污水处理系统工艺论证

1、电镀行业废水污染特征

电镀行业废水水质较复杂，废水中含有铬、锌、铜、镍、镉等重金属离子以及酸、碱、氰化物等具有很大毒性的杂物。该行业废水具有以下特点：

（1）    成分复杂，污染物可分为无机污染物和有机污染物两大类。

（2）    水质变化幅度大，各股生产废水污染物种类多样，CODcr变化系数大。

（3）    废水毒性大，含有大量的重金属离子，若不经处理直接排放会对周边水体造成极大的污染。

2、工艺方案的确定

某有限公司的生产污水主要来自镀前镀件的酸、碱处理以及镀后的漂洗，另外定期还会排放出一定量的废酸。

（1）生产废水的预处理

①Cr^6＋的去除

目前含铬电镀废水主要采用氧化还原－沉淀法处理工艺。

氧化还原法是指利用强氧化剂或强还原剂，将废水中的有毒物质氧化或还原为无毒或低毒物质。在电镀废水中六价铬主要以CrO₄^2-形式存在，在酸性条件下存在形式为Cr₂O₇^2-，在亚铁离子的作用下发生还原反应，还原反应较快。还原以后的铬在碱性条件下以Cr（OH）₃沉淀的形式存在，所得到的污泥是三价铬和铁的氢氧化物混合沉淀。用硫酸亚铁还原六价铬，考虑到氧化还原反应不彻底，实际操作中硫酸亚铁的用量是理论计算量的2.5~3倍，因此污泥量大。

具体流程如下：

                硫酸亚铁

             ↓

电镀废水→还原反应→ PH中和→絮凝沉淀→达标排放

其基本原理为：

Cr₂O₇^2- + 6Fe²⁺ + 14H⁺= 2Cr³⁺ + 6Fe³⁺ + 7H₂O

Cr³⁺+3OH^- = Cr(OH)₃↓

从上述流程可以看出，由于硫酸亚铁还原六价铬是在较酸性条件进行，同时污泥的产生量较大，也给污泥处置增加一定的难度。

②其它金属离子的去除

电镀废水除Cr⁶⁺超出国家排放标准外，其中还含有大量的Zn²⁺、Cu²⁺、Ni²⁺、Fe²⁺等金属离子。因此采用碱性条件下曝气氧化的方法，不仅可使pH值达到排放标准，而且可以有效地去除废水中的重金属离子。其基本原理为：

2HCl + Ca(OH)₂ = CaCl₂ + 2H₂O

Zn²⁺+2OH^- = Zn(OH)₂↓

Ni²⁺+2OH^- = Ni(OH)₂↓

Cu²⁺+2OH^- = Cu(OH)₂↓

Fe²⁺ - e = Fe³⁺

Fe³⁺+3OH^- = Fe(OH)₃↓

首先将pH调节至过碱

由于锌离子分别在PH=6.4开始沉淀，到PH=9.3才能完全沉淀（2.0mg/l），到PH=10.5时开始溶解，因此分为两级反应，一级反应池的PH必须控制在9.5～10范围内。

在一级反应中Fe³⁺离子到PH=4.1时能完全沉淀；Cu²⁺离子到PH=5.0时形成碱式盐沉淀，PH=7.2能完全沉淀；Cr³⁺离子在PH=4.9开始沉淀，到PH=6.8时能完全沉淀，到PH=12时开始溶解；

由于Ni²⁺离子在PH=7.7开始沉淀，到PH=10.5才能完全沉淀（1.0mg/l），所以在一级反应中Ni²⁺、Fe²⁺不能完全沉淀，故需要二级反应，在二级曝气氧化反应中，PH必须控制在10.5~11范围内。