr3+,NO3氧化成NO3-.已用于埃及輕型車輛公司的含鉻廢水的處理[9].
生物法處理電鍍廢水技術,是依靠人工培養的功能菌,它具有靜電吸附作用、酶的催化轉化作用、絡合作用、絮凝作用、包藏共沉淀作用和對pH值的緩沖作用。該法操作簡單,設備安全可靠,排放水用于培菌及其它使用;并且污泥量少,污泥中金屬回收利用;實現了清潔生產、無污水和廢渣排放。投資少,能耗低,運行費用少。
1.2 膜分離法
膜分離法以選擇性透過膜為分離介質,當膜兩側存在某種推動力(如壓力差、濃度差、電位差等)時,原料側組分選擇性透過膜,以達到分離、除去有害組分的目的。目前,工業上應用的較為成熟的工藝為電滲析、反滲透、超濾、液膜。別的方法如膜生物反應器、微濾等尚處于基礎理論研究階段,尚未進行工業應用。電滲析法是在直流電場作用下,以電位差為推動力,利用離子交換膜的選擇透過性,從而使廢水得到凈化。反滲透法是在一定的外加壓力下,通過溶劑的擴散,從而實現分離。超濾法也是在靜壓差推動下進行溶質分離的膜過程。液膜包括無載體液膜、有載體液膜、含浸型液膜等。液膜分散于電鍍廢水時,流動載體在膜外相界面有選擇地絡合重金屬離子,然后在液膜內擴散,在膜內界面上解絡,重金屬離子進入膜內相得到富集,流動載體返回膜外相界面,如此過程不斷進行,廢水得到凈化。膜分離法的優點:能量轉化率高,裝置簡單,操作容易,易控制、分離效率高。但投資大,運行費用高,薄膜的壽命短。主要用于回收附加值高的物質,如金等。
轉貼于
電鍍工業漂洗水的回收是電滲析在廢液處理方面的主要應用,水和金屬離子可達到全部循環利用,整個過程可在高溫和更廣的pH值條件下運行,且回收液濃度可大大提高,缺點為僅能用于回收離子組分。液膜法處理含鉻廢水,離子載體為TBP(磷酸三丁酯),Span80為膜穩定劑,工藝操作方便,設備簡單,原料價廉易得。也有選用非離子載體,如中性胺,常用Alanmine336(三辛胺),用2%Span80作表面活性劑,選用六氯代1,3-丁二烯(19%)和聚丁二烯(74%)的混合物作溶劑,分離過程分為:萃取、反萃等步驟[10,11].近來,微濾也有用于處理含重金屬廢水,可去除金屬電鍍等工業廢水中有毒的重金屬如鎘、鉻等[12,13].
1.3 黃原酸酯法
70年代,美國研制成新型不溶重金屬離子去除劑ISX[14~16],使用方便,水處理費用低。ISX不僅能脫除多種重金屬離子,而且在酸性條件下能將Cr6+還原為Cr3+,但穩定性差。不溶性淀粉黃原酸酯[17]脫除鉻的效果好,脫除率>99%,殘渣穩定,不會引起二次污染。鐘長庚[18,19]等人用稻草代替淀粉制成稻草黃原酸酯,處理含鉻廢水,鉻的脫除率高,很容易達到排放標準。研究者認為稻草黃原酸酯脫除鉻是黃原酸鉻鹽、氫氧化鉻通過沉淀、吸附幾種過程共同起作用,但黃原酸鉻鹽起主要作用。此法成本低,反應迅速,操作簡單,無二次污染。
1.4 光催化法[20,21]
光催化法是近年來在處理水中污染物方面迅速發展起來的新方法,特別是利用半導體作催化劑處理水中有機污染物方面已有許多報道。以半導體氧化物(ZnO/TiO2)為催化劑,利用太陽光光源對電鍍含鉻廢水加以處理,經90min太陽光照(1182.5W/m2),使六價鉻還原成三價鉻,再以氫氧化鉻形式除去三價鉻,鉻的去除率達99%以上。
1.5 槽邊循環化學漂洗
這一技術由美國ERG/Lancy公司和英國的Ef fluentTreatmentLancy公司開發,故也叫Lancy法。它是在電鍍生產線后設回收槽、化學循環漂洗槽及水循環漂洗槽各一個,處理槽設在車間外面。鍍件在化學循環漂洗槽中經低濃度的還原劑(亞硫酸氫鈉或水合肼)漂洗,使90%的帶出液被還原,然后鍍件進入水漂洗槽,而化學漂洗后的溶液則連續流回處理槽,不斷循環。加堿沉淀系在處理槽中進行,它的排泥周期很長[22].廣州電器科學研究所開發了分別適用于各種電鍍廢水的三大類體系的槽邊循環化學漂洗處理工藝,水回用率高達95%、具有投藥少、污泥少且純度高等優點。有時,用槽邊循環和車間循環相結合[23].
