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電鍍廢水中重金屬離子處理特點
釋出時間╃☁·:2020-04-22   點選次數╃☁·:671次

1電鍍行業廢水的汙染特徵

 

電鍍行業廢水水質較複雜••·☁◕,廢水中含有鉻▩☁↟✘、鋅▩☁↟✘、銅▩☁↟✘、鎳▩☁↟✘、鎘等重金屬離子以及酸▩☁↟✘、鹼▩☁↟✘、氰等具有很大毒性的雜物☁·↟。該行業廢水具有以下特點╃☁·:

 

(1)成分複雜▩☁↟✘、汙染物可分為無機汙染物和有機汙染物兩大類☁·↟。

(2)水質變化幅度大▩☁↟✘、各股生產廢水汙染物種類多樣••·☁◕,CODcr變化係數大☁·↟。

(3)廢水毒性大▩☁↟✘、含有大量的重金屬離子••·☁◕,若不經處理直接排放會對周圍水體造成極大的汙染

2工藝方案的確定

 

某公司的生產汙水主要來自鍍前鍍件的酸▩☁↟✘、鹼處理以及鍍後的漂洗••·☁◕,另外定期還會排放出一定量的廢酸☁·↟。

(1)生產廢水的預處理

①Cr6+的去除

目前含鉻電鍍廢水主要採用氧化還原—沉澱法處理工藝

氧化還原法是指利用強氧化劑或強還原劑••·☁◕,將廢水中的有毒物質氧化或還原為無毒或低毒物質☁·↟。在電鍍廢水中六價鉻主要以CrO42-形式存在••·☁◕,在酸性條件下存在形式為Cr2O72-••·☁◕,在亞鐵離子的作用下發生還原反應••·☁◕,還原反應較快☁·↟。還原以後的鉻在鹼性條件下以Cr(OH)3沉澱的形式存在••·☁◕,所得到的汙泥是三價鉻和鐵的氫氧化物混合沉澱☁·↟。用硫酸亞鐵還原六價鉻••·☁◕,考慮到還原反應不徹底••·☁◕,實際操作中硫酸亞鐵的用量是理論計算量的2.5-3倍••·☁◕,因此汙泥量大☁·↟。

具體流程如下╃☁·:

硫酸亞鐵

電鍍廢水→還原反應→PH中和→絮凝沉澱→達標排放

其基本原理為╃☁·:

Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O

Cr3++3OH-=Cr(OH)3↓

從上述流程可以看出••·☁◕,由於硫酸亞鐵還原六價鉻是較酸性條件下進行••·☁◕,同時汙泥的產生量較大••·☁◕,也給汙泥處置增加一定的難度☁·↟。

②▩☁↟✘、其他金屬離子的去除

電鍍廢水中出Cr6+超出國家排放標準外••·☁◕,其中還含有大量的Zn2+▩☁↟✘、Cu2+▩☁↟✘、Ni2+▩☁↟✘、Fe2+等金屬離子••·☁◕,因此採用鹼性條件下曝氣氧化的方法••·☁◕,不僅可使PH值達到排放標準••·☁◕,而且可以有效地去除廢水中的重金屬離子••·☁◕,其原理為╃☁·:

2HCl+Ca(OH)2=CaCl2+2H2O

Zn2++2OH-=Zn(OH)2↓

Ni2++2OH-=Ni(OH)2↓

Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓

Fe2++e=Fe3+

Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓

首先將PH調節至過鹼☁·↟。由於鋅離子分別在PH=6.4開始沉澱••·☁◕,到PH=9.3才能完全沉澱(2.0mg/l),到PH=10.5時開始溶解••·☁◕,因此分為兩級反應••·☁◕,一級反應池的PH必須控制在9.5-10範圍內☁·↟。

在一級反應中Fe3+離子到PH=4.1時能完全沉澱••·☁◕,Cu2+離子到PH=5.0時形成鹼式鹽沉澱••·☁◕,PH=7.2能完全沉澱••·☁◕,Cr3+離子在PH=4.9開始沉澱••·☁◕,到PH=6.8時能完全沉澱••·☁◕,到PH=12時開始溶解☁·↟。由於Ni2+離子在PH=7.7開始沉澱••·☁◕,到PH=10.5才能完全沉澱(1.0mg/l),所以在一級反應中Ni2+▩☁↟✘、Fe2+不能完全沉澱••·☁◕,故需要二級反應••·☁◕,在二級曝氣氧化反應中••·☁◕,PH必須控制在10.5-11範圍內☁·↟。

