含鎘廢水處理方案
含鎘廢水是危害最嚴重的重金屬廢水之一,。金屬鎘雖無病理學(xué)意義,,但鎘的化合物則毒性很大。含鎘廢水有劇毒,,鎘易在生物體內(nèi)聚集,,如未經(jīng)處理直接排放,易引起人畜的慢性中毒,,給環(huán)境帶來很大危害,。魚在含鎘濃度為0.01-0.02毫克/升的水中生活就會中中毒,0.2-1.1毫克/升濃度時,,就會死亡,。鎘的毒性能嚴重抑制微生物的生長,,濃度0.1-1.0毫克/升時,微生物死亡率可達50%左右,。灌溉水中含鎘,,不僅污染土壤,且種植的稻米中鎘含量大于4ppm時,,米不成熟,。蠶吃了含鎘的桑樹葉后,不僅不吐絲,,還大量死亡,。人體的鎘中毒,主要是通過消化道與呼吸道引起的,,內(nèi)服硫酸鎘30毫克/升可以致死,。長期接觸低濃度鎘化合物,將引起貧血,、肺氣腫,、神經(jīng)痛、胃痛,、骨質(zhì)疏松癥等等急病,。含鎘廢水處理最常用的方法為中和沉淀法,Cd2+在堿性狀態(tài)下水解生成Cd(OH)2沉淀,,并且含鎘廢水中往往含有CN-,、NH3等其它離子,CN-,、NH3與鎘離子絡(luò)合將影響Cd2+的水解沉淀,,故廢水的處理首先必須去除CN-和NH3。由于氰化物是劇毒物質(zhì),,因此,,處理后指標(biāo)必須絕對達標(biāo)。原水的氰化物濃度隨時在變化,,故采用兩池間歇處理,,加氯量隨濃度變化而變化,處理后水質(zhì)測定達標(biāo)后才能進行下一步處理,。
成都某(集團)有限責(zé)任公司,,生產(chǎn)過程中產(chǎn)生電鍍廢水,廢水污染物主要為Zn2+,、Cu2+,、、Cd2+,、,、CN-,,該廢水經(jīng)現(xiàn)有設(shè)施處理后,Cd2+含量未能達到國家排放標(biāo)準(zhǔn),。
成都某(集團)有限責(zé)任公司含鎘廢水與其它電鍍廢水分開單獨處理,,含鎘廢水水質(zhì)指標(biāo)詳見表0-1。
表0-1含鎘電鍍廢水水質(zhì)水量表
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表中數(shù)據(jù)參照同類廢水水質(zhì)數(shù)據(jù),,車間兩個月排放一次槽液約50kg,。
1.含鎘廢水處理工藝流程選擇
目前,實用的含鎘廢水處理方法包括氫氧化物或硫化物沉淀法,、吸附法、離子交換法,。氧化還原法,、鐵氧體法、膜分離法等,。因為中和沉淀法操作簡單,、工藝成熟、投資省,、中和劑來源廣,,所以最常用的方法為中和沉淀法。在含鎘廢水中一般含有絡(luò)合劑(如氰化物),,鎘離子難于沉淀,,如果廢水中存在相當(dāng)量的絡(luò)合劑,則必須預(yù)處理以破壞這些絡(luò)合劑,,所以電鍍廢液及漂洗水中鎘的有效沉淀程度取決于絡(luò)合劑的預(yù)處理情況,。
1.1廢水處理工藝流程詳見圖1-1
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1.2工藝流程說明
含鎘、氰,、鋅廢水收集在調(diào)節(jié)池一,、調(diào)節(jié)池二,進行兩池交換間歇處理,,在池中采用加堿調(diào)PH值至8.5—9,,同時加入NaClO并通入壓縮空氣攪拌,待完全去氰后,,用泵抽入JD-5型電鍍廢水處理機氣浮一去除Zn2+,;氣浮一出水進入反應(yīng)箱一加堿調(diào)PH值=11—12,經(jīng)氣浮二,、氣浮三去除Cd(OH)2,,至此,廢水中的重金屬離子去除完畢,,但PH值超標(biāo),,因此,,氣浮三出水進入反應(yīng)箱二調(diào)PH值至6—9,然后流入中間水箱,,為了確保出水水質(zhì)達標(biāo),,在中間水箱用泵將處理水打入過濾罐過濾,過濾后的水進入清水箱,,檢驗合格后排放,,處理工藝完成。
