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化学氧化-沉淀法处理电镀废水 袁守军 郑 正 牟艳艳 南京大学环境工程系, 污染控制与资源化国家重点实验室, 南京 210093 彭书传 崔康平 合肥工业大学资源与环境工程学院, 合肥 230009 摘要 采用化学氧化-沉淀法处理电镀废水, 可使出水达到一级排放标准。 结合工程实际, 介绍电镀废水处理工程的 设计及调试情况。 该工艺操作简单, 运行费用低, 占地面积少, 污泥产生量少。 关键词 化学氧化 沉淀 电镀废水 1 引言 安徽省巢湖市某电镀厂是一家军工企业 ,主要负 责大中型军工机械的电镀以及镀层修复和维护工作。 该厂镀件品种繁多, 废水中含有多种金属离子 。该厂 为了自身的发展 ,投资近 30 万元 ,兴建了污水处理设 施。在此介绍该污水处理工程的有关设计和调试运 行情况。 2 工艺设计 2. 1 废水排放情况 该厂主要以镀锌 、 铬 、 隔 、 镍等为主 ,原水中含有 Cr 6 、 Zn 2 、 Ni 2 、 Cd 2等离子 , 另外 ,在氰化线和磷化 线分别有少量氰化物和磷酸盐排出。废水排放量 50 m 3 d, 间歇排放 。由于该厂生产线多 , 废水水质波 动大 ,综合废水中各离子浓度变化很大 。根据厂方提 供的资料及废水水样测试结果 , 总离子浓度约为 300 mg L 。 废水处理后要求达到 GB8978-1996 一级标 准, 即CN - ≤ 0. 5mg L , Cr 6 ≤ 0. 5mg L, Zn 2 ≤ 2. 0 mg L ,Ni 2 ≤1. 0 mg L, Cd 2 ≤0. 1 mg L, S 2- ≤1. 0 mg L ,Cr 3 ≤1. 0 mg L, TP ≤1. 0 mg L ,pH 6～ 9。 2. 2 工艺选择 由于该厂的废水中含有多种金属离子,且含有氰 化物等络合剂, 因此首先采用化学法破氰 ,然后再用 沉淀法去除各种金属离子 。针对该厂提供的废水性 质和水样测试结果等基本情况, 经多种方案比较后, 确定了处理工艺流程 ,见附图 。 含氰废水首先在氯氧化反应器内通过去除氰离 子,再与综合废水在混合反应器 1 内混合并加 NaOH 和石灰乳调节 pH 至 10 左右 ,废水中的 PO 3- 4生成钙 附图 电镀废水处理工艺流程图 盐沉淀物 ,Cr 3 、 Zn 2 、Ni 2 、Cd 2等离子生成氢氧化 物沉淀物, 这些沉淀物在沉淀池1 中被去除。废水中 剩余的金属络离子在混合反应器 2中 ,与投加的硫化 物和聚合硫酸铁混合反应后生成难溶的硫化物沉淀, 并在沉淀池 2 中被去除 。沉淀池 2 的出水在中和反 应池内加酸调节 pH 至 8. 5 左右, 最后废水经精滤器 过滤去除细小的悬浮物后达标排放 。上述工艺中产 生的沉淀污泥经污泥池初步浓缩,再由污泥干化池自 然干化后外运处置。 2. 3 工艺说明 2. 3. 1 调节池 根据该厂提供的废水水量和排放规律,在污水处 理前需设调节池来缓冲水量, 均匀水质 , 以避免冲击 负荷对后续处理设施的影响。调节池利用厂内原有 的3 个水池, 其中 1 个池子作为含氰废水的调节池, 另 2 个并联水池改造后作为综合废水的调节池。在 综合废水调节池中投加铁屑将六价铬还原成三价铬。 设空气竖管间歇搅拌以防悬浮物沉积 。配置小型空 压机 1 台, 功率 0. 55 kW 。调节池共设潜污泵 4 台 Q 5 m 3 h ,H 15 m, N 0. 75 kW, 2 用 2 备 ,以便 将污水提升到反应器中。 2. 3. 2 氯氧化反应器 在该反应器内加入NaClO 将CN -除去, 氧化过程 分二级进行 。一级处理 , pH 10 ～ 11 时 ,NaClO 将 22 环 境 工 程 2005年 6 月第23 卷第3 期 CN -氧化成毒性远低于氰化物的氰酸盐 , t 10 ～ 15 min ; 二级处理 ,pH 9～ 9. 5 时, 氰酸盐进一步被氧 化成二氧化碳和氮气, t 30 min 。设计 pH 为 10, 总 停留时间 45 min,有效容积 1. 5 m 3 , 设计尺寸 2 m 1 m 1. 2 m 。采用防腐碳钢结构。配置搅拌设备 。 为严格控制处理过程 ,须采用 pH 和 ORP 传感器 及自动加药技术 ,以保证最大的反应速率 、 最低的停 留时间和最完全的反应。 2. 3. 3 混合反应器 作用是使废水与投加的药剂充分混合反应。设 计停留时间为 15 min,有效容积为 1. 25 m 3 ,设计尺寸 为 1. 2 m 2. 5 m。采用防腐碳钢结构。配置搅拌 设备 ,搅拌强度为 60 r min,混合反应器共 2 套。 2. 3. 4 沉淀池 其作用为去除水中可沉淀物。采用玻璃钢斜管 填料 ,防腐碳钢结构 ,有效容积为 2. 5 m 3 ,表面负荷取 3 m 3 m2 h ,设计停留时间 30 min, 设计尺寸 2. 5 m 1. 0 m 2. 9 m 。沉淀池共 2 座 。 2. 3. 5 中和反应池 其作用是用硫酸调节废水的 pH 至 6～ 9。设计 停留时间为 30 min, 有效容积为 2. 5 m 3 ,设计尺寸为 2. 5 m 1. 5 m 2. 0 m。采用防腐碳钢结构 。 2. 3. 6 精滤器 去除水中细小悬浮杂质 , 使出水达标排放或回 用。精滤器采用不锈钢结构, 设计规格为5 m 3 h 。 2. 3. 7 污泥池 供沉淀池产生的污泥暂时存放 ,并经初步浓缩后 用泵送至污泥干化池干化 。污泥池设计有效容积为 6 m 3 ,设计尺寸为 2. 5 m 3. 5 m, 采用钢混结构。 污泥池配置 1PN 污泥泵 2 台 Q 7. 2 m 3 h , H 14 m , N 3. 0 kW,1 用 1备 。 2. 3. 8 污泥干化池 定期将污泥池中的污泥泵入污泥干化池 ,污泥经 干化池干化处理后定期外运。设计尺寸 4 m 6 m 1. 5 m 。 3 调试与运行 该工艺的特色主要表现在两个方面 所处理的废 水中同时存在 Zn 2 、 Cr 6 、 Ni 2 、 Cd 2等多种重金属离 子,具有一定的处理难度; 工艺中采用 ORP 和 pH 在 线控制加药,操作简单。 调试与运行中, 混合反应器 1 的控制最为关键。 为了减少管道堵塞, 主要采用NaOH 来调节 pH 值 ; 辅 以少量石灰乳, 一方面可以使 PO 3- 4生成磷酸钙沉 淀,同时钙的共沉淀作用可以加速重金属离子的沉 淀。调试中 ,对混合反应器 1 中的最佳 pH 值作了深 入研究。提高 pH 值 ,则有利于 Cr 6 、 Ni 2和 Cd2的 沉淀。但考虑到 Zn OH2为两性氢氧化物, 若 pH 值 太高 ,则Zn OH2被溶解,Zn 又重新回到废水中。