(2)生產廢水的生化處理

經過兩級沉澱處理之後••·☁◕,廢水中的PH值▩☁↟✘、重金屬離子指標已經合格••·☁◕,但由於廢水中含有新增劑等有機物••·☁◕,導致廢水中CODcr超標••·☁◕,(廢水中CODcr一部分由亞鐵產生••·☁◕,一部分由有機物產生)根據測定經兩級沉澱之後CODcr值在200mg/l左右••·☁◕,而國家標準在100mg/l••·☁◕,所以廢水在經過兩級沉澱預處理之後••·☁◕,採用好氧生化法處理••·☁◕,使之達到國家標準☁·↟。

電鍍新增劑主要分為整平劑▩☁↟✘、應力消除劑▩☁↟✘、表面活性劑▩☁↟✘、光亮劑▩☁↟✘、輔助光亮劑等••·☁◕,主要為醛類▩☁↟✘、香豆素▩☁↟✘、糖精及分解產物等••·☁◕,此類物質大部分為可生化物質☁·↟。好氧生物處理工藝分為╃☁·:活性汙泥法和生物膜法☁·↟。活性汙泥法有SBR及其改進型▩☁↟✘、AB法等;生物膜法有接觸氧化法▩☁↟✘、生物濾池等☁·↟。其中SBR及其改進型和生物接觸氧化法是目前上汙水生化處理的熱門工藝☁·↟。

①▩☁↟✘、SBR及其改進型

SBR法是序列間歇式活性汙泥法的簡稱••·☁◕,是一種按間歇曝氣方式來執行的活性汙泥水處理技術••·☁◕,又稱序批示活性汙泥法☁·↟。

SBR汙水處理技術及其改進型與傳統汙水處理技術是不相同的☁·↟。其採用的是時間分割操作替代空間分割操作••·☁◕,非穩態生化反應替代穩態生化反應••·☁◕,靜置理想沉澱代替動態沉澱等☁·↟。它在執行上實現了有序和間歇操作相結合☁·↟。SBR法是在單一的反應池內進行活性汙泥處理工藝••·☁◕,並使汙水處理的單元操作及時間的形式連續的進行處理的方法☁·↟。

SBR反應池內設有隔牆••·☁◕,將反應池分成預反應區和主反應區••·☁◕,牆的底部有孔相通☁·↟。每一個週期的進水▩☁↟✘、反應▩☁↟✘、沉澱▩☁↟✘、潷水和閒置五道工序都在同一池內週而復始的進行••·☁◕,SBR工藝與其他處理工藝相比••·☁◕,SBR工藝使汙水處理構築物大大簡化☁·↟。

a▩☁↟✘、曝氣期由於曝氣系統向反應池供氧••·☁◕,有機汙染物被微生物氧化分解••·☁◕,同時NH3-N透過硝化細菌轉化為NO3-N☁·↟。

b▩☁↟✘、沉澱期停止曝氣••·☁◕,進行泥水分離••·☁◕,同時微生物利用水中的剩餘溶解氧進行氧化分解••·☁◕,反應池逐漸由好氧狀態向缺氧狀態轉化••·☁◕,開始進行反硝化反應☁·↟。

c▩☁↟✘、潷水期沉澱結束後進行潷水排出上清液••·☁◕,池中水位逐步下降••·☁◕,此時反應池逐步過渡到厭氧狀態••·☁◕,繼續進行反硝化☁·↟。

d▩☁↟✘、閒置期閒置期內池中水位由低水位上升到高水位☁·↟。

SBR工藝及其改進型與傳統活性汙泥法相比••·☁◕,具有如下特點╃☁·:

