电镀废水一体化处理工艺设计的技术性思考刘洪

中国石油和化工标准与质量第9期技术研究127电镀废水一体化处理工艺设计的技术性思考刘洪湖南省耒阳红卫矿业公司湖南耒阳421800【摘要】电镀和金属加工业废水中锌的主要来源是电镀或酸洗的拖带液。污染物经金属漂洗过程又转移到漂洗水中。因此，对电镀废水必须认真进行回收处理，做到消除或减少其对环境的污染。【关键词】铁/炭内电解反应器电镀混合废水一体化1一体化技术处理混合电镀废水工艺机理氧化还原Cr6为Cr3的预处理措施是传统电镀废水处理工艺中必须的，相比起来，以为主体技术的工艺则避免了污水的分类收集、预处理等前期工序，废水可直接混合并进入独立设置的调节池内，进行水量水质调节，然后通过水力提升至铸铁/焦炭内电解反应器内，在一定条件下反应后进入下步工序。由于此类技术不需要对污水进行分类预处理，而是直接混合处理，因此亦名“一体化处理技术”，其典型的反应机理可表示如下：阳极铸铁：Fe-2e→Fe2E0(Fe2/Fe)=-0.44V(1)Cu2Fe→Fe2Cu(2)阴极焦炭：2H2e→2[H]→H2↑E0(H/H2)=0.00V(3)O22H2O4e→2OH-E0(O2/OH-)=0.41V(4)O24H4e→2H2OE0(O2/H2O)=1.22V(5)不断生成的Fe2在强氧化剂Cr6作用下，生成具有良好絮凝作用的Fe3，同时将Cr6转化Cr3，其反应为：6Fe2Cr2O2-714H→2Cr36Fe37H2O(6)同时，如果污水中还含有氰化物，则可发生：CN-＋O2→CNO-〔→…→N2〕(7)通过以上一系列无数的内电解反应，污水中的重污染物物质得到了转化，继而在后续处理单元中得到更进一步去除。2工艺流程及主要设施说明2.1工艺流程混合废水经厂区收集管道流至调节池，由耐腐蚀性一级污水泵提升至铸铁/焦炭反应器中，在空气辅助作用下，水中重金属离子及CN-等在铸铁/焦炭表面发生无数内电解反应，通过一系列（1）－（7）式中反应达到转化目的。出水经过自动控制系统投加碱液调节pH后自流至斜管沉淀池进行泥水分离，清水经过砂滤后即可达标排放或者回用。2.2主要设计参数2.2.1混合调节池用以调节不规律排水，均衡水量水质。设置水力停留时间为8h，液位控制器控制提升泵运行。2.2.2溶气罐保证水气的充分混合，使污水中含有的氧气分子能在焦炭表面形成内电解环境。溶气罐设置水力停留时间为3～5min。2.2.3铸铁/焦炭反应器铸铁/焦炭反应器为本工艺的核心部件，污水中含有的重金属与溶解的氧气分子在其表面发生无数微电解反应，良好的反应条件能够保证污水中的重金属以及氰化物等高危害污染物转化为低危害物质，继而在后续离子固化工序中得以去除。铸铁/焦炭反应器水力停留时间为45min，接触反应时间为25～30min。2.2.4脱气池脱除污水中大量的微小空气泡，避免带入反应池中被投加药剂包裹形成絮凝体而使絮凝体变轻上浮。水力停留时间为15min，设置机械搅拌加快脱气。2.2.5反应池分为二级反应，前段通过pH计自动控制系统投加氢氧化钠溶液调节pH值，重金属得以固化，后段投加PAM絮凝剂加速絮凝体的沉淀。两级反应时间均为15min。此外，相对于其它工艺，铸铁/焦炭反应器本身生成的Fe3具有良好絮凝作用，在控制pH为7－10的情况下，生成的絮凝体大而稳定，易于沉淀。2.2.6斜管沉淀池用以实现反应池出水中的泥水分离。表面负荷取1.0m3/(m2.h)。2.2.7砂滤池沉淀池出水中一般都含有微小的悬浮物质，这些通过机械作用强制固化的重金属物质可能会重新溶出而造成出水中重金属物质的超标，在沉淀池后设置砂滤池可以有效的将微小的悬浮物质除去。砂滤池设计流速以不超过1.0m/h为佳。2.2.8清水回用池暂存清水，提供砂滤池的反冲洗用水或者回用水。3结果与体会反应器中铸铁是一直处于消耗状态的，当其含量下降到一定程度时，反应器处理效果变差，甚至出水不能达标，此时需要及时补充铸铁，可能对系统连续运行产生影响。通过当地环保部门监测验收,部分监测结果如表1所示。监测结果显示，本工艺对重金属的去除率均在95%以上，出水明显优于排放标准。4结论由于电镀企业大都为中小企业，废水处理设备的投资受经济原因的影响，处理装置中部分自动控制系统未全部上马，增加了管理人员的工作量，要经常对处理过程中废水的pH值进行检测，控制投药量，确保出水达到排放标准。工程出水中Cr6、总铜、总镍和总锌分别为0.002（Y）mg/L、0.24mg/L、0.21mg/L和0.13mg/L，去除率高达99.4%、98.4%、98.7%和95.8%，出水水质稳定达到广东省地方标准《水污染物排放限值》（DB44/26-2001）中的一级标准，部分出水回用。参考文献[1]吕雅琴．电镀废水处理一体化及其运行维护[J]．职业技术，2010（7）：79[2]胡铭，陈珩．电镀设备及其废水处理的运行维护探讨[J]．电镀技术，2010（4）：163[3]章艺，孙悦．电能质量的分析与测量[J]．测控技术，2009（8）：46[4]姜祥生，江洪业．电镀设备废水处理及其运行维护[J]．江苏电机工程，2009（5）：201　　表1　水质监测结果mg/L（pH除外）项目pHSSCOD总铜总镍总锌Cr6石油类原水2.484.6220.314.915.73.10.3419.8出水6.81466.70.240.210.130.002(Y)0.2(Y)去除率/83.5%69.7%98.4%98.7%95.8%99.4%99.0%排放标准6~9≤70≤90≤0.5≤1.0≤2.0≤0.5≤5.0