電鍍廢水處理工藝

一：廢水處理現(xiàn)狀

公司所排放廢水由氰化鍍銅及無(wú)氰鍍鋅兩類生產(chǎn)線排放產(chǎn)生，按工序可將廢水收集成以下幾類廢水：

1. 酸堿廢水

酸堿廢水排放量：現(xiàn)有排放量75噸/天，預(yù)期增加40噸/天，共計(jì)115噸/天；

1.2 酸堿廢水成分：

酸堿廢水中有75噸含油、鐵離子，NaOH、NaCO3、Na5P3O10、Na2SiO3、HCl，PH值通常為3；另40噸不含油和鐵，含微量銅、NaOH、NaCO3、Na5P3O10、Na2SiO3、HCl，PH值通常為7；

1.3 酸堿廢水處理現(xiàn)狀：

現(xiàn)有一套連續(xù)調(diào)PH裝置，將酸堿水調(diào)節(jié)為PH為7后直接排放，因含鐵易造成色度不達(dá)標(biāo)；

2. 含銅、氰廢水

2.1 含銅、氰廢水排放量：

現(xiàn)有排放量50噸/天，預(yù)期增加25噸/天，共計(jì)75噸/天；

2.2 含銅、氰廢水成分：

此廢水含有游離氰和銅氰絡(luò)合物，一般無(wú)泄漏情況下總氰及總銅≤500mg/L，有泄漏時(shí)≥500mg/L，所以現(xiàn)準(zhǔn)備將可能有泄漏水的濃廢水單獨(dú)收集，也就是說(shuō)，含銅、氰廢水應(yīng)分為兩個(gè)收集池，一個(gè)為總氰含量≤500mg/L收集池，一個(gè)為總氰含量可能超過(guò)500mg/L的收集池；

2.3 含銅、氰廢水處理現(xiàn)狀：

現(xiàn)有一套含氰廢水自動(dòng)化處理裝置，當(dāng)廢水總氰濃度≤500mg/L，可基本將氰化物處理達(dá)標(biāo)，處理能力為60噸/天。但廢水總氰濃度≥500mg/L，處理不能達(dá)標(biāo)。

3. 含鋅廢水

3.1 含鋅廢水排放量：

現(xiàn)有排放量35噸/天，預(yù)期增加15噸/天，共計(jì)50噸/天；

3.2 含鋅廢水成分：

此廢水含鋅離子，濃度≤500mg/L，呈弱堿性；

3.3 含鋅廢水處理現(xiàn)狀：

此部分廢水現(xiàn)未無(wú)處理設(shè)施；

4. 含鉻、鋅廢水

4.1 含鉻、鋅廢水排放量：

現(xiàn)有排放量125噸/天，預(yù)增排放量15噸/天，共計(jì)150噸/天；

4.2 含鉻、鋅廢水成分：

此廢水含鉻、鋅兩種金屬離子，鉻離子要高一些，均≤500mg/L，呈弱酸性。另車間每?jī)稍掠屑s一噸濃液更換，所以需預(yù)留一個(gè)2.5~3立方的手工處理槽；

4.4 含鉻、鋅廢水處理現(xiàn)狀：

現(xiàn)有一套自動(dòng)處理含鉻水處理設(shè)施，處理能力為80噸/天，可將鉻處理達(dá)標(biāo)排放，但鋅未處理。

為考慮公司以后發(fā)展，每項(xiàng)廢水就增加30%余量，設(shè)計(jì)能力達(dá)到500噸/天。

二：設(shè)計(jì)出水水質(zhì)

廢水排放執(zhí)行《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB21900-2008）表2標(biāo)準(zhǔn)

