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电镀污水

Electroplating wastewater

废水处理站的工艺选择应根据废水水质、出水要求、废水厂规模,污泥处置方法及当地温度、工程地质、征地费用、电价等因素进行工艺方案选择。

对于电镀废水处理及其废水净化,本工程要求对重金属,COD,氨氮等污染物有较好的处理效果,应采用去重金属效果理想的高级强氧化工艺。根据国内外工程实例和丰富的经验,比较高效,成熟的、适合于中小规模废水处理站且具有除重金属,COD,氨氮效果的处理工艺有:化学法,电化学法,生物法,膜过滤法及离子交换等工艺。

一. 化学法

化学法是借氧化还原反应或中和沉淀反应将有毒、有害的物质分解为无毒、无害的物质或将重金属经沉淀和浮上法从废水中除去。

二.离子交换法

离子交换法中最常用的交换剂是离子交换树脂,树脂饱和后可用酸碱再生后反复使用。

二. 生化法

利用微生物的代谢作用,使废水中呈溶解和胶体状态的有机污染物转化为无害物质,以实现净化的方法,可分为需氧生物处理法和厌氧生物处理法。由于微生物的生长易控制,生长繁殖速度快,其生长所需营养成本低、用量少,决定了运行费用低。

三. 膜过滤法

1.反渗透是一种助于选择透过(半透过)性膜的功能以压力为推动力的膜分离技术,当系统中所加的压力大于进水溶液渗透压时,水分子不断地透过膜,经过产水流道流入中心管,然后在一端流出水中的杂质,如离子、有机物、细菌、病毒等,被截留在膜的进水侧,然后在浓水出水端流出,从而达到分离净化目的。

2.生物膜过滤是一种将高效膜分离技术与传统活性污泥法相结合的新型处理工艺。它用膜组件代替传统活性污泥法中的二沉池,截留生物系统的大量微生物菌群,促使系统的微生物菌群数量和生物种类的剧增,提高了废水处理能力和效率,从而使系统出水水质和容积负荷都得到了大幅度的提高。

四. 电化学法

电化学水处理技术是指在外加电场的作用下,在特定的电化学反应器内,通过电气浮,电絮凝,电芬顿,氧化还原等一系列的物理、化学反应,以及随着电化学过程或物理过程,产生大量的自由基,进而利用自由基的强氧化性对废水中的污染物进行降解的技术过程,是高级氧化技术的一种。

1具有处理重金属离子的作用

在pH值低时某些达到放电电位的金属离子可以在阴极上还原为金属。

 

如:  电化学反应     化学反应

   Cu2+  + 2e→Cu   Cu2+ +2OH-→Cu(OH)2↓

Ni2+  + 2e→Ni   NI2++2OH-→Ni(OH)2↓

Zn2+ + 2e→Zn   Zn2++2OH-→Zn(OH)2↓

同时在溶液中由于pH值上升而发生金属与OH-生成沉淀,在电絮凝、电气浮作用下,较轻的金属氢氧化物浮到废水表面,较重的沉淀到电化学槽底。

这个反应结果使部分金属离子直接沉积在阴极上,也使部分金属离子生成氢氧化物絮凝体。从而降低了废水中金属离子的浓度,相应使得废水进入化学沉淀时形成的重金属氢氧化物沉淀(污泥)亦减少。

2具有处理COD的作用

在电化学法中由于在电极反应条件下,阳极产生新生态的氧,它的氧化能力很强,COD是在高氧化中被破坏,同时也对BOD、NH4-N、有破坏作用。其阳极反应为:

2H2O -4e  → O2↑ + 4H+

2Cl- -2e →Cl2↑(在酸性条件下,Cl-含量高时,达到Cl-的放电电位)

因电化学法处理废水时采用的阳极是活性复合阳极,因此阳极中少量的Fe和Al也参加电极反应;

    Al - 3e →Al3+(无机絮凝剂)

    Fe - 2e →Fe2+(无机絮凝剂)

由于阳极中无机絮凝剂的作用,在化学沉淀时就可以少加入PAM(PAM过多时,会造成反渗透的膜堵塞),电化学处理废水的pH值范围很广范,从pH2~11均可处理。但针对废水中的主要污染物和重点污染物对处理的pH值得要求不同,也要具体考虑才能完善。

在pH值高时的阳极反应: 4OH- — 4e →2H2O + O2↑

Al — 3e → Al3+

              阴极    2H2O +2e→H2↑+2OH-

不论pH值高低,在阳极上都有新生态的氧产生,对COD等有机物均能氧化。但实践证明,在酸性条件下刺激氧化效果会更好。COD在氧化中被破坏后形成许多泡沫,浮到电解槽表面,经刮泥板刮倒泥槽中。

3具有一定的脱盐能力

主要有Cl-、SO42-、NO-组成的三大盐类。

对电化学来讲,Cl-和 NO3-都可以在阳极上放电产生气体,而对SO42-而言,由于电化学法+化学法处理电镀废水时,在化学沉淀时中和剂可用NaOH或Ca(OH)2,如果用Ca(OH)2可与SO42-生成难溶物CaSO4,每100g溶解度为0.2g,可有效除去硫酸盐。

4混凝作用去除SS

从阳极板上溶解出的Fe2+与氧发生反应生成Fe3+ ,产生Fe(OH)3沉淀。     Fe2+ + 2OH- → Fe(OH)2↓

       4Fe(OH)2   + O2 + 2H2O →4Fe(OH)3↓

电化学反应产生的Fe(OH)3活性很强,它能与废水中的有机杂质和无机杂质凝聚后产生胶体,除去水中的悬浮物。比化学沉淀中加入PAC和PAM及铁盐混凝剂,对废水中的悬浮物及难溶沉淀的细微粒子的凝聚和除去效果更好。在电絮凝过程中,由于阳极上和阴极上产生新生态的氧和氢,它的氧化和还原能力很强,当氢气和氧气以微小气泡析出时,对废水周围的絮状物、油污、有机分解物,在H2和O2的不断氧化还原下使其比重变小,从而浮至水面,产生电气浮作用。在刮板机作用下,将这些悬浮胶体物刮到污泥槽中。

 

 

各种工艺比较及优势

工艺

出水水质

运行管理优势及不足

电化学

达标

稳定,高效,全自动操作但有电极消耗

化学法

达标

投资小,易于操作但泥量大、处置难,不稳定,易超标

膜法

达标

出水水质稳定但产生大量浓水且前端处理不充分易造成膜堵塞,每年膜维护成本高

生化法

达标

经济,投入少但对B/C比有要求,且对温度有一定要求

离子交换

达标

回收贵金属但再生废液处置难

综上分析比较,并根据该工程的特点,本可行性研究推荐采用电化学工艺废水处理站废水处理的主要工艺。