中小型电镀厂镀锌废水处理的工艺实践 4页

广东化工2009年第6期142l}”gdchem．COII1第36卷总第194期中小型电镀厂镀锌废水处理的工艺实践李浩，王宇，余宇翔(1．九江市环境科学研究所，江西九江332000；2．九江市环境监察支队，江西九江332000)f摘要】电镀废水的处理方法主要有离子交换法、电解法、活性炭法、反渗透法等。这些方法在多镀种、大规模、精度高的情况下适用，对于单镀种、建筑用材来说，往往会受到设备投资大、处理成本高、厂房占地等因素限制，起不到既经济，又能达到处理效果的目的。文章提出了直接用化学沉淀法处理镀锌废水的方法，实践结果表明，该工艺完全可行，处理出水能够达标排放且运行费用较低，适宜推广应用。【关键词)电镀废水；化学沉淀法；化学还原法[中图分类-N-IX7(文献标iR~-q]A(文章~]lo07·1865(2009)06—0142—02PracticeofZinc—PlatingWastewaterTreatmentatMiddleandSmallPlatingPlantsLiHaO1．WangYu2．YuYuxiang(1．JiuJiangInstituteofEnvironmentalscience，JiuJiang。332000；2．TheEnvironmentalSupervisionBranchTeamofJiuJiang，JiuJiang332000，China)Abstract：TreatmenttechnologyofZinc．Platingwastewatermainlyincludesionexchange，electrolysis，activecarbonandRO．Becauseofhighamountinvestedandoccupyinglargeland，thesetechnologiesaresuitableformulti—coatingplating，massiveproductionandhighprecisionInthepaper,reduction—flocculationprecipitationprocessforthetreatmentofelectroplatingwastewaterwasestablished．Thepracticeprovedthatitwascompletelyfeasibletotreatthewastewater,theefluentcouldreachthedischargestandard，andtheoperationCOStWaSlowKeywords：elcctroplatingwastewatcr；chemicalprecipitation；chemicalreduction电镀是对金属进行装饰保护及获得某些新功能的一种电在酸性条件3q'(pH<3)Cr”主要以cr2072．形态存在，实际操化学加工技术。为保证电镀产品的质量，使金属镀层具有平整作中可用硫酸调节废水的酸性，使pH<3。此时投加还原剂焦光滑的良好外观并与基体牢固结合，必须在电镀前把镀件表面亚硫酸钠，将废水中的六价铬还原成三价铬，其还原反应为：上的污物【油、锈、氧化皮等)彻底清洗干净，并在镀后把镀件Na2S2O5+H20=2NaHSO3表面的附着液清洗干净。因此，电镀生产过程中必然排出大量2H2Cr2O7+6NaHSO3+3H2SO42Cr2(SO4)3十3NaSO4+8H2O废水。电镀废水中的特征污染物根据生产工艺的不同而略有不2H2Cr207+3Na2S2O5+3H2SO4+2Cr2(SO4)3+3N2S04+5H2O同，其中镀锌厂的特征污染物主要为c、总铬、zn等重金锌为两性金属，在废水中的存在形态由pH决定。在碱性属离子以及酸碱性物质等。条件下，一般认为pH大于10时，锌主要以ZnO2存在，当目前，电镀废水的处理方法主要有离子交换法、电解法、pH调整到8～10时，主要以Zn(OH)2化学沉淀形态存在，其活性炭法、反渗透和电解法等。这些方法在多镀种、大规模、反应为：精度高的情况下适用，对于单镀种、建筑用材来说，往往会受Zn2+2OH一_zn(on)2{r到设备投资大、处理成本高、厂房占地等因素限制，起不到既Zn(OH)2+2OH一ZnO22-+2H2O经济，又能达到处理效果的目的。