電鍍廢水一體化處理工藝隨著科技的進(jìn)步和環(huán)保技術(shù)的快速發(fā)展，許多新技術(shù)開(kāi)始應(yīng)用于環(huán)保行業(yè)了，其中以鐵/炭?jī)?nèi)電解反應(yīng)器為核心的技術(shù)在環(huán)保工程中應(yīng)用越來(lái)越廣泛。這種一體化處理技術(shù)以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)在電鍍廢水處理工程中具有廣泛的應(yīng)用前景。1、一體化技術(shù)處理混合電鍍廢水工藝機(jī)理破CN-、氧化還原Cr6+為Cr3+等預(yù)處理措施是傳統(tǒng)電鍍廢水處理工藝中必須的，因其投資大、技術(shù)參數(shù)控制程度高、操作復(fù)雜等弊端，在工程設(shè)計(jì)與應(yīng)用中具有一定的局限性。相比起來(lái)，以為主體技術(shù)的工藝則避免了污水的分類收集、預(yù)處理等前期工序，廢水可直接混合并進(jìn)入獨(dú)立設(shè)置的調(diào)節(jié)池內(nèi)，進(jìn)行水量水質(zhì)調(diào)節(jié)，然后通過(guò)水力提升至鑄鐵/焦炭?jī)?nèi)電解反應(yīng)器內(nèi)，在一定條件下反應(yīng)后進(jìn)入下步工序。由于此類技術(shù)不需要對(duì)污水進(jìn)行分類預(yù)處理，而是直接混合處理，因此亦名“一體化處理技術(shù)”，其典型的反應(yīng)機(jī)理可表示如下：陽(yáng)極鑄鐵：Fe-2e→Fe2+

E0(Fe2+/Fe)=-0.44V

(1)Cu2++Fe→Fe2++Cu

(2)陰極焦炭：2H++2e→2[H]→H2↑

E0(H+/H2)=0.00V

(3)O2+2H2O+4e→2OH-

E0(O2/OH-)=0.41V

(4)O2+4H++4e→2H2O

E0(O2/H2O)=1.22V

(5)不斷生成的Fe2+在強(qiáng)氧化劑Cr6+作用下，生成具有良好絮凝作用的Fe3+，同時(shí)將Cr6+轉(zhuǎn)化Cr3+，其反應(yīng)為：6Fe2++Cr2O2-7+14H+→2Cr3++6Fe3++7H2O

