毕业设计（论文）-600m3d电镀废水处理工艺设计.doc

本科毕业设计(论文)题 目: 600m3/d电镀废水处理工艺设计 学 院: 化学工程学院 专 业: 环境工程 班 级: 1002051 学 号: 100205110 学生姓名： 指导教师: 职称: 讲师 二一四 年 五 月 二十 日摘要 本设计用于处理含铬，含氰电镀废水。由于电镀废水的污染日益严重，传统的处理方法效率和效果得不到保证，所以改进电镀废水的处理方案成为了一个越来越重要的问题。为了做到环保并且尽可能减少投资，决定先将废水中的六价铬离子还原成为三价，对氰化物进行破氰处理，而后与综合废水一起进行化学沉淀絮凝，再用活性炭吸附污水中残留的重金属离子，最后废水中的COD则采取MBR工艺去除，水质达标排放。关键字：电镀废水；化学沉淀；MBR膜生物反应。Abstact The design used in the treatment of chromium, electroplating wastewater containing cyanide.Because of the electroplating wastewater pollution is serious day by day, the traditional method of efficiency and results can not be guaranteed, so theprocessing scheme of electroplating wastewater is becoming a more and moreimportant problem。In order to achieve environmental protection and to minimizeinvestment，Decided to be six chromium ions in wastewater reduced to trivalent，Treat cyanide，Then together with synthetic wastewater chemical flocculation and sedimentation，Heavy metal ions and activated carbon adsorption in the sewage residue，Finally, COD in wastewater by MBR process to remove，Water quality discharge standards.Keywords:electroplating wastewater；chemical precipitation；MBR1.前言11.1研究的目的与意义11.2我国电镀废水污染现状11.3电镀废水的来源21.4电镀废水的特点21.5电镀废水的危害31.5.1含氰废水的危害41.5.2含铬废水的危害41.5.3含锌废水的危害41.5.4含铜废水的危害51.5.5含锌废水的危害51.5.6其他危害51.6我国处理电镀废水现状52. 设计背景72.1项目的概况和意义72.2设计条件72.2.1设计水量72.2.2设计水质72.2.2设计出水水质72.2.3设计依据82.2.4水文地质资料82.2.5气象资料82.3设计原则83.电镀废水处理工艺方法103.1化学法103.1.1含铬废水的处理103.1.2含锌废水的处理113.1.3含铜废水的处理133.1.4含氰废水的处理133.2物理法133.2.1蒸发浓缩法133.2.2反渗透法143.3物理化学法143.3.1活性炭吸附法143.3.2液膜法143.4生物处理法143.4.1生物絮凝法153.4.2生物吸附法153.4.3生物化学法153.5 膜分离技术163.5.1废水中COD的去除163.6 离子浮选法173.7 黄原酸法183.8 腐殖酸法183.9活性炭吸附法184.1工艺流程的选择204.2工艺流程说明224.2.1废水系统224.2.2污泥系统224.2.3药剂投配系统224.3工艺条件控制225.单体构筑物的计算245.1调节池计算245.1.1含铬废水调节池245.1.2含氰废水调节池245.2破铬池255.3破氰池255.3.1一级反应池255.3.2二级反应池265.4综合废水池265.5沉淀絮凝池275.6斜板沉淀池285.7活性炭吸附塔：335.8pH调节池335.9 MBR膜生物反应池345.10 清水池375.11药剂投陪系统375.11.1 H2SO4加药罐375.11.2NaHSO3加药罐395.11.3NaOH加药罐395.11.4NaClO加药罐405.11.5PAM,PCM加药罐405.12污泥处理系统415.12.1斜板沉淀池污泥415.12.2MBR膜生物反应污泥415.12.3污泥浓缩池相关参数设计415.12.4污泥脱水416.