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铁氧体法处理电镀废水的应用分析

北极星水处理网  来源:《建筑细部》  作者:李莹港  2019/8/31 9:55:14  我要投稿  
所属频道: 水处理  关键词:电镀废水 含铬废水 工业废水

北极星水处理网讯:摘要:铁氧体法是处理含铬废水的最实用的方法之一,在处理含铬废水的过程中有着较好的效果。铁氧体工艺的基本原理、工艺的总体流程与实际的废水收集工艺流程有着紧密的联系,其主要技术参数包括硫酸亚铁的投加量、投配比和反应时间。在氧化还原的控制阶段,需要对污水pH值进行测试,基于此,本文进一步分析电镀含铬废水处理技术现状与发展趋势。

关键词:电镀;含铬废水;处理技术

0引言

处理含铬的污水时,多采用电镀方式,这种方式的优势主要是设备简单、投资小,同时,化学品成本低、处理能力较好,并具备良好的清洗效果,污水处理的有效性可达99.99%。对于使用化学用品的处理过程而言,必须保证处理后的废水排放达标,同时符合行业标准及国家规定。含有铬物质的废水,也必须对排放环节进行积极的检测,同时注重对铬衍生污泥的质量核查,进一步避免造成二次污染。但是,当铁氧体工艺用于复杂的污水处理时,处理后必须对其成分进行科学的鉴定,保证废水的质量,在必要时间段可以对废水进行适当的回收利用,提高废水的处理效果。因此,在保证环境质量的同时,提高处理技术是其研究工作的核心目标。

1铁氧体法处理电镀废水的处理技术现状

由于大多数含镍和铬的废水来自电镀行业,因此,现阶段许多电镀和酸洗企业都高度重视废水处理环节,这一环节的技术发展尤为重要,不仅关系到含铬和镍废水的实际含量,还将导致环境问题与健康问题。其中,如果对铬和镍的控制不达标,很可能造成严重的环境污染事故,因此,必须对重金属在废水中的含量进行必要的检测。此外,重金属作为一种重要的化学要素,参与了世界的构成,如果把控不得当,将会引起镍和铬资源的流失。

近年来,有报道使用电解还原法、化学沉淀法、活性炭吸附和反渗透法来处理污水中的铬,虽然上述方法各有优点,但也有一些缺点,例如,电化学方法耗电量大、加工成本高;此外,还有反应所需要的实际时间远远高于预测时间等一系列问题。铁氧法近年来作为从湿法冶金行业转变过来的技术,在针对废水中重金属的去除中有着良好的效果和应用前景。未来通过逐步完善工艺参数,通过合作与交流提高工艺可执行性。

2铁氧体法处理废水工艺原理与流程

2.1原理

在废水的处理过程中,电镀含铬废水起着两个作用,一个以减少铬在凝结和共沉淀等重金属氢氧化物,另一个是金属的氢氧化物重型铁氧体形成体,实现污水净化的作用。剂量是关键过程控制参数之一,必须将cr(VI)完全转化为铁氧体,还原反应和铁氧体形成阶段的理论剂量质量比分别为亚铁:Cr(VI)的为:16.04:1和10.39:1。在目前的操作中,需对工业废水中的重金属实际剂量进行调控,在保证科学性的同时合理把握剂量。通常质量比为28:1至31:1,在经济上是合理的;当废水中含有除铬以外的其他重金属离子,硫酸亚铁理论剂量应当叠加污水中重金属的每个离子的理论剂量的值并且应针对特定条件进行调整,比如,废水的水质,重金属离子的浓度和种类等。

硫酸亚铁的投加方式有一次和两次两种,一次投加的污水处理效率虽然高,但药物残留严重,可能导致一系列问题,其中包括药剂过量、反应不完全、导致废水含盐量高等现象。基于此,可以运用的两次投加的方法,第一剂量是亚铁量约占总量的2/3。另外,根据实际的重金属处理总量,在调整重金属离子的过程中,还需要保证铁氧体制成容器的安全性,将其转化为铁氧体以达到水的净化目的。