在 调试中发现, 废水 pH 值为 10 左右时,Zn 2可以被最 大限度沉淀, 在此条件下, 大部分 Cr 6 、 Ni 2和 Cd2 也可以沉淀下来 , 因而确定混合反应器 1 的最佳 pH 值为 10。废水中剩余的金属在混合反应器 2 中以硫 化物的形式生成沉淀 , 并在沉淀池 2 中和废水分离。 经过约 2 个月的调试 ,该工艺运行稳定, 出水各项指 标均达到一级排放标准。该项目已于 2002 年底通过 验收 。 4 结论 1 采用化学氧化-沉淀法处理含 Zn 2 、Cr 6 、 Ni 2 、 Cd 2等多种重金属离子的含氰电镀废水, 可使 出水各项指标达到污水综合排放标准 GB8978- 1996 一级标准。 2 工艺中采用 ORP 和 pH 在线控制加药, 操作 简单 ,且能随时适应废水水质的变化 。 3 该工艺运行费用低 ,吨水直接运行费用约为 1. 96元 ,且占地面积少, 污泥产生量少, 可为类似水 质电镀厂的污水处理提供参考 。 参考文献 1 彭昌盛, 孟洪, 张维和等. 碱性条件下化学法处理大同齿轮厂混合 电镀废水. 环境工程,2001. 19 6 24～ 25. 2 孙家寿, 张泽强, 沈静等. 累托石层材料在废水处理中的应用研究 Ⅱ 电镀废水的处理. 武汉化工学院学报, 2002. 24 4 42～ 45. 3 李峥, 吴效东, 程鸣等. 微电解法处理电镀废水, 安全与环境工程, 2003. 10 3 35～ 37. 作者通讯处 袁守军 210093 南京大学环境学院 电话 025 66802890 E -mail yuanshoujun1976163. com 通讯联系人 郑正 210093 南京市汉口路 22 号 南京大学环境 学院 E -mail zzheng nju. edu. cn 2004- 10-09 收稿 23 环 境 工 程 2005年 6 月第23 卷第3 期 STUDY ON NITROGEN REMOVAL BY TRICKLING FILTERHu Heping et al7 Abstract This paper experimentally studies the influence of different carbon sources methanol, glucose and sodium acetate at different temperatures and C N ratio on denitrificationin a trickling filter filled in porous honeycomb ceramic. The results show that carbon source has great effect on denitrifictation efficiency, that is, when methanol and glucose are serviced as carbon source, there will be no nitrite accumulation in the system. But there has been observation of obvious nitrite accumulationwhile sadium acetate selected as carbon source. And the maxiumum nitrite accumulation 20 of the initial nitrate -nitrogen has reachedwhile nitrate has run out. The result also illustrates that optimal temperature relates with carbon source and the denitrification efficiencies with the different carbon sources are quite well at 40 ℃. Keywords trickling filter, carbon source, C N ratio, temperature and denitrification RECOMBINED MUNICIPAL EFFLUENT ADVANCED TREATMENT PROCESS AND PROGRESS FORWASTEWATER REUSEDeng Yaojie et al 10 Abstract In this paper, the municipal effluent advanced treatment processes for water reuse are summarized. The traditional processes and their developments both at home and abroad are introduced. On the basis of these, the application of the combination and integration process between the membrane separation techniques and the municipal effluent advanced treatment s are mainly described. In addition, it is pointed out that the integration and combination of some advanced treatment techniques and their optimization have profound strategic significance for alleviating water resource shortage and implementating water resource sustainable use. Keywords municipal ffluent, advanced treatment and wastewater reuse ANALYSIS OF THE PRESENT STATUS OF REUSING MUNICIPAL WASTEWATER FOR INDUSTRYLiu Yiping et al 15 Abstract This article reviews the domestic and abroad status ofmunicipalwastewater reusing technologies for inustry, water quality standard for reusing, the processes of advanced