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文摘：針對(duì)某電鍍車間產(chǎn)生的廢水水質(zhì)的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)了一套電鍍廢水處理和回用工藝，包括六價(jià)鉻還原和銅離子、鋅離子和鉻離子沉淀，并通過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證了該工藝的有效性和合理性。電鍍廢水在制造業(yè)中經(jīng)常產(chǎn)生和排放，如果不能有效地處理，就會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染和破壞。常規(guī)的處理工藝已不能滿足實(shí)際的要求，迫切需要進(jìn)行新的工藝設(shè)計(jì)，在保證處理效果的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)回用。
一、工藝設(shè)計(jì)
若以銅散熱器為核心，實(shí)際生產(chǎn)制造時(shí)，許多黃銅件都要經(jīng)過(guò)化學(xué)除油和酸洗，而且還有許多鋼件要進(jìn)行電鍍加工，加工時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定量的電鍍廢水，廢水中，常含有鐵離子、鋅離子、六價(jià)鉻、銅離子等多種有毒有害物質(zhì)。如果不能有效地處理這些廢水而直接排放，就會(huì)造成極其嚴(yán)重的污染，甚至危害水域附近居民的身體健康。為了有效地消除這種污染，減少有害物質(zhì)，需要對(duì)其合理、可行的處理工藝和參數(shù)進(jìn)行分析。圖1顯示了電鍍廢水處理的基本工藝。

1.1廢水質(zhì)量
就拿某電鍍車間產(chǎn)生的廢水來(lái)說(shuō)，其水質(zhì)狀況如下：(1)六價(jià)鉻離子含量在1.0~7.0mg/L之間，不符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(0.5毫克/升)；(2)總鉻含量在2.0~14.0毫克/升范圍內(nèi)，不符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(不超過(guò)1.5毫克/升)；(3)銅離子含量在9.0~950.0毫克/升范圍內(nèi)，不符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(不超過(guò)1.0毫克/升)；(4)鋅離子含量在16.0~1800.0毫克/升范圍內(nèi)，不符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(不超過(guò)5.0毫克/升)；(5)酸堿度在2~12范圍內(nèi)。
1.2六價(jià)鉻還原
對(duì)化學(xué)沉淀法來(lái)說(shuō)，其基本原理是先將六價(jià)鉻還原成三價(jià)鉻，原為三價(jià)鉻，7以上，促使三價(jià)鉻形成沉淀物。恢復(fù)時(shí)，pH值應(yīng)控制在1.5~2.5之間，不同金屬離子的沉淀pH值不同，具體如下：(1)當(dāng)pH值為5.5時(shí)，三價(jià)鉻離子開(kāi)始沉淀，當(dāng)pH值為6.3~6.5時(shí)，三價(jià)鉻離子大量沉淀，當(dāng)pH值為9.2時(shí)，三價(jià)鉻離子重新溶解；(2)當(dāng)pH值為5.8時(shí)，銅離子開(kāi)始沉淀；(4)當(dāng)pH值為7.5時(shí)，銅離子大量沉淀；(3)當(dāng)pH值為7.6時(shí)，鋅離子開(kāi)始沉淀；當(dāng)pH值為8.3時(shí)，鋅離子大量沉淀；當(dāng)pH值超過(guò)11時(shí)，鋅離子開(kāi)始溶解；(4)當(dāng)pH值為2.8時(shí)，三價(jià)鐵離子開(kāi)始沉淀；
按照上述pH值范圍，首先加入酸，將pH值調(diào)整到1.5~2.5，然后再加入堿，使產(chǎn)生的三價(jià)鉻開(kāi)始沉淀。這時(shí)需要消耗大量的酸、堿，增加成本，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生大量的污泥。對(duì)于這一點(diǎn)，將硫酸亞鐵作為還原劑，可以有效地解決這個(gè)問(wèn)題，因?yàn)檫@種還原劑基本上不會(huì)受到pH值的影響，在pH值小于或等于6.5的情況下，不需要調(diào)整pH值，就可以完成六價(jià)鉻還原。二價(jià)鐵氧化產(chǎn)生三價(jià)鐵后，與其他金屬離子共存的實(shí)際情況下，沉淀產(chǎn)生的pH值會(huì)降低。氫氧化鐵可以實(shí)現(xiàn)絮凝，為后續(xù)絮凝沉淀奠定良好的基礎(chǔ)。充分利用硫酸亞鐵和三價(jià)鐵各自的優(yōu)勢(shì)，可以將絮凝沉淀時(shí)的pH值調(diào)整到6~8，即從排水口流出的廢水pH值。
按照上述原理，對(duì)廢水進(jìn)行還原處理，結(jié)果如下：
(1)1#水樣:酸堿度為6.0，處理后鉻含量變?yōu)?.002毫克/升；
（2）2#水樣：pH值為6.5，經(jīng)處理后，鉻含量為0.004mg/L；
(3)3#水樣:酸堿度為7.0，處理后鉻含量變?yōu)?.016毫克/升；
(4)4#水樣:酸堿度為7.5，處理后鉻含量變?yōu)?.006毫克/升；
（5）5#水樣：pH值為8.0，經(jīng)處理后，鉻含量為0.005mg/L；
(6)6#水樣:酸堿度為9.0，處理后鉻含量為0.007毫克/升。
硫酸亞鐵作為還原反應(yīng)的還原劑，可以克服pH值的影響和干擾，降低運(yùn)行中的成本。
1.3銅離子、鋅離子和鉻離子的沉淀。
如前所述，這三種金屬離子開(kāi)始大量產(chǎn)生沉淀的酸堿度在6~9范圍內(nèi)。當(dāng)三價(jià)鐵離子與其他金屬離子一起存在時(shí)，通常6~9的酸堿度范圍可以滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。相關(guān)測(cè)試結(jié)果如下:
(1)1#水樣，酸堿度為6.0，銅、鋅、三價(jià)鉻和總鉻含量分別為0.60、0.025、0.020和0.032毫克/升；
(2)2#水樣，酸堿度為7.0，銅、鋅、三價(jià)鉻和總鉻含量分別為0.89、0.200、0.004和0.087毫克/升；
(3)3#水樣，酸堿度為8.0，銅、鋅、三價(jià)鉻和總鉻含量分別為0.36、0.025、0.004和0.022毫克/升；
(4)4#水樣，酸堿度為9.0，銅、鋅、三價(jià)鉻和總鉻含量分別為0.30、0.025、0.002和0.025毫克/升。
為了加快沉淀速度，保證沉淀效率，有必要選擇合適的絮凝劑。經(jīng)過(guò)比較試驗(yàn)，可以使用PAM和PAC混合的絮凝劑。
根據(jù)水質(zhì)情況，PAC用量控制在0.1~0.2g/L范圍內(nèi)，PAM用量控制在0.002~0.004g/L范圍內(nèi)。相比之下，PAM用量相對(duì)較小，產(chǎn)生沉淀的速度快，被破壞的絮凝物可以二次絮凝，濾渣脫水性能好。其中，二次絮凝對(duì)本工程尤為重要，因?yàn)樘幚韽S的反應(yīng)池較低，沉淀池較高。廢水應(yīng)由泵機(jī)輸送到沉淀池。提升時(shí)，絮凝物必被破壞。沒(méi)有這個(gè)特點(diǎn)，就不能再產(chǎn)生沉淀。為了保證沉淀效率，根據(jù)淺層沉淀的基本理論，沉淀效率會(huì)越來(lái)越低。蜂窩斜管的設(shè)置可以縮短沉淀時(shí)間，使出水水質(zhì)達(dá)到預(yù)期。
另外，為了進(jìn)一步保證回用水的整體質(zhì)量，需要對(duì)完成沉淀的水進(jìn)行二次過(guò)濾，直到足回用要求。
1.4過(guò)程。
工藝流程如圖2所示。

