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电镀含铬废水处理方法精选(九篇)

电镀含铬废水处理方法

第1篇:电镀含铬废水处理方法范文

现将所查到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,除浊效果和絮凝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,最后呈中性。此时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,易于管理,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、中、小型电镀厂的废水处理,具有重大的实用价值,易于推广。国内外对SRB菌(硫酸盐还原菌)[1]、SR系列复合功能菌[2]、SR复合能菌[3]、脱硫孤菌[4]、脱色杆菌(Bac.Dechromaticans)、生枝动胶菌(Zoolocaramiger a)[5]、酵母菌[6]、含糊假单胞菌、荧光假单胞菌[7]、乳链球菌、阴沟肠杆菌、铬酸盐还原菌[8]等进行研究,从过去的单一菌种到现在多菌种的联合使用,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-.已用于埃及轻型车辆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、包藏共沉淀作用和对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、反渗透、超滤、液膜。别的方法如膜生物反应器、微滤等尚处于基础理论研究阶段,尚未进行工业应用。电渗析法是在直流电场作用下,以电位差为推动力,利用离子交换膜的选择透过性,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。液膜包括无载体液膜、有载体液膜、含浸型液膜等。液膜分散于电镀废水时,流动载体在膜外相界面有选择地络合重金属离子,然后在液膜内扩散,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。主要用于回收附加值高的物质,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,且回收液浓度可大大提高,缺点为仅能用于回收离子组分。液膜法处理含铬废水,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,如中性胺,常用Alanmine336(三辛胺),用2Span80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[10,11].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[12,13].

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[14~16],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[17]脱除铬的效果好,脱除率>99,残渣稳定,不会引起二次污染。钟长庚[18,19]等人用稻草代替淀粉制成稻草黄原酸酯,处理含铬废水,铬的脱除率高,很容易达到排放标准。研究者认为稻草黄原酸酯脱除铬

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公司开发,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[22].广州电器科学研究所开发了分别适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环相结合[23].

1.6 水泥基固化法处理中和废渣[24]

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。当然,这样处理后的水泥固化块中的六价铬的浸出率是很低的。

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;对于阴离子交换树脂,只需将它变为Na2CrO4即可。

2.1 利用铬污泥生产红矾钠[25]

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,分别结晶析出。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[26]

利用纯碱作沉淀剂去除电镀废液中的杂质金属离子,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杂质,再经干燥粉碎即得成品铅铬黄。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,可实现年创收4万余元。效益可观。

2.3 生产液体铬鞣剂及皮革鞣剂碱式硫酸铬[27,28]

含铬废液先用氢氧化钠去除金属离子杂质,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萄糖,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)3.3Cr2(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着的。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[29].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[30].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。

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(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。

第2篇:电镀含铬废水处理方法范文

本文通过简述电镀废水处理当中的问题,进一步的分析了在物理法、化学法、电解法、吸附法以及生物处理法电镀废水当中处理的措施。

关键词:

电镀废水;物理法;化学法;电解法;生物处理法

1电镀废水处理中存在的主要的问题

随着电镀厂家电镀种类不断的增多以及被扩大的电镀规模,将处理原电镀废水的问题给显现了出来,使得原废水处理设备的运行被停止。其问题主要有以下4种:(1)在种类上,电镀不断的在增加,电镀工业园没有合理的进行整体的布局,几个电镀品种在同一个车间内,使得不同的电镀废水混到了一起,造成了处理废水的障碍;(2)原电镀废水的治理设备因为不同电镀废水的混合没有了处理能力,处理的方法不恰当;(3)镀废水的排放量随着扩大的生产规模而增加,处理废水的能力急需要增加;(4)不规范的管理。

2处理电镀废水的措施

2.1物理法

主要是通过物理上的作用,如:离心、筛滤以及重力,将悬浮状态的污染物质给进行分离。离心法将固体进行分离时通过离心机来实现的;筛滤法则是通过沙滤池与格栅等来实现;重力法是通过沉淀池、气浮池以及沉砂池让污染物上浮或沉淀。对污水进行物理法处理,过程中没有将物质的化学性质进行改变,如电镀处理中的、反渗透法和晶析法以及蒸发浓缩法等。

2.2化学法

2.2.1含氰废水处理

处理含氰废水主要采用氯氧结合处理、氯系处理、臭氧处理方法等。含氰废水处理法的阶段分为两个:第1阶段把氰化物氧化成氰酸盐,在毒性上,CNO-小于CN-的毒性;第2阶段是进一步的把氰酸盐进一步氧化分解成氮气与二氧化碳。氯系处理含氰废水的氧化剂为次氯酸钠、二氧化氯以及液氯等。在对氰进行去除的,同时对氧化还原原理进行利用,这样能够将水中的部分S2-、SO32-、NO3-的阴离子进行去除,含氰废水臭氧进行处理,通常分为二级处理。第一级将氰氧化氰酸盐,第二级再将氰酸盐氧化为N2以及CO2。因为反映在第二阶段较慢,需要加入催化剂亚铜离子。含氰废水用臭氧进行处理,处理的水质比较的好好,氯氧化法不会剩下余氯,没有较多的污泥,但需要较大的电量以及较多的投资在设备上。

2.2.2含铬废水处理

(1)铁氧体法。铁氧体法处理含铬废水时加入硫酸亚铁到废水中中,将废水中的六价铬还原三价铬,之后将碱投入对废水pH值进行调整,使废水中的其他重金属离子(以Mn+表示)以及三价铬发生共沉淀现象。在共沉淀时溶解到水中的重金属离子进入到铁氧体晶体中,将复合的铁氧体进行生成。

(2)亚硫酸盐还原法。含铬废水主要是在酸性条件下用亚硫酸盐处理,还原废水中的六价铬,使其成为三价铬,之后对pH值进行调整,使其形成氢氧化铬沉淀,进而将其除去,净化废水。焦亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、亚硫酸钠为常用的亚硫酸盐。

2.3电解法

其主要是利用金属的电化学性质,对废水中的金属离子进行除去主要是通过直流电来进行,能够有效处理含有高浓度电沉积金属废水的方法,效率高且便于回收。缺点为不适合对浓度较低的金属废水进行处理,且成本高,在经济效益上,通常经浓缩后再电解经较好。高度的浓缩电镀废水,可以考虑通过渗透工艺来实现,再使用电解工艺对其作出相关处理,使得电流效率大大的提高,从而把成本减少下来。目前,在电化学水处理设备中,高压脉冲电絮凝系统是新一代,在较多的方面有着十分明显的处理效果,如:涂装废水、表面处理及电镀混合废水中Ni、Cu、Cd、的Cr、Zn、CN-等污染物。

2.4吸附法

其实对吸附剂的独特结构的利用,进而将重金属离子进行去除。通过实践可知,采取吸附法时,使用吸附剂不同,那么运行费用高、投资大以及污泥产生量大等问题就会在不同程度上存在,水灾被处理后,很难达到标准。对电镀重金属废水利用吸附法处理,主要的吸附剂有腐植酸、海泡石以及聚糖树脂等。不需较难的活性炭装备,广泛的运用在处理废水中,但在再生率上,活性炭比较的低,处理水质一般不能够进行回用,一般的用在预处理电镀废水上。

2.5植物处理法

这种方法当中,通过沉淀、吸收、富集高等植物等方法使得电镀废水中的重金属含量偏低,以达到对环境修复和污染治理的重要作用。此处理措施有分为3个步骤进行:(1)利用金属将植物进行积累,对于有毒的物质,从废水中进行吸取以及沉淀。(2)利用金属将植物进行积累,在活性上将有毒金属给进行降低。(3)同上,萃取出水中或土壤中的重金属来,富集并输送到植物根部可收割部分和植物地上枝条部分。

3结语

处理电镀废水有较多的技术,因为电镀行业有不同程度上的管理水平以及生产工艺,所以有较大的差异在产生的废水水质上,废水处理方法仅采用一种是远远不够。只有实行集中多种处理技术,以此到达最好的效果。

作者:周华珍 单位:浙江宜成环保设备有限公司

参考文献

[1]曾睿,杜茂平.化学法处理含铬电镀废水的研究进展[J].涂料涂装与电镀,2006,3(4):42-45.