1.6 水泥基固化法處理中和廢渣[24]
對于暫時無法處理的有毒廢物,可以采用固化技術,將有害的危險物轉變為非危險物的最終處置辦法。這樣,可避免廢渣的有毒離子在自然條件下再次進入水體或土壤中,造成二次污染。當然,這樣處理后的水泥固化塊中的六價鉻的浸出率是很低的。
2、電鍍含鉻廢液及污泥的綜合利用
由于電鍍含鉻老化廢液有害物質含量高,成分復雜,在綜合利用之前應對各種廢液進行單獨和分類處理。對于鍍鋅鈍化液、銅鈍化液及含磷酸的鋁電解拋光液均用酸堿調節pH;對于陰離子交換樹脂,只需將它變為Na2CrO4即可。
2.1 利用鉻污泥生產紅礬鈉[25]
在高溫堿性條件介質Na2CrO4中三價鉻可被空氣氧化為Na2Cr2O7,同時污泥中所含的鐵、鋅等轉化為相應的可溶鹽NaFeO2、Na2ZnO2.用水浸取堿熔體時,大部分鐵分解為Fe(OH)3沉淀而除去。將濾液酸化至pH
2.2 生產鉻黃[26]
利用純堿作沉淀劑去除電鍍廢液中的雜質金屬離子,再利用凈化后的電鍍廢液替代部分紅礬鈉生產鉛鉻黃。電鍍液加入Na2CO3飽和液后,調整pH至8.5~9.5.進行過濾,濾液備用。在堿性條件下將濾渣中的Cr3+用H2O2氧化為Cr6+,再經過濾,濾液與上述濾液混合。將濾液與硝酸鉛溶液和助劑,在50~60℃反應1h,然后經過濾、水洗,洗去氯根、硫酸根以及其它部分可溶性雜質,再經干燥粉碎即得成品鉛鉻黃。利用電鍍廢液生產鉛鉻黃,不僅解決了污染問題,而且使電鍍廢液中的鉻得到了回收利用。據估算,按年處理電鍍廢液200t,年平均回收18t紅礬鈉,可實現年創收4萬余元。效益可觀。
2.3 生產液體鉻鞣劑及皮革鞣劑堿式硫酸鉻[27,28]
含鉻廢液先用氫氧化鈉去除金屬離子雜質,控制pH=5.5~6.0,然后過濾,濾液待用,污泥用鐵氧體無害化處理。然后,在濾液中投加還原劑葡萄糖,使Na2Cr2O7還原為Cr(OH)SO4,在100℃條件下,進一步聚合,當堿度為40%時,分子式為4Cr(OH)3.3Cr2(SO4)3,即為鉻鞣劑。河北省無極縣某皮革廠就是利用電鍍含鉻廢水生產液體鉻鞣劑。按每天生產5t液體鉻鞣劑,每天可得利潤為6000余元。可見利用含鉻廢液生產鉻鞣劑的經濟效益是十分顯著的。另外,可將含鉻的污泥與碳粉混合,在高溫下煅燒,從而可制得金屬鉻[29].因為含鉻污泥是電鍍車間污泥的主要品種,根據電鍍處理方法不同,污泥的回收利用也不同[30].電解法污泥:
(1)做中溫變換催化劑的原料;
(2)做鐵鉻紅顏料的原料。
化學法的污泥:
(1)回收氫氧化鉻;
(2)回收三氧化二鉻拋光膏。鐵氧體污泥做磁性材料的原料等等。
篇4
論文關鍵詞:鐵屑,電鍍廢水,石灰,污泥量
電鍍行業是當今全球三大污染工業之一,其產生的廢水具有極大的毒性和危害性。電鍍廢水的處理方法主要包括化學沉淀法、內電解法和生物法等。其中,化學處理法是指向廢水中投加一些化學藥劑,
通過化學反應改變廢水中污染物的化學性質,使其變成無害物質或易于與水分離的物
質,再進一步從廢水中除去的處理方法。目前,化學法仍是國內外電鍍廢水中處理的主
流技術,具有技術成熟、投資小、費用低、
*通信作者:汪曉軍(1964-),男,博士,教授,研究方向為水污染控制理論與技術,E-mail:cexjwang@scut.edu.cn
適應性強、自動化程度高等特點,但其缺點也是非常明顯的,電鍍污泥是化學法處理電鍍廢水的最大的缺陷。由于電鍍廢水本身就含有Cr、Zn、Cu、Ni等重金屬離子,在處理過程中要不斷的消耗化學藥劑如硫酸亞鐵、石灰等,發生反應產生沉淀而形成大量的污泥,這些重金屬污泥成分復雜,很難處理和利用。本試驗是在廣東省清遠市某電鍍廠進行現場研究,采用鐵屑與酸性廢水混合的方法減少化學藥劑的投加量,進而減少污泥的產生量。
1.試驗部分
1.1試驗裝置
PHS-25精密pH計,JA2003N電子天平,ZR4-6混凝試驗攪拌機,15L的大桶5只,分光光度計
1.2實驗藥劑
KCrO固體(A·R)(在100—110℃下烘干1小時)、0.2%二苯胺磺酸鈉、85%HPO4、3mol/LHSO、FeSO·7HO(C·P)、200g/L尿素、50g/L銅鐵試劑、1+1氫氧化銨、丙酮、1+1磷酸、4g/L氫氧化鈉溶液、80g/L硫酸鋅溶液、40g/LKMnO、20g/LNaNO、二苯碳酸二肼
1.3分析方法
總鉻:重鉻酸鉀氧化-二苯碳酸二肼分光光度法;Cr(VI):二苯碳酸二肼分光光度法;Fe:重鉻酸鉀法
1.4原水水質:
清遠某電鍍廠原水水質和排放標準見表1
表1原水水質和排放標準
Tab1Qualityofrawwastewateranddischargingstandard
污染物名稱
污染物濃度
備注
排放標準
pH
1~3
酸性廢水
6~9
Cr(VI)(mg/L)
≤115
篇5
關鍵詞:礦區水質;化驗檢測技術探討、
1 礦區主要水質環境問題分析
煤礦環境問題主要包括以下幾個方面:
1.1 地表水環境污染問題
由于行業性質的特殊性,煤電基地建設極有可能會引發地表水環境問題。首先,煤炭資源的開采與運輸過程中會產生一些廢渣與廢水,如若不經處理直接排放,就會造成地表水污染;其次,煤炭資源豐富的地域極極有可能靠近地表水域,因此,煤電基地建設就必須要改變原有地表水流向,從而引發包括地表植被枯萎等等問題。最后,煤電基地開采出來的煤炭、煤矸石等等大都露天堆放,如遇到大風下雨天氣,碎石與煤粉便會融入地表水,使地表水水質發生變化。
