基於多維強氧化和循環生化處理電鍍廢水的方法與流程

2023-07-31 12:14:36

本發明屬於汙水處理技術領域，具體涉及基於多維強氧化和循環生化處理電鍍廢水的方法。

背景技術：

電鍍廢水的來源一般為：1)鍍件清洗水；2)廢電鍍液；3)其他廢水，包括衝刷車間地面、刷洗極板水通風設備冷凝水以及由於鍍槽滲漏或操作管理不當造成的「跑、冒、滴、漏」的各種槽液和排水；4)設備冷卻水。電鍍廢水的水質、水量與電鍍生產的工藝條件、生產負荷、操作管理與用水方式等因素相關，電鍍廢水的水質複雜，成分不易控制，其中含有鉻、鎘、鎳、銅、鋅、金、銀等重金屬離子和氰化物等，有些屬於致癌、致畸、致突變的劇毒物質。

電鍍廢水一般採用物化法處理，處理方法較多，但是可以做到真正穩定達標的很少，其中效果最好的是dtcr-重金屬離子捕集劑，它通過dtcr與廢水中重金屬離子形成一種大分子的螯合物，然後經過絮凝，可以實現去除電鍍廢水中重金屬離子的目的，但是該離子捕集劑成本較高，操作時還需要根據對電鍍廢水進行水質分析，並且經過複雜的計算後進行實施，但仍然不能避免誤差的存在，處理後的廢水中依然存在或多或少的重金屬離子，還需要進行更加精細的計算和操作，進一步進行處理，並且廢水中的氰化物沒有被大量去除，仍然存在與廢水中，而且在一定條件下，氰化物還能夠與殘留的重金屬離子進行反應，形成劇毒物質，處理後的廢水性質極不穩定，既不能用於飲用，也不能用於澆灌植物，因此，現有技術還不能滿足電鍍廢水無害化處理的要求，需要對電鍍廢水處理進行進一步研究。

技術實現要素：

本發明克服了現有技術的不足，提供了基於多維強氧化和循環生化處理電鍍廢水的方法，該方法不僅能夠去除廢水中游離的重金屬離子，而且能夠將與其他物質粘附、團聚在一起的重金屬離子進行消除，同時，氰化物的分解能夠避免殘留的重金屬離子與其結合形成劇毒物質，處理後的廢水中重金屬離子和氰化物含量遠遠小於現有技術，優於排放標準。

本發明的具體技術方案是：

基於多維強氧化和循環生化處理電鍍廢水的方法，關鍵點是，所述方法包括以下步驟：

a、將電鍍廢水打入調節池中，進行水質調節和水量調節；

b、將調節後的廢水打入多維強氧化設備中進行多維強氧化，多維強氧化設備為電極間填充有粒狀電極材料的二維電解槽，電流頻率是3-5khz，多維強氧化持續時間為20-40min；添加混凝劑、助凝劑，絮凝沉澱持續2.5-3.5h，隨後將下層沉澱分離，形成氧化處理水；

c、將氧化處理水打入依次相連的兩個生化系統中進行兩級循環生化處理，生化處理採用汙泥活化法來進行，生化系統包括曝氣池、沉澱池和活化池，廢水打入曝氣池後產生的汙泥打入活化池中進行活化，活化後的汙泥返回曝氣池中，生化6h，汙泥回流量50-80％，汙泥濃度6000mg/l，將曝氣池中去除汙泥的廢水打入沉澱池，沉澱持續時間3.5-4h，沉澱的汙泥先打入活化池中進行活化，然後返回至曝氣池中參與生化反應，汙泥回流量50-80％，汙泥濃度6000mg/l；

d、對循環生化後的廢水進行深度處理，加混凝劑和助凝劑，加藥後混凝3h，最終得到無害化淨化水。

所述的步驟a中，水質調節包括ss值和ph值的調節，調節至ss值和ph值穩定。

所述的步驟b中，多維強氧化持續時間為30min，所添加的混凝劑為pac，添加量為廢水量的千分之三，所添加的助凝劑為pam，添加量為廢水量的萬分之一，所述絮凝沉澱持續3h。

所述的步驟d中，所添加的混凝劑為pac，添加量為該步驟中廢水量的千分之二，所添加的助凝劑為pam，添加量為該步驟中廢水量的萬分之一。

本發明的有益效果是：本發明中採用多維強氧化和兩級循環生化技術相結合，其中多維強氧化通過二維電極和粒狀電極材料直接吸附廢水中的重金屬離子，並且電極能夠直接降解廢水中的有機物和氰化物生成二氧化碳、水汽和劇毒氣體(cn)2，由於二氧化碳的比重較大，其與劇毒氣體混合後能夠減緩劇毒氣體的散逸速度，吸附上述生成物時劇毒氣體逐漸溶於水汽中，使其能夠充分與水汽接觸並溶於其中，最大限度避免了劇毒氣體對外界環境的影響，隨後進行的循環生化通過曝氣條件下好氧菌的新陳代謝消耗廢水中氰化物和有機物分解後剩餘的汙染物，循環生化產生的汙泥經過活化後重新打入循環生化系統中，最大限度減少了汙泥產量，經過兩級循環生化處理後的廢水中汙染物含量大大降低，最後經過絮凝沉澱處理和過濾得到電鍍廢水的無害化處理水，可循環回用。

