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【含油廢水處理】電鍍重金屬廢水處理及回用方案

【含油廢水處理】電鍍重金屬廢水處理及回用方案

電鍍行業(yè)概況:

我國經(jīng)濟一直持續(xù)高速增長,已成為世界制造業(yè)與加工業(yè)的中心,電鍍技術(shù)不僅僅在傳統(tǒng)工業(yè)中扮演重要角色;在高新技術(shù)產(chǎn)業(yè),如現(xiàn)代電子、微電子、通訊產(chǎn)品制造上發(fā)揮愈來愈大的作用。已成為我國制造業(yè)中不可或缺的一部分。

我國有上萬家電鍍企業(yè),基地主要集中在珠江三角洲地區(qū),浙江的溫州、金華、嘉興地區(qū),江蘇昆山、蘇州、無錫,山東沿海及東北沿海,重慶及周邊地區(qū)。

隨著市場的成長,我國電鍍技術(shù)從不同層面都得到了長足的進步,但這個行業(yè)目前存在企業(yè)小而多,技術(shù)更新慢,理水平低,污染大等問題,嚴重困擾著這個行業(yè)的發(fā)展,許多大城市的電鍍廠迫于環(huán)保壓力,紛紛關(guān)閉,向農(nóng)村和貧窮的邊緣地區(qū)轉(zhuǎn)移,但這不是根本的解決辦法。電鍍行業(yè)本身不是一個獨立的產(chǎn)業(yè),它與當?shù)氐漠a(chǎn)業(yè)密不可分,因此電鍍行業(yè)在國內(nèi)還需得到長期發(fā)展,發(fā)展的前題要解決好與環(huán)境友好相處的方法,可持續(xù)發(fā)展也是電鍍?nèi)艘恢睂で蟮摹?/p>

電鍍工藝、廢水來源及水質(zhì):

電鍍工藝是將金屬通過電解方法鍍到制品表面的過程,常用的鍍種有鍍鎳、鍍銅、鍍鉻、鍍鋅、鍍鎘、鍍鉛、鍍銀、鍍錫、鍍金。

二、廢水主要來源:1、鍍件清洗水。占80%左右。2、鍍液過濾沖洗水和廢鍍液。3、電鍍車間“跑、冒、滴、漏”排放的廢液。

三、電鍍廢水的危害:

電鍍廢水就其總量來說,比如造紙、印染、化工、等行業(yè)的水量小,污染面窄,但由于電鍍廠點分布廣,廢水中所含高毒物質(zhì)的種類多,其危害性是很大的。未經(jīng)處理達標的電鍍廢水排入河道、池塘,滲入地下,不但會危害環(huán)境,而且會污染飲用水和工業(yè)用水。電鍍廢水中含有鉻鋅、銅、鎘,鉛、鎳等重金屬離子以及酸、堿氰化物等具有很大毒性的雜物。有的還屬于致癌和致畸變的劇毒物質(zhì).因此必須認真地加以處理.以免對人們造成危害。

電鍍廢水各種處理工藝比較:

藝方法
建設(shè)
投資
工藝
流程
占地
面積
出水
水質(zhì)
運  行  成  本
污  泥  數(shù)量
設(shè)  備  維  護 
工 藝 弱 點
離子
交換法
復(fù)雜
運行復(fù)雜,反沖廢液產(chǎn)生二次污染需再處理,費用較高。適合鎳水回用
污泥量少,回收價值高。
設(shè)備需經(jīng)常檢查維護,樹脂費用較高。
操作復(fù)雜處理能力受限制
化學(xué)法
 
較復(fù)雜
一般
用電量大,加藥劑較多,操作復(fù)雜,污泥量大,需操作人員多,成本高,通常為4元/噸
污泥量大,回收價值低,有害固廢物處置費高。
設(shè)備受酸堿腐蝕大,維修量大,設(shè)備使用期短。
藥劑費高,一級排放標準達標困難,特別是Ni、Cu。
膜法
最好
運行費用高,適保用純漂洗水,水可以回用,
金屬回收
需要專業(yè)人員
膜污堵嚴重膜更換成本高,需要完善預(yù)處理和
 
