含氰含铬电镀废水处理技术的研究_张学洪

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第 32 卷
不均匀, 本试验在桂林市电镀中心厂进行, 该厂每天排放废水 240m , 水质见表 1。
电镀废水水质
1. 2 工艺流程 处理工艺流程见图 1。与传统化学法相比具有以下特点 : 1. 废水分质分流 , 即分为含氰废水、 含铬废水和含硫酸废水, 使处理过程简单安全 , 将含硫酸废 水用于调节 pH 值 , 实现了以废治废; 2. 以粉煤灰取代石灰作金属离子的沉淀剂和吸附剂 , 既降低了处理成本, 又实现以废治废 ; 3. 设置过滤器后 , 处理水可回用。
表2 组分 含量( % ) Fe2 O3 4. 90 Al2 O 3 28. 30 粉煤灰化学成分 SiO 2 49. 80 GaO 1. 80 MgO 1. 50 挥发份 3. 00
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图2
含铬废水处理试验流程
2. 1. 2 分析
第 6期
张学洪等: 含氰含铬电镀废水处理技术的研究
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6+ 6+
第 32 卷 第 6 期 1999 年 12 月
哈尔滨建筑大学学报
Journal of H arbin U niv ersity of C. E. & A rchitectur e
V o l. 32 N o. 6 Dec. 1999
文章编号: 1006- 6780( 1999) 06- 0027- 04
铬废水, 碱性氯化法处理含氰废水 , 含硫酸废水仅用于处理过程中调节 pH 值 , 方案合理经济。 2. 含铬废水处理条件 : 酸化还原反应 , F eSO4 Cr 6+ = 20 1, pH = 4. 1, 压缩空气搅拌 ; 碱性沉 淀, 粉煤灰 : Cr 6+ = 30~ 35 1, pH = 8. 2~ 8. 4。 3. 含氰废水处理条件 : 第一步 pH = 10~ 11, 漂白粉: CN = 11 15m in; 第二步, 加 H 2SO4 调 pH = 7. 5~ 8. 0, 漂白粉 : CN = 11 15m in 。
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图3
碱性氯氧化法除 CN - 流程
2. 2. 2 试验 在上述除 CN - 的两步反应中, 除了要求每步反应时间应在 15min 以上, pH 值严格按上述要求外, 最重要的就是第一步反应中漂白粉投加量大小的确定( 第二步反应中漂白粉投加量应与第一步相近) 。
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滨Leabharlann Baidu
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0 前言
电镀废水来源于电镀过程中的镀件清洗、 电镀废液及地面冲洗等 , 其危害性大。电镀废水无害化 处理方法主要有化学法、 电解法、 离子交换法、 活性炭吸附及膜法 , 其中化学法及电解法最为常用 。 按电镀工序将原废水分为含铬废水、 含氰废水和含硫酸废水三个系统。采用化学法处理 , 即用硫酸亚 铁- 粉煤灰法处理含铬废水 , 用碱性氯化法处理含氰废水; 将含硫酸废水收集于调节池中 , 用于含铬 废水、 含氰废水处理过程中 pH 值的调节。 文中提出了粉煤灰代替硫酸亚铁- 石灰法处理含铬废水中的石灰[ 2 ] 。粉煤灰是发电厂的最大废 弃物 , 年排放量在 6000 万吨以上 , 其综合利用率 < 30% , 但粉煤灰具有较大的比表面积, 而且不论干 灰或湿灰均呈碱性 , 可以作为化学处理法中金属离子的沉淀剂和吸附剂, 实现废旧利用 , 以废治废。
表3 pH Cr ( mg / L ) 去除率( % )
6+
6+
pH 对 Cr6 + 去除率的影响 4. 4 0. 80 96. 7 4. 1 0. 46 98. 2 3. 9 0. 37 98. 5
6+
6. 2 1. 78 81. 3
5. 5 2. 07 92. 7
3. 5 0. 32 98. 7
( Sch ool of M un icip al & Environment al E ng ineerin g , Harbin U ni versit y of Civi l E ng ineerin g & A rchi t ect ure, Harbi n 150090, Chi na)