[2]王广华,隋军,汪传新,等.氧化还原和混凝沉淀组合工艺处理电镀综合废水[J].中国给水排水,2007,23(20):57-59.

[3]苏巧红.用旋流化学一步法处理电镀综合废水[J].能源环境保护,2007,21(2):40,42.

第3篇:电镀含铬废水处理方法范文

关键词: 含铬电镀废水; 处理技术;

中图分类号:X703文献标识码:A

在环境保护中,重金属废水的排放不仅对水生生物构成威胁, 而且可能通过沉淀、 吸附及食物链而不断富集, 破坏生态环境, 并最终危害到人类的健康。

一、 含铬电镀废水的处理技术

1 亚硫酸氢钠法

1.1 一般原理

利用低价态硫的含氧酸盐把六价铬还原成三价的硫化物有焦亚硫酸钠、 亚硫酸钠、 亚硫酸氢钠、 连立亚硫酸钠、 硫代硫酸钠等。焦亚硫酸钠在溶于水时的水解产物为亚硫酸氢钠,连二亚硫酸钠铬溶于水后不断水解为亚硫酸氢钠和硫代硫酸钠, 所以,能把以上还原剂归结为亚硫酸氢钠和硫代硫酸钠。

1.2 工艺参数的控制

(1)废水中六价铬的含量。pH 值控制在 2.5 时,焦亚硫酸钠与六价铬的质量浓度比为 3:1。 六价铬质量浓度在 100mg/L 时,转化成氢氧化铬的沉降率最高。

(2)投料比。 亚硫酸氢钠与六价铬为 4:1,焦亚硫酸钠与六价铬为 3:1,亚硫酸钠与六价铬为 4:1。 若投料比大,就浪费了材料;若投料比小,还原就不充分,出水中六价铬含量达不到排放标准。

(3)还原时的 PH 值。 PH 值在 2.5-3 时,反应需 30min;PH 值高于 3 时,反应较慢。所以,pH 值应低于 3。为节约用酸,通常把 PH值调至 2.5-3。 PH 值过低,可能产生二氧化硫气体。 着原反应的进行,酸不断渐消,要进行补充,确保反应需要的酸度值。

(4)沉淀时的 PH 值。 由于氢氧化铬呈两性,PH 值太高,生成的氢氧化铬可能再度

溶解;PH 值过低,不能生成沉淀。适用的 PH 值为 6.7-7,最低是 5.6,最高不可超过 8。

(5)沉淀剂。通常采用质量分数为 20%的苛性钠作沉淀剂。

(6)还原反应终点的判断。用目测比色能判定还原反应终点。

1.3 亚硫酸氢钠法的槽外集中处理

槽外集中处理是把含铬废水集中到生产线外的废水储池,废水量到一定程度时,间歇地把废水用泵注入反应池或直接向废水池投加化学药品进行化学处理。槽外集中处理法有以下几个特

点:

(1)可处理许多种含铬废水,要把镀铬、 镀锌的钝化、 浸蚀等含铬废水集中处理。

(2)可处理生产中滴落的铬酸及漏槽、 过滤、 倒槽等产生的废水。

(3)采用间歇式处理, 方便调整 pH 值、 控制投药量及反应条件。

(4)采用逆流漂洗工艺, 最大限度减少废水排放量, 提高废水中铬酸浓度,减少储池等设施。

(5)这种方法与兰西法比,应多增加废水储池。如果生产量大,要设置两个以上的储池交替使用。

2 铁屑、 铁粉处理法

铁屑、 铁粉可以处理含铬废水,对锌、 铜、 银等重金属也有去除功能。 这种方法因原材料易于获得,价格便宜,处理效果好,应用广泛。其缺点是污泥量较大。

2.1 基本原理

铁屑、 铁粉在处理含铬及其他重金属废水中有不同作用,如:还原作用、 置换作用、 中和作用、 凝聚作用和吸附作用。

2.2 铁屑处理工艺

水经浸蚀槽用废盐酸把 pH 值调至 2-2.1, 再进入铁屑处理槽。铁槽体由含铬废水先进入调节池以均化浓度和流量,以调节池屑处理槽为处理的工艺的主要设备,槽体由聚氯乙烯硬塑料板焊成。

槽体分的四个反应室,废水翻腾流经处理槽, 避免断流, 起搅拌作用, 四个室内装满铁屑, 废水经处理槽处理后进入中和沉淀池,在此加碱调节 pH=7-9,使 Cr3+ 和 Fe3+ 生成氢氧化物沉淀。

2.3 铁粉处理工艺

废水经均化池后,由泵注入斜管沉淀池, 进行沉淀预处理, 同时在此加入再生废酸液, 用亚铁离子化学还原并酸化, 再用泵把废水打入铁粉过滤罐, 过滤罐出水进入斜管沉淀池Ⅱ, 加碱进行中和沉淀,出水经过滤池过滤,清水排放,污泥进入浓缩池,浓缩后集中实施处理。 铁粉可以再生使用,其方法是:将体积分数为 5%的盐酸打入过滤罐浸泡 20min,反复进行两次, 再用

自来水反冲 15min 左右即可重复使用。浸泡再生废液可作酸化用。

3 铁氧体法

使废水中的各种金属离子形成铁氧体晶粒而沉淀析出的方法即铁氧体法。铁氧体是复合金属氧化物的一类,即铁金氧磁铁,具有磁性。因其构成这类物质的一般是铁和氧,所以,叫铁氧体。铁氧体有天然矿物和人造产品两类。人造产品即磁性瓷或磁质瓷。要使废水中的金属离子形成铁氧体, 一定要满足其工业要求。工艺过程可分为投加铁盐、 调整 pH 值、通氧加热转化沉渣、固液分离、 沉渣处理等部分。

二、 电镀含铬废水处理存在的问题

1 处理效果不够理想

经过多年的究开发, 现已有多种含铬废水处理技术(焦亚硫酸钠法、 硫酸亚铁法、 亚硫酸钠法、 铁一焦炭法、 离子交换法、电解法、 生物活性法等)。 目前就实际生产台资企业采用焦亚硫酸钠法、 亚硫酸钠法较多; 内地一些企业采用硫酸亚铁法、 铁一焦炭法的相对较多; 离子交换法、 电解法由于管理和运行的实际效果并不如人所愿, 近些年实际运用中已不多见。

2.操作管理繁琐

不论是焦亚硫酸钠法、 亚硫酸钠法、 硫酸亚铁法, 还是铁一焦炭法、 离子交换法、 电解法、 生物活性法等, 废水的处理都要受 pH 值的限制。

由于一般排放出的废水 pH 值为 4~6(塑料电镀除外)。在铬还原时, 要求废水 pH 值

上,待沉淀固液分离后,最后还要将 pH 值调整到 6~9 排放范围, 操作尤为繁琐。

3.处理综合成本高

一个企业三、 四百万的处理设备都投入了, 可处理的实际效果仍时好时坏,达标状况也不稳定,而且药剂的消耗成本也不低。据笔者在深圳了解的情况,采用焦亚硫酸钠法、 亚硫酸钠法的企业, 单药剂成本一般都在 5.0~6.5 元/m3废水, 而塑料电镀

