用微米泥炭处理电镀废水试验研究

1引言

电镀工业废水的处理在世界范围内倍受重视，为了减少环境污染，研制出多种降低和减少排放物的工业废水的处理技术。电镀生产过程中产生的废水量虽然不是很大，但其毒性较大，若废水处理达不到排放标准，不仅造成环境污染，且危害人体健康。由于电镀工业废水中含有一定量的酸、碱、重金属离子及其它有毒物质等，特别是铬、重金属离子不仅水处理难度较大，不易达标排放，且运行成本较高。因此，电镀废水的有效处理是电镀行业的棘手问题，笔者对黄河机械厂电镀车间工业废水采用微米泥炭处理工艺，进行了试验研究，取得了良好的效果，微米泥炭处理废水，环境的二次污染极小，泥炭价廉且来源广泛。

2电镀车间工业废水

黄河机械厂电镀车间电镀生产线总面积3612m2，其中生产面积2448m2，辅助面积1146m2。该厂现有三个电镀生产线：一个氧化全自动生产线，一个铜、镍、铬全自动生产线，一个金、银、钯手动生产线。电镀生产线可加工的品种有：镀金、银、钯、铜、锌、锡、暗镍、装饰铬、硬铬、仿金镀、塑料电镀、铬酸阳极化等工艺等。

电镀废水的来源是电镀生产过程的清洗，镀液过滤，镀液废弃，镀液带出以及跑、冒、漏、滴等。废水中包括铬、氰、重金属(Cr6＋、Pb2＋、Cd2＋、Cu2＋等)及酸碱废水。电镀车间日废水排放总量740m3，其中含氰废水16m3／h，含铬废水16m3／h，其余废水35m3／h。

该厂废水采用化学法处理，但处理过程中消耗大量化学药剂，产生大量含重金属污泥，且含水率高，难于处理。所以有必要探讨更经济、环保的废水处理工艺。

3微米泥炭处理电镀工业废水试验及结果

黄河机械厂电镀车间，电镀废水成分复杂，按电镀工序，将原废水分为含铬废水，含氰废水，混合废水三个系列成分。废水治理工艺主要取决于废水的性质，如果各类废水混排，造成脱除CN物质的困难。电镀废水处理，废水首先进行破氰处理，只有将废水中的氰化物处理后，再与含铬废水、混合废水混合排入废水调节池，进行重金属离子及其他组分的脱除。

3.1微米泥炭处理电镀废水工艺

(1)微米泥炭的特性

微米泥炭具有良好的颗粒松散度，易于吸附，且具有离子交换性能，且经曝气澄清时，颗粒能迅速分离，具有良好的的混凝性和沉降性。在废水水处理过程中，主要通过微米泥炭沉降比和微米泥炭体积指数等项指标控制，分析泥炭的吸附性、离子交换性，以获取最佳脱除铬、重金属离子等组分的效果。

泥炭通过干燥、研磨、分级，采用不同粒级分级处理电镀废水。微米泥炭粒级分为：100～500.0μm，500～1000μm，1000～5000μm。泥炭沉降体积和微米泥炭体积指数：不同粒级沉降体积分别为SV30：90、96、105；体积指数SVI：115、120、135。

(2)微米泥炭处理电镀废水工艺

微米泥炭处理电镀废水工艺：电镀废水分为含铬废水，含氰废水，混合废水三个系列成分，需分别处理，然后再混合处理。含氰废水，首先采用具有强氧化性次氯酸钠(NaOCl)进行破氰处理；一级局部氧化反应完成后，只需调节pH为7.1～7.5，进行含氰废水的二级氧化处理，然后排入混合池。含氰废水进行破氰处理后，与含铬废水、混合废水混合，经沉淀、除去悬浮物后，经三级微米泥炭处理，废水达到了排放标准，个别指标超过国家标准。

3.2处理电镀废水试验数据

通过不同微米级泥炭处理试验，采集不同阶段的废水进行微米泥炭处理废水试验，取得一系列数据，对试验数据进行处理。废水中有害组分采用分光光度法、原子吸收法、等离子法不同方法。通过试验数据分析，微米泥炭处理废水效果良好。

该厂废水属工业废水，经管道排放，截面积比较小，不需设置断面，直接确定采样点位。在车间排放口设置采样点监测一类污染物。采集时间：废水的水质和流量变化不大，确定每天上下午各取样一次，时间间隔为4h。

废水水质监测数据：浊度为9-62；电导率643～1771uS／cm；色度3～7倍；DO＝2.2～5.5mg／L；CODCR＝85～930mg／L；Cr6＋：0.02～3.2mg／L；Cu2＋：1.55～9.87mg／L；Pb：0.006～0.007mg／L；Cd2＋：0.0023mg／L；Fe3＋：0.01～0.66mg／L；pH：2.4～9.8；

废水处理水质分析数据：浊度为4～10；电导率160～210uS／cm；色度3～5倍；DO＝5.1～5.8mg／L；CODCR＝70～505mg／L；Cr6＋：0.03～1.22mg／L；Cu2＋：0.04～0.63mg／L；Pb：0.003～0.007mg／L；Cd2＋：0.0008mg／L；Fe3＋：0.01～0.66mg／L；pH：7.8～9.5。

