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含铬废水处理工艺设计方案

发布时间2019-5-9 8:35:48  中国污水处理工程网

  通过查资料电镀工业含铬废水的处理最常用的方法有还原法、电解法工艺成熟运行效果好。但是近来又有很多其他的方法被研究出来,综合比较会发现这些方法也各有优缺点。作为新方法他们自有借鉴之处。

  现将所查到电镀生产线含铬废水处理的资料综合总结如下

  一.还原沉淀法

  化学还原法是利用硫酸亚铁、亚硫酸盐、二氧化硫等还原剂将废水中六价铬还原成三价铬离子加碱调整pH值使三价铬形成氢氧化铬沉淀除去。这种方法设备投资和运行费用低主要用于间歇处理。

  常用处理工艺为在第一反应池中先将废水用硫酸调pH值至2゛3再加入还原剂在下一个反应池中用NaOH或Ca(OH)2调pH值至7゛8生成Cr(OH)3沉淀再加混凝剂,使Cr(OH)3沉淀除去。改良的工艺为在第一反应池中直接投加硫酸亚铁用NaOH或Ca(OH)2调pH值至7゛8生成Cr(OH)3沉淀再加混凝剂使Cr(OH)3沉淀除去。使用该技术后含铬废水日处理量为1000M3,废水中铬含量为10mg/l。该技术适用于含铬工业废水处理。

  在一些报道中也有提到利用聚合氯化铝铁处理电镀含铬废水。聚合氯化铝铁兼有传统絮凝剂PAC ,PFC的优点,形成的絮凝体大而重,沉降速度快。其出水色度比聚合氯化铁好,除浊效果?#25176;?#20957;体沉降性能又优于聚合氯化铝。具体报道内容附于文后。

  二.电解法沉淀过滤

  1.工艺流程概况

  电镀含铬废水首先经过格栅去除较大颗粒的悬浮物后自流至调节池, 均衡水量水质, 然后由泵提升至电解槽电解, 在电解过程中阳极铁板溶解成亚铁离子, 在酸性条件下亚铁离子将六价铬离子还原成三价铬离子, 同时由于阴极板上析出氢气, 使废水pH 值逐步上升, 最后呈?#34892;圈?#27492;时Cr3+ 、Fe3+ 都以氢氧化物沉淀析出, 电解后的出水首先经过初沉池,然后连续通过(废水自上而下) 两级沉淀过滤池。一级过滤池内有填料: 木炭、焦炭、炉渣; 二级过滤池内有填料: 无烟煤、石英砂。污水中沉淀物由过滤池填料过滤、吸附, 出水流入排水检查井。而后通过泵进入循环水池作为冷却用水。过滤用的木炭、焦炭、无烟煤、炉渣定期收集在锅炉房掺烧。

  2.主要设备

  调节池1 座; 初沉池1 座、沉淀过滤池2 座; 循环水池1 座; 电源控制柜、电解槽、电解电源、电解电压1 套; 水泵5 台。

  3.结果与分析

  某电镀厂电镀废水处理设备在正常工况条件下, 间隔不同的时间多次取样,。

  电镀含铬废水采用电解法沉淀过滤工艺处理后全部回用, 过滤池内填料定期集中于锅炉房掺烧, 达到了综合治理电镀含铬废水的目的。

  该处理技术虽然运行可靠, 操作简单, 但应注意几个方面: a) 需要定期更换极板; b) 在一定的酸性介质中, 氢氧化铬有被重新溶解的可能; c) 沉淀过滤池内的填料必须定期处理, 焚烧彻底, 否则会引起二次污染。由此可见, 对处理设施加强管理非常重要。

  4.结论

  1) 该处理工艺对电镀含铬废水治理彻底, 过滤池内填料定期统一处理, 不会引起二次污染; 处理后清水全部回用, 可节省水资源, 具有明显的经济效益。

  2) 该工艺投资较小, 技术成熟, 运行稳定可靠,操作方便, ?#23376;?#31649;理, 适应于不同规模的电镀生产企业。

  三. 其他国内外含铬废水处理方法的研究进展

  1.1 生物法

  生物法治理含铬废水,国内外都是近年来开始的。生物法是治理电镀废水的高新生物技术,适用于大、?#23567;?#23567;型电镀厂的废水处理,具有重大的实用价值,?#23376;?#25512;广。国内外对SRB菌(硫酸盐还原菌)、SR系列复合功能菌、SR复合能菌、脱硫孤菌、脱色杆菌(Bac.Deomaticans)、生枝动胶菌(Zoolocaramiger a)、酵母菌、含糊假单胞菌、荧光假单胞菌、乳链球菌、阴沟肠杆菌、铬酸盐还原菌等进行研究,从过去的单一菌?#20540;较?#22312;多菌种的联合使用,使废水的处理从此走向清洁、无污染的处理道路。将电镀废水与其它工业废弃物及人类粪便一起混合,用石灰作为凝结剂,然后进行化学!凝结!沉积处理。研究表明,与活性的淤泥混合的生物处理方法,能除去Cr6+和Cr3+,NO3氧化成NO3-。已用于埃及轻?#32479;?#36742;公司的含铬废水的处理[9]。