1.2 地下水環境污染問題
除了地表水污染問題,煤電基地建設也會引發地下水環境污染,這是因為煤電基地的排土場中堆放的煤矸石中含有大量的硫、堿金屬等等物質,雨水會與矸石中的無機鹽產生淋溶反應,而淋溶水滲入地下含水層后,便會把堿金屬、硫等等污染物質帶入地下水,導致出現地下水污染。另外,對采礦區進行排水是確保煤電基地采礦工作順利進行的必要選擇,但同時也會造成地下水水位下降,甚至會影響到地下水補給循環,使地表水環境污染危機長期存在。
1.3 金屬電鍍水等
電鍍是利用電化學的方法對煤礦金屬和非金屬表面進行裝飾,防護及獲取某些新性能的一種工藝過程,電鍍生產過程中必然產生大量廢水。
電鍍生產過程中的高用水量以及大量排放含有重金屬的污水,造成水體的污染,這些問題極大地制約了電鍍工業的可持續發展。電鍍企業在生產過程中產生大量的生產廢水,主要是含有重金屬及氰化物等污染物,如果處理不當,會對環境產生較大危害。如何將電鍍廢水有效處理,做到達標,穩定,安全排放一直是個難題,電鍍廢水因鍍種和工藝的不同,污染物的種類也不同,濃度差異也較大,因此電鍍廢水的成分也復雜,不僅含有大量的Pb2+,Cu2+,Zn2+,Cr6+等重金屬離子。
1.41 電鍍廢水的來源
電鍍廢水的來源一般分為:(1)鍍件酸洗廢水;(2)鍍件清洗廢水;(3)電鍍過程廢水;(4)鍍后清洗鈍化廢水;(5)其他廢水,包括沖刷車間地面,以及冷凝水和由于鍍槽滲漏或操作不當造成的跑,冒,滴,漏的各種槽液和排水;其中,鍍件清洗水占車間廢水排放量的80%以上,是電鍍廢水的主要來源。
1.4.2 電鍍廢水的水質
電鍍廢水的水質,水量與電鍍生產的工藝條件,生產負荷,操作管理水平和用水方式等因素都有非常大的關系。電鍍廢水的水質復雜,成分不易控制,其中含有的重金屬離子和氰化物的毒性較大,有些屬于致癌,致畸,致突變的劇毒物質,對人類有極大的危害。
2 淮北礦區水質污染狀況分析
通過對淮北市地下水污染物的主要來源及污染途徑的調查分析,基本了解淮北市地下水的主要污染物分布狀況及污染現狀,及時采取防治措施。
1、2、衛生學調查評價方法 根據《地下水質量標準》(GB/14848―93)要求,結合地下水實際,選擇了檢測項目,水樣檢驗方法與評價標準為地下水環境質量標準,對地下水進行評價。
1、3測評項目 PH、硬度、氯化物、總大腸桿菌群、氨氮、硫酸鹽、氟化物、細菌總數、揮發性酚、總溶固、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮合計13項。
2.2 主要污染物及分布
人類活動導致污染物進入地下水含水層,引起水質惡化的溶解物或懸浮物無論其濃度是否達到水質明顯惡化的程度,均稱為地下水污染物。由于缺乏本地地下水天然背景值監測資料,本次地下水現狀評價參照《地下水質量標準》(GB/T14848―93)中lll類標準。詳見表1。
表1 地下水環境質量標準和淮北市地下水質量污染檢測結果表
確定地下水總體使用功能分別為V、V、1V、V、Ⅲ類水標準上限值為控制標準,把地下水監測濃度超過控制標準的項目確定為污染物。工業廢水及城市生活污水通過各種渠道流入河道,滲入地下水,污染地下水,所以地下水中的污染物及分布基本與地表水相同。(1)氯化物:主要分布于黃里、旁汪村、宋疃、澮河兩岸一帶。(2)硫酸鹽:主要分布于濉河一帶。(3)氨氮:主要分布于濉河南段一帶。(4)總硬度:污染區主要位于城區南部及東部、郊區西部一帶,(5)礦化度:超標主要位于臨渙小湖孜地區,面積很小。其它污染物污染范圍較小。
3 幾點建議
含氰廢水的處理方法有堿性氯化法,電解氧化法,硫酸亞特法等。
堿性氯化法除氰分為兩個過程:第一個過程是將氰化物氧化為氰酸鹽,第二個過程是將氰酸鹽進一步氧化為二氧化碳和氮氣,稱為完全氧化,利用了次氯酸鈉在堿性條件下所具有的強氧化性氧化分解了氰化物,氧化分解的反應速度取決于pH值,溫度和有效氯的濃度。
在除氰的反應過程中,pH值對氧化反應的速度起重要的作用。在第一過程中,當pH值大于10時,完成第一過程的時間只需五分鐘;當pH值小于8.5時,會有劇毒的氰氣產生;在第二過程中,即完全氧化過程則恰恰相反,低pH值的廢水除氰反應速度較快。pH值=7.5-8.5時,需要15分鐘左右,pH值=8.5-9.0時,需要30分鐘左右,pH值=12時,反應趨于停止。
在實際除氰處理過程中,我們采取分兩個階段調整pH值。即第一階段加入堿性藥劑,調整廢水的pH值大于10,在此條件下加入次氯酸鈉氧化劑進行氧化除氰;第二階段加酸,在pH值降至7.5---8.0時加次氯酸鈉氧化劑繼續進行氧化,直至氰化物完全氧化除去
總之,加強煤礦水質管理,加強環境保護,解決煤礦生態環境問題的必然選擇,要加強更為優選更為高效的、可操作性強的生態化驗檢測技術,將煤礦生態狀況納入可檢測、可控制的范圍之內,使煤礦經濟效益、社會效益、生態效益和諧發展,更好地促進淮北煤礦經濟轉型發展。
參考文獻:
[1]井旭蕊,煤礦地下水水質化驗分析,《企業技術開發月刊》2015(21):179-180