氣浮浮渣進入污泥干化池干化,,干化后的污泥外運填埋,。由于含鎘污泥有劇毒,需做混凝土池子密封深埋,,防止其二次污染,。
氣浮所需的壓力溶氣水來自處理后的清水箱,無需再用專門的清水,,從而節(jié)約用水,。壓力溶氣釋放器采用TV-Ⅲ型不銹鋼專利產(chǎn)品,保證處理效果,。
槽液人工裝入氰,、鎘廢水槽液預(yù)處理槽,經(jīng)預(yù)處理后用泵打入污泥干化池去掉沉渣,,槽液廢水流入調(diào)節(jié)池與其他廢水一并處理,。
1.3反應(yīng)原理及主要化學(xué)方程式:
1.3.1含氰廢水處理:
一般采用堿性氯化法,即向含氰廢水中投加氯系氧化劑,,使氰化物第一步氧化為氰酸鹽(稱為不完全氧化),,第二步氧化為二氧化碳和氮(稱為完全氧化)。工程中也常采用一次調(diào)整PH=8.5-9,,加氯氧化一小時,,使氰化物氧化為氮及二氧化碳。有關(guān)化學(xué)反應(yīng)式如下:
CN-+HClO→CNCl+OH-
CNCl+2OH-→CNO-+Cl-+H2O
2CNO-+4OH-+3Cl2→2CO2↑+N2↑+6Cl-+2H2O
1.3.2含鎘廢水處理:
最常用的方法為中和沉淀法,,Cd2+在堿性狀態(tài)下水解生成難溶,、穩(wěn)定的Cd(OH)2沉淀,CN-,、NH3與鎘離子絡(luò)合將影響Cd2+的水解沉淀,,故廢水的處理首先必須去除CN-和NH3。鑒于132廠含鎘廢水不含NH3,,故僅需加入NaClO或其它氯系氧化物破氰即可,。
鎘離子在堿性狀態(tài)下發(fā)生水解的反應(yīng)式如下:
Cd2++2H2O→Cd(OH)2↓+2H+
這一平衡反應(yīng)隨著堿度升高向右移從而利于Cd(OH)2的沉淀。但隨著堿度增加易生成HCdO2-離子,,導(dǎo)致水溶液中總鎘升高,,故PH應(yīng)準(zhǔn)確控制在11—12,,才能使鎘離子完全沉淀。
1.3.3含鋅廢水處理:
鋅是一種兩性元素,,它的氫氧化物,,既溶于強酸,又溶于強堿,。
在鋅鹽溶液中加適量的堿可析出Zn(OH)2白色沉淀,,再加過量的堿沉淀又復(fù)溶解:
Zn2++2OH-→Zn(OH)2↓
Zn(OH)2+2OH-→ZnO22-+2H2O
反之,在鋅鹽溶液中,,加適量的酸也可析出Zn(OH)2白色沉淀,,再加過量的酸沉淀又復(fù)溶解:
ZnO22-+2H+→Zn(OH)2↓
Zn(OH)2+2H+→Zn2++2H2O
據(jù)試驗,鋅酸鹽溶液中用堿調(diào)整PH至8.5-9.0,,則氫氧化鋅的沉淀快速而完全,。
2.主要設(shè)備設(shè)施
2.1調(diào)節(jié)池:在原有池子基礎(chǔ)上改建,池子規(guī)格L×B×H=7.7×3.4×2.3m,,有效容積=59.6m3,調(diào)節(jié)時間10小時,。
2.2原水泵:采用25CQ-15型磁力驅(qū)動泵,,Q=6.6m3/h,H=15mH2O,,N=1.1KW,,一用一備。
2.3酸液提升泵,、NaClO提升泵:塑料隔膜泵,,型號104SJ32-25-100,Q=5m3/h,,H=7mH2O,,N=0.55KW。
2.4加堿泵,、氰鎘槽液預(yù)處理泵:采用25CQ-15型磁力驅(qū)動泵,,Q=6.6m3/h,H=15mH2O,,N=1.1KW,,四臺,二用二備,。
2.5JD-5型一體化電鍍廢水處理設(shè)備,,外形尺寸L×B×H=4.5×2.8×2.7m,處理能力5t/h,。
