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全部產品 > 污水處理設備 > 微電解設備 > 產品信息

CFEN多元素內源微電解反應裝置重金屬廢水治理中的應用

CFEN多元素內源微電解反應裝置
在含重金屬廢水治理中的應用實例
 
1 CFEN多元素內源微電解反應裝置在電鍍廢水中應用
1.1 電鍍廢水來源及分類
根據常規電鍍廠生產工藝,主要廢水產生點和水質特點如下:
 
廢水種類
主要來源
水質特點
1
含銅廢水
來源于鍍銅工藝洗水及洗板水
銅(含磷酸鹽、次磷酸鹽、亞磷酸鹽,EDTA,檸檬酸等絡合劑)
2
前處理廢水
主要來源于除油、除銹、除蠟等工序
油類、表面活性劑等有機物類污染物及酸、堿水
3
含鎳廢水
來源于鍍光鎳、半光鎳工序洗水
4
含鉻廢水
主要來源于鍍鉻、鈍化等鍍件的清洗水
六價鉻
5
含氰廢水
主要來源于氰化鍍銅、白銅錫、鍍銀、鍍金、鍍銅鋅合金的鍍液及其清洗水
氰化物
1.2 常規中和沉淀工藝的缺陷
(1)隨著電鍍工藝技術發展,各種添加劑、絡合劑的大量使用,絡合物干擾沉淀法的處理效果,導致出水重金屬離子超標;
(2)隨著環保排放標準的提高(由表2提高到表3標準),有機污染物的去除成為電鍍廢水達標的一項重要指標,而常規沉淀法不能確保達標。
(3)由于中和沉淀法處理技術不穩定,重金屬經常超標,對后段厭氧-好氧工藝微生物造成沖擊,微生物培養難以正常運行。另外由于電解生產工藝中加入的添加劑種類越來越多,越來越復雜,可生化性很差,采用常規傳統中和沉淀+生化工藝方法難以達標。
1.3 微電解工藝在電鍍廢水處理工藝中的應用
(1)概述
電鍍廢水原有分類排水、含氰含鉻廢水預處理工藝等相對成熟,在電鍍廢水治理工程改造時盡可能保存和充分利用。建議各種廢水進入綜合調節池后,后續除重金屬和有機污染物,可以考慮利用微電解材料具有破絡、除重金屬、降解有機物和提高廢水可生化性(B/C值)多重作用的特點,對原有工藝進行改造,提高出水水質,達到最新表3排放標準或回用。

 
(2)電鍍廢水達標改造工程工藝流程舉例(某線路板廢水改造工程)
 
       堿 次氯酸鈉          次氯酸鈉  
含氰廢水             一次破氰          二次破氰   綜合調節池
 
        酸 還原劑            堿  
含鉻廢水           還原三價鉻    中和沉淀    上清液   
 
 
含銅、鎳清洗廢水            
 
 
達標   二沉池   生化    沉淀池   混凝池     中和池   NY微電解設備
(其中紅色部分為增加處理單元)
(3)工藝說明
以上工藝是在保持傳統工藝基礎上,為實現破絡、提高重金屬去除率、對電鍍廢水有機污染物進行斷鏈降解、提高廢水可生化性,因此增設了微電解處理工藝。
增加微電解工藝后,可破解絡合物干擾,充分去除廢水中重金屬離子,同時對廢水中有機污染物進行斷鏈降解,去除部分COD,降低后續生化處理單元COD負荷,同時提高廢水的可生化性,提高后續生化處理效率,為系統全面達到表3標準,打下堅實的基礎。
根據現有工程實例運行結果分析,綜合調節池PH值控制在3-6,有效反應時間控制在40---45min時處理效果最佳,在該條件下Cu、Ni、Cr等重金屬離子均可達到表3標準。出水經厭氧-BAF處理后,完全能達到表3標準。
 
