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[重金属] 电镀、线路板废水专题讨论贴

本主题由 点源扩散 于 2008-7-5 22:18 加入精华
最近在实习公司遇到了电镀废水处理的问题。公司是个小公司,接了一个处理电镀废水的问题。我没有实际经验,急忙跑去看书,没查到觉得可用的。不知道有种方法就是经过不同的离子交换,把那些含氰或铬等这些离子交换去除的方法有没有可行性??
可以,不过成本较高,还有就是再生废液要妥善处理,避免造成二次污染!
再长的路都会有尽头,千万不要回头,再沮丧的心都会有希望,千万不要失望!
想问楼主一个问题:
你前面说过“基本上的电镀厂都有一个无法分流或者说分流不彻底的问题”,那除了用化学方法处理混合废水之外,还有那些方法啊?各有什么有缺点?谢谢了
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这个问题太难回答,有机会你亲自去电镀车间看看吧!
再长的路都会有尽头,千万不要回头,再沮丧的心都会有希望,千万不要失望!
呵呵!
那请问楼主用高压脉冲电凝机效果怎样啊?您是否做过或者看过相关工程?能否介绍一下,谢谢了
电镀废水和处理方法:我见过用得多的有普通化学淀法、微电解法、电解法、硅藻土吸附法等,用得较多的还是前两种,主要是反应条件比较简单,容易量化和实现自动控制,出水相对有保证,已经是很成熟的方法了!电解法是比较彻底的处理电镀废水的方法,不会带来二次污染,不会增加水中的含盐量,但是成本太高,一般的企业难以承受!
高压脉冲电凝机我没有见过,不知是否与电絮凝是一样的反应原理,电絮凝与电解的作用原理差不多,可以节省一定的药剂费用,同时反应可以进行得很彻底!如果你知道,请你讲解,谢谢!
这个问题对你49楼的问题也一并作答,具体情况具体分析,我经常讲这样一句话,一个环保工程能否最大体现出设计者的优秀设计能力,要综合考虑以下六个方面:
1、出水稳定达标;
2、工程造价低;
3、运行费用省;
4、占地面积小;
5、自动化程度高;
6、外表美观、大方、漂亮!
具体运用何种手段、何种方法,要结合上述六点考虑!只有做到这六点,才证明我们的设计能力上了一个台阶,才有用武之地,同时对我们从事环保工程的人来说,也是一个巨大的进步!
再长的路都会有尽头,千万不要回头,再沮丧的心都会有希望,千万不要失望!
要做好这六点真是不简单,但会努力!
电絮凝与电解的作用原理确实是差不多,电絮凝应该是电解的改进!
电絮凝特点与原理:
该技术突破传统的低电压、大电流电解法,而采用高电压、小电流-高压脉冲电凝法(HVES)。该法乃利用电化学原理,借助外加高电压作用产生电化学反应,把电能转化为化学能,经单一电凝设备即可对废水中的有机或无机物进行氧化还原反应,进而凝聚、浮除,将污染物从水体中分离,可有效地去除电镀混合废水中的Cr6+、Zn2+、Ni2+、Cu2+、Cd2+、CN-、油、磷酸盐以及COD、SS与色度。高压脉冲电凝设备系以可溶性金属铁为极板,电凝机中每个电解单元发生如下电化学反应。
1. 还原去除Cr6+及色度
阴极上发生还原反应,产生氢分子。
2H++2e 2H H2
新生态氢具有很强的还原能力,将六价铬还原
成三价铬,并以氢氧化铬沉淀去除。对于许多以氧
化态成分为主的色素染料,可将其还原为无色物质,
而将废水中色度去除。
Cr2O2-7+6e+14H→2Cr3+ + 7H2O
CrO42-+3e+8H→Cr3+ + 4H2O
Cr3++3OH→Cr(OH)3
.2 除重金属离子
重金属离子与电解水产生的OH-生成金属氢
氧化物沉淀。
Cu2++2OH→Cu(OH)2