 
 
 
 
 
 
 
 
BM菌法
簡單
較少
較好
電量少,培菌費用低,菌廢比1:80-100,操作簡單人員少,處理成本較低,通常為2.5元/噸。
污泥量少,回收價值高。
設(shè)備數(shù)量少,大部分工作在中性條件下,故障率低,維修簡便。
培菌需加溫,母菌培養(yǎng)較難。
CHA
生化法
簡單
較好
培菌溫度降低,氣溫5℃以上不需加溫,菌活性增強,菌廢比提高至1:100-150,處理成本2元/噸左右。
污泥量少,回收價值高。
設(shè)備數(shù)量少,大部分運行在中性條件下,故障率低,維修簡便。
母菌培養(yǎng)較難
高級電化學(xué)
簡單
設(shè)備運行成本2.5元線,可達到嚴控區(qū)排放指標。
污泥量少,廢渣可回收
維護簡單,僅更換電極。
 

高級電化學(xué)電鍍處理一體機處理原理:

高級電化學(xué)產(chǎn)生四種作用:電高級氧化、電還原、電絮凝和電氣浮。

1、電氧化

電解中的氧化作用分為直接氧化和間接氧化。直接氧化,即污染物直接在陽極失去電子而發(fā)生氧化,如氰化絡(luò)離子在陰極被還原成CNˉ,CNˉ在陽極首先被氧化成氰酸,然后分解成氨和二氧化碳,反應(yīng)如下:
            CNˉ+2OHˉ-2e→CNOˉ+H2O
            2CNOˉ+4OHˉ-6e→2CO2+N2+2H2O
            CNOˉ+H2O→CO2+NH3+OHˉ

間接氧化,陽極電解出的氧和臭氧在電場的作用下,與水發(fā)生反應(yīng),生成雙氧水,而鐵極板上又能電解出亞鐵離子,這兩種物質(zhì)產(chǎn)生芬頓效應(yīng),芬頓反應(yīng)所產(chǎn)生的自由羥基具有超強的氧化性,其氧化性僅次于。能把直接氧化剩下來的氰化物進一步去除,提高去除率。

2、還原反應(yīng):

陰極在高級電源的作用下,使廢水中的金屬離子直接還原為單質(zhì)金屬。反應(yīng)如下:Cr6++3e→Cr3+Cu2++2e→CuZn2++2e→ZnAg++e→Ag其它重金屬類同。
間接還原,陰極在高級電源的作用下,電解出氫,在高壓電場的作用下,會在水中形成游離氫,游離氫是最強的還原劑。間接還原反應(yīng)可以把直接還原反應(yīng)剩下來的金屬離子還原成金屬單質(zhì),進一步出去污染物,提高處理效益。鐵極板上電解出的亞鐵離子,對六價鉻也具有很好的還原作用。

3、電絮凝

可溶性陽極例如鐵、鋁等陽極,在電源作用下,陽極失去電子后,形成金屬陽離子Fe2+、Al3+,與溶液中的OHˉ成金屬氫氧化物膠體絮凝劑,吸附能力極強,將廢水中的污染物質(zhì)吸附共沉而去除。

4、電氣浮

當電壓達到水的分解電壓時,在陰極和陽極上分別析出氫氣和氧氣。氣泡小,分散度高,作為載體粘附水中的懸浮物而上浮,容易將污染物質(zhì)去除。電氣浮既可以去除廢水中的疏水性污染物,也可以去除親水性污染物。電解產(chǎn)生的氣泡粒徑很小,氫氣泡約為10~30μm,氧氣泡約為20~60μm;而加壓溶氣氣浮時產(chǎn)生的氣泡粒徑為100~150μm,機械攪拌時產(chǎn)生的氣泡直徑為800~1000μm。由此可見,電解產(chǎn)生的氣泡捕獲雜質(zhì)微粒的能力比后兩者為高,出水水質(zhì)自然較好。此外,電解產(chǎn)生的氣泡,在20時的平均密度為0.5gL;而一般空氣泡的平均密度為1.2gL??梢?,前者的浮載能力比后者大一倍多。

