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电镀废水膜法回用后浓水达标处理研究

放大字体  缩小字体发布日期:2012-06-07  浏览次数:740
核心提示:本文对电镀废水经物化预处理--反渗透回收处理后的膜浓废水作为对象,将微电解--芬顿破反应处理方法作为破络合反应,对重金属、COD的去除方法进行了研究.
   电镀废水膜法回用后浓水达标处理研究

  罗伟锋

  (煤炭科学研究总院杭州环保研究院 浙江 杭州 311201)

摘要:本文对电镀废水经物化预处理--反渗透回收处理后的膜浓废水作为对象,将微电解--芬顿破反应处理方法作为破络合反应,对重金属、COD的去除方法进行了研究,确定了pH4,双氧水加药量3‰,反应时间60 min,是比较好的破络合反应条件;经破络处理后的废水中,进行pH调节后,投加硫化钠浓度50 mg/L,重金属捕捉剂10 mg/L可以将反渗透膜浓水中较低浓度的重金属及COD处理至国家排放标准。

关键词:电镀废水;反渗透膜浓水;微电解--芬顿反应;

中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:1006-8759(2012)01-0039-03

电镀是通用性强、应用面广的工业行业之一,电镀废水中含有酸、碱、氰化物、六价铬、铜、镍、锌等重金属,毒性很强,危害严重[1]。电镀废水一般经物化处理后,绝大部分重金属污染物能够去除,但是由于电镀企业为了保证镀液的稳定性、使用寿命及镀层质量,在镀层中添加了大量络合剂、稳定剂、加速剂、光亮剂等,这些物质大部分为有机物,与Cu2+、Ni2+具有极强的络合性,形成极强的络合物[2]。反渗透工艺回用部分水资源后所产生的反渗透膜浓水,目前国内较多的处理工艺是将该废水和综合废水混合后进行混凝沉淀处理,但是这样废水中的总可溶性固体(TDS)会越来越高,最后影响反渗透膜系统的稳定运行,且由于废水中络合物的存在,也影响废水的达标排放。为此,我们电镀废水经反渗透膜工艺回收水资源后的膜浓水,单独进行破络合———硫化物氢氧化物共沉淀法处理,对该废水中重金属及COD污染物的去除进行了试验研究。

1·试验方法

杭州某电镀厂主要镀种为铜、镍、铬、锌,根据企业现有电镀废水经物化沉淀预处理后的废水,采用反渗透回收水资源后,浓水中总铜、总镍、总铬、总锌及COD的浓度分别为1.0 mg/L,0.8 mg/L,1.2 mg/L,0.9 mg/L,120 mg/L,厂区排放口执行《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)中新建企业的排放标准。

试验过程中对重金属的测定均采用火焰原子吸收法,COD的测定采用重铬酸钾法[3]。

2·试验过程

2.1破络合反应机理

为了提高处理效果,本试验拟采用微电解———芬顿氧化破络合反应[4],酸性富氧条件下,在铁碳填料处会发生如下反应:

 

由于铁-炭合金的电极电位比铁低,加上催化剂的催化作用,当电解剂处在电解质溶液中时就形成无数个腐蚀微电池,在它的表面就有电流在成千上万个细小的电池内流动,铁作为阳极被腐蚀消耗,当体系中有宏观的阴极材料存在时,又可以形成宏观腐蚀电池。在中性或偏酸性的环境中,微电解剂本身及其产生的新生态[H]、Fe2+等与废水中的许多组分发生氧化还原反应。电极反应生成的Fe2+可以作为后续芬顿反应的催化剂。在废水中投加双氧水和亚铁盐,随着双氧水的分解,利用产生的HOo进行反应。当H2O2和Fe2+混合后,发生下列一系列反应:

 


铁盐除了催化作用外,进一步氧化成Fe3+,它们的水合物也是一种良好的混凝剂。

2.2破络合反应时间及pH条件、加药量的确定

反渗透膜浓水调节pH至酸性,然后进入铁碳微电解反应塔,出水投加双氧水发生芬顿反应,

2.2.1反应的单因素研究

影响废水中污染物去除效果的因素主要为破络合反应时间,反应pH,双氧水加药量,对反渗透浓水处理的主要因素进行研究。

在pH3.5条件下,投加一定量双氧水,搅拌反应1.5小时后,考察双氧水对破络合反应效果的单因素影响。破络合反应完成后,投加液碱至pH9,然后投加石灰乳至pH10,反应时间30 min,然后分别加入足够的硫化钠及重金属捕捉剂,反应30 min,再投加PAC、PAM,搅拌混凝,静置沉淀1小时后,取上清液进行分析,测定废水中的重金属及COD。结果见图1。

 


从图中可以看出:氧化剂双氧水(体积比30%)的加药量在3‰时,上清液重金属的浓度均有较好的去除效果,尤其是铜、镍,说明镍和铜的破络合效果比较明显。当高于此浓度时,出水重金属浓度变化较小。COD的浓度在双氧水加药量2‰时,已经有较好的去除效果,能满足80mg/L的排放标准。所以双氧水的加药量在3‰时是比较经济有效的。

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