鉻鎳廠廢水處理
電鍍廢水處理可分為含鉻電鍍廢水、含鎳電鍍廢水、含氰電鍍廢水及含重金屬的酸性廢水。堿性廢水指不含氰的堿性廢水，酸性廢水指不含Cr6+的酸性廢水。電鍍廢水中含有大量的鹽酸和鋅、銅等重金屬離子及有機(jī)光亮劑等，毒性較大，有些還含致癌、致畸、致突變的劇毒物質(zhì)。因此，對電鍍廢水必須認(rèn)真進(jìn)行回收處理，做到消除或減少其對環(huán)境的污染。
電鍍廢水的主要來源包括三個方面：1)廢電鍍液：濃度很高，回收價值較大;2)鍍件漂洗水：水量較大，濃度較低，水質(zhì)成分較復(fù)雜，含有有毒物質(zhì)和重金屬離子，是進(jìn)行處理和回收利用的主要對象;3)其它排水如冷凝與洗滌廢水，水量不大，但含有有毒物質(zhì)，需處理后方可排放。
電鍍廢水處理的關(guān)鍵是根據(jù)廢水水質(zhì)的不同，采取分類收集、分別治理辦法。各類處理方法具體有：機(jī)械過濾法、離子交換法、電解法、電滲析法、吸附法、膜分離法、中和法、氧化還原法、化學(xué)沉淀法、生化法，根據(jù)不同的要求，采取不同的處理工藝或工藝組合。對大量排放電鍍廢水應(yīng)實(shí)行污水回用和貴重金屬回收，不僅節(jié)約了水資源，還能夠有效解決重金屬對水體的污染，保護(hù)環(huán)境。
由于鍍鋅在整個電鍍業(yè)中約占一半，而鍍鋅的鈍化絕大部分采用鉻酸鹽，因而鈍化產(chǎn)生的含鉻廢水量很大，鍍鉻也是電鍍中的一個主要鍍種，其廢水量也不少。在銅件酸洗、鍍銅層的退除、鋁件鈍化、鋁件電化學(xué)拋光、鋁件氧化后的鈍化等作業(yè)中也廣泛使用鉻酸鹽。因此，含鉻廢水是電鍍中的主要廢水來源之一。
鉻鎳廠廢水中金屬鉻幾乎是無毒的。二價鉻的化合物，一般認(rèn)為是無毒的。其余的鉻化合物，當(dāng)濃度過高時，都不同程度地具有毒性。 六價鉻對人體的危害，因進(jìn)入途徑不同，中毒表現(xiàn)也不同。
(1)對人體皮膚的損害 六價鉻化合物對皮膚有刺激和過敏作用。在接觸鉻酸鹽、鉻酸霧的部位，如手、腕、前臂、頸部等處可能出現(xiàn)皮炎。六價鉻經(jīng)過切口和擦傷處進(jìn)入皮膚，會因腐蝕作用而引起鉻潰瘍(又稱鉻瘡)。
(2)對呼吸系統(tǒng)的損害 六價鉻對呼吸系統(tǒng)的損害，主要是鼻中隔膜穿孔、咽喉炎和肺炎。
在對含鉻廢水的處理中，由于三價鉻的氫氧化物溶度積較小，易于沉淀除去，因此多數(shù)處理方法中，均將六價鉻還原為三價鉻再除去。
鉻鎳廠廢水處理方法之含鉻廢水的處理
1、亞硫酸鹽還原法
亞硫酸鹽還原處理法也是國內(nèi)常用的處理含鉻廢水的方法之一，它主要優(yōu)點(diǎn)是處理后能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，并能回收利用氫氧化鉻，設(shè)備和操作也較簡單，沉渣量少且易于回收，因而應(yīng)用較廣;但亞硫酸鹽貨源缺乏，國內(nèi)有些地區(qū)不易取得，當(dāng)鉻污泥找不到綜合利用出路而存放不妥時，會引起二次污染。
用亞硫酸鹽處理電鍍廢水，主要是在酸性條件下，使廢水中的六價鉻還原成三價鉻，然后調(diào)整pH值，使其形成氫氧化鉻沉淀而除去，廢水得到凈化。常用的亞硫酸鹽有亞硫酸氫鈉、亞硫酸鈉、焦亞硫酸鈉。
技術(shù)條件與參數(shù)：
