化學(xué)還原法處理電鍍含鉻廢水的工程應(yīng)用
0 引言
鉻酐是電鍍行業(yè)中使用量很大的一種化工原料,主要用于鍍鉻、鈍化、褪鍍工藝,六價鉻具有強氧化性,對人體皮膚、呼吸系統(tǒng)及內(nèi)臟都有危害,六價鉻的毒性是三價鉻的100倍,可在人、魚和植物體內(nèi)蓄積。處理電鍍含鉻廢水國內(nèi)一般常用鐵氧體處理法和亞硫酸鹽處理法[1-2]。某發(fā)動機修理廠電鍍車間產(chǎn)生的混合含鉻廢水采用化學(xué)沉淀法處理,將六價鉻轉(zhuǎn)化為三價鉻去除。
1 污水水質(zhì)水量
本工程處理的電鍍廢水由電鍍車間在鍍鉻、鈍化、光化、褪鍍等工藝中產(chǎn)生的漂洗廢水和地面沖洗水混合而成,每天排出廢水量20~30 m3,主要污染物為六價鉻和其他重金屬,六價鉻的質(zhì)量濃度為10~30 mg/L,pH值6~7。
2 污水處理工藝
由于廢水中含有大量六價鉻,所以處理工藝的選擇以把六價鉻轉(zhuǎn)化為三價鉻為主要目的。工程設(shè)計選用鐵氧體處理法,但是投入運行后因為鐵屑內(nèi)電解的鐵屑結(jié)塊,處理效果大大下降,不能達標。后來嘗試投加硫酸亞鐵的處理方法,但是污泥產(chǎn)生量很大。最后改用了投加亞硫酸氫鈉的處理方法,含鉻廢水不經(jīng)過鐵屑內(nèi)電解罐而直接在集液池中投加亞硫酸氫鈉,也遇到一些問題,改進后的工藝流程見圖1。
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在集液池加酸將廢水pH值調(diào)節(jié)到3~4,在中間池加堿將廢水pH值調(diào)節(jié)到8~9。
3 主要設(shè)備與構(gòu)筑物設(shè)計
(1)水泵。耐酸泵1臺,型號:IH65-80-160,揚程32 m,流量25 t/h;中間泵1臺,型號:SL60-50-160;反沖洗泵1臺,型號:SL60-100-180;管道泵1臺,型號:65SG30-15;雙缸隔膜污泥泵1臺,型號:TCK-100。
(2)集液池。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),1座,規(guī)格:6.5 m×4.5m×3 m,內(nèi)涂玻璃膠防腐。
(3)中間池。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),1座,規(guī)格:6 m×4.5 m×3 m。
(4)斜管沉淀器。型號:TA-30,鋼制結(jié)構(gòu),1臺,規(guī)格: 4 m×5 m,水力停留時間3 h。
(5)壓力砂濾罐。鋼制結(jié)構(gòu),1臺,規(guī)格: 1 m×3 m,處理量:10 t/h。
(6)清水池。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),1座,規(guī)格:4.5 m×1.5m×3 m,上邊緣設(shè)溢流管。
4 問題及實驗研究
4.1 問題
本文所列工程剛開始運行時在不調(diào)節(jié)pH值的情況下,在集液池加入適當(dāng)亞硫酸氫鈉可使六價鉻轉(zhuǎn)化為三價鉻,加藥處理半小時后定性測定廢水中的六價鉻含量幾乎為零,但處理完的廢水在排放到清水池幾小時后再次定性測定時又會重新出現(xiàn)六價鉻。
4.2 實驗研究
(1)試劑及測試方法。1%亞硫酸氫鈉溶液,工業(yè)級;1%硫酸亞鐵溶液(對比試驗),工業(yè)級。六價鉻濃度采用硫酸亞鐵銨滴定法測定,pH值采用廣泛pH試紙測定。
(2)實驗過程。用大燒杯取未經(jīng)處理的集液池水樣1 000 mL,測水樣質(zhì)量濃度為15.2 mg/L,用量筒取水樣100mL倒入錐形瓶中,測pH值為6~7并加一定量1%亞硫酸氫鈉溶液,5 min后取50 mL水樣加入2 mL指示劑定性測定,溶液不變色說明水樣中不含六價鉻,水樣變紅色說明含有六價鉻。經(jīng)過逐次加量反復(fù)測定,當(dāng)亞硫酸氫鈉溶液的加入量為7.5 mL時水樣剛好不含六價鉻,但是一段時間后重新對水樣進行測定發(fā)現(xiàn)水樣重新出現(xiàn)六價鉻。當(dāng)水樣中加入20 mL亞硫酸氫鈉溶液6 h后和8 h后進行定性測定都沒有發(fā)現(xiàn)六價鉻;再增加亞硫酸氫鈉投加量也不會有六價鉻重新出現(xiàn)的現(xiàn)象。加鹽酸調(diào)節(jié)水樣pH值到3~4,加入6.5 mL 1%亞硫酸氫鈉試劑可使溶液剛好不含有六價鉻,而且效果穩(wěn)定,不會再出現(xiàn)六價鉻。
在相同條件下,用1%硫酸亞鐵溶液代替亞硫酸氫鈉溶液測定水樣,在不調(diào)節(jié)pH值時加入2.5 mL可使水樣不含有六價鉻而且效果穩(wěn)定。
5·結(jié)論
(1)不調(diào)節(jié)原水pH值時,原水中加入少量亞硫酸氫鈉會出現(xiàn)不含六價鉻的假象,而在排放時重新進行測定又會出現(xiàn)六價鉻,造成本工程處理含鉻廢水排放時出現(xiàn)六價鉻含量超標的現(xiàn)象。原水中加入過量亞硫酸氫鈉不能定性測出六價鉻,而且一段時間后也不會再出現(xiàn)六價鉻。
(2)原水pH值加酸調(diào)節(jié)到3~4時,加入少量亞硫酸氫鈉也可以使廢水不含六價鉻,而且一段時間后也不會再出現(xiàn)六價鉻。
(3)用硫酸亞鐵代替亞硫酸氫鈉可以在不調(diào)節(jié)廢水pH值的條件下加入適量藥劑使廢水不含六價鉻,而且保持穩(wěn)定,但是工程實踐證明會出現(xiàn)大量的污泥。
(4)本工程采用將原水pH值調(diào)節(jié)到3~4,投加適量亞硫酸氫鈉的處理工藝,獲得穩(wěn)定的處理效果,排水達到GB21900—2008標準中六價鉻質(zhì)量濃度小于0.2 mg/L的標準,經(jīng)濟效益和環(huán)境效益顯著。
參考文獻
[1]賈金平,謝少艾,陳虹錦.電鍍廢水處理技術(shù)及工程實例[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003:39-48.
[2]張允城,胡加南,向榮.電鍍手冊[M].北京:國防工業(yè)出版社,2007.
作者簡介 李國會,男,1973年生,碩士,研究方向:水處理技術(shù)和大氣污染控制技術(shù)。
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