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电镀“三废”的治理与零排放系统:电镀“三废”的治理

放大字体  缩小字体发布日期:2012-04-03  浏览次数:1355

   所谓电镀“三废”,是指废渣、废气和废水。这也是所有工业三类废弃物的简称,也就是常说的工业三废。在没有环保意识以前,这些固体、气体和液体废弃物确实就是被废弃掉了,多少年来,不知污染了多少土地和水体,同时也不知浪费了多少资源。现在,人们越来越认识到资源可再生利用的重要性,因此,所有在某一工业过程中的废弃物在另一个过程中会成为资源。

   (1)固体废物的处理

   电镀的固体废物大部分是可以回收的。特别是金属材料,比如产品加工中的废品、挂具头等,都可以通过金属回收的办法加以回收。非金属材料如包装材料,也基本上是可以回收再利用或交收旧部门回收的。

   现在对于固体废物都要求做到分类存放和处理,通常的做法是首先分出可回收和不可回收的废物,再从可回收的废物中分出可回收金属和非金属,以方便后续的回收加工过程。对于不可回收的固体废物,可以采取深埋或燃烧的方法,其中燃烧法一方面可以利用其产生的热能,另一方面要进一步对燃烧产生的有害气体加以治理。可回收废弃物则可以有直接回收法和再生回收法两大类方法。直接回收用于同种金属、同种非金属材料,如ABS塑料或其他工程塑料等,都可以采用直接回收法。对于有些可回收废弃物,需要经过再生处理或再制处理才可以回收。再生处理的目的是提高回收物的纯度和去掉某些有害的杂质。对于一些混合类固体废物,则更是要进行分解处理后再行回收。

   (2)酸雾的净化处理

   对于生产过程中的排气,包括金属酸洗时的酸雾、化学反应产生的气体和电镀操作产生的排气,都应该采用现场排气系统加以排出。如果所排气体或酸雾是有害物质或超过国家规定的排放标准,就要采用相应的治理措施。

   ①硫酸酸雾的中和处理。硫酸酸雾一般可以采用10%的碳酸钠进行中和处理:

Na2C03+H20——2NaOH+CO2

2NaOH+H2S04一Na2S04+2H20

碱性溶液中和酸雾后,应有沉淀箱让净化过程中产生的渣滓沉淀下来,碱液通过循环系统还可以再使用,但是当其pH值达到8~9,接近中性时,应该补充新的碱液。

②硝酸酸雾的中和处理。硝酸可以采用氨溶液进行中和:

   2N0+O2一2NO2

3NO2+H20一2HN03+NO

HN03+NH3一NH4N03

二氧化氮溶于水后,其中2/3生成硝酸,另有1/3转化为一氧化氮。一氧化氮与空气中的氧接触后又生成二氧化氮,再被水溶解成硝酸。这种方法不能完全将氮氧化物中和干净,采用氨进行中和是为了使反应更为完全,增加氮氧化物的反应概率。

   ③盐酸酸雾的中和处理。盐酸的中和可以采用碱和氨等低浓度的溶液进行中和处理:

HCl+NaOH—NaCl+H2O

HCl+NH3一NH4Cl

   由于盐酸的溶解热较大,因此要较完全地中和盐酸,要用到冷却吸收器,或者当溶液再循环使用时,先经过冷却器,再回到净化设备。

   对于浓度较大的气体,由于惰性气体比较少,盐酸很容易扩散,吸收也快,可以在简单的设备中进行处理。对于浓度较稀的气体,吸收速度会有所下降,这时要

采用例如陶瓷填料塔来进行处理。

   ④氢氟酸雾的中和处理。对于氢氟酸的酸雾,可以用5%的碳酸钠或氢氧化钠进行中和处理:

   HF+NaOH——NaF+H2O

   通过净化后的氟化钠溶液可加入适量的石灰水[Ca(OH)2]和明矾[A12(S04)3],生成冰晶石(Na3A1F6)和石膏(CaS04),而氢氧化钠则又可以再用于中和处理。

12NaF+A12(S04)3—3Na2S04+2Na3A1F6↓

Na2S04+Ca(OH)2——2NaOH+CaS04↓

   (3)酸雾净化设备

   ①喷淋塔。喷淋塔的原理是让通过抽风系统排出的酸雾能通过管道由塔的下方进入塔内,而中和用的碱水从塔顶部向下分级喷淋。碱水要形成大小合适的液滴,以充分与上行的酸雾接触而发生中和反应。气体在喷淋塔横截面上的平均流速一般为0.5~1.5m/s。我们称这种平均流速为空塔速度。气流在通过筛板等塔内构件时会受到一定阻力,这种阻力的大小以Pa为单位。

   喷淋塔的优点是阻力小,结构简单,塔内无运动部件,但吸收率不高,适合于有害气体浓度低和处理的气体量不大的情况。

   ②填料塔。填料塔是在喷淋塔的基础上改进而得的设备,在塔内填充适当的填料就成为了填料塔。放入填料的目的是增加气液的接触面积。当吸收液从上往下喷淋时,沿填料表面下降而湿润了填料,气体则上升通过填料表面而与液体接触进行中和反应。

   填料可以是实体也可以是网状体。常用的实体填料有瓷质小环和波纹填料等。填料的置人除了支撑板上的前几层用整砌法放置外,其他层是用随意堆放的方法。填料塔的空塔速度一般是0.5~1.5m/s,每米填料层的阻力一般为400~600Pa。填料塔结构简单,阻力小,是目前用得较多的一种净化气体的方法。

   ③浮球塔。浮球塔的原理是在塔内的筛板上放置一定数量的小球。气流通过筛板时,小球在气流的冲击下浮动旋转,并互相碰撞,同时吸收从上往下喷淋的中和水,使通过球面的气体与之反应,使气体中混入的酸雾被吸收。由于球面的液体不断更新,气体不断向上排放,使过程得以连续进行。这种小球通常是以聚乙烯或聚丙烯制作,直径为25~38mm。浮球塔的空塔速度为2~6m/s,每段塔的阻力为400~1600Pa。

   浮球塔的特点是风速高,处理能力大,体积小,吸收效率高。缺点是随着小球的运动,有一定程度的返混,并且在塔内段数多时阻力较大。

   ④筛板塔。筛板塔也叫做泡沫塔。这是因为这种喷淋塔的特点是在每层筛板上保持有一定厚度的中和液,中和液由上向下喷淋在每一个筛板上形成一定液位的水池后,再溢出流往下一层筛板。筛板上有一些可以让气体通过的小孔,气体从孔中进入溶液后生成许多小泡,使气液发生中和反应,达到净化气体的效果。

   筛板上的液体要保持在约30mm左右。空塔速度为l.0~3.5m/s。随着气流速度的不同,筛板上的液层呈现不同的气液混合状态。当出现大量泡沫时,气液有最大的接触面积,这时的效果是最好的。为了能达到这种泡沫状态,筛板的开孔率为10%~l8%,孔径为3~8mm。筛孔过小,不仅加工困难,而且容易堵塞。过大,则液面难以保持,也不利于生成气泡。同时筛板的安装也一定要保持水平,以有利于液面高度的均匀,提高吸收效率。

筛板塔的优点是设备简单,吸收率高。它的缺点是筛孔容易堵塞,操作不稳定,只适用于气液负荷波动不大的场合,并且在气体流量较大时,这种方法的成本较低。

 

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