電鍍集控園區內的電鍍廢水是國內各個行業廢水處理中較難處理的種類之一,根本原因在於園區電鍍廢水中的特徵汙染物及相關汙染物指標成分比較複雜、汙染物濃度高、有害物質含量多等方面。
鑑於此,本文著重探討分析化學沉澱方法,根據實際項目運營情況加以分析探究。
一、電鍍廢水來源
電鍍集控區電鍍廢水的主要來源包括以下幾種方式:
1、前處理含油廢水,來源於各類五金鍍件、汽配鍍件、水暖鍍件、鐵件等表面塗覆的油類物質,前處理含油廢水約佔電鍍廢水中的30%左右;
2、鍍件清洗廢水,包括含銅廢水、含鎳廢水、含鉻廢水、含鋅廢水、含氰廢水、焦磷酸鹽廢水等;
3、廢棄鍍液或稱之為電鍍槽液,其主要是由鍍槽底部所沉澱的一些具有較多雜質的液體以及過濾機械和水泵之間出現不可避免地滲透情況時也會造成廢棄鍍液的產生,廢棄鍍液均會構成電鍍廢水。
二、應用原理
1、氫氧化物沉澱原理
化學沉澱法主要是指在電鍍廢水中加入適量的苛性鈉、氧化鈣等物質,在鹼性條件下將電鍍廢水中的重金屬離子與鹼性物質的氫氧根通過化學反應形成難溶於水的氫氧化物,從而通過這種方式實現處理電鍍廢水的目的。
在實際生產過程中,可以通過合理地投加氧化鈣、苛性鈉、液鹼可有效地改善電鍍廢水的 pH 值水平,將電鍍集控區的複雜電鍍廢水的鉻離子、銅離子、鎳離子進行去除。運營試驗測定結果表明,使用化學沉澱法所進行的沉澱可去除電鍍廢水中98.77% 的鉻離子、99.83%的鎳離子、99.88% 的銅離子。
2、硫化物沉澱原理
硫化物化學沉澱法主要是指在電鍍廢水中某些弱酸或者弱鹼的情況下,在電鍍廢水中添加適量的硫化物,如過硫化鈉或者硫化鈉,促使重金屬離子產生相應的硫化物化學反應,生產沉澱物質。
化學反應過程中重點注意兩個細節問題:一是硫化物沉澱的顆粒直徑通常較小,沉澱過濾時,需要在電鍍廢水混合溶液中添加足量的絮凝劑,有效加強沉澱及過濾效果;二是在進行硫化物的投放時需要對硫化物的量進行嚴格控制,避免因投放過多硫化物導致重金屬離子復溶於電鍍廢水中。
3、鐵氧體沉澱原理
鐵氧體化學沉澱法主要是指在電鍍廢水中添加適量的鐵鹽,與此同時,適當調節pH值,並將電鍍廢水的溫度控制在合理的範圍。
在鐵氧體化學沉澱反應條件下,重金屬離子會與鐵鹽物質產生化學反應,形成氧化沉澱。當電鍍廢水混合溶液與鐵鹽物質完成化學反應之後,通過沉澱系統可以對所得混合物進行沉澱,從而實現沉澱汙泥與混合液分離,達到去除各類電鍍廢水混合溶液中重金屬離子,滿足相關規範標準的要求。
4、鋇鹽沉澱原理
鋇鹽化學沉澱法主要適用於去除電鍍廢水中的鉻離子。
沉澱時,通常直接添加硫化鋇、碳酸鋇等適量的鋇鹽到含鉻廢水中,含鉻電鍍廢水中的鉻離子與鋇鹽物質發生相應的一系列的化學反應,最終產生沉澱汙泥,將沉澱汙泥與含鉻電鍍廢水溶液進行分離便可以得到較為純淨的電鍍廢水溶液。
殘留的鋇離子,可以在尾水中添加適量的硫酸鈣溶液進行反應而實現鋇離子的去除。
三、運營案例分析
1、項目概述
以電鍍集控區電鍍汙水處理廠含鉻廢水調節池中的含鉻廢水進行相應的去除處理分析,含鉻廢水濃度經測定為六價鉻 368.4mg/L,總鉻647.8mg/L,pH 值為 2.6。
2、工藝流程
高濃度電鍍集控區電鍍廢水化學沉澱法工藝流程如圖1所示,其中含鉻廢水在酸性條件下進行六價鉻快速還原為三價鉻,隨後投加化學沉多段 A/O 生化池,最終實現達標排放,滿足《電鍍汙染物排放標準》(21900-2008)中的所有指標要求。
3、運營實踐分析
以上述含鉻廢水為分析對象,在處理電鍍廢水六價鉻時,其工藝具體有以下要求:
(1)將30%鹽酸溶液、32%氫氧化鈉溶液和20%亞硫酸氫鈉溶液分別置於相應的儲存槽,投加還原劑亞硫酸氫鈉進行還原反應,廢水流量為35m/h,然後對其進行均勻性的攪拌進行充分反應10min,充分完全還原六價鉻離子;
(2)在一級沉澱器先後投加32%氫氧化鈉藥劑、15%聚合氯化鋁與0.25%聚丙烯醯胺溶液進行三級攪拌充分反應20min,通過斜板沉澱裝置進行沉澱;
(3)在二級沉澱器先後投加聚合氯化鋁、聚丙烯醯胺溶液進行精細化控制沉澱反應,經三級攪拌,通過斜板沉澱裝置進行沉澱。
通過電鍍集控區汙水處理廠的實際運營情況分析,化學沉澱法針對電鍍廢水中大多數有毒有害物質包括銅、鎳、鋅、鉻等重金屬指標及總磷都具有較高的處理效果。
隨著化學沉澱法的深入研究與分析,對電鍍集控區內複雜電鍍廢水進行精細化處理,電鍍廢水處理中各類汙染物質指標處理效果更易滿足相關標準要求。