《[高三理化生]畢業(yè)設(shè)計(jì)電鍍廢水》由會(huì)員分享，可在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)《[高三理化生]畢業(yè)設(shè)計(jì)電鍍廢水（46頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 湖 南 科 技 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（ 論 文 ） 題目 作者 學(xué)院 專(zhuān)業(yè) 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師 二〇一 年 月 日 湖 南 科 技 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)人評(píng)語(yǔ) [主要對(duì)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的工作態(tài)度，研究?jī)?nèi)容與方法，工作量，文獻(xiàn)應(yīng)用，創(chuàng)新性，實(shí)用性，科學(xué)性，文本（圖紙）規(guī)范程度，存在的不足等進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)] 指導(dǎo)人： （簽名） 年 月

2、日 指導(dǎo)人評(píng)定成績(jī)： 湖 南 科 技 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)閱人評(píng)語(yǔ) [主要對(duì)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的文本格式、圖紙規(guī)范程度，工作量，研究?jī)?nèi)容與方法，實(shí)用性與科學(xué)性，結(jié)論和存在的不足等進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)] 評(píng)閱人： （簽名） 年 月

3、 日 評(píng)閱人評(píng)定成績(jī)： 湖 南 科 技 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯記錄 日期： 學(xué)生： 學(xué)號(hào)： 班級(jí)： 題目： 提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文

4、）答辯委員會(huì)下列材料： 1 設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 共 頁(yè) 2 設(shè)計(jì)（論文）圖 紙 共 頁(yè) 3 指導(dǎo)人、評(píng)閱人評(píng)語(yǔ) 共 頁(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)評(píng)語(yǔ)： [主要對(duì)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的研究思路，設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量，文本圖紙規(guī)范程度和對(duì)設(shè)計(jì)（論文）的介紹，回答問(wèn)題情況等進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)] 答辯委員會(huì)主任： （簽名） 委員： （簽名） （簽名） （簽名） （簽名）

5、 答辯成績(jī)： 總評(píng)成績(jī)： 摘 要 電鍍是世界三大污染行業(yè)之一，隨著我國(guó)鄉(xiāng)鎮(zhèn)電鍍企業(yè)的迅速發(fā)展，我國(guó)的電鍍污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重。本文首先闡述了我國(guó)電鍍廢水的污染現(xiàn)狀以及對(duì)人類(lèi)產(chǎn)生的危害，在對(duì)化學(xué)處理、離子交換、電解法、生物處理等電鍍廢水處理方法的分析和比較后，結(jié)合鄉(xiāng)鎮(zhèn)電鍍企業(yè)要求工藝簡(jiǎn)單、成本低等特點(diǎn)，決定采用NaHSO4化學(xué)還原沉淀法處理該企業(yè)的含鉻、鋅廢水。本工藝是在pH=3.5時(shí)用NaHSO4溶液將Cr6+還原為Cr3+，在用NaOH溶液調(diào)節(jié)pH=8后生成

6、Cr(OH)3和Zn(OH)2沉淀，在添加絮凝劑PAC和PAM后生成的絮體在斜板沉淀池中沉淀，出水經(jīng)砂濾器過(guò)濾后可回用于砂濾器反沖洗水及各種溶液的配制，或者達(dá)標(biāo)排放，而污泥則統(tǒng)一交于專(zhuān)業(yè)的環(huán)保公司處理。在設(shè)計(jì)中采用了較為先進(jìn)的ORP測(cè)定儀、在線(xiàn)pH計(jì)和液位計(jì)實(shí)現(xiàn)反應(yīng)過(guò)程的自動(dòng)控制。通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算確定了各構(gòu)筑物的尺寸以及設(shè)備的選型，并對(duì)設(shè)計(jì)和操作管理中的要求進(jìn)行了說(shuō)明，最后對(duì)電鍍廢水治理的前景進(jìn)行了展望。 關(guān)鍵字：電鍍廢水；Cr；Zn；化學(xué)還原沉淀法 ABSTRACT With the speedy deve

7、lopment of electroplating enterprise in towns in our country,electroplating industry,as one of the biggest pollutions in the world,causes the pollution more and more severely. In this paper, describes the present situation of the electroplating effluent water pollution and the great harm it makes t

8、o the human kind has been described. After the analyses and the comparison of different ways for treatment of electroplating effluent such as chemical treatment process、ion exchange process、electrolytic method and biological process, I decide to adopt the NaHSO4 reduction-precipitation to treat the

9、waste water containing Cr and Zn for the corporations , considering the features of the town electroplating corporations’ demands of simple techniques, low costs, etc. This technology is to deoxidize Cr6+ into Cr3+ by NaHSO4 solution at the PH=3.5, then adjust the PH to 8 with NaOH solution to ma

10、ke Cr(OH)3 and Zn(OH)2 sediment. The flocculating constituent，formed after adding the flocculating agent PAC and PAM , can be deposited in the sloping plank settling tank. The water left after filtrating through a sank filter can be recycled as the backwash of sank filter and be used in confecting v

11、arious solutions or be discharged an emission standard. and, the sludge can be solved by the professional environmental protecting companies. It adopts some relatively advanced equipment such as measuring element of ORP、pH meter and content gauge realize the automata of the reaction process. Through

12、 elaborate designation and calculation, the size of each construct and the type election of the equipment have been ascertained. Besides, with explanations about the designation and the demands in the operating management, it finally comes to the prospect of solving the problem of the waste water fr

13、om plating. Key words: electroplating effluent, Chromium , Zinc , reduction-precipitation 目錄 前 言 電鍍是世界三大污染行業(yè)之一，隨著我國(guó)鄉(xiāng)鎮(zhèn)電鍍企業(yè)的迅速發(fā)展，我國(guó)的電鍍污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重。小型電鍍廠(chǎng)往往是區(qū)屬的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè), 這些電鍍廠(chǎng)廢水水量都較少, 一般日排放量只有幾十噸,其污染因子也較少， 多數(shù)為含鉻、鋅酸性廢水，但其危害很大，

14、 治理勢(shì)在必行。這些企業(yè)多數(shù)位于市郊, 其技術(shù)和經(jīng)濟(jì)力量薄弱. 對(duì)于廢水的治理要求是工藝簡(jiǎn)單，便于掌握和正常運(yùn)行，而且投資和運(yùn)行費(fèi)用當(dāng)然也要較低。本設(shè)計(jì)就是根據(jù)上述特點(diǎn)，選擇有效的處理方法和流程，處理后的水完全達(dá)到國(guó)家的排放標(biāo)準(zhǔn)。 第一章 電鍍廢水概況 1.1 電鍍污染現(xiàn)狀 電鍍行業(yè)是通用性強(qiáng)、使用面廣、跨行業(yè)、跨部門(mén)的重要加工工業(yè)和工藝性生產(chǎn)技術(shù)。電鍍可以改變金屬或非金屬制品的表面屬性，如抗腐蝕性、外觀(guān)裝飾性、導(dǎo)電性、耐磨性、可焊性等，廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造工業(yè)、輕工業(yè)、電子電氣工業(yè)等，某些特殊功能鍍層，還能滿(mǎn)足國(guó)防尖端技術(shù)產(chǎn)品的需要。

15、 由于電鍍行業(yè)使用了大量強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬溶液，甚至包括鎘、氰化物、鉻酐等有毒有害化學(xué)品，在工藝過(guò)程中排放了污染環(huán)境和危害人類(lèi)健康的廢水、廢氣和廢渣，已成為一個(gè)重污染行業(yè)。就我國(guó)電鍍廢水而言, 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),全國(guó)電鍍廠(chǎng)點(diǎn)約1 萬(wàn)家,職工約有40 萬(wàn)人, 每年排出的電鍍廢水約40 億m3 。1999 年,全國(guó)工業(yè)和城市生活廢水排放總量為401 億m3 ,其中工業(yè)廢水排放量197 億m3 。由此可見(jiàn),電鍍廢水的排放量約占廢水總排放量的10% ,占工業(yè)廢水排放量的20%。電鍍廢水不僅量大,而且對(duì)環(huán)境造成的污染也嚴(yán)重,因?yàn)殡婂儚U水中不僅含有氰化物等劇毒成分,而且含有Cr、Zn、Cu、Ni 等自然界不

