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        電鍍混排廢水綜合治理

        2016-05-30 10:48:04潘成
        科技資訊 2016年12期
        關(guān)鍵詞:正交試驗工藝

        潘成

        摘要:本文對電鍍混排廢水綜合治理進行了分析,主要是提出將各種廢水回收技術(shù)進行了整合的方法。采用離子交換法、芬頓氧化、混凝沉淀、電凝聚等技術(shù)對含鎳、含鉻、含銅、含氰、前處理、混排等廢水進行預(yù)處理。重點采用正交試驗分析不同pH、亞鐵投加量、雙氧水投加量、濃度比例與銅去除率的關(guān)系,從而得到最佳優(yōu)化工藝。

        關(guān)鍵詞:電鍍混排;廢水治理;正交試驗;工藝

        中圖分類號: X78111文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2016)04(c)-0000-00

        1 概述

        電鍍在生產(chǎn)過程中排出的廢水含有鉻、鎳、銅、鎘等多種重金屬,并且含有氰廢水和酸堿廢水,是最難處理的工業(yè)廢水之一。電鍍廢水中的配位體常見NH3、CN-、EDTA、檸檬酸、酒石酸等等,作為電解質(zhì)溶液其電離平衡常數(shù)較溶解平衡常數(shù)要大得多,也就是其存在狀態(tài)會更為穩(wěn)定。因此,需要確定最佳工藝參數(shù),以使重金屬濃度達到排放標準,并重點設(shè)計處理含重金屬廢水的優(yōu)化工藝,作為工程改造和調(diào)試的依據(jù)。

        2 廢水水質(zhì)水量:該水站處理6個車間的排放水,總設(shè)計2000m3/d,其中分為六股水,有含鉻廢水,含鎳廢水,綜合廢水,含氰廢水,混排廢水和前處理廢水,分別對應(yīng)車間鍍件的工藝要求和排放需求。

        3 處理工藝與原理

        3.1工藝流程:根據(jù)廢水水質(zhì)水量統(tǒng)計處理可以看出電鍍工藝、鍍種以及鍍液的不同,其中的污染物也比較復(fù)雜水中主要污染物是重金屬離子,如銅、鎳、鉻等;其次為氰化物、酸堿類物質(zhì),另外,在電鍍前處理拋光除油等工序中清洗下來的塵土與油脂等物質(zhì)也進入了電鍍廢水,電鍍廢水的成分就變得尤其復(fù)雜。針對電鍍廢水這一特性,對廢水進行分類收集與分類處理。

        工藝混排廢水與反滲透濃水預(yù)處理工藝出水經(jīng)pH調(diào)整后進入A-A-O-A-O 系統(tǒng),去除有機物并脫氮除磷,后進入斜管沉淀池實現(xiàn)泥水分離,出水經(jīng)臭氧進一步氧化,分解部分難生化降解有機物,出水再進入曝氣生物濾池去除氨氮及有機物。

        3.2正交試驗分析:為了考察不同的雙氧水投加量、濃度比以及pH值、亞鐵投加量對銅去除率的影響。進而尋找最佳的反應(yīng)條件,并確定各因素的影響順序。

        通過分析確定了銅去除率最大時的各單因素的參數(shù),于是在各個最佳單因素參數(shù)附近選擇一個水平范圍。雙氧水的投加量在0.3-0.45mg/L之間變化時,銅離子的濃度逐漸降低,出于對處理效果和經(jīng)濟效益的綜合考慮,正交試驗取銅離子濃度降低階段時的雙氧水投加量水平值為0.3g/L,0.375g/L,0.45g/L。當濃度比為1/4時,銅離子的去除率達到最高,正交試驗取最佳值附近的水平值,其濃度比為1/3,1/4和1/5。原水pH值在2-6之間遞增時,銅離子濃度先降低后升高,當pH為3.0時銅去除率最高,取pH值的水平值為2.0,3.0,4.0。亞鐵投加量對溶液中銅離子含量的影響表現(xiàn)為,當亞鐵投加量增加時,銅離子濃度降低,但當亞鐵投加量增大時,銅離子濃度降低緩慢,考慮到各方面因素,正交試驗亞鐵投加量取5 mmol·L-1,10 mmol·L-1和15 mmol·L-1三個點進行。