篇6
關鍵詞:電鍍廢水 化學法 含氰廢水
1 概述
電鍍是利用化學和電化學的方法對金屬和非金屬表面進行裝飾、防腐及獲取某些新的性能的一種工藝過程。電鍍廢水的水質、水量與電鍍生產的工藝條件、生產負荷、操作管理與用水方式等因素有關。該自行車廠在生產過程中產生的廢水有含氰廢水、含鉻廢水、含鎳廢水和酸堿廢水。從廢水的來源可以看出,其組成成分復雜,因此將生產車間含氰、鉻、鎳、酸堿廢水分流排出,分而治之。
2 工藝流程
2.1 處理工藝 根據上述的分析思路,確定工藝流程如下:
■
2.2 工藝流程說明
2.2.1 含氰廢水處理 用NaClO作氧化劑對氰化物進行氧化,破壞氰與金屬離子形成的絡合物,并使金屬離子形成氫氧化物沉淀下來。氧化反應分兩級進行,第一級反應使巨毒的氰化物被氧化成毒性相對較低的氰酸鹽,第二級反應使氰酸鹽被進一步氧化成二氧化碳合氮氣。①氧化劑:所用氧化劑有液氯、漂白粉及NaClO等。本工藝流程選用NaClO,氧化性強,操作較方便,產生污泥量少,有效氯不易流失,一般用于處理低濃度、中小水量的含氰廢水。②投藥量:投藥量不足或過量對處理均不利。投藥量不夠,破氰不徹底;投藥量過多,不僅造成浪費而且使處理水中的余氯量超過允許濃度,對環境不利。對中小型電鍍廠,為了減少設備投資,可按下式確定投藥量:G=K1×K2×Q×CCN-/(1000×a)(kg/h)。也可以按實驗確定的投藥比CN-/Cl-來確定投藥量。一級氧化1:3~4;二級氧化1:4。③PH值:一級氧化:PH1=10.5~11.0,PH值越高,反應速度越快、越徹底。二級氧化:PH2=7.5~8.0,PH值越低,反應速度越快,但當PH
CN-+ClO-+H2O=CNCl+2OH- ………①
CNCl+2OH-=CNO-+Cl-+H2O ………②
反應①瞬時完成,生成劇毒的CNCl,反應②CNCl在堿性條件下會水解生成毒性僅為CN-千分之一的CNO-。CNCl的水解速度受溫度影響很大,溫度越高,水解速度越快。當廢水溫度低于15℃時,反應很慢;溫度高于18℃時,反應很快。但溫度不宜超過50℃,否則不利于氯的分解。故溫度宜在15~50℃。⑥反應時間:一級處理10~15min;二級處理10~15min;全過程25~30min。
2.2.2 含鉻廢水處理 主要是在酸性條件下,使廢水中的Cr6+還原成Cr3+,后調整PH值使其形成氫氧化鉻沉淀除去,廢水得到凈化。①PH值:當PH>3.0時,反應速度很慢;PH過低則耗酸過多。所以一般控制PH3=2.5~3.0,反應時間為20~30min。②投藥量:投藥量過低會使還原不充分,出水中Cr6+不能達標;過高又浪費藥劑費,增加處理成本,甚至形成[Cr2(OH)2SO3]2-絡合離子,影響沉淀效果。Cr6+與NaHSO3的理論投藥比為1:3,由于廢水中還存在其他雜質離子,實際生產中的投藥量要比理論值高,實際使用投藥比為1:4~5。
2.2.3 化學中和、凝聚沉淀法處理酸堿混合廢水 通過調整PH值,使廢水中的酸、堿中和,同時使PH值達到某一范圍,使廢水中的金屬離子形成氫氧化物而沉淀。為加速沉淀物的分離速度,投加一定量的凝聚劑和助凝劑。①PH值:該混合廢水中含銅、鉻、鎳重金屬離子,鉻的處理效果不受混合廢水中其他重金屬離子的種類和濃度的影響??刂芇H到7.5~8.0以上,銅的含量低于1mg/l;PH到8.5~9.0時,鎳的含量就低于1mg/l。共沉時所要求的PH值比單獨金屬離子形成氫氧化物沉淀所要求的PH值低,一般混合廢水中含銅、鋅、鎳、三價鉻時,控制PH=8~9,均能使處理后廢水中金屬離子濃度達排放標準,但必須控制廢水中絡合劑的濃度。②藥劑選用和用量:酸堿混合廢水進入一級PH調節槽后,PH4設定為9.5,同時加入無機助凝劑CaCl2,形成小顆粒金屬氧化物,投加量為10~20l/h。
一級調節PH后的廢水進入二級PH調節槽,PH5設定為10.5,使重金屬離子形成氫氧化物沉淀,再加入有機凝聚劑聚丙烯酰胺(PAM),投加量為1~2mg/l,使金屬氫氧化物進一步凝聚成較大的絮體,以利于沉淀去除。
經過處理后能使出水達排放標準。但處理后污泥量較大。使用該方法時,對混合廢水中的絡合劑、螯合劑等有一定限度,否則達不到預期處理效果。
2.2.4 PH終端調節 上述混合廢水經過二級固液分離后,使鎳、銅、鉻離子除去,但PH值較高,故需進行PH總調節,PH6=7.5。為了使反應槽加藥均勻,均設了攪拌器。
2.3 結果與討論 ①該工藝按不同性質的廢水分而治之,嚴防互混,避免了彼此之間相互干擾。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氰化物一級氧化時,PH>10,否則會產生巨毒物質;Cr6+還原反應,PH須在2.5左右,若PH>3.0,反應進行很慢。③此法不能回收貴重金屬,而是直接排放,浪費資源且對環境帶來一定的污染。
參考文獻:
[1]馬東生等.化學法處理電鍍廢水自動控制.電鍍與精飾,1998,20(1):40-41.
[2]吳文等.電鍍廢水化學綜合處理.電鍍與精飾,2001,23(3):44-45.
[3]李慶倫等.電鍍廢水綜合處理系統.中國有色金屬學報,1998,8(2):551-553.
