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含鎳電鍍廢水處理集成技術(shù)研究

發(fā)電行業(yè)是世界上受污染最大的行業(yè)之一。廢水不僅含有氰化物和大量有機(jī)污染物,還包含銅、銅、銅等重金屬污染物。其中,鎳是常見的致癌性重金屬,無法被生物降解,其通過食物鏈的積累作用會(huì)對(duì)環(huán)境與人類健康產(chǎn)生嚴(yán)重危害目前,含鎳電鍍廢水常用的處理工藝包括化學(xué)沉淀法、生物法、吸附法和離子交換法等1廢水重金屬處理集成處理技術(shù)福建某電鍍廠主要開展銅合金、鋅合金、塑料、不銹鋼等材質(zhì)的零部件加工,選取其中一條鍍鎳生產(chǎn)線產(chǎn)生的含鎳清洗廢水作為處理對(duì)象。該廢水總量約為20m該含鎳電鍍廢水中的鎳主要包括硫酸鎳、氯化鎳及化學(xué)鎳。由于化學(xué)鍍鎳過程中需添加檸檬酸鹽、醋酸、銨鹽等大量的絡(luò)合劑及穩(wěn)定劑、光亮劑,廢水污染物成分復(fù)雜,大大增加了處理難度。采用現(xiàn)有處理工藝(主要包括破絡(luò)、混凝、沉淀等)對(duì)其進(jìn)行處理,出水重金屬指標(biāo)不僅無法達(dá)到GB21900—2008表3標(biāo)準(zhǔn),還產(chǎn)生了大量含鎳污泥。這些污泥作為危廢委外處理,不僅浪費(fèi)了資源,而且處理費(fèi)用高。針對(duì)該企業(yè)含鎳電鍍廢水重金屬含量高、有機(jī)物成分復(fù)雜且難生物降解的水質(zhì)特征,開發(fā)了以離子交換和鐵基催化氧化為核心的含鎳電鍍廢水處理集成工藝。離子交換技術(shù)不僅可使廢水重金屬指標(biāo)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn),還可回收重金屬鎳;鐵基催化氧化技術(shù)為微電解耦合Fenton氧化反應(yīng),可高效、快速降解含鎳廢水中的有機(jī)物,產(chǎn)水可直接回用于電鍍生產(chǎn)線。含鎳電鍍廢水處理工藝流程如圖1所示。廢水首先通過平板膜過濾系統(tǒng)去除其中的懸浮物及雜質(zhì),然后經(jīng)保安過濾器進(jìn)入離子交換系統(tǒng)回收金屬鎳離子。離子交換系統(tǒng)出水進(jìn)入鐵基催化氧化系統(tǒng),通過強(qiáng)化微電解與Fenton氧化反應(yīng)降解有機(jī)物,然后經(jīng)過反滲透系統(tǒng)降低廢水的電導(dǎo)率,保證出水可回用于電鍍生產(chǎn)線。該處理集成技術(shù)具有污泥產(chǎn)量低、運(yùn)行成本低的優(yōu)勢(shì),可實(shí)現(xiàn)水資源的在線循環(huán)利用與重金屬鎳的回收。2主要結(jié)構(gòu)2.1過濾層設(shè)計(jì)平板膜過濾系統(tǒng)尺寸為2.5m×2.0m×2.0m,過濾精度約為0.1μm,共1座,有效容積2.5m2.2ni離子交換系統(tǒng)離子交換系統(tǒng)采用弱酸陽離子交換樹脂。運(yùn)行前,采用NaOH將樹脂由H型轉(zhuǎn)為Na型,這是因?yàn)镹a型樹脂對(duì)Ni離子交換系統(tǒng)主體為UPVC材料的圓柱罐,尺寸為D0.5m×2.0m,共4臺(tái),3用1備。柱內(nèi)裝填改性鈉型金屬螯合樹脂,填充高度1.0m。