4微米泥炭处理电镀废水试验分析

4.1微米泥炭处理电镀废水机理

泥炭含有大量水、有机物质及矿物质的大分析化合物。泥炭中富含有大量的腐植酸，腐植酸是泥炭中的主要有机组分，它是由一组相似的，分子大小不同的，结构不一致的羟基芳香酸所构成的复杂化合物。腐殖酸中含有芳香核、羟基、醇羟基、羧基、羰基、醌基、胺基、甲氧基、-SO3H基等活性基团，并含有碳，氢，氧，氮等元素，这些活性基团决定了泥炭具有弱酸性，亲水性，离子交换性，络合性，吸附性，氧化还原性及生理活性等特征。

泥炭具有多种活性基团的特征，决定了其具有阳离子吸附性能、离子交换性能。在废水处理中，特别在处理中有害金属元素和重金属元素方面，具有良好吸附性能。

(1)电镀废水处理试验与分析

该厂电镀车间，电镀废水成分复杂，按电镀工序，将原废水分为含铬废水，含氰废水，混合废水三个系列成分。废水治理工艺主要取决于废水的性质，经采集水样分析，根据该厂化学法废水处理工艺，试验如果各类废水混合，很难脱除CN-类物质，造成除CN-困难，所以首先须破氰处理，然后进入三级微米粒级泥炭水处理池。

(2)含氰废水破氰化物处理

首先处理含氰废水，然后进入下一级处理。含氰废水主要来源于氰化镀锌、镀铅、镀铜、镀金、镀银电镀工艺。含氰废水若混入镍、铁离子，将会给后续处理带来困难，所以，试验中单独设立了一个前期处理系统，不与其它电镀废水混合处理，脱除氰化物后，与含铬废水和混合废水混合处理。

氰化物脱除通常使用碱性氯化法和电解法。本次试验，对含氰废水采用次氯酸钠(NaOCl)，次氯酸钠具有强氧化性、有效氯不易流失、具有操作简便、处理效果好和污泥量少等优点。比较其他氧化剂，次氯酸钠是最合适的氧化剂，并考虑了其化学性质活泼和腐蚀性较强的问题。破氰试验，采用次氯酸钠碱性氯化法，以氯为氧化剂使氰氧化为氰酸盐，为一级氧化，而后调节pH为6.5～7.1，继续投加次氯酸钠，使氰酸盐氧化为无毒的CO2和N2直接排放。试验采用两级氧化，碱性氯化法处理含氰废水的一级不完全氧化反应：

CN-＋CLO-＋H2O＝CNCL＋2OH；

CNCL＋2OH-＝CNO-＋CL-＋H2O

含氰废水经局部氧化法破氰反应生成的氰酸根(CNO-)毒性仅为CN-的千分之一，虽然含氰废水浓度较低，但是CNO-毕竟是有毒物质，在酸性条件下及易水解生成氨(NH3)，即：

CNO-＋2H2O＝CO2＋NH3＋OH-

氨不仅污染水体，而且容易与氯化合，生成毒性次于氯的氯胺。二级完全氧化处理，进一步将CNO予以处理，完全破坏其C-N键，使之分解生成CO22、N2逸出。这样才能保证达到排放标准。其第二级氧化反应式为：

2CNO-＋3CLO-＋H2O＝2CO2↑＋N2↑＋3CL-＋2OH。

一级局部氧化反应完成后，只需调节pH为6.5～7.1，便可实现含氰废水的完全氧化处理。达到二级完全氧化投药比CN--NaOCl＝1：7.8～8.0。由于废水中往往存在其它还原性物质H2S、Fe2＋、有机物类等物质，因此次氯酸钠的实际用量高于理论值5%～10%。

投药量是既涉及处理成本，又关系到处理效果的重要因素。投药量不够，则破氰反应不彻底；投药量过多，不仅造成浪费，而且使处理水中的余氯量超过允许浓度，对环境不利，因此不可忽视投药量的控制。根据中小型电镀厂、车间破氰投药量试验计算，按计算的千分之一的药量进行破氰试验研究，废水流量15L／h设计。

G＝K1×Ｋ2×Ｑ×ＣCN-／1000×α＝K×Ｑ×ＣCN-／1000×α(mg／h)

式中：Q-含氰废水量(L／h)。CCN--废水的含氰浓度(2.5～3.0mg／L)。K1-破坏一份氰所需的活性氯理论值。K2-安全系数(1.2～1.5)。α-药剂中含活性氯的百分比(95.4%)。

K-投药比，K＝K1×Ｋ2。废水中氰化物存在各种形式化合物，K值一般取8～11，本次试验确定K值为10，并控制排水中余氯量小于5.0mg／L。

4.2电镀废水处理分析讨论

含铬废水，调节pH偏酸性时，有利于Cr6＋的脱除，在与含氰废水、混和废水混合时，需单独处理含铬废水，以降低铬浓度后，通过监测分析，含铬废水比直接进入三级泥炭处理池脱铬的效率高，铬在低浓度状态下，含铬废水与含重金属离子的废水混合后，综合脱除重金属离子效率高。

含氰废水经破氰处理后，与含铬废水、混合废水混合进入混合池，经过三级泥炭处理池后，Cr6＋、氰化物、Cu2＋、CODcr、Cd2＋、Pb2＋、Fe3＋、色度、浊度达到污染物排放标准。

微米泥炭的再生利用，可用5%的硫酸对泥炭再生，将洗液回收；对含铬废水经脱铬后的泥炭废水，单独用5%的硫酸对泥炭再生，可回收铬酸用于钝化工艺。