水力计算436.1含氰废水调节池水泵扬程436.2含铬废水调节池扬程泵446.3综合废水调节池456.4斜板沉淀池水泵扬程466.4活性炭吸附反冲洗泵477.平面布置497.1各处理单元构筑物的平面布置497.2管渠的平面布置497.3 辅助建筑物497.4 道路、围墙、绿化带的布置508. 构筑物一览表519. 运行费用估算539.1土建工程539.2设备工程549.3运行费用与成本预算5410. 环境保护和安全生产5610.1环境保护5610.2安全生产5610.3电镀废水治理前景57结论58致谢59参考文献60南京林业大学本科生毕业设计（论文）1.前言1.1研究的目的与意义 近年来，我国政府和广大民众越来越认识环境保护对人民生活和经济的持续发展的重要性，特别是去年国家各种新的环保法令的公布，更促进了工业界对环境保护的重视。我国是一个缺水大国，可供人民生产生活的水量不足世界人均占有量的1/2，在我国北方部分地区甚至只有1/31/4，节约和有效利用水资源是当务之急。 电镀生产所产生的废水在工业生产中是主要的水污染源之一，电镀业是用水大户。据不完全统计，全国的电镀生产每年排放4亿吨含重金属废水。目前，国内大部分电镀厂是将电镀生产线排放的废水用化学、电解或生物处理方法达到相关的国家污水排放标准后进行排放。这样处理后的排放水虽然达到相关的国家污水排放标准，但其中的很多指标并不能达到直接循环回用到电镀生产线上，甚至也不能利用在清洗和绿化等方面。 近几年来，由于国家环境保护和清洁生产方面要求的提高，在我国北京、上海、广东及江浙等经济发达地区，新建或改造电镀生产线项目，环境保护管理部门都要求水的回用率在50%90%以上，有的甚至需要零排放。这就要求电镀工作者、专业设备制造厂及环保专家在电镀废水的回收利用方面做更深入的工作。 要避免片面盲目地追求电镀废水的“零排放”，要综合考虑所涉及的各方面因素，应将能源消耗和排放达到最小化，以达到国家要求的水的小排放或微排放为宜。 在本设计中，先将含铬废水中的六价铬离子还原成为三价，再连同综合废水中的重金属离子一起进行化学沉淀处理。考虑到形成的金属氢氧化物难以沉淀，易形成胶体，在化学沉淀工艺后需要加入PAC,PAM药剂以促进絮凝沉淀作用。对于氰根离子，则采用破氰处理，设计一二级破氰池，把氰根离子转化为氮气排放，经过二级处理后流入综合废水池。为了消除废水中难以去除的重金属离子，沉淀池后设置一个活性炭吸附塔，吸附塔后则有pH调节池确保pH值达标。废水中的COD则用MBR膜生物反应池去除。 1.2我国电镀废水污染现状 电镀行业是通用性强、使用面广、跨行业、跨部门的重要加工工业和工艺性生产技术。由于电镀行业使用了大量强酸、强碱、重金属溶液，甚至包括镉、氰化物、铬酐等有毒有害化学品，在工艺过程中排放了污染环境和危害人类健康的废水、废气和废渣，已成为一个重污染行业。电镀是当今全球三大污染工业之一。 就我国电镀废水而言，据不完全统计，2004年我国电镀厂点约有一万家，每天排放的40亿吨废水约有50%没有达到国家排放标准。电镀废水的排放量约占废水总排放量的10%，占工业废水排放量的20%。电镀废水不仅量大，而且对环境造成的污染也严重，因为电镀废水中不仅含有氰化物等剧毒成分，而且含有Cr、Zn、Cu、Ni 等自然界不能降解的重金属离子。 除了少部分国有大型企业、三资企业及新建的正规专业电镀厂拥有国际先进水平的工艺设施，大多数中小型企业仍然使用简陋而陈旧的设备，操作方式以手工操作为主。 我国电镀行业存在的主要问题是： （1） 厂点多、规模小，专业化程度低。（2） 装备水平低。表现在一方面缺少机械装备，以手工操作为主；另一方面是技术装备水平不高，自动化程度低、可靠性差，产品质量不稳定。（3） 管理水平较低，经济效益较差。（4） 电镀污染治理水平低，有效治理率低。（5） 经营粗放，原材料利用率低。一大部分甚至绝大部分宝贵的原材料流失并变成了污染物。在清洁生产审计中调查的10条电镀加工线中，平均用水量为0.82t/m2，是国外的10倍。 近年来，国内许多电镀企业从实际出发，积极改进和推广低浓度、低污染的电镀工艺、逆流清洗工艺，发展电镀槽（废）液的净化与回收技术，重视废水处理，开展综合防治，消除和减少污染。1.3电镀废水的来源 （1)镀件清洗水； (2)废电镀液； (3)其他废水，包括冲刷车间地面，刷洗极板洗水，通风设备冷凝水，以及由于镀槽渗漏或操作管理不当造成的 “跑、冒、滴、漏”的各种槽液和排水； (4)设备冷却水，冷却水在使用过程中除温度升高以外，未受到污染。电镀废水的水质、水量与电镀生产的工艺条件、生产负荷、操作管理与用水方式等因素有关。电镀废水的水质复杂，成分不易控制，其中含有铬、镉、镍、铜、锌、金、银等重金属离子和氰化物等，有些属于致癌、致畸、致突变的剧毒物质。