摘要：電鍍是全球三大污染工業(yè)之一，如不經(jīng)處理直接排放，既嚴(yán)重污染了我們生存的環(huán)境，又是對資源的極大浪費(fèi)。本文通過對酸性含Cr6+、Ni2+、Cu2+的電鍍廢水進(jìn)行“微電解—中和—混凝沉淀”處理的實(shí)驗(yàn)，對電鍍廢水處理新工藝進(jìn)行了分析。

電鍍廢水中污染物種類多、毒性大、危害嚴(yán)重、含有重金屬離子或氰化物等，有些屬于致癌、致畸或致突變的劇毒物質(zhì)，對人類危害極大，電鍍廢水因鍍件和工藝的不同，污染物的種類也不同，濃度差異較大，成分復(fù)雜，不僅含有Cr6+、Pb2+、Zn2+、Fe2+、Ni2+等大量的重金屬離子，而且含有劇毒的CN-。另外，電鍍廢水含有大量的有價值金屬，如處理不當(dāng)，排入自然體系既污染環(huán)境，又浪費(fèi)資源。

目前國內(nèi)傳統(tǒng)的含Cr6+電鍍廢水處理方法為化學(xué)還原法、電解還原法、離子交換法等。筆者受顧毓剛等人處理重金屬廢水的試驗(yàn)啟發(fā)，對該廠的廢水處理進(jìn)行了試驗(yàn)，開發(fā)出“微電解——中和——混凝沉淀”的電鍍廢水處理新工藝。

1·處理工藝

1.1處理工藝流程

處理工藝流程，見圖1。

1.2處理工藝簡介

微電解罐中的填料為1∶1的鑄鐵屑和焦炭，當(dāng)酸性廢水通過微電解罐中的填料時，低電位的Fe與高電位的C在廢水中產(chǎn)生電位差，形成無數(shù)的微小原電池，電極反應(yīng)主要為以下兩種：

陽極：Fe-2e→Fe2+，陰極：ZH++2e→H2↑反應(yīng)中生成的Fe2+將Cr6+還原成Cr3+，反應(yīng)式如下：CrO42-+3Fe2++4H+→Cr3++3Fe3++4OH-完成上述反應(yīng)后，廢水進(jìn)入中和沉淀池，中和沉淀為間歇式反應(yīng)，當(dāng)廢水到達(dá)中和沉淀池預(yù)定水位時，停止進(jìn)水，通過pH計和PLC系統(tǒng)控制加入NaOH溶液，并進(jìn)行攪拌，控制廢水的pH值在合適的范圍，在此條件下Cr3+、Cr2+、Ni2+、Fe3+形成氫氧化物絮凝沉淀，靜置沉淀1h后，上清液達(dá)標(biāo)外排，污泥進(jìn)入污泥濃縮池，經(jīng)板框壓濾機(jī)壓濾后，泥餅運(yùn)至磚廠制磚。

1.3廢水處理的工藝條件

為了確保電鍍廢水處理后達(dá)標(biāo)排放，在設(shè)計時對廢水處理進(jìn)行了微電解——中和——混凝沉淀的實(shí)驗(yàn)，以確定設(shè)計的工藝條件，實(shí)驗(yàn)用的原水pH=2.85，[Cr6+]=25.1mg/L，[總Cu]=128mg/L，[總Ni]=26.2mg/L。

1.3.1微電解接觸時間對還原Cr6+的影響

含Cr6+廢水通過微電解罐時，發(fā)生電極反應(yīng)，被還原成Cr3+，筆者進(jìn)行了微電解接觸時間與處理后的[Cr6+]的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，見圖2。通過實(shí)驗(yàn)得出，當(dāng)接觸時間大于5min時，處理后的[Cr6+]<0.5mg/L。

1.3.2中和沉淀時pH值的確定

各種金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH值各有所不同，由于電鍍混合廢水共存離子體系十分復(fù)雜，要滿足各種離子都完全沉淀、達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，則應(yīng)按實(shí)際試驗(yàn)結(jié)果來確定，由于Ni(OH)2的Ksp為1.6×10-14，在Cr3+、Ni2+、Cu2+三種離子中對pH值要求最高，筆者進(jìn)行了中和沉淀后pH與[總Ni]濃度關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，見圖3，通過實(shí)驗(yàn)得出處理后出水pH>7.5時，[總Ni]<1.0mg/L。根據(jù)微電解接觸時間與處理后的[Cr6+]的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)和中和沉淀后pH與[總Ni]濃度關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，將處理工藝中的接觸時間定為10～20min，中和沉淀的pH值控制在7.5～8.5之間。

2·主要構(gòu)筑物及設(shè)備

3·驗(yàn)收監(jiān)測結(jié)果

該廠污水處理站經(jīng)過3個月的試運(yùn)行，于2009年11月4-6日，由環(huán)境監(jiān)測站進(jìn)行驗(yàn)收監(jiān)測，監(jiān)測結(jié)果及排放標(biāo)準(zhǔn)符合《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB89782-1996第二時間段一級標(biāo)準(zhǔn))，由此可見，出水的各項(xiàng)指標(biāo)均已達(dá)標(biāo)。

4·結(jié)論

電鍍行業(yè)必須從實(shí)際出發(fā)，不斷地提高科技含量，選擇合適的廢水處理方法，消除對環(huán)境的污染，通過資源的綜合利用，走可持續(xù)發(fā)展的道路，實(shí)現(xiàn)社會效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的三統(tǒng)一。本項(xiàng)工程采用Fe-C微電解法處理含Cr6+電鍍混合廢水，是一種新型的處理工藝，其通過Fe-C微電解的作用還原Cr6+，不需另外增加還原藥劑，降低了處理成本，在中和沉淀時采用間歇式處理，便于操作管理，效果好，可確保處理后廢水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。