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簡述電池電鍍廢水的電解方法

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2018年11月12日  

摘要:電鍍是全球三大污染工業之一,如不經處理直接排放,既嚴重污染了我們生存的環境,又是對資源的極大浪費。本文通過對酸性含Cr6+、Ni2+、Cu2+的電鍍廢水進行“微電解—中和—混凝沉淀”處理的實驗,對電鍍廢水處理新工藝進行了分析。

電鍍廢水中污染物種類多、毒性大、危害嚴重、含有重金屬離子或氰化物等,有些屬于致癌、致畸或致突變的劇毒物質,對人類危害極大,電鍍廢水因鍍件和工藝的不同,污染物的種類也不同,濃度差異較大,成分復雜,不僅含有Cr6+、Pb2+、Zn2+、Fe2+、Ni2+等大量的重金屬離子,而且含有劇毒的CN-。另外,電鍍廢水含有大量的有價值金屬,如處理不當,排入自然體系既污染環境,又浪費資源。

目前國內傳統的含Cr6+電鍍廢水處理方法為化學還原法、電解還原法、離子交換法等。筆者受顧毓剛等人處理重金屬廢水的試驗啟發,對該廠的廢水處理進行了試驗,開發出“微電解——中和——混凝沉淀”的電鍍廢水處理新工藝。

1·處理工藝

1.1處理工藝流程

 電鍍廢水;微電解

處理工藝流程,見圖1。

1.2處理工藝簡介

微電解罐中的填料為1∶1的鑄鐵屑和焦炭,當酸性廢水通過微電解罐中的填料時,低電位的Fe與高電位的C在廢水中產生電位差,形成無數的微小原電池,電極反應主要為以下兩種:

陽極:Fe-2e→Fe2+,陰極:ZH++2e→H2↑反應中生成的Fe2+將Cr6+還原成Cr3+,反應式如下:CrO42-+3Fe2++4H+→Cr3++3Fe3++4OH-完成上述反應后,廢水進入中和沉淀池,中和沉淀為間歇式反應,當廢水到達中和沉淀池預定水位時,停止進水,通過pH計和PLC系統控制加入NaOH溶液,并進行攪拌,控制廢水的pH值在合適的范圍,在此條件下Cr3+、Cr2+、Ni2+、Fe3+形成氫氧化物絮凝沉淀,靜置沉淀1h后,上清液達標外排,污泥進入污泥濃縮池,經板框壓濾機壓濾后,泥餅運至磚廠制磚。

1.3廢水處理的工藝條件

為了確保電鍍廢水處理后達標排放,在設計時對廢水處理進行了微電解——中和——混凝沉淀的實驗,以確定設計的工藝條件,實驗用的原水pH=2.85,[Cr6+]=25.1mg/L,[總Cu]=128mg/L,[總Ni]=26.2mg/L。

1.3.1微電解接觸時間對還原Cr6+的影響

含Cr6+廢水通過微電解罐時,發生電極反應,被還原成Cr3+,筆者進行了微電解接觸時間與處理后的[Cr6+]的關系的實驗,見圖2。通過實驗得出,當接觸時間大于5min時,處理后的[Cr6+]<0.5mg/L。

 電鍍廢水;微電解

1.3.2中和沉淀時pH值的確定

各種金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH值各有所不同,由于電鍍混合廢水共存離子體系十分復雜,要滿足各種離子都完全沉淀、達到排放標準,則應按實際試驗結果來確定,由于Ni(OH)2的Ksp為1.6×10-14,在Cr3+、Ni2+、Cu2+三種離子中對pH值要求最高,筆者進行了中和沉淀后pH與[總Ni]濃度關系的實驗,見圖3,通過實驗得出處理后出水pH>7.5時,[總Ni]<1.0mg/L。根據微電解接觸時間與處理后的[Cr6+]的關系的實驗和中和沉淀后pH與[總Ni]濃度關系的實驗,將處理工藝中的接觸時間定為10~20min,中和沉淀的pH值控制在7.5~8.5之間。

 電鍍廢水;微電解

2·主要構筑物及設備

3·驗收監測結果

該廠污水處理站經過3個月的試運行,于2009年11月4-6日,由環境監測站進行驗收監測,監測結果及排放標準符合《污水綜合排放標準》(GB89782-1996第二時間段一級標準),由此可見,出水的各項指標均已達標。

4·結論

電鍍行業必須從實際出發,不斷地提高科技含量,選擇合適的廢水處理方法,消除對環境的污染,通過資源的綜合利用,走可持續發展的道路,實現社會效益、經濟效益和環境效益的三統一。本項工程采用Fe-C微電解法處理含Cr6+電鍍混合廢水,是一種新型的處理工藝,其通過Fe-C微電解的作用還原Cr6+,不需另外增加還原藥劑,降低了處理成本,在中和沉淀時采用間歇式處理,便于操作管理,效果好,可確保處理后廢水穩定達標排放。

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