1.4电镀废水的特点 前处理废水 对于金属基体材料，其电镀的处理工艺可分为： （1）整平平面（包括磨光、抛光、喷砂、滚光、刷光等） （2）化学处理（包括除油、除锈和侵蚀等） （3）电化学处理（包括电化学除油和电化学侵蚀等） 除油过程中常用碱性化合物如NaOH、Na2CO3、Na3PO4、Na2SiO3等，对于油污特别严重的零件有时还用煤油、汽油、丙酮、甲苯、三氯乙烯、四氯化碳等有机溶剂除油，再进行化学碱性除油。为去除某些矿物油，通常在除油液中加一定量的乳化剂，如OP乳化剂、AE乳化剂、三乙醇胺油酸皂等。因此除油过程中产生的清洗废水以及更新废液都是碱性废水，常含有油类及其它有机化合物。酸洗除锈常用的有盐酸、硫酸，为防止镀件基体的腐蚀，常加入某些缓蚀剂如硫脲、磺化煤焦油、乌洛托品联苯胺等。酸洗除锈过程产生的清洗水一般酸度都较高，含有重金属离子及少量有机添加剂。 前处理废水是电镀废水处理中的重要组成部分，约占电镀废水总量的50%，废水中含有一定的盐份、游离酸、有机化合物等，组分变化很大，随镀种、前处理工艺以及工厂管理水平等而变。 镀层漂洗水： 镀层漂洗水是电镀作业中重金属污染的主要来源。电镀液的主要成分是金属盐和络合剂，包括各种金属的硫酸盐、氯化物、氟硼酸盐等以及氰化物、氯化铵、氨三乙酸、焦磷酸盐、有机膦酸等。除此之外，为改善镀层性质，往往还在镀液中添加某些有机化合物，如作为整平剂的香豆素、丁炔二醇、硫脲，作为光亮剂的有糖精、香草醛、苄叉丙酮、对甲苯磺酰胺、苯磺酸等。因此镀件漂洗废水中除含有重金属离子外，还含有少量的有机物。漂洗废水的排放量以及重金属离子的种类与浓度随镀件的物理形状、电镀液的配方、漂洗方法以及电镀操作管理水平等诸多因素而变。特别是漂洗工艺对废水中重金属的浓度影响很大，直接影响到资源的回收和废水的处理效果。 镀层后处理废水： 镀层后处理主要包括漂洗之后的钝化、不良镀层的退镀以及其他特殊的表面处理。后处理过程中同样产生大量的重金属废水。一般来说，常含有Cr6+、Cu2+、Ni2+、Zn2+、Fe2+等重金属；H2SO4、HCl、H3BO3、H3PO4、NaOH、Na2CO3等酸碱物质；甘油、氨三乙酸、六次甲基四胺、防染盐、醋酸等有机物质。总的来说，这类镀层后处理废水复杂多变而且水量也不稳定，一般都与混合废水或酸碱废水合并处理。 电镀废液： 电镀、钝化、退镀等电镀作业中常用的槽液经长期使用后或积累了许多其他的金属离子，或由于某些添加剂的破坏，或某些有效成分比例失调等原因而影响镀层或钝化层的质量。因此许多工厂为控制这些槽液中的杂质在工艺许可的范围内，将槽液废弃一部分，补充新溶液，也有的工厂将这些失效的槽液全部弃去。这些废弃的各种浓度液一般重金属离子浓度都很高，积累的杂质也很多，不仅污染物的种类不同，而且主要污染物的浓度、其他金属杂质离子的浓度以及溶液介质也都往往有较大的差异。这些差异决定了这些废水的处理技术上的多样性和工艺上的特殊性。 1.5电镀废水的危害 电镀的种类繁多，电镀废水的成分经常也是同时含有多种污染物 其中有毒有害的物质有镉、铬、镍、铅、氰化物、氟化物、铜、锌、锰、碱、酸、悬浮物、石油类物质、 含氮化合物表面活性剂等这些废水进入水体， 会危及水生动植物的生长，影响水产养殖，造成大幅度的减产甚至鱼虾绝迹；或者是破坏农田土壤，毁坏庄稼， 并且通过食物链危害人类的健康； 或者是进入饮用水源， 在人体内积累，轻者引起慢性中毒，重者导致死亡。1.5.1含氰废水的危害 氰化物是极毒物质，特别在酸性条件下，它变成剧毒的氢氰酸。人体对氰化钾的中毒致死剂量为0.25g（纯净氰化钾为0.15g）。很低浓度的氢氰酸（45）10-6，0.05mg/L，会引起很短时间的头疼、心率不齐。在高浓度（910-6，0.1 mg/L）时能立即致人死亡。 对鱼类和其他水生物的危害为（以游离CN-计）：浓度为0.040.1mg/dm3就能使鱼类致死。此外，含氰废水作为农灌水时会使农作物减产。1.5.2含铬废水的危害 铬有三价(Cr3+)和六价(Cr6+)之分。六价铬对人体的危害，由于进入的途径不 同，中毒的表现也不同。六价铬对人体的危害主要表现在对人体皮肤、呼吸系统 和内脏的损害。 （1）对人体皮肤的损害：六价铬化合物对皮肤有刺激和过敏的作用。在接触 铬酸盐、铬酸雾的部位，如手、腕、前臂、颈部等处可能出现皮炎。六价铬经切 口和擦伤处进入皮肤，会因腐蚀作用而引起铬溃疡（又称铬疮）。（2）对呼吸系统的损害：六价铬对呼吸系统的损害，主要为鼻中隔膜穿孔、 咽喉炎和肺炎。（3）对内脏的损害：六价铬经过消化道侵入，会造成味觉和嗅觉减退，甚至 消失。剂量小时也会腐蚀内脏，引起肠胃功能的降低，出现胃痛，甚至肠胃道溃 疡，对肝脏还可能造成不良的影响。三价铬是生物所必需的微量元素。通过动物试验发现三价铬有激活胰岛素的 作用，还可以增加对葡萄糖的利用。国外有人认为三价铬与铝一样，基本上不显示毒性。