電鍍廢水中的有機(jī)污染物來源主要有三個(gè)方面:鍍前處理、電鍍過程和鍍后處理。污水中有機(jī)污染物的三種去除方法:生化法、微波化學(xué)法和物化法。通過對此三種處理方法的效果比較得出,微波化學(xué)法效果最好,物化法次之,生化法最差。但就成本而言,物化法最低。
電鍍廢水中污染物的三個(gè)來源
1、電鍍前處理廢水中有機(jī)污染物的產(chǎn)生鍍前處理工藝中CODc與電鍍企業(yè)的產(chǎn)品類型及工藝路線有很大的關(guān)系。工件在電鍍前必須進(jìn)行表面整飾(如拋光、滾光、壓花等),然后再進(jìn)行除蠟、除油、酸洗活化等工序,其目的是為后續(xù)的電鍍工序提供一個(gè)清潔的表面。目前絕大多數(shù)的電鍍廠采用的是乳化除蠟、除油工藝,在其廢水中含大量的非離子型表面活性劑、陰離子型表面活性劑及其它部分助劑(如緩蝕劑等),這些物質(zhì)本身就是高分子有機(jī)污染物。而且生產(chǎn)過程中工件表面的蠟及油污被乳化后進(jìn)人工作母液,伴隨著生產(chǎn)過程進(jìn)行工作母液中的油污會(huì)逐漸積累到極限值,這時(shí)工作母液必須全部排放干凈后再重新配制。由于鍍前處理的工作母液中的污染物主要是表面活性劑、助劑、礦物油及蠟,這部分廢液沒有任何的回收價(jià)值,故所有電鍍企業(yè)都將其直接排入污水處理系統(tǒng),此時(shí)的母液CODcr最高可達(dá)20000~50000mg/L。一般情況下電鍍企業(yè)的鍍前處理母液的工作周期在7~15天,所以這部分廢水對污水處理系統(tǒng)的CODc值有很強(qiáng)的沖擊性。正常情況下鍍前處理工藝過程中排放的清洗水CODc在100~200mg/L之間,這部分廢水的量較大,占廢水排放量的20%~25%,其負(fù)荷狀態(tài)比較穩(wěn)定。
2、電鍍工藝廢水中有機(jī)污染物的產(chǎn)生電鍍工藝過程中的有機(jī)污染物主要來源于電鍍液中添加的各種光亮劑。這些光亮劑為多組分混合高分子有機(jī)化合物。添加量單一品種為80~150mt/(kA˙h),一般電鍍槽需添加2~3個(gè)品種的光亮劑。工件在電鍍過程中會(huì)消耗這些光亮劑,有部分被分解后進(jìn)入鍍層,有部分殘留在鍍液中,另有部分被工件帶出后進(jìn)入清洗水中。因此電鍍工藝過程中清洗水中的CODcr在40~60mg/L之間。也有的鍍種不含有機(jī)光亮劑,比如采用稀添加劑的鍍鉻工藝與無光亮劑的預(yù)鍍件堿銅工藝。電鍍工藝清洗水占總排放量的60%~70%,這部分廢水的CODc相對穩(wěn)定。
3、電鍍后處理工藝廢水中有機(jī)污染物的產(chǎn)生鍍后處理是指工件經(jīng)電鍍后進(jìn)行的一道工序,如浸表面活性劑脫水處理(又稱脫水劑),或者為增加防腐性而采取的化學(xué)抗腐蝕處理,例如鍍銅或鍍銅鋅合金后浸苯并三氮唑溶液。還有生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢次品工件需進(jìn)行鍍層脫除(即退鍍),若采用防染鹽退鍍(又稱退鎳粉),其廢水中含有大量的間硝基苯磺酸鈉與氰化鈉,廢液呈深棕色,致使處理后的排水顏色偏黃(有人會(huì)誤認(rèn)為是六價(jià)鉻超標(biāo)),而且其顏色很難去除。鍍后處理產(chǎn)生的廢水中CODcr變化比較大,母液在2000~3000mg/L,清洗水中COD0為50~150mg/L(與采用的工藝有關(guān))。這部分廢水的數(shù)量不是很大,占總排水量的5%左右。
電鍍污水中有機(jī)污染物的三種去除方法
1、生化法生化法實(shí)驗(yàn)時(shí)由新大禹公司制造了一個(gè)小型模擬裝置進(jìn)行試驗(yàn)。該方法工藝流程如圖1所示。污水在物化處理池調(diào)整pH至8~9,并加入混凝劑后在沉降池中除去重金屬離子和少量的有機(jī)物,然后在厭氧池里由池中的微生物對其中的有機(jī)物進(jìn)行降解,在好氧池中由間氧型微生物對有機(jī)物進(jìn)行進(jìn)一步的降解,在后段的處理過程中有機(jī)物被微生物代謝分解,最后隨著微生物的死亡以絮凝體的形式沉降出來。但是考慮到前處理廢水中可能會(huì)混入重金屬離子和陰離子表面活性劑,對細(xì)菌有毒殺作用,在生化處理前還應(yīng)加一套物化裝置,去除廢水中的重金屬離子并穩(wěn)定廢水的pH。鑒于鍍前處理廢水中的有機(jī)污染物多為表面活性劑與礦物油,可生化性很差,以及生化處理系統(tǒng)抗沖擊性負(fù)荷及運(yùn)行中的可靠性等綜合性考慮,筆者認(rèn)為采用這種處理工藝不是最佳的選擇,有較高的風(fēng)險(xiǎn)。