篇7
【關鍵詞】物聯網;鍍鎳廢水;回用
0.前言
鎳,既是寶貴的資源,又是一類污染物且不能降解。廣東省目前執行《電鍍污染物排放標準》(GB21900-2008)中的表3水污染物特別排放限值,鎳的排放濃度限值僅為0.1mg/L。新標準的實施,將成為制約眾多電鍍企業發展的瓶頸之一。此外,電鍍企業產生的大量水和鎳資源未加回收重新利用而白白損失,既浪費了資源,又污染了環境。
電鍍含鎳廢水是主要的鎳污染來源之一,然而從國內外發展現狀看,電鍍技術是現代化工業不可或缺的組成部分,電鍍工藝不可能被淘汰。如何有效地控制電鍍含鎳廢水污染,同時實現水和金屬的循環利用,是擺在電鍍企業面前的重大課題。
1.含鎳廢水處理現狀
珠三角地區鍍鎳廢水處理的主流技術是化學沉淀法,屬于典型的末端治理技術。它以廢水達標排放為最終目的,不考慮水和金屬鎳的回收利用,為了使鎳離子達標不計成本。其技術弊端為:
(1)無法實現將含鎳廢水處理到0.1mg/L而達標排放。
(2)無法實現含鎳廢水的回用。
(3)無法實現鎳的資源化。
2.基于物聯網的鍍鎳廢水達標處理及回用系統的搭建結構
基于物聯網的鍍鎳廢水達標處理及回用是依托物聯網技術,采用離子交換原理,通過各種檢測裝置、離子交換樹脂、循環水收集和鎳回收設備及信息傳感存儲設備,把離子交換樹脂的信息、循環水的信息與互聯網相連接,進行信息交換和通信,實現智能化識別、監測、跟蹤、管理,既可解決電鍍企業含鎳廢水穩定達標排放問題,也可實現鍍鎳工藝水和金屬鎳的循環回用。
(1)搭建感知層即現場端:在含鎳廢水產生現場安裝離子交換器樹脂、水量計、PH傳感器、電導率傳感器、循環水收集裝置、各類電磁閥及管線。對離子交換樹脂實時工況信息、循環水實時工況信息進行采集、監控、分析。
(2)鋪設網絡層即傳輸端:感知層各傳感器采集的離子交換器樹脂實時工況信息、循環水實時工況信息、水量信息通過工業總線,以太網,GPRS無線通信技術上傳至客戶端上位機。上位機的數據通過互聯網上傳到中心信數據處理系統。成熟的通行技術保障數據傳輸的真實和可靠。
(3)建立應用層:應用層即中心信息處理中心,運用計算機技術、網絡技術和通訊技術,對離子交換器樹脂飽和信息實時狀況、循環水水質實時狀況、水量信息進行關系運算及判斷,準確的判斷出樹脂的飽和點、循環水水質,發出預警報警,并實現聯網對接,提示現場端完成相應的操作。
3.離子交換樹脂處理鍍鎳廢水原理
含Ni2+廢水流經Na型弱酸陽樹脂層時,將發生如下交換反應:
2R-COONa+Ni2+(R-COO)2Ni+2Na+
這樣,水中的Ni2+被吸附在樹脂上,樹脂會有明顯的顏色變化,而樹脂上的Na+便進入水中。當全部樹脂層與Ni2+交換達到平衡時,用一定濃度H2S04再生,反應如下:
(R-COO)2Ni+H2S042R-COOH+NiS04
再生后,此時的樹脂為H型,需用NaOH轉為Na型,反應為:
R-COOH+NaOH RCOONa+H2O
如此樹脂可重新投入運行,進入循環使用,直至樹脂的使用壽命。廢水經處理后可回車間清洗槽重復使用,洗脫得到的硫酸鎳經凈化后可實現資源回用。
4.感知層控制關鍵點
4.1樹脂飽和點的判斷
經試驗結果表明:PH值與樹脂飽和度存在相互關系,使用企業可總結出符合本企業的PH變化規律,設定一個PH值的運行區間,即PH上限和PH下限,在此區間完成樹脂從開始吸附鎳離子到樹脂完全吸附飽和的全過程。即PH傳感器實測PH值等于PH上限值時,飽和度為0;當實測的PH值等于PH下限值時,飽和度為100%,此時樹脂需要再生。正常使用過程中實測的PH值介于PH上限和PH下限之間。為避免出現樹脂吸附不徹底,造成鎳離子的泄露,通常設定一個飽和預警點,即鎳離子泄露點,當檢測到PH到達預警點時啟動報警提示,并啟動。飽和預警點的精確判斷非常關鍵,如不能精確判斷就會造成鎳離子的吸附不徹底或樹脂的浪費。如下將結合工藝流程圖說明基于物聯網技術的樹脂飽和點判斷及預警。
鍍鎳廢水經流量計、電子閥1進入1#柱,廢水中的鎳離子被吸附于陽離子交換樹脂,處理過的水達標,經閥2排除,可通過管路進入循環水收集裝置并進行回用。在閥2管路上安裝檢測儀(PH傳感器),檢測PH值,并將檢測信號通過通過有線或無線的方式傳送至客戶端(上位機),客戶端(上位機)所采集信息通過以太網上傳至信息處理中心,信息處理中心進行智能決策、判斷1#柱樹脂的飽和情況。當1#柱出現飽和時,信息處理中心發出報警信息,提示樹脂需更換信息,并關閉閥1,啟動閥3、閥3,進入與1#柱同樣的鎳離子吸附過程。如此循環進行,準備的判斷樹脂的飽和,保證了含鎳廢水的穩定達標。
4.2循環水水質的判斷
通過離子交換樹脂交換出來的Na+和沒有發生反應的陰離子進入了循環水中,如果持續的積累,循環水中的含鹽量將不斷升高,最終將影響循環水的質量和生產用水的需要。通過實驗結果發現,循環水中的含鹽量與電導率程一定的關系,因此,適當的補充新鮮水是必須的,通過電導率測試可以方便地了解循環水中含鹽量的積累情況,準確判斷循環水補充新鮮水的時間及補充量,保證循環水的水質,達到最佳的動態平衡。
通過電導率監測來判斷經樹脂吸附鎳離子后的循環水水質,廢水循環管路中設置電導率傳感器,測試循環水的電導率,使用企業可以總結出適合與本企業用使用要求的生產用水的電導率上限值,當電導率傳感器監測到的電導率超過預定值時,表示水中含鹽量已經積累到影響生產用水效果的水平,必須補充清潔水,此時通過中心信息處理中心發出指令,補水自動閥門開啟,清潔水補充進來,循環水的含鹽量隨之降低。通過試驗確定的電導率保持在某個值以下不會影響生產產品的質量,從而實現廢水的回用。
5.結論
利用物聯網及計算機信息技術,結合離子交換原理而搭建的鍍鎳廢水處理及回用系統,通過中心信息處理中心準確的判斷樹脂飽和點和循環水的含鹽量,將有效的保證鍍鎳廢水的穩定達(下轉第127頁)(上接第17頁)標排放,實現循環水的高效回用和鎳的資源化。
【參考文獻】
[1]李健,石鳳林,爾麗珠,張惠源.離子交換法治理重金屬電鍍廢水及發展動態[J].Plating amd finishing,2003,(11).