16、能降解的重金屬離子。 除了少部分國(guó)有大型企業(yè)、三資企業(yè)及新建的正規(guī)專(zhuān)業(yè)電鍍廠(chǎng)擁有國(guó)際先進(jìn)水平的工藝設(shè)施，大多數(shù)中小型企業(yè)仍然使用簡(jiǎn)陋而陳舊的設(shè)備，操作方式以手工操作為主。我國(guó)電鍍行業(yè)存在的主要問(wèn)題是： （1）廠(chǎng)點(diǎn)多、規(guī)模小，專(zhuān)業(yè)化程度低。特別是鄉(xiāng)鎮(zhèn)電鍍企業(yè)的迅速發(fā)展，使電鍍廠(chǎng)（點(diǎn)）向市郊和農(nóng)村擴(kuò)散，給污染控制與環(huán)境管理帶來(lái)了很多的困難，電鍍污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重。 （2）裝備水平低。表現(xiàn)在一方面缺少機(jī)械裝備，以手工操作為主；另一方面是技術(shù)裝備水平不高，自動(dòng)化程度低、可靠性差，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。 （3）管理水平較低，經(jīng)濟(jì)效益較差。 （4）電鍍污染治理水平低，有效治理率低。雖然企

17、業(yè)都建立了污水處理設(shè)施，但仍有少部分企業(yè)的設(shè)施未能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。生產(chǎn)廢氣一般都有排風(fēng)裝置，但大部分企業(yè)未對(duì)廢氣進(jìn)行凈化處理。固體廢物和危險(xiǎn)廢物的管理尚未走入正規(guī)軌道。電鍍生產(chǎn)過(guò)程中排放大量的有毒有害物質(zhì)，對(duì)環(huán)境造成的污染及危害越來(lái)越為人們所認(rèn)識(shí)。 （5）經(jīng)營(yíng)粗放，原材料利用率低。經(jīng)對(duì)運(yùn)行較正常的汽車(chē)、摩托車(chē)行業(yè)電鍍線(xiàn)調(diào)查表明，鍍硬鉻的鉻酐利用率為38%，而裝飾性鉻的鉻酐利用率僅為10%（國(guó)外平均為24%）。由此可見(jiàn)，一大部分甚至絕大部分寶貴的原材料流失并變成了污染物。在清潔生產(chǎn)審計(jì)中調(diào)查的10條電鍍加工線(xiàn)中，平均用水量為0.82t/m2，是國(guó)外的10倍。 近年來(lái)，國(guó)內(nèi)許多電鍍企業(yè)從實(shí)際出發(fā)

18、，積極開(kāi)發(fā)和推廣低濃度、低污染的電鍍工藝、逆流清洗工藝，發(fā)展電鍍槽（廢）液的凈化與回收技術(shù)，消除和減少污染。不少企業(yè)還根據(jù)國(guó)家和地方的規(guī)定要求，結(jié)合企業(yè)自身?xiàng)l件和發(fā)展規(guī)劃，制定電鍍污染物的排放指標(biāo)、鍍件漂洗用水定額、漂洗水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)等規(guī)定和相應(yīng)的技術(shù)措施，并納入企業(yè)的生產(chǎn)計(jì)劃管理，建立污染治理檔案，定期檢查與考核，以控制電鍍“三廢”對(duì)環(huán)境的污染。 1.2電鍍廢水的危害 電鍍廢水就其總量來(lái)說(shuō)，比造紙、印染、化工、農(nóng)藥等的水量小，污染面窄。但由于電鍍廠(chǎng)點(diǎn)分布廣，廢水中所含高毒物質(zhì)的種類(lèi)多，其危害性是很大的。未經(jīng)處理達(dá)標(biāo)的電鍍廢水排入河道、池塘，滲入地下，不但會(huì)危害環(huán)境，而且會(huì)污染飲用水和工

19、業(yè)用水。 1.2.1 含鉻廢水的危害 由于鍍鋅在整個(gè)電鍍業(yè)中約占一半，而鍍鋅的鈍化絕大部分采用鉻酸鹽，因而鈍化產(chǎn)生的含鉻廢水量很大，鍍鉻也是電鍍中的一個(gè)主要鍍種，其廢水量也不少。在銅件酸洗、鍍銅層的退除、鋁件鈍化、鋁件電化學(xué)拋光、鋁件氧化后的鈍化等作業(yè)中也廣泛使用鉻酸鹽。因此，含鉻廢水是電鍍中的主要廢水來(lái)源之一。 金屬鉻幾乎是無(wú)毒的。二價(jià)鉻的化合物，一般認(rèn)為是無(wú)毒的。其余的鉻化合物，當(dāng)濃度過(guò)高時(shí)，都不同程度地具有毒性。 六價(jià)鉻對(duì)人體的危害，因進(jìn)入途徑不同，中毒表現(xiàn)也不同。 （1）對(duì)人體皮膚的損害 六價(jià)鉻化合物對(duì)皮膚有刺激和過(guò)敏作用。在接觸鉻酸鹽、鉻酸霧的部位，如手、腕、前臂、頸

20、部等處可能出現(xiàn)皮炎。六價(jià)鉻經(jīng)過(guò)切口和擦傷處進(jìn)入皮膚，會(huì)因腐蝕作用而引起鉻潰瘍（又稱(chēng)鉻瘡）。 （2）對(duì)呼吸系統(tǒng)的損害 六價(jià)鉻對(duì)呼吸系統(tǒng)的損害，主要是鼻中隔膜穿孔、咽喉炎和肺炎。 （3）對(duì)內(nèi)臟的損害 六價(jià)鉻經(jīng)消化道侵入，會(huì)造成味覺(jué)和嗅覺(jué)減退，以至消失。劑量小時(shí)也會(huì)腐蝕內(nèi)臟；引起腸胃功能降低，出現(xiàn)胃痛，甚至腸胃道潰瘍，對(duì)肝臟還可能造成不良影響。 三價(jià)鉻是生物所必需的微量元素。通過(guò)動(dòng)物試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)三價(jià)鉻有激活胰島素的作用，還可以增加對(duì)葡萄糖的利用。 國(guó)外有人認(rèn)為三價(jià)鉻與鋁一樣，基本上不顯示毒性。三價(jià)鉻不易被消化道吸收，在皮膚表層與蛋白質(zhì)結(jié)合，三價(jià)鉻在動(dòng)物體內(nèi)的肝、腎、脾和血中不易積累，而在肺內(nèi)存留

21、量較多，因而對(duì)肺有一定損害。與六價(jià)鉻相比，三價(jià)鉻的毒性?xún)H為六價(jià)鉻的百分之一。 也有報(bào)道，三價(jià)鉻對(duì)魚(yú)的毒性比六價(jià)鉻還大，例如對(duì)鮭魚(yú)的起始致死濃度，三價(jià)鉻（硫酸鉻）為1.2 mg/l，六價(jià)鉻（重鉻酸鉀）為5.2 mg/l。然而對(duì)家兔和狗的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)六價(jià)鉻的毒性較大。 在對(duì)含鉻廢水的處理中，由于三價(jià)鉻的氫氧化物溶度積較小，易于沉淀除去，因此多數(shù)處理方法中，均將六價(jià)鉻還原為三價(jià)鉻再除去。 1.2.2 含鋅廢水的危害 鋅是人體必需的微量元素之一，正常人每天從食物中攝取鋅10~15 mg。肝是鋅的儲(chǔ)存地，鋅與肝內(nèi)蛋白結(jié)合成鋅硫蛋白，供給肌體生理反應(yīng)時(shí)所必需的鋅。人體缺鋅會(huì)出現(xiàn)不少不良癥狀，誤