三价铬不易被消化道吸 收，在皮肤表层与蛋白质结合，三价铬在动物体内的肝、肾、脾和血中不易积累， 而在肺内存留的量较多，因而对肺有一定的损害。与六价铬相比，三价铬的毒性 仅是六价铬的百分之一。也有报道，三价铬对鱼的毒性比六价铬还大，例如对鲑鱼的起始致死浓度， 三价铬（硫酸铬）为1.2 mg/L，六价铬（重铬酸钾）为5.2 mg/L。然而对家兔和 狗的实验，发现六价铬的毒性较大。在对含铬废水的处理中，因为三价铬的氢氧化物溶度积较小，方便沉淀除去， 因此大多数处理方法中，都是将六价铬还原为三价铬再除去。1.5.3含锌废水的危害 锌是人体必需的微量元素之一，正常人每天从食物中摄取锌1015mg。人体缺锌会出现不少不良症状，误食可溶性锌盐对消化道黏膜有腐蚀作用。过量的锌会引起急性肠胃炎症状，如恶心、呕吐、腹痛、腹泻，偶尔腹部绞痛，同时伴有头晕、周身乏力。误食氯化锌会引起腹膜炎，导致休克而死亡。1.5.4含铜废水的危害 含铜废水排入水体，会严重影响水的质量。调查研究表明，当水中铜含量水会产生 异味；超过15mg/L，就无法饮用。研究发现，灌溉水中硫酸铜对水稻危害的临界浓度为 0.6mg/L。若用含铜废水灌溉农田,铜在土壤和农作物中累积,会造成农作物特别是水稻和大麦生长不良，并会污染粮食籽粒。铜对水生生物的毒性亦很大，铜对鱼类毒性浓度始于0.002mg/L,但一般认为水体含铜0.01mg/L对鱼类是安全的。在一些小河中，曾发生铜污染引起水生生物的急性中毒事件； 在海岸和港湾地区，曾发生铜污染引起牡蛎肉变绿的事件.1.5.5含锌废水的危害 锌是电镀行业使用最广泛的金属之一。锌对鱼类和其他水生生物的毒性比对人和其他温血动物大得多。锌在土壤中的富集会导致其在植物体内的富集，所以会对食用这些植物的人和动物产生危害。过度食用锌会导致急性肠胃炎，同时伴有头晕，周身乏力。误食氯化锌会导致腹膜炎，继而引发休克甚至可能死亡。1.5.6其他危害 除此之外，还有其他如汞，银，铅重金属污染，酸碱以及盐类，还有电镀过程中添加的光亮剂等物质，均会在环境中过量后对环境或者人体造成污染和伤害。1.6我国处理电镀废水现状 电镀行业是通用性强、使用面广、跨行业、跨部门的重要加工工业和工艺性生产技术。由于电镀行业使用了大量强酸、强碱、重金属溶液，甚至包括镉、氰化物、铬酐等有毒有害化学品，在工艺过程中排放了污染环境和危害人类健康的废水、废气和废渣，已成为一个重污染行业。电镀是当今全球三大污染工业之一。 就我国电镀废水而言，据不完全统计，2004年我国电镀厂点约有一万家，每天排放的40亿吨废水约有50%没有达到国家排放标准。电镀废水的排放量约占废水总排放量的10%，占工业废水排放量的20%。电镀废水不仅量大，而且对环境造成的污染也严重，因为电镀废水中不仅含有氰化物等剧毒成分，而且含有Cr、Zn、Cu、Ni 等自然界不能降解的重金属离子。 除了少部分国有大型企业、三资企业及新建的正规专业电镀厂拥有国际先进水平的工艺设施，大多数中小型企业仍然使用简陋而陈旧的设备，操作方式以手工操作为主。 我国电镀行业存在的主要问题是： （1）厂点多、规模小，专业化程度低。（2）装备水平低。表现在一方面缺少机械装备，以手工操作为主；另一方面是技术装备水平不高，自动化程度低、可靠性差，产品质量不稳定。（3）管理水平较低，经济效益较差。（4）电镀污染治理水平低，有效治理率低。（5）经营粗放，原材料利用率低。一大部分甚至绝大部分宝贵的原材料流失并变成了污染物。在清洁生产审计中调查的10条电镀加工线中，平均用水量为0.82t/m2，是国外的10倍。 近年来，国内许多电镀企业从实际出发，积极改进和推广低浓度、低污染的电镀工艺、逆流清洗工艺，发展电镀槽（废）液的净化与回收技术，重视废水处理，开展综合防治，消除和减少污染。2. 设计背景2.1项目的概况和意义 小型电镀厂往往是区属的乡镇企业, 这些电镀厂废水水量都较少, 一般日排放量只有几十吨,其污染因子也较少, 多数为含铬、锌酸性废水，但其危害很大,治理势在必行。这些企业多数位于市郊, 其技术和经济力量薄弱. 对于废水的治理要求是工艺简单, 便于掌握和正常运行, 而且投资和运行费用当然也要较低。本设计就是根据上述特点， 选择有效的处理方法和流程， 处理后的水完全达到电镀行业污染物排放标准。2.2设计条件2.2.1设计水量 酸性综合废水500m3/d，含氰废水为40m3/d，含Cr（VI）废水60m3/d，各种污染物浓度如下（ml/L）：表2.2.2设计进水水质项目Cu2+Ni2+Zn2+Fe2+CN-Cr（VI）COD浓度72432009522509002.2.2设计水质表2.2.2设计出水水质 项目 地表水环境质量标准IV类水质标准要求排放标准pH6.58.5COD30mg/L100mg/LCr6+0.05mg/L0.05mg/L总氰化物0.2mg/L0.2mg/L总铜1.0mg/L0.5mg/L总镍0.05mg/L总锌2.0mg/L2.0mg/L总铁2.0mg/L2.2.3设计依据（1） 污水综合排放标准（GB8978-1996）； （2） 室外排水设计规范（GB50014-2006）； （3） 电镀废水设计规范（GBJ136-90）； （4） 重金属污水化学法处理设计规范（CECS 92:97）； （5） 三废处理工程技术手册废水卷； （6） 排水工程下册； （7） 给水排水工程结构设计规范（GB50069-2002）； （8） 业主提供的资料； （9） 当地同类废水治理工程经验和技术； （10） 各厂家设备选型样本。