电镀废水处理与回用工艺设计分析范文

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摘要：针对某电镀车间产生的废水水质实际情况，设计一套包含六价铬还原和铜离子、锌离子与铬离子沉淀的电镀废水处理及回用工艺，并通过实践验证了这一工艺的有效性与合理性。

关键词：电镀废水；废水处理；废水回用

在生产制造业，时常有电镀废水产生和排出，若未能有效处理电镀废水，将对环境造成严重污染和破坏。传统处理工艺已经无法满足现实要求，亟须进行新工艺设计，在保证处理效果的同时，实现回用。

1工艺设计

如果将生产制造铜质散热器作为核心，实际的生产制造时，很多黄铜件都要经过化学除油与酸洗，而且还有很多钢铁件需实施电镀加工，加工时会产生一定量电镀废水，废水中，往往含有很多有毒有害物质，如铁离子、锌离子、六价铬和铜离子等。若未能有效处理这些废水而直接排放，将造成极其严重的污染，甚至危害到水域附近居民身体健康。为有效消除这一污染，减少有害物质，需要分析并制定合理可行的处理流程及参数。电镀废水处理基本流程如图1所示。

1.1废水水质

以某电镀车间产生的废水为例，其水质情况为：（1）六价铬离子含量在1.0~7.0mg/L范围内，不符合国家标准（不超过0.5mg/L）；（2）总铬含量在2.0~14.0mg/L范围内，不符合国家标准（不超过1.5mg/L）；（3）铜离子含量在9.0~950.0mg/L范围内，不符合国家标准（不超过1.0mg/L）；（4）锌离子含量在16.0~1800.0mg/L范围内，不符合国家标准（不超过5.0mg/L）；（5）pH值在2~12范围内。

1.2六价铬还原

对于化学沉淀法，其基本原理为先在弱酸环境下将六价铬还原成三价铬，再将pH值调整至7以上，促使三价铬形成沉淀物。还原时，pH值应控制在1.5~2.5范围内，不同金属离子的沉淀pH值有所不同，具体为：（1）当pH值为5.5时，三价铬离子开始沉淀，当pH值在6.3~6.5范围内时，三价铬离子大量沉淀，当pH值为9.2时，三价铬离子重新溶解；（2）当pH值为5.8时，铜离子开始沉淀，当pH值为7.5时，铜离子大量沉淀；（3）当pH值为7.6时，锌离子开始沉淀，当pH值为8.3时，锌离子大量沉淀，当pH值超过11时，锌离子开始溶解；（4）当pH值为2.8时，三价铁离子开始沉淀，当pH值为3.5时，三价铁离子大量沉淀[1]。根据以上pH值范围，先添加酸将pH值调整至1.5~2.5开始对六价铬实施还原，再添加碱促使生成的三价铬开始生成沉淀。此时需要耗费大量酸、碱，提高成本，并且还会产生大量的污泥。对此，将硫酸亚铁作为还原剂，能有效解决这一问题，这是因为该还原剂基本不会受到pH值作用影响，充分利用此特点在当pH值小于或等于6.5时，无须对pH值进行调整，即可完成六价铬还原。二价铁氧化生成三价铁以后，和其他金属离子共同存在的实际情况下，沉淀产生pH值将有所降低。氢氧化铁能实现絮凝，为后续絮凝沉淀奠定良好基础。充分借助硫酸亚铁与三价铁各自优势，可将发生絮凝沉淀时的pH值调整至6~8，这即为从排水口中流出的废水pH值。根据以上原理，对废水实施还原处理，结果为：可见，将硫酸亚铁作为还原反应的还原剂，能克服pH值造成的影响和干扰，同时减少运行过程中的成本[2]。

1.3铜离子、锌离子与铬离子沉淀

如前所述，这三种金属离子开始大量产生沉淀的pH值在6~9范围内，当三价铁离子和其他金属离子一同存在时，通常6~9的pH值范围即可符合国家标准。相关试验结果为：（1）1#水样，pH值为6.0，铜、锌、三价铬和总铬含量分别为0.60、0.025、0.020和0.032mg/L；（2）2#水样，pH值为7.0，铜、锌、三价铬和总铬含量分别为0.89、0.200、0.004和0.087mg/L；（3）3#水样，pH值为8.0，铜、锌、三价铬和总铬含量分别为0.36、0.025、0.004和0.022mg/L；（4）4#水样，pH值为9.0，铜、锌、三价铬和总铬含量分别为0.30、0.025、0.002和0.025mg/L。为加快沉淀速度，保证沉淀效率，需要选择适宜的絮凝剂。经对比试验可知，可采用PAM与PAC混合而成的絮凝剂。以水质情况为依据，通过试验将PAC用量控制在0.1~0.2g/L范围内，将PAM用量控制在0.002~0.004g/L范围内。相比之下，PAM用量相对较小，生成沉淀的速度快，已经破坏的絮凝物可以二次絮凝，且具有良好的滤渣脱水性。其中，二次絮凝对本工程尤为重要，因为处理厂的反应池较低，而沉淀池很高，要采用泵机把废水传输到沉淀池，提升时絮凝物必定遭到破坏，若没有这一特点，则无法再次生成沉淀。为保证沉淀效率，按照浅层沉淀基本理论，随池深的不断减小，沉淀效率将越来越高，通过对蜂窝斜管的设置能缩短沉淀的用时，使出水水质达到预期[3]。此外，为进一步保证回用水整体质量，需要对完成沉淀的水实施二次过滤，到满足回用要求为止。

1.4工艺流程

工艺流程如图2所示。图2的工艺流程中：①隔油池主要具备三种功能，分别为调节、隔油与储水；②向反应池中添加的碱，均从车间生产的废碱产生，通过对这部分废碱的合理应用，除了能将车间生产时使用的水的pH值控制在6.5以内，为直接的还原反应创造良好条件，还能减少新碱的实际用量，从而真正实现以废治废根本目标。

2处理效果

因将硫酸亚铁作为还原反应的还原剂，所以能使六价铬离子发生还原反应的pH值调整至6.5及以下，此时无需再对pH值进行调整即可完成处理，并减少了酸和碱的使用量。此外，在还原剂反应生成氢氧化铁后，还可实现絮凝，减少絮凝剂实际用量，进一步降低成本，最终取得既满足处理质量又节省处理成本费用的良好效果。处理工艺参数如表1所示。

3结语

该处理方法主要具有下列优势：减少环境破坏与污染，尤其是废水当中的重金属，使其能符合国家相关标准要求；实现废碱回用，在保证废水为弱酸性的同时，促进还原反应不断进行；仅需新建一座处理站，大幅节省了工程建设费用。

参考文献

[1]孙萌萌，刘立忠，孙同华，等.电镀废水中高浓度氨氮深度处理方法研究[J].工业水处理，2018（11）：78-81.

[2]林业星，王子波.曝气铁碳内电解-改性茶渣联用技术处理含铬电镀废水[J].污染防治技术，2018（5）：50-52，56.

[3]董佳，彭丽花.某工业园区电镀废水处理工艺改造的实验与探索[J].环境保护科学，2018，44（4）：61-64.

作者：曹原 单位：中航长沙设计研究院有限公司