添加硫酸亚铁可选择干法或湿法。当加入到管中,为了更好的混合药剂和污水,而不会阻塞管和阀门等,优选使用湿式投加,硫酸亚铁的浓度通常为约0.7摩尔/L。干式投加时,可以结合混合搅拌器,促进污水和药剂的充分反应,同时对其进行安全检测,在保证安全的前提下促使其混合并反应,这是遵循连续工艺必须原则。

2.2处理流程

根据已知的废水量,结合实际的重金属含量,逐步控制废水的达标率,可以结合污水中铬离子含量,其处理流程又可分为连续式和间歇式。比如废水量为10m3/d,铬离子浓度大于35.3mg/L.常采用连续式,其他浓度和水量过程恰恰相反。

此外,连续工艺也适用于混合废水处理,铬离子和其他重金属离子的波动范围很大,但需要必要的检测和配料设备确保污水处理的质量。

水热合成复合铁氧体实验如下:取一定量的FeS04?7H20(AR国药化学试剂有限公司),加入一定量的镍铬废水,NaOH作为现阶段经常使用的沉淀剂,将溶液的pH调节至碱性,首先置于圆形热水瓶中,同时,给以450rpm搅拌的效果。根据混合物,在给定温度下进行10分钟至2小时的反应时间,反应后,将最终溶液进行固液过滤分离,用原子吸收分光光度法(日本,ShimadzuAA-7000)测量过滤器中镍和铬的含量,用蒸馏水反复洗涤固体流体分离后的滤饼,并进行回收。

3铁氧体法处理电镀废水的发展趋势

3.1废水酸碱度的科学合理控制方面

从发展趋势入手,可知在铁氧体处理废水的过程中,应高度利用铁氧体的优势,结合相关的化学原理,对使其的废水反应结果进行记录,推测相关的反应数据。当氧化还原时,根据Cr(VI)的基本信息,通常应将pH控制在3.16以下。为了使反应体系更彻底,使用3mol/L硫酸,将溶液控制在pH2~3,适当运用冰醋酸,以促进反应的发生,同时结合实际的调节需求,保证废水处理反应在符合科学依据的程度范围之内。

当cr(VI)在体系中转化为cr(III)时,则必须对废水中的有效含量进行分析,掌握Fe2+的含量,并通过合理的途径避免其内部发生不必要的氧化,促进Fe3+和Cr3+一起与污水进行共沉淀反应。沉淀从绿色,深绿色和深棕色到铁黑色是一个渐变的过程,这一过程,不仅要观察实际的颜色加深现象,还需记录相关信息,如果出现Fe2+不能完全沉淀的现象,则需要进一步加检查pH值。

3.2处理污水的温度方面

在废水的处理过程中,温度的把握是其中非常重要的环节,这一环节关系到氢氧化物的脱水状态,必须引起高度重视。如果β-FeOOH易于单独形成,铁氧体形成时间较长,那么很容易造成内部的结构松散,甚至导致铁氧体的磁性减弱,从而无法达到回收铁氧体的效果。如果反应体系温度发生剧烈变化,需对其进行调控,保证温度在40℃左右,促进铁素体的形成,达到堆积大且沉降快的效果。

随着溶液pH的增加,溶液中镍和铬的量也会越来越少。这是因为,当溶液呈酸性时铁氧体不适合,及反应液体呈碱性时,才形成Fe(OH):和Pe(OH)形成铁氧体。此时,若采用不恰当的快速加热,非常高的温度会加速系统响应和Fe2+过量的速度被转换成的Fe3+,这样的Fe2+在系统将不充分,铁氧体磁性会减弱,并产生大量的气溶胶,它会影响操作人员的健康并污染周围环境。一些研究已经表明,将系统温度控制在70℃左右,转换为1?2小时,沉降时间为30?50分钟,可以生成小体积的,密实易脱水的铁氧体。在实际的操作过程中,将温度控制在65-75℃之间是经济的,这不会导致能量损失并减少二次污染。

结语

铁氧体共沉淀法处理含镍和含铬废水处理效率高,处理后镍和铬处理符合排放标准,适应性强。在保证含重金属废水的处理条件符合行业标准的同时,严格按照国家安全标准执行,科学利用铁氧体粉末,对其进行合理回收。并在提高处理技术的同时,加大废水处理行业的投入,优化设备。

参考文献:

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