九江市环科所从实际出发，Zn(OH)2+H2SO4——ZnSO4+2H20采用化学法对镀锌废水进行处理，该工艺经过在九江市某小型cr在该条件下也同样能生成氢氧化物沉淀，而将重金属镀锌管厂的工程实践，证明其具有技术可靠、投资少等优点，离子从水中分离出去。反应式为：适宜推广应用。Cr2(so4)3+6NaOH2Cr(OH)31l+3Na2SO41工艺原理2工艺流程含铬废水中c主要以Cr20和CrO42-两种形态存在，两废水先进入隔油调节池去除部份浮油均质均量后，泵入反种离子问存在以下平衡：应沉淀池，在反应池还原段中投加酸液调节其pH<3，再加入2CRO4：+2H一=Cr。O一+H，O还原剂焦亚硫酸钠，经搅拌后使六价铬还原为三价铬。废水流[收稿日期】2008—12一】9【作者简介]李诰(1974一)，男，江西九江人，硕士，主要从事环境保护科学研究n2009年第6期广东化工第36卷总第194期www．gdchem．com143入反应池化学沉淀段，用NaOH溶液调节废水pH到8～l0，清液经pH调节池调节pH至6～9后回用于车间清洗工序，实形成金属氢氧化物沉淀。为改善金属氢氧化物的沉降性能，在现废水的零排放。沉淀池污泥抽至板框压滤机压滤，滤液流回反应池化学沉淀段投加PAM促进沉降小颗粒结絮凝，保证调节池重新处理，沉淀池污泥经脱水后形成冶金原料外售。具出水ss达标。经三级反应后的废水自流进入沉淀池沉淀，上体工艺流程如1图所示。调节池反应池清水回用池图1某镀锌管厂电镀废水处理工艺流程Fig．1ProcessConfiguration3设计参数化学沉淀段混合区安装pH计探头，通过控制稀硫酸与氢氧化九江市某镀锌管厂电镀废水排放呈间歇性，El均流量为钠溶液的投加量，使得还原段pH<3,0、化学沉淀段pH在8．O～10in／d，最大时流量为3ITI／h。废水处理设计流量按最大时流l0之间。量计，按日运行10h计，设计日处理能力为301TI／d。f4)加药装置(1)隔油池加药采用溶药、加药成套设备，药剂种类为稀硫酸、焦亚采用简易隔油池，除去废水中的浮油，按最大流量时停留硫酸钠、NaOH、PAM四种，其中酸槽为PVC材质，其他三槽时间2h设计，池体尺寸3．0mx1．0mx2．51TI，有效水深2．1In。为碳钢防腐，各溶药槽内均装有搅拌机，搅拌转速为4Or／min，(2)调节池功率0．55kW。加药采用重力投加。对废水进行匀质匀量，设计蓄水能力为30t，池体尺寸(5)沉淀池3．0mx5．0mx2．51TI，有效水深2．0m。调节池设两卧式污水泵(耐沉淀池采用平流式沉淀池，混凝反应池出水在该池中进行腐蚀)，一用一备，单台流量51TI／h、扬程10ITI、功率0．75kW。泥水分离，上清液进入pH调节池中，污泥下沉至池底泥斗。在泵后安装流量计与旁通管，将废水流量控制在3In／h。池体尺寸6．0m×1．0mx2．5in，有效水深2．111，水力停留时问(3)反应池2h，表面水力负荷0．5in／(m2．h)。沉淀池污泥用污泥泵抽至板使得废水与药剂充分混合反应，池体尺寸3．0mx1m×框式压滤机，滤液回流至调节池，泥饼回收利用。污泥泵采用1．8m，有效水深1．5ITI，设计水力停留时间为1．5h，池体共分离心泵，流量4In／h，扬程541TI，功率2．2kW；板框式压滤还原段与化学沉淀反应段，两段的停留时间均为45rain。还原机过滤面积为3m，采用手动压滤方式进行污泥脱水。段分为混合区与反应区两格，尺寸均为0．75mx1m×1．8m，在(6)清水回用池混合区进水121同时投加稀硫酸与还原剂焦亚硫酸钠；化学沉淀沉淀池出水采用跌水混合方式投加酸液混合，中和后出水段分为混合区与反应区，尺寸同还原段设计，在混合区进水13自流进入清水回用池，在清水回用池进水l：1安装pH计探头，处投加NaOH溶液及PAM溶液。两段混合区均装有搅拌机，通过pH计探头的测量数据，控制调整酸液投加量，使得该池搅拌机转速为40r／min，在搅拌机的作用下，使废水与药剂充pH在6～9之间。分混合反应，单台搅拌机功率为0．75kW。在还原段混合区与(下转第263页)n2009年第6期广东化工第36卷总第194期www．gdchemcom2638007006000O0OO0OO00OO20304006001020304O5O60时Ih~／h时间ma水解实验1；b一水解实验2图3水解过程中×s浓度随时间变化趋势的实测与计算值对比Fig．