厂的药剂成本每 m3废水在 10 元人民币以上。如果再计算设备折旧费、人工费、 测试监测等费用, 每 m3废水的综合处理成本就相当高。

三、 含铬电镀废水处理技术的发展趋势

1.经济性。着低碳经济的来临, 要求我们用最少的资源达到最高的经济效益。所以含铬的电镀废水的处理技术, 除了能达到很好的处理效果外, 还要来源广泛, 价格低廉, 降低处理成本,变废为宝, 才能被电镀产业推广使用。如吸附材料和微生物均来源广泛, 且微生物法是治理含铬电镀废水的高新生物技术,已实施的微生物治理工程:运行稳定, 安全可靠, 处理效果好, 各项技术指标均优于国家污水综合排放标准。

2.可操作性。含铬电镀废水的处理技术, 还必须有很强的操作性。如果一种处理技术能够高效、 经济的处理废水, 但操作复杂、 不易控制, 设计参数难以实现稳定有序, 处理过程排放或产生控制范围以外的污染物, 缺少安全性, 那这种处理技术也有很大的局限性。如吸附法, 虽然吸附材料能将含铬电镀废水中的Cr6+ 吸附, 但 Cr6+ 并没有被降解或还原, 而这种吸附过的吸附材料会给环境造成二次污染等隐患,所以如不加入有效的回收重金属等处理, 此方法只是治标不治本。很多企业对这些吸附材料进行填埋或者燃烧处理,但这样又给土壤和大气造成了威胁和负担,在启用这些技术时, 需谨慎考虑, 有周密的深度处理方案。

3.综合互补性。据以上常用处理方法的分析讨论, 得知一种处理方法总是难以应付低廉的成本、 复杂的工艺条件、 高效的处理效果等多方面的要求。而讲两种或者多种工艺组合应用, 就可以达到优劣互补、 经济、 高效的处理效果。如离子交换树脂—化学还原法组合工艺,离子交换树脂主要应用离子交换原理将废水中的金属离子浓缩富集,树脂经洗脱、 再生可循环使用, 洗脱液是高浓度含铬废水, 再经化学还原法沉淀, 废水可达标排放。

传统的化学法直接在低浓度含铬废水中投加大量的还原剂, 使产生的少量沉淀物难以收集, 耗费大、 效率低。这种组合避免了资源浪费, 而且高浓度含铬溶液还可以回槽使用。可见此组合工艺技术是较有潜力的一种处理技术, 但大多停留在实验阶段,要在企业推广普及还有待工艺更成熟,且洗脱液多成强酸性或强碱性, 使酸碱药剂投入成本提高, 且选择合适、 高效的还原剂也成为新的难题。

第4篇:电镀含铬废水处理方法范文

关键词:电镀废水 化学法 含氰废水

1 概述

电镀是利用化学和电化学的方法对金属和非金属表面进行装饰、防腐及获取某些新的性能的一种工艺过程。电镀废水的水质、水量与电镀生产的工艺条件、生产负荷、操作管理与用水方式等因素有关。该自行车厂在生产过程中产生的废水有含氰废水、含铬废水、含镍废水和酸碱废水。从废水的来源可以看出,其组成成分复杂,因此将生产车间含氰、铬、镍、酸碱废水分流排出,分而治之。

2 工艺流程

2.1 处理工艺 根据上述的分析思路,确定工艺流程如下:

2.2 工艺流程说明

2.2.1 含氰废水处理 用NaClO作氧化剂对氰化物进行氧化,破坏氰与金属离子形成的络合物,并使金属离子形成氢氧化物沉淀下来。氧化反应分两级进行,第一级反应使巨毒的氰化物被氧化成毒性相对较低的氰酸盐,第二级反应使氰酸盐被进一步氧化成二氧化碳合氮气。①氧化剂:所用氧化剂有液氯、漂白粉及NaClO等。本工艺流程选用NaClO,氧化性强,操作较方便,产生污泥量少,有效氯不易流失,一般用于处理低浓度、中小水量的含氰废水。②投药量:投药量不足或过量对处理均不利。投药量不够,破氰不彻底;投药量过多,不仅造成浪费而且使处理水中的余氯量超过允许浓度,对环境不利。对中小型电镀厂,为了减少设备投资,可按下式确定投药量:G=K1×K2×Q×CCN-/(1000×a)(kg/h)。也可以按实验确定的投药比CN-/Cl-来确定投药量。一级氧化1:3~4;二级氧化1:4。③PH值:一级氧化:PH1=10.5~11.0,PH值越高,反应速度越快、越彻底。二级氧化:PH2=7.5~8.0,PH值越低,反应速度越快,但当PH

CN-+ClO-+H2O=CNCl+2OH- ………①

CNCl+2OH-=CNO-+Cl-+H2O ………②

反应①瞬时完成,生成剧毒的CNCl,反应②CNCl在碱性条件下会水解生成毒性仅为CN-千分之一的CNO-。CNCl的水解速度受温度影响很大,温度越高,水解速度越快。当废水温度低于15℃时,反应很慢;温度高于18℃时,反应很快。但温度不宜超过50℃,否则不利于氯的分解。故温度宜在15~50℃。⑥反应时间:一级处理10~15min;二级处理10~15min;全过程25~30min。

2.2.2 含铬废水处理 主要是在酸性条件下,使废水中的Cr6+还原成Cr3+,后调整PH值使其形成氢氧化铬沉淀除去,废水得到净化。①PH值:当PH>3.0时,反应速度很慢;PH过低则耗酸过多。所以一般控制PH3=2.5~3.0,反应时间为20~30min。②投药量:投药量过低会使还原不充分,出水中Cr6+不能达标;过高又浪费药剂费,增加处理成本,甚至形成[Cr2(OH)2SO3]2-络合离子,影响沉淀效果。Cr6+与NaHSO3的理论投药比为1:3,由于废水中还存在其他杂质离子,实际生产中的投药量要比理论值高,实际使用投药比为1:4~5。

2.2.3 化学中和、凝聚沉淀法处理酸碱混合废水 通过调整PH值,使废水中的酸、碱中和,同时使PH值达到某一范围,使废水中的金属离子形成氢氧化物而沉淀。为加速沉淀物的分离速度,投加一定量的凝聚剂和助凝剂。①PH值:该混合废水中含铜、铬、镍重金属离子,铬的处理效果不受混合废水中其他重金属离子的种类和浓度的影响。控制PH到7.5~8.0以上,铜的含量低于1mg/l;PH到8.5~9.0时,镍的含量就低于1mg/l。共沉时所要求的PH值比单独金属离子形成氢氧化物沉淀所要求的PH值低,一般混合废水中含铜、锌、镍、三价铬时,控制PH=8~9,均能使处理后废水中金属离子浓度达排放标准,但必须控制废水中络合剂的浓度。②药剂选用和用量:酸碱混合废水进入一级PH调节槽后,PH4设定为9.5,同时加入无机助凝剂CaCl2,形成小颗粒金属氧化物,投加量为10~20l/h。

一级调节PH后的废水进入二级PH调节槽,PH5设定为10.5,使重金属离子形成氢氧化物沉淀,再加入有机凝聚剂聚丙烯酰胺(PAM),投加量为1~2mg/l,使金属氢氧化物进一步凝聚成较大的絮体,以利于沉淀去除。

经过处理后能使出水达排放标准。但处理后污泥量较大。使用该方法时,对混合废水中的络合剂、螯合剂等有一定限度,否则达不到预期处理效果。

2.2.4 PH终端调节 上述混合废水经过二级固液分离后,使镍、铜、铬离子除去,但PH值较高,故需进行PH总调节,PH6=7.5。为了使反应槽加药均匀,均设了搅拌器。

2.3 结果与讨论 ①该工艺按不同性质的废水分而治之,严防互混,避免了彼此之间相互干扰。采用分类预处理、再合并处理的综合性电镀废水的处理方法,出水效果稳定、操作简单、占地面积小、污泥生成量少、造价及运行成本低,对处理电镀废水是一个经济、可行的技术。②氰化物一级氧化时,PH>10,否则会产生巨毒物质;Cr6+还原反应,PH须在2.5左右,若PH>3.0,反应进行很慢。③此法不能回收贵重金属,而是直接排放,浪费资源且对环境带来一定的污染。

参考文献:

[1]马东生等.化学法处理电镀废水自动控制.电镀与精饰,1998,20(1):40-41.