新建企業(yè)水污染物排放濃度限值及單位產(chǎn)品基準(zhǔn)排水量（單位：mg/L,PH除外）

三：設(shè)計(jì)處理能力

廢水處理站各系統(tǒng)處理能力見(jiàn)下：

1、酸堿廢水處理系統(tǒng)150m3/d,二班制（16h）運(yùn)行；小時(shí)處理量為10m3/h；

2、含銅氰廢水處理系統(tǒng)100m3 /d,二班制（16h）運(yùn)行；批處理量為20m3/次；每個(gè)批次處理時(shí)間為4-6h；

3、含鋅鉻廢水處理系統(tǒng)250m3 /d,二班制（16h）運(yùn)行；小時(shí)處理量為15m3/h；

4、第三班設(shè)值班；

四：廢水特點(diǎn)及處理工藝選擇

4.1、廢水特點(diǎn)分析

某公司排放廢水中主要為含重金屬?gòu)U水。廢水特點(diǎn)歸納如下：

? 水質(zhì)、水量具有一定的波動(dòng)性；

? 重金屬離子種類多。

4.2、處理工藝選擇

公司內(nèi)廢水種類較為復(fù)雜，一般含有重金屬離子廢水可通過(guò)混凝沉淀工藝去除。

4.2.1多種金屬離子混合廢水處理原理與反應(yīng)條件

含多種金屬離子混合廢水通常采用加堿中和沉淀法，應(yīng)考慮pH值控制條件和金屬離子共存時(shí)相互作用的影響，各種金屬離子去除的pH值，列表如下：

通常采用NaOH、Ca(OH)2為中和劑。多種金屬離子共存時(shí)相互作用影響下，pH值的掌握，在調(diào)試過(guò)程中以出水各項(xiàng)重金屬指標(biāo)達(dá)標(biāo)為前提，以加藥量少為原則來(lái)確定。

4.3、廢水處理工藝的確定

4.3.1、含氰廢水處理系統(tǒng)

含CN-廢水的處理，有堿性氯化法、電解氯化法、活性碳吸附法、離子交換法和臭氧氧化法等，根據(jù)不同的水質(zhì)水量及要求，選擇不同的處理工藝。

本方案中廢水成分復(fù)雜，因此選用運(yùn)行費(fèi)用低的堿性氯化法和芬頓法共用。且能同時(shí)去除廢水中的氰離子。

堿性氯化法是目前國(guó)內(nèi)外采用較多的方法。該方法分為二個(gè)階段：一個(gè)階段是將CN-氧化為CNO- (不完全氧化)；第二個(gè)階段是將CNO-進(jìn)一步分解為CO2和N2(完全氧化)。所用的氧化劑常有次氯酸鈉、漂白粉、液氯和二氧化氯。

（1）工作原理

CN-+OCl-+H2O＝CNCl+2OH-

CNCl+2OH-＝CNO-+Cl-+H2O

2CNO-+3OCl=CO2↑+N2↑+3Cl-+CO32-

（2）堿性氯化法工藝參數(shù)

① pH值：一級(jí)處理時(shí)，pH=11，二級(jí)處理時(shí)，pH=4～9

② 投藥量：使用不同的藥劑（Cl2，HClO，NaClO）處理氰化物時(shí)的投藥比見(jiàn)下表。投藥量不足或過(guò)量對(duì)含氰廢水處理均不利。為監(jiān)測(cè)投藥量是否恰當(dāng)可采用ORP氧化還原電位儀自動(dòng)控制氯的投量。一般當(dāng)水中余Cl2量為2～5mg/L時(shí)，可以認(rèn)為氰已基本被破壞。

（3）堿性氯化法反應(yīng)時(shí)間

對(duì)一級(jí)處理，pH≥11.5時(shí)，反應(yīng)時(shí)間t=1min；pH=10～11時(shí)t=10～15min。

對(duì)二級(jí)處理，pH=7時(shí)，t=10min；pH=9～9.5時(shí)，t=30min。

（4）反應(yīng)溫度

一級(jí)處理時(shí)，包括兩個(gè)主要反應(yīng)：

CN-+OCl-+H2O＝CNCl+2OH-

CNCl+2OH-＝CNO-+Cl-+H2O

反應(yīng)生成劇毒的CNCl，第二個(gè)反應(yīng)CNCl在堿性介質(zhì)中水解生成低毒的CNO-。CNCl的水解速度受溫度的影響較大，溫度越高，水解速度越快。一般當(dāng)pH大于10和溫度高于20℃的情況下氯化氫會(huì)自動(dòng)快速分解。為了防止處理后出水中有殘留的CNCl，在溫度較低時(shí)，需適當(dāng)延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間或提高廢水的pH值。