        3.3響應(yīng)面法分析:在本文當中將雙氧水投加量、濃度比以及PH值作為三個因素,具體結(jié)合前面的實驗得知,不同的因素具有幾個不同的水平。本文主要選擇最佳水平左右各一個因素作為響應(yīng)面法處理,并將每一種選擇的水平進行分級。例如雙氧水投加量三個水平為:0.3g/L、0.375g/L、0.45g/L;濃度比三個水平為:1/3、1/4、1/5;PH值三個水平為:2、3、4。

        根據(jù)Box-Behnken響應(yīng)曲面法對去除率的提取工藝進行優(yōu)化,結(jié)果設(shè)計17組試驗。應(yīng)用Design-Expert.8.05b軟件分析數(shù)據(jù),得到了多元二次回歸模型方程如下所示:

        R1=-80.41350+4.48115A+0.53330B+0.60420C+8.00000E-003AB-1.45000E-0034AC-5.5000E-004BC-0.074240A2—0.017840B2-4.48500E-003C2

        方程式中R1為去除率,A為雙氧水投加量,B為PH值,C為濃度比。

        應(yīng)用響應(yīng)面法得到的數(shù)據(jù)如下:

        結(jié)合上述的響應(yīng)面法的結(jié)果可知,去除率最高的為第5組實驗,這一組實驗結(jié)合其實驗提取的水平為選擇雙氧水投加量為0.45g/L,選擇濃度比為1/4,選擇PH值為3,與前文正交試驗結(jié)果一致,提取的效率達到了90.12%。

        4 工程調(diào)試與處理效果

        4.1 工程調(diào)試和運行:該處理系統(tǒng)經(jīng)過調(diào)試后,運行效果良好。處理后排放口主要污染物出水水質(zhì)為:pH為6.8~8.5,COD<40mg/L,ρ(氨氮)<6.4mg/L,ρ(總氮)<12.8mg/L,ρ(總磷)<0.4mg/L。COD、BOD5和總磷達到了地表水質(zhì)量環(huán)境標準(GB3838-2002)V類標準,總氮達到了電鍍污染物排放標準(GB21900-2008)限值,總鉻、總鎳、總銀、總銅、總鋅、總鐵、總鋁、氰化物、石油類、SS和氟化達到了地表水質(zhì)量環(huán)境標準(GB3838-2002)IV類標準和電鍍污染物排放標準(GB21900-2008)限值的嚴者。

        4.2效益分析:本區(qū)廢水處理運行費用包括人工費、藥劑費、電費等,經(jīng)折算后人工費為0.313元/m3,藥劑費為13.726元/m3,電費為2.816元/m3。廢水處理總的運行費用為16.855元/m3。

        結(jié)論

        本工程考慮了電鍍園各電鍍企業(yè)鍍種與電鍍工藝的復(fù)雜性,將各企業(yè)的廢水按含鎳廢水、含鉻廢水、綜合廢水、含氰廢水、前處理廢水、混排廢水進行分類收集,保證了各種污染物都得到了有效處理。

        參考文獻

        [1]張長路,樓海婷,高航.表面處理電鍍廢水設(shè)計方案技術(shù)研究[J].山西建筑,2013,39(5):103-105.

        [2]段光復(fù).電鍍廢水處理及回用技術(shù)手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社,2010:353-368.

        [3]肖靜晶,鐘宏,王帥.電鍍廢水的處理技術(shù)研究進展[J].應(yīng)用化工,2011,40(11):2015-2017.

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