[2]李春華.離子交換法處理電鍍廢水[M].輕工業出版社,1989:104-105.
[3]沈晶華.電鍍廢水處理方法探討[J].電鍍與環保,1998,(5).
[4]付丹.離子交換技術與鍍鎳廢水處理.電鍍與環保,2006,(03).
篇8
[關鍵字]電鍍廢水 銅 鎳 回收工藝
[中圖分類號] X75 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2013)-3-174-2
電鍍企業日常生產產生大量含重金屬的廢水,重金屬離子不易分解且毒性較大,必須嚴格處理后才能排放。電鍍廢水中重金屬處理和回收技術有不少,如離子交換法、電解法、膜分離法、電去離子法等。目前以上方法都在一定程度上得到應用,但都要求對電鍍廢水進行嚴格的分質分流,且處理水量不能太大;而實際生產中,很難實現廢水徹底的分質分流效果。因此,本文結合某電鍍工業園區內電鍍綜合廢水回收工程,采用三級沉淀法處理工業園區的電鍍廢水,研究了三級沉淀回收工藝和各因素對回收效果的影響。通過工藝使用后的結果表明,此工藝在確保污水達標排放的前提下減少污泥量,提高污泥品位,使其具有回收價值,從而實現污泥的資源化。
1 實驗分析
某電鍍工業園區內的電鍍綜合廢水,其pH為1.3,含Cu2+89.8mg/L、Ni2+60.85mg/L。
1.1 主要儀器及試劑
TAS-990 原子吸收分光光度計,北京普析通用設備公司;PHS-3C型pH計,上海雷磁廠;JJ-4六聯攪拌儀,金壇友聯儀器研究所;工業純石灰,浙江建德石灰廠;分析純液堿,上?;瘜W試劑廠。
1.2 工藝流程
(1)一級沉淀:在含有銅鎳的電鍍混流廢水中投加石灰乳溶液調節pH為2.0~4.0,按0.005g/L加入絮凝劑PAM(聚丙烯酰胺),生成的沉淀用沉淀池進行固液分離,測定銅鎳損失率。
(2)二級沉淀:向經一級沉淀的電鍍混流廢水投加石灰乳溶液調節pH為5.0~7.0,并按0.005g/L加入絮凝劑PAM,對生成的沉淀進行固液分離,測定污泥的量和其銅、鎳含量。
(3)三級沉淀:向經二級沉淀的廢水加液堿/石灰乳混合溶液,調節pH為10.5,并按0.005g/L加入絮凝劑PAM,用沉淀池進行固液分離,測定污泥的量和其含銅、鎳量,最后通過加入硫酸調節出水pH至中性,實現電鍍廢水達標排放。
2 結果與討論
2.1 一級沉淀pH對銅損失率及一級污泥的影響
圖2為一級沉淀反應pH對銅損失率和一級沉淀泥重及其含銅量的影響。
由圖2可知,在pH為2.0~4.0范圍內,隨pH上升,溶液中的銅離子不斷沉淀而被去除,銅的質量濃度不斷降低,銅損失率逐漸變大。此外,隨著pH的上升,一級沉淀的泥重也逐漸增大,但是其污泥含銅量都不高,使一級沉淀泥沒有可再利用價值,所以要在減少二級石灰投加量的基礎上盡可能地減少一級反應中銅的損失率。一級沉淀的最佳pH約為3.0。
2.2 二級沉淀pH對污泥含銅量及泥重的影響
將廢水pH調至3.0后,沉淀并固液分離,上清液中繼續加入石灰乳調節pH至5.0~7.0,研究二級沉淀pH對污泥含銅量的影響,結果見圖3。
由圖3可知,隨pH上升,廢水中大量金屬離子被沉淀,污泥質量逐漸增大。由于二級反應在初期生成大量沉淀后,水中銅沉淀速率隨 pH升高而越來越低,且加堿量隨pH升高而越來越大,造成二級沉淀泥重雖不斷上升但銅品位不斷下降。為生成盡可能多的高含銅量的二級泥,選用二級沉淀的較適宜pH為6.0~7.0。
2.3 二級沉淀pH對離子去除(損失)率的影響
在2.2相同的實驗條件下,考察二級沉淀pH對Cu去除率和Ni損失率的影響,結果見圖4。由圖4可知,在pH為 5.0~7.0范圍內,隨pH增大,銅離子不斷被沉淀,分離液中銅的質量濃度快速下降;對鎳離子而言,由于其沉淀pH較高,因此在較低pH下,鎳的損失率受pH影響并不大,由于少數"局部過堿"現象的存在,鎳的質量濃度有一定程度的下降。本文的目的是得到較多有再利用價值的高品位二級沉淀銅泥和三級沉淀鎳泥,這就需要在二級反應中盡可能多地沉淀銅離子并減少鎳的損失, 較適宜的二級沉淀pH為6.5~7.0。另外,二級沉淀后出水中銅的質量濃度越低,對日常生產中銅的穩定達標排放也越有益。
2.4 液堿石灰配比對三級沉淀泥量及污泥含鎳量的影響
首先分別配制質量分數為5%的液堿溶液、石灰乳溶液,再按液堿-石灰乳混合液中石灰乳所占體積分數為10%(即每100mL混合液中有10mL質量分數為5%的石灰乳溶液和90mL質量分數為5%的液堿溶液)、20%、30%、40%、50%,分別配制得到5份液堿石灰乳混合液,并分別用此混合液調節三級沉淀pH至10.5,考察三級沉淀反應中液堿石灰乳混合液中石灰乳所占比例對污泥量及污泥含鎳量的影響,結果見圖5。
由圖5可知,隨液堿石灰乳混合液中石灰乳體積分數增大,三級沉淀污泥量逐漸增大,而污泥中的鎳含量則逐漸降低。增大液堿石灰中石灰的體積分數,有助于促進絮凝反應,達到較好的沉淀效果,且石灰遠比液堿便宜,使成本降低;但由于加入的是石灰乳,部分石灰未反應便進入污泥中,在較高pH下部分石灰會以碳酸鈣形式存在。這2種因素都會引起污泥增多,從而降低污泥含鎳量。綜合考慮生產中需減少出泥量,保證污泥鎳的品位及控制處理成本,確定三級沉淀中液堿石灰乳混合液中石灰乳的體積分數為20%。
