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环境工程1241_图文

电镀废水处理工艺



讲:徐伟

指导教师:李亚林

2015年10月

1

研究背景
2

电镀废水危害

目 录
5 6

3

电镀废水主要特点

4

常用处理方法

案例分析

参考文献

生活中一些常见的电镀产品

一、研究背景
电镀是利用电化学的方法对金属和非金属表面进行 装饰、防护及获得某些新的性质的一种工艺过程。为 保证电镀产品的质量,使金属镀层具有平整光滑的良 好外观并与基体牢固结合,必须在镀前把镀件表面上 的污物(油、锈、氧化皮等)彻底洗干净,并在镀后 把镀件表面的附着液清洗干净。因此,一般电镀生产 过程中必然会排出大量废水。

电镀废水的来源
① 镀件清洗水,占80%左右; ② 镀液过滤冲洗水和废镀液; ③ 电镀车间“跑、冒、滴、漏”排放的废液; ④ 废水处理过程中自用水的排放; ⑤ 化验用水。

二、电镀废水对人类及自然的危害
电镀废水多有毒,危害较大。如氰可引起人畜急性中毒,甚 至致死,低浓度长期作用也会造成慢性中毒;镉可使肾脏发生 病变,并会引起痛痛病;六价铬可引起肺癌、肠胃道疾病和贫 血,并会在骨、脾和肝脏内蓄积。未经处理达标的电镀废水排 入河道、池塘,渗入地下,不但会危害环境,而且会污染饮用 水和工业用水。因此,电镀废水必须严格控制,妥善处理。

三、电镀废水主要特点
1.根据废水中所含重金属元素进行分类
含铬 (Cr) 废水

其他

含镍 (Ni) 废水 含镉 (Cd) 废水

含银 (Ag) 废水

电镀 废水

含金 (Au) 废水

含铜 (Cu) 废水

含锌 (Zn) 废水

2.废水中金属离子的存在形式

其他

简单的阳 离子(如 CU2+、Ni2+ 等)

复杂的络 酸根阴离 合阴离子 子(如 CrO42-、 Cr2O2-7等)

四、电镀废水处理的常用方法
吸附法
中和沉淀法 生物法 电 镀 废 水 处 理 技 术 中和混凝沉淀法 氧化法 还原法 电解法 物理法 离子交换法 膜分离法 钡盐法 铁氧体法

化学法

蒸发浓缩法

五、电镀废水处理的常用方法
(一)吸附法 活性炭具有非常多的微孔结构和巨大的同比表面积,通常 1g活性炭的表面积达700~1700m2,因而具有极强的物理吸附 力,能有效地吸附废水中的六价铬离子(Cr6+)等重金属离子。 当活性炭达到吸附平衡后,还可以采用加热、酸浸泡、碱浸 泡等方式除去吸附物,使活性炭再生。

(二)生物法 生物法是处理电镀废水的高新生物技术。利用人工培养 的脱硫孤菌、生枝动胶菌、铬酸盐还原菌、硫酸盐还原菌等 功能菌,对电镀废水产生静电吸附作用、酶的催化转化作用、 络合作用、絮凝作用、包藏共沉淀作用和对 pH 值的缓冲作用。 有害金属沉淀于污泥中回收利用,排放水用于培菌及其他使 用。

硫酸盐还原菌

微生物直接从外电路获得电子进行硫酸盐还原

电镀废水处理的常用方法
(三)化学法
一般用下述方法处理电镀废水: 向废水中投加药剂,使其中的有毒 物质转化成为无毒物质或毒性大为降低的沉淀物。化学法包括: 1.中和沉淀法 如酸性废水用碱性废水或投加碱性物质进行中和,形成沉淀物。 2.中和混凝沉淀法 例如在离子交换法除铬工艺中,阳离子交换法再生废液是含有重 金属离子 (Zn2+、Cr3+、Fe3+等)的强酸性废液,可用去除酸根后阴离 子交换柱的再生废碱液或加碱中和,使之以氢氧化物形式沉淀。如 投加高分子絮凝剂可改变这种沉淀物的沉降性能和分离性能。 3.氧化法 如处理含氰废水时,常用次氯酸盐在碱性条件下氧化其中的氰离 子,使之分解成低毒的氰酸盐,然后再进一步降解为无毒的二氧化化碳 和氮。

电镀废水处理的常用方法
?

