1、电镀废水处理工艺电镀废水处理工艺摘要：浙江省某电镀厂规模为1200 m3/d的电镀混合废水主要含有Cr6+、铜和镍等重金属污染物，采用以“二级物化沉淀+气浮”为主体的处理技术，在进水Cr6+、总铜、总镍和总锌分别为46.34 mg/L、14.9 mg/L、25.7 mg/L和3.1 mg/L时，出水中Cr6+、总铜、总镍和总锌等主要污染物分别为0.002mg/L、0.14 mg/L、0.07 mg/L和0.13 mg/L，去除率分别达99.4 %、99%、99.5%和96 %，实现了重金属的稳定达标，出水水质良好，部分出水回用。关键词：二级物化反应器电镀混合废水回用Abstract:Zheji
2、ang Province, a Electroplating enterprises have the scale of 1200 m3 / d of mixed electroplating wastewater containing Cr6 +, copper and nickel and other heavy metal pollutants, two FGFE of physical and chemical precipitation + flotation as the main processing technology in waterCr6 +, total copper,
3、 total nickel and total zinc was 46.34 mg / L, 14.9 mg / L, 25.7 mg / L and 3.1 mg / L, the water Cr6 +, total copper, total nickel and total zinc and other major pollutants, respectively,0.002 mg / L and 0.14 mg / L and 0.07 mg / L and 0.13 mg / L, the removal rate reached 99.4%, 99%, 99.5% and 96%
4、, respectively, to achieve the stability of the heavy metal standards, water qualitypart of the effluent reuse。Key words: the two FGFE reactor mixed electroplating wastewater reuse电镀是将金属通过电解方法镀到制品表面的过程，常用的镀种有镀镍、镀铜、镀铬、镀锌等，其电镀工艺大体相同，在电镀过程中，除油、酸洗和电镀等操作之后，都用水清洗；电镀废水来源于电镀生产过程中的镀件清洗、镀液过滤、废镀液、渗漏及地面冲洗等，其中镀件
5、清洗水占80%以上。大多数电镀厂系综合性多镀种作业，涉及铬、镍、锌、铜等多镀种，从被镀件种类可分为金属镀件和塑料镀件，含氰电镀工艺落后虽然大部分淘汰，但亦有不少电镀厂仍在沿用。随着科技的进步和环保技术的快速发展，许多新技术开始应用于环保行业了，其中以平湖某环保公司自主研发的利用强氧化剂为核心的FGFE物化反应技术在电镀行业整治中发挥较为积极的作用，此项专类技术环保工程中应用越来越广泛。这种一体化处理技术以其独特的优势在电镀废水处理工程中具有广泛的应用前景。二级FGFE反应技术处理混合电镀废水工艺机理破CN-、氧化还原Cr6+为Cr3+等预处理措施是传统电镀废水处理工艺中必须的，因其投资大、技术
6、参数控制程度高、操作复杂等弊端，对管理人员的素质和操作人员的责任心都提出较高的要求，在工程设计与实际应用中具有一定的局限性。相比起来，以“二级FGFE物化沉淀+气浮”为主体技术的工艺则避免了污水的分类收集、预处理等前期工序，废水可直接混合并进入独立设置的调节池内，进行水量水质调节，然后通过水力提升至一级和二级FGFE反应系统内，在一定条件下反应后进入沉淀分离和气浮分离工序。由于此类技术不需要对污水进行分类预处理，而是直接混合处理，因此亦名“一体化处理技术”，其工艺说明可表示如下：一级FGFE通过在酸性条件下投加硫酸亚铁和双氧水形成芬顿反应1，即：Fe2+H+H2O2=Fe3+H2O+OH，羟基