22、食可溶性鋅鹽對(duì)消化道黏膜有腐蝕作用。過(guò)量的鋅會(huì)引起急性腸胃炎癥狀，如惡心、嘔吐、腹痛、腹瀉，偶爾腹部絞痛，同時(shí)伴有頭暈、周身乏力。誤食氯化鋅會(huì)引起腹膜炎，導(dǎo)致休克而死亡。 1.3 我國(guó)治理電鍍廢水的發(fā)展歷程 20世紀(jì)50年代末是我國(guó)電鍍廢水治理的起步階段．60年代至70年代中期才開(kāi)始引起重視．但仍處于單純的控制排放階段。70年代中期至80年代初，大多數(shù)電鍍廢水都已有了比較有效的處理，離子交換、薄膜蒸發(fā)濃縮等工藝在全國(guó)范圍內(nèi)推廣使用，反滲透、電滲析等工藝已進(jìn)入工業(yè)化使用階段，廢水中貴重物質(zhì)的回收和水的回收利用技術(shù)也有了很大進(jìn)展。80年代至90年代開(kāi)始研究從根本上控制污染的技術(shù)，綜合防治研

23、究取得了可喜的成果。上世紀(jì)90年代至今．電鍍廢水治理由工藝改革、回收利用和閉路循環(huán)進(jìn)一步向綜合防治方向發(fā)展．多元化組合處理同自動(dòng)控制相結(jié)合的資源回用技術(shù)成為電鍍廢水治理的發(fā)展主流。 1.4 電鍍廢水發(fā)展前景 隨著全球可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施，循環(huán)經(jīng)濟(jì)和清潔生產(chǎn)技術(shù)越來(lái)越受到人們關(guān)注。電鍍重金屬?gòu)U水治理從末端治理已向清潔生產(chǎn)工藝、物質(zhì)循環(huán)利用、廢水回用等綜合防治階段發(fā)展。未來(lái)電鍍重金屬?gòu)U水治理將突出以下幾個(gè)方面： 1 貫徹循環(huán)經(jīng)濟(jì)、重視清潔生產(chǎn)技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用；提高電鍍物質(zhì)、資源的轉(zhuǎn)化率和循環(huán)使用率；從源頭上削減重金屬污染物的產(chǎn)生量，并采用全過(guò)程控制、結(jié)合廢水綜合治理、最終實(shí)現(xiàn)廢水零排放。

24、 2 電鍍重金屬?gòu)U水的處理技術(shù)很多，其中生物技術(shù)是具有較大發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù)，具有成本低、效益高、不造成二次污染等優(yōu)點(diǎn)。隨著基因工程、分子生物學(xué)等技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，具有高效、耐毒性的菌種不斷培育成功，為生物技術(shù)的廣泛應(yīng)用提供了有利條件。對(duì)于已經(jīng)污染的、范圍大的外環(huán)境，可采用植物修復(fù)技術(shù)治理，在治污的同時(shí)，不僅美化了環(huán)境，還可以獲得一定的經(jīng)濟(jì)效益。 3 綜合一體化技術(shù)是未來(lái)電鍍廢水治理技術(shù)的熱點(diǎn)。電鍍廢水種類(lèi)繁多，各種電鍍工藝差異很大，僅使用一種廢水治理方法往往有其局限性，達(dá)不到理想的效果。因此，綜合多種治理技術(shù)特點(diǎn)的一體化技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。 4 發(fā)展閉路循環(huán)。閉路循環(huán)是目前處理電鍍廢水最經(jīng)濟(jì)、最

25、有效的方法之一，是電鍍廢水的處理方向，從而實(shí)現(xiàn)電鍍漂洗水的基本零排放。但到目前為止，末槽濃度的控制以及離子交換裝置的應(yīng)用與操作等問(wèn)題還未得到很好的解決。 5 社會(huì)化治理。電鍍廠(chǎng)多而且面廣，在生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢渣污泥以及濃廢液相對(duì)較少，而且又較為分散。對(duì)于這些物質(zhì)，目前除少數(shù)單位綜合回收外，大多數(shù)直接排放，造成二次污染。因此，可以考慮一個(gè)城市和一個(gè)地區(qū)集中回收，建立城市和地區(qū)性的電鍍廢渣、廢液的回收再生中心，這樣，既可以保護(hù)環(huán)境，又可以變廢為寶，同時(shí)還能節(jié)省投資，降低能耗，提高經(jīng)濟(jì)效益。 第二章 設(shè)計(jì)背景 2.1項(xiàng)目概

26、況和意義 小型電鍍廠(chǎng)往往是區(qū)屬的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè), 這些電鍍廠(chǎng)廢水水量都較少, 一般日排放量只有幾十噸,其污染因子也較少, 多數(shù)為含鉻、鋅酸性廢水，但其危害很大, 治理勢(shì)在必行。這些企業(yè)多數(shù)位于市郊, 其技術(shù)和經(jīng)濟(jì)力量薄弱. 對(duì)于廢水的治理要求是工藝簡(jiǎn)單, 便于掌握和正常運(yùn)行, 而且投資和運(yùn)行費(fèi)用當(dāng)然也要較低。本設(shè)計(jì)就是根據(jù)上述特點(diǎn)，選擇有效的處理方法和流程，處理后的水完全達(dá)到國(guó)家的排放標(biāo)準(zhǔn)。 2.2 設(shè)計(jì)條件 1設(shè)計(jì)水量 每天處理水量90 m3，設(shè)計(jì)的廢水水質(zhì)情況如下表： 表1.1 電鍍廢水水質(zhì)情況 項(xiàng)目 pH 總Cr(mg/L) Cr6+(mg/L) Zn (mg/

27、L) SS(mg/L) 含量 3.5 30 20 35 100 2設(shè)計(jì)水質(zhì) 經(jīng)處理后廢水中濃度SS≤70mg/L, 總鉻≤1.5mg/L, Cr6+　≤0.5 mg/ L，Zn2+　≤2 .0mg/ L，出水pH值6-9； 2.3 設(shè)計(jì)原則 嚴(yán)格遵循國(guó)家相關(guān)法規(guī)、規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn), 確保各項(xiàng)處理水質(zhì)指標(biāo)達(dá)到相應(yīng)的國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)； 廢水處理裝置布置緊湊、流暢，盡量減少占地面積，堅(jiān)持實(shí)用和美觀(guān)相結(jié)合的總布原則；選擇工藝簡(jiǎn)單, 采用目前國(guó)內(nèi)成熟、實(shí)用的處理工藝；盡量通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)降低工程投資及運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用，努力實(shí)現(xiàn)技術(shù)先進(jìn)與企業(yè)財(cái)力相適應(yīng)。

28、 第三章 電鍍廢水處理方法比較 3.1化學(xué)處理法 電鍍廢水的化學(xué)處理法是添加化學(xué)試劑后，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)改變廢水中污染物的物理和化學(xué)性質(zhì)，使其能從廢水中取出并達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)的處理方法。在電鍍廢水處理中常用的化學(xué)處理法有氧化（還原）處理法，中和處理法，凝聚沉淀法等，以及把幾種方法組合在一起使用的方法。化學(xué)法處理電鍍廢水在國(guó)內(nèi)外均已得到廣泛的應(yīng)用，并有較長(zhǎng)的使用歷史。國(guó)內(nèi)對(duì)化學(xué)處理法有較為成熟的設(shè)計(jì)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。它具有操作方便，試劑來(lái)源廣，適用范圍廣，能承受大水量和高濃度負(fù)荷沖擊，效果穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是對(duì)處理后產(chǎn)生大量污泥的綜合利用還存在一定的問(wèn)題，因此化學(xué)處理法的發(fā)展受到了一定的限制，此

29、外，如何提高處理后水的重復(fù)利用率和向閉路循環(huán)方向的發(fā)展，有待進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和研究。 3.1.1 含鉻廢水的處理 1、亞硫酸鹽還原法 亞硫酸鹽還原處理法也是國(guó)內(nèi)常用的處理含鉻廢水的方法之一，它主要優(yōu)點(diǎn)是處理后能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，并能回收利用氫氧化鉻，設(shè)備和操作也較簡(jiǎn)單，沉渣量少且易于回收，因而應(yīng)用較廣；但亞硫酸鹽貨源缺乏，國(guó)內(nèi)有些地區(qū)不易取得，當(dāng)鉻污泥找不到綜合利用出路而存放不妥時(shí)，會(huì)引起二次污染。 用亞硫酸鹽處理電鍍廢水，主要是在酸性條件下，使廢水中的六價(jià)鉻還原成三價(jià)鉻，然后調(diào)整pH值，使其形成氫氧化鉻沉淀而除去，廢水得到凈化。常用的亞硫酸鹽有亞硫酸氫鈉、亞硫酸鈉、焦亞硫酸鈉。 技術(shù)條件與參

