电镀废水处理工艺优化研究

发布时间：2017-06-20 14:03

  本文关键词：电镀废水处理工艺优化研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：电镀行业是当今全球三大污染工业之一，其产生的废水具有极大的毒性和危害性。本文以广东清远市某电镀工业园的电镀废水为研究对象，该电镀工业园废水出水指标COD、Cu~(2+)、Ni~(2+)、CN~-、Cr~6+均不能稳定达到国家颁布的《电镀污染物排放标准》（GB21900-2008）。本课题对其废水处理工艺进行了优化研究，以使其可以在成本投入较低的情况下稳定达标排放。本文设计研发了四套优化工艺。 优化工艺（I）——铁屑应用于电镀污泥减量工艺优化研究。在酸性废水中投加铁屑，废水的pH值明显上升，产生的Fe(2+)随着原水的酸度的增加而增多。投加铁屑后的酸性废水可以处理含铬废水，同时减少石灰和硫酸亚铁投加量，进而减少污泥产生量。 优化工艺（II）——电镀废水分流处理及最佳工艺参数优化研究。将原有混合处理改为分流处理，共分为三股废水，分别为含氰废水、含铬废水和含镍铜废水。采用硫酸亚铁-石灰法去除六价铬离子，，投料比m(FeSO_47H_2O):m(Cr6+)=20:1，初始pH值为3~4，沉淀pH值为10；采用碱性氯化法去除氰离子，部分氧化反应pH值和m(NaClO):m(CN-)分别为11和3:1，完全氧化反应pH值和m(NaClO):m(CN-)分别为8和10.76:1；采用硫酸亚铁-多级化学沉淀法去除镍、铜离子，分三段反应进行：硫酸亚铁破络反应、石灰法沉淀反应、硫化物沉淀反应pH值分别为3、9~10、10，投料比m(FeSO47H2O):m(Cu~(2+))、m(FeSO_47H_2O):m(Ni~(2+))、m(Na_2S9H2O):m(Cu~(2+))分别为9.72:1、7.68:1、3.81:1。在最佳工艺条件下，出水六价铬、氰、铜、镍离子均稳定达标，去除率达到99%以上，去除效果明显。 优化工艺（III）——曝气生物滤池（BAF）深度处理优化研究。试验结果表明BAF对CN~-、Cu~(2+)和COD具有稳定的去除效果。对于有效容积为3L的BAF反应器，最佳进水流量为2L/H，即停留时间为1.5小时，此时，CN-、Cu~(2+)和COD的去除率分别超过80%、50%和60%，在进水CN~-、Cu~(2+)和COD不大于1.5mg/L、1mg/L、200mg/L时，可以稳定达标。综合CN-、Cu~(2+)和COD的处理效果，BAF在第14天之后挂膜成功。而对于设计进水量为25m~3/h的BAF工程系统，处理效果与实验室研究所得基本一致，同时，漂水投加量从8‰（总的漂水投加量与含氰废水的体积比）降至6‰，硫化钠投加量由2‰（Na2S9H2O投加量与含镍铜废水的体积比）降至0.5‰。达到了既降低成本又使出水有机物COD达标的目的。 优化工艺（IV）——曝气生物滤池（BAF）放置位置优化研究。出水达标的情况下，通过改变BAF的放置位置继续减少运行成本。7mg/L为BAF中微生物所能承受的CN-浓度的最高极限值，此时需要投加3‰的漂水，才可以将CN-平均浓度为65mg/L的原水去除到7mg/L左右，经BAF生化处理后，CN-去除率达到65%，出水CN-浓度为2.3mg/L。而在COD达标的情况下，需要投加1.5‰的漂水即可将平均浓度为2.3mg/L的CN-处理后达标排放。即总共只需要4.5‰的漂水，相比优化工艺（III）减少了1.5‰的漂水投加量，而相比优化工艺（II）则减少了3.5‰的漂水成本，将近一半。
【关键词】：电镀废水 重金属 氰化物 有机物 曝气生物滤池 工艺优化
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：X781.1
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-13
• 第一章 绪论13-40
• 1.1 国内外电镀行业及其废水处理现状13-14
• 1.2 电镀废水的来源、特性、分类及危害14-16
• 1.2.1 电镀废水的来源14
• 1.2.2 电镀废水的特性14
• 1.2.3 电镀废水的分类14
• 1.2.4 电镀废水的危害14-16
• 1.3 电镀废水达标排放指标与标准16-18
• 1.3.1 水质指标16
• 1.3.2 水质标准16-18
• 1.4 电镀废水传统处理方法——物理化学法18-32
• 1.4.1 含氰废水物理化学处理法18-21
• 1.4.2 含铬废水物理化学处理法21-25
• 1.4.3 含铜废水物理化学处理法25-27
• 1.4.4 含镍废水物理化学处理方法27-28
• 1.4.5 电镀废水中有机污染物物理化学处理方法28-32
• 1.5 电镀废水新型处理方法——生物处理32-37
• 1.5.1 生物处理法基本原理及特点32
• 1.5.2 含氰废水的生物处理32-34
• 1.5.3 含铬废水的生物处理34-35
