隨著科技的進步和環(huán)保技術的快速發(fā)展,許多新技術開始應用于環(huán)保行業(yè)了,其中以鐵/炭內(nèi)電解反應器為核心的技術在環(huán)保工程中應用越來越廣泛。這種一體化處理技術以其獨特的優(yōu)勢在電鍍廢水處理工程中具有廣泛的應用前景。
1、一體化技術處理混合電鍍廢水工藝
破CN-、氧化還原Cr6+為Cr3+等預處理措施是傳統(tǒng)電鍍廢水處理工藝中必須的,因其投資大、技術參數(shù)控制程度高、操作復雜等弊端,在工程設計與應用中具有一定的局限性。
相比起來,以為主體技術的工藝則避免了污水的分類收集、預處理等前期工序,廢水可直接混合并進入獨立設置的調(diào)節(jié)池內(nèi),進行水量水質調(diào)節(jié),然后通過水力提升至鑄鐵/焦炭內(nèi)電解反應器內(nèi),在一定條件下反應后進入下步工序。由于此類技術不需要對污水進行分類預處理,而是直接混合處理,因此亦名“一體化處理技術”,其典型的反應機理可表示如下:
陽極鑄鐵:
Fe-2e→Fe2+ E0(Fe2+/Fe)=-0.44V (1)
Cu2++Fe→Fe2++Cu (2)
陰極焦炭:
2H++2e→2[H]→H2↑ E0(H+/H2)=0.00V (3)
O2+2H2O+4e→2OH- E0(O2/OH-)=0.41V (4)
O2+4H++4e→2H2O E0(O2/H2O)=1.22V (5)
不斷生成的Fe2+在強氧化劑Cr6+作用下,生成具有良好絮凝作用的Fe3+,同時將Cr6+轉化Cr3+,其反應為:
6Fe2++Cr2O2-7+14H+→2Cr3++6Fe3++7H2O (6)
同時,如果污水中還含有氰化物,則可發(fā)生:
CN-+O2→CNO-〔→…→N2〕 (7)
通過以上一系列無數(shù)的內(nèi)電解反應,污水中的重污染物物質得到了轉化,繼而在后續(xù)處理單元中得到更進一步去除。
2、工藝流程及主要設施說明
2.1、工藝流程
采用此技術的工程工藝流程。
混合廢水經(jīng)廠區(qū)收集管道流至調(diào)節(jié)池,由耐腐蝕性一級污水泵提升至鑄鐵/焦炭反應器中,在空氣輔助作用下,水中重金屬離子及CN-等在鑄鐵/焦炭表面發(fā)生無數(shù)內(nèi)電解反應,通過一系列(1)-(7)式中反應達到轉化目的。出水經(jīng)過自動控制系統(tǒng)投加堿液調(diào)節(jié)pH后自流至斜管沉淀池進行泥水分離,清水經(jīng)過砂濾后即可達標排放或者回用。
斜管沉淀池排放污泥在濃縮池中濃縮后經(jīng)壓濾機脫水處理,干泥餅中含有大量重金屬,屬于危險廢物,交由專門機構回收處理。
2.2、主要設計參數(shù)
2.2.1 混合調(diào)節(jié)池
用以調(diào)節(jié)不規(guī)律排水,均衡水量水質。設置水力停留時間為8 h,液位控制器控制提升泵運行。
2.2.2 溶氣罐
保證水氣的充分混合,使污水中含有的氧氣分子能在焦炭表面形成內(nèi)電解環(huán)境。溶氣罐設置水力停留時間為3~5 min。
2.2.3 鑄鐵/焦炭反應器
鑄鐵/焦炭反應器為本工藝的核心部件,污水中含有的重金屬與溶解的氧氣分子在其表面發(fā)生無數(shù)微電解反應〔見上(1)-(7)反應機理〕,良好的反應條件能夠保證污水中的重金屬以及氰化物等高危害污染物轉化為低危害物質,繼而在后續(xù)離子固化工序中得以去除。鑄鐵/焦炭反應器水力停留時間為45 min,接觸反應時間為25~30 min。
2.2.4 脫氣池
脫除污水中大量的微小空氣泡,避免帶入反應池中被投加藥劑包裹形成絮凝體而使絮凝體變輕上浮。水力停留時間為15 min,設置機械攪拌加快脫氣。
2.2.5 反應池
分為二級反應,前段通過Ph計自動控制系統(tǒng)投加氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值,重金屬得以固化,后段投加PAM絮凝劑加速絮凝體的沉淀。兩級反應時間均為15 min。
此外,相對于其它工藝,鑄鐵/焦炭反應器本身生成的Fe3+具有良好絮凝作用,在控制pH為7-10的情況下,生成的絮凝體大而穩(wěn)定,易于沉淀。
2.2.6 斜管沉淀池
用以實現(xiàn)反應池出水中的泥水分離。表面負荷取1.0 m3/(m2.h)。
2.2.7 砂濾池
沉淀池出水中一般都含有微小的懸浮物質,這些通過機械作用強制固化的重金屬物質可能會重新溶出而造成出水中重金屬物質的超標,在沉淀池后設置砂濾池可以有效的將微小的懸浮物質除去。砂濾池設計流速以不超過1.0 m/h為佳。
2.2.8 清水回用池
暫存清水,提供砂濾池的反沖洗用水或者回用水。