电镀废水处理的常用方法
(五)离子交换法 利用离子交换树脂活性基团上的可交换离子(H+、Na+、OH+ 等 ) 去除废水中的阳、阴离子。此法处理电镀废水不仅可回用 水,还可回收金属离子溶液。

(六)膜分离法 利用半透膜或离子交换膜等膜材料,在外加推动力下, 使废水中的溶解物和水分离浓缩,以净化废水。在膜分离法 中,反渗透法用于含镍、含镉废水的浓缩处理已应用于生产。

离子交换膜

(七)蒸发浓缩法 利用热源和蒸发器在常压或负压下直接浓缩废水。用这种 方法处理高浓度废水比较经济,常同三级逆流漂洗、气-水喷 淋,或同离子交换法联合使用。

六、案例分析(电解法处理含铬废水)
※上海医械电镀厂※ 该厂为上海医疗器械公司所属专业电镀厂,有挂镀和滚镀, 含铬废水有镀铬,钝化、酸洗等镀件清洗水和冲刷地坪,通 风道内的凝结水排水等。该处理工程于1976年投产运行,处 理后出水部分回用于生产,设计流量为 100m3/d ,废水中含 Cr6+浓度为50mg/dm3左右。

阳极

阴极

图1. 电解法处理含铬废水实验装置

反应原理
阳极反应式:

阴极反应式:

电解过程中,废水中大量氢离子被消耗,氢氧根离子浓 度增加,废水从酸性过渡到碱性,进而生成氢氧化铬和氢 氧化铁等沉淀物,达到去除铬离子,净化废水的目的。

车间回用

高位水箱 泵

含铬 调节池 废水

泵 投配池 电解槽 斜管沉淀池 过滤池 排放

污泥浓缩

自然干化 污泥外运

图2. 上海医械电镀厂含铬废水电解法处理流程

电解法处理含铬废水
表1.实验运行测试情况表

进水 序号 Cr6+浓度 /(mg/dm3) 流量/(m3/h) 总电流/A 总电压/V 极间电压降/V pH值

处理后出水 Cr6+浓度 /(mg/dm3) <0.1 24~30 3~3.75 23~30 <0.06 <0.07

pH值

1 2 3

250~270 150~200 62~84

4.8~5.0 5.0~5.3 5.5

5 5~5.5 6.5

310~340 300~340 270~340

5.3~6.5 6.2~6.8 7

主要处理单元说明
(1)调节池 主要作用为调节流量、均化水质,同时还可以去除排水所 带出的机械杂志、悬浮物和油类等物质。调节池的容积一般 采用2~4h平均流量计算,当生产规模较小或流量较少(一般 ≤1m3/h)时,可采用4~8h平均流量。 (2)电解槽 目前国内所使用的电解槽按水流形式分为回流式、翻腾式 以及竖流式等三种类型。电解槽内部装有极板,一般用普通 钢板制成。通电后,在外电场作用下,阳极失去电子发生氧 化反应,阴极获得电子发生还原反应,废水流经电解槽,有 害物质被去除。

(3)斜管沉淀池设计参数 ① ② ③ ④ 斜管孔径一般为30~50mm; 斜管倾角一般为60°; 斜管水流上升速度一般为1~2mm/s; 斜管上部水深和底部缓冲层高度可根据具体条件确定。
出水槽 阻流板 清水出水区 出流孔口

配水槽 斜板沉淀区 穿孔墙 进水 配 缓 水 冲 区 区 污泥区 排泥管

图2. 上流式斜管沉淀池

参考文献:
[1] 贾金平,谢少艾,陈虹锦编著 . 电镀废水处理技术及工程 实例[M].北京:化学工业出版社,2003. [2]段光复.电镀废水处理及回用技术手册[M].机械工业出版社, 2006. [3] 冯绍彬 . 电镀清洁生产工艺 [M]. 北京 : 化学工业出版社, 2005. [4]张允诚,胡如南,向荣 .电镀手册 [M]. 北京 : 国防工业出版 社,2007. [5]杨岳平,徐新华,刘传富.废水处理工程及实例分析[M].北 京:化学工业出版社,2003.

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