[2]吴文等.电镀废水化学综合处理.电镀与精饰,2001,23(3):44-45.

[3]李庆伦等.电镀废水综合处理系统.中国有色金属学报,1998,8(2):551-553.

第5篇:电镀含铬废水处理方法范文

关键词:电镀废水处理设施金属

一、 前言

电镀行业是国民经济中不可缺少的环节,涉及国防、工业、生活领域。从大类上分为机件金属电镀、塑料电镀,达到工件防腐、美观、延长寿命、外观装饰等效果。

电镀产生的废水毒性大,对土壤,动植物生长均产生危害。因此必须严格处理废水达标排放,缺水地区推行废水处理达标循环利用,从技术生产上讲,由于电镀生产过程和废水处理过程须投加一定量的多种化学品。电镀废水处理后达到循环回用,回用水必须经脱盐后才能回用于生产线用水,对环境含盐总量不会削减,树脂交换、反渗透工艺的浓缩液仍返回地面。

二、电镀废水处理工艺

废水处理工艺设计是根据废水性质、组分及企业的情况和处理后排放水质参数的要求,经综合技术经济比较后确定的。

电解法:能耗高,电耗和铁耗均高,对高浓度含铬废水产生污泥量太多,不适应,同时对含氰废水处理不理想,所以含氰废水还要用化学法。

化学药剂+气浮法:采用化学药品氧化还原中和,用气浮上浮方法进行泥水分离,因电镀污泥比重大,并且废水中含有多种有机添加剂,实际使用时气浮分离不彻底,并且运行管理不便,到90年代末,气浮法应用越来越少。

近年开发的生物处理工艺:小水量单一镀种运行效果高,许多大工程使用很不稳定,因水质水量难以恒定,微生物对水温,品种,重金属离子的浓度,PH值的变化难稳定适应,出现瞬间大批微生物死亡,出现环境污染事故,而且培菌不易。

本工艺是针对不同性质的废水加入不同的药品进行氧化还原中和后,采用直接压滤分离方法分离污泥,投资省、运行操作管理方便,稳定可靠、能耗低。

当前许多缺水地区要求电镀废水循环回用。在GB8978―1996一级排放预处理的水质基础上深度净化,主要回用水含盐量大,占20%--23%,必须进行脱盐处理,采用粗滤精滤超滤反渗透工艺,可达饮用水水质标准,这对水资源重复利用有一定意义,但铬盐等浓缩液污染物占20%--23%仍返还环境中。

根据多年来在环境监察工作中了解到的实际经验,在投加适量药剂反应良好的条件下,不管是气浮法、还是沉淀法,都是起到固液分离的作用,只要达到固液分离并且分离彻底、稳定可靠,并又要适应高浓度废水处理时也能得到及时有效分离,气浮法与沉淀固液分离方法均不能满足以上条件,这种结论在我厂做过以往工程均得到证实。根据经验,对这种高浓度废水直接采用压滤方法一步到位,可减少沉淀池投资,又可保证不同浓度废水处理稳定达标。

三、电镀生产工艺及排放废水情况简述

大多数电镀厂系综合性多镀种作业,涉及铬、镍、锌、铜等多镀种,从被镀件种类可分为金属镀件和塑料镀件,含氰电镀工艺落后虽然大部分淘汰,但亦有不少电镀厂仍在沿用。

一般电镀厂的生产工艺如下:电镀生产工艺主要为机械抛光(磨光或滚光)除油酸浸蚀电镀烘干合格产品入库,不合格产品退镀。

四、设计水质

各电镀厂的生产工艺,生产规模差别很大,镀种,废水浓度均不一致,甚至6―10倍,处理工艺大致可把含铬废水和酸洗废水混合后单独处理;把含氰废水和除油废水混合后单独处理;其它镀种废水混合后单独处理。废水水质浓度与处理成本成正比,废水浓度与采用的生产工艺相关,排放标准与该地的环境容量由当地环境部门确定排放标准,一般分为达标排放GB8978―1996一级和回用水质标准。

五、工艺流程

5.1、含氰废水格栅调节池废水泵电磁流量计二级氧化反应池混合废水池

Na2SO3 H2SO4

5.2、 含铬废水格栅调节池水泵电磁流量计还原反应池混合废水池CaO PAM

5.3、混合废水格栅混合废水池水泵电磁流量计中和反应池 压滤泵压滤机砂滤池PH调节池标准化排放口,干污泥经无害集中处置。

六、工艺流程原理简述

6.1、含氰废水预处理:

含氰废水经格栅后,进入含氰废水调节池,经转子流量计后泵入二级氧化反应池,该池内安装有PH自动控制仪、ORP自动监控仪和搅拌机,加药时可通过PH计和ORP仪反馈的信号而控制加药量,一级氧化反应是氰化物在碱性条件下被氯氧化为氰酸盐的过程,其反应式分如下两种步骤:

CN -+ClO-+H2O=CNCl+2OH - (一)

CNCl+2OH-=CNO-+Cl-+H2O (二)

在一级反应过程中,(一)式反应很快,但(二)式反应中PH值小于8.5时,反应速度慢,而且释放出剧毒物CNCl的危险,因此在第一级反应过程中污水的PH值要控制到≥11。

第二级氧化反应是将第一级反应生成的氰酸盐进一步氧化成N2和CO2,虽然一级反应生成的氰酸盐毒性很低,仅为氰的1%,但是CNO-易水解成NH3,对环境造成污染,其反应原理为:

2NaCNO+3HOCl=2CO2+N2+2NaCl+HCl+H2O

反应时,该池的PH值应控制在7.5~8之间,因PH≥8时,反应速度慢;当PH太低时,氰酸根会水解成氨,并与次氯酸生成有毒的氯胺。经二次破氰预处理后,原来的络合物被打开,废水直排到混合废水池后再与混合废水一并处理。

6.3、混合废水处理:

混合废水为含铬预处理后废水、含氰废水预处理后废水、镀镍、普通镀铜、除油等废水,该废水混合后经格栅处理由防腐泵提升经转子流量计进入中和反应池,该池内安装有PH计及搅拌机,当向反应池投加碱(CaO)时,各金属在一定的PH值下生成相应的氢氧化物沉淀物。根据我们以往所积累的对电镀废水行业的处理经验,混合废水最佳沉淀的PH值为9.5,反应后的出水进入中间水池,再经过经砂滤后,出水的PH还是偏碱性,因此再经PH调节池加酸调节后可达标排放。压滤后的污泥外运集中深埋或制砖或回收金属离子或经其它无害化处理。

第6篇:电镀含铬废水处理方法范文

铬是一种储量丰富、用途广泛的金属元素,广泛用于金属加工、电镀、制革等工业领域。铬在现代生活中有着不可取代的作用,但也带来了不容忽视的环境问题,因此含铬废水的减排和净化已经受到大家的广泛关注。

铬的毒性与其价态有关:金属铬没有毒性,而化合物中三价铬(Cr3+)和六价铬(Cr6+)对水生生物都有致死作用,其中,Cr3+可被底泥吸附转入固相,而Cr6+则多溶于水,在水体中较为稳定,并具有更强的可移动性和氧化性,因此其毒性较Cr3+高很多。目前,造成Cr6+水体污染的来源主要包括镀铬、化学制造和蒸发冷却塔。此外,煤和石油的燃烧也会产生铬(1700吨/每年),其中只有约2‰为Cr3+,其余大部分为Cr6+,因此对Cr6+的净化是目前含铬废水处理的主要任务。

