电镀工业废水处理

电镀工业废水处理电镀污水的成分非常复杂，除含氰(CN-)污水和酸碱污水外，重金属污水是电镀业潜在危害性极大的污水类别。根据重金属污水中所含重金属元素进行分类，一般可以分为含铬(Cr)污水、含镍(Ni)污水、含镉(Cd)污水、含铜(Cu)污水、含锌(Zn)污水、含金(Au)污水、含银(Ag)污水等。电镀污水的治理在国内外普遍受到重视，研制出多种治理技术，通过将有毒治理为无毒、有害转化为无害、回收贵重金属、水循环使用等措施消除和减少重金属的排放量。随着电镀工业的快速发展和环保要求的日益提高，目前，电镀污水治理已开始进入清洁生产工艺、总量控制和循环经济整合阶段，资源回收利用和闭路循环是发展的主流方向。一、电镀污水的特点电镀行业污水水质较复杂，污水中含有铬、锌、铜、镍、镉等重金属离子以及酸、碱、氰化物等具有很大毒性的杂物。污水具有以下特点：（1）成分复杂，污染物可分为无机污染物和有机污染物两大类。（2）水质变化幅度大，各股生产污水污染物种类多样，CODcr变化系数大。（3）污水毒性大，含有大量的重金属离子，若不经处理直接排放会对周边水体造成极大的污染。 各电镀厂点的污水量及成分差异很大,因此,必须结合实际情况,先抓好主要矛盾(选用好的工艺、流程和清洗方式),然后采用效果好、经济实用的处理方法。只有这样才能做到治本与治标相结合,使运转费用压到最低限度,处理方法也能经得起长时期的考验。二、电镀污水处理方法的选择在选择电镀污水处理方法之前,应当对各种处理方法的效果、投资、占地面积、设备性能、原材料要求等方面有较为全面了解。电镀污水处理方法很多,但各有所长,也各有所短。因此,要取长补短,往往几种方法组合使用,效果更好。因各电镀厂点生产情况不同、条件不同,电镀污水情况也不同。制订电镀污水处理方案时要根据本厂的镀种和实际情况,切不要照抄照搬。例如：在处理氢氧化铜为主的沉淀物固液分离时,不能采用气浮法,应采用斜纹法;而在处理氢氧化锌和氢氧化铬时,应采用气浮法。处理方案应经过严格论证、完善,避免盲目投入,降低运转成本。选择污水处理方法的基本原则：污水经处理,应符合国家排放标准或可回用,不产生二次污染。对污水变化的适应性要强,如污水浓度、值及其成分变化等。处理过程中,化学药剂用量少、电能消耗少、运转成本要小。处理工艺可操作性好,处理性能稳定。处理机和土建设备(如:污水池等)之间要匹配。处理污水能连续运转,并能自动记录、自动检控。三、电镀污水各种处理工艺比较艺方法建设投资工艺流程占地面积出水水质运  行  成  本污  泥  数量设  备  维  护 工 艺 弱 点离子交换法高复杂少好运行复杂,反冲废液产生二次污染需再处理，费用较高。适合镍水回用污泥量少，回收价值高。设备需经常检查维护，树脂费用较高。操作复杂处理能力受限制化学法 中较复杂多一般用电量大，加药剂较多，操作复杂，污泥量大，需操作人员多，成本高，通常为4元/吨污泥量大，回收价值低，有害固废物处置费高。设备受酸碱腐蚀大，维修量大，设备使用期短。药剂费高，一级排放标准达标困难，特别是Ni、Cu。膜法大中少最好运行费用高，适保用纯漂洗水，水可以回用，金属回收需要专业人员管理膜污堵严重膜更换成本高，需要完善预处理和管理         BM菌法中简单较少较好电量少，培菌费用低，菌废比1：80-100，操作简单人员少，处理成本较低，通常为2.5元/吨。污泥量少，回收价值高。设备数量少，大部分工作在中性条件下，故障率低，维修简便。培菌需加温，母菌培养较难。CHA生化法低简单少较好培菌温度降低，气温5以上不需加温，菌活性增强，菌废比提高至1：100-150，处理成本2元/吨左右。