7、自由基具有很强的氧化性。在芬顿反应中，是以亚铁离子(Fe2+)为催化剂用过氧化氢(H2O2)进行化学氧化的废水处理方法。由亚铁离子与过氧化氢组成的体系，也称芬顿试剂，它能生成强氧化性的羟基自由基，在水溶液中与难降解有机物生成有机自由基使之结构破坏，最终氧化分解。硫酸亚铁与双氧水的作用：二者提供需要通辑芬顿反应的化学离子，即亚铁离子和双氧水，通过二者之间反应产生具有强氧化作用的氧自由基，对一些难生物降解的化学物质进行化学处理，如脱色、提高废水的可生化性等，是用在生化处理前的预处理手段。氧化钙的作用是调整因芬顿反应后出水的PH值，可以使铁离子形成大量的絮体，将废水中的绝大部分SS去除，同时希望通过
8、絮凝作用还可以吸附部分有机物、色度等，达到最佳的去除效果。PAM高分子混凝剂的作用是形成较大的矾花，从而使后续沉淀更加彻底。在上述反应中，偏磷酸盐被氧化成正磷酸，从而和钙离子反应去除，可以更好的保证水中总磷的稳定达标。在二级FGFE反应中，重金属离子被再一次去除，使得重金属的稳定达标更好的得到保证。采用此技术工艺流程如图1所示。电镀废水综合汇集池组合药剂一级FGFE反应池一级沉淀池污泥脱水滤液组合药剂二级FGFE反应池气浮池剩余污泥污泥池反硝化、硝化池二沉池 压滤机机械过滤器干泥外运安全处理达标排放图1 工艺流程图混合废水经厂区收集管道流至调节池，由耐腐蚀性一级污水泵提升至一级FGFE反应器中
9、，在空气辅助作用下，水中重金属离子及CN-等在反应池内发生无数氧化还原絮凝沉淀反应，通过一系列反应达到转化沉淀目的。出水经过自动控制系统投加PAM混凝后自流至斜管沉淀池进行泥水分离。沉淀出水再经过二级FGFE反应，经过相同的氧化还原反应，再经液碱调节PH进入气浮进行泥水分离，再通过硝化反硝化的生化处理去除总氮，清水经过砂滤后即可稳定达标排放或者回用。斜管沉淀池、气浮刮渣等排放污泥在浓缩池中浓缩后经压滤机脱水处理，干泥饼中含有大量重金属，属于危险废物，交由资质单位进行回收处理。系统主要设计参数1、混合调节池用以调节不规律排水，均衡水量水质。设置水力停留时间为8 h，液位控制器控制提升泵运行。2、
10、一级FGFE反应池一级FGFE反应池为本工艺的核心部件，一级FGFE反应混凝沉淀系统主要通过对应药剂的投加、不同PH及水力反应条件的组合等氧化还原反应、泥水沉淀分离过程，实现对六价铬的还原、简单破络合，保证大部分重金属、SS等污染物质的去除。一级FGFE水力停留时间为60 min，接触反应时间为45min。3、初沉池脱除污水中大量的重金属沉淀物。用以实现反应池出水中的泥水分离。表面负荷取1.0 m3/(m2.h)。4、二级FGFE反应池二级FGFE反应混凝气浮系统主要通过对应药剂的投加、不同PH及水力反应条件的组合等氧化还原反应、泥水气浮分离过程，实现进一步的破络合，保证在中性条件下重金属的全
11、达标以及对废水中所含油脂、表面洗涤剂等污染物质的充分去除。此外，相对于其它工艺，反应池亚铁还原本身生成的Fe3+具有良好絮凝作用，在控制pH为710的情况下，生成的絮凝体大而稳定，易于沉淀。5、气浮池反应池出水中含有悬浮物质，这些通过机械作用强制固化的重金属物质可能会重新溶出而造成出水中重金属物质的超标，在反应池后设置气浮池可以有效的将各类悬浮物质除去。6、反硝化、硝化池2生物反硝化反应池主要通过营养比、PH、兼氧等条件的合适控制，培养与稳定专性反硝化菌的世代生长更替，保证短程反硝化作用效果，实现对硝态氮的充分去除，保证出水的总氮达标。 5）好氧生物系统主要通过好氧作用保证生化系统微生物兼氧性