2          CFEN多元素內源微電解反應裝置產品的先進性
2.1 專為環保廢水治理研制生產
2.2  微孔發達,比表面積大,活性高    
密度可以達到1.0-1.2g/cm3,微孔發達,比表面積大,反應活性強,采用高溫磁化構架、微孔活化技術,表面Zeta電位高,能大幅度降低污染物開環、斷鏈及降解反應的活化能,提高反應速率和凈化效率。
2.3  結構接觸反應更徹底,易于反洗
2.4  堆密度低,填充重量更少、投資成本低
2.5  鐵-碳均勻分布,電化學反應效率更高
2.6  無鈍化\無堵塞\消耗量小,運行成本低
2.7  預處理(解毒)作用穩定確保后續生化高效運行
    加藥及高級氧化等預處理工藝在來水水質波動時反應條件控制往往滯后,不能充分保障出水水質,容易對后續生化處理造成破壞性影響(這也是以往高濃度有毒工業廢水生化系統難以穩定高效運行的根本原因)。而本設備采用過濾方式,來水水質波動對出水水質影響小,能充分確保出水水質可生化性滿足后續生化處理要求,維持生化處理單元平穩高效運行,最終確保出水水質達標。
3 作用機理
無需外接電源的情況下自身產生1.2伏電位差對廢水進行電化學處理。當系統通水后設備內形成無數個微電解電池,產生氧化還原反應,達到降解有機污染的目的。
鐵在廢水處理過程中釋放電子生成新生態Fe2+,具有氧化--還原的作用,能與廢水中的許多組分發生氧化還原反應:(1)將六價鉻還原為三價鉻,經沉淀分離;(2)將重金屬(如汞、銅離子)還原為單質,沉淀分離;(3)將無機陰離子(如S2-離子、磷酸根等與鐵形成不溶物)沉淀分離;(4)將硝基(苯)還原為胺基(苯胺),降低生物毒性,提高可生化性;(5)將共軛有色基團(如偶氮類等有色基團或助色基團)氧化--還原,使發色基團降解脫色;(6)長鏈或環狀高分子有機物開環斷鏈降解,提高了廢水的可生化性。生成的Fe2+與空氣中O2進一步氧化成Fe3+,廢水反應后PH升至8--9,Fe3+形成的氫氧化物是一種很好的絮凝劑。新形成的氫氧化鐵膠體具有強烈的吸附-絮凝作用,其吸附能力遠遠高于那些外加化學藥劑水解得到的絮凝劑;分散在水污中的懸浮物、有毒物、重金屬離子及有機大分子能被吸附-絮凝、沉淀分離。
微電解工藝的工作原理是電化學氧化—還原反應、化學反應、物理化學吸附及絮凝沉淀的共同作用的結果。
CFEN多元素內源微電解反應裝置中鐵碳元素去除重金屬離子的電極過程如下:
  陽極反應:
Fe-2e→Fe2+            E0(Fe2+/Fe)=-0.44V
    陰極反應:
重金屬離子以銅為例
 Cu2+ +2e    Cu      E0(Cu2+/ Cu)=0.17V
  2H+2e→ H2↑            E0(H+/H2)=0.00V  
一方面由于重金屬離子具有更低的電負性,因此更容易得到電子,被還原為單質,從水中分離。
而重金屬絡合物的生成反應是可逆反應,以銅氨絡離子為例:
[CuNH34]2+     Cu2+ + 4NH3       
由于置換反應為非可逆反應
 Fe  +  Cu2+ →  Fe2+  +  Cu  
因此最終可以將所有銅氨絡離子及銅離子全部轉化為單質銅而從水中分離,徹底去除重金屬污染。
另一方面當有氧氣存在(設置曝氣)時,
O2+4H++4e→2H2O        E0(O2)=1.23V
        陰陽極電勢差達到1.67V,具有很強的氧化還原能力,可以使有機絡合物中官能團斷鏈降解,打破重金屬絡合系統的穩定性,促進含重金屬離子廢水中有機污染物經生化降解后凈化達標。
第三是長鏈、環狀、雜原子有機絡合物在微電解處理過程中,發生斷鏈、開環、解毒等作用,提高廢水可生化性,使后續生化單元能獲得很高的凈化效率,從而提高出水水質,實現重金水廢水充分達到最新排放標準。
 
4 案例說明
案例現場:某電子有限公司
廢水類型:線路板生產廢水
水量:12800m3/d
原工藝流程:常規預處理—綜合調節—PH調節—混凝—沉淀—砂濾—排放  
由于采用的絡合劑品種增多、濃度增加,出水水質超標嚴重,通常出水水質在1—15mg/l,無法達到環保要求。從2012年10月開始采用CFEN多元素內源微電解反應裝置和工藝技術改造,即在原調節池后增加微電解池,停留時間45min,后續工藝均不變,出水水質達到表2標準。通過1年連續運行檢測,出水穩定達標。
附件為不同時間運行記錄抽查表
某電子公司污水站運行記錄表
一期:2012.12.25   0:00-8:00                                  記錄人:yy
調節池提升泵運行臺數
2
緩沖池提升泵運行臺數
只開一臺泵運行約2.5小時;兩臺泵同時運行約5.5小時
微電解池反洗時間
 
加藥是否正常
Na2S
正常
沉淀池運行是否正常
正常
設備維修記錄
 
PAC
正常
PAM
正常
時間
調節池ph
緩沖池ph
調節池Cu2+濃度
沉淀池Cu2+濃度
放流口Cu2+濃度
1、0:00
7.44
5.81
 
 
 
2、1:00
7.20
5.98
158.6
0.145
0.189
3、2:00
7.16
6.08
 
 
 
4、3:00
10.19
6.13
101.15
0.029
0.204
5、4:00
7.65
6.72
 
 
 
6、5:00
8.16
7.23
95.2
0.104
0.186
7、6:00
7.48
7.08
 
 
 
8、7:00
1.80
5.72
83.2
0.136
0.244
7:00—8:40調節池加液堿
二期:2012.12.25   0:00-8:00                               記錄人:
調節池提升泵運行臺數
4
緩沖池提升泵運行臺數
4
微電解池反洗時間
 
加藥是否正常
Na2S
正常
沉淀池運行是否正常
0:15-1:00污泥過多,出水帶污泥
設備維修記錄
 
PAC
正常
PAM
正常
時間
調節池ph
緩沖池ph
調節池Cu2+濃度
沉淀池Cu2+濃度
放流口Cu2+濃度
1、0:00
2.94
3.18
 
 
 
2、1:00
3.28
3.18
153.85
0.395
0.401
3、2:00
3.51
3.25
 
 
 
4、3:00
3.50
3.25
81.2
0.360
0.386
5、4:00
3.38
3.49
 
 
 
6、5:00
4.56
3.47
79.25
0.386
0.412
7、6:00
5.83
4.70
 
 
 
8、7:00
5.77
5.48
99.95
0.259
0.302
 



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