圖2的工藝流程:①油分離器主要具有調(diào)節(jié)、油分離器和儲(chǔ)水三種功能；②向反應(yīng)池中添加的堿是從車間生產(chǎn)的廢堿產(chǎn)生的。通過(guò)合理應(yīng)用這部分廢堿，除了可以將車間生產(chǎn)中使用的水的酸堿度控制在6.5以內(nèi)，為直接還原反應(yīng)創(chuàng)造良好的條件，還可以減少新堿的實(shí)際用量，從而真正實(shí)現(xiàn)廢物處理的基本目標(biāo)。
二、處理效果
硫酸亞鐵作為還原反應(yīng)的還原劑，可以將六價(jià)鉻離子還原反應(yīng)的酸堿度調(diào)整到6.5以下。此時(shí)，不需要調(diào)整酸堿度就可以完成處理，減少了酸堿的使用。此外，還原劑反應(yīng)產(chǎn)生氫氧化鐵后，還可以實(shí)現(xiàn)絮凝，減少絮凝劑的實(shí)際用量，進(jìn)一步降低成本，最終達(dá)到滿足處理質(zhì)量、節(jié)約處理成本的良好效果。處理工藝參數(shù)如表1所示。

三、結(jié)語(yǔ)
該處理方法主要有以下優(yōu)點(diǎn):減少環(huán)境破壞和污染，尤其是廢水中的重金屬，使其能夠滿足國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求；實(shí)現(xiàn)廢堿回收，在保證廢水弱酸性的同時(shí)，促進(jìn)還原反應(yīng)的不斷進(jìn)行；只需建一個(gè)新的處理站，大大節(jié)約了工程建設(shè)成本。