(6)同時(shí)，如果污水中還含有氰化物，則可發(fā)生：CN-＋O2→CNO-〔→…→N2〕

(7)通過(guò)以上一系列無(wú)數(shù)的內(nèi)電解反應(yīng)，污水中的重污染物物質(zhì)得到了轉(zhuǎn)化，繼而在后續(xù)處理單元中得到更進(jìn)一步去除。2、工藝流程及主要設(shè)施說(shuō)明2.1、工藝流程采用此技術(shù)的工程工藝流程如圖1所示。圖1工藝流程圖Fig1Flowchartoftreatmentprocess混合廢水經(jīng)廠區(qū)收集管道流至調(diào)節(jié)池，由耐腐蝕性一級(jí)污水泵提升至鑄鐵/焦炭反應(yīng)器中，在空氣輔助作用下，水中重金屬離子及CN-等在鑄鐵/焦炭表面發(fā)生無(wú)數(shù)內(nèi)電解反應(yīng)，通過(guò)一系列（1）－（7）式中反應(yīng)達(dá)到轉(zhuǎn)化目的。出水經(jīng)過(guò)自動(dòng)控制系統(tǒng)投加堿液調(diào)節(jié)pH后自流至斜管沉淀池進(jìn)行泥水分離，清水經(jīng)過(guò)砂濾后即可達(dá)標(biāo)排放或者回用。斜管沉淀池排放污泥在濃縮池中濃縮后經(jīng)壓濾機(jī)脫水處理，干泥餅中含有大量重金屬，屬于危險(xiǎn)廢物，交由專門機(jī)構(gòu)回收處理。2.2、主要設(shè)計(jì)參數(shù)2.2.1混合調(diào)節(jié)池用以調(diào)節(jié)不規(guī)律排水，均衡水量水質(zhì)。設(shè)置水力停留時(shí)間為8h，液位控制器控制提升泵運(yùn)行。2.2.2溶氣罐保證水氣的充分混合，使污水中含有的氧氣分子能在焦炭表面形成內(nèi)電解環(huán)境。溶氣罐設(shè)置水力停留時(shí)間為3～5min。2.2.3鑄鐵/焦炭反應(yīng)器鑄鐵/焦炭反應(yīng)器為本工藝的核心部件，污水中含有的重金屬與溶解的氧氣分子在其表面發(fā)生無(wú)數(shù)微電解反應(yīng)〔見(jiàn)上（1）－（7）反應(yīng)機(jī)理〕，良好的反應(yīng)條件能夠保證污水中的重金屬以及氰化物等高危害污染物轉(zhuǎn)化為低危害物質(zhì)，繼而在后續(xù)離子固化工序中得以去除。鑄鐵/焦炭反應(yīng)器水力停留時(shí)間為45min，接觸反應(yīng)時(shí)間為25～30min。2.2.4脫氣池脫除污水中大量的微小空氣泡，避免帶入反應(yīng)池中被投加藥劑包裹形成絮凝體而使絮凝體變輕上浮。水力停留時(shí)間為15min，設(shè)置機(jī)械攪拌加快脫氣。2.2.5反應(yīng)池分為二級(jí)反應(yīng)，前段通過(guò)pH計(jì)自動(dòng)控制系統(tǒng)投加氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值，重金屬得以固化，后段投加PAM絮凝劑加速絮凝體的沉淀。兩級(jí)反應(yīng)時(shí)間均為15min。此外，相對(duì)于其它工藝，鑄鐵/焦炭反應(yīng)器本身生成的Fe3+具有良好絮凝作用，在控制pH為7－10的情況下，生成的絮凝體大而穩(wěn)定，易于沉淀。2.2.6斜管沉淀池用以實(shí)現(xiàn)反應(yīng)池出水中的泥水分離。表面負(fù)荷取1.0m3/(m22.2.7砂濾池沉淀池出水中一般都含有微小的懸浮物質(zhì)，這些通過(guò)機(jī)械作用強(qiáng)制固化的重金屬物質(zhì)可能會(huì)重新溶出而造成出水中重金屬物質(zhì)的超標(biāo)，在沉淀池后設(shè)置砂濾池可以有效的將微小的懸浮物質(zhì)除去。砂濾池設(shè)計(jì)流速以不超過(guò)1.0m/h為佳。2.2.8清水回用池暫存清水，提供砂濾池的反沖洗用水或者回用水。3、結(jié)果與體會(huì)3.1、影響水質(zhì)因素3.1.1鑄鐵/焦炭反應(yīng)器對(duì)系統(tǒng)的影響鑄鐵/焦炭反應(yīng)器是本技術(shù)的關(guān)鍵處理設(shè)施，其主要參數(shù)的設(shè)計(jì)直接決定著系統(tǒng)出水效果的好壞。在水質(zhì)一定的情況下，鑄鐵和焦炭的質(zhì)量比、安裝方式、焦炭粒徑大小以及接觸反應(yīng)時(shí)間是關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)。在進(jìn)水pH值為1～3的條件下，采用的鑄鐵：焦炭質(zhì)量比約為1～1.5:1，分層安裝，鑄鐵粒徑細(xì)?。ě妫?～15mm），焦炭以細(xì)薄塊狀最好；整個(gè)反應(yīng)器接觸時(shí)間為20～30min，提供空氣量為0.1～0.13m3/min時(shí)，水樣分析表明，在此條件下，污水中含有的高危險(xiǎn)物質(zhì)Cr6+及CN-等能夠良好的轉(zhuǎn)化為低危險(xiǎn)、易除去的Cr3+及CNO3.1.2水中空氣的影響一體化處理池中出水含有大量的空氣，在進(jìn)行加藥前必須盡量脫除。本工程設(shè)計(jì)之初由于沒(méi)有充分考慮好脫氣問(wèn)題，在斜管沉淀池中經(jīng)常發(fā)生污泥上浮現(xiàn)象，原因即為水中含有的空氣在沒(méi)有完全脫除之前已經(jīng)被投加堿及PAM包裹在絮凝體內(nèi)，造成污泥密度變小而上浮。脫氣池設(shè)置較大的表面積及增加攪拌有利于快速脫氣。3.1.3pH值的影響重金屬沉淀對(duì)pH要求較高，所以采用pH自動(dòng)控制器來(lái)投加NaOH量。3.1.4砂濾流速影響砂濾池主要將出水中可能含有的微小懸浮物除去，避免固化重金屬重新溶解到清水中，過(guò)高的濾速不利于濾除微小的懸浮物。3.2、工程投資與運(yùn)行費(fèi)用以內(nèi)電解技術(shù)為主體的污水處理工藝無(wú)論是倫理上還是工程應(yīng)用上已經(jīng)日漸成熟，尤其是此類技術(shù)為核心的一體化處理工藝應(yīng)用于電鍍廢水處理工程更有著傳統(tǒng)工藝無(wú)法比擬的優(yōu)越性。一體化技術(shù)處理電鍍廢水不需鋪設(shè)多種管路，避免了因分類收集作預(yù)處理帶來(lái)的管路復(fù)雜、設(shè)備多、加藥量大、控制要求高等弊端，因此工程投資費(fèi)用省、運(yùn)行費(fèi)用低（表1）。表1