a▩☁↟✘、工藝流程簡單••·☁◕,省去出沉澱▩☁↟✘、二沉池▩☁↟✘、汙泥迴流及汙泥迴流裝置☁·↟。

b▩☁↟✘、佔地面積省••·☁◕,比普通曝氣法省20%-30%☁·↟。

c▩☁↟✘、執行費用省••·☁◕,自動化控制程度高••·☁◕,管理方便☁·↟。氧的吸收率高••·☁◕,執行費用省25%☁·↟。

d▩☁↟✘、處理效率高••·☁◕,執行穩定性可靠••·☁◕,耐負荷衝擊能力強••·☁◕,出水水質好☁·↟。

e▩☁↟✘、脫氮除磷效果好☁·↟。

f▩☁↟✘、汙泥沉降性好☁·↟。

②▩☁↟✘、生物接觸氧化法

生物接觸氧化法是一種介於活性汙泥法於生物濾池之間的生物膜法工藝☁·↟。接觸氧化池內設有填料••·☁◕,部分微生物以生物膜的形式固著生長於填料表面••·☁◕,部分則是絮狀懸浮生長與水中☁·↟。現階段生物接觸氧化法••·☁◕,就是在池內設定填料••·☁◕,將充氧的汙水浸沒全部填料••·☁◕,並以一定的速度流經填☁·↟。填料上長滿生物膜••·☁◕,同時汙水中也有一定的活性汙泥••·☁◕,汙水與生物膜以及活性汙泥相接觸••·☁◕,在微生物的作用下••·☁◕,汙水得到淨化☁·↟。可以說生物接觸氧化法是一種介於活性汙泥法與生物膜法兩者之間的••·☁◕,具有活性汙泥與生物膜雙重效能的生物處理法☁·↟。

生物接觸氧化工藝具有如下特點╃☁·:

a▩☁↟✘、生物接觸氧化法的容積符合高••·☁◕,同樣大小體積的裝置••·☁◕,處理時間短••·☁◕,處理能力高••·☁◕,節約佔地面積••·☁◕,比普通曝氣法省☁·↟。

b▩☁↟✘、執行費用省••·☁◕,自動化控制程度高••·☁◕,管理方便☁·↟。氧的吸收率高••·☁◕,不需另加藥劑☁·↟。

c▩☁↟✘、處理效率高••·☁◕,出水水質好而穩定••·☁◕,在毒物和PH值的衝擊下••·☁◕,生物膜受影響小••·☁◕,而且恢復快☁·↟。

d▩☁↟✘、執行穩定性可靠••·☁◕,耐負荷衝擊能力強☁·↟。

e▩☁↟✘、可有效的防止汙泥膨脹••·☁◕,而且能充分發揮其分解▩☁↟✘、氧化能力高的特點☁·↟。

生物濾池工藝流程說明╃☁·:

廢酸定期排入廢酸池中••·☁◕,綜合電鍍廢水和廢酸進入調節池後••·☁◕,由泵提升進入還原池••·☁◕,由加藥泵加還原劑••·☁◕,使六價鉻在酸性條件下還原成三價鉻••·☁◕,反應後自留進入反應池••·☁◕,由加藥泵加鹼反應••·☁◕,廢水中的大部分二價鐵離子▩☁↟✘、三價鐵離子▩☁↟✘、三價鉻▩☁↟✘、鋅離子▩☁↟✘、鎳離子▩☁↟✘、銅離子在鹼性條件下生成沉澱▩☁↟✘、反應後的廢水經導流筒進入1#沉澱池進行沉澱分離☁·↟。

上清液自流進入曝氣氧化池••·☁◕,進一步曝氣氧化••·☁◕,使剩餘的亞鐵離子氧化為三價鐵離子••·☁◕,並在鹼性條件下生成氫氧化鐵沉澱••·☁◕,在2#沉澱池進行沉澱分離••·☁◕,上清液經PH回撥後經接觸氧化生化池去除CODcr後進入3#沉澱池••·☁◕,上清液自流入清水池後達標排放☁·↟。

各沉澱池汙泥進入汙泥濃縮池濃縮••·☁◕,濃縮後汙泥經高壓泵注入壓濾機壓濾••·☁◕,幹化後汙泥作為危險廢物••·☁◕,送固廢中心處置☁·↟。

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