2.5 綜合成本核算
考慮到二級沉淀的最佳pH為6.5~7.0,分別對二級沉淀pH為6.5、7.0時進行全流程藥劑成本核算,結果見表1。
由表1可知,二級沉淀pH為6.5時,銅回收量與pH 為7.0時基本相同,藥劑成本也基本相同,但鎳回收量較大,且品位較高。平均二級泥量為0.8974g,銅品位為7.6%;三級沉淀泥量為0.6133g,鎳品位為6.62%;全流程藥劑成本為5.49元/t。綜合產泥量、回收的污泥含銅鎳量,并以最近三月SMM電解銅、電解鎳平均現貨價的60%為標準,計算出銅經濟效益為4.09元/t,鎳經濟效益為5.68元/t,所以二級反應pH以6.5為佳。
經過此工藝改造的處理后出水銅、鎳離子質量濃度分別為0.128mg/L和0.214mg/L,出水指標已達到GB21900-2008《電鍍污染物排放標準》的要求。
3 結論
綜上所述,本項目通過采用分級沉淀法對廢水中銅、鎳進行利用和回收,取到了良好的效果,其中銅回收量為0.0682g/L,鎳回收量為0.0406g/L,處理成本為5.49元/t,優于電鍍園區原有的處理流程,且回收水中銅、鎳產生的經濟效益分別為4.09元/t和5.68元/t,該法既可實現出水達標排放,又可實現銅、鎳資源回收,是一種經濟、環保的電鍍廢水資源化處理工藝,在給企業創造一定經濟效益的同時,也實現了資源的回收。
參考文獻
篇9
關鍵詞 pH值;含銀廢水;沉淀率
中圖分類號 X8 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708(2016)161-0181-01
電鍍含銀廢水的水質成分非常的復雜。但總的來講,銀離子是電鍍含銀廢水中的主要污染物,即使銀離子的濃度很小,它都會對人體和環境造成很大的危害,因此,含有銀離子的污染廢水必須嚴格治理,治理達標后才能排放,否則后果將不堪設想。本文通過不同pH值下氫氧化鈉對銀的沉淀率影響,找出最佳pH值,達到對銀的最佳沉淀效果。
1 用氫氧化鈉沉淀法處理含銀廢水的原理
用氫氧化鈉沉淀法的原理為:通過加入一定量的沉淀劑,使其與銀離子發生化學反應,生成難溶的物質從而呈沉淀析出。平衡關系如下:
[X+][Y-]=Ksp(溶度積) (1)
上式中,Ksp為溶度積,不同的兩種離子(X+、Y-)可以出現以下3種情況:第一種情況為:當[X+][Y-]Ksp(溶度積)時,表示這兩種離子(X+、Y-)不完全溶解在水中,溶液呈現為飽和狀態,在這種情況下,溶液就必定有難溶的化合物析出來,因此,對于難溶性氫氧化物A(OH)n(n為金屬An+離子的價態)同樣有[ 1 ]:
A(OH)n=nOH-+An+
Ksp=[An+][OH-]n (2)
在這里需要指出的是,以上計算方法得出的金屬氫氧化物沉淀所需的pH值條件是理論計算值,不能作為廢水處理的依據。因為實際廢水成分非常復雜,受諸多因素的影響(如:攪拌時間、溫度、、靜置時間、pH),所以最佳PH值的確定就需要通過實驗來確定。
2 實驗方法與數據處理
通過模擬含銀廢液的方法,取一定體積事先模擬配置好的含銀廢液,一邊攪拌一邊加入氫氧化鈉溶液(20%),同時用酸度計測量溶液的pH值,隨著氫氧化鈉的不斷加入,pH值不斷升高,當溶液pH值到了一個比較合理的一個數值時,然后再對該溶液進行過濾,過濾后分析濾液中的含離子的銀量,計算出銀離子的沉淀率。
本實驗采用的是氫氧化鈉沉淀法處理含銀廢液,準確量取300ml已配制好的銀離子廢水模擬溶液,置于500ml燒杯內,一邊攪拌一邊加入氫氧化鈉溶液(20%)[2,3],同時用酸度計測量溶液的pH值,當溶液的pH值為10.6左右時,然后靜置該溶液一段時間,等待溶液完全分層,然后進行過濾,分析濾液中銀離子的含量,通過計算得知此種方法銀的回收率。在實驗過程中,一邊攪拌一邊用酸度計測得的pH值,記錄好數據,數據如表1。
由表1和圖1可以看出,剛開始反應時,隨著氫氧化鈉(20%)的不斷加入,溶液的pH值不斷增加,溶液的pH值為5~8.5之間的時候,濾液中銀離子含量變化較小,當溶液pH值為9.1~10.05之間的時候,濾溶液中銀離子含量變化明顯下降。當溶液pH值達到10.5左右時,濾液中銀離子的含量非常小。隨著氫氧化鈉的不斷加入,溶液pH的也不斷上升,當pH值大于10.6左右時,濾液中的銀含量變化量就很小了。
3 結論
由本文實驗可以看出,要采用氫氧化鈉(20%)中和沉淀法來處理含銀廢水,最關鍵的就是要控制好pH值,在實際處理過程中,我們要根據不同的水質,不同的金屬種類,去選擇最恰當的pH值。本實驗結果可以得知,使用氫氧化鈉(20%)中和沉淀法來處理含銀廢水的最佳pH值為10.5左右。
參考文獻
[1]葛麗穎.含銅/鎳電鍍廢水的處理與分離研究[D].貴陽:貴州大學,2007.