附圖說明

圖1是本發明中方法的流程示意圖。

具體實施方式

本發明涉及基於多維強氧化和循環生化處理電鍍廢水的方法，該方法中的多維強氧化過程包括電催化、電絮凝和電芬頓中的至少一種，循環生化是通過微生物的新陳代謝作用來處理廢水中的汙染物質，基於上述兩點，處理垃圾滲透液時依次進行調節池處理、多維強氧化處理、循環生化處理以及深度處理，最終實現電鍍廢水的無害化處理，具體的操作過程通過具體實施例進行闡述。

具體實施例，如圖1所示，所述處理電鍍廢水的方法包括以下步驟：

a、將電鍍廢水打入調節池中，進行水質調節和水量調節,水量調節持續時間要滿足10h，根據該停留時間、電鍍廢水的實際產生量以及廢水的處理量來設置調節池的容積，廢水的處理量為3000-5000m3/d，水質調節包括除ss和ph值調節，水質調節至ss值和ph穩定在一個平均值；

b、將調節後的廢水打入多維強氧化設備中進行一級多維強氧化，多維強氧化所使用的設備是在傳統的二維電解槽的電極間填裝粒狀工作電極，粒狀工作電極選用直徑為5mm-10mm的石墨顆粒，填充後形成多維電極結構，電流頻率是3-5khz，強氧化持續時間為30min，多維強氧化的優勢：

1、這些填充在正負極之間的粒狀工作電極提高了液相傳質效率和電流效率；

2、電子轉移只在電極和廢水組分之間進行，氧化反應依靠體系自己產生的羥基自由基進行，不需要添加藥液，無二次汙染；

3、進水汙染物濃度高負荷，cod濃度可達數千mg/l，脫色、去毒效果顯著，脫色率高達50-80％以上，有機汙染物降解處理的反應過程迅速，廢水停留時間短，僅需30-60min，所需設備體積小；

4、可同時高效去除廢水中的氨氮、總磷、色度、重金屬以及氰化物等；

5、反應條件溫和，常溫常壓下進行，操作靈活，可通過改變電壓、電流隨時調節反應條件，可控性好；

6、佔地面積小，建設工期短，運行成本低；

7、非溶出性dsa陽極，無電極腐蝕、鈍化問題，具有高效、長壽命的特點。

多維強氧化通過多維電極直接吸附重金屬離子，並且通過陽極反應直接降解有機物，或通過陽極反應產生強氧化粒子，例如氫氧根、氧氣、過氧化氫、羥基自由基、臭氧一類的強氧化劑，這些強氧化劑無選擇地與廢水中的有機汙染物快速發生鏈式反應進行氧化降解，降解為二氧化碳和水，這種降解方法使有機物分解更徹底，與此同時，電極還能夠將氰化物分解形成劇毒氣體(cn)2，隨後用吸附裝置將二氧化碳、水汽和劇毒氣體進行吸附收集，吸附上述生成物時劇毒氣體逐漸溶於水汽中，由於二氧化碳的比重較大，其與劇毒氣體混合後能夠減緩劇毒氣體的散逸速度，使其能夠充分與水汽接觸並溶於其中，最大限度避免了劇毒氣體對外界環境的影響；隨後向強氧化處理後的水中添加混凝劑、助凝劑進行絮凝沉澱，所添加的混凝劑為pac，添加量為廢水重量的千分之三，所添加的助凝劑為pam，添加量為廢水重量的萬分之一，絮凝沉澱持續時間3h，隨後將下層沉澱分離，形成氧化處理水，強氧化去除有機物，破壞微生物菌群的生長環境，實現活性較差的微生物逐漸減少，避免活性較差的微生物對水質的持續影響，隨後經過絮凝沉澱將水中的重金屬離子、失去活性的微生物菌群進行分離去除，在絮凝沉澱過程中，各種粒子在絮凝過程中還能夠吸附廢水中的色素和其他雜質，起到一定的脫色作用；

c、將氧化處理水打入依次相連的兩個生化系統中進行兩級循環生化處理，生化處理採用汙泥活化法來進行，生化系統包括曝氣池、沉澱池和活化池，廢水打入曝氣池中在曝氣的作用下利用好氧微生物的新陳代謝活動去除廢水中的汙染物，該汙染物包括有機物、氰化物分解後剩餘的化合物以及其他氨氮、磷等無機汙染物，曝氣池中產生的汙泥打入活化池中進行活化，活化後的汙泥重新打入曝氣池中，曝氣池中生化時間6h，汙泥回流量50-80％，汙泥濃度6000mg/l，曝氣池處理後的廢水排至沉澱池中進行沉澱分離，沉澱持續時間3.5-4h，沉澱的汙泥先打入活化池中進行活化，然後返回至曝氣池中參與生化反應，汙泥回流量50-80％，汙泥濃度6000mg/l；

d、對沉澱池中沉澱分離後的廢水進行深度處理，加混凝劑和助凝劑，所添加的混凝劑為pac，添加量為該步驟中廢水重量的千分之二，所添加的助凝劑為pam，添加量為該步驟中廢水重量的萬分之一，混凝加藥後持續3h，由於步驟b中處理後的廢水中剩餘汙染物含量極小，再經過步驟c中好氧菌的消耗，廢水中的有機物含量極小，加藥後的混凝沉澱量極小，有時甚至沒有出現沉澱，處於成本節約考慮，該步驟無需進行過濾就可以直接排放，最終的排放水為合格的無害化處理水，能夠用於植物的澆灌作業中並可以循環回用，水中未參加絮凝反應的絮凝劑和助凝劑還能夠作為植物的營養物質被吸收，起到了水肥同施的效果。