(1)廢水的酸化 亞硫酸鹽還原六價鉻必須在酸性條件下進(jìn)行。當(dāng)pH值≤2.0時，反應(yīng)可在5 min左右進(jìn)行完畢;當(dāng)pH值在2.5～3.0時，反應(yīng)時間在30 min左右;當(dāng)pH值≥3.0時，反應(yīng)速度很慢。在實(shí)際生產(chǎn)中，一般控制廢水pH值在2.5～3.0，反應(yīng)時間控制在20-30 min為宜。
(2)亞硫酸鹽投加量 表3.1為亞硫酸鹽與六價鉻的理論投藥比與實(shí)際投加量的情況。
表3.1 亞硫酸鹽與六價鉻的投量比
序號亞硫酸鹽種類投量比(質(zhì)量比)
理論值實(shí)際使用量
1Cr(Ⅵ)∶NaHSO 31∶31∶4 ～ 5
2Cr(Ⅵ)∶Na 2 SO 31∶3.61∶4 ～ 5
3Cr(Ⅵ)∶Na 2 S 2 O 51∶2.741∶3.5 ～ 4
(3)廢水經(jīng)酸化、還原反應(yīng)后，加堿調(diào)整廢水的pH值，使氫氧化鉻沉淀，一般控制pH值為7～8，其反應(yīng)時間為20 min。
(4)沉淀劑的選擇 常用氫氧化鈣、碳酸鈉、氫氧化鈉等均可使三價鉻成為氫氧化鉻沉淀。采用石灰，價格便宜，但反應(yīng)慢，且生成泥渣多，泥渣難以回收。采用碳酸鈉，投料容易，但反應(yīng)時會產(chǎn)生二氧化碳。氫氧化鈉成本高，但用量少，泥渣純度高，容易回收。因此一般采用氫氧化鈉作沉淀劑，濃度取20%。
(4)沉淀劑的選擇 常用氫氧化鈣、碳酸鈉、氫氧化鈉等均可使三價鉻成為氫氧化鉻沉淀。采用石灰，價格便宜，但反應(yīng)慢，且生成泥渣多，泥渣難以回收。采用碳酸鈉，投料容易，但反應(yīng)時會產(chǎn)生二氧化碳。氫氧化鈉成本高，但用量少，泥渣純度高，容易回收。因此一般采用氫氧化鈉作沉淀劑，濃度取20%。
2、鐵氧體法
鐵氧體沉淀法是在硫酸亞鐵處理法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型處理方法。它就是使廢水中的各種金屬離子形成鐵氧體晶粒一起沉淀析出，從而使廢水得到凈化。鐵氧體處理法主要的優(yōu)點(diǎn)是硫酸亞鐵貨源廣，價格低，處理設(shè)備簡單，處理后水能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，污泥不會引起二次污染;缺點(diǎn)是試劑投量大，相應(yīng)產(chǎn)生的污泥量也大，污泥制作鐵氧體時的技術(shù)條件難控制，需加熱耗能較多，處理成本也較高。
鐵氧體法處理含鉻廢水是向廢水中投加硫酸亞鐵，使廢水中的六價鉻還原成三價鉻，然后投堿調(diào)整廢水pH值，使廢水中的三價鉻以及其他重金屬離子(以 Mn+表示)發(fā)生共沉淀現(xiàn)象。在共沉淀時，溶解于水中的重金屬離子進(jìn)入鐵氧體晶體中，生成復(fù)合的鐵氧體。 采用鐵氧體法一般側(cè)重于處理六價鉻、鎳、銅、鋅等重金屬離子廢水 。
3、硫酸亞鐵-石灰法
硫酸亞鐵是一種強(qiáng)酸弱堿鹽，水解后呈酸性。硫酸亞鐵與六價鉻發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成三價鉻，當(dāng)用石灰提高PH值至7.5～8.5時，即生成氫氧化鉻沉淀。當(dāng)pH值>3時，F(xiàn)e3+即生成大量沉淀，生成的氫氧化鐵有凝聚作用，有利于其他沉淀物的沉降。