2.2.4水文地质资料 工程地质良好，适用于工程建设，厂区地势平坦。2.2.5气象资料 （1）风向及风速：常风向为北风，最大风速7 m/s； （2）气温：月平均最高气温38.3 ，最低气温-1.7 2.3设计原则 严格遵循国家法律法规，确保污水达标排放。 废水处理的装置布置紧凑、 流畅， 尽量减少占地面积， 坚持实用和美观相结合的总布原则；选择工艺简单, 采用目前国内成熟、实用的处理工艺；尽量通过优化设计降低工程投资及运转费用，努力实现技术先进与企业财力相适应。采用先进可靠的自动化控制技术， 提高污水厂的管理水平， 保证污水处理工艺运行在最佳状态，尽可能减轻工人劳动强度。本着节约占地，降低工程投资进行优化设计，充分发挥投资效益。充分考虑当地地理环境和气候条件， 采取稳妥、 经济的方法保护处理设施抵抗各种自然灾害侵蚀，确保污水处理厂的使用年限。 布置时，应根据各构筑物的功能要求和水力要求，结合地形和地质条件。确定它们在厂区内平面的布置，应考虑： A.贯通连接各处理构筑物之间的管、渠，应便捷，直通，避免迂回曲折； B.土方量作到基本平衡，避开劣质土壤地段； C.在各处理构筑物之间，应保持一定间距，以保证施工要求，一般间距要求510m，某些有特殊要求的构筑物，如消化池，贮气罐等，其间距按消防有关规定执行； D.各处理构筑物在平面布置上应尽量紧凑，以减少占地，同时减少各处理构筑之间的管线长度；E.必要时考虑预留生长设施的扩建用地面积。3.电镀废水处理工艺方法 3.1化学法 化学法是借氧化还原反应或中和沉淀反应将有毒有害的物质分解为无毒、无害的物质或将重金属经沉淀和上浮法从废水中除去。化学法处理电镀废水，是目前国内外应用最广泛的电镀废水处理方法，技术上较为成熟。化学法包括化学还原法，氧化破氰法，沉淀法等，是一种传统和应用广泛的处理电镀废水方法，具有投资少、处理成本低、操作容易掌握等特点，能承受大水量和高浓度负荷冲击，可适用各类电镀废水治理。3.1.1含铬废水的处理3.1.1.1亚硫酸盐还原法 亚硫酸盐还原处理法是国内常用的处理含铬废水的方法之一，它的主要优点 是处理后废水能达到排放标准，并且能回收利用氢氧化铬，设备和操作也较为简 单，沉渣量少并且易于回收，因此应用较广。用亚硫酸盐处理电镀的废水，主要是在酸性条件下，使废水中的六价铬还原 成为三价铬，然后再调整pH值，使其形成氢氧化铬沉淀而除去，废水从而得到 净化。常用的亚硫酸盐有亚硫酸氢钠、亚硫酸钠、焦亚硫酸钠。技术条件与参数： 1）废水的酸化：亚硫酸盐还原六价铬必须在酸性条件下进行。当pH值2.0时，反应可在5 min左右进行完毕；当pH值在2.53.0时，反应时间在30 min左右； 当pH值3.0时，反应速度很慢。在实际生产中，一般控制废水pH值在2.53.0， 反应时间控制在20-30 min为宜。 2）沉淀剂的选择：常用的氢氧化钙、碳酸钠、氢氧化钠等都可使三价铬成 为氢氧化铬沉淀。采用石灰，价格便宜，但是反应慢，而且生成泥渣多，泥渣难 回收。采用碳酸钠，投料容易，但是反应时会产生二氧化碳。氢氧化钠成本高， 但是用量少，泥渣纯度高，容易回收。因此一般采用氢氧化钠作沉淀剂，浓度取 20%。 3）亚硫酸盐投加量：亚硫酸盐与六价铬的理论投药比与实际投加量的情况 是这样的，理论值是Cr（）：NaHSO3=1:3，但是在实际的操作过程中Cr（）： NaHSO3=145。 4）废水经酸化、还原反应后，加碱调整废水的pH值，使氢氧化铬沉淀，一 般控制pH值为78，其反应时间为20 min。3.1.1.2钡盐法钡盐法来处理含铬废水，原理是利用固相碳酸钡与废水中的铬酸接触反应， 从而形成溶度积比碳酸钡小的铬酸钡，来除去废水中的六价铬。经碳酸钡处理后 的废水中含有一定量的残余钡离子，可以用石膏（CaSO42H2O）来进行除钡， 从而生成溶度积更小的硫酸钡。技术条件和运行参数： 1）采用钡盐及其投加量：一般采用碳酸钡，也可以采用氯化钡。碳酸钡不 容易溶于水，可一次性地向反应池中投加较多的碳酸钡，其后陆续补加直至不能 使用时全部更新。其理论投量比为Cr6+BaCO3为13.8（质量比），实际采用为 1（1015）。氯化钡易溶于水，反应速度比碳酸钡快，为液相反应，理论投量 比为Cr6+BaCl2为14.7（质量比），实际采用为1（79）。