工程主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)Table1Maineconomicindexoftheengineering序號(hào)總投資（萬(wàn)元）運(yùn)行成本（元/噸水）1土建投資設(shè)備投資其它藥劑費(fèi)人工費(fèi)水電費(fèi)213.341.96.80.630.220.36合計(jì)621.213.3、反應(yīng)器更換填料對(duì)系統(tǒng)的影響反應(yīng)器中鑄鐵是一直處于消耗狀態(tài)的，當(dāng)其含量下降到一定程度時(shí)，反應(yīng)器處理效果變差，甚至出水不能達(dá)標(biāo)，此時(shí)需要及時(shí)補(bǔ)充鑄鐵，可能對(duì)系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行產(chǎn)生影響。因此，在反應(yīng)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮到此種情況的發(fā)生，可以通過(guò)設(shè)置多個(gè)獨(dú)立并聯(lián)的處理單元，或者在工廠停產(chǎn)檢修時(shí)進(jìn)行。3.4、結(jié)果實(shí)例工程于2004年1月開(kāi)工，2004年4月竣工并調(diào)試，2004年5月通過(guò)當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門監(jiān)測(cè)驗(yàn)收。部分監(jiān)測(cè)結(jié)果如表2所示。表2水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果

mg/L（pH除外）Table2Resultsofwatersamples

mg/L（pHexcept）項(xiàng)目pHSSCOD總銅總鎳總鋅Cr6+石油類原水2.484.6220.314.915.73.10.3419.8出水6.81466.70.240.210.130.002(Y)0.2(Y)去除率/83.5%69.7%98.4%98.7%95.8%99.4%99.0%排放標(biāo)準(zhǔn)6~9≤70≤90≤0.5≤1.0≤2.0≤0.5≤5.0監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，本工藝對(duì)重金屬的去除率均在95%以上，出水明顯優(yōu)于排放標(biāo)準(zhǔn)。4、結(jié)論4.1、本工程實(shí)例顯示，一體化污水處理技術(shù)應(yīng)用于電鍍混合廢水處理工程不僅投資省、運(yùn)行費(fèi)