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物理化学方法深度处理电镀废水

放大字体  缩小字体发布日期:2013-03-04  浏览次数:623
核心提示:为此进行了氧化还原和电渗析联合处理电镀废水的研究,取得了较理想的效果。

电镀废水的排放量约占废水总排放量的10%,占工业废水排放量的20%。电镀废水不仅量大,而且对环境造成的污染也严重,因为电镀废水中不仅含有氰化物等剧毒成分,而且含有Cr、Zn、Cu、Ni等金属离子。化学法处理电镀废水有逐渐增加的趋势,90年代中期国内达80.1%;而国外采用化学法的比例高达80%-90%。在化学法处理电镀废水过程中,为了使氧化还原反应完全和沉淀完全,往往要向废水中投加过量的氧化剂(如次氯酸钠)和还原剂(如硫化钠或硫酸亚铁),这不仅造成药剂上的浪费,而且还会增加污泥量以及出水的含盐量。如果将化学法和电渗析联合使用,则不但能够节约药剂、减少污泥量,而且化学法处理后的上清液经电渗析处理后,淡水可以达到回用标准,实现电镀废水的闭路循环,既不污染环境,又充分利用了水资源。为此进行了氧化还原和电渗析联合处理电镀废水的研究,取得了较理想的效果。

1、实验原理

含氰含铬电镀废水化学处理的反应顺序为先氧化除氰,反应如下u1,CN-+OCI‘+H20-*CNCI(剧毒)+20H‘一CNO'(低毒)+C1。+H202CNO一(低毒)+30C1"+H20--'2C02+3C1一时叱+20H-。

实验过程中加入次氯酸或次氯酸钠可实现该反应。除氰后,采用还原方法使六价铬变为三价铬,如用硫酸亚铁还原反应如下口:

Cr2072.i.6Fe2+.i.141-I+一2CrZ++6Fe3++7H20

实验条件为pH<=3。

本实验电渗析过程是在直流电场的作用下,淡室中的Na+和C,阳离子趋向阴极,在通过阳膜之后,被浓室中的阴膜所阻挡,留在浓室中;而淡室中的S02-.C1-、P043一阴离子趋向阳极,在通过阴膜后,被浓室中的阳膜阻挡,也被留在浓室中;于是流过淡室的水溶液因水中电解质浓度逐渐下降而淡化,而流过浓室的水溶液因水中电解质浓度的逐渐上升而浓缩。

2、实验过程

化学沉淀法处理混合电镀废水,其工艺流程如图1。电镀排放的废水,因生产实际情况出水水质经常波动,因此在该处理工艺中,首先利用调节池对进水进行混匀调节,以减少水质波动对后续处理工艺的影响;进水经调节池混匀后,先后用泵送至除氰罐1和除氰罐2进行氧化除氰,经上述两步除氰后,CN完全分解为C02和N2;因为除氰是在碱性条件下进行的,因此在除氰的同时,也会有一部分金属离子生成氢氧化物沉淀,故除氰后的废水由沉淀池1和沉淀池2进行沉淀处理:经沉淀处理后的上清液由污水泵3送至还原罐,在还原罐中六价铬被亚铁还原为三价铬;三价铬以及铜、锌、镍等其他重金属离子,在碱性条件下,分别和氢氧根离子及负二价硫离子反应生成氢氧化物或硫化物沉淀;再经水力澄清,上清液达标排放。经实验确定最佳加药量为NaOCI:CN=7:1,FeS04:Cr6+=12:l,Na2S:Cr6+=5:1。加料的顺序为加NaOCl,再加Na2S,最后加FeS04。

 化学方法深度处理电镀废水

 化学法和电渗析联合使用,组成如图2的工艺流程,不但节约药剂、减少污泥量,而且化学法处理后的上清液经电渗析处理后,淡水可以达到回用标准,实现电镀废水的闭路循环,既不污染环境,又充分利用了水资源。

 化学渗透法深度处理电镀废水

 对CP/ED联合处理电镀废水工艺流程不同阶段的水样S1,S2,S3和S4的水质进行了分析和测试。采用等离子发射光谱对水中Cr、Na、Mn、Zn、Ca、Mg、Cu、Cd、S、P等元素的含量进行分析;采用色谱仪测定了水中8042’、CI"、P043’等阴离子的浓度;电导率、电流、电压和流量的测定采用常规仪器和分析方法。

3、实验结果和讨论

实验结果如表1、表2,25℃条件下离子的电导率见表3。化学法处理电镀废水虽然具有技术成熟、投资小、处理费用低、适应性强、自动化程度高等诸多优点,但其缺点也是明显的:首先化学法会产生大量的污泥难以处理;其次,在化学法处理电镀废水过程中,为了使氧化还原反应完全或沉淀完全,往往要向废水中投加过量的氧化剂(如次氯酸钠)和还原剂(如硫酸亚铁),这不仅造成药剂上的浪费,而且还会增加污泥量以及出水的含盐量,致使出水难以回用,出水外排不仅有可能造成二次污染,还浪费了水资源。膜法处理含油废水比较成功b’‘1,该法应用到电镀废水处理很有前途。在化学一电渗析处理电镀废水中,由表2中数据发现如下规律。

经普通化学沉淀法处理后,虽然铬浓度从原来的19.029mg/L降至3.617mg/L,重金属离子锰,锌,铜等因原本水中的含量就很低,经处理后己基本沉淀完全;但水中其它离子的浓度如:8042。、Mg“、Ca2+、Cd2+只有很少降低,甚至未有降低;更为重要的是,由于在化学沉淀过程中加入Na。S和FeCl。等化学药剂,从而导致处理后水中Na+和Cl。的大量增加,Na+由处理前的7.807mg/L上升至44.413mg/L,而Cl一更是由处理前的15.7mg/L骤升至处理后的11lmg/L;正是由于Na+和C1。的大量增加使上清液电导率由处理前的464pS/era急增至720uS/cm,结合表1和表3数据,可以对S042-,Na+,C1。,Mg孙,Ca寸,Cu“等离子在化学法处理前后的浓度变化而引起电导率的变化进行计算,计算的电导率变化为231pS/em,这与实际的电导率变化值256uS/cm非常接近,由此也说明处理后电导率的升高是由加入的化学药剂引起的。

这里铬浓度仅降至3.617mg/L,若要是降至0.5mg/L的国家标准,则需要加入更多的Na2S和FeCl2,因此不难想像,处理后出水的电导率将增加更高。

 

 实验条件对处理电镀废水效率的影响。温度对氧化、还原反应影响很大,提高温度有利于加快反应速度。考虑到大部分电镀废水处理一般在常温下进行,实验温度控制在16℃~20℃范围。

本实验中,氧化除氰过程pH=11时,反应时间在14rain内完成,还原去除六价铬控制条件是pH=3时,反应时间在25-'--30rain。电渗析过程pH值控制在6~8。

4、结论

1、在碱性条件下研究了化学法处理混合电镀废水新工艺,先氧化除氰,然后还原六价铬,电镀混合废水不用分开可直接连续处理,特别适合于那些无法将含氰和含铬废水分流的电镀企业。

2、CP/ED联合处理工艺,可以显著降低化学则再经电渗析处理后,出水中铬浓度在O.2mg/L以下,远小于0.5ml乒的污水排放标准。这就大大降低了化学法处理混合电镀废水的药剂量和污泥量,降低污泥后续处理的费用,电渗析处理后的水可以回用。

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