  生物法处理电镀废水技术,是依靠人工培养的功能菌,它具有静电吸附作用、酶的催化转化作用、络合作用、絮凝作用、包藏共沉淀作用?#25237;pH值的缓冲作用。该法操作简单,设备安全可靠,排放水用于培菌及其它使用;并且污泥量少,污泥中金属回收利用;实现了清洁生产、无污水和废渣排放。投资少,能耗低,运行费用少。

  1.2 膜分离法

  膜分离法以选择性透过膜为分离介质,当膜两侧存在某种推动力(如压力差、浓度差、电位差等)时,原料侧组分选择性透过膜,以达到分离、除去有害组分的目的。目前,工业上应用的较为成熟的工艺为电渗析、反渗?#28014;?#36229;滤、?#32791;ぁ?#21035;的方法如膜生物反应器、微滤等尚处于基础理论研究阶段,?#24418;?#36827;行工业应用。电渗析法是在直流电场作用下,以电位差为推动力,利用离子?#25442;?#33180;的选择透过性,从而使废水得到净化。反渗透法是在一定的外加压力下,通过溶剂的扩散,从而实现分离。超滤法也是在静压差推动下进行溶质分离的膜过程。?#32791;?#21253;括无载体?#32791;ぁ?#26377;载体?#32791;ぁ?#21547;浸型?#32791;?#31561;。?#32791;?#20998;散于电镀废水时,流动载体在膜外相界面有选择地络合重金属离子,然后在?#32791;?#20869;扩散,在膜内界面上解络,重金属离子进入膜内相得到富集,流动载体返回膜外相界面,如此过程不断进行,废水得到净化。膜分离法的优点:能量转化率高,装置简单,操作容易,易控制、分离效率高。但投资大,运行费用高,薄膜的寿命短。主要用于回收附?#21448;?#39640;的物质,如金等。

  电镀工业漂洗水的回收是电渗析在废液处理方面的主要应用,水和金属离子可达到全部循环利用,整个过程可在高温和更广的pH值条件下运行,?#19968;?#25910;液浓度可大大提高,缺点为仅能用于回收离子组分。?#32791;?#27861;处理含铬废水,离子载体为TBP(磷酸三丁酯),Span80为膜稳定剂,工艺操作方便,设备简单,原料价廉易得。也有选用非离子载体,如?#34892;?#33018;,常用Alanmine336(三辛胺),用2%Span80作表面活性剂,选用六氯代1,3-丁二烯(19%)和聚丁二烯(74%)的混合物作溶剂,分离过程分为:萃取、反萃等步骤[10,。近来,微滤也有用于处理含重金属废水,可去除金属电镀等工业废水中有毒的重金属如镉、铬等。

  1.3 黄原酸酯法

  70年代,美国研制成新型不溶重金属离子去除剂ISX,使用方便,水处理费用低。ISX不仅能脱除多种重金属离子,而且在酸性条件下能将Cr6+还原为Cr3+,但稳定性差。不溶性淀粉黄原酸酯脱除铬的效果好,脱除率>99%,?#24615;?#31283;定,不会引起二次污染。钟长庚等人用?#38745;?#20195;替淀粉制成?#38745;?#40644;原酸酯,处理含铬废水,铬的脱除率高,很容易达到排放标准。研究者认为?#38745;?#40644;原酸酯脱除铬是黄原酸铬盐、氢氧化铬通过沉淀、吸附几种过程共同起作用,但黄原酸铬盐起主要作用。此法成本低,反应迅速,操作简单,无二次污染。

  1.4 光催化法[20,21]

  光催化法是近年来在处理水中污染物方面迅速发展起来的新方法,特别是利用半导体作催化剂处理水中有机污染物方面已有许多报道。以半导体氧化物(ZnO/TiO2)为催化剂,利用太阳光光源对电镀含铬废水加以处理,经90min太阳光照(1182.5W/m2),使六价铬还原成三价铬,再以氢氧化铬形式除去三价铬,铬的去除率达99%以上。