30、數(shù)： （1）廢水的酸化 亞硫酸鹽還原六價(jià)鉻必須在酸性條件下進(jìn)行。當(dāng)pH值≤2.0時(shí)，反應(yīng)可在5 min左右進(jìn)行完畢；當(dāng)pH值在2.5～3.0時(shí)，反應(yīng)時(shí)間在30 min左右；當(dāng)pH值≥3.0時(shí)，反應(yīng)速度很慢。在實(shí)際生產(chǎn)中，一般控制廢水pH值在2.5～3.0，反應(yīng)時(shí)間控制在20-30 min為宜。 （2）亞硫酸鹽投加量 表3.1為亞硫酸鹽與六價(jià)鉻的理論投藥比與實(shí)際投加量的情況。 （3）廢水經(jīng)酸化、還原反應(yīng)后，加堿調(diào)整廢水的pH值，使氫氧化鉻沉淀，一般控制pH值為7～8，其反應(yīng)時(shí)間為20 min。 （4）沉淀劑的選擇 常用氫氧化鈣、碳酸鈉、氫氧化鈉等均可使三價(jià)鉻成為氫氧化鉻沉淀。采用石灰，價(jià)

31、格便宜，但反應(yīng)慢，且生成泥渣多，泥渣難以回收。采用碳酸鈉，投料容易，但反應(yīng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生二氧化碳。氫氧化鈉成本高，但用量少，泥渣純度高，容易回收。因此一般采用氫氧化鈉作沉淀劑，濃度取20%。 表3.1 亞硫酸鹽與六價(jià)鉻的投量比 序號(hào) 亞硫酸鹽種類(lèi) 投量比（質(zhì)量比） 理論值 實(shí)際使用量 1 Cr(Ⅵ)∶NaHSO3 1∶3 1∶4～5 2 Cr(Ⅵ)∶Na2SO3 1∶3.6 1∶4～5 3 Cr(Ⅵ)∶Na2S2O5 1∶2.74 1∶3.5～4 2、鐵氧體法 鐵氧體沉淀法是在硫酸亞鐵處理法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新型處理方法。它就是使廢水中的各種金屬

32、離子形成鐵氧體晶粒一起沉淀析出，從而使廢水得到凈化。鐵氧體處理法主要的優(yōu)點(diǎn)是硫酸亞鐵貨源廣，價(jià)格低，處理設(shè)備簡(jiǎn)單，處理后水能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，污泥不會(huì)引起二次污染；缺點(diǎn)是試劑投量大，相應(yīng)產(chǎn)生的污泥量也大，污泥制作鐵氧體時(shí)的技術(shù)條件難控制，需加熱耗能較多，處理成本也較高。 鐵氧體法處理含鉻廢水是向廢水中投加硫酸亞鐵，使廢水中的六價(jià)鉻還原成三價(jià)鉻，然后投堿調(diào)整廢水pH值，使廢水中的三價(jià)鉻以及其他重金屬離子（以 Mn+表示）發(fā)生共沉淀現(xiàn)象。在共沉淀時(shí)，溶解于水中的重金屬離子進(jìn)入鐵氧體晶體中，生成復(fù)合的鐵氧體。 采用鐵氧體法一般側(cè)重于處理六價(jià)鉻、鎳、銅、鋅等重金屬離子廢水 。 3、硫酸亞鐵－石灰法

33、 硫酸亞鐵是一種強(qiáng)酸弱堿鹽，水解后呈酸性。硫酸亞鐵與六價(jià)鉻發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成三價(jià)鉻，當(dāng)用石灰提高PH值至7.5～8.5時(shí)，即生成氫氧化鉻沉淀。當(dāng)pH值>3時(shí)，F(xiàn)e3+即生成大量沉淀，生成的氫氧化鐵有凝聚作用，有利于其他沉淀物的沉降。 硫酸亞鐵處理含鉻廢水的運(yùn)行條件見(jiàn)表3.2。反應(yīng)時(shí)間為，連續(xù)處理時(shí)不小于30 min；間歇處理時(shí)為2～4 h。 硫酸亞鐵－石灰法處理含鉻廢水的特點(diǎn)是：除鉻效果好，當(dāng)使用酸洗廢液的硫酸亞鐵時(shí)，成本較低，處理工藝成熟，但產(chǎn)生的污泥量大，占地面積大，出水色度偏高。 表3.2 硫酸亞鐵處理含鉻廢水的運(yùn)行條件 序號(hào) Cr6+/mg/l 加藥前調(diào)

34、pH值 投藥量（質(zhì)量比）Cr6+∶FeSO4?7H2O 反應(yīng)后 調(diào)節(jié)pH值 通氣時(shí)間min 備注 1 ≤25 ＜4 1∶40～1∶50 7～8 攪拌混勻即可 所需壓縮空氣量為0.2m3/min.m3(廢水)，壓力80～120kPa。 2 25～50 1∶35～1∶40 10～20 3 50～100 1∶25～1∶35 15～30 4 ≥100 1∶16～1∶30 15～30 4、鋇鹽法 鋇鹽法處理含鉻廢水是利用固相碳酸鋇與廢水中的鉻酸接觸反應(yīng)，形成溶度積比碳酸鋇小的鉻酸鋇，以此除去廢水中的六價(jià)鉻。經(jīng)碳酸鋇處理后的廢水中含有一定量的殘余鋇離子

35、，可用石膏（CaSO4?2H2O）進(jìn)行除鋇，生成溶度積更小的硫酸鋇。 技術(shù)條件和運(yùn)行參數(shù)： （1）采用鋇鹽及其投加量：一般采用碳酸鋇，也可采用氯化鋇。碳酸鋇不易溶于水，可一次性向反應(yīng)池中投加較多的碳酸鋇，其后陸續(xù)補(bǔ)加直至不能使用時(shí)全部更新。其理論投量比為Cr6+∶BaCO3為1∶3.8（質(zhì)量比），實(shí)際采用為1∶（10～15）。氯化鋇易溶于水，反應(yīng)速度比碳酸鋇快，為液相反應(yīng)，其理論投量比為Cr6+∶BaCl2為1∶4.7（質(zhì)量比），實(shí)際采用為1∶（7～9）。 （2）攪拌和反應(yīng)：空氣或機(jī)械攪拌，反應(yīng)時(shí)間采用碳酸鋇時(shí)為10～20min，采用氯化鋇時(shí)為10 min左右。 （3）廢水的pH值；用

36、碳酸鋇為試劑時(shí)，反應(yīng)時(shí)廢水的pH值一般控制在4～5。用氯化鋇時(shí)，反應(yīng)時(shí)廢水的pH值一般控制在6.5～7。 鋇鹽法處理含鉻廢水的特點(diǎn)為：方法簡(jiǎn)單，出水水質(zhì)好，但貨源、沉淀分離以及污泥二次污染問(wèn)題較大，污泥清除周期較長(zhǎng)。同時(shí)，由于鋇鹽有毒，因此，如采用這種方法時(shí)，對(duì)調(diào)節(jié)池、反應(yīng)沉淀池等地下構(gòu)筑物應(yīng)做好防滲漏、防腐蝕等措施，并加強(qiáng)管理，防止由鋇引起的污染。 3.1.2 含鋅廢水的處理 1、堿性鋅酸鹽鍍鋅廢水的處理 鋅為兩性金屬，在堿性條件下，根據(jù)pH值的不同存在 ZnO22－和Zn(OH)2，當(dāng)pH值調(diào)整到8～10時(shí)，主要以Zn(OH)2形式存在。對(duì)含鋅廢水的處理主要是通過(guò)對(duì)廢水pH的控制，