12、的转换及自身生长指数、性能的调理，同时对剩余的有机污染物进行好氧生物降解，保证出水有机污染物水平。7、机械过滤器二沉池出水在管道内加入絮凝剂，絮凝剂在水中发生离子水解和聚合过程，水中胶体粒子对水解及聚集的各种产物进行强烈的吸附，使粒子表面电荷和扩散厚度同时降低，因而粒子间相互排斥能降低，相互接近而凝聚，水解产生的聚合物被两个以上的胶体吸附后，在粒子间产生架桥联接，逐步形成较大的絮凝体，经过机械过滤器时，为砂滤料载留。机械过滤器的吸附是一种物理吸附，当机械过滤器因截留过量的机械杂质而影响其正常工作，当进出水压差达到一定压力时，则可用反冲洗的方法来进行清洗，可使粘附于石英砂表面的截留物剥离并被反冲
13、水流带走，有利于排除滤层中的沉渣、悬浮物等，并防止滤料板结，使其充分恢复截污能力,从而达到清洗的目的。影响水质因素1、二级FGFE反应对系统的影响FGFE是是本技术的关键处理设施，其主要参数的设计直接决定着系统出水效果的好坏。在水质一定的情况下，进水流量、组合药剂的投加量、进水方式以及接触反应时间是关键设计参数。在进水pH值为13的条件下，采用的硫酸亚铁5ppm，双氧水3ppm整个反应器接触时间为3045min，提供空气量为0.10.13 m3/min时，水样分析表明，在此条件下，污水中含有的高危险物质Cr6+及CN-等能够良好的转化为低危险、易除去的Cr3+及CNO-等。2、水中空气的影响F
14、GFE反应池中出水含有大量的污泥，在进行生化前必须尽量脱除。本工程设计之初由于没有充分考虑污泥沉淀问题，在斜管沉淀池中经常发生污泥上浮现象，原因即为水中含有的空气在没有完全脱除之前已经被投加碱及PAM包裹在絮凝体内，造成污泥密度变小而上浮。脱3、 pH值的影响重金属沉淀对pH要求较高，所以采用pH自动控制器来投加NaOH量。4、气浮、机械过滤器的影响气浮的作用主要将出水中可能含有的悬浮物除去，避免固化重金属重新溶解到清水中，机械过滤器主要为了去除生化出水中的SS，达到出水达标的目的。工程投资与运行费用以FGFE反应技术为主体的污水处理工艺3无论是理论上还是工程应用上已经日渐成熟，尤其是此类技术
15、为核心的一体化处理工艺应用于电镀废水处理工程更有着传统工艺无法比拟的优越性。一体化技术处理电镀废水不需铺设多种管路，避免了因分类收集作预处理带来的管路复杂、设备多、加药量大、控制要求高等弊端，因此工程投资费用省、运行费用低（表1）。表1 工程主要经济指标Table1 Main economic index of the engineering序号总投资（万元）运行成本（元/吨水）1土建投资设备投资其它药剂费人工费水电费2309551.340.280.76合计1302.385、反应器药剂异常对系统的影响反应器中药剂是一直处于消耗状态的，当其不能按时准确投加时反应器处理效果变差，甚至出水不能达标，
16、此时需要及时备齐药剂，保证系统连续运行。因此，在反应器结构设计时必须考虑到此种情况的发生，可以通过设置多个独立并联的加药系统。6、结果实例工程于2010年11月开工，2011年7月竣工并调试，2011年10月通过当地环保部门监测验收。部分监测结果如表2所示。表2水质监测结果mg/L（pH除外）Table2 Results of water samplesmg/L（pH except）项目pHSSCOD总铜总镍总锌Cr6+石油类原水2.484.6220.314.915.73.10.3419.8出水6.8846.70.140.070.130.002(Y)0.2(Y)去除率/90.5%78.8%99
17、%99.5%96%99.4%99.0%排放标准6970900.30.12.00.55.0监测结果显示，本工艺对重金属的去除率均在95 %以上，出水明显优于排放标准。结论1、本工程实例显示，一体化污水处理技术应用于电镀混合废水处理工程不仅投资省、运行费用低，而且操作简便、处理效果高效稳定。2、本工程出水中Cr6+、总铜、总镍和总锌分别为0.002（Y）mg/L、0.14 mg/L、0.07 mg/L和0.13 mg/L，去除率高达99.4 %、99%、99.5%和96 %，出水水质稳定达到国家电镀污染物排放标准（GB 219002008）表3特别排放标准附录电镀工艺是将金属通过电解方法镀到制品表