Ni2++2OH→Ni(OH)2
Cd2++2OH→Cd(OH)2
Zn2++2OH→Zn(OH)2
.3 氧化去除COD及CN-
阳极发生氧化反应产生二价铁离子、氧以及其
它铁属离子之氧化,阳极主要反应如下:
Fe-2e→Fe2+
4OH--4e→2H2O+2O→2H2O+O2
阳极产生的新生态氧具有很强的氧化能力,可
以氧化水中有机或无机物,去除水中COD。阳极上
由于放出新生态氧,氧化氰根[2,3]。
CN-+2OH--2e→CNO-+H2O
CNO-+2H2O→NH4++CO2-3
2CNO-+4OH--6e→2CO2+N2+H2O
4 除磷
铁极板受电化学作用生成的Fe2+被氧化成
Fe3+,和磷酸根反应生成沉淀,而且能与其它金属
形成共沉淀,达到最好的除磷效果。
Fe3++PO43-→FePO4
5 混凝去除SS
金属极板在阳极上生成的Fe2+与水溶液中离
子产生Fe(OH)3沉淀。
Fe2++2OH-→Fe(OH)2
4Fe(OH)2+O2+2H2O →4Fe(OH)3
反应产生的Fe(OH)3活性很强,能与水中有机
和无机杂质凝聚产生胶羽,以除去废水中悬浮物,比
铝盐、铁盐混凝剂的去除效果更好。
6 气浮去除油脂和胶体
在电凝过程中,阳极与阴极表面不断产生氧气
和氢气,并以微小气泡逸出,可以粘附于废水中的絮
状物及油类物,比重变小浮至水面,产生气浮作用。
它比传统气浮法用释放器溶气水产生的气泡微小,
效果更好。
3 废水处理流程
4 工艺特点
(1)电镀线上产生的各类废水可集中到一个废水贮池,不同于化学法分成几路废水(贮池、设施)分别进行处理。这是由于电凝机对电镀混合废水中的有机和无机污染物,具有还原、氧化、中和、絮凝、气浮分离等功效,完成混合废水的处理。
(2)废水处理系统工艺流程简短,设备占地小,一次性投资少,可实行自动化控制。
(3)对电镀生产线产生的各类污染物有相当的安全系数及抗冲击负荷能力。当废水水质水量变化时,调整灵活,应变快速。
(4)高压脉冲电凝法突破传统电解法固定使用极板,该设备可定期自动将阴、阳极板互换与活化。可撕裂极板钝化膜[3],彻底解决了极板钝化这一国内外电解设备普遍存在的问题。不仅两极板互换延长了电极寿命,耗材少,而且耗电少,现将两种电化学方法的原理、性能和效果比较,示于表1
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楼主有没有电镀废水回用这方面的经验?
如果说电镀废水经处理后用膜法回用,废水中的铬及有机物影响会怎么样?
因为实际中酸碱综合废水中基本含有含油废水,据膜生产厂商说有机物对膜的影响还是挺大的。废水处理过程中又不可能全部去除。
另外铬对膜好象也有一定影响
电镀废水回用做过两个工程,不过是与做纯水的公司合作做的,但是说做到零排放是蒙人的,相信这一点你也清楚!
主要以在线回用为主,主要是针对铜和镍,原因是现在物价飞涨,有一定的经济价值!同时考虑了你上述所说的情况,也仿照废水分流处理的办法!
具体操作见附示意图:
针对你所说的问题,我觉得应该考虑废水的一个回用率问题,100%的回用是开国际玩笑,含镍(含铜)清洗废水经在线回收可以达到一部分废水回用的目的,如果量达不到要求,那么可以考虑将RO浓液、电镀除油、除锈废水以及其它工序产生的废水混凝沉淀+生化处理后用作生活杂用水,也达到了回用的目的!
另外谈到电镀废水中有机物对膜的损害问题,相信你也看我本贴前面所讲的电镀废水中所含的有机物的种类和成分,这些有机物可以在进膜前的预处理中除去,比如用活性炭吸附、加双氧水氧化等,要讲清楚的是这部分有机物量不是很大,电镀厂在生产中也是运用投加粉末活性炭然后用过滤泵过滤达到清洁镀液的目的!