• 1.5.4 含镍废水的生物处理35-36
• 1.5.5 含铜废水的生物处理36
• 1.5.6 电镀废水中有机污染物的生物处理36-37
• 1.6 研究背景、目的及内容37-39
• 1.6.1 研究背景37
• 1.6.2 研究目的37-38
• 1.6.3 研究内容38-39
• 1.7 本课题创新之处39-40
• 第二章 试验方法与内容40-44
• 2.1 原水水质及排放标准40
• 2.2 试验主要药剂40-41
• 2.3 主要构筑物与设备参数41-42
• 2.4 试验仪器与设备42
• 2.5 检测项目和测试分析方法42
• 2.6 试验内容42-43
• 2.7 本章小结43-44
• 第三章 铁屑应用于电镀污泥减量工艺优化研究44-50
• 引言44
• 3.1 试验方法与原理44
• 3.2 试验水质44-45
• 3.3 试探性试验45-46
• 3.4 系统性试验46-49
• 3.4.1 pH 值和 Fe~(2+)随反应时间的变化规律46-47
• 3.4.2 铬离子的去除对比试验47-49
• 3.5 工程适用性探讨49
• 3.6 本章小结49-50
• 第四章 电镀废水分流处理及最佳工艺参数优化研究50-70
• 4.1 电镀工艺园污水处理厂原有废水处理工艺流程图及工艺说明50-51
• 4.1.1 原有工艺流程图50
• 4.1.2 原有工艺说明50-51
• 4.2 铬离子去除试验研究51-55
• 4.2.1 硫酸亚铁还原 Cr~(6+)机理51-52
• 4.2.2 试验水质52
• 4.2.3 FeSO_47H_2O 投加量对 Cr~(6+)去除效果的影响52-53
• 4.2.4 不同阶段 pH 值对除铬处理效果的影响53-54
• 4.2.5 铬离子去除试验总结54-55
• 4.3 破氰试验研究55-58
• 4.3.1 碱性氯化机理55
• 4.3.2 试验水质55
• 4.3.3 漂水投加量对破氰处理效果的影响55-56
• 4.3.4 pH 值对破氰处理效果的影响56-57
• 4.3.5 反应时间对破氰处理效果的影响57-58
• 4.3.6 破氰试验研究总结58
• 4.4 镍、铜离子的去除试验研究58-65
• 4.4.1 硫酸亚铁——多级化学沉淀法去除机理59
• 4.4.2 试验水质59
• 4.4.3 pH 值对镍、铜离子去除效果的影响59-62
• 4.4.4 FeSO_47H_2O 投加量对镍、铜离子去除效果的影响62-63
• 4.4.5 Na_2S 9H_2O 投加量对铜离子去除效果的影响63-65
• 4.4.6 镍、铜离子去除试验研究总结65
• 4.5 优化工艺（Ⅱ）流程图及工艺说明65-67
• 4.5.1 工艺流程图65-66
• 4.5.2 工艺说明66-67
• 4.6 优化工艺（Ⅱ）工程实践67-69
• 4.7 本章小结69-70
• 第五章 曝气生物滤池（BAF）深度处理优化研究70-87
• 引言70-71
• 5.1 试验装置71
• 5.2 曝气生物滤池概述71-74
• 5.3 试验水质74
• 5.4 最佳进水流量的确定74-78
• 5.4.1 不同进水流量对 CN~-去除的影响74-76
• 5.4.2 不同进水流量对 COD 去除的影响76-77
• 5.4.3 不同进水流量对 Cu~(2+)、Ni~(2+)、Cr~(6+)去除的影响77-78
• 5.5 在最佳进水流量下的污染物随时间的去除规律78-82
• 5.5.1 在最佳进水流量下 COD 随时间的去除规律79-80
• 5.5.2 在最佳进水流量下 CN~-随时间的去除规律80-81
• 5.5.3 在最佳进水流量下 Cu~2+随时间的去除规律81-82
• 5.6 曝气生物滤池深度处理试验总结82
• 5.7 优化工艺（Ⅲ）流程图及工艺说明82-84
• 5.7.1 工艺流程图82-83
• 5.7.2 工艺说明83-84
• 5.8 优化工艺（Ⅲ）工程实践84-86
• 5.9 本章小节86-87
• 第六章 曝气生物滤池（BAF）放置位置优化研究87-93
• 引言87
• 6.1 BAF 对不同浓度进水中的 CN~-去除效果研究87-88
• 6.2 在 COD 达标的情况下漂水投加量对破氰的影响88-89
• 6.3 曝气生物滤池放置位置试验总结89-90
• 6.4 优化工艺（Ⅳ）流程图及工艺说明90-91
• 6.4.1 工艺流程图90
• 6.4.2 工艺说明90-91
• 6.5 优化工艺（Ⅳ）工程实践91-92
• 6.6 本章小结92-93
• 结论与展望93-97
• 参考文献97-103
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果103-104
• 致谢104-105
• 附件105

【参考文献】

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本文编号：465816