污泥量少，回收价值高。设备数量少，大部分运行在中性条件下，故障率低，维修简便。母菌培养较难高级电化学中简单少好设备运行成本2.5元线，可达到严控区排放指标。污泥量少，废渣可回收维护简单，仅更换电极。 高级电化学电镀处理一体机处理原理：高级电化学产生四种作用：电高级氧化、电还原、电絮凝和电气浮。1、电氧化电解中的氧化作用分为直接氧化和间接氧化。直接氧化，即污染物直接在阳极失去电子而发生氧化，如氰化络离子在阴极被还原成CN，CN在阳极首先被氧化成氰酸，然后分解成氨和二氧化碳，反应如下：            CN+2OH-2eCNO+H2O            2CNO+4OH-6e2CO2+N2+2H2O            CNO+H2OCO2+NH3+OH间接氧化，阳极电解出的氧和臭氧在电场的作用下，与水发生反应，生成双氧水，而铁极板上又能电解出亚铁离子，这两种物质产生芬顿效应，芬顿反应所产生的自由羟基具有超强的氧化性，其氧化性仅次于氟。能把直接氧化剩下来的氰化物进一步去除，提高去除率。2、还原反应：阴极在高级电源的作用下，使污水中的金属离子直接还原为单质金属。反应如下：Cr6+3eCr3+Cu2+2eCuZn2+2eZnAg+eAg其它重金属类同。间接还原，阴极在高级电源的作用下，电解出氢，在高压电场的作用下，会在水中形成游离氢，游离氢是最强的还原剂。间接还原反应可以把直接还原反应剩下来的金属离子还原成金属单质，进一步出去污染物，提高处理效益。铁极板上电解出的亚铁离子，对六价铬也具有很好的还原作用。3、电絮凝可溶性阳极例如铁、铝等阳极，在电源作用下，阳极失去电子后，形成金属阳离子Fe2+、Al3+，与溶液中的OH成金属氢氧化物胶体絮凝剂，吸附能力极强，将污水中的污染物质吸附共沉而去除。4、电气浮当电压达到水的分解电压时，在阴极和阳极上分别析出氢气和氧气。气泡小，分散度高，作为载体粘附水中的悬浮物而上浮，容易将污染物质去除。电气浮既可以去除污水中的疏水性污染物，也可以去除亲水性污染物。电解产生的气泡粒径很小，氢气泡约为1030m，氧气泡约为2060m；而加压溶气气浮时产生的气泡粒径为100150m，机械搅拌时产生的气泡直径为8001000m。由此可见，电解产生的气泡捕获杂质微粒的能力比后两者为高，出水水质自然较好。此外，电解产生的气泡，在20时的平均密度为0.5gL；而一般空气泡的平均密度为1.2gL。可见，前者的浮载能力比后者大一倍多。四、电镀污水总体设计的依据及其内容1总体设计的依据电镀工艺及其配方、年产量(即生产纲领)。应尽量采用无污染、少污染或污染容易处理的电镀工艺国家环保法制定的污水排放标准。2总体设计的内容2.1设计说明书内容包括:设计依据、设计范围、电镀污水处理工艺、污水量、污水水质(污染物种类与含量)、污水处理的工艺原理及流程、设备选型、技术经济效果、建筑与结构、供电、暖通、仪表、概算,以及存在问题。2.2污水处理系统图指明各种污水来源,列明污水处理系统。各种污水系统需要分开时就必须分开,例如:酸性污水与含氰污水就不允许混排,以免混淆。并说明综合处理方式与目的。2.3污水处理工艺流程图指明达到综合处理而选用的设备、管道、阀门、辅助设施,并标明污水走向、管径、过程和选用材料等。2.4综合性污水处理站平面图指明污水处理站在厂内的相对位置,与各车间的相互关系。2.5综合性污水处理站工艺设备布置图污水处理站总体布置,根据各厂具体情况,与电镀车间分建或合建。站内布置又可分横向和竖向。大中型电镀厂(点),厂内场地拥挤,宜与电镀车间合建。