潘成

摘要：本文對電鍍混排廢水綜合治理進(jìn)行了分析，主要是提出將各種廢水回收技術(shù)進(jìn)行了整合的方法。采用離子交換法、芬頓氧化、混凝沉淀、電凝聚等技術(shù)對含鎳、含鉻、含銅、含氰、前處理、混排等廢水進(jìn)行預(yù)處理。重點采用正交試驗分析不同pH、亞鐵投加量、雙氧水投加量、濃度比例與銅去除率的關(guān)系，從而得到最佳優(yōu)化工藝。

關(guān)鍵詞：電鍍混排；廢水治理；正交試驗；工藝

中圖分類號： X78111文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）04（c）-0000-00

1 概述

電鍍在生產(chǎn)過程中排出的廢水含有鉻、鎳、銅、鎘等多種重金屬，并且含有氰廢水和酸堿廢水，是最難處理的工業(yè)廢水之一。電鍍廢水中的配位體常見NH3、CN-、EDTA、檸檬酸、酒石酸等等，作為電解質(zhì)溶液其電離平衡常數(shù)較溶解平衡常數(shù)要大得多，也就是其存在狀態(tài)會更為穩(wěn)定。因此，需要確定最佳工藝參數(shù)，以使重金屬濃度達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，并重點設(shè)計處理含重金屬廢水的優(yōu)化工藝，作為工程改造和調(diào)試的依據(jù)。

2 廢水水質(zhì)水量：該水站處理6個車間的排放水，總設(shè)計2000m3/d，其中分為六股水，有含鉻廢水，含鎳廢水，綜合廢水，含氰廢水，混排廢水和前處理廢水，分別對應(yīng)車間鍍件的工藝要求和排放需求。

3 處理工藝與原理

3.1工藝流程：根據(jù)廢水水質(zhì)水量統(tǒng)計處理可以看出電鍍工藝、鍍種以及鍍液的不同，其中的污染物也比較復(fù)雜水中主要污染物是重金屬離子，如銅、鎳、鉻等；其次為氰化物、酸堿類物質(zhì)，另外，在電鍍前處理拋光除油等工序中清洗下來的塵土與油脂等物質(zhì)也進(jìn)入了電鍍廢水，電鍍廢水的成分就變得尤其復(fù)雜。針對電鍍廢水這一特性，對廢水進(jìn)行分類收集與分類處理。

工藝混排廢水與反滲透濃水預(yù)處理工藝出水經(jīng)pH調(diào)整后進(jìn)入A-A-O-A-O 系統(tǒng)，去除有機(jī)物并脫氮除磷，后進(jìn)入斜管沉淀池實現(xiàn)泥水分離，出水經(jīng)臭氧進(jìn)一步氧化，分解部分難生化降解有機(jī)物，出水再進(jìn)入曝氣生物濾池去除氨氮及有機(jī)物。

3.2正交試驗分析：為了考察不同的雙氧水投加量、濃度比以及pH值、亞鐵投加量對銅去除率的影響。進(jìn)而尋找最佳的反應(yīng)條件，并確定各因素的影響順序。

通過分析確定了銅去除率最大時的各單因素的參數(shù)，于是在各個最佳單因素參數(shù)附近選擇一個水平范圍。雙氧水的投加量在0.3-0.45mg/L之間變化時，銅離子的濃度逐漸降低，出于對處理效果和經(jīng)濟(jì)效益的綜合考慮，正交試驗取銅離子濃度降低階段時的雙氧水投加量水平值為0.3g/L，0.375g/L，0.45g/L。當(dāng)濃度比為1/4時，銅離子的去除率達(dá)到最高，正交試驗取最佳值附近的水平值，其濃度比為1/3，1/4和1/5。原水pH值在2-6之間遞增時，銅離子濃度先降低后升高，當(dāng)pH為3.0時銅去除率最高，取pH值的水平值為2.0，3.0，4.0。亞鐵投加量對溶液中銅離子含量的影響表現(xiàn)為，當(dāng)亞鐵投加量增加時，銅離子濃度降低，但當(dāng)亞鐵投加量增大時，銅離子濃度降低緩慢，考慮到各方面因素，正交試驗亞鐵投加量取5 mmol·L-1，10 mmol·L-1和15 mmol·L-1三個點進(jìn)行。

3.3響應(yīng)面法分析：在本文當(dāng)中將雙氧水投加量、濃度比以及PH值作為三個因素，具體結(jié)合前面的實驗得知，不同的因素具有幾個不同的水平。本文主要選擇最佳水平左右各一個因素作為響應(yīng)面法處理，并將每一種選擇的水平進(jìn)行分級。例如雙氧水投加量三個水平為：0.3g/L、0.375g/L、0.45g/L；濃度比三個水平為：1/3、1/4、1/5；PH值三個水平為：2、3、4。

根據(jù)Box-Behnken響應(yīng)曲面法對去除率的提取工藝進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)果設(shè)計17組試驗。應(yīng)用Design-Expert.8.05b軟件分析數(shù)據(jù)，得到了多元二次回歸模型方程如下所示：

R1=-80.41350+4.48115A+0.53330B+0.60420C+8.00000E-003AB-1.45000E-0034AC-5.5000E-004BC-0.074240A2—0.017840B2-4.48500E-003C2

方程式中R1為去除率，A為雙氧水投加量，B為PH值，C為濃度比。

應(yīng)用響應(yīng)面法得到的數(shù)據(jù)如下：

結(jié)合上述的響應(yīng)面法的結(jié)果可知，去除率最高的為第5組實驗，這一組實驗結(jié)合其實驗提取的水平為選擇雙氧水投加量為0.45g/L，選擇濃度比為1/4，選擇PH值為3，與前文正交試驗結(jié)果一致，提取的效率達(dá)到了90.12%。

4 工程調(diào)試與處理效果

4.1 工程調(diào)試和運行：該處理系統(tǒng)經(jīng)過調(diào)試后，運行效果良好。處理后排放口主要污染物出水水質(zhì)為：pH為6.8～8.5，COD<40mg/L，ρ（氨氮）<6.4mg/L，ρ（總氮）<12.8mg/L，ρ（總磷）<0.4mg/L。COD、BOD5和總磷達(dá)到了地表水質(zhì)量環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)（GB3838-2002）V類標(biāo)準(zhǔn)，總氮達(dá)到了電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB21900-2008）限值，總鉻、總鎳、總銀、總銅、總鋅、總鐵、總鋁、氰化物、石油類、SS和氟化達(dá)到了地表水質(zhì)量環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)（GB3838-2002）IV類標(biāo)準(zhǔn)和電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB21900-2008）限值的嚴(yán)者。

4.2效益分析：本區(qū)廢水處理運行費用包括人工費、藥劑費、電費等，經(jīng)折算后人工費為0.313元/m3，藥劑費為13.726元/m3，電費為2.816元/m3。廢水處理總的運行費用為16.855元/m3。

結(jié)論

本工程考慮了電鍍園各電鍍企業(yè)鍍種與電鍍工藝的復(fù)雜性，將各企業(yè)的廢水按含鎳廢水、含鉻廢水、綜合廢水、含氰廢水、前處理廢水、混排廢水進(jìn)行分類收集，保證了各種污染物都得到了有效處理。

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