篇10
關鍵字:工業廢水;生活污水;零排放;新技術
中圖分類號:S141.8文獻標識碼: A 文章編號:
一、零排放的定義
早在二十世紀七十年代初的時候,就已經出現了“零排放”這個名詞,而世界上第一個實踐廢水“零排放”的工廠是美國佛羅里達州中北部的蓋恩斯維市的發電廠。
所謂“零排放”則指的是“廢棄物為零”,是以“地球有限”為前提,將那些不得已排放的廢棄物資源化,最終實現不可再生資源和能源的可持續利用。應用清潔技術、物質循環技術和生態產業技術等已有技術,實現對天然資源的完全循環利用,而不給大氣、水和土壤遺留任何廢棄物。
二、工業廢水和生活污水零排放的必要性
我國雖然資源豐富,地大物博,但是在水資源問題上我國的現狀很是不樂觀的,據目前的調查來看,我國是干旱缺水嚴重的國家。盡管我國的淡水資源總量為28000億立方米,但是由于我國人口眾多,所以人均水資源的占有量只有2200立方米,是全球13個人均水資源最貧乏的國家之一。此外由于各種原因,包括技術的使用還有國民素質的問題等使得我們的水資源浪費情況很是嚴重,這也就更加導致我們的水資源匱乏。
當然,水資源的短缺只是我國水資源問題的一個重要方面,另一個方面就是我國的水污染嚴重,更加嚴重的是多數城市地下水受到一定程度污染,且有逐年加重的趨勢。這種現狀加劇了水資源短缺的矛盾,還嚴重威脅到居民的飲水安全。
因此,對于工業廢水和生活污水零排放的處理和技術的研制顯得就很必要。
三、工業廢水和生活污水零排放的新技術——電解法
電解法就是指在電解過程中,由于陰極放出電子使廢水中的陽離子因得到電子而還原;陽極得到電子使廢水中的陰離子失去電子而氧化。而在電解廢水進行反應時,廢水中的有毒物質就會發生氧化還原反應產生新的物質,進而沉淀、逸出,這也就相應的降低了廢水中的有毒物質的濃度。我們就采用電解法處理電鍍廠產生的含氰廢水的處理、醫院污水的處理和餐飲污水為例進行闡釋。
電鍍廢水是一種有毒的工業廢水,同時也是一種來源廣泛的環境污染源。鑒于電鍍廢水的成分很是復雜,而且電鍍廢水的有毒物質含量較高,處理技術難度又很大,所以如果電鍍廢水未經處理就直接排放后果可想而知。
由于氰化物電鍍仍是常用的電鍍方法,所以采用一種涂層鈦陽極的次氯酸鈉發生裝置,這種裝置產生的次氯酸鈉濃度高、能耗低、鹽耗低。經過電解處理后的含氰廢水CN的濃度由之前的15—25 mg/L變為CN濃度小于0.1ug/L。
對于醫院的污水處理是很是必要的,因為它的污水含菌量成分很高,而在過去對于它的處理也多是采用氯氣或漂白粉,但是效果并不是很盡如人意,之后的幾年人們又采用電解鹽水,使用Ir—Ru—Sn—Mn—Ti五元素涂層鈦陽極。假設醫院排放的污水中大腸桿菌量為4×106個/mL,細菌總數為5×106個/mL。通過電解鹽水進行消毒后,十分鐘后取出水樣分析,發現大腸桿菌量為3×103個/mL,而每毫升細菌總量僅剩310個,殺菌率達到99.9%以上基本實現了零排放。
餐飲污水雖然沒有前面提到的電鍍廢水有毒性那么強,但是這些有動植物殘渣的污水和洗滌劑等有機物質直接排放對環境也是很大的傷害。由于餐飲產生的污水油量高,所以我們采用微電解處理方法以提高處理效果,即依靠自身物質(一般是金屬廢料)形成微電池進行凈化廢水的反應,那么此時電流的密度是26A/㎡,后采用砂濾。完成之后我們對現場的餐飲污水進行了水質分析,發現進水CODcr,值為200~l000mg/L。這種微電解處理方法可以實現除去率的70%以上。
四、工業廢水和生活污水零排放的意義
4.1、保證油田的安全生產
如果將含有油污的污水隨意不合理的排放和回注不僅僅會使得油田不能正常的運行,還會給地層帶來堵塞的危害,同時造成環境的污染的也會影響油田的安全生產,因此,我們必須要合理且零排放的處理工業污水,尤其是含油的污水。
4.2、緩解水資源的匱乏,解決一部分工業用水問題
使這些處理過的水再一次發揮它的巨大作用,從而在一定的程度上緩解了水資源的匱乏現狀,而且還在很大的程度上解決了一部分工業用水問題和生活用水問題。
4.3、降低地下水的污染
我們將工業廢水和生活污水隨意的排放會給地下水帶來污染,造成污染一片的慘重后果,是我們本來就不充足的地下水資源變得更加的拮據,將會導致更多的居民無法飲用到干凈的水。所以,我們說對工業廢水和生活污水進行零排放的新科技處理就能很有效的降低地下水的污染。
4.4、促進節約型社會和和諧社會的建設
我們對工業廢水和生活污水的零排放處理能夠有效地促進國民的節約用水意識和觀念,對于我們一直致力建設的環境友好型社會、節約型社會、和諧社會都有重要的促進意義。
五、總結
由于現代工業的迅速發展和城市人口的增加,加之生活用水和工業用水的急劇增加,因此水資源不足已經是我們急需面對且需要盡快解決的問題,而解決水源短缺的重要方法就是采用新技術實現污水的零排放,這樣,不僅可以節省大量清水資源和取水設施的建設費用,既帶來經濟的效益又保護了環境,實施可持續發展,也促進了環境友好型和諧社會的建設。
【參考文獻】
【1】愛民,曲久輝。葛建團,等.電化學法去除有機污染物機理研究進展【J】.環境污染治理技術與設備,2002,3(10): 第10頁—第13頁.