2、微波化學(xué)法微波化學(xué)法處理廢水工藝是近幾年發(fā)展起來的一種新型廢水處理工藝。它利用了微波特有的物理、化學(xué)、生物學(xué)效應(yīng),配合多種化學(xué)藥劑,完成對有機(jī)污染物的氧化、分解、吸附、混凝等作用。其原理是:利用微波提供化學(xué)反應(yīng)的外加能量場,廢水中的有機(jī)污染物在相關(guān)藥劑的作用下一部分被直接氧化,另外一部分在敏化劑的作用下,劇烈地吸收微波場中的能量,使敏化劑局部溫度急速上升,從而使有機(jī)物被分解。從實(shí)驗(yàn)的檢測數(shù)據(jù)來看該工藝的去除率可以很高。而且反應(yīng)時(shí)間很短,在微波諧振膛內(nèi)僅需l0~25S,反應(yīng)中有多種氣體產(chǎn)生,如cH4、cO、cO2、N2、H2S、H20等8種氣體,對氰化物與重金屬亦有較好的去除率。若要求該工藝的污染物去除率大于80%,就必須加大對廢水中l(wèi)v系氧化劑的投加量,此時(shí)在反應(yīng)后經(jīng)混凝沉降過濾后排出的清水中可聞到刺鼻的余l(xiāng)v氣味;若去除率小于80%左右時(shí),就無明顯氣味。此外微波化學(xué)法去除污水尚有一個(gè)明顯的作用就是具有強(qiáng)烈的殺菌作用。因此在高平電鍍污水處理廠選用該項(xiàng)工藝的重要一點(diǎn)是試驗(yàn)該工藝在生活污水處理中應(yīng)用的可能性,特別是綜合處理成本。
3、物化法物化法工藝試驗(yàn)是由三角環(huán)保所工作人員自行負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)的。首先在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)對物化反應(yīng)所需的藥劑進(jìn)行了大量的篩選,并對工藝流程及參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化組合,其去除率為70%~80%,后又在高平電鍍污水廠進(jìn)行了3次1000L的小型工業(yè)化試驗(yàn),均達(dá)到了較理想的處理結(jié)果。該方法是在pH調(diào)整池中加入燒堿(也可以加消石灰)或酸將pH控制在8.5~9.5之間,這時(shí)有大量的沉淀產(chǎn)生(沉淀物中有重金屬離子和部分有機(jī)物)。然后加入一定量的氧化劑、混凝劑和吸附劑將剩余的有機(jī)物進(jìn)行深度分解與吸附后,再沉降分離出來。此法使前處理廢水在經(jīng)處理后與其它CODc較低的廢水混合后排放l=l的CODCr可保證在70~80ⅡL左右(即達(dá)標(biāo)排放),而且所用的藥劑廉價(jià)、易購、設(shè)備簡單、工程造價(jià)低、運(yùn)行可靠,對目前現(xiàn)有的無獨(dú)立處理單元的工程很容易完成改造,單位處理成本為0.50~O.70元/m3。
三種處理工藝效果的比較電鍍污水中有機(jī)污染物的種類同各地所采用的電鍍工藝與原料有很大的區(qū)別,其處理效果也就有所不同。由此也就需要各地同行依據(jù)當(dāng)?shù)氐木唧w情況,采用不同的工藝與藥劑,以求取得最好的處理效果。
總之, 電鍍污水中有機(jī)污染物的去除工藝是一個(gè)全新的研究課題,但目前還未引起電鍍與環(huán)保界的重視。在環(huán)保呼聲日漸增高,排放標(biāo)準(zhǔn)越發(fā)嚴(yán)格,環(huán)境污染現(xiàn)狀不容樂觀的今天,電鍍工業(yè)這一傳統(tǒng)的,涉及產(chǎn)業(yè)較多的高污染行業(yè)的污染治理應(yīng)該引起高度的重視。電鍍行業(yè)較發(fā)達(dá)的地區(qū),在對電鍍行業(yè)進(jìn)行集中進(jìn)園、統(tǒng)一定點(diǎn)、集中污水處理的政策指引下,如何做到全因子達(dá)標(biāo),并完成清潔生產(chǎn)法對電鍍行業(yè)要求中水回用率達(dá)到60%這一目標(biāo),研究并開發(fā)出切實(shí)可行的有機(jī)污染物去除工藝已迫在眉睫。
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