37、使廢水中的Zn2＋與OH－反應(yīng)生成氫氧化鋅沉淀，以沉淀、氣浮、過(guò)濾等固液分離方式，或投加適量的混凝劑，結(jié)合凝聚、共沉等原理，達(dá)到去除污染凈化廢水之目的。 一般掛鍍鋅清洗廢水的含鋅濃度為10～30 mg/l，pH值=10～12。鍍鋅前，酸洗廢水中往往由于掛具清洗不干凈等原因也會(huì)帶入鋅，其濃度一般為5～20mg/l，含鐵量為5～8 mg/l，pH值=2～3。所以處理含鋅廢水應(yīng)包括以上兩部分清洗廢水。這兩種廢水的混合處理，不但可處理鋅，而且還利用了酸洗廢水，中和了含鋅廢水中的堿，同時(shí)其中鐵所形成的氫氧化鐵，還起到凝聚作用，是十分有利的。 技術(shù)條件和參數(shù)： （1） 廢水進(jìn)水濃度 一般廢水含鋅濃度

38、不大于50 mg/l。 （2） 反應(yīng)時(shí)的pH值 廢水進(jìn)水的pH值為9～12，反應(yīng)后最佳pH值為3.5～9.0，可利用酸洗槽的廢鹽酸來(lái)調(diào)整pH值。 （3）凝聚劑投加量和混合反應(yīng)時(shí)間 凝聚劑可采用堿式氯化鋁，投加量為10～15 mg/l（以Al計(jì)）。混合反應(yīng)時(shí)間宜采用5～10 min。 （4） 補(bǔ)充水量 在運(yùn)行過(guò)程中，循環(huán)水中的含鹽量會(huì)不斷增加，含鋅、氯離子會(huì)不斷積累，為了改善循環(huán)水水質(zhì)，每天應(yīng)排放累計(jì)處理水量的10%～15%的循環(huán)水，補(bǔ)入純水。 2、銨鹽鍍鋅廢水的處理 （1）石灰法處理銨鹽鍍鋅廢水 當(dāng)廢水pH＝10時(shí)，氨三乙酸與鋅離子配位的穩(wěn)定性比鈣離子大，而pH＝12時(shí)則相

39、反，氨三乙酸與鈣離子絡(luò)合的穩(wěn)定性比鋅離子大，因此，利用這個(gè)機(jī)理來(lái)提高廢水pH值，增大鈣離子濃度，有利于配位劑與鈣離子配位，使鋅離子釋放出來(lái)，然后形成氫氧化鋅沉淀。據(jù)試驗(yàn)最佳pH值為10.95～11.2，鈣鹽用CaO，投加量為Ca2+/Zn2+＝（3～4）∶1，廢水起始含鋅濃度在150 mg/l以下時(shí)，處理后Zn2+濃度小于5 mg/l。 處理時(shí)可用石灰（按計(jì)算量）和氫氧化鈉調(diào)整pH值到11～12，攪拌10～20 min，然后經(jīng)沉淀、過(guò)濾。在運(yùn)行中應(yīng)注意pH值不能超過(guò)13，否則由于羥基配合物的溶解度增加，使氫氧化鋅重新溶解，使出水鋅含量升高。工程實(shí)踐證明，加石灰調(diào)整廢水pH＝12時(shí)，鋅仍以氫

40、氧化鋅的形態(tài)存在。 （2）銨鹽鍍鋅混合廢水處理 將銨鹽鍍鋅廢水與含銅、鎳、鉻和預(yù)處理的酸性廢水等混合后，在酸性條件下，用化學(xué)沉淀法能去除鋅和其他金屬離子，處理后水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。其基本原理可能是由于氯化銨是中等配位強(qiáng)度的配位劑，能與鋅、銅、鎳等金屬離子配位，但在酸性的混合廢水中配位能力較弱，加堿時(shí)形成金屬氫氧化物的速度又高于形成配合物的速度。 主要技術(shù)參數(shù)： a 廢水含鋅濃度 控制在小于100 mg/l，這樣處理后的廢水含鋅濃度可小于5 mg/l，而且其他金屬離子也能符合排放標(biāo)準(zhǔn)。 b 廢水的pH值 處理前混合廢水必須為酸性，反應(yīng)時(shí)pH值調(diào)整到9。 c投試劑量 如混合廢水

41、內(nèi)含六價(jià)鉻，則必須投加硫酸亞鐵做還原劑，用時(shí)也可起到凝聚的作用，投加量根據(jù)六價(jià)鉻濃度及廢水中存在的亞鐵離子確定，助凝劑采用陰離子型或非離子型的聚丙烯酰胺，投加量為5～10 mg/l。 3.2離子交換法 在電鍍廢水處理過(guò)程中，離子交換是將廢水中的離子與離子交換樹(shù)脂上的離子進(jìn)行交換而被除去，從而使廢水得到凈化。離子交換樹(shù)脂交換吸附飽和后進(jìn)行再生。再生是利用再生劑中的離子在濃度占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的情況下，將離子交換樹(shù)脂上的離子洗脫下來(lái)，使離子交換樹(shù)脂恢復(fù)其交換能力。 電鍍含鉻廢水由于電鍍工藝的不同，廢水中的六價(jià)鉻濃度不同，其他金屬離子和各種陰離子等的成分和含量也有所不同。廢水中的六價(jià)鉻，在接近中

42、性條件下主要以CrO42－存在，而在酸性條件下主要以Cr2O72－存在。由于廢水中六價(jià)鉻是以陰離子狀態(tài)存在，因此，可用OH型陰離子交換樹(shù)脂除去，OH型樹(shù)脂交換吸附飽和失效后，可用氫氧化鈉溶液再生，恢復(fù)其交換能力。廢水中的其他金屬離子，如Ni2+、Ca2+、Cu2＋、Cr3＋等（Mn+）可用H型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂除去，H型樹(shù)脂交換吸附失效后，可用鹽酸（或鹽酸）再生，恢復(fù)其交換能力。 鍍鋅廢水處理中，可選用強(qiáng)酸陽(yáng)離子（R－SO3Na）或弱酸陰離子(R－COONa)，硫酸銅鍍銅廢水可選用弱酸陰離子(R－COONa)。 用Na型強(qiáng)酸陽(yáng)離子交換樹(shù)脂處理電鍍廢水時(shí)，廢水中的陽(yáng)離子與樹(shù)脂上的Na離子進(jìn)

43、行交換，樹(shù)脂飽和后用硫酸鈉再生，當(dāng)采用Na型弱酸陽(yáng)離子交換樹(shù)脂時(shí)，再生用硫酸，并用氫氧化鈉轉(zhuǎn)型。 離子交換法從本質(zhì)上講是一種濃縮方法。離子交換前廢水的離子濃度(單位為mg / L)一般為幾十至幾百，而吸附飽和后樹(shù)脂再生洗脫液的離子濃度被濃縮到幾萬(wàn)，再生液的體積一般占處理水體積的10%~15%。因此采用離子交換法處理重金屬?gòu)U水時(shí)，必須事先考慮再生液的處理問(wèn)題。 離子交換法的優(yōu)點(diǎn)是，選擇性高，可以去除用其它方法難于分離的金屬離子，可以從含多種金屬離子的廢水中選擇性的回收貴重金屬;既可去除廢水中的金屬陽(yáng)離子，也可以去除陰離子，可以使廢水凈化到較高的純度。這種方法的缺點(diǎn)是，離子交換樹(shù)脂價(jià)格較高，

44、樹(shù)脂再生時(shí)需要酸、堿或食鹽等，運(yùn)行費(fèi)用較高，再生液需要進(jìn)一步處理。因此，離子交換法在較大規(guī)模的廢水處理工程中較少采用。 3.3電解法 電解法處理電鍍廢水也屬于化學(xué)處理法的范疇，它主要是使廢水中的有害物質(zhì)通過(guò)電解過(guò)程在陰，陽(yáng)兩級(jí)上分別發(fā)生氧化和還原反應(yīng)，轉(zhuǎn)化成無(wú)害物質(zhì)；或利用電極氧化和還原產(chǎn)物與廢水中的有害物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成不溶于水的沉淀物，然后分離去除，電鍍含鉻廢水的電解處理就是屬于這種類(lèi)型；或通過(guò)電解反應(yīng)回收金屬，如從電鍍含銀，銅等廢水中回收金屬就是一例。國(guó)內(nèi)在20世紀(jì)60年代初就開(kāi)始試驗(yàn)研究，用電解法處理電鍍含鉻廢水。20世紀(jì)70年代起在全國(guó)興起，并在實(shí)踐中不斷得到改進(jìn)，從原來(lái)