2）搅拌和反应：空气或机械搅拌，反应时间采用碳酸钡时为1020min，采 用氯化钡时为10 min左右。3）废水的pH值：用碳酸钡为试剂时，反应时废水的pH值一般控制在45。 用氯化钡时，反应时废水的pH值一般控制在6.57。 钡盐法处理含铬废水的特点为：方法简单，出水水质好，污泥清除周期较长，货源、沉淀分离以及污泥二次污染问题较大。与此同时，因为钡盐有毒，如果采 用这种方法，对调节池、反应沉淀池等地下构筑物应该做好防渗漏、防腐蚀等措 施，并且加强管理，防止由钡引起的污染。3.1.1.3铁氧化法 铁氧体沉淀法是在硫酸亚铁处理法的基础上发展起来的一种新型的处理方 法。方法就是使废水中的各种金属离子形成铁氧体晶粒一起沉淀析出，从而使得 废水得到净化。铁氧体处理法主要的优点是硫酸亚铁货源广，处理设备简单，处 理后水能达到排放标准，污泥不会引起二次污染；缺点是试剂投量大，污泥制作 铁氧体时的技术条件难控制，需加热耗能较多，处理成本也较高，相应产生的污 泥量也大。 铁氧体法处理含铬的废水是向废水中投加硫酸亚铁，使废水中的六价铬还原 成三价铬，然后投碱调整废水pH值，使废水中的三价铬以及其他重金属离子（以 Mn+表示）发生共沉淀现象。采用铁氧体法一般侧重于处理六价铬、镍、铜、锌 等重金属离子废水 。在共沉淀时，溶解于水中的重金属离子进入铁氧体晶体中， 生成复合的铁氧体。3.1.2含锌废水的处理3.1.2.1铵盐镀锌废水的处理 1）石灰法处理铵盐镀锌废水 当废水的pH10时，氨三乙酸与锌离子配位的稳定性比钙离子大，而pH12时则相反，氨三乙酸与钙离子络合的稳定性比锌离子大，因此，提高废水pH 值，增大钙离子浓度，有利于配位剂与钙离子配位，使锌离子释放出来，然后形 成氢氧化锌沉淀。据试验最佳pH值为10.9511.2，钙盐用CaO，投加量为Ca2+/Zn2+（34）：1，废水起始含锌浓度在150 mg/l以下时，处理后Zn2+浓度小于5 mg/l。 处理时可以用石灰（按计算量）和氢氧化钠调整pH值到1112，搅拌1020 min，然后经过沉淀、过滤。在运行中应注意pH值不能超过13，否则由于羟基 配合物的溶解度增加，使氢氧化锌重新溶解，使出水锌的含量升高。工程实践证 明，加入石灰调整废水pH12时，锌仍然以氢氧化锌的形态存在。 2）铵盐镀锌混合废水处理 将铵盐镀锌废水与含铜、镍、铬和预处理的酸性废水等混合后，在酸性的条 件下，用化学沉淀法能去除锌和其他金属离子，处理后的水达到排放标准。基本 的原理可能是由于氯化铵是中等配位强度的配位剂，能够与锌、铜、镍等金属离 子配位，但是在酸性的混合废水中配位能力较弱，加碱时形成金属氢氧化物的速 度又高于形成配合物的速度。主要的技术参数：a .废水含锌浓度控制在小于100 mg/L，这样处理后的废水含锌浓度可小于5 mg/L，而且其他金属离子也能符合排放标准。 b. 废水的pH值处理前混合废水必须是酸性，反应时的pH值调整到9。c. 投试剂量：如混合废水内含六价铬，则必须投加硫酸亚铁作还原剂，也可 起到凝聚的作用，投加量根据六价铬浓度及废水中存在的亚铁离子确定，助凝剂 采用阴离子型或非离子型的聚丙烯酰胺，投加量为510 mg/L。3.2.2.2 碱性锌酸盐镀锌废水的处理 锌为两性金属，在碱性的条件下，根据pH值的不同存在 ZnO2和Zn(OH)2，当pH值调整到810时，主要以Zn(OH)2形式存在。对含锌废水的处理主要是通 过对废水pH的控制，使废水中的Zn2与OH反应生成氢氧化锌的沉淀，用沉淀、 过滤等固液分离的方式，或投加适量的混凝剂，结合凝聚、共沉等原理，达到去 除污染净化废水的目的。一般挂镀锌清洗废水的含锌浓度是1030 mg/L，pH值=1012。镀锌前， 酸洗废水中常常由于挂具清洗不干净等的原因也会带入锌，其浓度一般为5 20mg/L，含铁量为58 mg/L，pH值为23。这两种废水的混合处理，不但可以 处理锌，而且还能利用酸洗废水，中和含锌废水中的碱，同时还起到凝聚的作用， 是十分有利的。 技术条件和参数: 1） 废水进水浓度：一般废水含锌浓度不大于50 mg/l。2）补充水量：在运行过程中，循环水中的含盐量会不断增加，含锌、氯离 子会不断积累，为了改善循环水的水质，每天应排放累计处理水量的10%15% 的循环水，补入纯水。 3）凝聚剂投加量和混合反应时间：凝聚剂可采用碱式氯化铝，投加量为1015 mg/l（以Al计）。混合反应时间宜采用510 min。4反应时的pH值：废水进水的pH值为912，反应后最佳pH值为3.59.0， 可利用酸洗槽的废盐酸来调整pH值。3.1.3含铜废水的处理 含铜、镍的废水，经过pH调节为8-9，加入氢氧化钙进行化学沉淀，除此之外，再加入PAC、PAM对金属离子进行更进一步的絮凝，使得其去除的更为充分。