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用石灰对电镀含酸废水的处理方法
摘要:用石灰处理电镀含酸废水成本低,但操作复杂,存在不易自动控制和水质混浊的缺点。设计两个中和反应池,在第二级中和池中用ph控制系统控制两个中和池中石灰的加入量,用这套系统处理含酸废水,水质清澈,悬浮物达标,与使用烧碱中和法达到了同样的效果,取得了较好的 经济 效益和社会效益。
关键词:石灰 自动控制 含酸废水
        0 引言
        许多厂家处理电镀含酸废水一般采用烧碱中和法和石灰中和法,用烧碱操作简便,但成本高,用石灰成本低,但操作复杂。目前,许多电镀厂家和专业电镀废水处理公司使用烧碱处理,而一些用酸量大的电镀厂则使用石灰处理。
        电镀产品前处理脱漆等工序用大量的硫酸,每月大约80t,酸洗和活化每月使用盐酸大约20t,废水处理车间曾经使用过烧碱处理含酸废水,但成本太高,不得不改用石灰代替烧碱。在使用石灰处理含酸废水的过程中,通过实验和长期摸索,成功地研究出一套用石灰处理电镀含酸废水的方法,取得了较好的经济效益和社会效益。
        1 设备及工艺流程
        1.1 设备 废水处理车间含酸废水的处理设备主要有:含酸废水调节池,一级中和反应池,二级中和反应池,絮凝池,沉淀池,清水池,污泥浓缩池,板框压滤机和石灰乳液配制池等。wWW.11665.cOm
        1.2 工艺流程 含酸废水从电镀车间流入含酸废水调节池,用泵将含酸废水从调节池泵入一级中和反应池,在一级中和池中加入石灰乳液中和废酸和沉淀重金属离子。废水从一级中和池流入二级中和反应池,在二级中和池中继续加石灰乳液中和废酸,并调节废水的ph至合适的范围。废水从二级中和池流入絮凝池,在絮凝池中加絮凝剂使沉淀物絮凝成较大的颗粒,然后流入沉淀池,在沉淀池中水和沉淀物分离,上清液流入清水池,最后从出水口排出,沉淀池中的泥渣用泵泵入污泥浓缩池,然后用板框压滤机压滤,滤液流回到含酸废水调节池,滤饼送至相关部门处理。
        2 方法研究
        2.1 存在的问题 用石灰处理含酸废水,首先在石灰乳液配制池中将石灰配成乳液,氧化钙与水反应生成氢氧化钙。氢氧化钙比氧化钙具有更细小的颗粒,与酸反应速度较快,且反应充分,反应中生成硫酸钙和氯化钙。硫酸钙是微溶物质,在水中的溶度积为:
        [so42-][ca2+]=k 
        k为硫酸钙的溶度积常数。
        为了研究用石灰处理含酸废水水质浑浊的问题,现在假设有1l硫酸钙饱和溶液,其中[so42-]=a,[ca2+]=b,那么ab=k。再假设另有1l硫酸钙饱和溶液,[so42-]=2a,那么[ca2+]=0.5b。如果将这两种硫酸钙饱和溶液混合到一起,通过 计算 可知,混合后的溶液中[so42-]=1.5a,[ca2+]=0.75b,此时,[so42-][ca2+]=1.5a×0.75b=1.125ab>k
        此式表明,两种饱和硫酸钙溶液混合后,硫酸根和钙离子浓度的乘积大于硫酸钙的溶度积常数,因此这两种溶液混合后,溶液中将生成硫酸钙沉淀。
        过去,在用石灰处理含酸废水的过程中,沉淀池中的上清液经常变浑,这个问题好长时间没有得到很好的解决。解决这个问题的办法是,严格控制中和反应池中废水ph的变化范围,确保石灰用量的准确,使废水中硫酸根和钙离子浓度在较小的范围内波动。
        采用石灰处理含酸废水的另一个问题是,石灰加入量不易实现自动控制,使操作复杂,水处理质量波动较大。采用人工控制石灰的加入量,由于废水酸度高,变化大,人工控制比较困难,废水处理的质量得不到保证。


        2.2 解决方法 含酸废水中含有铜、锌和少量的镍等重金属污染物质,在处理含酸废水过程中,除了中和废酸外,还要用石灰沉淀这些重金属离子,根据有关资料,这些重金属离子沉淀的条件为接近中性和偏碱性。
        用分析纯硫酸镍和去离子水配制硫酸镍溶液,用氢氧化钠将硫酸镍溶液调至ph=8.53,生成氢氧化镍沉淀,由于碱性较弱,溶液中还含有少量的镍离子,将溶液过滤后经过分析得知,滤液中镍离子的质量浓度为10.6mg/l。向该滤液中加入少许次氯酸钠溶液,滤液中有黑色沉淀生成,滤液的ph由8.53降至7.89。这个反应的过程为,次氯酸钠将二价镍氧化为三价镍,在碱性条件下三价镍离子生成ni(oh)3黑色沉淀。分析结果表明,ph在8~9的范围内,ni(oh)3溶液中镍离子的质量浓度符合国家排放标准的要求。
        3 结果与讨论
        3.1 ph的控制 在二级中和反应池中用ph控制系统自动控制一级中和池和二级中和池中石灰的加入量,ph控制系统的控制值一般设定在7.8~8.4的范围内,这个数值一般依据废水在絮凝池中的ph来调整。絮凝池中的ph一般控制在8.3~8.8的范围内,当絮凝池中的废水ph偏高时,可降低二级中和池中ph的控制值,当絮凝池中的ph偏低时,可提高二级中和池中ph的控制值。用石灰处理含酸废水的过程中,二级中和池中的ph有一定的波动,当流入絮凝池中的废水ph高于工艺上限或低于工艺下限时,絮凝池中的ph控制系统自动启动加酸泵或加碱泵,将ph控制在工艺范围内。
        3.2 废水处理状况 自安装了这套自动控制系统后,废水处理状况有了明显的改善,ph控制准确,水质清澈透明,悬浮物达标。为了验证这套含酸废水处理系统的可行性,连续一个星期从废水出水口取样测定,测定项目为ph、铜、锌、镍和氰的质量浓度,结果列于表1。在这套废水处理系统中,含氰废水经过处理后流入二级中和池,与含酸废水一同进入下一道处理工序,因此,在表1中也给出了氰化物的测定数据。分析结果表明,这套系统处理过的含酸废水ph和重金属离子符合国家二级排放标准。
        4 效益
        某公司每月约使用80t硫酸和20t盐酸,废水处理车间每月约投入55t石灰处理含酸废水,每吨石灰按440元 计算 ,合计人民币24200元。如果使用烧碱处理这些含酸废水,每月需要质量分数为96%的烧碱约55t,每吨烧碱以2600元计算,合计人民币143000元,使用烧碱的成本是使用石灰成本的5.9倍。由此可见,使用石灰处理含酸废水的 经济 效益是可观的。
        使用烧碱处理含酸废水比使用石灰成本高得多,那么为什么还有那么多厂家使用烧碱处理含酸废水呢?原因是使用石灰处理含酸废水存在过程复杂,操作难度大,悬浮物不易达标等问题。我们研制的这套用石灰处理电镀含酸废水系统,成功地克服了这些困难,提高了废水处理质量,并降低了运行成本,取得了较好效益。
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  •  作者:杨莉 [标签: 石灰 电镀 废水 处理 方法 ]
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