目前,常用的含铬废水处理方法主要有化学沉淀法、电解法、离子交换法、活性炭吸附法、电沉积法、反渗透法等物理化学方法,其中活性炭吸附法是处理含六价铬废水的重要方法之一。以天然植物和天然矿物质为原料,如果壳、果核、木材和沥青等,制备不同品级的活性炭已实现工业生产。生活中餐余猪骨很多被废弃,但将其变废为宝,制备多孔炭的报道并不多见。餐余猪骨具有独特的精细结构,可以将其中的有机物作为碳源,无机物作为天然模板,用于制备多孔炭。吸附了六价铬离子的多孔炭如何处理,能否被再利用?受多孔炭和三氧化二铬复合物制备高性能锂离子电池负极材料的报道启发,能否将吸附了铬离子的多孔炭用于制备锂电池的负极材料?如果这一设想可行,那么多孔炭净化含铬废水后的产物就可以得到充分利用,使活性炭净化含铬废水工艺更加绿色环保。本课题的设计思路如图1所示。

具体设计思路有以下几个方面:①利用餐余废弃的猪骨为原料,将其中的有机成分作为碳源,无机纳米钙盐作为模板,制备含有纳米孔的多孔炭吸附剂。②利用多孔炭处理含铬的废水,不但可使工业含铬废水得到净化,同时还可将已经吸附了有害物质的多孔炭复合物用于制作锂离子电池的负极材料。③将这种复合物作为高性能锂离子电池负极材料,有望为我国环保型电动汽车提供高效能源。

实验部分

多孔炭制备

将餐余废弃猪骨洗净、粉碎烘干,再在氮气保护下450℃煅烧1小时,冷却至室温,最终得到黑色粉末产物,待用。取一定量的氢氧化钾与制得的黑色粉末研磨均匀混合(质量比为1:1)并在一定温度下氮气保护处理1小时,随后冷却至室温,用硝酸水溶液脱除活化剂和骨中的无机物,再用去离子水洗至中性,烘干,即得到产物多孔炭。

多孔炭吸附净化含铬废水及其复合物的制备

分别取一定浓度含Cr6+模拟废水置于瓶中,调节不同的pH值,加入一定量多孔炭,在一定温度下振荡一段时间后,取上层清液,测定铬含量,再将过滤后得到的固体粉末烘干待用。

自制多孔炭对实际含铬废水的净化测试:取一定量河北某电镀厂含铬废水,加入一定量的多孔炭,测定其对实际废水的净化处理效果。

半电池的组装及电化学性能的测定

电极极片的制备

将吸附铬离子的多孔炭、乙炔黑、明胶溶液按质量比8:1:1混合,研磨制浆,用刮刀涂布于集流体铜箔上得到电极极片。将极片置于真空干燥箱中干燥12h,裁成直径为12mm的圆电极片待用。

锂离子半电池的组装

本实验将制得的电极片组装成半电池,然后进行性能测试。

锂离子电池性能测试

采用两电极体系,测试温度为室温,测试电压范围为0.005~3V,充放电过程恒电流均用50mA/g。

结果与讨论

多孔炭制备过程分析

从图2可以看出,餐余废骨经粉碎、煅烧、氢氧化钾活化等处理,最后用稀硝酸洗涤后得到黑色多孔炭粉末。为观察多孔炭的微观结构,进行了SEM的测试,结果如图3所示。由图3可以看出,制备的多孔炭含有丰富的孔洞,且呈现分级孔结构。大部分在100nm以下,且在其孔壁上有很多更加微小的孔洞(图3内嵌图),这与本实验设计结果一致,证明用餐余废骨制备多孔炭具有可行性。为了进一步分析实验制得的多孔炭的孔结构,对其进行了BET测试,由实验结果可以看出,本实验制得的多孔炭含有丰富的微小纳米孔,孔径大小在4nm左右,且其比表面积高达1624m2/g,这有利于获得优异的吸附性能。

多孔炭对铬离子的吸附性能

用浓度分别为100mg/L和300mg/L含铬模拟溶液,加入一定量的自制多孔炭观察其对六价铬离子的吸附能力,结果如图4所示。可以看出,原始含铬溶液呈亮黄色,吸附24小时后,浓度为100mg/L的含铬废水几乎变为无色,浓度300 mg/L的废水颜色也明显变浅;吸附48小时后,浓度为300mg/L的含铬废水也变为无色,说明此时铬离子已基本被多孔炭完全吸附。

为了分析含铬模拟废水浓度对吸附效果的影响,在27℃温度下,将自制的活性炭加入到不同浓度的含铬废水中,控制加入量为1.0g/L,测定吸附24小时后的吸附效果。从实验结果可以看出,随着模拟废水中铬浓度的增加,多孔炭对六价铬的吸附量逐渐增大,但当浓度增大到500mg/L时,吸附基本达到饱和,继续增大浓度,多孔炭的吸附量并无明显增大。

选取含铬模拟废水的初始浓度为100mg/L,多孔炭的加入量为1.0g/L,在27℃下,研究吸附时间对铬吸附量的影响。由实验结果可以看出,随着时间的延长,活性炭对铬的吸附量逐渐增大。在前一个小时内的吸附量增幅最大,说明此时吸附速度较快,当吸附时间达到10小时吸附基本达到平衡。

为考察多孔炭对实际工业废水的净化效果,课题选择了河北某电镀厂的含铬工业废水作为处理对象,通过检测获知其六价铬离子浓度为604.8 mg/L,随后分析比较自制多孔炭与市售多孔炭对其净化处理效果,从结果可以看出,餐余猪骨制备的多孔炭对电镀废水的净化效果明显好于市售Norit多孔炭,证明了其具有潜在的应用前景。

电化学性能测试结果分析

初步电化学性能研究表明,吸附铬的多孔炭作为锂离子电池的负极材料具有较好的稳定性。已有的全部实验结果表明,将餐余废弃猪骨用于含铬废水的净化取得较为理想的结果,同时吸附铬离子后的多孔炭有望用于锂离子电池的制造,这为多孔炭吸附剂的开发与再利用开拓了新的方向。

结论

通过研究得出了以下结论:用餐余猪骨可以制备出高吸附性能的多孔炭,其对含有六价铬的废水吸附性能高于目前市售活性炭,同时对实际电镀工业含铬废水亦表现出优异的净化效果,有望成为一种性能优异的含铬污水净化剂。将吸附了铬的多孔炭作为锂离子电池负极材料的初步研究证明了其可行性,电池得到了较高的比容量,这不但使多孔炭吸附剂得到了有效的再利用,同时也有望为制造锂离子电池负极找到新材料。

进一步研究的设想

由于研究时间有限,还有很多工作需要完善,我进一步的研究设想如下。

完善餐余骨制备多孔炭的工艺,优化制备条件。调节煅烧温度、时间等工艺参数对多孔炭吸附性能的影响;考察不同餐余废骨(猪骨、鸡骨、鱼骨等)对制备多孔炭结构的影响,努力使餐余废骨变废为宝,资源得到充分利用的同时,解决餐余废骨对环境的污染问题。

深入研究多孔炭对含铬废水的吸附工艺,探讨吸附了铬的多孔炭作为锂电池负极的电化学性能及其吸附铬量等的关系。通过研究为锂电池开发性能优异的材料,希望能为我国电动汽车提供高比能电池。让我们周围的环境更环保,生活更美好。

进一步研究自制多孔炭对不同实际含铬工业废水的吸附研究,并探讨其对锂离子电池性能的影响,为该材料的实际应用奠定基础。

该项目获得第29届全国青少年科技创新大赛创新成果竞赛项目中学组化学一等奖。

第7篇:电镀含铬废水处理方法范文

关键词: 电镀废水; 重金属; 污染;治理措施

中图分类号:F407.4 文献标识码:A 文章编号:

1 重金属电镀废水的来源及危害

电镀生产工艺复杂,工序繁多。含重金属废水的来源主要有以下几方面:

前处理废水。电镀中普遍采用盐酸、硫酸进行除锈、除氧化皮及浸蚀处理,工件基体重金属离子溶解在清洗液中;

电镀工艺过程中( 包括化学抛光和电化学抛光) 各工序清洗水。清洗水中含有重金属盐类、表面活性剂、络合物和光亮剂等。清洗废水占电镀废水的绝大部分;

废弃电镀液。长期使用的镀液,杂质不断积累,当难以去除时,不得不将一部分或全部废弃;化学镀液超过使用周期也会形成含重金属废液;

4) 其他废液。包括不合格的工件退镀、镀液分析、清洗滤芯、清洗生产场地、废气治理的废液及各种设备的“跑、冒、滴、漏”造成的废水。

电镀废水中含有环保方面认定的危害重金属主要有铬、铜、镍、铅、锌及镉等。重金属在自然界中难以降解,有很强的隐蔽性和富集性。近几年,我国的重金属污染事故呈高发态势,如不进行有效处理,其危害难以估量。现代医学研究表明,一些重金属离子进入人体会使人致癌、致畸、致染色体突变,潜伏期可达数十年,一旦发病后果不堪设想,有人把重金属危害形容为“慢刀子杀人”、“生物定时炸弹”。在这种形势下电镀行业应该摆正位置,深刻认识重金属污染的危害,以高度的责任感,变“被动应付”为“主动应对”,认真采取各项措施大幅降低污染,作好重金属废水的防治工作。

2、源头预防是控制重金属污染的有效手段

根治重金属污染任重而道远。在现阶段从源头预防末端治理达标是最现实的,也是可以做到的。源头预防就是要尽量减少重金属废水的产生,或在生产过程中将重金属污染物回收处理; 末端治理就是通过各种处理方法将不达标的废水处理达标并排放,预防和达标应该两手都要抓,两手都要硬,不应顾此失彼。在前端预防方面,政府有关部门要严格审批电镀厂的建设地点,能不建的尽量不建,必须建的要贯彻环保“三同时”方针,认真作好环境影响评估,并监督环保设施的设计、安装和竣工验收,全面落实对重金属污染的防治措施。对已经取得电镀生产许可证的企业,要推广使用低污染甚至无污染的新工艺、新技术,减少废水的重金属浓度和排放量,要在生产线上进行科学管理,提高金属材料转化率,延长镀液寿命。在末端治理方面,要加大重金属废水治理的科技、人才和资金的投入,加速推进先进治理技术的成果转化,为电镀企业重金属治理提供可靠和切实可行的操作方案,使企业用得上、用得好、用得起,从而实现污染物稳定达标排放。此外,环保部门认真监督执法做到不欠自然生态环境的新帐,也能使重金属废水的治理有一个根本性的转变。

3 加强重金属废水治理技术的研发和应用

处理含重金属电镀废水的传统方法有化学法、物理法、电解法、离子交换法和生物法等。这些单一的处理方法都不同程度存在着成本高、能耗大、达标率低和金属回收率低的弊端。有资料显示,我国绝大多数电镀企业应用化学沉淀法处理重金属废水。化学沉淀法的原理是通过化学反应使废水中的重金属离子转变为不溶于水的金属化合物( 如硫化物沉淀、中和沉淀和铁氧体沉淀等) 。受沉淀剂和 pH 值的影响,处理后的水质往往不能达标,沉淀物分离困难,尚需进一步处理。另外,单一处理方法还存在产生二次污染的危险。

针对传统治理方法的缺陷和不足,近年来采用复合处理和自动控制相结合处理电镀重金属废水已形成一种趋势。其特点是流程集中、设备小型化,节约了治理成本的同时提高了重金属回收率。复合应用包括化学沉淀、重金属捕集、膜处理及低能耗浓缩技术等。一批专业从事设计、制造重金属废水治理整套设备的企业应运而生,如利用高分子重金属捕集沉淀剂能在常温下与废水中多种重金属离子反应生成不溶于水的螯合盐,再加入絮凝剂形成重金属絮状沉淀,从而达到去除重金属的目的。用该方法处理 40mg/LCu2+、28mg/L Ni2+和 26mg/L Zn2+的电镀废水,排出水重金属质量浓度均低于 0.5mg/L。再如,某公司开发研制的集重金属捕集、转化、中和、絮凝及沉淀方法为一体处理含 Cr6+、Zn2+、Cu2+、Fe2+、和Ni2+一步完成的方法,实用性强,出水达标状态稳定,已成功应用于电镀生产线中。

值得提出的是,近几年,利用天然矿物和植物治理重金属污染技术也有了新的进展。在矿物方面,某专利技术表明,在含有重金属离子的废液中,加入能消除、转化废水中的有害物,然后经物理化学处理,将重金属成分转变为水处理剂,实现了化害为宝。在植物方面,利用植物固定、吸收、提取、分解、转化、清除水和土壤中的重金属污染物也取得了可喜的成果。我国生态环境工作者已发现10 余种“超富集”植物。该植物的特点是在其生长过程中,能将被重金属污染的水体和土壤中的重金属离子超量( 较一般植物而言) 富集在花、叶、茎部分,其成熟收获后,通过焚烧等处理实现重金属回收。如新发现被命名为李氏禾的多年湿生植物,生长期间叶片中 Cr( Ⅵ) 高达 2.977g/kg的2价铜. 129g / kg的1价镍.对重金属吸附率达 89.3% 以上。该方法已应用在广西河池大环江地域生态恢复上,取得了初步成效。

4 开展清洁生产和循环经济

电镀企业在不断提高产品质量和性能的基础上要不断追求两大目标: 一是金属材料转化率最大化; 二是重金属污染物及废水产生量最小化。开展清洁生产和循环经济,有利于实现电镀重金属污染物的最小化和循环利用。

清洁生产是先进的生产方式,随着清洁生产的实施和产品出口( 欧盟) 的需要,一批环保型的电镀工艺取代了有重金属污染的工艺。如无磷低COD 前处理、三价铬镀铬、无铬钝化、代镍合金及符合欧盟 ROHS 法规的无铅及无镉工艺等。这些工艺的推广使用,既节约了资源又实现了环境友好,降低了电镀废水中重金属的含量。这些产品较传统产品质量有了提升,金属有效利用率提高,有害成分降低。电镀行业的这些变化在一定程度上减轻了重金属废水处理的压力。

2009 年,我国开始实施《循环经济促进法》,循环经济是更广泛意义上的清洁生产,是涉及全社会的系统工程。循环经济是传统经济“资源产品废弃物”向“资源产品废弃物再生资源产品”的转变,是建立在资源回收和循环利用基础上的发展生产模式。简单的说,就是将一个企业的废弃物用作另一个企业的原料,通过废弃物交换和使用,将不同企业联系在一起,形成“资源产品资源再利用”的良性循环过程。如将含重金属电镀废水处理后的污泥用于水泥、沥青的固化工艺中; 含铬污泥作为陶瓷颜料、鞣革剂及高分子材料的改性剂,这都是有益的尝试。总之,通过清洁生产和循环经济的持续开展,电镀行业要坚持做到不断使重金属废水数量和危害最小化。少量的重金属污染物在社会经济的大循环中开辟新途径,实现回收利用、变废为宝的目标是值得期待的。

结 束 语

降低重金属材料的消耗,减少重金属废水是无止境的,不可能靠一朝一夕解决所有污染问题,世上无难事,只要肯登攀。创新重金属污染的处理技术,使电镀产生的重金属废水数量和危害最小化,最终实现回收利用的目标,实现重金属污染物无害化、资源化。我们要从电镀行业持续发展的角度考虑,加强重金属污染治理技术的研发和应用,在清洁生产和循环经济中,实现电镀重金属废水的有效治理,恢复自然生态的本来面貌。

参考文献

[1] 张允诚,胡如南,向荣,等. 电镀手册[M]. 第 4 版. 北京: 国防工业出版社,2011: 29-30.