  1.5 槽边循环化学漂洗

  这一技术由美国ERG/Lancy公司和英国的Ef fluentTreatmentLancy公?#31350;?#21457;,故也叫Lancy法。它是在电镀生产线后设回收槽、化学循环漂洗槽及水循环漂洗槽各一个,处理槽设在车间外面。镀件在化学循环漂洗槽中经低浓度的还原剂(亚硫酸氢钠或水合肼)漂洗,使90%的带出液被还原,然后镀件进入水漂洗槽,而化学漂洗后的溶液则连续流回处理槽,不断循环。加碱沉淀系在处理槽中进行,它的排泥周期很长。广州电器科学研究所开发了?#30452;?#36866;用于各种电镀废水的三大类体系的槽边循环化学漂洗处理工艺,水回用率高达95%、具有投药少、污泥少且纯度高等优点。有时,用槽边循环和车间循?#24223;?#32467;合。

  1.6 水泥基固化法处理中和废渣

  对于暂时无法处理的有毒废物,可以采用固化技术,将有害的危险物转变为非危险物的最终处置办法。这样,可避免废渣的有毒离子在自然条件下再次进入水体或土壤中,造成二次污染。?#27604;?这样处理后的水泥固化块中的六价铬的浸出率是很低的。具体联系污水宝或参见http://www.17252382.com更多相关技术文档。

  2 电镀含铬废液及污泥的综合利用

  由于电镀含铬老化废液有害物质含量高,成分复杂,在综合利用之前应对各种废液进行单独和分类处理。对于镀锌钝化液、铜钝化液及含磷酸的铝电解抛光液均用酸碱调节pH;对于阴离子?#25442;?#26641;脂,只需将它变为Na2CrO4即可。

  2.1 利用铬污泥生产红矾钠

  在高温碱性条件介质Na2CrO4中三价铬可被空气氧化为Na2Cr2O7,同时污泥中所含的铁、锌等转化为相应的可溶盐NaFeO2、Na2ZnO2。用水浸取碱熔体时,大部分铁分解为Fe(OH)3沉淀而除去。将滤液酸化至pH<4,Na2CrO4即转变为Na2Cr2O7,利用Na2SO4与Na2Cr2O7溶解度差异,?#30452;?#32467;晶析出。采用高温碱性氧化铬污泥制红矾钠的条件是n(Na2CO3)|n(Cr2O3)=3.0|1.0,温度780≧,时间2.5h,铬的转化率在85%以上。

  2.2 生产铬黄利用纯碱作沉淀剂去除电镀废液中的?#21448;?#37329;属离子,再利用净化后的电镀废液替代部分红矾钠生产铅铬黄。电镀液加入Na2CO3饱和液后,调整pH至8.5゛9.5。进行过滤,滤液备用。在碱性条件下将滤渣中的Cr3+用H2O2氧化为Cr6+,再经过滤,滤液与上述滤液混合。将滤液与硝酸铅溶液和助剂,在50゛60≧反应1h,然后经过滤、水洗,洗去氯根、硫酸根以及其它部分可溶性?#21448;?再经干燥粉碎即得成?#38750;?#38124;黄。利用电镀废液生产铅铬黄,不仅解决了污染问题,而且使电镀废液中的铬得到了回收利用。据估算,按年处理电镀废液200t,年平均回收18t红矾钠,可实现年?#35789;?万余元。效益可观。

  2.3 生产液体铬鞣剂及皮革鞣剂碱式硫酸铬含铬废?#21512;?#29992;氢氧化钠去除金属离子?#21448;?控制pH=5.5゛6.0,然后过滤,滤液待用,污泥用铁氧体无害化处理。然后,在滤液中投加还原剂葡?#28895;?使Na2Cr2O7还原为Cr(OH)SO4,在100≧条件下,进一步聚合,当碱度为40%时,分子式为4Cr(OH)3&dot;3Cr2(SO4)3,即为铬鞣剂。河北省无极县某皮革厂就是利用电镀含铬废水生产液体铬鞣剂。按每天生产5t液体铬鞣剂,每天可得利润为6000余元。可见利用含铬废液生产铬鞣剂的经济效益是十分显著的。另外,可将含铬的污泥与碳粉混合,在高温下煅烧,从而可制得金属铬。因为含铬污泥是电镀车间污泥的主要品种,根据电镀处理方法不同,污泥的回收利用也不同。电解法污泥:(1)做中温变换催化剂的原料;(2)做铁铬红颜料的原料。化学法的污泥:(1)回收氢氧化铬;(2)回收三氧化二铬抛光膏。铁氧体污泥做磁性材料的原料等等。

  3 结束语

  以上介绍的含铬废水的处理方法及其资源化利用,有的已经实现了工业化,有的尚处于实验?#19968;?#30784;研究阶段。在实际使用过程中并不一定限定于上述的处理方法,也可将上述的几种处理方法一起使用。从环保角度出发,人们将摈弃传统的化学法,而选择微生物法、膜分离法等。微生物法将代表21世纪电镀含铬废水处理方法的发展趋势,可以预计在不久的将来,微生物法会得到更为广泛的应用。(来源中国电镀网 )

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