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1.電鍍園區(qū)廢水水質(zhì)分類(lèi)
根據(jù)電鍍園區(qū)入園企業(yè)的實(shí)際情況,對(duì)園區(qū)內(nèi)電鍍廢水分為以下六類(lèi):含氰廢水、含鉻廢水、含鎳廢水、前處理廢水、混排廢水、一般清洗水。
2.電鍍園區(qū)各類(lèi)電鍍廢水處理工藝的選擇
2.1含氰廢水的預(yù)處理
氰化電鍍是常用的鍍法之一,主要用于鍍鋅、鍍鉛、鍍鎘、鍍銅、鍍銀、鍍金。鍍件的質(zhì)量?jī)?yōu)于無(wú)氰電鍍,鍍液質(zhì)量較穩(wěn)定,操作管理也較為方便。根據(jù)各種氰化電鍍鍍液的配方,氰化電鍍過(guò)程中產(chǎn)生的含氰廢水中除含有劇毒的游離氰化物外,也有銅氰、鎘氰、銀氰、鋅氰等絡(luò)合離子存在,所以破氰后,重金屬離子也將進(jìn)入廢水中。因此,在處理含氰廢水時(shí),也應(yīng)包括對(duì)重金屬離子的處理。
含氰廢水的處理方法很多,有電解氧化法、活性炭吸附法,離子交換法、臭氧法和硫酸亞鐵法等。目前國(guó)內(nèi)外多采用堿性氯化法,本系統(tǒng)就采用此種方法。即在堿性條件下,投入氧化劑將氰根離子通過(guò)兩級(jí)氧化反應(yīng)生成CO2和N2,從而達(dá)到去除氰根離子的目的。
堿性氯化法破氰分兩個(gè)階段:第一階段是將氰氧化成氰酸鹽,稱(chēng)為“不完全化”,反應(yīng)式如下:
CN-+C1O-+H2O→CNC1+2OH-
CNC1+2OH-→CNO-+C1-+H2O
反應(yīng)條件:pH=10.0~11.0;ORP=350~400mV。
第二階段是將氰酸鹽進(jìn)一步氧化分解成二氧化碳和氮?dú)?,稱(chēng)為“完全氧化”。反應(yīng)式如下:
2CNO-+3C1O-+H2O→2CO2↑+N2↑+3C1-+2OH-
反應(yīng)條件:pH=7.5~8.0;ORP=600~650mV。
經(jīng)過(guò)破氰預(yù)處理后的含氰廢水(CN-< 0.5mg/L)再排入綜合廢水調(diào)節(jié)池中,與其它預(yù)處理后的出水混合一起處理,在堿性條件下進(jìn)一步去除廢水中的重金屬離子。
2.2含鉻廢水的預(yù)處理
含鉻電鍍廢水來(lái)源于鍍鉻、鈍化、鋁陽(yáng)極氧化等鍍件的清洗水,該廢水中主要含Cr6+,以CrO42-、Cr2O72-形式存在。一般的鍍鉻清洗水濃度為20~150mg/L;鈍化后的清洗水中G6+濃度高達(dá)200~300mg/L。此外,還含有三價(jià)鉻、銅、鐵、鎳、鋅等重金屬離子以及硫酸、硝酸、氧化物等。
含鉻廢水的處理方法有化學(xué)法、離子交換法、電解法、活性炭吸附法、蒸發(fā)濃縮法、表面活性劑法等,其中化學(xué)還原法最常用。化學(xué)還原法是利用硫酸亞鐵、亞硫酸鹽、二氧化硫等還原劑,將廢水中六價(jià)鉻還原成三價(jià)鉻離子,加堿調(diào)整pH值,使三價(jià)鉻形成氫氧化鉻沉淀去除。主要化學(xué)反應(yīng):
Cr2O72-+3HSO-3+5H+→2Cr3++3SO42-+4H2O
反應(yīng)條件:pH=2.5~3.0;ORP=250~280mV。
經(jīng)上述還原預(yù)處理后的含鉻廢水(Cr6+<0.5mg/L)再排入綜合廢水調(diào)節(jié)池中,與其它預(yù)處理后的出水混合一起處理,在堿性條件下進(jìn)一步去除廢水中的Cr3+離子。
2.3前處理廢水的預(yù)處理
前處理廢水主要來(lái)自于電鍍工藝的預(yù)處理階段,預(yù)處理階段主要是對(duì)鍍件進(jìn)行刨光、清洗和除油等處理。因此,前處理排出的廢水中主要含有油、酸、堿和部分表面活性劑等物質(zhì),一般不含有重金屬。前處理廢液的處理主要是去除COD。
處理COD最有效最經(jīng)濟(jì)的方法就是生化法。但電鍍廢水中COD的主要成分為表面活性劑,其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,直接進(jìn)行生化則較難降解,并且該廢液中會(huì)含有少部分重金屬,對(duì)微生物有毒害作用,因此在進(jìn)入生化系統(tǒng)前,必須先將其去除。微電解法是利用鐵-碳粒料在電解質(zhì)溶液中腐蝕形成的微電解過(guò)程來(lái)處理廢水的一種電化學(xué)技術(shù)。電極反應(yīng)過(guò)程不耗電,會(huì)產(chǎn)生氧化還原、電附聚等作用;電極反應(yīng)產(chǎn)生的新生態(tài)Fe2+是一種吸附、包容和絡(luò)合能力相當(dāng)強(qiáng)的混凝劑。故微電解法的特點(diǎn)是作用機(jī)制多、協(xié)同性強(qiáng)、綜合效果好、可提高廢水的可生化性,與二級(jí)生化處理工藝匹配性好、操作簡(jiǎn)便、運(yùn)行費(fèi)用低。其COD去除率可達(dá)20%~60%,脫色率在50%~96%。目前該技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各種無(wú)機(jī)廢水處理和有機(jī)難降解廢水的預(yù)處理上,效果十分明顯。微電解反應(yīng)的原料為鑄鐵屑和焦炭,鑄鐵是鐵和碳的合金,當(dāng)其浸沒(méi)在酸性廢水(或電解質(zhì)溶液)中時(shí)鐵和炭之間存在著明顯的電勢(shì)差,這樣便在兩者之間形成了無(wú)數(shù)個(gè)微小原電池。在鐵屑中加入焦炭后,鑄鐵屑與焦炭粒接觸進(jìn)一步形成較大原電池,使鐵屑在受到微原電池腐蝕的基礎(chǔ)上,又受到大原電池的腐蝕,從而加快了電化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行,同時(shí)存在空隙可以防止結(jié)塊堵塞,保持良好的水力條件,延長(zhǎng)再生周期。反應(yīng)中鐵做陽(yáng)極,炭做陰極,反應(yīng)過(guò)程如下:
陽(yáng)極:Fe-2e→Fe2+ -0.44V;
陰極:H++2e→H2 0.00V;
O2+4e+4H+→2H2O +1.23V(酸性有氧條件下)。
從上述反應(yīng)方程式可以得知,當(dāng)鐵炭微電解處于酸性有氧的電解質(zhì)環(huán)境時(shí),炭和鐵構(gòu)成的電勢(shì)差最大,可以達(dá)到1.67V。這樣的氧化電位足以氧化大部分有機(jī)物。經(jīng)微電解后的前處理廢水經(jīng)過(guò)混凝沉淀去除重金屬后,進(jìn)入后續(xù)生化處理進(jìn)一步去除COD。