第8篇:电镀含铬废水处理方法范文

关键词电镀废水内电解生物滤池

1 前 言

改革开放以来,中国工业高速发展,电镀工业经历了一个较大的变化和发展过程,其规模、产量及产值都已进入世界电镀大国的行列,特别是国外优良电镀添加剂和电镀设备的进入、国外对电镀产品进口量的增加以及外资电镀厂家来内地建厂、乡镇企业的急剧发展等,都促进了我国电镀业的发展。目前,国内电镀企业已超过40000个,职工超百万人,较正规的生产线已超过5000条,具有30亿平方米电镀面积的加工能力,表面处理行业年产值数百亿元。

目前,我国电镀企业呈现规模小、数量多、经营分散、工艺和污染治理设施落后的特点,造成了严重的环境污染。为有效解决电镀行业经济与环境的协调发展问题,各地纷纷筹建电镀工业园区,采取统一规划、集群发展、污染物集中治理、资源循环利用的发展模式,一方面可以提升产业素质、提高区域的配套能力水平,同时,也能彻底解决这个行业的结构型污染的问题。由于集群化发展产生的电镀综合废水成份复杂,传统处理工艺难以实现真正意义上的零排放。为此,研究新的废水处理工艺,经济、有效地处理电镀产业群的综合废水,是确保这个行业发展及产业集群发展模式顺利实施的关键。

2 电镀废水现状处理工艺情况

传统的单一水质的电镀废水处理方法主要有化学法、物理化学法和生物法,包括化学沉淀、电解、离子交换、膜分离、活性炭和硅胶吸附、生物絮凝、生物吸附、植物整治等方法。

电镀综合废水是一种成份复杂的高浓度有机物、高浓度重金属的废水,水质有以下特点:⑴无机酸含量高,腐蚀性强。⑵重金属含量高,种类多、毒性大。目前国内已建工业园普遍将电镀废水分为5类:含氰废水、含铬废水、混排废水、前处理废水和酸碱综合废水,采用氧化―还原、化学絮凝沉淀等处理工艺。这些方法需要投加大量化学药剂,处理成本高,工艺操作复杂,产生大量副产物,膜渗析、多效蒸发投资量运行费用高。要达到废水全部回用,吨水处理成本在20元左右,经济上不可行。

3 内电解―生物化学法处理工艺

3.1实验设备及材料

储水槽(80m3),电凝槽(4000ml量筒),中间槽(80m3),计量泵3个(流量40L/h,扬程20m,功率200w),氧化槽2个(20L),沉淀槽2个(q=0.3 m3 /m2.h),活性炭过滤器(4000ml量筒), 风机(流量40/h,压力:1.5Kpa), 曝气头8个,曝气头分线器(8头),高频电源(2kw),溶氧测试仪

硫酸20kg,石灰50kg, 絮凝剂20kg, 活性炭20kg,烧碱10kg,绝缘胶带2卷,生料带5卷,双绞线(1.5m2)20m,单芯铜线(4.0m2)20m,硅藻土40kg,钢筋(¢16 400mm)2根,扁铁(40×4400mm)2根,铝排(40×4400mm)2根,塑料条(10×10×400mm )2根,漏斗(¢100),电热毯电阻丝2个,温度计,菌种100g

3.2工艺流程

3.3工艺分析

3.3.1内电解

内电解技术采用电化学原理,借助外加高电压作用产生电化学反应,把电能转化为化学能,经单一内电解工艺即可对废水中的有机或无机物进行氧化还原反应,进而凝聚、浮除,将污染物从水体中分离,可有效地去除电镀综合废水中的Cr6+、Zn2+、Ni2+、Cu2+、Cd2+等金属离子及CN-、油脂、磷酸盐以及COD、色度。

⑴还原反应,可去除Cr6+、色度

阴极上发生还原反应,产生氢,具有很强的还原能力,可将六价铬还原成三价铬,并以氢氧化铬沉淀去除。

⑵可去除重金属离子

重金属离子与电解水中的OH-反应,生成金属氢氧化物固态沉淀。

⑶氧化反应可去除COD及CN-

阳极产生活性(O)具有很强的氧化能力,可以氧化废水中的有机和无机化合物,去除COD、氧化CN-,将氰根破除:

⑷除硫磷、SS

铁极板受电化学作用析出的Fe2+被氧化成Fe3+和硫酸根、磷酸根生成Fe(OH)3、Fe2(SO4)3、Fe2(PO4)3等沉淀,从而携带大量悬浮物与之共沉淀,减少了Ca2+、Mg2+以及一些重金属对后续生物处理的抑制作用。

3.3.2生物化学

经过内电解处理工艺处理后的综合电镀废水的可生化能力大大增强,我们根据电镀水特性,运用现代基因技术,定向分离和培育的特性微生物。采用固定化微生物滤池,进一步去除废水中的有机物。

3.3.3硅藻土技术原理

由于经过电凝、生化技术处理后的上清液中,仍然会存在一些重金属离子如Ni2+、Ca2+等,一般情况下,为了进一步去除这些重金属,常规的方法是加碱提高废水的PH值至9.5以上,然后再加酸将PH值调至6~9,但如加入硅藻精土处理剂,PH值在7.5左右时,即可获得很高的重金属离子去除率。

3.4中试运行结果

整个系统调试稳定运行后,取样所得监测数据见表1、表2。

实验结果表明:采用内电解-生物化学-硅藻土吸附组合工艺处理电镀废水,电镀废水中的各种重金属离子去除率在96.38%以上,各项指标优于国家标准《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)。

4 结论和存在的问题

⒈采用内电解-生化法-硅藻土吸附组合工艺处理综合电镀废水可行。出水各项指标优于国家《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)。

第9篇:电镀含铬废水处理方法范文

为了实现电镀废水处理全过程自动化控制,设计出一套基于ADSP-BF537和ARM架构的电镀废水处理自动化控制系统。详细阐述了控制系统的硬件设计流程及基于VisualDSP++4.5平台的软件设计流程。通过仿真和应用试验,对电镀废水自动化控制系统的性能进行测试与评价。结果表明:设计的电镀废水处理自动化控制系统性能优良,达到预期要求,对电镀废水的处理效果理想。

关键词:

自动化控制系统;电镀废水;重金属;DSP

0前言

自动化程度低是目前电镀废水处理系统普遍存在的问题[1-2]。为了实现电镀废水处理全过程自动化控制,设计出一套基于ADSP-BF537和ARM架构的电镀废水处理自动化控制系统。首先介绍了电镀废水处理自动化控制系统的总体结构和技术指标,然后阐述了控制系统的硬件设计流程和软件设计流程,最后通过仿真和应用试验对控制系统的性能进行了测试与评价。

1总体结构和技术指标描述

1.1总体结构

电镀废水处理自动化控制系统包含重金属离子浓度采集、时钟电路、数据通信、复位电路、程序加载、AD电路和主控电路等模块。作为控制系统核心的DSP信息处理模块,用于信息采集和数据感知,并作为控制系统的数据输入,供DSP信息处理单元实施远程控制和指令执行。选用TI公司生产的ADSP-BF537作为主控电路模块的集成DSP芯片。集成控制电路提供EPROM、SDRAM和主机接口(EHPI),I2C总线传感器通过敏感元件和换能器实现信号采集。电镀废水处理自动化控制系统的控制中心单元是系统中枢神经。它通过四通道的特征信息处理将控制系统的两个DC-DC电源转换模块转换成12V电压,并且ADC将模拟信号转换成DSP可以处理的并行数据。AD转换器中需要考虑分辨率、转换速率等因素。AD模块主要完成模拟信号向数字信号的转换,经DSP处理后的数据被输送至DA转换模块。综上分析,本文设计的电镀废水处理自动化控制系统通过传感器模块进行信息采集,并经过AD数模转化和DSP控制电路处理,实现对电镀废水的自动分离和监测控制。

