作者:宋新華
摘要:介紹了塑膠電鍍廢水的分流處理工藝,經過近2年多的實際運行表明,該工藝可穩(wěn)定運行達到國家綜合污水排放標準》(GB8978-1996)之一級標準。
關鍵詞:塑膠電鍍廢水 分流治理 酸化--氧化反應 迷宮沉降池
1 引言
隨著人類生活水平的提高及工業(yè)的高速發(fā)展,塑膠材料得到廣泛的應用。在某些使用條件下,有時需在塑膠件表面鍍覆一層金屬物質(如銅、鎳、鉻等金屬),以增強塑膠件的耐磨性、導電性或美觀性等。鑒于塑膠材料不導電的特性,其主要以化學鍍?yōu)橹鳌?/p>
如以深圳某塑膠電鍍廠為例:該廠專業(yè)從事塑膠制品的電鍍。其生產工藝如下:塑膠件→除油→水洗→酸洗→水洗→粗化→沉鈀→水洗→鍍焦銅→水洗→化學鍍鎳→水洗→化學鍍銅→水洗→電鍍酸銅、酸鎳→水洗→鍍鉻→成品。
2 廢水水量及水質
廢水設計處理量為60m3/h,其中含鉻廢水(主要為粗化及鍍鉻環(huán)節(jié)產生的廢水)25 m3/h,含絡合物廢水(主要為鍍焦銅、化學鍍銅、化學鍍鎳廢水等含絡合物的廢水)10 m3/h,綜合廢水(即酸洗、除油及電鍍類廢水)25 m3/h。具體水質如表1所示:
廢水種類 |
污染物名稱 |
污染物濃度 |
含鉻廢水 |
Cr6+ |
80~100mg/l |
PH |
2~3 |
|
Cr |
50~80mg/l |
|
含絡合物廢水 |
Cu2+ |
40~60mg/l |
Ni2+ |
30~50mg/l |
|
PO42-、P2O72- |
10~20mg/l |
|
Cr |
100~200mg/l |
|
PH |
6~9 |
|
綜合廢水 |
Cu2+ |
40~60mg/l |
Ni2+ |
30~50mg/l |
|
PO42- |
10~20mg/l |
|
PH |
3~5 |
|
Cr |
80~120mg/l |
|
SS |
100~180mg/l |
3 排放水質要求
廢水經處理后達到需達到《國家綜合污水排放標準》(GB8978-1996)之一級標準。即Cr6+≤0.5mg/l,Cu2+≤0.5mg/l,Ni2+≤1.0mg/l,PO42-(以P計)≤1.0mg/l,Cr≤100mg/l,SS≤70mg/l
4 處理工藝及方法的選擇
該類廢水具有成份復雜,污染大,難處理等特點,比較成熟的處理方法為分流處理、化學沉淀法。
該類廢水中較難處理的為含絡合物的廢水,其廢水中含有EDTA-Na、檸檬酸鹽(Na3C6H5O7)、乳酸等能與Cu2+、Ni2+絡合的強絡合劑,此類廢水一般采用以下幾種方法進行處理:①投加重金屬捕集劑進行破絡的方法,該法最常用的捕集劑為Na2S。經小試得出,在此類廢水中,Na2S對銅的沉淀效果是比較理想的(Cu2+〈0.3mg/l〉,但因NiS的溶度積較大,故對絡合鎳的沉淀則無多大作用(其出水中Ni2+達到5mg/l,嚴重超標),而采用投加如ISX等類型的捕集劑雖效果可以,但費用高昂,且運輸、保存均不方便。故此法在本工程中不作考慮。②鐵屑內電解法,此法由于鐵屑內電解塔內的鐵屑易結塊,影響設備正常運行,故此法在本工程中不作考慮。③離子交換法,由于水量較大,污染物濃度較高,故此法在本工程中不作考慮。④酸化破絡的方法,一般調PH在2左右,使Cu2+游離出來。⑤氧化法破壞絡合物的方法,采用投加強氧化劑破壞EDTA等絡合劑的方法。經多次試驗,決定采用酸化—氧化法進行綜合處理:即先調酸至PH=3左右、投加漂白粉溶液進行氧化、破壞有機絡合劑,同時將化學鍍鎳過程中排出的還原劑次磷酸酸鹽氧化成正磷酸鹽,并且在酸性條件下,焦磷酸銅等絡合物極易被破壞,破絡后的廢水再進行中和、混凝沉淀的方法進行處理,中和時,加入廢水中的漂白粉溶液中的Ca2+可與磷酸鹽生成磷酸鈣、羥基磷酸鈣沉淀,從而達到去除磷酸鹽的目的。
注:在酸性溶性中:HOCl+H++2e→Cl-+H2O,E=1.49V;在堿性溶性中: OCl-+H2O+2e→Cl-+2OH-,E=0.9V;在中性溶液中,E=1.2V,經多次試驗發(fā)現(xiàn),其絡合廢水中的Cu2+ 、Ni2+濃度隨氧化反應的時間及酸度成正比,反應時的PH值越低,反應時間越長,則處理效果愈好。如表2所示.
序號 |
反應PH值 |
反應時間(H) |
中和沉淀后Cu2+濃度 |
中和沉淀后Ni2+濃度 |
1 |
3 |
1.5 |
0.52mg/l |
0.85mg/l |
2 |
4 |
1.5 |
1.21mg/l |
1.37mg/l |
3 |
4 |
2.5 |
0.63mg/l |
0.98mg/l |
由于破絡后的廢水還含有少量的絡合劑,且為避免其與綜合廢水中的還原性物質反應重新生成絡合物,故將絡合廢水的沉降池單獨設置1個。
綜合廢水為普通的中和、混凝沉淀法。
含鉻廢水為普通的還原法,由于Cr3+的最佳沉淀PH值為7~8,而Cu2+、Ni2+的最佳沉淀PH值為10.5左右,兩者存在沖突,故還原后的鉻水單獨加堿中和,并進行固液分離。
鑒于廢水處理站面積較小,故固液分離設備采用了迷宮沉降池。迷宮沉降池具有表面負荷高,占地面