2.6高,、低位酸槽:L×B×H=1.0×0.75×1.0m,,有效容積0.64m3,PVC材料,。
低位酸槽設(shè)置抬升濃硫酸罐的裝置,,避免發(fā)生工傷事故;在將酸倒入低位酸槽時應(yīng)多次,、緩慢注入,,邊加邊用壓縮空氣攪拌(注意壓縮空氣氣量),避免因加酸發(fā)生工傷事故和酸稀釋時大量放熱損壞酸槽,。高位酸槽設(shè)水位計及液位計,,自動控制將低位酸槽的酸打入高位酸槽。
2.7高位堿槽:L×B×H=0.75×0.75×1.0m,,有效容積0.51m3,,不銹鋼材料。
低位堿槽:L×B×H=1.5×0.75×1.0m,,有效容積1.0m3,,不銹鋼材料。
堿用手動葫蘆吊入,。高位堿槽設(shè)水位計和液位計,,自動控制將低位堿槽的堿打入高位堿槽。
2.8高,、低位NaClO槽:L×B×H=1.0×0.75×1.0m,,有效容積0.64m3,不銹鋼材料,。
高位NaClO槽設(shè)液位計,,自動控制將低位NaClO槽的NaClO液打入高位NaClO槽。
2.9氰,、鎘槽液預(yù)處理槽:L×B×H=1.0×0.75×1.0m,,有效容積0.64m3,不銹鋼材料,。
2.10污泥干化池:L×B×H=2.5×1.2×1.0m,,有效容積1.5m3,兩座,,輪流使用,。
2.11雨棚:L×B×H=10×7.5×4.5m,面積75m2,,采用鋼架結(jié)構(gòu),,雨棚采用阻燃材料,四周采用鋼欄桿隔斷,地坪采用環(huán)氧玻璃鋼(三布五油)地坪,。
3.運行
成都某(集團)有限責(zé)任公司含鎘廢水處理站于1999年10月25日開始施工,,12月18日竣工。從1999年12月22日開始正式投入運行,,在以后的四個多月里,,由成都某(集團)有限責(zé)任公司環(huán)境保護監(jiān)測站對該站進行了連續(xù)監(jiān)測,該站運行正常,,出水也完全達到達到國家GB8978-96(污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn))中規(guī)定排放標(biāo)準(zhǔn),。有關(guān)部分監(jiān)測結(jié)果見表3-1。
表3-1成都某(集團)有限責(zé)任公司含鎘廢水處理站總鎘監(jiān)測結(jié)果
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4.結(jié)論
目前,,國內(nèi)含鎘廢水的成功治理工程很少,,而我公司已在成都某(集團)有限責(zé)任公司含鎘廢水處理站中成功地處理了此類廢水,接著,,又在陜西省漢中市某廠成功處理該類廢水,。在含鎘廢水中一般含有絡(luò)合劑(如氰化物、氨等),,絡(luò)合劑使鎘離子難于沉淀,,如果廢水中存在相當(dāng)量的絡(luò)合劑,則必須預(yù)處理以破壞這些絡(luò)合劑,,所以電鍍廢液及漂洗水中鎘的有效沉淀程度取決于絡(luò)合劑的預(yù)處理情況,。中和沉淀法操作簡單、工藝成熟,、投資省,、中和劑來源廣,,所以除鎘最常用的方法為中和沉淀法,。中和沉淀法去鎘的關(guān)鍵是嚴格控制PH值在11-12之間。含鎘污泥也有劇毒,,需用混凝土密封深埋,。本工程采用一體化采用了JD-5型一體化電鍍廢水處理設(shè)備,一臺設(shè)備就是一座廢水處理站,,使用該設(shè)備具有投資省,、占地少、能耗低,,處理效果穩(wěn)定可靠,、操作維護簡單方便,能適應(yīng)不同的鍍種產(chǎn)生的廢水,,使其完全達標(biāo)排放,。

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