45、的坐式迂回式改進(jìn)為不易短路的掛式翻騰式，后有改進(jìn)為節(jié)能的雙極性小極距電解法?，F(xiàn)在又出現(xiàn)了節(jié)約鐵板陽(yáng)極的不溶性鐵屑的內(nèi)電解法。目前已由定型，系列處理設(shè)備供應(yīng)。優(yōu)點(diǎn)：電解法流程簡(jiǎn)單，生產(chǎn)占地少，另外操作也很簡(jiǎn)便與電鍍工藝類(lèi)似，易于被操作工人掌握，而且回收的金屬純度也高，特別是和用于對(duì)貴金屬的回收。缺點(diǎn)：電解法耗電多，污泥也多，對(duì)于污泥的處理與化學(xué)法一樣難以處置。 3.4 生物法 由于傳統(tǒng)治理方法有成本高、操作復(fù)雜、對(duì)于大流量低濃度的有害污染難處理等缺點(diǎn)，經(jīng)過(guò)多年的探索和研究，生物治理技術(shù)日益受到人們的重視。生物法能夠較好地處理電鍍綜合廢水，使廢水中的六價(jià)鉻、銅、鎳、鋅、鎘、鉛等有害離子得到

46、有效處理，同時(shí)形成沉淀，達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，處理方法簡(jiǎn)單適用，污泥量少。隨著耐重金屬毒性微生物的研究進(jìn)展，采用生物技術(shù)處理電鍍重金屬?gòu)U水呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展勢(shì)頭，根據(jù)生物去除重金屬離子的機(jī)理不同可分為生物絮凝法、生物吸附法、生物化學(xué)法以及植物修復(fù)法。 3.4.1 生物絮凝法 生物絮凝法是利用微生物或微生物產(chǎn)生的代謝物進(jìn)行絮凝沉淀的一種除污方法。微生物絮凝劑是一類(lèi)由微生物產(chǎn)生并分泌到細(xì)胞外，具有絮凝活性的代謝物。一般由多糖、蛋白質(zhì)、DNA、纖維素、糖蛋白、聚氨基酸等高分子物質(zhì)構(gòu)成，分子中含有多種官能團(tuán)，能使水中膠體懸浮物相互凝聚沉淀。至目前為止，對(duì)重金屬有絮凝作用的約有十幾個(gè)品種，生物絮凝劑中的氨基和

47、羥基可與Cu2+、 Hg2+、Ag+、Au2+等重金屬離子形成穩(wěn)定的鰲合物而沉淀下來(lái)。應(yīng)用微生物絮凝法處理廢水安全方便無(wú)毒、不產(chǎn)生二次污染、絮凝效果好，且生長(zhǎng)快、易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化等特點(diǎn)。此外，微生物可以通過(guò)遺傳工程、馴化或構(gòu)造出具有特殊功能的菌株。因而微生物絮凝法具有廣闊的應(yīng)用前景。 3.4.2 生物吸附法 生物吸附法是利用生物體本身的化學(xué)結(jié)構(gòu)及成分特性來(lái)吸附溶于水中的金屬離子，再通過(guò)固液兩相分離去除水溶液中的金屬離子的方法。利用胞外聚合物分離金屬離子，有些細(xì)菌在生長(zhǎng)過(guò)程中釋放的蛋白質(zhì)，能使溶液中可溶性的重金屬離子轉(zhuǎn)化為沉淀物而去除。生物吸附劑具有來(lái)源廣、價(jià)格低、吸附能力強(qiáng)、易于分離回

48、收重金屬等特點(diǎn)，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用。 3.4.3 生物化學(xué)法 生物化學(xué)法指通過(guò)微生物處理含重金屬?gòu)U水，將可溶性離子轉(zhuǎn)化為不溶性化合物而去除。硫酸鹽生物還原法是一種典型生物化學(xué)法。該法是在厭氧條件下硫酸鹽還原菌通過(guò)異化的硫酸鹽還原作用，將硫酸鹽還原成H2S，廢水中的重金屬離子可以和所產(chǎn)生的H2S反應(yīng)生成溶解度很低的金屬硫化物沉淀而被去除，同時(shí)H2SO4的還原作用可將SO42-轉(zhuǎn)化為S2-而使廢水的pH值升高。因許多重金屬離子氫氧化物的離子積很小而沉淀。有關(guān)研究表明，生物化學(xué)法處理含Cr 6+濃度范圍為30—40 mg/L的廢水去除率可達(dá)99.67%—99.97%。有人還利用家畜糞便厭氧消化污泥進(jìn)

49、行礦山酸性廢水重金屬離子的處理，結(jié)果表明該方法能有效去除廢水中的重金屬。趙曉紅等人用脫硫腸桿菌(SRV)去除電鍍廢水中的銅離子，在銅質(zhì)量濃度為246.8 mg/L的溶液，當(dāng)pH為4.0時(shí)，去除率達(dá)99.12%。 3.4.4 植物修復(fù)法 植物修復(fù)法是指利用高等植物通過(guò)吸收、沉淀、富集等作用降低已有污染的土壤或地表水的重金屬含量，以達(dá)到治理污染、修復(fù)環(huán)境的目的。植物修復(fù)法是利用生態(tài)工程治理環(huán)境的一種有效方法，它是生物技術(shù)處理企業(yè)廢水的一種延伸。利用植物處理重金屬，主要有三部分組成：（1）利用金屬積累植物或超積累植物從廢水中吸取、沉淀或富集有毒金屬；（2）利用金屬積累植物或超積累植物降低有毒金屬

50、活性，從而可減少重金屬被淋濾到地下或通過(guò)空氣載體擴(kuò)散：（3）利用金屬積累植物或超積累植物將土壤中或水中的重金屬萃取出來(lái)，富集并輸送到植物根部可收割部分和植物地上枝條部分。通過(guò)收獲或移去已積累和富集了重金屬植物的枝條，降低土壤或水體中的重金屬濃度。在植物修復(fù)技術(shù)中能利用的植物有藻類(lèi)、草本植物、木本植物等。 藻類(lèi)凈化重金屬?gòu)U水的能力，主要表現(xiàn)在對(duì)重金屬具有很強(qiáng)的吸附力，利用藻類(lèi)去除重金屬離子的研究已有大量報(bào)道。褐藻對(duì)Au的吸收量達(dá)400 mg/g，在一定條件下綠藻對(duì)Cu、Pb、La、Cd、Hg等重金屬離子的去除率達(dá)80%—90%，馬尾藻、鼠尾藻對(duì)重金屬的吸附雖然不及綠海藻，但仍具有較好的去除能力

51、。 草本植物凈化重金屬?gòu)U水的應(yīng)用已有很多報(bào)道。鳳眼蓮是國(guó)際上公認(rèn)和常用的一種治理污染的水生漂浮植物，它具有生長(zhǎng)迅速，既能耐低溫、又能耐高溫的特點(diǎn)，能迅速、大量地富集廢水中Cd、Pb、Hg、Ni、Ag、Co、Cr等多種重金屬。有關(guān)研究發(fā)現(xiàn)鳳眼蓮對(duì)鈷和鋅的吸收率分別高達(dá)97%和80%。此外，還有很多草本植物具有凈化作用，如喜蓮子草、水龍、刺苦草、浮萍、印度芥菜等。 木本植物具有處理量大、凈化效果好、受氣候影響小、不易造成二次污染等等優(yōu)點(diǎn)，受到人們廣泛關(guān)注。同時(shí)對(duì)土壤中Cd、Hg等有較強(qiáng)的吸附積累作用，由胡煥斌等試驗(yàn)結(jié)果表明：蘆葦和池杉對(duì)重金屬Pb和Cd都有較強(qiáng)富集能力。 3.5 膜