1.2技术指标和模块功能描述

本文设计的电镀废水处理自动化控制系统具备电镀废水中重金属离子类别和浓度检测、电镀废水自动加药处理和电镀废水去污排废等功能,适用于不同类型的电镀废水处理,能够高效去除污染物和重金属等有害成分。以含铬电镀废水为例,应用电镀废水处理自动化控制系统,通过自动加药控制,同时采用铁氧技术使铁离子和铬离子产生氢氧化物沉淀,促使铬离子价态转变,消弱危害性。另外,还可通过电解法电解分离出含铬电镀废水中的重金属等有害成分,并经过滤实现重金属的去除与回收[3]。

2硬件设计

电镀废水处理自动化控制系统的硬件除了主要控制部件(如MCU、DSP、EMPU和SOC等)外,还包括LM1117-33动态增益控制模块。动态增益控制模块用于提高重金属离子的吸附和交换能力,实现重金属的去除与回收。

2.1时钟电路设计

电镀废水处理自动化控制系统中,AD模块主要完成模拟信号向数字信号的转换,采集重金属离子浓度等数据信息。设计的控制系统要求输出端具有稳定控制输出,为此,专门设计时钟电路。图2为时钟电路原理图。针对电镀废水的特性,时钟电路内核频率设定最高为170Hz,I/O电压设定为3.1V。选用SRAM进行数据存储,并在液晶显示模块中进行人机交互。时钟电路作为电镀废水处理自动化控制系统的基础,用以实时监测重金属离子的浓度和类别。利用附带的时钟振荡器所产生的电磁辐射,实现对重金属离子电磁絮凝和生物吸附[4]。

2.2上电加载电路设计

在时钟电路基础上,设计上电加载电路。图3为上电加载电路原理图。采用ADSP-BF537引导装载进行电镀废水处理自动化控制系统的闪电加载。TMS320VC5509A芯片内置64kbytesROM,地址范围FF0000h-FFFFFFh,通过并行外部存储器接口EMIF进行数据通信。上电加载电路设计I2C加载模式,以采集到的电镀废水数据信息作为识别数字信号,使用256kbit串行CMOSEEPROM加载I2CEEPROM。电镀废水处理自动化控制系统的高速存储单元自动增加内部地址计数器,实现对AD采样数据连续读取。

2.3复位电路设计

为了确保电镀废水处理自动化控制系统稳定运行,设计复位电路。复位电路采用ADM706微处理器监控芯片,通过1.25V门限检测器对加药量进行自动门限控制,在输出端设置独立看门狗输出,同时具备加药过量等故障报警和低电池检测等功能,通过控制中和反应和沉淀进程,平衡重金属离子的浓度,调节电镀废水的PH值。

2.4程序加载电路设计

在时钟电路、上电加载电路和复位电路的基础上,设计程序加载电路。上电复位或软件复位后,采用嵌入式ARM控制芯片,从外部16位存储器中连续读取0x00字节的主机引导程序,对电镀废水处理过程进行自动化控制。在VISUALDSP++的集成开发环境中,通过工具loader实现对电镀废水处理自动控制程序的烧写和引导。设定PLL_LOCKCNT寄存器进行控制程序时钟采样,通过AD转换模块和动态增益控模块进行系统集成设计。另外,设定PLL_LOCKCNT寄存器进行控制程序时钟采样,在控制执行单元设计误差补偿器,将电镀废水处理自动化控制系统稳态误差控制在较小幅度,实现信号接入、电源输出和出水量自动控制。程序加载电路采用数字电源和模拟电源进行LCD接口设计,监测结果回传至控制系统ARM主控系统,采用DA转换电路实现对系统智能调节。程序加载过程中,DSP作为主机,AT25HP512作为从机,VSS和VCC分别接地和接3.3V电源。电镀废水处理自动化控制系统硬件设计除了时钟电路设计、上电加载电路设计、复位电路设计和程序加载电路设计外,还包括电源设计、CAN通信电路设计和DA电路设计。电源设计的目的是提供运放供电的±12V电压,将DSP板的±12V电压通过总线得到稳定电压。CAN通信电路设计采用ADUM1201进行电气隔离,并采用PCA82C250系统作为CAN总线驱动器。DA电路设计采用AD5545D/A转换芯片,其输出范围达±15V,并且具有0.5μs建立时间实现数据采样和数模转换。

3软件设计

结合电镀废水处理自动化控制系统的功能要求,基于VisualDSP++4.5平台进行控制系统软件设计。软件设计的主要功能是通过编写控制函数对重金属离子的类别和浓度进行监测,并通过数模转换对废水排放指标进行分析和控制。监测结果若显示电镀废水中重金属离子浓度符合排放标准,则执行自动排放程序。执行程序通过液晶显示界面实现人机交互。软件设计中,首先进行系统初始化,包括电镀废水监测同步串口初始化、CAN同步通知初始化和时钟初始化。然后设定PLL_LOCKCNT寄存器,锁相环输出频率为600MHz,控制系统的内核时钟600MHz,使用CAN的接收中断,实时监测电镀废水中重金属离子的类别和浓度,通过生物吸附和加药控制,并采用离子交换处理,确保经处理的电镀废水符合排放标准。

4仿真测试

为了测试电镀废水处理自动化控制系统的性能,进行仿真。运用WIN32API函数CreateFile()建立电镀废水中重金属离子浓度的生成函数,通过DeviceIoControl()、ReadFile()和WriteFile()函数分别控制电镀废水处理自动化控制系统的DSP主机、文件读取和程序写入,在CVI参数面板上设定所需控制的参量。利用DSP监测重金属离子的浓度,在控制输入面板中输入电镀废水流量和排废浓度阈值等信息参量,对电镀废水处理全过程实施自动控制。控制过程中,向中控系统AD5545发送0x3FFFF,等待200000条nop指令后进行时隙延时,等待主控系统分析结果。依据获取的电镀废水成分和重金属离子浓度数据信息,进行两路DA数据转换控制,并智能采用离子交换、化学沉淀或生物絮凝等处理方法,实现有害成分的去除及重金属的去除和回收[5-6]。

5应用评价

在仿真测试的基础上,应用本文设计的电镀废水处理自动化控制系统进行电镀废水处理,通过试验考察控制系统的性能。以重金属离子的去除率为指标,与当前应用电镀废水处理系统的处理效果进行比较。本文设计的电镀废水处理自动化控制系统对电镀废水的处理效果优于当前应用的电镀废水处理系统的处理效果,达到预期要求,电镀废水中重金属离子的去除率更高,更符合排放标准。

6结论

针对当前应用的电镀废水处理系统普遍存在的问题,设计出一套基于ADSP-BF537和ARM架构的电镀废水处理自动化控制系统。该控制系统性能优良,达到预期要求,对电镀废水的处理效果理想。

作者:黄玉萍 杨怀磊 单位:郑州旅游职业学院信息工程系

参考文献:

[1]陆文忠,许灵群,李国平.电镀废水处理自动控制技术的应用[J].能源环境保护,2003,17(2):38-40.

[2]马小隆,刘晓东,周广柱.电镀废水处理存在的问题及解决方案[J].山东科技大学学报:自然科学版,2005,24(1):107-111.

[3]邓小红,宋仲容.电镀含铬废水处理技术研究现状与发展趋势[J].重庆文理学院学报:自然科学版,2008,27(5):70-72.

[4]胡翔,陈建峰,李春喜.电镀废水处理技术研究现状及展望[J].新技术新工艺,2008(12):5-10.