18、面的过程，常用的镀种有镀镍、镀铜、镀铬、镀锌、镀镉、镀铅、镀银、镀锡、镀金。物理法一般使用下述方法处理电镀废水，可高效去除COD、色度的同时，脱除重金属、六价铬、氰化物等特有物质，物理法包括：催化微电解处理技术微电解技术是处理高浓度有机废水的一种理想工艺，该工艺用于高盐、难降解、高色度废水的处理不但能大幅度地降低cod和色度，还可大大提高废水的可生化性。该技术是在不通电的情况下,利用微电解设备中填充的微电解填料产生“原电池”效应对废水进行处理。当通水后，在设备内会形成无数的电位差达1.2V 的“原电池”。“原电池”以废水做电解质，通过放电形成电流对废水进行电解氧化和还原处理，以达到降解有机污染
19、物的目的。在处理过程中产生的新生态?O H 、H 、O、Fe2+ 、Fe3+等能与废水中的许多组分发生氧化还原反应，比如能破坏有色废水中的有色物质的发色基团或助色基团，甚至断链，达到降解脱色的作用；生成的Fe2+ 进一步氧化成Fe3 +，它们的水合物具有较强的吸附-絮凝活性，特别是在加碱调pH 值后生成氢氧化亚铁和氢氧化铁胶体絮凝剂，它们的絮凝能力远远高于一般药剂水解得到的氢氧化铁胶体，能大量絮凝水体中分散的微小颗粒、金属粒子及有机大分子.其工作原理基于电化学、氧化- 还原、物理以及絮凝沉淀的共同作用。该工艺具有适用范围广、处理效果好、成本低廉、处理时间短、操作维护方便、电力消耗低等优点，可广
20、泛应用于工业废水的预处理和深度处理中。阳极： Fe - 2e Fe2+ E（Fe / Fe2+）=0.44V阴极： 2H + 2e H2 E(H/ H2)=0.00V当有氧存在时，阴极反应如下：O2 + 4H + 4e 2H2O E (O2)=1.23VO2 + 2H2O + 4e 4OH E（O2/OH）=0.41V新型微电解填料是针对当前有机废水难降解难生化的特点而研发的一种多元催化氧化填料。它由多元金属合金融合催化剂并采用高温微孔活化技术生产而成，属新型投加式无板结微电解填料。作用于废水，可高效去除COD、降低色度、提高可生化性，处理效果稳定持久，同时可避免运行过程中的填料钝化、板结等现
21、象。本填料是微电解反应持续作用的重要保证，为当前化工废水的处理带来了新的生机。吸附法活性炭具有非常多的微孔结构和巨大的同比表面积，通常1g活性炭的表面积达7001700m2，因而具有极强的物理吸附力，能有效地吸附废水中的六价铬离子(Cr6+)等重金属离子。当活性炭达到吸附平衡后，还可以采用加热、酸浸泡、碱浸泡等方式除去吸附物，使活性炭再生。生物法生物法是处理电镀废水的高新生物技术。利用人工培养的脱硫孤菌、生枝动胶菌、铬酸盐还原菌、硫酸盐还原菌等功能菌，对电镀废水产生静电吸附作用、酶的催化转化作用、络合作用、絮凝作用、包藏共沉淀作用和对pH值的缓冲作用。有害金属沉淀于污泥中回收利用，排放水用于培
22、菌及其他使用。生物法处理电镀废水成本低、效益高、容易管理、不给环境造成二次污染、有利于生态环境的改善，是未来电镀废水处理的主流方向。化学法一般用下述方法处理电镀废水：向废水中投加药剂，使其中的有毒物质转化成为无毒物质或毒性大为降低的沉淀物。化学法包括：中和沉淀法如酸性废水用碱性废水或投加碱性物质进行中和，形成沉淀物。中和混凝沉淀法例如在离子交换法除铬工艺中，阳离子交换柱再生废液是含有重金属离子 (Zn2+、Cr3+、Fe3+等)的强酸性废液，可用去除酸根后阴离子交换柱的再生废碱液或加碱中和，使之以氢氧化物形式沉淀。如投加高分子絮凝剂可改变这种沉淀物的沉降性能和分离性能。氧化法如处理含氰废水时，