3ObservedandsimulatedXsconcentrationsduringhydrolysisperiod3结论[3]于金莲，高运川．SBR法处理餐饮废水的实验工艺研究fJ_．卜海环境本研究通过实验对餐饮废水的水解过程进行反应动力学科学，1999，18(4)：167．分析，确定了水解反应动力学参数k和的取值，并建立水[4]范立梅．餐饮废水生物处理实验，J]．环境污染与防治，2000，22(2)：解过程数学模型进行验证，结果表明反应动力学分析的结果较l8，2O．为准确。这表明，本研究可以对餐饮废水处理工程设计与研究[5]IWA．ActivatedsludgemodelsASM1，ASM2，ASM2d，and提供科学依据。ASM3[M]．London：IWAPublishing，2000．[6]HENZEM，GRADY．JCPL，GUJERW，MARA1SGVR，MATSUO参考文献T．ActivatedsludgemodelNo．1[R]．I987．[1]闫亚娟，秦广雍，李宗义，等．油脂废水的生物处理研究进展[J]，环境科学与技术，2007，30(10)：86—89．(本文文献格式：江峰，黄肇东。庄小舟餐饮废水水解过程[2]NN，李强．餐饮废水处理技术研究进展[J]．重庆工商大学学报：自然的反应动力学研究[J]_广东化工，2009，36(6)：138—139)科学版，2008，25(3)：274—276．(上接第141页)[J]．环境科学，2006，27(2)：281—284．(2)当原水砷含量超标倍数过高时，采用氧化处理+常规[3]ByungryulA，ThomasRSteinwinder，DongyeZhao．Selcctivercmovalof混凝沉淀工艺对水中三价砷具有很好的去除效果，实验表明当arsenatefromdrinkingwaterusingapolymericligandcxchangcr[J]．Water原水实际砷含量超标约15倍时，先投加10mg／L的有效氯氧Research，2005，39(20)：4993—5004．化10min，然后投加20mg／L以上的FeC13进行混凝沉淀，最[4]MakrisKC，SarkarD，DattaR．Evaluatingadrinkingwaterwasteby终砷去除率高达93％以上，可确保沉淀出水砷含量达标。productasanovelsorbentforarsenic[J]．Chcmospherc，2006，64(5)：730—741．【5】杨宏，尹瑞．张杰．生物除锰滤池对砷(Ⅲ)的去除效果研究IJ】．中圆给参考文献水排水，2006，6(7)：85—88．[1]WHO．Arsenicindrinkingwater[EB／OL]．http：／／www．who．int／mediacentre／factsheets／fs210／on／．2001—05．(本文文献格式：刘姣，孟庆强，易青．水源水中三价砷的去[2]苑宝玲，李坤林，邓临莉，等．多功能高铁酸盐去除饮用水中砷的研究除实验研究[J]_广东化工，2009，36(6)：140—141)(上接第143页)现配现用，实际中配制量应按照单次处理需要量的80％确定，4运行管理问题讨论避免药品过期存放浪费。(1)pH控制是化学法处理镀锌废水成功与否的关键。在实5经济指标分析际操作中，一方面应定期对pH计探头进行清洗校正，另一方工程占地面积50m，工程总投资9．8万元，其中十建投面应定期对废水水质进行监测，并根据监测结果合理估算投药资4．6万元，设备投资5．2万元。量。在投药过程巾，观察pH计数值的显示，并将其与废水中工程总装机功率为7．4kW，以日处理30t废水计，该工颜色的变化结合起来。艺每日污水提升泵、反应池搅拌机及pH回调池搅拌机运行(2)化学药剂的存放应严格按规定进行，且药剂的使用应10h，其他机电设备运行0．5h，每日运行电费为14．82元；每n广东化工2009年第6期264Ⅵ．gdchem．corn第36卷总第194期日药剂费用为55．2O元，工程直接运行费用2．33元／t废水，该[1】张自杰．环境工程手册一水污染防治卷[M】．北京：高等教育出版社，1996，费用中不包括人工工资，其中药剂费1．84元／t废水。