3.1.4含氰废水的处理3.1.4.1碱性氯化法 碱性氯化法破氰分为两个阶段：第一阶段是将氰化物氧化成氰酸盐，对破氰 来说尚不完全，叫做不完全氧化；第二阶段是将氰酸盐进一步氧化分解成二氧化 碳和氮气，叫做完全氧化。 以次氯酸钠作为氧化剂： NaCN+NaClONaCNO+NaCl 2NaCNO+3NaClO+H2O2CO2+N2+2NaOH+3NaCl 总反应方程式 2NaCN+5NaClO+H2O2CO2+N2+2NaOH+5NaCl在一级反应池内，将pH调节至11，加入NaClO，使废水得到反应，反应时 间为15min，后进入二级反应池，将pH调节至8，加入NaClO，反应时间也为15min， 以上步骤即为破氰过程，后再打入综合废水池，与混合废水一起进行后续处理。3.2物理法 物理方法是利用物理作用分离废水中呈悬浮状态的污染物质，在处理过程中不改变物质的化学性质，如电镀废水中的除油、蒸发浓缩回用水等。3.2.1蒸发浓缩法 蒸发浓缩回收，是一种对重金属电镀废水进行蒸发，使溶液浓缩，并加以回收和利用的一种处理方法，一般用于处理含铬、铜、银及镍离子废水。一般而言，电镀工业上应用蒸发浓缩处理重金属废水常常与其它方法联用，可实现闭路循环，是很成功的组合。1990年在对美国缅因州与加里弗尼亚州的调查中，有37%电镀厂采用了常压蒸发与逆流漂洗配合系统。20世纪80年代该法在我国应用也较多，尤其是用于电镀含铬废水的处理。蒸发浓缩法处理电镀重金属废水，工艺成熟简单，不需化学试剂，无二次污染，回用水或有价值的重金属，有良好的环境效益和经济效益;但因能耗大，操作费用高仅作为一种辅助处理手段。3.2.2反渗透法 反渗透法的原理简单，是一种采用半透膜进行高压过滤的浓缩分离技术。对于此法处理重金属废水的研究很多，进展较快。在电镀废水处理中，特别用于处理镀镍、镀锌、镀铜及镀镉废水。它的特点是完全用物理操作，在运转中产生一部分浓缩液或回用或综合利用，稀液回用于漂洗，此外并无其它废弃物。该法的关键是应选择具有选择性和透水性好的半透膜，同时，反渗透膜的强度，寿命有待提高，由于膜对金属离子的去除率不同，长期运行在漂洗槽可能有杂质离子累积的问题。3.3物理化学法 物理化学法是通过物理和化学的综合作用使废水得到净化的方法，主要包括吸附法、膜分离法、离子交换法或电解法等。3.3.1活性炭吸附法 活性炭吸附法是处理电镀废水的一种经济有效的方法，主要用于含铬、含氰废水。国内从20世纪70年代开始，有不少单位进行实验研究工作，并有部分投入生产使用。在应用于含氰废水中，韦朝海等人设计的三相流化床要比固定床破氰率高58倍。它的特点是处理调节温和，操作安全，深度净化的处理水可以回用。但该方法存在活性炭再生复杂和再生液不能直接回镀槽利用的问题，吸附容量小，不适于有害物浓度高的废水。3.3.2液膜法 液膜分离是一种新型的类似溶剂萃取的分离技术，它包括制膜、分离、净化及破乳过程，一般采用水包油包水双重乳液体系，液膜为煤油和表面活性剂或添加剂，内水相为NaOH溶液，外水相为待处理的含氰或铬废水。液膜法具有分离效率高，速度快，选择适当的有机溶剂和载体可以处理含铬、铜、镉、锌、汞、镍、钴及铅等废水。工艺简单，设备占地面积小，净化效率高，耗能少，投资低等。但药剂有损耗，要注意防止油的二次污染，要求操作水平高，适用的处理水量小，目前应用尚不多见。3.4生物处理法 生物处理技术是通过生物有机物或其代谢产物与重金属离子的相互作用达到净化废水的目的，具有成本低，环境效益好等优点。由于传统处理方法有成本高、对大流量含低浓度重金属的废水难于处理等缺点，随着重金属毒性微生物的研究进展，生物处理技术日益受到人们的重视，采用生物技术处理电镀金属废水呈发展势头。3.4.1生物絮凝法 生物絮凝法利用微生物或微生物产生的代谢物进行絮凝沉淀的一种除污方法。所用的微生物絮凝剂是由微生物产生并分泌到细胞外，具有絮凝活性的代谢物，一般由多糖、蛋白质、DNA、纤维素、糖蛋白、聚氨基酸等高分子物质构成，分子中含有多种官能团，能使水中胶体悬浮物相互凝聚沉淀。目前，对重金属有絮凝作用的约有十几个品种，生物絮凝剂中的氨基和羟基可与Cu2+、Hg2+、Ag+、Au2+等重金属离子形成稳定的鳌合物而沉淀下来。微生物絮凝法处理废水具有安全方便、易于实现工业化等特点。具有广泛应用前景。3.4.2生物吸附法 生物吸附法指利用生物体的化学结构及成分特性来吸附溶于水中的金属离子，再通过固液分离而去除金属离子的方法。利用胞外聚合物分离金属离子，有些细菌在生长过程中释放的蛋白质，能使溶液中可溶性的重金属离子转化为沉淀物而去除。该法具有原料易得、处理成本低等特点。3.4.3生物化学法 生物化学法是通过微生物处理含重金属废水，将可溶性离子转化为不溶性化合物而去除。例如：有人利用脱硫肠杆菌(SRV) 去除电镀废水中的铜离子，在含铜质量浓度为246.8mg/L的溶液，当PH为4.0时，去除率达99.12%。