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铁屑应用于电镀污泥减量工艺初探

放大字体  缩小字体发布日期:2012-06-15  浏览次数:1411
核心提示:电镀废水的处理方法主要包括化学法、内电解法和生物法等。其中,化学法是指向废水中投加一些化学药剂,通过化学反应改变废水中污染物的化学性质,使其变成无害物质或易于与水分离的物质,再进一步将其从废水中除去的处理方法。

前言

电镀废水的处理方法主要包括化学法、内电解法和生物法等。其中,化学法是指向废水中投加一些化学药剂,通过化学反应改变废水中污染物的化学性质,使其变成无害物质或易于与水分离的物质,再进一步将其从废水中除去的处理方法。

目前,化学法仍是国内外处理电镀废水的主流方法,其具有技术成熟、投资少、费用低、适应性强、自动化程度高等优点。但采用化学法处理电镀废水会产生大量的重金属污泥,其成分复杂,很难处理和利用o本实验通过对广东省清远市某电镀厂的废水进行小试研究,采用铁屑与酸性废水混合的方法减少化学药剂的投加量,进而减少污泥的产生量。

1实验

1.1实验仪器

PHS-25型精密pH计,JA2003N型电子天平,ZR4-6型混凝实验搅拌机,分光光度计。

1.2实验药剂

重铬酸钾,二苯胺磺酸钠,磷酸,硫酸,尿素,铜铁试剂,氢氧化铵,丙酮,氢氧化钠,硫酸锌,硝酸钠,二苯碳酸二肼。

1.3分析方法

采用重铬酸钾氧化一二苯碳酸二肼分光光度法测定总铬的质量浓度;采用二苯碳酸二肼分光光度法测定Cr(VI)的质量浓度;采用重铬酸钾法测定Fe2+的质量浓度。

1.4原水水质

原水水质和排放标准,如表1所示。

  

 1.5实验方法与原理

采用铁屑与电镀厂的酸性废水混合,反应后生成Fe2+,提高废水的pH值。与传统的投加硫酸亚铁和石灰的方法相比,铁屑与酸性废水混合具有很大的优势。首先,采用硫酸亚铁还原Cr(VI),硫酸亚铁中含有S02-,与石灰反应生成硫酸钙;而直接采用铁屑与酸性废水反应,能够减少因硫酸亚铁的投入而带来的S02-,降低了废水在后续处理过程中结垢的风险。其次,pH值的升高减少了调高pH值所需投入的石灰量,从而减少污泥的产生量。

2结果与讨论.

2.1试探性实验

取酸性废水5L,投入100g铁屑,每隔3h测定废水的pH值。待pH值稳定后,分别以O:1,1:1,2:l93:1,4:1,5:1,6:l97:1的体积比将经铁屑处理后的酸性废水与含铬废水混合,测定水样中总铬和Cr(VI)的质量浓度。

  

 图1为加入铁屑后废水的pH值随时间的变化曲线。由图1可知:酸性废水的初始pH值为2.5,加入铁屑后,在前24h内,pH值随时间的增加而迅速升高,基本呈线性关系;而后,随着时间的继续增加,pH值趋于平缓,稳定在5.6左右,此时,废水中已经产生一定量的Fe2+。图2为水样中总铬和Cr(VI)的质量浓度随混合体积比的变化曲线。由图2可知:当混合体积比为1:1,2:l93:1时,总铬和Cr(VI)的质量浓度大幅下降,对应总铬的去除率分别为74.30%,88.57%,94.86%,对应Cr(VI)的去除率分别为61.45%,77.30%,

88.42%;当混合体积比大于3:1时,总铬和Cr(VI)的质量浓度下降缓慢,最后基本保持不变;当混合体积比大于5:1时,总铬和Cr(VI)的质量浓度小于o.smg7L,达到污水排放标准。同时,随着混合体积比的增加,Fe2+的质量浓度增大,Cr(III)的质量浓度减小。

2.2系统性实验

2.2.1pH值和FeZ十的质量浓度的变化。情况取25L酸性废水,测得其初始pH值为2.87,将其平均分成5份,分别置于5个大桶内,并根据电镀厂废水的pH值规律,将5个大桶内废水的pH值分别调至1,2,3,4,5,以模拟不同pH值的酸性废水。称取5份200g的铁屑,分别投入到上述5个桶内,每隔2h测定水样的pH值以及Fe2+的质量浓度,实验结果,如图3,4所示。


 

 

由图3可知:随着时间的增加,水样的pH值先迅速升高后趋于平稳。当初始pH值为1和2时,水样的pH值在30h后保持平稳,最后趋于5.5;当初始pH值为3,4,5时,水样的pH值在25h后保持平稳,最后趋于中性。由图4可知:当初始pH值为1时,水样中Fe2+的质量浓度在2.5h后达到125mg/L,12.5h后迅速跃升到425mg/L;当初始pH值为2时,效果不如pH值为1时的明显,但水样中Fe2+的质量浓度一直处于上升状态,最终达到100mg/L;当初始pH值为3,4,5时,水样中Fe2+的质量浓度的波动较大,可能是由于生成的Fe2+较少,部分Fe2+随时间的增加被空气氧化为Fe3+的缘故。与此同时,随着废水初始酸废的增强,最终生成的Fe2+也增多。

2.2.2铬的去除情况对比

由上述实验可知:初始pH值为1时,水样pH值的升高和产生Fe2+的综合效果最好,因此,选择此废水做实验更具有代表性和参考价值。经铁屑处理后的酸性废水与含铬废水混合后,将水样的pH值调至7时所需的石灰量与含铬废水直接投加硫酸亚铁去除铬时所需的石灰量做对比,实验结果,如表2,3所示。

 


 

由表293可知:当混合体积比为1:1时,仅仅需要投加250mg/L的石灰就可以将总铬的质量浓度从245mg/L降到90mg/L;而当总铬的质量浓度从24smg7L降到iiomg/L时,需要投加1000mg/L的硫酸亚铁和600mg/L的石灰。当混合体积比为7:1时,仅仅需要投加75mg/L的石灰就可以将总铬的质量浓度从245mg/L降到20mg/L;而采用直接投加硫酸亚铁法则需投加2000mg7L的硫酸亚铁和800mg/L的灰才能得到相同效果。由此可知:铁屑与酸性废水的混合能大大减少污泥的产生量。

3工程适用性探讨

本实验证明了铁屑与酸性废水的混合可以提高废水的pH值,产生Fe2+,进而大大减少石灰和硫酸亚铁的用量,最终可减少处理电镀废水所产生的污泥量。但实验的作用最终还是要用于实践。现阶段,针对利用化学法处理电镀废水而产生的重金属污泥,其处理方法包括水泥固化、铁氧体固化、填海和焚烧等。但最好的处理方法应该是从源头减少污泥的产生量,并使生产过程的废物实现资源化。在电镀废水处理过程中可以在酸性废水池中投入一定量的铁屑,以逆流的形式将酸性废水向上进水,并将其出水通入原水池中进行混合。该方法可减少污泥量,降低处理成本。

4结论

(1)采用在酸性废水中投加铁屑的方法,使废水的pH值升高,而且加入铁屑后的酸性废水和含铬废水混合后对铬有显著的去除作用。

(2)与传统的投加硫酸亚铁和石灰的方法相比,在酸性废水中投加铁屑并将其与含铬废水混合,可以大大减少石灰与硫酸亚铁的用量。

(3)此方法可以用于实际工程中,石灰和硫酸亚铁投加量的减少可以从源头上减少污泥量,降低处理成本。

 

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