23、常用次氯酸盐在碱性条件下氧化其中的氰离子,使之分解成低毒的氰酸盐,然后再进一步降解为无毒的二氧化碳和氮。还原法如含铬废水用亚硫酸氢钠或硫酸亚铁加石灰处理,使Cr6+还原成毒性低的Cr3+，并形成氢氧化铬沉淀。钡盐法如含铬废水用钡盐处理，使铬酸根成为铬酸钡沉淀。铁氧体法电镀废水经过处理产生氢氧化铁或其他重金属氢氧化物沉淀，通过氧化反应使重金属转入强磁性的铁氧体结晶中。此法可用于含铬废水的处理。化学法设备简单，投资较少，应用较广。但常留下污泥需要进一步处理，而且电镀废水分散，污泥不易集中处理和利用。物理法主要包括电解法、离子交换法和膜分离法，提银机处理法。提银机处理法guowei型本设备特点：1、
24、使用纯物理方法的双电解方式，只使用少量电力，无二次污染之忧。2、提银深度在99%以上，提取银纯度高达 98%以上。3、可以处理离子交换法、气浮法处理不了的药品浓度很高的废定影液。4、可以处理目前国内外电解法都无法处理的含有很高漂白液成分的彩扩漂定液。5、残留废液银含量可达到0.02克/升，经过后续环保处理后，可以将废液银含量降至0.2ppm以下，满足最为严格的欧洲排放标准。6、运行实现微机全自动化控制，无需专人看管，耗能低。7、设备体积小巧紧凑，占地面积少，处理量大，可达1500-1800升/月。8、本设备不需任何耗材和电解促进剂，运营及维护成本低。技术参数：1.提银后残留废液含银量低于0.0
25、1克升2.提银纯度：99.5%3.尺寸360*280*800mm4.工作电压：交流电220V5.功率20w6.处理量（月）30升30,000升-电解法以处理含铬废水为例，利用可溶性铁阳极，在直流电场作用下，产生亚铁离子，在酸性条件下使废水中以CrO厈和Cr2O崼存在的Cr6+离子还原成为Cr3+离子，随着电解过程中废水pH值升高,形成Cr(OH)3沉淀。采用不同材料的阳极可处理含有其他各种金属离子的废水。电解法操作管理简单，除能够处理镀铬漂洗水外，还可以处理钝化、阳极化、磷化等漂洗水，并有成套设备；但消耗钢材、电能较多，对产生的污泥还没有妥善的处理方法。离子交换法利用离子交换树脂活性基团上的可
26、交换离子(H+、Na+、OH-等),去除废水中的阳、阴离子。此法处理电镀废水不仅可回用水，还可回收金属离子溶液。这种方法已用于处理含有金、镍、铜、镉、铬等废水。人工合成的专门用于处理电镀废水的弱酸、弱碱大孔树脂，可分别用于去除铬、镍和铜，以及一些金属的氰化络合阴离子（见废水离子交换处理法）。一般说来，离子交换法初次投资较大，操作管理水平要求较高，但处理效果稳定，由于能回用金属和水，是当前电镀废水实现闭路循环的主要治理方法之一。存在的主要问题是再生废液会有钠、铁、氯根等杂质离子不能直接回用于镀槽中，排入环境会造成污染。膜分离法利用半透膜或离子交换膜等膜材料，在外加推动力下，使废水中的溶解物和水分
27、离浓缩，以净化废水。在膜分离法中，反渗透法用于含镍、含镉废水的浓缩处理已应用于生产。隔膜电解法用于再生镀铬废液。扩散渗析法可用于酸液回收。膜分离方法成本较高。蒸发浓缩法利用热源和蒸发器在常压或负压下直接浓缩废水。用这种方法处理高浓度废水比较经济，常同三级逆流漂洗、气水喷淋，或同离子交换法联合使用。生产中广泛采用钛管薄膜蒸发器和蒸发釜来浓缩含铬废水、含氰废水等，也是闭路循环的主要处理流程之一。展望电镀废水处理技术的发展前景，首先是压缩水量，普遍推广逆流漂洗和喷淋技术；其次，对化学法产生的污泥和离子交换再生废液进行综合利用，以及研制适用于处理电镀废水的各种优质树脂和膜，以及进一步研究和完善闭路循环系统，以实现资源的充分利用。主要参考文献1张国卿王罗春等.Fenton试剂在处理难降解有机废水中的应用。2尚海涛,杨琦. A/OMBR 处理回用城市生活污水的中试研究J.净水技术,2009,28(2):45-49.3苑宝玲,王洪杰.水处理新技术原理与应用M.北京:化学工业出版社, 2006.139-140.