106结论[2]汪大犟，徐新华，宋爽，等．工业废水中专项污染物处理手册[M】．北经过在九江市某镀锌管厂废水处理工程的实践证明，本工京：化学工业出版社，2000，5．艺具有构筑物结构简单、工程投资少、运行成本低、污泥可回[3]贾金平，谢少艾，陈虹锦，等．电镀废水处理技术及工程实例【M]．北收利用等特点，且运行效果理想，出水能实现回用，适宜推广京：化学工业出版社，2003，6．运用。(本文文献格式：李浩，王字。余字翔．中小型电镀厂镀锌废参考文献水处理的工艺实践[J】．广东化工，2009，36(6)：142—143)(上接第151页)·，．fromWastewaterwithOxygenorNitrateinSequencingBatch[11]王青，陈建中．污水生物脱氮除磷技术的研究进展【J]．环境科学与管Reactors[J】．EnvironmentalTechnologyLetters，1988，9：791—796．理，2006，31(8)：126-129．[6]WachtmeisterA，KubaT，LoosdrechtV，eta1．ASludgeCharacterization[12]KubaT，vanLoosdrechtMCM，HeijnenJJ．PhosphorusandnitrogenAssayforAerobicandDenitrifyingPhosphorusRemovingSludge[J】．Wat．removalwithminimalCODrequirementbyintegrationofnitrificationinaRes，1997，31(3)：471-478．two-sludgesystem[J]．Wat．Res，1996，42(1—2)：1702-1710．【7]HuJY，，LuF，FanXJ，eta1．ANewMethodforCharacterizing，【l3]罗固源，罗宁，吉芳英，等．新型双泥生物反硝化除磷脱氮工艺[J]．中DenitrifyingPhosphorusRemovalBacteriabyUsingThreeDiferentTypesof国给水排水．2002，18(9)：47．ElectronAcceptors[J]．War．Res．，2003，37：3463—3471．[14]高小平．反硝化除磷系统稳定运行性能研究[D]．熏庆：重庆大学，2005．[8】王亚宜．反硝化除磷脱氮机理及工艺研究[D1．哈尔滨：哈尔滨工业大[15】王亚宜，彭永臻，殷芳芳，等．双污泥SBR工艺反硝化除磷脱氮特性学，2004．及影响因素[J1．环境科学，2008，29(6)：1526-1532．[9]卢蜂，杨殿海．反硝化除磷工艺的研究开发进展lJ]．中国给水排水，2003，19(91：32—34．(本文文献格式：黄梅．反硝化除磷脱氦理论及工艺研究进展[1O】张宝．反硝化除磷工艺及其微生物学原理[J]．应用能源技术，2007，8：[J】_广东化工，2009，36(6)：149—151)(上接第153页)表4猎德污水液氯消毒情况(1lIJ)表2猎德污水液氯消毒情况(I)Tab．4Liedesewagesituationchlorinedisinfection(m)Tab．2Liedesewagesituationchlorinedisinfection(I)投加量为30kg／h，接触时问为50min。投加量为30kg／h，接触时间为30min。由表2～4可知，液氯消毒，接触时间较短时，仅增加液表3猎德污水液氯消毒情况(IJ)氯投加量，尾水中的总大肠菌群数和粪大肠菌群数也不稳定，Tab．3Liedesewagesituationchlorinedisinfection(II1只要有足够长的接触时间，尾水中的总大肠菌群数和粪大肠菌群数都比较稳定，能够达到污水厂排放标准中的一级A类标准，且能达到我国城市杂用水水质标准。5结论(1)氯消毒和紫外线消毒各有优缺点，在实际使用中，紫外线消毒虽然效率快，可以通过自动控制紫外光投入功率，但受出水ss影响，消毒效果不够稳定，且难以控制。(2)氯的消毒效果比紫外线的消毒效果更好，而且更加稳定，通过合理的控制液氯投加量和保持足够的停留时间，液氯投加量为60kg／h，接触时间为30rain。消毒不仅可以达到我国污水处理厂排放一级A标准，还可达到我国杂用水水质标准。