高級電化學(xué)電鍍處理一體機處理優(yōu)勢:

1、傳統(tǒng)工藝需要加氧化劑,絮凝劑。一體機具備強氧化—自產(chǎn)氧化劑;強還原—自產(chǎn)還原劑;絮凝—自產(chǎn)絮凝劑;氣浮—自產(chǎn)氣浮超細氣泡以及滅菌、脫色與脫臭。不需外加氧化劑和絮凝劑,大大節(jié)約處理成本。電費、耗材加人工綜合使用成本在一元錢每噸水。

2、設(shè)備穩(wěn)定性高,操作簡單、方便、自動化程度高,占地面積小,僅為傳統(tǒng)工藝的五分之一,維護容易。減少了理人員和藥品貯藏工作量。

3、傳統(tǒng)工藝用單一的處理方法不能達到處理要求,經(jīng)常多種工藝串聯(lián)處理,處理費用高,一體機集多種作用于一身,能處理電鍍混合廢水。(含金、銀廢水可根據(jù)廠商要求單獨回收)。

4、獨特的電源設(shè)計和極板材料結(jié)構(gòu)設(shè)計,解決了電化學(xué)極板鈍化問題。

5、出水水質(zhì)穩(wěn)定,優(yōu)于國家嚴控區(qū)新標準。

水回用及資源回用:

1、經(jīng)高級電化學(xué)電鍍污水處理一體機處理后的出水,達到國家新標,可以用在漂洗工藝段,再經(jīng)過簡單濃度處理后可以用在生產(chǎn)任何工藝段,真正實現(xiàn)零排放。同時節(jié)約大量市政自來水取水費和排污費。

2、不添加化學(xué)藥劑,產(chǎn)生污泥量少,大部分貴重金屬可以回用,減少污染,產(chǎn)生了效益。

電鍍行業(yè)發(fā)展展望:

一、開發(fā)操作方便運行成本低的“廢水處理及回用裝置”。

二、清潔生產(chǎn)勢在必行

1)環(huán)保理的重點將從末端轉(zhuǎn)向源頭,淘汰浪費資源和嚴重污染環(huán)境的落后生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)技術(shù)、設(shè)備和產(chǎn)品;

2)在技術(shù)改造過程中采用能源資源利用率高,污染物產(chǎn)生量少的清潔生產(chǎn)技術(shù)、工藝和設(shè)備,關(guān)注電鍍產(chǎn)品和生產(chǎn)過程對環(huán)境的影響在保證質(zhì)量、功能、性能的前提下在原材料(新的材料和配方)、能源利用、產(chǎn)品設(shè)計和全生命周期、副產(chǎn)物(物料循環(huán)利用、廢棄物再生)等方面不斷創(chuàng)新,只能推行清潔生產(chǎn)才能改善電鍍行業(yè)的環(huán)境形象促進經(jīng)濟效益和環(huán)境效益的統(tǒng)一。

三、培養(yǎng)與造就一批高素質(zhì)的電鍍復(fù)合型人材,技術(shù)創(chuàng)新的核心是科技,關(guān)鍵是人材,要培養(yǎng)造就一大批既懂化工,又懂電子、機械的復(fù)合型人材。

四、開發(fā)推廣新技術(shù):

1)長周期(10個周期以上)的光亮化學(xué)鍍工藝及其自動補料裝備。

2)鋅、銅、鎳、鉻四個大鍍種光亮劑中間體及高性能光亮劑的研究。

3)納米新材料在電鍍工藝中的應(yīng)用。

4)三價鉻鍍鉻的工業(yè)應(yīng)用。

5)等離子表面改性技術(shù)的研究應(yīng)用。

6)高工藝性能無氰電鍍工藝的研究。

7)環(huán)境保護與資源回收利用
政府引導(dǎo),成立專業(yè)公司進行污泥處理及資源集中回收,包括Au,Ag,Ni,Cu,Cr。

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