52、分離技術(shù) 膜分離是指通過(guò)特定的膜的滲透作用，借助于外界能量或化學(xué)位差的推動(dòng)，對(duì)兩組分或多組分的氣體或液體進(jìn)行分離、分級(jí)、提純和富集。膜分離法處理電鍍廢水一般選用反滲透、超濾及二者的結(jié)合技術(shù)，其關(guān)鍵是根據(jù)分離條件選擇合適的膜。對(duì)于酸性較強(qiáng)的廢液應(yīng)選擇在酸性環(huán)境中，具有較好穩(wěn)定性的芳香族聚酰胺中空纖維膜。（B－9、B－10、B－15）和芳香聚酰肼（DP－1）膜，對(duì)鍍鎘廢水及含氰等堿性較強(qiáng)的廢液應(yīng)選用耐堿性較好的分離膜。對(duì)于具有較高氧化性的Cr(VI)的去除則要求膜具有較好的抗氧化能力，一般Cr(VI)的去除，選用聚苯并咪唑酮（PBJL）膜和聚砜酰胺（PSA）膜。 膜分離作為新的分離凈化和濃縮技

53、術(shù)，過(guò)程中大多數(shù)無(wú)相變化，常溫下操作，有高效、節(jié)能、工藝簡(jiǎn)便、投資少、污染小等優(yōu)點(diǎn)，尤其對(duì)于處理熱敏物質(zhì)領(lǐng)域如食品、藥品、和生物工程產(chǎn)品，顯示出極大優(yōu)越性。與傳統(tǒng)分離操作（如蒸發(fā)、萃取或離子交換等）相比較，不僅可以避免組分受熱變性或混入雜質(zhì)，通常還有低能耗和效率高的特點(diǎn)，因而具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益，故發(fā)展相當(dāng)迅速，應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。在國(guó)際膜會(huì)議上曾將“在21世紀(jì)的多數(shù)工業(yè)中膜過(guò)程所扮演的戰(zhàn)略角色”列為專(zhuān)題，進(jìn)行深入討論，并認(rèn)為它是20世紀(jì)末到21世紀(jì)中期最有發(fā)展前途的高技術(shù)之一。隨著膜組件國(guó)產(chǎn)化程度的提高，制約膜技術(shù)發(fā)展的投資額及維修費(fèi)用過(guò)高的問(wèn)題將得到緩解，在加上水回用需求的增加，在未來(lái)的電鍍廢

54、水處理工程實(shí)踐中，膜分離技術(shù)將越來(lái)越受到人們的重視。但是作為一項(xiàng)新技術(shù)，它的先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)性究竟怎樣尚需深入探索。目前，膜分離技術(shù)面臨的問(wèn)題主要是國(guó)產(chǎn)膜性能不佳、進(jìn)口膜價(jià)格昂貴、膜易被污染。 3.6 離子浮選法 離子浮選有兩種形式，一種是加入與欲浮選出的離子電性相反的表面活性劑到溶液中，起泡后，表面活性劑與該離子發(fā)生反應(yīng)，形成不溶于水的化合物附屬在氣泡上，浮在水面形成固體浮渣，然后將固體浮渣和氣泡一起捕獲進(jìn)行分離。另一種是添加能和廢水欲處理的離子形成配合物或螯合物的表面活性劑，使溶液起泡形成泡沫，被處理的元素富集于泡沫再進(jìn)行分離。該方法的特點(diǎn)是可以從很稀的廢水中有選擇的回收各種無(wú)機(jī)金屬離

55、子和有機(jī)離子。 3.7 黃原酸法 黃原酸法分為不溶性淀粉黃原酸酯法（ISX）和纖維素黃原酸法，前者是鈉、鎂型ISX與廢水中的重金屬離子接觸時(shí)，鍵合在硫上的鈉、鎂離子將與廢水中重金屬離子進(jìn)行交換。重金屬離子取代鈉、鎂而生成重金屬不溶性黃原酸酯沉淀下來(lái)，鈉、鎂則游離在水中。有些重金屬離子[如Cu2＋、Cr(VI)等]的去除是先通過(guò)氧化還原反應(yīng)，然后再進(jìn)行離子間的交換才完成的。而纖維素黃原酸法是通過(guò)纖維素葡萄糖基經(jīng)化學(xué)改性引入－C－S－官能團(tuán)制成的纖維素黃原酸鹽完成的，不同金屬元素與纖維素黃原酸鹽親和力不同，并遵循Cu≈Pb>Cd>Ni>Zn>Mn>Mg>Ca>Na，纖維素黃原酸鹽中的鎂和鈉

56、均可被重金屬離子取代。能進(jìn)行以上反應(yīng)的離子有：Zn2+、Ag+、Au+、Ni2+、Mn2+、Cr3+、Fe2+、Cd2+、Pb2+。 3.8 腐殖酸法 泥炭、褐煤等除去瀝青后，用堿液煮沸，溶液被染成黑褐色，酸化時(shí)，析出紅褐色絮狀的沉淀，這種物質(zhì)稱(chēng)為腐殖質(zhì)。 腐殖質(zhì)法處理重金屬?gòu)U水的機(jī)理可能是風(fēng)化煤中含有的腐殖質(zhì)具有易與金屬離子配位的活性官能團(tuán)，如羧基和羥基等。這些官能團(tuán)中的OH－A有孤對(duì)電子，羥基上的氫易被具有空電子軌 道的金屬離子所取代。因此。腐殖質(zhì)可作為一種有機(jī)配位體與重金屬離子進(jìn)行配合或螯合。腐殖質(zhì)與重金屬離子的吸附交換主要取決于腐殖質(zhì)分子中的羧基和酚羥基的含量。因而腐殖質(zhì)具

57、有弱酸型陽(yáng)離子交換和配位能力等性質(zhì)。 3.9活性炭吸附法 活性炭是由木材、煤、果殼等含炭物質(zhì)，在高溫和缺氧的條件下活化制成的。在活性炭的晶格間，形成了各種形狀、大小不同的微孔結(jié)構(gòu)與巨大的比表面積，因而具有很強(qiáng)的吸附性能，可有效的吸附廢水中的有機(jī)污染物和金屬離子?；钚蕴刻幚黼婂儚U水，目前主要用于含鉻、含氰廢水。用活性炭處理含鉻廢水，根據(jù)處理水的條件和要求，一般認(rèn)為是利用它的吸附作用和還原作用。除此之外，還有沸石吸附、麥飯石吸附法。 活性炭法處理電鍍廢水的優(yōu)點(diǎn)： a. 活性炭耐酸、耐堿，在高溫下不易破碎，有穩(wěn)定的化學(xué)性能； b. 節(jié)省用水，清洗零件的廢水用活性炭處理后不排放，可重復(fù)做清洗

58、水； c. 投資省，設(shè)備簡(jiǎn)單，占地面積小，可直接在鍍槽旁邊工作，操作維護(hù)方便； d. 處理費(fèi)用低，活性炭來(lái)源廣，并可再生反復(fù)使用； e. 不直接產(chǎn)生污泥，不易產(chǎn)生二次污染。 盡管有以上優(yōu)點(diǎn)但還是有不足之處，如廢水中污染物容度較高時(shí)，活性炭再生比較頻繁；長(zhǎng)期反復(fù)使用活性炭處理喊含鉻廢水后，處理后水用來(lái)做清洗水時(shí)，三價(jià)鉻含量會(huì)增加，影響噸化膜，以及在洗脫液的利用等方面尚需進(jìn)一步探索。 第四章 處理工藝的確定 4.1 工藝流程選擇 在處理電鍍廢水的諸多工藝中，化學(xué)法應(yīng)用最為普遍，在國(guó)外約占90％以上，

59、中國(guó)各種電鍍廢水處理工藝的應(yīng)用比例依次為化學(xué)法、離子交換法、電解法；化學(xué)法約占40％，而且化學(xué)法呈上升趨勢(shì)并逐漸向發(fā)達(dá)國(guó)家靠近，離子交換和電解法則呈下降，下降或上升的原因主要在于處理工藝的實(shí)用程度。采用化學(xué)法的廢水處理工程投資約占電鍍工程總投資的5％左右，而離子交換、電解法、反滲透法等廢水處理工程投資約占電鍍工程總投資的30％～40％。所以根據(jù)上一章闡述的各個(gè)處理方法的優(yōu)缺點(diǎn)及本設(shè)計(jì)的實(shí)際情況選擇采用化學(xué)法進(jìn)行連續(xù)處理，同時(shí)采用亞硫酸鹽還原法將六價(jià)鉻還原為三價(jià)鉻。設(shè)計(jì)處理流程如下圖所示斜板沉淀池 中間水池 砂濾器 清水池 濃縮池 板框壓濾 調(diào)節(jié)池 反應(yīng)池 濾液 上清液 含