Abstract: Bas ed on t he s t udy of w ast ew at er cont aining cy anogen and chro mium com pound produced fr om the p rocess of t he making of elect ro p lat e, t he p ap er adv ances t he new m et hod of c y ano g en re moval and chromium removal by m eans of chem ical m et hod. A t the s am e t im e, suiable p ar am et ers w ere est ablished. Results of a sm all - scale t es t and a f ull - s cale t est show t hat cyanogen and chrom ium can be r emo ved ef f icient ly in the p rocess . C y ano g en and chr omium concentr at ions ar e low er t han t hose in t he w ast ew at er dis charge s t andards o f China. Key words: elect ro plat e w ast ew at er; c y ano g en removal; chromium r em oval
6+
10 83. 6
6+
30 99. 8
3. 粉煤灰的投加量
将含 Cr 为 24. 5m g / L 的废水平均分成 6 份, 按 FeSO4
3+
Cr
= 20: 1 加入
FeSO4 , 再加 H 2SO 4 调 pH = 4. 1, 最后分别加入不同重量的粉煤灰, 测上清液中 Cr , 结果见表 6, 可 见在上述条件下, 粉煤灰 : Cr 6+ 30~ 35 1, Cr 3 + 基本沉淀完全。
3+ -
1, 压缩空气搅拌 , 反应时间 1, 压缩空气搅拌 , 反应时间
4. 以发电厂废物粉煤灰作为 Cr 吸附剂和沉淀剂, 节省了石灰烧碱用量, 实现了以废治废; 同 时, 该方案中对污泥也进行了妥善的处置, 并对处理水过滤后部分回用, 因此该设计方案不论从环保, 还是从经济、 社会效益都有一定的价值。 参
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第 32 卷
现取含 CN 为 23. 0m g / L 的废水 , 平均分成 6 份, 先加 NaOH 调 pH = 10. 5 左右 , 再分别加入不 同量的漂白粉 , 搅拌 5m in 后 , 再静沉 10min, 测定上清液中 CN 含量, 结果见表 7。可见按漂白粉: CN - 重量比约 11 1 左右, 对 CN - 去除效果好。
表6 粉煤灰: Cr
6+
粉煤灰投加量对 Cr3 + 去除的影响 20 1 25 1 0. 84
6+
15 1 5. 8
30
1
35 1 0. 34
40
1
上清液中 Cr ( m g / L )
3+
2. 7
0. 36
0. 30
Cr6 +
根据以上各项实验分析 , 在常温条件下, F eSO 4Cr = 20: 1, 酸化还原反应的 pH= 4. 1, 粉煤灰: 30~ 35: 1, 碱性沉淀反应的 pH = 8. 2~ 8. 4, 在此条件下 , 废水中 Cr 6 + 浓度小于 0. 5m g / L , Cr 3+
表7 漂白粉 CN
-
漂白粉投加量与 CN - 去除率的关系 9. 0 96. 1 10. 0 98. 2 11. 0 99. 7 12. 0 99. 7 13. 0 99. 8
8. 0 91. 4
CN 去除率( % )
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结论
1. 通过小试及生产试验表明, 该电镀废水分为三个系统进行处理, 即硫酸亚铁- 粉煤灰处理含
Research on the treat ment m et hod of electro plat e w astew ater containing cyanog en and chrom ium com pound