硫酸亞鐵處理含鉻廢水的運(yùn)行條件見表3.2。反應(yīng)時間為，連續(xù)處理時不小于30 min;間歇處理時為2～4 h。
表3.2 硫酸亞鐵處理含鉻廢水的運(yùn)行條件
序號Cr 6+ /mg/l加藥前調(diào) pH 值投藥量(質(zhì)量比) Cr 6+ ∶FeSO 4 ?7H 2 O反應(yīng)后調(diào)節(jié)
pH 值通氣時間 min備注
1≤25< 41∶40 ～ 1∶507 ～ 8攪拌混勻即可所需壓縮空氣量為 0.2m 3 /min.m 3 ( 廢水 ) ，壓力 80 ～ 120kPa 。
225 ～ 501∶35 ～ 1∶4010 ～ 20
350 ～ 1001∶25 ～ 1∶3515 ～ 30
4≥1001∶16 ～ 1∶3015 ～ 30
硫酸亞鐵-石灰法處理含鉻廢水的特點(diǎn)是：除鉻效果好，當(dāng)使用酸洗廢液的硫酸亞鐵時，成本較低，處理工藝成熟，但產(chǎn)生的污泥量大，占地面積大，出水色度偏高。
鉻鎳廠廢水處理方法之含鎳廢水的處理
膜分離技術(shù)作為一門高新技術(shù)，因其分離高效、節(jié)能、無二次污染、操作方便、占地面積少等優(yōu)點(diǎn)，逐漸在電鍍廢水處理中得到廣泛應(yīng)用。
1 工藝流程
該系統(tǒng)由兩部分組成，即原水預(yù)處理部分和反滲透部分。
1.1 預(yù)處理部分
預(yù)處理系統(tǒng)由原水池、提升泵、袋式濾器、除油過濾器及保安濾器組成。
廢水由原水池經(jīng)過提升泵進(jìn)入袋式濾器，運(yùn)行壓力0.35nO.38MPa，濾器內(nèi)置孔徑為5μm 的PP濾袋，可以去除大部分固體懸浮物、大分子膠體等。然后廢水經(jīng)過除油過濾器，在0.3 1 —0.35MPa運(yùn)行壓力下，可以吸附廢水中的有機(jī)物、油脂和殘余氯，也能去除水中的臭味、色度等。最后廢水進(jìn)入保安濾器，運(yùn)行壓力0.28—0.32MPa，保安濾器配有5μm的PP濾芯，對預(yù)處理起到最后保安作用，防止管路中微粒進(jìn)入RO泵，以免損壞RO泵和膜組件。所有預(yù)處理工序都是為最大限度地防止和延緩污染物在RO膜面上的沉積，防止膠體物質(zhì)及固體懸浮微粒的賭賽以及有機(jī)物、微生物、氧化性物質(zhì)等對膜的破壞，以延緩RO膜的水解過程，從而使RO系統(tǒng)在良好狀態(tài)下工作。
1.2 一級Ro系統(tǒng)
廢水經(jīng)過預(yù)處理后，由一級輸送泵送入一級RO裝置進(jìn)行連續(xù)濃縮。一級濃縮系統(tǒng)的廢水處理量為1 m3/h，廢水鎳離子的濃度約為320—350 mg/L，pH5～7，還有光亮劑等少量有機(jī)物。設(shè)計運(yùn)行壓力1.5MPa，膜組件通量800L/h。該系統(tǒng)采用杭州水處理技術(shù)研究中心自行生產(chǎn)的8英寸聚酰胺抗污染膜元件4只，單支元件的有效膜面積為32m ， 脫鹽率≥99%。經(jīng)過該系統(tǒng)的處理，廢水中80%的水分被分離出來，產(chǎn)水電導(dǎo)率≤150μS/cm，直接回用到電鍍生產(chǎn)作漂洗用水。而絕大部分的金屬離子被膜截留在濃縮液中，進(jìn)入二級濃縮系統(tǒng)，濃縮倍數(shù)達(dá)到5。