3.4.4植物吸附法 植物修复法是指利用高等植物通过吸收、沉淀、富集等作用降低已有污染的土壤或地表水的重金属含量，以达到治理污染、修复环境的目的。植物修复法是利用生态工程治理环境的一种有效方法，它是生物技术处理企业废水的一种延伸。利用植物处理重金属，主要有三部分组成：（1）利用金属积累植物或超积累植物从废水中吸取、沉淀或富集有毒金属；（2）利用金属积累植物或超积累植物降低有毒金属活性，从而可减少重金属被淋滤到地下或通过空气载体扩散：（3）利用金属积累植物或超积累植物将土壤中或水中的重金属萃取出来，富集并输送到植物根部可收割部分和植物地上枝条部分。通过收获或移去已积累和富集了重金属植物的枝条，降低土壤或水体中的重金属浓度。在植物修复技术中能利用的植物有藻类、草本植物、木本植物等。藻类净化重金属废水的能力，主要表现在对重金属具有很强的吸附力，利用藻类去除重金属离子的研究已有大量报道。褐藻对Au的吸收量达400 mg/g，在一定条件下绿藻对Cu、Pb、La、Cd、Hg等重金属离子的去除率达80%90%，马尾藻、鼠尾藻对重金属的吸附虽然不及绿海藻，但仍具有较好的去除能力。草本植物净化重金属废水的应用已有很多报道。凤眼莲是国际上公认和常用的一种治理污染的水生漂浮植物，它具有生长迅速，既能耐低温、又能耐高温的特点，能迅速、大量地富集废水中Cd、Pb、Hg、Ni、Ag、Co、Cr等多种重金属。有关研究发现凤眼莲对钴和锌的吸收率分别高达97%和80%。此外，还有很多草本植物具有净化作用，如喜莲子草、水龙、刺苦草、浮萍、印度芥菜等。木本植物具有处理量大、净化效果好、受气候影响小、不易造成二次污染等等优点，受到人们广泛关注。同时对土壤中Cd、Hg等有较强的吸附积累作用，由胡焕斌等试验结果表明：芦苇和池杉对重金属Pb和Cd都有较强富集能力。3.5 膜分离技术膜分离是指通过特定的膜的渗透作用，借助于外界能量或化学位差的推动，对两组分或多组分的气体或液体进行分离、分级、提纯和富集。膜分离法处理电镀废水一般选用反渗透、超滤及二者的结合技术，其关键是根据分离条件选择合适的膜。对于酸性较强的废液应选择在酸性环境中，具有较好稳定性的芳香族聚酰胺中空纤维膜。（B9、B10、B15）和芳香聚酰肼（DP1）膜，对镀镉废水及含氰等碱性较强的废液应选用耐碱性较好的分离膜。对于具有较高氧化性的Cr(VI)的去除则要求膜具有较好的抗氧化能力，一般Cr(VI)的去除，选用聚苯并咪唑酮（PBJL）膜和聚砜酰胺（PSA）膜。膜分离作为新的分离净化和浓缩技术，过程中大多数无相变化，常温下操作，有高效、节能、工艺简便、投资少、污染小等优点，尤其对于处理热敏物质领域如食品、药品、和生物工程产品，显示出极大优越性。与传统分离操作（如蒸发、萃取或离子交换等）相比较，不仅可以避免组分受热变性或混入杂质，通常还有低能耗和效率高的特点，因而具有显著的经济效益，故发展相当迅速，应用也越来越广泛。在国际膜会议上曾将“在21世纪的多数工业中膜过程所扮演的战略角色”列为专题，进行深入讨论，并认为它是20世纪末到21世纪中期最有发展前途的高技术之一。随着膜组件国产化程度的提高，制约膜技术发展的投资额及维修费用过高的问题将得到缓解，在加上水回用需求的增加，在未来的电镀废水处理工程实践中，膜分离技术将越来越受到人们的重视。但是作为一项新技术，它的先进性和经济性究竟怎样尚需深入探索。目前，膜分离技术面临的问题主要是国产膜性能不佳、进口膜价格昂贵、膜易被污染。3.5.1废水中COD的去除MBR是膜分离技术与生物处理法的高效结合,其起源是用膜分离技术取代活 性污泥法中的二沉池,进行固液分离20。这种工艺不仅有效地达到了泥水分离的 目的,而且具有污水三级处理传统工艺的不可比拟的优点: 1）高效地进行固液的分离,其分离的效果远好于传统的沉淀池,出水水质良好,出水悬浮物和浊度接近于零,可直接回用,实现了污水资源化。2）由于MBR将传统污水处理的曝气池与二沉池合二为一,并取代了三级处理 的全部工艺设施,因此可大幅减少占地面积,节省土建投资。 3）膜的高效截留作用,使微生物完全截留在生物反应器内,实现反应器水力停 留时间(HRT)和污泥龄(SRT)的完全分离,运行控制灵活稳定。 4）由于泥龄可以非常长,从而大大提高难降解有机物的降解效率。5）利于硝化细菌的截留和繁殖,系统硝化效率高。通过运行方式的改变亦可 有脱氨和除磷功能。 6）系统实现PLC控制,操作管理方便。 7）反应器在高容积负荷、低污泥负荷、长泥龄下运行,剩余污泥产量极低,由于泥龄可无限长,理论上可实现零污泥排放。 膜生物反应器（MBR）是一种由膜分离的单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术，以膜组件取代二沉池在生物反应器中保持高活性的污泥浓度减少 污水处理设施的占地，并通过保持低污泥负荷的减少污泥量。与传统的生化水处 理技术相比，MBR具有