設(shè)有布水和布?xì)夤苈?,配套精密過濾器、儲(chǔ)液罐、反洗系統(tǒng)及電控單元。精密過濾器1臺(tái),304不銹鋼材質(zhì),PP濾芯,尺寸為D200mm×420mm,流量2m2.3co鐵基催化氧化系統(tǒng)鐵基催化氧化系統(tǒng)為微電解耦合Fenton氧化反應(yīng),主要通過氧化還原作用將含鎳電鍍廢水中的有機(jī)物氧化降解為CO鐵基催化氧化系統(tǒng)主體為UPVC材料的圓柱罐,尺寸為D0.5m×2.0m,共2臺(tái),串聯(lián)。填料填充高度為1.0m,要求進(jìn)水pH為弱酸性,配套H2.4垢劑加藥及罐反滲透系統(tǒng)主體采用4支膜組件,尺寸D0.1m×1.0m,2支先并聯(lián),再與其他2支串聯(lián)。配套提升泵、阻垢劑加藥裝置、產(chǎn)水罐及電控單元。反滲透系統(tǒng)運(yùn)行過程中,控制純水與濃水的流量比為3∶2。電鍍廢水的進(jìn)水電導(dǎo)率為593.8~5711μS/cm,經(jīng)過反滲透系統(tǒng)處理后電導(dǎo)率降至30μS/cm以下,出水水質(zhì)優(yōu)于電鍍廠現(xiàn)階段使用的清洗水,可將其回用于電鍍生產(chǎn)線。反滲透系統(tǒng)產(chǎn)生的濃水進(jìn)入電鍍廠現(xiàn)有綜合廢水處理系統(tǒng)進(jìn)行集中處理。3運(yùn)營(yíng)并操作3.1重金屬處理效果圖2~圖4分別為含鎳電鍍廢水處理前后廢水中Ni運(yùn)行結(jié)果表明,進(jìn)水Ni3.2cod的測(cè)定圖5為含鎳電鍍廢水處理前后廢水COD的變化情況。由圖5可知,進(jìn)水COD為27~82mg/L,經(jīng)處理后,出水COD為10~23mg/L,低于GB21900—2008表3的標(biāo)準(zhǔn)。長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行、取樣及檢測(cè)結(jié)果顯示,含鎳電鍍廢水在流量為1.2m3.3回用電導(dǎo)率回用圖6為含鎳電鍍廢水處理前后廢水電導(dǎo)率的變化情況。由圖6可知,進(jìn)水電導(dǎo)率為593.8~5711μS/cm,經(jīng)處理后,出水電導(dǎo)率降至10.25~27.05μS/cm,將其回用于電鍍廢水處理工藝,其水質(zhì)優(yōu)于現(xiàn)階段電鍍生產(chǎn)所用的清洗水。3.4直接運(yùn)營(yíng)成本含鎳電鍍廢水在線循環(huán)處理工程的直接運(yùn)行費(fèi)用主要為藥劑費(fèi)、電費(fèi)及人工費(fèi)。藥劑費(fèi)為7.24元/m4含鎳廢水的廢水(1)含鎳電鍍廢水的預(yù)處理工藝采用碳化硅平板膜過濾系統(tǒng),該系統(tǒng)過濾精度高、機(jī)械強(qiáng)度高、耐酸堿,適應(yīng)含鎳廢水的強(qiáng)酸性環(huán)境,能夠去除含鎳廢水中的懸浮物,可確保后續(xù)離子交換系統(tǒng)與鐵基催化氧化系統(tǒng)的正常運(yùn)行。(2)離子交換系統(tǒng)采用鈉型金屬螯合樹脂,可選擇性吸附重金屬。樹脂經(jīng)多次再生后對(duì)Ni(3)鐵基催化氧化系統(tǒng)的原理是微電解耦合Fenton氧化反應(yīng),鐵基填料中的鐵與碳之間形成的微電池,

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