4.3.2、含鉻廢水處理系統(tǒng)

鉻在水中常以三價(jià)（Cr3+）和六價(jià)（Cr6+）離子形態(tài)存在。而Cr6+一般又以CrO42－和Cr2O72－的形式存在，這兩種離子不能以化學(xué)沉淀的形式去除，因此在六價(jià)鉻的處理中，一般先把Cr6+還原成低價(jià)態(tài)的Cr3+，再加堿反應(yīng)使Cr3+生成難溶氫氧化物沉淀的形式而去除。為了提高離子的去除效果，在加堿的同時(shí)加入混凝劑和助凝劑，使各離子發(fā)生共沉作用。   

具體如下操作：先利用還原劑（選用硫酸酸氫鈉）在酸性條件下（pH＜4）將廢水中的Cr6+還原成低價(jià)態(tài)的Cr3+，再加堿反應(yīng)使Cr3+形式沉淀而去除。

工作原理

Cr2O72-  + 6Fe2+  + 14H+  = 2Cr3+  + 6Fe3+ + 7H2O

Cr3+ +3OH-  = Cr（OH）3↓

經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的含鉻廢水流入電鍍綜合廢水池進(jìn)行后處理。

4.3.3、含銅廢水的處理

在含銅廢水中加入堿能生成氫氧化銅沉淀，適宜的pH值為8，出水能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

4.3.4、含鋅廢水處理系統(tǒng)

使用氫氧化物沉淀法，能有效去除廢水中的Zn，使預(yù)處理后廢水中的Zn可靠地達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)所要求的排放濃度。

金屬離子與OH-離子能否生成難溶的氫氧化物沉淀，取決于溶液中金屬離子濃度和OH-離子濃度。據(jù)金屬氫氧化物的M(OH)N的沉淀一溶解平衡以及水的離子積Kw=[H+][OH-]，可計(jì)算使氫氧物沉淀的pH值：

由上式可見(jiàn)：同一金屬離子，其在水中的剩余濃度，隨pH值增高而下降；金屬離子濃度相同時(shí)，濃度積Ksp越小，沉淀析出的pH值越小。

值得指出的是，上式可以對(duì)一定濃度的某種金屬離子而言，計(jì)算金屬氫氧化物沉淀所需的pH值，因?yàn)檫@是理論計(jì)算值，不能作為廢水處理的依據(jù)。由于實(shí)踐廢水中共存離子體系十分復(fù)雜，干擾因素很多，各種金屬氫氧化物沉淀的pH值都要比理論值高，pH值好通過(guò)試驗(yàn)確定。Zn2+pH值：9～10，加堿溶解的pH值為10.5

此外，值得特別注意的是，Zn(OH)2屬兩性化合物，即既可在酸性溶液中溶解，又可在堿性溶液中溶解，因此，只在一定pH值范圍才呈不溶性沉淀物，所以應(yīng)控制pH值在9～10范圍操作，當(dāng)pH<9，以Zn2+狀態(tài)存在；pH>10.5，以[Zn(OH)4]2-狀態(tài)存在，pH值為9～10時(shí)，才以不溶性的Zn(OH)2沉淀存在，pH值不足或過(guò)高，均不能得到好的處理效果。

值得指出的是，上式可以對(duì)一定濃度的某種金屬離子而言，計(jì)算金屬氫氧化物沉淀所需的pH值，因?yàn)檫@是理論計(jì)算值，不能作為廢水處理的依據(jù)。由于實(shí)踐廢水中共存離子體系十分復(fù)雜，干擾因素很多，各種金屬氫氧化物沉淀的pH值都要比理論值高，pH值好通過(guò)試驗(yàn)確定。工業(yè)廢水處理可供參考的金屬氫氧化物沉淀析出的pH范圍