60、鉻廢水 H2SO4 NaHSO3 NaOH PFS、PAM H2SO4 NaOH 污泥 排放 ： 圖4.1 廢水處理工藝流程 4.2 工藝流程說(shuō)明 4.2.1 廢水系統(tǒng) 廢水處理系統(tǒng)采用連續(xù)處理工藝。廢水經(jīng)過(guò)兩次提升，一次提升從調(diào)節(jié)池到中間水池，二次提升從中間水池到清水池。調(diào)節(jié)池中廢水由耐腐蝕泵泵入反應(yīng)池，在反應(yīng)池中以重力流方式流經(jīng)還原槽、中和槽、斜板沉淀池和中間水池，完成六價(jià)鉻的還原，三價(jià)鉻與鋅離子的絮凝和沉淀分離反應(yīng)。中間水池的水由耐腐蝕泵泵入石英砂過(guò)濾器過(guò)濾，出水流入清水池，清水池中p

61、H值不達(dá)標(biāo)，可以加酸或加堿進(jìn)行調(diào)節(jié)；如果污染物超標(biāo)，返回調(diào)節(jié)池重新處理。反應(yīng)過(guò)程的控制通過(guò)氧化還原電位（ORP）測(cè)定儀、在線(xiàn)pH計(jì)和液位計(jì)實(shí)現(xiàn)。 4.2.2 污泥系統(tǒng) 斜板沉淀池中沉積的污泥經(jīng)污泥濃縮池濃縮，再經(jīng)板框壓濾機(jī)脫水后打包待用。濃縮和壓濾出水返回調(diào)節(jié)池重新處理。 4.2.3 藥劑投配系統(tǒng) 確定各種溶藥、投藥槽體有效容積、工藝尺寸及相關(guān)工藝設(shè)備。 4.3 工藝條件控制 還原六價(jià)鉻必須在酸性條件下進(jìn)行，當(dāng)pH值為2.0或更低時(shí)，反應(yīng)可在5 min左右進(jìn)行完畢；當(dāng)pH值為2.5～3.0時(shí)，反應(yīng)時(shí)間在20～30 min；當(dāng)pH值大于3.0時(shí)，反應(yīng)速度非常緩慢。實(shí)際生產(chǎn)中，一般

62、控制在2.5～3.0之間，反應(yīng)時(shí)間控制在20～30 min。亞硫酸鈉與六價(jià)鉻的理論投藥比為3﹕1（質(zhì)量比），由于廢水中雜質(zhì)的影響和反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方面的原因，實(shí)際投藥量應(yīng)高于理論投藥量，投藥比控制在（4～5）﹕1，投藥比過(guò)低會(huì)使還原反應(yīng)不充分，出水中六價(jià)鉻含量不能達(dá)標(biāo)，投藥比過(guò)高時(shí)浪費(fèi)藥劑，增加處理成本，并且容易生成可溶性離子 [Cr2（OH）2SO3]2-，難以生成氫氧化鉻沉淀。氫氧化鉻沉淀的最佳pH值為7～8，而氫氧化鋅沉淀的最佳pH值為8～9，故選擇絮凝反應(yīng)的pH值為8，反應(yīng)時(shí)間為15～20 min。 第五章 單體構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算 5.1調(diào)節(jié)池 1 一般說(shuō)明

63、 電鍍廢水水質(zhì)質(zhì)量有一定的波動(dòng)，設(shè)置調(diào)節(jié)池使水質(zhì)和水量保持相對(duì)的穩(wěn)定，有利于后續(xù)處理單元的有效運(yùn)行，調(diào)節(jié)池材料采用鋼筋混凝土，內(nèi)外作防腐處理，調(diào)節(jié)池設(shè)事故溢流管。 2 參數(shù)選取 池形 方形 停留時(shí)間 HRT=4h 3 工藝尺寸 有效容積 V＝Q·HRT=90·4/24=15 m3 有效水深 H＝2000 mm 橫截面積 S=V/H=15/2.0=7.5 m3 池長(zhǎng) L=4000 mm 池寬 B=S/L=7.5/4.0=1.9 m 取B=2000 mm 調(diào)節(jié)池總尺寸 長(zhǎng)度×寬度×高度=4000

64、 mm ×2000 mm ×2000 mm 4 工藝裝備 1次提升泵2臺(tái)（1用1備），由于廢水呈酸性，應(yīng)選用耐腐蝕泵，具體選型見(jiàn)水力計(jì)算部分。 5. 2反應(yīng)池 1 一般說(shuō)明 反應(yīng)池內(nèi)進(jìn)行還原反應(yīng)和絮凝反應(yīng)，在流程上分前后兩格，前一格進(jìn)行六價(jià)鉻的還原反應(yīng)，后一格進(jìn)行氫氧化物的沉淀生成反應(yīng)，前后兩格用底部開(kāi)口的隔板隔開(kāi)，反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行機(jī)械攪拌，如圖5.1所示。 反應(yīng)池中根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的不同需要加入各種藥劑，以實(shí)現(xiàn)pH值調(diào)節(jié)，六價(jià)鉻的還原以及氫氧化鉻和氫氧化鋅的生成過(guò)程。為了促進(jìn)反應(yīng)物的充分接觸反應(yīng)，反應(yīng)池應(yīng)設(shè)置混合設(shè)備，由于生成的氫氧化鉻絮體不易沉降，在進(jìn)入沉淀池之前應(yīng)在反應(yīng)池中投加

65、絮凝劑幫助絮體長(zhǎng)大以利于后續(xù)沉淀單元的處理效果。 進(jìn)水 出水 A 側(cè)視圖 B 俯視圖 圖5.1 反應(yīng)池示意圖 2 主要設(shè)計(jì)參數(shù) （1）還原反應(yīng) pH值 pH=2.5。 停留時(shí)間 HRT＝25 min 投藥比 5﹕1 ORP值 反應(yīng)過(guò)程控制通過(guò)氧化還原電位測(cè)定儀，ORP值為300 mV 攪拌功率 20 W/m3池容，強(qiáng)度為中等強(qiáng)度，G值為200/s。 （2）絮凝反應(yīng) pH值 本廢水處理車(chē)間主要處理鉻和鋅，沉淀時(shí)Cr(OH)3的最佳沉淀pH值為7～8，Zn(OH)2的最佳沉淀pH值為8～9，所以選擇絮凝池pH值為8

66、。 停留時(shí)間 HRT＝20 min G值 50/s 3 工藝尺寸 反應(yīng)池的有效容積 V=Q·t=90·(25+20)/(24·60)=2.81m3 式中 Q——設(shè)計(jì)流量，m3/h； t ——反應(yīng)時(shí)間，h。 水深 H＝1.0 m 超高 0.5 m 長(zhǎng) L＝3.0 m 寬 B＝1.0 m 凈尺寸 L×B×H＝3000 mm×1000 mm×1500 mm 4 工藝設(shè)備 （1）還原反應(yīng)攪拌裝置 按每m3池容輸入功率20W計(jì)算，需要輸入的功率N為 N=20V/2=20·2.81/2=28 W=0.0428kW 攪拌機(jī)機(jī)械總效率η1采用0.75，攪拌機(jī)傳動(dòng)效率η2為0.7，則攪拌機(jī)所需的電動(dòng)機(jī)功率N'為 N'＝N/（η1η2）＝0.028/（0.75·0.7）＝0.053 kW 槳葉構(gòu)造采用單層平板形，兩葉，長(zhǎng)×寬＝0.5 m×0.2 m，槳葉底端距池底0.25 m。 （2）絮凝反應(yīng)攪拌裝置 按每m3池容輸入功率10 W計(jì)算，需要輸入的功率N為 N=10V/2=10·2.81/2=14 W=0.014 kW 攪拌機(jī)機(jī)械總效