ZHANG Xue- hong, LU Bi ng- nan, FENG Li ng- yan
含氰含铬 电镀废水处理技术的研究
张学洪, 吕炳南, 冯令艳
( 哈尔滨建筑大学 市政环境工程学院, 黑龙江 哈尔滨 150090)
摘 要 : 以电镀生产工艺中产生的含氰、含铬电镀废水为研究对象, 提出了硫酸亚铁- 粉煤灰法处理 含铬废 水, 碱性氯化法处理含氰废水, 将含硫酸废水用于处理过程中 pH 值调节, 确定各项处 理最佳条件, 经小 试 及生产试验表明, 出水水质均达到了国家的排放标准。 关键词: 电镀废水; 除氰; 除铬 中图分类号: X 703. 1 文献标识码: A
6+
别加入不同量的 FeSO4 , 反应后测定溶液中 Cr
表5 F eSO4 : Cr6 + Cr 去除率( % )
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, 结果见表 5, 可见
FeSO4 : Cr = 20: 1 左右时,
6+
F eSO4 投加量对 Cr6 + 去除率的影响 15 92. 0 18 86. 0 20 99. 3 25 99. 5
再将含 Cr 为 24. 8mg / L 的废水平均分成 6 份, 分别加入 F eSO4 : ( FeSO4 : Cr = 20: 1) , 加 H 2 SO 4 调 pH = 4. 1 反应完成后加入不同量的粉煤灰, 调 pH 值 , 并测上清液中 Cr 3+ , 结果见表 4, 可见 pH = 8. 2~ 8. 4 时即可让 Cr 基本沉淀完全。
去除率达 99% , 也远低于 0. 5m g / L 。 2. 2 碱性氯氧化法处理含氰废水 2. 2. 1 原理 在碱性条件下 , 以氯为氧化剂 , 使氰 CN - 转化成无毒无害的 N 2 和 CO 2, 该反应分两步完成 [3 ] : 第一步: pH = 10~ 11 时, 用漂白粉将 CN 氧化成 CNO , 反应时间为 10~ 15min 。 第二步: pH = 7. 5~ 8 时, 投加漂白粉将 CNO 氧化成 N 2 和 CO2 , 并使废水中 Cu , Ni 及 Zn 等金属离子沉淀, 反应时间为 10~ 15m in 。试验流程见图 3。
1. pH 值的影响
取含 Cr = 24. 8mg / L 废水水样平均分成 6 份, 每份水样中按 F eSO 4: Cr =
20: 1 加入 FeSO4 后 , 再分别加入不同浓度的 H 2 SO4 , 测定上清液中 Cr 与 pH 值关系, 结果见表 3。 可 6+ 3+ 是当 pH 达到 4. 1 时, Cr 基本上转化为 Cr 。
表4 pH Cr3 + ( m g / L ) 7. 5 4. 72 加粉煤灰调 pH 值对去除 Cr 的影响 7. 8 1. 78 8. 0 0. 84 8. 2 0. 40 8. 4 0. 39 8. 6 0. 30
3+
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2. 硫酸亚铁的投加量 Cr 几乎完全转化为 Cr 。
6+ 3+
将含 Cr6 + 为 24. 8m g 的废水平均分成 6 份, 加 H 2 SO4 调 pH = 4. 1, 再分
[1 ]
1 废水水质与工艺流程
1. 1 废水水质 废水来源 : ( 1) 镀件清洗; ( 2) 各镀槽的电镀废液; ( 3) 漂洗槽废液; ( 4) 地面冲洗水。废水排放极
收稿日期: 1999- 05- 28 作者简介: 张学洪 ( 1963- ) ,
男, 哈尔滨建筑大学副教授 .
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表1
图1
电镀废水处理工艺流程图
2 试验结果与分析
2. 1 硫酸亚铁 - 粉煤灰处理含铬废水 含铬废水在酸性条件下 , 用硫酸亚铁将 Cr 还原为 Cr 金属离子沉淀下来。反应式如下
2+ 2+ 3+ 3+ 3+ 6+ 3+
, 再加入粉煤灰作沉淀剂 , 使 Cr 及其他
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Cr 2O 7 + 14H 6F e = 2Cr + 6Fe + 7H 2O Cr + 3OH = Cr( OH) 3 F e + 3OH = Fe( OH ) 3 2. 1. 1 试验 取电镀废水 Cr = 24. 8m g / L , 粉煤灰取自于桂林市火电厂新干灰 , 其化学成分见表 2, 试验流程 见图 2。