treatment and benefit of sewage reusing, finally it also gives the suggestions on the future development. Keywords municipal wastewater, sewage reuse and treatment technique TREATMENT OFPHARMACEUTICAL WASTEWATER BYAIRFLOATATION -HYDROLYTIC ACIDIFICATION -AEROBIC PROCESSLi Xiangdong et al 17 Abstract Air floatation -hydrolytic acidification-aerobic process was used to treat pharamceutical wastewater, the running results showed that this process has simple operation and a high efficiency of treatment, the quality of effluent meets The Wastewater Discharge Standard GB8978- 1996 . Keywords pharmaceuticalwastewater, air -floatation, hydrolytic acidification and contact oxidation ANALYSIS OF PRINCIPLE OF EXPANDED GRANULAR SLUDGE BED REACTOR Jiang Han et al 19 Abstract It is analyzed that the structuralfeature, substrate metaboly and acid -alkali balance of the expandedgranular sludge bed EGSB reactor according to the flow state of the sludge bed, biochemical dynamics and system-matter balance. From which it is concluded that H A ratio and reflux ratio are the indicators of realizing a higher upflow speed of the reactor. The reflux causes the change in substrate metaboly of the reactor, which enhances the removal rate. The operation mode of EGSB plays a positive role in balancing the alkali degree and pH value of the system. Keywords EGSB, expansion rate, reflux ratio, upflow velocity, treatment efficiency , alkalinity and pH value TREATMENTOFELECTROPLATINGWASTEWATERBYCHEMICALOXIDATION - SEDIMENTATION PROCESSYuan Shoujun et al 22 Abstract Electroplating wastewater was treated by chemical oxidation -sedimentation process. The ffluent quality cons to the first -order criterion of GB8978 -1996. Combining engineering practice, the author gives some experience in design and debugging of the treatment engineering. The process features low cost, less sludge production, simple operation and small occupation of land. Keywords chemical oxidation, sedimentation, electroplating wastewater DECOLORIZATION PERANCE OF CATIONIC DYES WITH DIFFERENT MOLECULAR STRUCTURES BY AEROBIC ACTIVATED SLUDGELiu Zhengqin et al 24 Abstract Color removal effect of cationic dyes with different molecular structures by the acclimated activated sludge under aerobic conditions and different acetic acid concentrations was investigated in this paper. The experimental results showed that the dye removal of cationic dyes by 3 000 mg L aerobic sludge was high. The color removal of cationic red GTL, i. e. , isolated azo dyes and cationic blue 2 RL, i. e. , 2 -N hermicyanine, of 20 mg L was about 93 and 98, respectively. The increase of the sludge concentration had no prominent effect on the dye removal percentage. The color removal of cationic red 2 GL 2 -N heterocyclic hemicyanine dyes , cationic redGTL, cationic blue 2 RL and basic 2 ENVIRONMENTAL ENGINEERING Vol. 23,No. 3, Jun. , 2005