至于铬,我想是因为六价铬的强氧化性会对膜有损害吧,如果在线回用的水量和生活杂用水的水量能够达到要求,这一部尽量就不要做回用了!
以上仅个人观点,供大家参考!

[ 本帖最后由 可行性分析 于 2008-4-3 12:25 编辑 ]
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再长的路都会有尽头,千万不要回头,再沮丧的心都会有希望,千万不要失望!
学习了,多交流就是一种进步
:)
新人
学习学习
LZ你前面说到:
“2.含铬废水,里面主要含六价铬,处理方法有化学法,电解法、铁屑反应塔等,常用的是化学法,就是我们通常所说的破铬(原水PH一般在3-6之间,不可能只有0.7),由于铬在酸性条件下氧化性最强,因此一般先将PH调到2-3之间,加入还原剂亚硫酸钠(亚硫酸氢钠)或硫酸亚铁等,将其还原成三价铬,然后加碱调PH在7-8之间,生成氢氧化铬沉淀再进沉淀池进行固液分离;注意的是由于三价铬的沉淀PH范围比较铜镍等重金属离子低得多,因此为保证生成的氢氧化铬不返溶,需单独沉淀;”
这里我想问问,如果混合废水在破氰后,在中性或者碱性条件下能否直接破铬?效果是否可行?在中性或者碱性条件下破铬有实例吗?

[ 本帖最后由 六月雪 于 2008-4-5 00:32 编辑 ]
1. S2-类还原剂与Cr6+的反应机理
这类还原剂主要有Na2S或FeS,因溶液pH的不同,与Cr6+的反应机理也不相同。
(1)在酸性条件下,废水中六价铬主要以Cr2O2-7形式存在,而S2-则主要以H2S的形式存在,有如下反应:
    Cr2O2-7+8H++3H2S=2Cr3++7H2O+3S0(4)
   该反应可分解为两个半反应:
    H2S=S0+2H++2e-         φ0=0.141V
    Cr2O2-7+8H++2e-=2Cr3++7H2O   φ0=1.33V
故该反应的标准电势E0=0.141V+1.13V=1.271V,反应能自发完成。
(2)在碱性条件下,废水中六价铬主要以CrO2-4形式存在,可与废水中的S2-发生如下反应:
    2CrO2-4+4H2O+3S2-=2CrO-2+8OH-+3S0 (5)
   将该反应分解为两个半反应:
    S2-=S0+2e-             φ0=0.48V
    CrO2-4+4H2O+3e-=CrO-2+8OH-   φ0=-0.12V
故该反应的标准电势E0=0.48V+(-0.12V)=0.36V,反应亦能自发完成。

2. Fe2+盐类还原剂与Cr6+的反应机理
Fe2+盐,尤其是FeSO4一直就被用作Cr6+的标准还原剂,但长期以来,大多数人认为对于含铬电镀废水,在化学法处理过程中,应首先将废水pH调至3以下,才能用还原剂将六价铬还原为三价铬,然后在碱性条件下使三价铬生成氢氧化物沉淀。但事实并非如此,实验研究和工业实践均表明,即使在碱性条件下,Cr6+也能被迅速还原。
(1)酸性介质中,铬与铁反应如下:
    6Fe2++Cr2O2-7+14H+→6Fe3++2Cr3++7H2O (6)
   电极电位E0=1.33-0.771=0.56V>0
(2)中性和弱碱性介质中,反应如下:
3Fe(OH)2+CrO2-4+4H2O→3Fe(OH)3+Cr(OH)3+2OH- (7)
电极电位E0=-0.13-(-0.56)=0.43V>0
6Fe(OH)2+Cr2O2-7+7H2O→6Fe(OH)3+2Cr(OH)3+2OH- (8)
   电极电位E0=1.33-(-0.56)=1.89V>0
通过标准电极电位的比较可知,FeSO4在酸碱值介质中均能将Cr6+还原为Cr3+。

3. 药剂的优化组合