1.3 二級Ro系統(tǒng)
一級RO系統(tǒng)的濃縮液由二級輸送泵進(jìn)入二級RO裝置進(jìn)行循環(huán)濃縮。二級濃縮系統(tǒng)的廢水處理量為0.2 m3/h，廢水鎳離子的濃度約為16000—1800mg/L，pH 5～7。設(shè)計運(yùn)行壓力2.5MPa， 通量200L/h。該系統(tǒng)采用4支進(jìn)口的4英寸聚酰胺復(fù)合海水淡化膜元件，單支元件的有效膜面積為7m ，脫鹽率≥99.5%。經(jīng)過該系統(tǒng)的處理，二級濃縮液再濃縮了lO倍以上，并送至蒸發(fā)系統(tǒng)，兩極RO產(chǎn)水均進(jìn)入RO產(chǎn)水箱回用到生產(chǎn)線上，形成良性的清潔化生產(chǎn)的循環(huán)用水系統(tǒng)。濃縮液經(jīng)蒸發(fā)后直接回到電鍍槽使用。
2 穩(wěn)定運(yùn)行
反滲透膜系統(tǒng)處理后的出水主要回用于鍍鎳漂洗水，由于鍍鎳液的工作溫度為55—60"C，在電鍍過程中有大量水分蒸發(fā)，故在RO裝置濃液排出的稀鍍鎳液(量少時)可順利加入鍍鎳槽中回用。整個系統(tǒng)從2005年4月運(yùn)行至今，系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，各項指標(biāo)均基本達(dá)到設(shè)計要求，系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)見表1。
廢水處理監(jiān)測結(jié)果見表2。從實(shí)際運(yùn)行結(jié)果來看，膜法鎳回收系統(tǒng)的鎳回收率達(dá)到99.96%，水回用率達(dá)到100%，達(dá)到設(shè)計要求。本方案對漂洗廢水不但對水資源進(jìn)行了回收，而且回收了鎳資源。經(jīng)膜系統(tǒng)濃縮5O倍后的濃縮液直接回用到電鍍槽，作為生產(chǎn)工藝的補(bǔ)充用水。本方案處理工藝簡單，維護(hù)簡單，無二次污染，較徹底地實(shí)現(xiàn)了鍍鎳廢水的零排放。
表1
表2
3 RO膜的清洗與維護(hù)
在正常操作過程中，RO元件內(nèi)的膜面會受到無機(jī)鹽垢、微生物、膠體顆粒和不溶性有機(jī)物質(zhì)的污染，從而引起膜通量下降，從而導(dǎo)致設(shè)備成本上升，產(chǎn)品質(zhì)量下降等一系列問題。盡管本工藝的預(yù)處理系統(tǒng)比較完善，但經(jīng)過較長時間運(yùn)行，RO膜面仍不可避免地出現(xiàn)污染問題，這是膜分離技術(shù)在實(shí)際工程中普遍存在的問題。因此，在實(shí)際工程中，要特別注重對膜的維護(hù)一膜污染的控制與清洗。2005年lO月份，膜污染較為嚴(yán)重，通量下降約20%，采用加酸和堿的方法進(jìn)行化學(xué)清洗，膜通量恢復(fù)率基本能達(dá)到設(shè)計值的95%左右。
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