单独综合性污水处理站横向布置,一般将污水池、污泥干化池设置在室外,处理设备及水泵房辅助用房布置在一层建筑物内。具体布置:根据各类污水与采用设备集中布置,同时考虑安装操作、运行、管理。配药系统,包括溶药、投药、水泵提升等设备,一般均放在底层与处理设备附近。投药箱、回收液箱可集中在二楼或三楼。回用水箱可设置在层顶。各类污水池尽可能合并修建、一次建成,可节地节资。整个管网横向连接。单独综合性污水站竖向布置,除个别污水池、污泥干化场设置在室外,水泵房、处理设备辅助用房布置在不同层建筑物内。具体布置:部分水池及水泵房在地下室或半地下室。底层布置处理设备,调药、配药提升系统。二层布置投药间、回用液间、化验分析间,回用水箱布置在层顶,整个管网竖向连接。整个综合性污水站布置要紧凑,便于操作管理,又要留有充分余地,适应今后工艺变化和处理技术发展。主要处理设备在同一间内,不宜按污水种类设置小间;当设备操作在较高处时,宜设操作平台,平台设备高度一般离地2米左右,便于安装、操作、维修。值班室一般布置在污水处理间,采用玻璃隔开,以便于观察管理。仪表室操作一般布置在处理设备中心,应便于观察。化验分析室一般布置在二楼,药剂仓库靠近溶液配药间,设有专门通道。污泥脱水间靠近污泥干化场,设在向阳处,污泥堆放应便于运输。2.6综合污水处理站工艺管道布置图、设备管道透视图和管道编号表2.6.1管道种类和材料综合性污水处理站的管道种类繁多而复杂。一般有:污水管、回用水管、回用液管、投药管、自来水管、蒸汽管、压缩空气管、排水管、树脂输送管、污泥管等等。管道与阀门的材质,必须根据流体的介质、腐蚀性能、压力和温度等因素来选择。2.6.2管道、管径的选定管道、管径的选定可通过水压确定,采用“污水处理厂/站的设计及运行”有关管道数据查得。在综合性污水处理站设计中,管道流速一般可取11.5/,溶液管道流速可取0.51.5/,污泥可取1.0/左右。2.6.3管道布置与安装综合污水处理站管道多,要求布置排列整齐,长度短,转弯少,便于安装、识别、操作和维修。管道安装一般沿墙、柱、梁水平与垂直布置,并用支架固定。埋地的管道除混凝土管、陶瓷管、硬聚氯乙烯管可直接埋地外,一般都布置在管沟内,或埋敷在地下室、半地下室顶板上,便于地面耐腐蚀处理和安装维修。管道水平安装应有一定的坡度(1%5%)。在整个管道最底处设放空阀,最高处设放气阀。树脂交换输送管应为透明管。管道与管道之间的连接,可用套接、焊接或法兰连接。在管道的适当位置上要用活接头(缩节)连接,以便安装拆卸。管道90°弯头或三通应尽量用成品配件。管道穿水池时,应放在池壁上的预埋套管里,管道安装时要考虑防腐措施;管道在穿越承重墙或基础时,应预留洞,预留孔直径另加两百毫米。室外架空管道可根据需要做保温层,以免冬天冰冻使管道液体结冰堵塞。硬聚乙烯管要避日光强照,以防老化。2.7综合污水处理站设备安装图、非标设备图和设备说明表根据不同的污水处理工艺,配置相应的设备。由于目前设备种类甚多,选择时必须注意设备的实际性能对污水处理的有效性,特别在验收设备时要注意设备设计是否合理,制作是精工制作还是粗制滥造。这些,都关系到污水处理的效果。因此,在选型设备时,一般都要经过实地使用考察,选择切实可行的定型的及成套的处理设备。处理设备既要价廉物美,又要讲究实效。各污水处理设备,包括水泵、管路、阀门及回收液设备,可安装在污水处理间。调药设备和投药设备,包括调药桶、压力提升桶、投药箱,按实际情况,可单独设置,也可与污水处理间合在一起安装。各水池水位信号装置、水泵起闭装置、各取样点自动测定装置、操作人员工作台都可以安装在仪表操作间。在污泥脱水处及污泥干化场,要设置污泥脱水机及附属设施。