通过对上述各种还原剂与Cr6+的氧化还原反应机理分析后发现,除SO2-3类还原剂须在酸性条件下才能将Cr6+还原外,S2-类和Fe2+盐类还原剂在酸性和碱性条件下均能将Cr6+还原为Cr3+。在实际工程中,FeSO4是最常使用的还原剂,但如果单独使用FeSO4来还原Cr6+,将产生大量污泥;若用硫化物来代替Fe2+盐,就可以避免产生Fe(OH)3沉淀,理论上,用Fe2+盐或硫化物还原Cr6+所产生的污泥量如表2所示。
表2  Na2S或FeSO4每还原1mol(52g)Cr6+的药耗及污泥量
还原剂药耗(g)污泥量(g)污泥质量∶Cr6+质量
Na2S                117  103  2∶1
FeSO4               456  412  8∶1
   表2中的数据表明,若用Na2S作还原剂,则无论从药耗还是污泥量都较FeSO4好,而且Cu2+、Ni2+、Zn2+、Cd2+等重金属的硫化物溶度积要比其氢氧化物小很多,因此对重金属离子的去除也会更彻底。但如果全部用硫化物来代替Fe2+盐还原Cr6+,又会出现一些问题:首先Na2S本身是弱酸性的,在反应过程中很容易产生H2S气体溢出;另外Na2S与重金属离子的反应速度很快,形成的絮团很小,沉降缓慢,需要加入絮凝剂加速其沉降。通过以上分析后决定选用Na2S和FeSO4共同作为Cr6+的还原剂,首先加入Na2S以去除除铬之后的其它重金属,同时还原Cr6+;然后加入FeSO4,进一步还原剩下的Cr6+,Fe2+被氧化后生成的Fe3+具有絮凝作用,可以加速Cr(OH)3的沉淀,另外有研究发现,在加入硫化物后加入Fe2+,即使在酸性条件下也很少生成H2S气体。通过试验确定Na2S和FeSO4的最佳药量比,试验结果见表3。
表3  Na2S和FeSO4的不同配比与生成污泥量的关系
Na2S/FeSO4   100/0  90/10  80/20  50/50  40/60  20/80  0/100
污泥/Cr6+理论  2.9    3.4       3.9       5.5       6.0       7.0      8.1
试验           2.0    2.7       3.2        5.1        5.9       7.2      8.5
注:Na2S/FeSO4按当量摩尔质量计算,并换算为百分数;污泥/Cr6+为质量比。
由表3中的试验数据确定Na2S占还原剂用量80%~90%,FeSO4占还原剂用量10%~20%,这样可使电镀污泥量减少60%~70%。
SO2-3类还原剂与Cr6+的反应机理
这类还原剂主要靠反应中生成SO2-3来进行还原,因为废水中通常都含有溶解氧,所以用SO2还原Cr6+时,必须加入过量SO2以补充H2SO3被氧化为H2SO4时的消耗。溶液中pH值的变化将会直接影响处理效果。
(1)pH<4.0时,废水中六价铬主要以Cr2O2-7形式存在,有如下反应:
    Cr2O2-7+3SO2-3+8H+=2Cr3++3SO2-4+4H2O(1)
因为该反应的标准电势E0=+1.13V,故该反应在瞬时即能自发完成。
(2)pH在4.0~7.0时,废水中六价铬以Cr2O2-7和CrO2-4形式存在,有如下反应:
    Cr2O2-7+3SO2-3+8H+=2Cr3++3SO2-4+4H2O(2)
    2CrO2-4+3SO2-3+4H++H2O=2Cr(OH)3+3SO2-4(3)
前一个反应能瞬间完成,而后一个反应由于其标准电热E0=-1.05V,故该反应不能自发进行,因而废水中有一部分六价铬得不到还原。
(3)pH>7.0时,废水中六价铬主要以Cr2O2-4形式存在,Cr6+还原不能自发进行。
由以上分析可以看出,用这类还原剂还原Cr6+必须在强酸条件下进行,因此这类还原剂不适合碱性含铬废水的处理。
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